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眼睛跟踪眼底成像系统的制作方法

眼睛跟踪眼底成像系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年2月28日提交的题为“眼底跟踪成像系统”的美国临时申请no.62/983,339的权益。美国临时申请no.62/983，339的全部内容通过引用明确地并入本文。
技术领域
3.本公开的各方面一般地涉及眼底照明和成像系统。

背景技术：

4.眼底成像涉及对眼睛的后部(也称为眼底)进行成像(例如拍照)。特别地，眼底是眼睛的与晶状体相对的内表面，并且可以包括视网膜、视神经盘、黄斑、中央凹和后极。在一些情况下，对眼底图像的分析可由护理提供者用于诊断或响应目的。例如，医生可能能够基于对眼底图像的检查来识别诸如感染、退行性眼病或甚至先天性病症的问题。
5.一些传统的眼底成像系统可以包括各种光学器件和能够闪光的相机。这些常规成像系统的操作可以包括引导患者注视投影到视网膜上的目标图像(例如，点)，然后用光淹没瞳孔(例如，激活闪光灯)以获得图像。

技术实现要素：

6.因此，本发明公开了根据所附权利要求的成像系统和头戴式显示器。
7.在一个方面，本发明涉及一种眼底成像系统，包括：光源阵列，被配置成选择性地启用以发射不可见光来照射眼睛的眼底；第一光组合器，被设置在所述光源阵列和所述眼底成像系统的向眼侧之间，其中所述第一光组合器被配置为：接收由所述眼睛反射的经反射的不可见光，将所述经反射的不可见光的第一分量引导到第一相机以生成所述眼睛的图像，并且使所述经反射的不可见光的第二分量通过；以及第二光组合器，被设置在所述光源阵列与所述第一光组合器之间，其中所述第二光组合器被配置为：接收响应于所述经反射的不可见光的所述第二分量的眼底成像光，并且将所述眼底成像光引导到第二相机以生成所述眼底的图像。
8.在根据本发明的眼底成像系统的实施例中，该系统还可以包括计算设备，该计算设备被配置为基于眼睛的图像确定眼睛的移动，并且基于该移动选择性地启用光源阵列中的至少一个光源以维持对眼底的照明。
9.在根据本发明的眼底成像系统的实施例中，不可见光可以包括红外光或近红外光。
10.在根据本发明的眼底成像系统的实施例中，该系统可以进一步包括设置在第一光组合器和第二光组合器之间的透镜系统，其中该透镜系统被配置为引导由光源阵列中的至少一个光源发射的不可见光以照射眼睛的眼底。此外，透镜系统可以被配置为将不可见光聚焦到眼睛的瞳孔平面。
11.在根据本发明的眼底成像系统的实施例中，经反射的不可见光的第一分量可以为第一偏振定向，并且经反射的不可见光的第二分量可以为与第一偏振定向正交的第二偏振定向。除此之外，第一光组合器还可以包括第一偏振体积全息图，其被配置为引导具有第一偏振定向的经反射的不可见光并使具有第二偏振定向的经反射的不可见光通过。
12.在根据本发明的眼底成像系统的实施例中，第二光组合器可以被配置为基于具有与不可见光相同的波长的眼底成像光的波长将光引导到第二相机。除此之外，第二光组合器还可以包括第二偏振体积全息图，其被配置为基于眼底成像光的偏振定向和波长将眼底成像光引导到第二相机。
13.在根据本发明的眼底成像系统的实施例中，第二光组合器可以被配置为基于具有与不可见光相同的波长的眼底成像光的波长将光引导到第二相机。除此之外，第二光组合器还可以包括热镜，其被配置为基于眼底成像光的波长将眼底成像光引导到第二相机。
14.在根据本发明的眼底成像系统的实施例中，光源阵列可以包括透明基板，并且其中光源阵列的每个光源设置在透明基板上。
15.在根据本发明的眼底成像系统的实施例中，第一光组合器和第二光组合器可以透射可见光。
16.在根据本发明的眼底成像系统的实施例中，该系统可以进一步包括被配置为生成眼睛的至少一个图像的第一相机和被配置为生成眼睛的眼底的至少一个图像的第二相机。
