發(fā)射 的光可W是處于可見的波長，但經(jīng)脈沖化使其基本上不可見。所發(fā)射的光可W是在uv(紫 外）區(qū)域，從而其不可見。 陽103] 參看圖10,眼睛跟蹤設備700也可包括僅一個照明單元300但有兩個發(fā)射器321、 322來提供基本上校準的光束LB1、LB2。
[0104]參看圖11，可由衍射擴束器400來擴展由校準單元310提供的校準的光束的寬度Wiw。輸入光柵410禪合光來在波導基片405中傳播。輸出光柵420將光從基片405禪合輸 出，來提供校準的光束LB1。輸出光束的寬度W。。,可W基本上大于初始寬度Wiw。例如，在美 國專利US6580529中描述了衍射擴束器。校準單元310包括一個或多個發(fā)射器321W及校 準光學系統(tǒng)330。
[01化]參看圖12,可使用單個衍射擴束器400來提供兩個校準的光束LB1、LB2。 陽106]參看圖13,虛擬顯示單元500可包括光學引擎520和衍射擴束器400。光學引擎 520包括微顯示器510和察看（viewing)光學系統(tǒng)530。通過將光學引擎520禪合到衍射 擴束器400來相當大地增加察看光闊的寬度。 陽107] 微顯示器510可W是發(fā)光二極管（LED)陣列、液晶陣列化CD)或微機械反射鏡設 備（Mffl巧。
[0108] 將由微顯示器510的像素形成的實像通過察看光學系統(tǒng)530轉換為虛像。微顯示 器510的每個點對應于從輸出光柵420傳送的校準的光束。因而，觀察者的眼睛100看到 在相當遠或在無窮遠處的虛像。
[0109] 虛擬顯示單元500也可W表現(xiàn)為照明單元300?？墒褂梦@示器的預定像素501、 502來提供基本上校準的和調(diào)制的光束LBULB2?？蒞調(diào)制像素501、502,使得可W從其他 光中區(qū)分運些光束的光。像素501、502可W是IR發(fā)射。
[0110] 參看圖14,衍射擴束器典型地包括=個光柵410、415和420。輸入光柵410將光 禪合到波導基片405。中間光柵415提供了在第一方向SX的擴束。輸出光柵420提供了在 第二方向SY的擴束，W及將光束LBULB2從衍射擴束器400禪合輸出。輸出光柵420也作 為用于光學引擎520顯示虛像的察看光闊。 陽111] 當使用平面衍射光柵410、420時，在無限遠處形成虛像。然而，虛像和觀察者之間 的距離也可W短于無限遠。所述距離可W是例如在1到2米的距離內(nèi)?？墒褂脤＠暾?PC17IB2004/004094中公開的彎曲衍射擴束器實現(xiàn)距離短于無限遠。所述衍射擴束器包括 至少一個具有有限曲率半徑的非平面衍射元件。
[0112] 參看圖15,眼睛跟蹤設備700可包括：
[0113]-照明單元300,用來提供基本上校準的光束LB1、LB2，
[0114] -虛擬顯示單元500， 陽11引-成像單元200，
[0116]-數(shù)據(jù)處理單元600， 陽117]-命令接口 610,W及陽1化]-通信單元620。
[0119] 命令接口 610可W是按鍵設備、操縱桿或鍵盤，其允許用戶向設備700發(fā)送命令。 命令接口 610也可W是語音命令設備或手勢識別設備。通信單元620可W是用于與計算機 或移動設備通信的接口模塊。通信單元620也可W是光學或射頻發(fā)射機/接收機，其允許 經(jīng)由因特網(wǎng)或射頻網(wǎng)絡的通信。
[0120] 參看圖16,眼睛跟蹤設備700可W是緊湊的、便攜的和較輕的設備。 陽121] 參看圖17,用戶的眼睛100可W通過虛擬顯示器的輸出光闊察看所顯示的虛像 1000,例如，通過衍射擴束器的輸出光柵420。 陽122] 虛像1000可W包括所顯示的物體1002、1003、1004、1005,例如星形1002、六邊形 1003、符號"0K" 1005 和問號"？ " 1004。 陽123] 虛像1000的物體或位置有利地與視線方向相關聯(lián)。因而，當眼睛100注視著由用 戶確定的物體或位置時，能夠基于視線方向確定眼睛正注視著哪個物體或位置。進一步地， 每個物體或位置可與選項相關聯(lián)，W及用戶可通過注視著分別的物體或位置而選擇一個選 項。用戶可W通過按下命令接口 610(圖15和16)的鍵來確認選擇。用戶也可W通過巧眼， 或通過叮住預定物體或位置一段延長的時間來確認選擇。
