阅读说明：本技术 用于瞳孔转向的集成增强现实头戴式显示器 (Integrated augmented reality head mounted display for pupil steering ) 是由 道格拉斯·罗伯特·兰曼 于 2018-12-18 设计创作，主要内容包括：一种用于向佩戴者提供增强现实内容的头戴式显示设备包括眼睛跟踪器、投光器、光束转向器和组合器。眼睛跟踪器被配置成确定佩戴者的眼睛的瞳孔的位置。投光器被配置为投射光以用于渲染图像。光束转向器被配置成基于瞳孔的位置来改变来自投光器的光的方向。组合器被配置为将来自投光器的光和来自头戴式显示设备外部的光组合,用于提供所渲染的图像和与来自头戴式显示设备外部的光相对应的真实图像的重叠。(A head-mounted display device for providing augmented reality content to a wearer includes an eye tracker, a light projector, a beam redirector, and a combiner. The eye tracker is configured to determine a position of a pupil of an eye of the wearer. The light projector is configured to project light for rendering an image. The beam redirector is configured to redirect light from the light projector based on the position of the pupil. The combiner is configured to combine light from the light projector and light from outside the head mounted display device for providing an overlay of the rendered image and a real image corresponding to the light from outside the head mounted display device.)

具体实施方式

进行了描述。然而，上面的说明性讨论并不旨在穷举或将权利要求的范围限制到所公开的精确形式。鉴于上面的教导，许多修改和变化是可能的。选择实施例是为了最好地解释权利要求书的基本原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够以适合于设想的特定用途的各种修改来最佳地使用实施例。

基于以下条款描述了本公开的一些实施例：

条款1.一种用于向佩戴者提供增强现实内容的头戴式显示设备，所述设备包括：

眼睛***，其被配置为确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置；

投光器，其被配置为投射光以至少基于所述增强现实内容来渲染图像；

光束转向器，其被配置为基于所述瞳孔的位置来改变来自所述投光器的光的方向；以及

组合器，其被配置为将来自所述投光器的光和来自所述头戴式显示设备外部的光组合，用于提供所渲染的图像和真实图像的重叠，所述真实图像对应于来自所述头戴式显示设备外部的光。

条款2.根据条款1所述的设备，其中，所述投光器被配置成将光投射到位于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的平面上6mm×6mm正方形区域内的区域上。

条款3.根据条款1或2所述的设备，其中：所述投光器被配置成将光投射到具有至少3mm的特征尺寸的区域上。

条款4.根据条款1至3中的任一项所述的设备，其中，所述组合器不包括与波导耦合的光栅。

条款5.根据条款1至4中的任一项所述的设备，其中，所述投光器包括以下项中的一个或更多个：空间光调制器或扫描反射镜投射器。

条款6.根据条款1至5中的任一项所述的设备，其中，所述投光器与一个或更多个可调焦点透镜耦合。

条款7.根据条款1至6中的任一项所述的设备，其中，所述投光器与孔和一个或更多个透镜耦合。

条款8.根据条款1至7中的任一项所述的设备，其中，所述光束转向器包括一个或更多个致动器。

条款9.根据条款1至8中的任一项所述的设备，其中，所述组合器包括以下项中的一个或更多个：菲涅耳组合器、扁平组合器、椭球镜、一个或更多个可调谐波导或全息组合器。

条款10.根据条款1至9中的任一项所述的设备，其中，所述组合器被配置为反射来自所述投光器的光，并透射来自所述头戴式显示设备外部的光。

条款11.根据条款1至10中的任一项所述的设备，其中，所述眼睛***包括以下项中的一个或更多个：瞳孔图像***、视网膜反射***、深度传感器或闪光***。

条款12.根据条款1至11中的任一项所述的设备，其中，所述光束转向器与所述投光器集成在一起。

条款13.根据条款1至12中的任一项所述的设备，其中，所述光束转向器与所述光组合器集成在一起。

条款14.根据条款1至13中的任一项所述的设备，其中，所述眼睛***与所述投光器集成在一起。

条款15.一种使用头戴式显示设备向佩戴者提供增强现实内容的方法，所述头戴式显示设备包括眼睛***、投光器、光束转向器和组合器，所述方法包括：

利用所述眼睛***来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置；

利用所述投光器投射光，以至少基于所述增强现实内容来渲染图像；

利用所述光束转向器，基于所述瞳孔的位置来改变来自所述投光器的光的方向；以及

利用所述组合器，将来自所述投光器的光和来自所述头戴式显示设备外部的光组合，用于提供所渲染的图像和真实图像的重叠，所述真实图像对应于来自所述头戴式显示设备外部的光。

条款16.根据条款15所述的方法，包括利用所述投光器将光投射到位于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的平面上6mm×6mm正方形区域内的区域上。

条款17.根据条款15或16所述的方法，包括利用所述投光器将光投射到具有至少3mm的特征尺寸的区域上。

条款18.根据条款15至17中的任一项所述的方法，其中，所述组合器不包括与波导耦合的光栅。

条款19.根据条款15至18中的任一项所述的方法，其中，所述投光器包括一个或更多个可调焦点透镜。

条款20.根据条款15至19中的任一项所述的方法，其中，所述投光器包括孔和一个或更多个透镜。

条款21.一种用于使用头戴式显示设备向佩戴者提供图像的方法，所述头戴式显示设备包括投光器和光束移位器，所述方法包括：

利用所述投光器投射光，以至少基于虚拟现实内容和/或增强现实内容来渲染图像；以及

利用光束移位器，基于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置来改变从所述投光器投射的光的路径。