17.在一个方面，本发明涉及一种头戴式显示器(hmd)，包括：显示层，其被配置为发射用于呈现给用户的显示光；光源阵列，所述光源阵列设置在所述显示层上并且被配置成选择性地启用以发射不可见光来照射所述用户的眼睛的眼底；第一光学组合器，被设置在所述光源阵列与所述hmd的向眼侧之间，其中所述第一光学组合器被配置以：接收由所述眼睛反射的经反射的不可见光，将所述经反射的不可见光的第一分量引导到第一相机以生成所述眼睛的图像，并且使所述经反射的不可见光的第二分量通过；以及第二光组合器，被设置在所述光源阵列与所述第一光组合器之间，其中所述第二光组合器被配置为：接收响应于所述经反射的不可见光的所述第二分量的眼底成像光，并且将所述眼底成像光引导到第二相机以生成所述眼底的图像。
18.在根据本发明的hdm的实施例中，经反射的不可见光的第一分量可以为第一偏振定向，并且经反射的不可见光的第二分量可以为与第一偏振定向正交的第二偏振定向。除此之外，第一光组合器还可以包括第一偏振体积全息图，被配置为引导具有第一偏振定向的经反射的不可见光并使具有第二偏振定向的经反射的不可见光通过。
19.在根据本发明的hdm的实施例中，第二光组合器可被配置为基于具有与不可见光相同波长的眼底成像光的波长将光引导到第二相机。除此之外，第二光组合器还可以包括第二偏振体积全息图，其被配置为基于眼底成像光的偏振定向和波长将眼底成像光引导到第二相机。
20.在根据本发明的hdm的实施例中，第二光组合器可被配置为基于具有与不可见光相同波长的眼底成像光的波长将光引导到第二相机。除此之外，第二光组合器还可以包括热镜，其被配置为基于眼底成像光的波长将眼底成像光引导到第二相机。
21.在根据本发明的hdm的实施例中，第一光组合器和第二光组合器可以透射显示光。
22.在一个方面，本发明还涉及一种眼底成像系统，包括：第一相机，该第一相机被配
置成用于生成眼睛的至少一个图像；第二相机，该第二相机被配置成用于生成该眼睛的眼底的至少一个图像；光源阵列，其被配置成选择性地启用以发射不可见光来照射眼睛的眼底；第一光组合器，被设置在所述光源阵列和所述眼底成像系统的向眼侧之间，其中所述第一光组合器被配置为：接收由所述眼睛反射的经反射的不可见光，将所述经反射的不可见光的第一分量引导到所述第一相机以生成所述眼睛的所述至少一个图像，并且使所述经反射的不可见光的第二分量通过；以及第二光组合器，被设置在所述光源阵列与所述第一光组合器之间，其中所述第二光组合器被配置为：接收响应于所述经反射的不可见光的所述第二分量的眼底成像光，并且将所述眼底成像光引导到所述第二相机以生成所述眼底的所述至少一个图像。
附图说明
23.参考以下附图描述本公开的非限制性和非穷举性方面，其中除非另外指明，否则贯穿视图相同的附图标记指代相同的部件。
24.图1a和图1b示出了根据本公开的方面的眼底成像系统。
25.图2a示出了根据本公开的各方面的由用于眼睛跟踪的第一相机捕获的眼睛的示例图像。
26.图2b示出了根据本公开的各方面的由第二相机捕获的眼底的示例图像。
27.图3示出了根据本公开的各方面的计算设备。
28.图4是示出根据本公开的各方面的对眼底成像的过程的流程图。
29.图5说明根据本发明的各方面的头戴式显示器(hmd)。
具体实施方式
30.在以下描述和相关附图中公开了各个方面和实施例，以示出与包括眼睛跟踪的眼底成像系统相关的具体示例。在阅读本公开内容后，替代方面和实施例对于相关领域的技术人员将是显而易见的，并且可以在不脱离本公开内容的范围或精神的情况下进行构造和实践。另外，众所周知的元件将不进行详细描述或可省略，以免混淆本文所揭示的方面和实施例的相关细节。
31.在本公开的一些实现方式中，术语“近眼”可以被定义为包括被配置为在使用近眼装置时被放置在距用户眼睛的50mm内的元件。因此，“近眼光学元件”或“近眼系统”将包括被配置成放置在距用户眼睛的50mm内的一个或多个元件。
32.在本发明的各方面中，可见光可定义为具有约380nm－700nm的波长范围。不可见光可以被定义为具有在可见光范围之外的波长的光，例如紫外光和红外光。波长范围约为700nm－1mm的红外光包括近红外光。在本发明的方面中，近红外光可定义为具有约700nm－1.4μm的波长范围。白光可以被定义为包括宽范围波长的光，并且在一些情况下可以包括可见光谱的多种颜。