[0124] 例如，用戶可W通過指引他的視線，來在由物體1〇〇2(星形）或物體1003(六邊 形）所代表的選項之間選擇。如果選擇了六邊形1003,其可W在選擇之后，通過閃爍提供可 視的反饋。用戶可通過例如注視著符號"0K"來確認選擇。但是，用戶可通過注視問號"？" 來請求進一步的信息。 陽1巧]在軟件中，和/或在硬件水平，例如通過將物體的像素坐標轉換為角坐標可將虛 像1000的物體1002、1003、1004、1005與視線方向相關聯(lián)?？蓪⑺@示的物體的角坐標與 視線方向作比較，來確定用戶是否正注視著所述物體。 陽126] 可將可見或不可見光標1001適用于在虛像1000上跟隨著所確定的眼睛100的視 線方向而移動。光標1001幫助用戶來理解跟蹤設備700實際上正跟隨著其視線。換句話 說，光標1001提供了向用戶的可視反饋。 陽127] 可通過例如在虛像1000上移動閃爍的光標1001，W及請用戶注視著光標1001來 核準所檢測的視線方向。進一步地，當用戶實際上正注視著光標1001時，可請求他按下命 令接口 610的按鍵。
[0128] 參看圖18和19,可將兩個或更多的紅外（IR)光發(fā)射器32U322貼附在接近于虛 擬顯示單元500的微顯示器510。因而，虛擬顯示單元500也可W表現(xiàn)為照明單元300,提 供兩個或多個基本上校準的光束LB1、LB2。
[0129] 通過舉例的方式，圖19示出了IR發(fā)射器321、322、323、324相對于微顯示器510的 框架511的位置。通過使用此布置，照明單元300可提供3個、4個或更多的基本上校準的 光束，其在不同方向傳播。第=光束和進一步的光束在由第一光束LB1和第二光束LB2的 方向定義的平面向外的方向中傳播。使用=個或更多光束可提供改進的精度。曲率，即，眼 睛100的半徑，在垂直方向和水平方向上可W不同。因而，使用=個或更多的光束可W允許 對由于眼睛100的非球形所引起錯誤的糾正。
[0130] 參看圖20,可用半透明反射鏡350將來自紅外（IR)光發(fā)射器32U322的光與自 微顯示器510所發(fā)出的光相組合。半透明反射鏡350可W是分色鏡，其傳輸可見光并反射 IR。半透明反射鏡350可W是半透明鏡或極化反射鏡。 陽131] 參看圖21，光學引擎520和校準單元310邊對邊地禪合到同一個衍射擴束器400。
[0132] 參看圖22,可W堆疊衍射擴束器400,運樣通過第二至少部分地透明的擴展器來 傳送由第一擴展器發(fā)射的光。第一擴展器可W發(fā)射可見光，而第二擴展器可發(fā)射IR光。 陽133]參看圖23,衍射擴束器400可W是部分地透明?？蓪⒊上駟卧?00適用于通過衍 射擴束器400來監(jiān)視眼睛100。
[0134] 參看圖24,眼睛跟蹤器設備700可W包括半透明反射鏡350,來將由虛擬顯示單元 500發(fā)射的光和由一個或多個照明單元300提供的光束LBULB2相組合。虛擬顯示單元500 可包括衍射擴束器400。而且照明單元300可包括衍射擴束器400。跟蹤設備700可進一 步地包括數(shù)據(jù)處理單元，命令接口 610和通信單元620。
[0135] 參看圖25,眼睛跟蹤器設備700可包括半透明反射鏡350來將由虛擬顯示單元 500發(fā)射的光與校準的光束LB1、LB2組合。可僅使用透鏡光學系統(tǒng)530、220、330,即，不使 用衍射擴束器，來提供虛像和校準的光束LB1、LB2。
[0136] 參看圖26,用戶也可W注視遠端屏幕900?？墒褂冒胪该鞣瓷溏R350將由遠端屏 幕900發(fā)射的光與校準的光束LBULB2組合。眼睛跟蹤器設備700可進一步包括數(shù)據(jù)處理 單元，命令接口 610和通信單元620。跟蹤設備700的位置相對于遠端屏幕900可W是固定 的。 陽137] 可選地，跟蹤設備700可進一步包括成像單元250,來監(jiān)視遠端屏幕900相對于跟 蹤設備700的角位置。需要此信息來將視線方向與遠端屏幕900的位置相關聯(lián)。
[0138] 也可W將進一步成像單元250適用于監(jiān)視在屏幕900上顯示的物體相對于跟蹤設 備700的角位置。
[0139] 替代半透明反射鏡，用戶也可W通過擴束器注視屏幕900,擴束器400在可見的波 長范圍內(nèi)是透明的。
[0140] 參看圖27,用戶也可W通過半透明反射鏡350察看物體1002(房屋）、1003(汽 車）。跟蹤器設備700的位置相對于物體可W是固定的，或者其可W包括另外的成像單元 250來監(jiān)視物體相對于跟蹤器設備700的角位置。因而，可將物體、物體的位置和/或風景 (landscape)的特征與視線方向相關聯(lián)。例如，可確定用戶是否正注視著房屋1002或汽車 1003。進一步地，可將物體1002、1003與選項相關聯(lián)，運樣可通過注視分別的物體而選擇選 項。 陽141]參看圖28,便攜設備750可包括眼睛跟蹤器設備700。 陽142]眼睛100和跟蹤器設備700之間的距離可小于或等于0.