界面结构、显示装置及头戴式可视设备的制作方法

摄影电影;光学设备的制造及其处理,应用技术1.本公开涉及光学系统技术领域，尤其涉及一种界面结构、显示装置及头戴式可视设备。背景技术：2.头戴式可视设备(head-mounted display)，使用者可穿戴该设备于头部以进行虚拟现实体验。头戴式可视设备中常常会应用到眼球追踪技术，眼球追踪技术一般需要依赖红外眼动追踪器实现。3.红外眼动追踪器主要由红外发射器和红外接收器两部分构成，在现有技术中，红外发射器和红外接收器会分立的并排设置在显示界面的侧面，需要占据头戴式可视设备内部较大的尺寸。技术实现要素：4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种界面结构、显示装置及头戴式可视设备，可以减少红外发射器和红外接收器占据的尺寸。5.第一方面，本公开提供了一种界面结构，包括界面，所述界面结构还包括设置在界面内侧的红外发射器、红外接收器、第一偏振选择器和第二偏振选择器，所述红外发射器的信号发射窗口设有第一偏振选择器以发出第一偏振方向的红外光，所述红外接收器的信号接收窗口设有第二偏振选择器以接收第二偏振方向的红外光，所述第一偏振方向和第二偏振方向相互垂直，所述界面结构还包括偏振转换器，所述界面设有偏振转换器，以将经过界面的第一偏振方向的红外光转换为第二偏振方向的红外光。6.第二方面，本公开提供了一种显示装置，包括显示界面，所述显示装置还包括红外探测单元，所述红外探测单元包括设置在显示界面内侧的红外发射器、红外接收器、第一偏振选择器、第二偏振选择器和偏振转换器，所述红外发射器的信号发射窗口设有第一偏振选择器以发出第一偏振方向的红外光，所述红外接收器的信号接收窗口设有第二偏振选择器以接收第二偏振方向的红外光，所述第一偏振方向和第二偏振方向相互垂直，所述显示界面设有偏振转换器以将经过显示界面的第一偏振方向的红外光转换为第二偏振方向的红外光。7.可选的，所述红外探测单元还包括第一阻隔层，所述第一阻隔层与第一偏振选择器包覆所述红外发射器的信号发射窗口以使得所述红外发射器发射特定传播方向的第一偏振方向的红外光。8.可选的，所述红外探测单元还包括第一阻隔层，所述第一阻隔包覆所述红外接收器的周边以防止由所述红外接收器的信号窗口接收到的红外光向其他方向传播。9.可选的，所述红外探测单元还包括滤波结构，所述滤波结构设置在第二偏振选择器和红外接收器的信号接收窗口之间，以向红外接收器的信号接收窗口筛选输出红外发射器发出的红外光。10.可选的，所述滤波结构包括光栅波导结构。11.可选的，所述红外探测器还包括第二阻隔层，所述第二阻隔层包覆所述滤波结构，以使得仅有通过所述第二偏振选择器的红外光进入滤波结构。12.可选的，所述第二阻隔层包括由黑色有机胶体材料或全反射金属材料制成的遮蔽层。13.第三方面，本公开提供了一种头戴式可视设备，包括第二方面任一所述的显示装置。14.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：与现有技术相比，本技术方案可以在保证测量结果正确的情况下，将红外眼动追踪技术所依赖的红外发射器和红外接收器集成在显示界面之下，减少红外发射器和红外接收器所占据的空间。附图说明15.图1为本公开实施例所述界面结构的结构示意图；图2为本公开实施例所述显示装置的结构示意图；图3为本公开实施例所述红外光偏振方向的示意图。16.其中，1、界面；2、红外发射器；3、红外接收器；4、第一偏振选择器；5、第二偏振选择器；6、偏振转换器；7、第一阻隔层；8、第二阻隔层；9、滤波结构；10、显示界面；11、驱动背板。具体实施方式17.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。18.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。19.图1为本公开实施例所述的界面结构的结构示意图。