33.如上所述，一些常规眼底成像系统的操作可以包括引导患者(或用户)注视在投影到他们的视网膜上的目标图像(例如点)上。引导患者注视在目标图像上的一个目的是确保眼睛和照明源(例如闪光灯)之间的正确对准，以最大化眼底的照明。然而，在一些情况下，由于身体或发育能力的减弱，患者可能不能遵循方向来注视在目标上。例如，用户可能具有
阻止他们聚焦在目标上的眼睛移动问题，或者婴儿/儿童可能不能遵循方向以聚焦在目标上，等等。如果眼睛与照明源不对准，则眼睛的瞳孔会使照明光晕化(vignette)并防止光到达眼底，这可能使所得图像降级。
34.因此，本发明的各方面提供了一种对眼睛移动和/或眼睛对准不变的眼底成像系统。也就是说，即使眼睛没有直接与照明源对准和/或甚至当眼睛移动时，眼底成像系统也可以保持眼底的照明。在一个方面，提供了一种包括光源阵列的眼底照明源。还可以提供跟踪眼睛移动的眼睛跟踪器，其中阵列中的一个或多个光源基于所确定的眼睛移动被选择性地启用以发射照明光，以在获得眼底图像的同时维持眼底的照明。下面将更详细地描述这些和其它特征。
35.图1a示出了根据本公开的各方面的眼底成像系统100。眼底成像系统100还显示为包括光源阵列102a－102g、层104、光学组合器106、透镜系统108、光学组合器110、第一相机120、计算设备122和第二相机126。
36.如图1a所示，光源102a－102g设置在层104上。层104可以是透明衬底，诸如玻璃或塑料。在一个示例中，光源102a－102g可以封装在透明基板内。透明基板可以透射可见光(例如，400nm－750nm)，并且可以被配置为放置在电子或光学显示层(例如，液晶显示器(lcd)，有机发光二极管(oled)显示器，微led显示器，波导等)的显示平面上，所述电子或光学显示层被配置为产生用于呈现给用户的显示光。在另一示例中，层104本身是电子或光学显示层，其中光源102a－102g设置在显示层上，散布在由显示层产生的显示光中(例如，在用户的视场内)。
37.每个光源102a－102g可以是微发光二极管(微led)，边缘发射led，垂直腔表面发射激光器(vcsel)二极管或超发光二极管(sled)。此外，每个光源102a－102g可以单独地启用发射不可见光107以照射眼睛114。在某些示例中，不可见光107是红外光或近红外光。在一些方面，每个光源102a－102g以列和行的二维(2d)阵列布置在层104上。在一些示例中，每个光源102a－102g可以被称为点光源，其中每次仅启用光源102a－102g中的一个光源来发射不可见光107(例如，在图1a所示的示例中，当前仅启用单个光源102d能够发射不可见光107)。
38.在一些示例中，光源102a－102g的阵列被定位在与眼睛114的瞳孔平面116共轭的平面中。在一些实现方式中，光源阵列102a－102g相对于眼睛114的定位是通过提供给用户/患者的头部/腮托(未示出)来获得的。在其他实现方式中，通过头戴式设备(例如，见图5的头戴式显示器)来提供定位。
39.如图1a所示，透镜系统108被配置成接收不可见光107并引导不可见光107照射眼睛114的眼底112。在一些示例中，透镜系统108提供麦克斯韦视图，其中透镜系统108将不可见光107会聚到光瞳平面116上。如图1a所示，不可见光107在穿过瞳孔118时朝向眼睛114的后部扩展，以照射眼底112的较大区域。在一些方面，透镜系统108包括菲涅耳透镜。在其他示例中，透镜系统108可以包括一个或多个其他光学元件，例如四分之一波片和/或反射偏振器。在一些示例中，不可见光107由光源102a－102g产生以具有特定的偏振定向。因此，在一些方面，透镜系统108可以在不可见光107传播通过系统时改变不可见光107的偏振定向。
40.图1a还示出了眼底成像系统100，其包括光组合器106和光组合器110。光组合器106被示为设置在光源102a－102g的阵列和光组合器110之间。特别地，光组合器106可以设