条款22.根据条款21所述的方法，其中：

所述光束移位器与所述投光器机械地耦合；以及

改变来自所述投光器的光的路径包括利用所述光束移位器在不平行于所述投光器的光轴的方向上移动所述投光器。

条款23.根据条款22所述的方法，包括：

在第一时间在不平行于所述投光器的光轴的第一方向上移动所述投光器；以及

在第二时间在不平行于所述第一方向和所述投光器的光轴的第二方向上移动所述投光器。

条款24.根据条款21至23中的任一项所述的方法，其中：

所述头戴式显示设备包括反射器，所述反射器被配置成接收来自所述投光器的光，并将所述光导向所述佩戴者的眼睛的瞳孔；

所述光束移位器与所述反射器机械地耦合；以及

改变所述光的路径包括用所述光束移位器移动所述反射器。

条款25.根据条款24所述的方法，其中：

从所述投光器投射的光具有以第一尺寸和比所述第一尺寸短的第二尺寸为特征的横截面；以及

移动所述反射器包括使所述反射器绕第一轴倾斜而不使所述反射器绕不平行于所述第一轴的第二轴倾斜。

条款26.根据条款24或25所述的方法，其中，移动所述反射器包括在第一时间使所述反射器绕第一轴倾斜，并且在第二时间使所述反射器绕不平行于所述第一轴的第二轴倾斜。

条款27.根据条款21至26中的任一项所述的方法，包括利用与所述头戴式显示设备耦合的眼睛***来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置。

条款28.一种用于向佩戴者提供图像的头戴式显示设备，所述设备包括：

投光器，其被配置为投射光以至少基于虚拟现实内容和/或增强现实内容来渲染图像；以及

光束移位器，其被配置为基于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置来改变从所述投光器投射的光的路径。

条款29.根据条款28所述的设备，其中：

所述光束移位器与所述投光器机械地耦合；以及

所述光束移位器被配置为通过在不平行于所述投光器的光轴的方向上移动所述投光器来改变来自所述投光器的光的路径。

条款30.根据条款29所述的设备，其中，所述光束移位器被配置为：

在第一时间在不平行于所述投光器的光轴的第一方向上移动所述投光器；以及

在第二时间在不平行于所述第一方向和所述投光器的光轴的第二方向上移动所述投光器。

条款31.根据条款29或30所述的设备，其中，所述光束移位器被配置为在平行于所述投光器的光轴的方向上移动所述投光器。

条款32.根据条款29至31中的任一项所述的设备，其中：

所述头戴式显示设备包括与所述投光器光学耦合的透镜；以及

所述设备还包括光束移位器，光束移位器被配置为在包括与所述投光器的光轴平行的分量的方向上移动所述透镜。

条款33.根据条款29至32中的任一项所述的设备，包括：

全息组合器，其被配置为接收从所述投光器投射的光，并将所述光导向所述佩戴者的眼睛的瞳孔，其中：

所述全息组合器包括位于透明衬底上的全息光学元件；以及

所述全息光学元件包括：

第一部分，其被配置为沿第一方向引导来自所述投光器的照射在所述全息光学元件的所述第一部分上的光；

第二部分，其被配置为沿不同于所述第一方向的第二方向引导来自所述投光器的照射在所述全息光学元件的所述第二部分上的光；以及

第三部分，其被配置为沿不同于所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向的第三方向引导来自所述投光器的照射在所述全息光学元件的所述第三部分上的光。

条款34.根据条款28至33中的任一项所述的设备，其中：

所述头戴式显示设备包括反射器，所述反射器被配置成接收来自所述投光器的光，并将所述光导向所述佩戴者的眼睛的瞳孔；

所述光束移位器与所述反射器机械地耦合；以及

所述光束移位器被配置成通过移动所述反射器来改变所述光的路径。

条款35.根据条款34所述的设备，其中：

从所述投光器投射的光具有以第一尺寸和比所述第一尺寸短的第二尺寸为特征的横截面；以及

所述光束移位器被配置为通过使所述反射器绕第一轴倾斜而不使所述反射器绕不平行于所述第一轴的第二轴倾斜来移动所述反射器。

条款36.根据条款34或35所述的设备，其中，所述光束移位器被配置为通过在第一时间使所述反射器绕第一轴倾斜并且在第二时间使所述反射器绕不平行于所述第一轴的第二轴倾斜来移动所述反射器。

条款37.根据条款28至36中的任一项所述的设备，其中，所述头戴式显示设备与眼睛***耦合，所述眼睛***被配置为确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置。

条款38.根据条款28至37中的任一项所述的设备，其中：

所述光束移位器包括可调谐波导；以及

所述可调谐波导包括：

波导，其被配置为接收从所述投光器投射的光；以及

多个单独可寻址的控制区域，其沿着所述波导与所述波导相邻定位，所述多个单独可寻址的控制区域中的相应区域被配置成在第一操作条件下具有第一光学厚度，并且在不同于所述第一操作条件的第二操作条件下具有不同于所述第一光学厚度的第二光学厚度，