如图1所示，本实施例中，所述界面结构包括界面1，所述界面结构还包括设置在界面1内侧的红外发射器2、红外接收器3、第一偏振选择器4和第二偏振选择器5，所述红外发射器2的信号发射窗口设有第一偏振选择器4以发出第一偏振方向的红外光，所述红外接收器3的信号接收窗口设有第二偏振选择器5以接收第二偏振方向的红外光，所述第一偏振方向和第二偏振方向相互垂直。20.在本实施例中，所述界面1内侧指的是被界面1分隔的内部空间，所述内部空间是相对于外部被探测物的空间。所述红外发射器2为红外量子点激光器。所述红外接收器3为gan红外探测器。所述界面1为玻璃或树脂制成的透镜，在一些其他实施例中，所述界面1为可穿过红外光且令部分红外光发生反射的一些平面或曲面。所述第一偏振选择器4为偏振光片，所述第二偏振选择器5为偏振选择方向垂直于所述第一偏振选择器4的偏振选择方向设置的偏振光片。21.结合图3所示，图3为本公开实施例所述红外光偏振方向的示意图。在图3中建立空间直角坐标系xyz，所述界面1与xy平面平行设置。22.红外发射器2可发出红外光，经过所述第一偏振选择器4后，红外发射器2只能向外发出第一偏振方向的红外光，如图3所示，虚线为光的偏振方向，所述第一偏振方向与y轴平行，所述第二偏振方向与x轴平行，因此第一偏振方向与第二偏振方向构成了相互垂直的关系。由于第一偏振选择器4只能选择性透过第一偏振方向的红外光，第二偏振选择器5只能选择性透过第二偏振方向的红外光，在本公开实施例中所述第一偏振方向和第二偏振方向是相互垂直的，因此可以确保第一偏振方向的红外光在透过第二偏振选择器5后是不会有任何分量可以转化为第二偏振方向的红外光。23.若直接将红外发射器2和红外接收器3设置在界面1内侧，红外发射器2发出红外光后，该红外光会有部分不会穿过界面1而是被界面1所反射，这部分反射的红外光会被红外接收器3接收到，导致最终的红外测量结果不准确。24.而在本技术方案中，通过设置第一偏振选择器4使得所述红外发射器2只能发出第一偏振方向的红外光，第二偏振选择器5使得所述红外接收器3只能接收的第二偏振方向的红外光，所述第一偏振方向和第二偏振方向相互垂直，因此不会有任何第一偏振方向的红外光在通过第二偏振选择器5后转化为第二偏振方向的红外光，使得红外发射器2发出的红外光在被界面1反射后不会被红外接收器3接收到，进而在将红外发射器2和红外接收器3集成在界面1内部空间的同时，可以保证最终的红外测量结果更加精确。25.所述界面结构还包括偏振转换器6，所述界面1设有偏振转换器6，以将经过界面1的第一偏振方向的红外光转换为第二偏振方向的红外光。具体的，经过界面1的第一偏振方向的红外光会被偏振转换器6转化为第二偏振方向的红外光，第二偏振方向的红外光被外部探测物反射回来，通过界面1经过第二偏振选择器5选择后被红外接收器3接收到，进而完成整个探测过程。在本实施例中，所述偏振转换器6为偏振旋转器。26.在其他实施例中，可以不在界面1上设置偏振转换器6，而是将偏振转换器6设置在被测物上，在第一偏振方向的红外光接触到被测物后会被设置在被测物上的偏振转换器6转化为第二偏振方向的红外光反射回来，通过界面1经过第二偏振选择器5选择后被红外接收器3接收到，进而完成整个探测过程。27.图2为本公开实施例所述显示装置的结构示意图。如图2所示，所述显示装置包括显示界面10、红外探测单元和驱动背板11，所述红外探测单元包括设置在显示界面10内侧和驱动背板11之上的红外发射器2、红外接收器3、第一偏振选择器4、第二偏振选择器5和偏振转换器6，所述红外发射器2和红外接收器3分别连接至驱动背板11上，以使得驱动背板11可控制红外发射器2发出红外光，以及获取红外接收器3接收到的红外信号，具体的，所述红外发射器2和红外接收器3通过混合键合（英文全称：hybrid bonding）的连接方式分别连接至驱动背板上。所述红外发射器2的信号发射窗口设有第一偏振选择器4以发出第一偏振方向的红外光，所述红外接收器3的信号接收窗口设有第二偏振选择器5以接收第二偏振方向的红外光，所述第一偏振方向和第二偏振方向相互垂直，所述显示界面10设有偏振转换器6以将经过显示界面10的第一偏振方向的红外光转换为第二偏振方向的红外光。