置在光源102a－102g的阵列和透镜系统108之间。光组合器110被示出为设置在光源102a－102g的阵列和眼底成像系统100的向眼侧103之间，并且特别地可以设置在透镜系统108和向眼侧103之间。如下面将更详细描述的，光组合器110可以被配置为将反射的不可见光(即，由眼睛114反射的不可见光)引导到第一相机120以生成眼睛114的图像123。类似地，光学组合器106可以被配置成将反射的不可见光引导到第二相机126以产生眼底112的图像127。
41.在一些方面，光学组合器106和110可透射可见光(例如，大约400nm－700nm)，诸如入射在眼底成像系统100的背侧105上的(例如，来自环境的)场景光。甚至在一些示例中，光组合器106和110对于由显示层(例如，层104)产生的可见光是透射的。在一些示例中，光组合器106和光组合器110可以各自被配置为相应的偏振选择体积全息图(也称为“全息图”)，该偏振选择体全息图(pvh)将具有特定波长的入射光的特定偏振定向分别衍射(反射)到相机126和120，同时通过其它偏振定向/波长。
42.当被配置为pvh时，光组合器可以包括多个液晶分子，这些液晶分子在空间上定向以实现pvh的光学功能。在一些示例中，pvh可以被配置成经由布拉格衍射来衍射光。在一些实施例中，pvh中的布拉格光栅可以通过将手性掺杂剂添加到液晶中以引起沿光传播方向的螺旋扭曲来产生。螺旋扭转可以是左旋或右旋的，并且因此，pvh可以称为左旋或右旋pvh。在一些实施例中，pvh可以衍射具有与pvh的螺旋扭曲相同旋向性的圆偏振光并且透射具有正交旋向性的圆偏振光。也就是说，左旋pvh层可以衍射左旋圆偏振(“lcp”)光并透射右旋圆偏振(“rcp”)光，而右旋pvh层可以衍射rcp光并透射lcp光。
43.入射光和衍射光之间的角度可以取决于入射光的波长和pvh中布拉格光栅的布拉格周期。在一些实施例中，取决于pvh中液晶分子的排列，pvh可以进一步会聚或发散入射光。在一些示例中，光组合器的pvh也可被称为“偏振敏感光栅”，“偏振敏感光学元件”，“液晶光栅”或“手性液晶元件”。当配置为pvh时，光组合器106和110可以包括平坦或弯曲表面。
44.在一些实施例中，光组合器106可替换地被配置为“热镜”。当被配置为热镜时，光组合器106可以包括一个或多个反射层，其将不可见光(例如，具有与不可见光107相同的波长)反射到第二相机126，同时使可见光通过。一个或多个热镜可以在用户的视线内，但是由于热镜通过可见光，外部场景光和/或显示光仍将传播到用户的眼睛。因此，在增强现实(ar)实现中，用户的外部环境的景象仍然可见，并且在虚拟现实(vr)实现中，用户可以观看来自虚拟现实显示器的显示光。在一些示例中，光组合器106的热镜可以包括二向多层光学膜，该二向多层光学膜被配置成反射特定光谱的不可见光并且使包括可见光的其他波长的光通过。
45.图1b示出了根据本公开的各方面的用于生成眼睛114和眼底112的图像的眼底成像系统100的成像光路。在一些方面，当被不可见光107照射时，眼睛114的眼底112上的每个点可以作为将不可见光107反射为经反射的不可见光109的点光源来操作。此外，经反射的不可见光109可以几乎准直地离开眼睛114并且包括多个分量(例如，多个偏振定向)。在一些示例中，经反射的不可见光109的一个分量是与入射到眼底112上的不可见光107相同的偏振定向。
46.如图1b所示，经反射的不可见光109在光组合器110处被接收。光组合器110然后可以将经反射的不可见光的第一分量111引导到第一相机120，其中第一相机120然后生成眼
睛114的一个或多个图像123。图2a示出了可以由第一相机120捕获的示例图像202a。在一些示例中，第一相机120可以被配置为滤除不可见光107/经反射的不可见光109以外的光，使得第一相机120仅对经反射的不可见光109的波长进行成像。
47.图1b还示出了使经反射的不可见光109的第二分量113通过的光组合器110。在一些示例中，经反射的不可见光109的第一分量111是第一偏振定向(例如，rcp)，而第二分量113是与第一偏振定向正交的第二偏振定向(例如，lcp)。
