[發明專利]焦點調整虛擬現實耳機

有效

• 申請號: 201680071879.6
• 申請日: 2016-02-10
• 公開（公告）號: CN108369325B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 道格拉斯·羅伯特·蘭曼;瑞恩·邁克爾·厄貝特;亞歷山大·喬布·菲克斯;威廉姆·阿龍·尼科爾斯;邁可爾·肖恩·莫尼爾;羅伯特·達勒·卡文
• 申請（專利權）人: 臉譜科技有限責任公司
• 主分類號: G02B7/28
• 分類號: G02B7/28;G02B7/08;G06F3/01;G06T19/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;田喜慶

一種虛擬現實耳機，顯示三維(3D)虛擬場景并且包括變焦元件，以基于用戶正在觀看的虛擬場景中的地點來動態調整包括在虛擬現實耳機中的光學塊的焦距。耳機跟蹤用戶的眼睛以近似注視線，并將針對虛擬場景的幀的焦面確定為注視線的交叉點。變焦元件調整光學塊的焦距，所以光學塊聚焦在焦面上，這使隨著聚散度和自適應改變而將用戶的眼睛保持在舒適的區域中?；诮姑?，虛擬現實耳機可以向用戶的視野中更深的虛擬場景中的平面而不是焦面提供諸如景深模糊的深度提示。

技術領域

本公開總體上涉及增強來自電子顯示器的圖像，并且具體涉及改變光學器件的焦距以增強圖像。

背景技術

虛擬現實(VR)耳機可以用來模擬虛擬環境。例如，可以在耳機內的電子顯示器上顯示立體圖像以模擬立體感效應(illusion of depth)，并且頭部跟蹤傳感器可以用于估計用戶正在觀看虛擬環境的哪個部分。然而，這樣的模擬會引起視覺疲勞和惡心，因為現有的耳機不能正確地渲染或以其他方式補償聚散度和自適應沖突。

發明內容

虛擬現實耳機基于由用戶觀看的虛擬現實耳機呈現的虛擬場景內的位置自動地調整其焦點。在虛擬現實耳機的電子顯示元件(例如，屏幕)上呈現三維(3D)虛擬場景，并且使用基于用戶正在觀看的虛擬場景內的地點或對象的變焦元件(例如，機械地改變光學塊中的透鏡系統與電子顯示元件之間距離的元件、改變光學塊中的透鏡系統中的一個或多個透鏡形狀的元件等)來調整光學塊的焦距，該光學塊將來自電子顯示元件的圖像光朝向用戶的眼睛引導。例如，虛擬現實耳機跟蹤用戶的眼睛以近似注視線并且將包括聚散度深度的注視點確定為注視線的估計的交叉點。注視點識別由虛擬現實耳機呈現給用戶的虛擬場景的特定幀的對象或焦面。

注視線通常不相交，并且是基于用戶眼睛的地點或位置的近似，從注視線估計的注視點的聚散度深度可以使用由虛擬現實耳機呈現的虛擬場景的幾何結構數據來進一步細化或濾波。基于用戶的頭部和眼睛的位置，虛擬現實耳機識別由用戶正在觀看的虛擬耳機呈現的虛擬場景內的地點或對象?；谟脩粽谟^看的虛擬場景內的地點或對象以及虛擬場景的幾何結構數據(即，虛擬場景中的對象之間的虛擬距離)，虛擬現實耳機校正估計的聚散度深度以及注視點。

在各種實施方式中，變焦元件調整光學塊的焦距，以將光學塊聚焦在校正后的估計的注視點的聚散度深度處，以隨著聚散度和自適應改變將用戶的眼睛保持在舒適區域中。此外，給定在校正后的估計的聚散度深度處的對象或焦面，當渲染虛擬場景以提供深度提示時，虛擬現實耳機可基于對象或焦面動態地添加景深模糊。

根據本發明的實施方式特別在指向方法、存儲介質、系統以及計算機程序產品的所附權利要求中公開，其中，在一個權利要求類別(例如，方法)中提到的任何特征也可以在另一個權利要求類別(例如，系統)中被要求保護。所附權利要求中的依賴關系或后向引用僅出于形式原因而選擇。然而，也可以要求保護由對任何先前的權利要求的有意的后向引用(特別是多項依賴關系)得到的任何主題，使得權利要求及其特征的任何組合被公開并且可以被要求保護，而不管在所附權利要求中選擇的依賴性如何?？杀灰蟊Ｗo的主題不僅包括如所附權利要求中闡述的特征的組合，而且還包括權利要求中的特征的任何其他組合，其中，權利要求中提及的每個特征可以與權利要求中的任何其他特征或其他特征的組合相結合。此外，本文描述或描繪的任何實施方式和特征可以在單獨的權利要求中和/或在與本文描述或描繪的任何實施方式或特征或者與所附權利要求的任何特征的任何組合中要求保護。

在根據本發明的實施方式中，虛擬現實(VR)耳機包括：

至少一個處理器；

電子顯示元件，被配置為向佩戴VR耳機的用戶顯示虛擬場景；

光學塊，被配置為將來自電子顯示元件的光引導至VR耳機的出射光瞳；

包括圖像捕獲元件的眼睛跟蹤系統，該眼睛跟蹤系統被配置為確定用戶的每只眼睛的眼睛位置以及用戶的每只眼睛的注視線；