其中，所述可调谐波导被配置成：

当所述相应区域具有所述第一光学厚度时，在对应于所述相应区域的位置处使接收到的光传播通过所述波导；以及

当所述相应区域具有所述第二光学厚度时，在对应于所述相应区域的位置处从所述波导射出接收到的光的至少一部分。

条款39.根据条款28至38中的任一项所述的设备，其中：

所述光束移位器包括全息组合器；以及

所述全息组合器包括：

波导，其被配置为接收从所述投光器投射的光；

位于所述波导附近的一个或更多个全息光学元件；以及

与所述一个或更多个全息光学元件相邻定位的一个或更多个可调谐棱镜。

条款40.根据条款39所述的设备，其中，所述一个或更多个可调谐棱镜包括以下项中的一个或更多个：液体棱镜或液晶棱镜。

条款41.一种用于向佩戴者提供增强现实内容的头戴式显示设备，所述设备包括：

第一投光器，其被配置为投射光以至少基于所述增强现实内容来渲染图像；以及

第一菲涅耳组合器，其被配置为将来自所述第一投光器的光和来自所述头戴式显示设备外部的光组合，用于提供所渲染的图像和真实图像的重叠，所述真实图像对应于来自所述头戴式显示设备外部的光。

条款42.根据条款41所述的设备，其中：

所述第一菲涅耳组合器包括具有第一表面和与所述第一表面相反的第二表面的第一光学透明衬底；以及

所述第一菲涅耳组合器在所述第二表面上包括多个菲涅耳结构。

条款43.根据条款42所述的设备，其中，所述第一菲涅耳组合器在所述第一表面上没有菲涅耳结构。

条款44.根据条款42或43所述的设备，其中，所述第一菲涅耳组合器被配置成反射来自所述第一投光器的光，并透射来自所述头戴式显示设备外部的光。

条款45.根据条款44所述的设备，其中，所述第一投光器被定位成远离来自所述头戴式显示设备外部的透射通过所述第一菲涅耳组合器的光的路径。

条款46.根据条款44或45所述的设备，其中，所述第一投光器远离所述第一菲涅耳组合器的光轴定位。

条款47.根据条款44至46中的任一项所述的设备，其中，所述第一菲涅耳组合器包括在所述第二表面的至少一部分上的一个或更多个波长选择性光学涂层。

条款48.根据条款47所述的设备，其中，所述一个或更多个波长选择性光学涂层包括至少一个光学涂层，所述至少一个光学涂层对于第一颜色的光具有第一折射率，并且对于不同于所述第一颜色的第二颜色的光具有不同于所述第一折射率的第二折射率，使得所述第一菲涅耳组合器反射从所述第一投光器投射的所述第一颜色的光，并且放弃反射从所述第一投光器投射的所述第二颜色的光。

条款49.根据条款22至48中的任一项所述的设备，其中：

所述第一菲涅耳组合器包括具有第三表面和与所述第三表面相反的第四表面的第二光学透明衬底；以及

所述第一菲涅耳组合器在所述第三表面上包括多个菲涅耳结构。

条款50.根据条款49所述的设备，其中，所述第一菲涅耳组合器在所述第四表面上没有菲涅耳结构。

条款51.根据条款49或50所述的设备，其中，所述第三表面上的多个菲涅耳结构被配置成与所述第二表面上的多个菲涅耳结构配合。

条款52.根据条款49至51中的任一项所述的设备，其中：

所述第一光学透明衬底和所述第二光学透明衬底由具有第一折射率的第一材料制成；

所述第二表面上的多个菲涅耳结构与所述第三表面上的多个菲涅耳结构分离；以及

所述第二表面上的多个菲涅耳结构和所述第三表面上的多个菲涅耳结构之间的间隔用具有小于所述第一折射率的第二折射率的第二材料填充。

条款53.根据条款49至52中的任一项所述的设备，其中，所述第一菲涅耳组合器被配置为通过所述第一光学透明衬底内的全内反射来反射来自所述第一投光器的光。

条款54.根据条款53所述的设备，其中，所述第一菲涅耳组合器被配置为使来自所述头戴式显示设备外部的光透射通过所述第一光学透明衬底、在所述第二表面上的多个菲涅耳结构和所述第三表面上的多个菲涅耳结构之间的间隔中的第二材料以及所述第二光学透明衬底。

条款55.根据条款49至54中的任一项所述的设备，还包括与所述第一菲涅耳组合器的所述第一表面光学耦合的一个或更多个棱镜。

条款56.根据条款49至55中的任一项所述的设备，还包括与所述第一菲涅耳组合器的所述第四表面光学耦合的一个或更多个棱镜。

条款57.根据条款41至56中的任一项所述的方法，还包括：

眼睛***，其被配置为确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置；以及

光束转向器，其被配置为基于所述瞳孔的位置来改变来自所述第一投光器的光的方向。

条款58.根据条款41至57中的任一项所述的设备，其中：

所述第一投光器被配置成投射第一颜色的光；

所述设备还包括：

第二投光器，其被配置为投射第二颜色的光以至少基于所述增强现实内容来渲染图像，所述第二颜色不同于所述第一颜色；以及

第二菲涅耳组合器，其被配置为将来自所述第二投光器的光和来自所述头戴式显示设备外部的光组合，用于提供所渲染的图像和所述真实图像的重叠。

条款59.根据条款58所述的设备，还包括：

第三投光器，其被配置为投射第三颜色的光以至少基于所述增强现实内容来渲染图像，所述第三颜色不同于所述第一颜色和所述第二颜色；以及

第三菲涅耳组合器，其被配置为将来自所述第三投光器的光和来自所述头戴式显示设备外部的光组合，用于提供所渲染的图像和所述真实图像的重叠。

条款60.一种使用头戴式显示设备向佩戴者提供增强现实内容的方法，所述头戴式显示设备包括第一投光器和第一菲涅耳组合器，所述方法包括：

利用所述第一投光器投射光，以至少基于所述增强现实内容来渲染图像；以及

利用所述第一菲涅耳组合器来将来自所述第一投光器的光和来自所述头戴式显示设备外部的光组合，用于提供所渲染的图像和真实图像的重叠，所述真实图像对应于来自所述头戴式显示设备外部的光。