48.经反射的不可见光109的第二分量113然后穿过透镜系统108，透镜系统108然后透射响应于第二分量113的眼底成像光115。例如，在一些方面中，透镜系统108可以将经反射的不可见光的第二分量113的偏振定向改变为不同的偏振定向，并且将改变的第二分量作为眼底成像光115透射。在又一示例中，当第二分量113作为眼底成像光115传播通过透镜系统时，透镜系统108可以保持第二分量113的偏振状态。在任一情况下，当光组合器106被实施为pvh时，pvh可经配置以反射与从透镜系统108接收的眼底成像光115相同的具有特定偏振定向(和波长)的光。在一些示例中，眼底成像光115具有与反射的不可见光109相同的波长。光学组合器106接收眼底成像光115并将其引导到第二相机126，其中第二相机126随后产生眼底112的一个或多个图像127。图2b示出了可以由第二相机126捕获的示例图像202b。在一些示例中，第二相机126可以被配置为滤除除了经反射的不可见光109之外的光，使得第二相机126仅对反射的不可见光109的波长进行成像。
49.在一些示例中，眼底成像系统100可以包括用于跟踪眼睛114的移动的眼睛跟踪系统。在所示的示例中，眼睛跟踪系统通过第一相机120提供。第一相机120通信地耦合到计算设备122，计算设备122被配置为基于一个或多个图像123来跟踪眼睛114的移动。在一些示例中，眼睛跟踪系统是瞳孔跟踪器，其被配置为基于瞳孔118的移动来确定眼睛的移动。
50.在一些示例中，计算设备122的眼睛跟踪模块可以被配置成确定眼睛跟踪信息(例如，眼睛114的位置、定向、注视角度等)。在一些方面，眼睛跟踪模块可以被配置成接收由第一相机120捕获的图像123并且处理该图像以检测一个或多个镜面反射。然后，眼睛跟踪模块可以定位检测到的镜面反射以确定眼睛跟踪信息(例如，眼睛114的位置、定向、注视角度等)。例如，眼睛跟踪模块可以确定眼睛114是在直的、向左的、向右的、向上的还是向下的方向上看。
51.在一些实施例中，计算设备122可以包括通信地耦合到光源102a－102g的阵列的控制模块。如图1a所示，眼睛114通常向前看，并与光源阵列102a－102g的中心对准。因此，在这种情况下，可以启用中心光源(例如，光源102d)以发射不可见光107。然而，如上所述，如果眼睛114没有直接对准，或者如果眼睛114移动，则瞳孔118可以晕化不可见光107。因此，计算设备122的控制模块可以生成一个或多个控制信号124，以基于所检测到的眼睛114的移动来选择性地启用光源102a－102g中的至少一个光源以维持眼底112的照明。
52.例如，在一些方面，光源阵列的每个光源102a－102g可以包括阵列内的对应位置。该控制模块可以被配置成用于将所检测到的眼睛114的移动平转换为该阵列内的位置以便确定启用这些光源102a－102g中的哪一个。在一些实施例中，光源102a－102g中的哪一个光源被启用的变化改变从透镜系统108发射的不可见光107的角度。因此，在操作中，计算设备122的眼睛跟踪模块可以基于一个或多个图像123来检测眼睛114的移动，其中控制模块然后将检测到的眼睛的移动转换为光源阵列中的光源的位置。
53.图3示出了根据本公开的各方面的计算设备302。计算设备302的所示示例被示为包括通信接口304、一个或多个处理器306、硬件308和存储器310。图3的计算设备302是图1a的计算设备122的一个可能实现。
54.通信接口304可以包括使计算设备302能够向其他设备/组件发送数据和从其他设备/组件接收数据的无线和/或有线通信组件。硬件308可以包括附加硬件接口、数据通信或数据存储硬件。例如，硬件接口可以包括数据输出设备和一个或多个数据输入设备。
