[發明專利]用于擴展現實顯示的自動焦點改善

有效

• 申請號: 201110386149.4
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102445756A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: A·巴-澤埃夫;J·劉易斯
• 申請（專利權）人: 微軟公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B3/14;G02B26/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡利鳴

技術領域

本發明涉及用于擴展現實顯示的自動焦點改善。?

背景技術

擴展現實是一種允許將虛擬圖像與現實世界物理環境或空間相混合的技術。通常，用戶佩戴近眼顯示器以查看虛擬物體和現實物體的混合圖像。該近眼顯示器通常使用光學器件與立體視覺的組合來將虛擬圖像聚焦到空間內。用戶的聚焦能力能將用戶限于正在查看的處于該空間中的僅僅一部分中的物體、即現實物體和虛擬物體二者(如有的話)。?

發明內容

本技術提供了用于改善混合的現實或擴展現實顯示的物體的焦點的實施例。用戶通過近眼顯示設備查看場景。該場景包括用戶用他或她的眼睛直接查看的物理環境或空間中的一個或多個現實物體。在透視顯示設備的情況下，用戶通過顯示設備的清透或透視透鏡直接地查看現實物體。一個或多個虛擬物體由顯示設備投影到用戶眼睛位置的至少之一。因此，用虛擬物體來擴展現實場景的顯示。?

在一實施例中，本技術提供了包括透視顯示設備的擴展現實系統，該透視顯示設備包括被定位為被用戶透視的可變焦透鏡。由附連到透視顯示設備的微顯示器部件來生成虛擬圖像。該虛擬圖像被投影到用戶的至少一只眼睛中，使得用戶在通過可變焦透鏡進行查看時看見虛擬物體和現實物體二者。一個或多個處理器在存儲在可訪問存儲器中的軟件的控制下確定當前用戶聚焦區。該處理器控制聚焦區調整單元以用于將可變焦透鏡聚焦到當前用戶聚焦區中。?

在另一實施例中，擴展現實系統提供縮放特性。該處理器基于縮放特性和當前用戶聚焦區來確定焦距，并且聚焦區調整單元基于所確定的焦距來調整可?變焦透鏡。?

在另一實施例中，本技術提供了一種用于提供擴展現實系統中物體的改善的焦點的方法。用戶在包括現實物體的空間的三維模型中的視野被確定為當前用戶聚焦區。針對至少一只眼睛把被定位為被用戶透視的可變焦透鏡自動地調整為聚焦在當前用戶聚焦區中。在用戶的視野中的現實世界焦距處顯示一個或多個虛擬物體。對用戶視野中的物體之一的圖像進行視覺增強。在一個示例中，現實物體被視覺增強。?

提供本發明內容以便以簡化的形式介紹將在以下具體實施方式中進一步描述的一些概念。本發明內容并非旨在標識所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。?

附圖說明

圖1A是描繪了用于提供擴展現實顯示中的焦點改善的系統的一個實施例的示例性組件的框圖。?

圖1B是頭戴式顯示設備的實施例的一部分的頂視圖，其包括被定位為被用戶透視的可變焦透鏡。?

圖1C是頭戴式顯示設備的另一實施例的一部分的頂視圖，其包括被定位為被用戶透視的可變焦透鏡。?

圖2A是供用作近眼顯示器的微顯示器部件的一部分的可旋轉透鏡系統的示例。?

圖2B1和圖2B2是展示出不同曲率半徑的流體透鏡的示例，這些流體透鏡供用作微顯示器部件的一部分或者用作透視可變焦透鏡。?

圖2B3是聚焦區域調整單元的另一示例，其可以用于作為微顯示器部件的一部分或者作為透視可變焦透鏡的液體透鏡。?

圖2C是供用作近眼顯示器的微顯示器部件的一部分的雙折射透鏡系統的示例。?

圖2D是供用作微顯示器部件的一部分的可插入透鏡系統的示例。?

圖3是頭戴式顯示單元的組件的一個實施例的框圖。?

圖4是與頭戴式顯示單元相關聯的處理單元的組件的一個實施例的框圖。?

圖5是結合頭戴式顯示單元使用的中樞計算系統的組件的一個實施例的框圖。?

圖6是可用于實現在此所述的中樞計算系統的計算系統的一個實施例的框圖。?

圖7是描繪可改變將處于用戶的焦點處的虛擬內容的焦點的多用戶系統的框圖。?

圖8是描述了用于擴展現實顯示中的焦點改善的過程的一個實施例的流程圖。?

圖9是描述用于創建空間的模型的過程的一個實施例的流程圖。?

圖10是描述用于將模型分割成物體的過程的一個實施例的流程圖。?

圖11是描述用于標識出物體的過程的一個實施例的流程圖。?

圖11A是描述用于響應于移動物體來更新模型的過程的一個實施例的流程圖。?

圖12A是描述了用于將可變焦透鏡調整到當前用戶聚焦區中的過程的實施例的流程圖。?

圖12B是描述了用于針對縮放特性調整可變焦透鏡的過程的實施例的流程圖。?

圖13是描述用于顯示將在被查看近眼顯示器的用戶查看時處于焦點處的虛擬物體的過程的一個實施例的流程圖。?