条款61.一种用于向佩戴者提供增强现实内容的头戴式显示设备，所述设备包括：

投光器，其被配置为投射具有第一偏振的光以至少基于所述增强现实内容来渲染图像；以及

扁平组合器，其被配置为将来自所述投光器的光和来自所述头戴式显示设备外部的光组合，用于提供所渲染的图像和真实图像的重叠，所述真实图像对应于来自所述头戴式显示设备外部的光，所述扁平组合器被配置为将来自所述投光器的光导向所述佩戴者的眼睛的瞳孔。

条款62.根据条款61所述的设备，其中，所述扁平组合器包括：

第一部分反射器；

第一偏振器；以及

第二部分反射器。

条款63.根据条款62所述的设备，其中：

所述第一偏振器被配置成接收具有所述第一偏振的光并将具有所述第一偏振的光转换成具有第二偏振的光，并接收具有第三偏振的光并将具有所述第三偏振的光转换成具有第四偏振的光；

所述第一部分反射器被配置为透射具有所述第一偏振的光的至少一部分，并反射具有所述第四偏振的光的至少一部分；以及

所述第二部分反射器被配置成反射具有所述第二偏振的光的至少一部分，并反射具有所述第三偏振的光的至少一部分。

条款64.根据条款63所述的设备，其中，所述第一偏振器是四分之一波片。

条款65.根据条款63或64所述的设备，其中：

所述第一部分反射器被配置为透射被导向所述第一部分反射器的光的一部分，并且反射被导向所述第一部分反射器的光的一部分，而与被导向所述第一部分反射器的光的偏振无关；以及

所述第二部分反射器被配置为透射被导向所述第二部分反射器的光的一部分，并反射被导向所述第二部分反射器的光的一部分，而与被导向所述第二部分反射器的光的偏振无关。

条款66.根据条款63至65中的任一项所述的设备，其中：

所述第一部分反射器是第一偏振相关反射镜，其被配置为透射具有所述第一偏振的光并反射具有所述第四偏振的光；以及

所述第二部分反射器是第二偏振相关反射镜，其被配置为反射具有所述第二偏振的光并透射具有所述第一偏振的光。

条款67.根据条款63至66中的任一项所述的设备，其中：

具有所述第一偏振的光具有第一波长；以及

所述第二部分反射器是波长相关反射器，其被配置为反射具有所述第一波长的所述第一偏振的光，并透射具有不同于所述第一波长的第二波长的光。

条款68.根据条款63至67中的任一项所述的设备，其中：

具有所述第一偏振的光具有第一波长、不同于所述第一波长的第二波长以及不同于所述第一波长和所述第二波长的第三波长；以及

所述第二部分反射器是波长相关反射器，其被配置为反射具有所述第一偏振的在所述第一波长、所述第二波长和所述第三波长处的光，并透射具有不同于所述第一波长、所述第二波长和所述第三波长的第四波长的光。

条款69.根据条款62至68中的任一项所述的设备，其中：

所述第一偏振是定向在第一方向上的线偏振，所述第二偏振是第一圆偏振，所述第三偏振是不同于所述第一圆偏振的第二圆偏振，以及所述第四偏振是定向在不同于所述第一方向的第二方向上的线偏振。

条款70.根据条款62至69中的任一项所述的设备，其中，所述第二部分反射器是弯曲的。

条款71.根据条款70所述的设备，其中，所述第二部分反射器包括抛物面反射表面。

条款72.根据条款71所述的设备，其中，所述第二部分反射器被配置为通过修改所述抛物面部分反射镜的位置和/或定向来基于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置改变由所述投光器投射的光的方向。

条款73.根据条款62至72中的任一项所述的设备，其中，所述扁平组合器被配置为允许来自所述头戴式显示设备外部的光的至少一部分透射通过所述扁平组合器。

条款74.根据条款73中的任一项所述的设备，其中，所述投光器被定位成远离来自所述头戴式显示设备外部的透射通过所述扁平组合器的光的路径。

条款75.根据条款73或74中的任一项所述的设备，其中，所述投光器被定位成远离所述扁平组合器的光轴。

条款76.根据条款61至75中的任一项所述的设备，还包括光束转向器，所述光束转向器被配置为基于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置来改变来自所述投光器的光的方向。

条款77.一种使用头戴式显示设备向佩戴者提供增强现实内容的方法，所述头戴式显示设备包括投光器和扁平组合器，所述方法包括：

利用所述投光器投射具有第一偏振的光，以至少基于所述增强现实内容来渲染图像；以及

利用所述扁平组合器，将来自所述投光器的光和来自所述头戴式显示设备外部的光组合，用于提供所渲染的图像和真实图像的重叠，所述真实图像对应于来自所述头戴式显示设备外部的光，所述扁平组合器被配置成将来自所述投光器的光导向所述佩戴者的眼睛的瞳孔。