55.存储器310可以使用诸如计算机存储介质的计算机可读介质来实现。在一些方面，计算机可读介质可包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和/或非易失性、可移除和/或不可移除介质。计算机可读介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其它存储器技术、cd－rom、数字多功能盘(dvd)、高清晰度多媒体/数据存储盘、或其它光存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备、或可用于存储供计算设备访问的信息的任何其它非传输介质。
56.计算设备302的处理器306和存储器310可以实现眼睛跟踪模块312和眼底照明源控制模块314。眼睛跟踪模块312和眼底照明源控制模块314可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序指令、对象和/或数据结构。存储器310还可以包括由眼睛跟踪模块312和/或眼底照明源控制模块314使用的数据存储器(未示出)。
57.眼睛跟踪模块312可以被配置成接收图像(例如，图1b的图像123)并且处理这些图像以确定眼睛114的位置和/或移动。眼睛跟踪模块312然后可以基于所确定的移动/位置与眼底照明源控制模块314通信。眼底照明源控制模块314可以被配置为将眼睛移动转换为光源102a－102g的阵列内的位置，并且生成一个或多个控制信号(例如，控制信号124)以使得光源102a－102g中的至少一个能够维持眼底112的照明。
58.图4是示出根据本公开的各方面的对眼底成像的过程400的流程图。过程400包括可由图1a的计算设备122和/或图3的计算设备302执行的一个或多个过程框。
59.处理框402包括用第一相机120捕获眼睛(例如，眼睛114)的一个或多个图像(例如，图1b的图像123)。在处理框404中，跟踪眼睛114的移动。如上所述，计算设备122可以分析图像123以确定眼睛114的位置和/或移动。接下来，在处理框406中，计算设备122基于眼睛的移动选择性地启用光源102a－102g的阵列中的至少一个光源。如上所述，光源的启用可以包括将眼睛114的移动转换为光源阵列内的位置，以维持用不可见光107照射眼底112。接下来，在处理框408中，第二相机126可以捕获眼底112的一个或多个图像。
60.在一些实现方式中，诸如图1a的眼底成像系统100之类的本公开的各方面可以用在诸如虚拟现实(vr)或增强现实(ar)设备之类的头戴式设备中。在一些方面，头戴式装置可以结合眼睛跟踪系统以增强用户的观看体验。在一些情况下，可以通过确定存在于眼底中的一个或多个特征的位置和/或移动来辅助眼睛跟踪。例如，头戴式装置可以被配置成从眼底的图像中标识出中央凹区域，并且然后基于所标识出的中央凹区域来确定眼睛的注视角度。可以使用一种或多种图像处理技术来确定中央凹区域。当注视角度被确定时，由头戴式装置的显示器呈现给用户的虚拟图像可以响应于所确定的注视角度而被调整。
61.作为示例，图5示出了根据本公开的各方面的头戴式显示器(hmd)500。hmd(例如hmd 500)是一种类型的头戴式装置，其通常佩戴在用户的头上以向用户提供人工现实内容。人工现实是在呈现给用户之前已经以某种方式调整的现实形式，其可以包括例如虚拟
现实(vr)、增强现实(ar)、混合现实(mr)、混杂现实、或其某种组合和/或衍生物。示出的hmd 500的示例包括观看结构540、顶部固定结构541、侧部固定结构542、后部固定结构543和前部刚体544。在一些示例中，hmd 500经配置以佩戴在hmd 500的用户的头部上，其中顶部固定结构541、侧部固定结构542和/或后部固定结构543可包括织物带，所述织物带包括用于将hmd 500固定到用户的头部的弹性件以及一个或多个刚性结构(例如，塑料)。hmd 500还可以可选地包括一个或多个耳机520，用于向hmd 500的用户的耳朵传递音频。
62.hmd 500的所示示例还包括用于接触hmd 500的用户的面部的界面膜518，其中界面膜518用于阻挡至少一些环境光到达hmd 500的用户的眼睛。