28.所述显示装置的显示界面10还具有衍射光栅，以向外界呈现三维图像。所述显示装置可包括多个红外探测单元，在优选的实施例中，所述显示装置包括1920*1080个红外探测单元，每个红外探测单元的横向长度在15um以下。29.所述红外探测单元中的红外发射器2、红外接收器3、第一偏振旋转器、第二偏振选择器5和偏振转换器6的结构、配合和效果与上述实施例的界面结构相同。30.所述红外探测单元还包括第一阻隔层7，所述第一阻隔层7与第一偏振选择器4包覆所述红外发射器2的信号发射窗口的周边以使得所述红外发射器2沿特定传播方向发射第一偏振方向的红外光。31.在本实施例中所述第一阻隔层7为dbr（英文全称：distributed bragg reflection）中文名：分布式布拉格反射镜，本实施例选取dbr作为第一阻隔层7，可以将红外发射器2的信号发射窗口发射的除特定方向的其他方向的反射光反射回去，避免红外发射器2向其他方向发出红外光，达到阻隔效果。32.同样的，所述第一阻隔层7还包覆红外接收器3的周边以防止红外接收器接收到的第二偏振方向的红外光向其他方向发生传播。若不包覆红外接收器3的周边，会导致红外接收器接收到的第二偏振方向的红外光向其他方向发生传播，则有可能会被显示界面10反射回来，导致红外接收器再次接收到该接收过的红外光，造成测量误差。33.具体的，在本实施例中，所述特定方向的传播方向为由界面内向界面外的方向。在其他实施例中，第一阻隔层7也可以仅为阻隔红外光传播的材料构成，例如黑色有机胶体或者全反射金属材料。34.所述红外探测单元还包括滤波结构9，所述滤波结构9设置在第二偏振选择器5和红外接收器3的信号接收窗口之间，以向红外接收器3的信号接收窗口特定输出红外发射器2发出的红外光。35.在本实施例中，所述红外发射器2为红外量子点激光器，所述红外量子点激光器可以向外部发出特定波长的红外光，本实施例通过在第二偏振选择器5和红外接收器3的信号接收窗口之间设置滤波结构9，该滤波结构9可以特异性选择红外量子点激光器所发出的特定波长的红外光，对于其他波长的第二偏振方向的红外光则不予以通过，可以确保不会有外界产生的杂波被红外接收器3所探测到，增加红外测量结果的精确性。36.具体的，在本实施例中，所述滤波结构9为仅允许红外量子点激光器发出波长的光通过的闪耀光栅波导结构。在本实施例中，所述闪耀光栅波导结构所夹厚度仅允许红外量子点激光器发出的波长的光进行传播，其利用光波导的作用，只有一定波长的光才能在波导中全反射传播，一方面有滤波功能，另一方面可以在任意位置将红外光耦合出来，使得红外接收器3可以设置在任意位置。在其他实施例中，可以在光栅波导结构表面镀金属以增加衍射效率，本领域技术人员可以依据现有技术以及公知常识，对该滤波结构9进行替换以达到相同的效果，例如仅仅通过镀膜实现滤波的功能，但是红外接收器只能设置在第二偏振选择器之下。当然，本领域技术人员也可以选择其他具有光波导功能的结构。37.所述红外探测器还包括第二阻隔层8，所述第二阻隔层8包覆所述滤波结构9，以使得仅有通过所述第二偏振选择器5的红外光进入滤波结构9。38.具体的，在本实施例中，所述第二阻隔层8为由黑色有机胶体材料制成的遮蔽层，以阻挡其他方向未通过第二偏振选择器5的红外光进入滤波结构9。在其他实施例中，所述遮蔽层可以由全反射金属材料制成，或者由全反射金属材料和黑色有机胶体材料复合制成。39.本实施例中显示装置通过集成上述实施例中任一所述的红外探测器可实现红外眼动追踪。40.一种头戴式可视设备，包括所述上述实施例中任一所述的显示装置。41.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。42.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。









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