条款78.根据条款77所述的方法，其中：

所述扁平组合器包括第一部分反射器、第一偏振器和第二部分反射器；以及

所述方法包括：

使具有所述第一偏振的光的至少一部分透射通过所述第一部分反射器；

在第一时间使来自所述第一部分反射器的具有所述第一偏振的光透射通过所述第一偏振器；以及

用所述第二部分反射器将第一次透射通过所述第二偏振的光的至少一部分朝向所述第一偏振器反射；

在第二时间使由所述第二部分反射镜反射的光透射通过所述第一偏振器；

用所述第一部分反射器将在所述第二时间透射通过所述第一偏振器的光的至少一部分朝向所述第一偏振器反射；

在第三时间使由所述第一部分反射器反射的光透射通过所述第一偏振器；

用所述第二部分反射器反射在所述第三时间透射通过所述第一偏振器的光的至少一部分；

在第四时间使由所述第二部分反射器反射的光透射通过所述第一偏振器；以及

使在所述第四时间透射通过所述第一偏振器的光的至少一部分朝向所述佩戴者的眼睛的瞳孔透射通过所述第一部分反射器。

条款79.根据条款78所述的方法，包括：

使来自所述头戴式显示设备外部的光的至少一部分透射通过所述扁平组合器，

其中，所述第一偏振是定向在第一方向上的线偏振，所述第二偏振是第一圆偏振，所述第三偏振是不同于所述第一圆偏振的第二圆偏振，以及所述第四偏振是定向在不同于所述第一方向的第二方向上的线偏振。

条款80.根据条款77至79中的任一项所述的方法，其中：

所述第二部分反射器是抛物面部分反射镜；以及

所述方法包括通过修改所述偏振相关反射镜的位置或定向，来利用所述抛物面部分反射镜，基于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置来改变由所述投光器投射的光的方向。

条款81.一种用于向佩戴者提供增强现实内容的头戴式显示设备，所述设备包括：

投光器，其被配置为投射光以至少基于所述增强现实内容来渲染图像；

眼睛***，其被配置为确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置；以及

光束转向器，其被配置为基于所述瞳孔的位置来改变来自所述投光器的光的方向。

条款82.根据条款81所述的设备，其中：

所述眼睛***与所述投光器集成在一起，以形成所述眼睛***和所述投光器的集成组合件；以及

所述光束转向器与所述眼睛***和所述投光器的所述集成组合件光学耦合。

条款83.根据条款82所述的设备，还包括与所述眼睛***和所述投光器的所述集成组合件光学耦合的一个或更多个透镜，其中，由所述投光器投射的光和由红外检测器检测到的从所述佩戴者的眼睛反射的光都被所述一个或更多个透镜透射。

条款84.根据条款83所述的设备，其中，所述一个或更多个透镜是可调焦点透镜。

条款85.根据条款81至84中的任一项所述的设备，还包括组合器，所述组合器被配置为将来自所述投光器的光和来自所述头戴式显示设备外部的光组合，用于提供所渲染的图像和真实图像的重叠，所述真实图像对应于来自所述头戴式显示设备外部的光。

条款86.根据条款85所述的设备，其中，所述组合器与所述眼睛***和所述投光器的所述集成组合件光学耦合。

条款87.根据条款81至86中的任一项所述的设备，其中：

所述投光器被配置成将光投射到位于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的平面上6mm×6mm正方形区域内的区域上；以及

来自所述投光器的光的方向由所述光束转向器基于由所述眼睛***确定的瞳孔的位置来调整。

条款88.根据条款81至87中的任一项所述的设备，其中，所述眼睛***包括被配置成获取所述佩戴者的眼睛的瞳孔的图像的相机。

条款89.根据条款81至88中的任一项所述的设备，其中：

所述投光器包括红外光源，所述红外光源被配置为朝向所述佩戴者的眼睛的视网膜的至少一部分投射红外光；以及

所述眼睛***包括红外检测器，红外检测器被配置为检测来自所述佩戴者的眼睛的视网膜的红外光的反射。

条款90.根据条款81至89中的任一项所述的设备，其中，所述眼睛***包括传感器，所述传感器被配置为确定到所述佩戴者的眼睛上的表面的距离，以确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置。

条款91.根据条款90所述的设备，其中，所述传感器被配置为通过扫描包括所述佩戴者的眼睛的瞳孔的预定义区域并获得所述佩戴者的眼睛的表面的外形轮廓来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置。

条款92.根据条款81至91中的任一项所述的设备，其中：

所述投光器被配置成向所述佩戴者的眼睛投射图案化光；以及

所述眼睛***是被配置为捕获在所述佩戴者的眼睛的表面上反射的所述图案化光的反射图像的相机。

条款93.根据条款81至92中的任一项所述的设备，其中：

所述投光器被配置为：

向所述佩戴者的眼睛提供光；以及

在所述佩戴者的眼睛的表面上产生反射，其中，所述光的至少一部分在所述佩戴者的眼睛的角膜的***表面上产生第一反射，并且所述光的至少一部分在所述佩戴者的眼睛的晶状体的表面上产生第二反射；以及

所述眼睛***被配置为检测所述第一反射的第一强度和所述第二反射的第二强度，并基于所述第一强度和所述第二强度来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置。

条款94.一种用于使用头戴式显示设备向佩戴者提供增强现实内容的方法，所述头戴式显示设备包括眼睛***、投光器和光束转向器，所述方法包括：

利用所述眼睛***来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置；

利用所述投光器投射光，以至少基于所述增强现实内容来渲染图像；以及

利用所述光束转向器，基于所述瞳孔的位置来改变来自所述投光器的光的方向。

条款95.根据条款94所述的方法，其中，利用所述眼睛***来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置包括获得所述佩戴者的眼睛的瞳孔的图像。