63.示例hmd 500还可以包括用于支撑hmd 500的观看结构540的硬件的机架(机架和硬件未在图5中明确示出)。观看结构540的硬件可以包括任何处理逻辑、用于发送和接收数据的有线和/或无线数据接口、图形处理器、以及用于存储数据和计算机可执行指令的一个或多个存储器。在一个示例中，观看结构540可以被配置成接收有线功率和/或可以被配置成由一个或多个电池供电。此外，观看结构540可以被配置为接收包括视频数据的有线和/或无线数据。
64.观看结构540可以包括具有一个或多个电子显示器的显示系统，用于将光引导到hmd 500的用户的眼睛。显示系统可以包括用于向hmd 500的用户发射光(例如，内容、图像、视频等)的液晶显示器(lcd)、有机发光二极管(oled)显示器、微led显示器等中的一者或多者。观察结构540还可以包括光学组件，该光学组件被配置成接收来自显示系统的图像光并且生成用于由hmd 500的佩戴者的眼睛观察的虚拟图像(例如，通过准直图像光)。
65.在一些示例中，观察结构包括眼底成像系统545，用于获得用户眼睛的眼底的一个或多个图像。眼底成像系统545可以通过这里讨论的任何实施例来实现，包括图1a的眼底成像系统100。
66.本发明的实施例可包括人工现实系统或结合人工现实系统来实现。人工现实是在呈现给用户之前已经以某种方式调整的现实形式，其可以包括例如虚拟现实(vr)、增强现实(ar)、混合现实(mr)、混合现实、或其某种组合和/或衍生物。人工现实内容可以包括完全生成的内容或生成的内容与捕获的(例如，现实世界)内容的组合。人工现实内容可以包括视频、音频、触觉反馈或其某种组合，并且可以在单个通道或多个通道中呈现它们中的任何一者(诸如对观看者产生三维效果的立体视频)。另外，在一些实施例中，人工现实还可与应用程序、产品、附件、服务或其某种组合相关联，所述应用程序、产品、附件、服务或其某种组合用于(例如)在人工现实中创建内容和/或以其它方式用于人工现实(例如，在人工现实中执行活动)。提供人工现实内容的人工现实系统可以在各种平台上实现，包括连接到主机系统的头戴式显示器(hmd)、独立hmd、移动设备或计算系统、或能够向一个或多个观看者提供人工现实内容的任何其他硬件平台。
67.以上对本发明的说明性实施例的描述(包括摘要中所描述的内容)并非旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。虽然这里为了说明的目的描述了本发明的特定实施例和示例，但是相关领域的技术人员将认识到，在本发明的范围内可以进行各种修改。
68.可以根据上面的详细描述对本发明进行这些修改。以下权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限制于说明书中公开的具体实施例。相反，本发明的范围完全由所附权利要求来确定，所附权利要求应根据权利要求解释的既定原则来解释。

技术特征：

1.一种眼底成像系统，包括：光源阵列，被配置成选择性地启用以发射不可见光来照射眼睛的眼底；第一光组合器，被设置在所述光源阵列和所述眼底成像系统的向眼侧之间，其中所述第一光组合器被配置为：接收由所述眼睛反射的经反射的不可见光，将所述经反射的不可见光的第一分量引导至第一相机以生成所述眼睛的图像，并且使所述经反射的不可见光的第二分量通过；以及第二光组合器，被设置在所述光源阵列和所述第一光组合器之间，其中所述第二光组合器被配置为：接收响应于所述经反射的不可见光的第二分量的眼底成像光，以及将所述眼底成像光引导到第二相机以生成所述眼底的图像。2.根据权利要求1所述的眼底成像系统，还包括：计算装置，被配置成基于所述眼睛的图像来确定所述眼睛的移动，并且基于所述移动来选择性地启用所述光源阵列中的至少一个光源，以维持对所述眼底的照明。3.根据权利要求1所述的眼底成像系统，其中所述不可见光包括红外光或近红外光。4.根据权利要求1所述的眼底成像系统，还包括：透镜系统，被设置在所述第一光组合器和所述第二光组合器之间，其中所述透镜系统被配置为引导由所述光源阵列中的至少一个光源发射的所述不可见光以照射所述眼睛的眼底，并且可选地，其中所述透镜系统被配置为将所述不可见光聚焦到所述眼睛的瞳孔平面。5.