[發明專利]用于透視顯示的交感神經光適應

有效

• 申請號: 201110430502.4
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102540466A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: K·S·佩雷茲;A·A-A·基普曼;A·富勒;P·格林哈爾希;D·海斯;J·塔迪夫
• 申請（專利權）人: 微軟公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 黃嵩泉

技術領域

本發明涉及光學技術，尤其涉及透視顯示技術。

背景技術

透視顯示將顯示圖像和外部圖像合并，從而在同一物理空間中呈現這兩種圖像。這樣的顯示可在可佩戴、頭戴式顯示系統中使用；它可耦合到護目鏡、頭盔或其他目鏡中。透視顯示使得查看者能夠私密地且移動地查看來自計算機、視頻游戲、媒體播放器或其他電子設備的圖像。在被配置成呈現兩個不同的顯示圖像(每個眼睛一個)時，這一方法可用于立體(例如，虛擬——現實)顯示。

為提供積極的查看體驗，可鑒于某些眼部關系來配置頭戴式顯示系統。一種這樣的關系是顯示圖像的聚焦平面相對于外部場景中的背景對象的放置。如果顯示圖像的聚焦平面離背景對象太遠，則查看者可能難以聚焦并可能體驗到眼部壓力。

發明內容

本公開的一個實施例提供了一種用于在查看者的公共聚焦平面中覆蓋第一和第二圖像的方法。該方法包括形成第一圖像并沿著一軸將第一和第二圖像引導到查看者的瞳孔。該方法還包括在自適應發散光元件處可調節地發散第一和第二圖像以將第一圖像對焦于公共聚焦平面處，并且在自適應會聚光元件處可調節地會聚第二圖像以將第二圖像對焦于公共聚焦平面處。

提供以上發明內容以簡化的形式介紹本發明的所選部分，不旨在標識關鍵或必要特征。由權利要求書定義的所要求保護的主題既不限于本發明內容的內容，也不限于解決本文提出的問題或缺點的各實現。

附圖說明

圖1和2示出根據本發明的各實施例的示例頭戴式顯示系統。

圖3示出根據本發明的一實施例的用于在查看者的公共聚焦平面中覆蓋第一和第二圖像的示例環境。

圖4示出根據本發明的一實施例的用于在查看者的公共聚焦平面中覆蓋第一和第二圖像的示例方法。

具體實施方式

現在將通過示例并參照所示的以上列出的實施例來描述本發明的各方面。在一個或多個實施例中基本相同的組件、過程步驟和其它元素被協調地標識并且以重復最小的方式描述。然而應該注意，協調地標識的元素還可以在某種程度上不同。還應該注意，本發明中包括的附圖是示意性的并且通常未按照比例繪制。相反，附圖中所示的各種繪制比例、縱橫比和組件數量可以有目的地失真，以使特定特征或關系更加顯見。

圖1示出一個實施例中的頭戴式顯示系統10。系統10是視頻顯示目鏡的一個示例。它可能類似于一副普通眼鏡或太陽眼鏡。然而，該系統包括透視顯示設備12A和12B，它們投影顯示圖像以供佩戴者查看。具體地，顯示圖像被直接投影在佩戴者眼睛前方。由此，系統10包括可佩戴支架14，它將顯示設備定位在距佩戴者眼睛前方的短距離處。在圖1中，可佩戴支架采用常規眼鏡鏡架的形式。

顯示設備12A和12B是至少部分透明的，以使得佩戴者可查看外部場景以及顯示圖像。在一個場景中，顯示圖像和外部場景中的各對象可占據不同的聚焦平面，從而佩戴者可將他或她的焦點從外部對象轉移到顯示圖像，反之亦然。在其他場景中，顯示圖像和至少一個外部對象可共享同一聚焦平面，如下文所述的。

繼續圖1，系統10包括控制器16，它控制顯示設備12A和12B的內部元件以便形成顯示圖像并允許查看外部場景。在一個實施例中，控制器16可使得顯示設備12A和12B并發地投影同一顯示圖像，以使得佩戴者的右眼和左眼在同一時間接收到同一圖像。在另一實施例中，顯示設備可并發地投影略微不同的圖像，以使得佩戴者感知到立體圖像，即三維圖像。圖2示出另一示例頭戴式顯示系統18。系統18是具有臉罩20的頭盔，在臉罩20后方安排了顯示設備12A和12B。系統18可在具有范圍從視頻游戲到航空的各應用中使用。

圖3示出一個實施例中示例透視顯示設備12的各方面。顯示設備包括照明器22和圖像形成器24。在一個實施例中，照明器可包括白光源，諸如白光發光二極管(LED)。照明器還可包括用于校準白光源的發射并將該發射定向到圖像形成器的合適的光元件。圖像形成器可包括矩形光閥陣列，諸如液晶顯示(LCD)陣列。陣列中的光閥可被安排成在空間上變化且在時間上對發射通過該光閥陣列的經校準的光量進行調制，諸如以形成顯示圖像的各像素。此外，圖像形成器可包括與光閥配準的合適的光過濾元件，從而可形成彩色顯示圖像。

在另一實施例中，照明器可包括一個或多個已調制激光，且圖像形成器可被配置成與調制同步地光柵化激光的發射以形成顯示圖像。在還有一個實施例中，圖像形成器24可包括被安排為形成顯示圖像的已調制彩色LED的矩形陣列。當彩色LED陣列發射它自己的光時，可從顯示設備中省略照明器16。