条款96.根据条款94或95所述的方法，其中，利用所述眼睛***来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置包括向所述佩戴者的眼睛提供红外光，并通过红外检测器检测从所述佩戴者的眼睛的视网膜反射的光。

条款97.根据条款94至96中的任一项所述的方法，其中，利用所述眼睛***来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置包括确定到所述佩戴者的眼睛上的表面的距离。

条款98.根据条款97所述的方法，其中，确定到所述佩戴者的眼睛上的表面的距离包括用传感器扫描包括所述佩戴者的眼睛的瞳孔的预定义区域，并获得所述佩戴者的眼睛的表面的外形轮廓。

条款99.根据条款94至98中的任一项所述的方法，其中，利用所述眼睛***确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置包括：

利用所述投光器向所述佩戴者的眼睛投射图案化光；以及

利用相机捕获在所述佩戴者的眼睛的表面上反射的所述图案化光的反射图像。

条款100.根据条款94至99中的任一项所述的方法，其中，利用所述眼睛***确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置包括：

利用所述投光器向所述佩戴者的眼睛提供光；

在所述佩戴者的眼睛的表面上产生反射，其中，所述光的至少一部分在所述佩戴者的眼睛的角膜的***表面上产生第一反射，并且所述光的至少一部分在所述佩戴者的眼睛的晶状体的表面上产生第二反射；以及

利用所述眼睛***检测所述第一反射的第一强度和所述第二反射的第二强度；以及

基于所述第一强度和所述第二强度，确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置。

条款101.一种用于使用头戴式显示设备向佩戴者提供增强现实内容的方法，所述头戴式显示设备包括眼睛跟踪传感器、投光器、光束转向器和组合器，所述方法包括：

利用所述眼睛跟踪传感器来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置；

利用所述投光器投射光，以至少基于所述增强现实内容来渲染图像；以及

利用所述光束转向器，基于所述瞳孔的位置来改变来自所述投光器的光的方向，其中：

来自所述光束转向器的光被导向所述组合器；以及

来自所述光束转向器的光和来自所述头戴式显示设备外部的光被所述组合器组合，以提供渲染的图像和真实图像的重叠，所述真实图像对应于来自所述头戴式显示设备外部的光。

条款102.根据条款101所述的方法，其中：

所述眼睛跟踪传感器包括光源和检测器，所述光源被配置用于提供眼睛跟踪光，所述检测器被配置用于接收从所述眼睛反射的眼睛跟踪光；以及

利用所述眼睛跟踪传感器来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置包括：

从所述光源朝向所述眼睛提供所述眼睛跟踪光；

利用所述检测器检测从所述眼睛反射的眼睛跟踪光；

基于由来自所述光源的所述眼睛跟踪光和检测到的眼睛跟踪光表示的定时信息，来确定从所述眼睛跟踪传感器到所述眼睛的距离信息；以及

基于所述距离信息来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置。

条款103.根据条款102所述的方法，包括基于第一时间和第二时间确定所述定时信息，所述第一时间对应于从所述光源朝向所述眼睛提供所述眼睛跟踪光的时间，所述第二时间对应于所述检测器检测到从所述眼睛反射的眼睛跟踪光的时间。

条款104.根据条款103所述的方法，包括利用雪崩光电二极管确定所述第二时间。

条款105.根据条款101至104中的任一项所述的方法，其中：

所述眼睛跟踪传感器包括光源和检测器，所述光源被配置用于提供眼睛跟踪光，所述检测器被配置用于至少接收从所述眼睛反射的眼睛跟踪光；以及

利用所述眼睛跟踪传感器来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置包括：

从所述光源朝向所述眼睛提供所述眼睛跟踪光；以及

基于由来自所述光源的所述眼睛跟踪光和从所述眼睛反射的眼睛跟踪光表示的相位信息来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置。

条款106.根据条款105所述的方法，其中，确定由来自所述光源的所述眼睛跟踪光和从所述眼睛反射的眼睛跟踪光表示的相位信息包括确定来自所述光源的所述眼睛跟踪光和从所述眼睛反射的眼睛跟踪光之间的相位差。

条款107.根据条款101至106中的任一项所述的方法，其中，所述眼睛跟踪传感器是低分辨率图像传感器或单像素传感器。

条款108.根据条款101至107中的任一项所述的方法，其中：

所述眼睛跟踪传感器包括光源和检测器，所述光源被配置用于提供眼睛跟踪光，所述检测器被配置用于接收从所述眼睛反射的眼睛跟踪光；以及

利用所述眼睛跟踪传感器来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置包括：

从所述光源朝向所述眼睛提供所述眼睛跟踪光；

利用所述检测器检测从所述眼睛反射的眼睛跟踪光；以及

基于来自所述光源的所述眼睛跟踪光和从所述眼睛反射的眼睛跟踪光之间的偏振差异来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置。

条款109.根据条款108所述的方法，其中：

朝向所述眼睛提供的所述眼睛跟踪光是偏振的；以及

所述方法包括使从所述眼睛反射的眼睛跟踪光透射通过一个或更多个偏振元件。

条款110.根据条款101至109中的任一项所述的方法，其中，利用所述眼睛跟踪传感器确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置包括确定所述眼睛的虹膜的位置。