根据权利要求1所述的眼底成像系统，其中所述经反射的不可见光的所述第一分量为第一偏振定向，并且其中所述经反射的不可见光的所述第二分量为与所述第一偏振定向正交的第二偏振定向，并且可选地，其中所述第一光组合器包括第一偏振体全息图，所述第一偏振体全息图被配置为引导具有所述第一偏振定向的所述经反射的不可见光，并使具有所述第二偏振定向的所述经反射的不可见光通过。6.根据权利要求1所述的眼底成像系统，其中所述第二光组合器被配置为基于具有与所述不可见光相同的波长的所述眼底成像光的波长将光引导到所述第二相机。7.根据权利要求6所述的眼底成像系统，其中所述第二光组合器包括：第二偏振体积全息图，被配置为基于所述眼底成像光的偏振定向和所述波长将所述眼底成像光引导到所述第二相机；或热镜，被配置为基于所述眼底成像光的所述波长将所述眼底成像光引导到所述第二相机。8.根据权利要求1所述的眼底成像系统，其中所述光源阵列包括：透明基板，并且其中所述光源阵列的每个光源被设置在所述透明基板上。9.根据权利要求1所述的眼底成像系统，其中所述第一光组合器和所述第二光组合器对可见光是透射的。10.一种头戴式显示器hmd，包括：显示层，被配置为发射用于呈现给用户的显示光；光源阵列，被设置在所述显示层上并且被配置成选择性地启用以发射不可见光来照射
所述用户的眼睛的眼底；第一光学组合器，被设置在所述光源阵列与所述hmd的向眼侧之间，其中所述第一光学组合器被配置以：接收由所述眼睛反射的经反射的不可见光，将所述经反射的不可见光的第一分量引导至第一相机，以生成所述眼睛的图像，并且使所述经反射的不可见光的第二分量通过；以及第二光组合器，被设置在所述光源阵列和所述第一光组合器之间，其中所述第二光组合器被配置为：接收响应于所述经反射的不可见光的第二分量的眼底成像光，以及将所述眼底成像光引导到第二相机，以生成所述眼底的图像。11.根据权利要求10所述的hmd，其中所述经反射的不可见光的所述第一分量为第一偏振定向，并且其中所述反射的不可见光的所述第二分量为与所述第一偏振定向正交的第二偏振定向，并且可选地，其中所述第一光组合器包括第一偏振体全息图，所述第一偏振体全息图被配置为引导具有所述第一偏振定向的所述经反射的不可见光并使具有所述第二偏振定向的所述经反射的不可见光通过。12.根据权利要求10所述的hmd，其中所述第二光学组合器被配置成基于所述眼底成像光的波长将光引导到所述第二相机，所述眼底成像光具有与所述不可见光相同的波长。13.根据权利要求12所述的hmd，其中所述第二光组合器包括：第二偏振体积全息图，被配置为基于所述眼底成像光的偏振定向和所述波长将所述眼底成像光引导到所述第二相机；或热镜，被配置为基于所述眼底成像光的所述波长将所述眼底成像光引导到所述第二相机。14.根据权利要求10所述的hmd，其中所述第一光学组合器和所述第二光学组合器对所述显示光是透射的。15.一种眼底成像系统，包括：第一相机，被配置成生成眼睛的至少一个图像；第二相机，被配置成生成所述眼睛的眼底的至少一个图像；光源阵列，被配置成选择性地启用以发射不可见光来照射眼睛的眼底；第一光组合器，被设置在所述光源阵列和所述眼底成像系统的向眼侧之间，其中所述第一光组合器被配置为：接收由眼睛反射的经反射的不可见光；将所述经反射的不可见光的第一分量引导至所述第一相机，以生成所述眼睛的所述至少一个图像，并且使所述经反射的不可见光的第二分量通过；以及第二光组合器，被设置在所述光源阵列和所述第一光组合器之间，其中所述第二光组合器被配置为：接收响应于所述经反射的不可见光的所述第二分量的眼底成像光，以及将所述眼底成像光引导至所述第二相机以生成所述眼底的所述至少一个图像。

技术总结

一种眼底照明系统，包括光源阵列，第一光组合器和第二光组合器。光源阵列被配置成选择性地启用以发射不可见光来照射眼睛的眼底。第一光组合器被配置为接收由眼睛反射的经反射的不可见光，将经反射的不可见光的第一分量引导到第一相机以生成眼睛的图像，并且使经反射的不可见光的第二分量通过。第二光组合器被配置为接收响应于经反射的不可见光的第二分量的眼底成像光，并且将眼底成像光引导到第二相机以生成眼底图像。机以生成眼底图像。机以生成眼底图像。