条款111.一种用于向佩戴者提供增强现实内容的头戴式显示设备，所述设备包括：

眼睛跟踪传感器，其被配置为确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置；

投光器，其被配置为投射光以至少基于所述增强现实内容来渲染图像；

光束转向器，其被配置为基于所述瞳孔的位置来改变来自所述投光器的光的方向；以及

组合器，其被配置为将来自所述投光器的光和来自所述头戴式显示设备外部的光组合，用于提供所渲染的图像和真实图像的重叠，所述真实图像对应于来自所述头戴式显示设备外部的光。

条款112.根据条款111所述的设备，其中：

所述眼睛跟踪传感器包括：

光源，其被配置为朝向所述眼睛提供所述眼睛跟踪光；以及

检测器，其被配置为接收从所述眼睛反射的眼睛跟踪光；

所述设备被配置为基于由来自所述光源的所述眼睛跟踪光和检测到的眼睛跟踪光表示的定时信息，来确定从所述眼睛跟踪传感器到所述眼睛的距离信息；以及

所述设备被配置为基于所述距离信息来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置。

条款113.根据条款112所述的设备，其中：

所述设备被配置为基于第一时间和第二时间确定所述定时信息，所述第一时间对应于从所述光源朝向所述眼睛提供所述眼睛跟踪光的时间，所述第二时间对应于所述检测器检测到从所述眼睛反射的眼睛跟踪光的时间。

条款114.根据条款113所述的设备，其中：

所述眼睛跟踪传感器包括被配置为确定所述第二时间的雪崩光电二极管。

条款115.根据条款111至114中的任一项所述的设备，其中：

所述眼睛跟踪传感器包括：

光源，其被配置为朝向所述眼睛提供所述眼睛跟踪光；以及

检测器，其被配置为接收从所述眼睛反射的眼睛跟踪光；以及

所述设备被配置为基于由来自所述光源的所述眼睛跟踪光和从所述眼睛反射的眼睛跟踪光表示的相位信息来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置。

条款116.根据条款115所述的设备，其中，所述设备被配置为确定由来自所述光源的所述眼睛跟踪光和从所述眼睛反射的眼睛跟踪光表示的相位信息包括确定来自所述光源的所述眼睛跟踪光和从所述眼睛反射的眼睛跟踪光之间的相位差。

条款117.根据条款111至116中的任一项所述的设备，其中，所述眼睛跟踪传感器是低分辨率图像传感器或单像素传感器。

条款118.根据条款111至117中的任一项所述的设备，其中，所述眼睛跟踪传感器包括：

光源，其被配置为朝向所述眼睛提供眼睛跟踪光；以及

检测器，其被配置为接收从所述眼睛反射的眼睛跟踪光；以及

所述设备被配置为基于来自所述光源的所述眼睛跟踪光和从所述眼睛反射的眼睛跟踪光之间的偏振差异来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置。

条款119.根据条款118所述的设备，包括一个或更多个偏振元件，所述一个或更多个偏振元件被配置用于透射从所述眼睛反射的眼睛跟踪光，其中，朝向所述眼睛提供的所述眼睛跟踪光是偏振的。

条款120.根据条款119所述的设备，包括被配置用于透射来自所述光源的所述眼睛跟踪光的一个或更多个偏振元件。

条款121.一种用于向佩戴者提供图像的头戴式显示设备，所述设备包括：

支持调焦的投光器，其被配置为投射光以至少基于虚拟现实内容和/或增强现实内容来渲染图像，其中，从所述支持调焦的投光器投射的光对应于至少部分地基于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置而选择的图像平面；以及

光束转向器，其被配置为基于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置来改变从所述支持调焦的投光器投射的光的路径。

条款122.根据条款121所述的设备，其中，所述支持调焦的投光器包括：

光源，其被配置为投射图像；

一个或更多个透镜，其与所述光源光学耦合，以传输从所述光源投射的图像；以及

一个或更多个致动器，其与所述一个或更多个透镜机械地耦合，并被配置为移动与从所述支持调焦的投光器投射的光相对应的所述图像平面。

条款123.根据条款121或122所述的设备，其中，所述支持调焦的投光器包括：

光源，其被配置为投射图像；以及

一个或更多个透镜，其与所述光源光学耦合，以传输从所述光源投射的图像，所述一个或更多个透镜包括多焦点透镜。

条款124.根据条款121至123中的任一项所述的设备，其中，所述支持调焦的投光器包括：

光源，其被配置为投射图像；

一个或更多个空间光调制器，其与所述光源光学耦合，以修改从所述光源投射的图像；以及

一个或更多个透镜，其与所述一个或更多个空间光调制器光学耦合，以传输被所述一个或更多个空间光调制器修改的图像。

条款125.根据条款121至124中的任一项所述的设备，其中，所述支持调焦的投光器包括：

光源，其被配置为投射图像；

一个或更多个透镜，其与所述光源光学耦合，以传输从所述光源投射的图像；以及

一个或更多个致动器，其与所述光源机械地耦合，并且被配置为移动所述光源，使得与从所述支持调焦的投光器投射的光相对应的所述图像平面被移动。

条款126.根据条款121至125中的任一项所述的设备，其中，所述支持调焦的投光器包括从由电润湿透镜、液体透镜和液晶透镜构成的组中选择的透镜。

条款127.根据条款121至126中的任一项所述的设备，其中，所述支持调焦的投光器包括：

光源，其被配置为投射图像；

限定孔的阻挡器，所述阻挡器与所述光源光学耦合，以使由所述光源投射的图像传输通过所述孔；以及

一个或更多个聚焦元件，其被配置为使传输通过所述孔的图像聚焦。

条款128.根据条款121至127中的任一项所述的设备，包括眼睛***，所述眼睛***被配置为确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置。

条款129.根据条款121至128中的任一项所述的设备，包括：

第一眼睛***，其被配置为确定所述佩戴者的第一只眼睛的瞳孔的位置；

第二眼睛***，其被配置为确定所述佩戴者的第二只眼睛的瞳孔的位置，所述佩戴者的第二只眼睛不同于所述佩戴者的第一只眼睛；以及

一个或更多个处理器，其被配置为基于所述佩戴者的第一只眼睛的瞳孔的位置和所述佩戴者的第二只眼睛的瞳孔的位置来确定聚散度，其中，从所述支持调焦的投光器投射的光对应于基于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置和所确定的聚散度而选择的图像平面。

条款130.根据条款129所述的设备，其中，所述一个或更多个处理器被配置为基于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置和所确定的聚散度来选择所述图像平面。

条款131.一种用于使用头戴式显示设备向佩戴者提供图像的方法，所述头戴式显示设备包括支持调焦的投光器和光束转向器，所述方法包括：

利用所述支持调焦的投光器，投射光以至少基于虚拟现实内容和/或增强现实内容来渲染图像，其中，从所述支持调焦的投光器投射的光对应于至少部分地基于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置而选择的图像平面；以及

利用所述光束转向器，基于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置来改变从所述支持调焦的投光器投射的光的路径。

条款132.根据条款131所述的方法，其中：

所述支持调焦的投光器包括：

光源，其被配置为投射图像；

一个或更多个透镜，其与所述光源光学耦合，以传输从所述光源投射的图像；以及

一个或更多个致动器，其与所述一个或更多个透镜机械地耦合，并被配置为移动与从所述支持调焦的投光器投射的光相对应的所述图像平面；以及

所述方法包括使所述一个或更多个致动器在第一时间将所述图像平面移动到第一位置，并使所述一个或更多个致动器在不同于所述第一时间的第二时间将所述图像平面移动到不同于所述第一位置的第二位置。

条款133.根据条款131或132所述的方法，其中：

所述支持调焦的投光器包括：

光源，其被配置为投射图像；以及

一个或更多个透镜，其与所述光源光学耦合，以传输从所述光源投射的图像，所述一个或更多个透镜包括多焦点透镜；以及

所述方法包括使所述多焦点透镜在第一时间将所述图像平面移动到第一位置，并使所述多焦点透镜在不同于所述第一时间的第二时间将所述图像平面移动到不同于所述第一位置的第二位置。

条款134.根据条款131至133中的任一项所述的方法，其中：

所述支持调焦的投光器包括：

光源，其被配置为投射图像；

一个或更多个空间光调制器，其与所述光源光学耦合，以修改从所述光源投射的图像；以及

一个或更多个透镜，其与所述一个或更多个空间光调制器光学耦合，以传输被所述一个或更多个空间光调制器修改的图像；以及

所述方法包括使所述一个或更多个空间光调制器在第一时间将所述图像平面移动到第一位置，并使所述一个或更多个空间光调制器在不同于所述第一时间的第二时间将所述图像平面移动到不同于所述第一位置的第二位置。

条款135.根据条款131至134中的任一项所述的方法，其中：

所述支持调焦的投光器包括：

光源，其被配置为投射图像；

一个或更多个透镜，其与所述光源光学耦合，以传输从所述光源投射的图像；以及

一个或更多个致动器，其与所述光源机械地耦合，并且被配置为移动所述光源，使得与从所述支持调焦的投光器投射的光相对应的所述图像平面被移动；以及

所述方法包括使所述一个或更多个致动器在第一时间将所述图像平面移动到第一位置，并使所述一个或更多个空间光调制器在不同于所述第一时间的第二时间将所述图像平面移动到不同于所述第一位置的第二位置。

条款136.根据条款131至135中的任一项所述的方法，其中：

所述支持调焦的投光器包括从由电润湿透镜、液体透镜和液晶透镜构成的组中选择的可调谐透镜；以及

所述方法包括使所述可调谐透镜在第一时间将所述图像平面移动到第一位置，并使所述可调谐透镜在不同于所述第一时间的第二时间将所述图像平面移动到不同于所述第一位置的第二位置。

条款137.根据条款131至136中的任一项所述的方法，其中，所述支持调焦的投光器包括：

光源，其被配置为投射图像；

限定孔的阻挡器，所述阻挡器与所述光源光学耦合，以使由所述光源投射的图像传输通过所述孔；以及

一个或更多个聚焦元件，其被配置为使传输通过所述孔的图像聚焦。

条款138.根据条款131至137中的任一项所述的方法，包括利用眼睛***来确定所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置。

条款139.根据条款131至138中的任一项所述的方法，包括：

利用第一眼睛***来确定所述佩戴者的第一只眼睛的瞳孔的位置；

利用第二眼睛***来确定所述佩戴者的第二只眼睛的瞳孔的位置，所述佩戴者的第二只眼睛不同于所述佩戴者的第一只眼睛；以及

利用一个或更多个处理器，基于所述佩戴者的第一只眼睛的瞳孔的位置和所述佩戴者的第二只眼睛的瞳孔的位置来确定聚散度，其中，从所述支持调焦的投光器投射的光对应于基于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置和所确定的聚散度而选择的图像平面。

条款140.根据条款131至139中的任一项所述的方法，包括利用所述一个或更多个处理器，基于所述佩戴者的眼睛的瞳孔的位置和所确定的聚散度来选择所述图像平面。