[發明專利]緊湊型增強現實/虛擬現實顯示器

有效

• 申請號: 201710063959.3
• 申請日: 2017-02-03
• 公開（公告）號: CN107037587B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 艾瑞克·C·哈瑟蒂尼;約瑟夫·洛根·奧爾森;邁克爾·P·戈斯林
• 申請（專利權）人: 迪士尼企業公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 11258 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 宗曉斌

本公開涉及緊湊型增強現實/虛擬現實顯示器，提供了用于將顯示器生成的光顯示到預定的視場上的具有增強現實(AR)功能的顯示設備的實現方式。在一個實現方式中，顯示設備包括安裝組件，被配置為與跟顯示器相關聯的移動計算設備可移除地附接，從而根據預定位置布置顯示器。顯示設備還包括光學裝置，該光學裝置具有相對于顯示器的預定位置的預定布置并且限定視場。該光學裝置包括第一反射鏡元件，被配置為反射基于顯示器所生成的光的第一入射光的第一部分，以及第二反射鏡元件，被放置在視場內并且被配置為將基于第一入射光的第一部分的第二入射光的第二部分反射到視場上。

技術領域

本公開總地涉及基于計算機的娛樂，并且更具體地涉及適合用于增強現實(AR)和/或虛擬現實(VR)顯示設備的光學裝置。

背景技術

自從第一批視頻游戲被開發以來，計算機圖形技術已經歷了巨大的發展。現在，相對廉價的3D圖形引擎可提供在僅僅花費幾百美元的手持視頻游戲平臺、家庭視頻游戲平臺和個人計算機硬件平臺上的接近照片真實感的交互式游戲體驗。這些視頻游戲系統通常包括手持控制器、游戲控制器或者在手持視頻游戲平臺的情況下包括集成控制器。用戶與控制器交互以向視頻游戲系統發送命令或其它指令，來控制視頻游戲或其它模擬場景。例如，控制器可以包括由用戶操作的游戲桿和按鈕。

雖然視頻游戲允許用戶直接與視頻游戲系統交互，但是這樣的交互主要影響被顯示在視頻游戲設備上(或被連接的顯示器上)的圖形展示，而很少影響虛擬世界以外的任何其它物體。就是說，用戶可以指定對視頻游戲系統的輸入，指示用戶的虛擬化身應當執行跳躍動作，并且作為響應，視頻游戲系統可以顯示用戶的虛擬化身正在跳躍。但是，這樣的交互通常被局限于虛擬世界，而虛擬世界以外的任何交互都被限制(例如當特定動作發生時，手持游戲設備可能會振動)。

此外，很多手持游戲設備包括某種形式的視覺感知設備，該設備可以被用于捕獲物理真實世界場景下的圖像或圖像序列。所捕獲的圖像隨后可以被顯示在例如手持游戲設備的顯示器上。某些設備可以被配置為在所捕獲的圖像被顯示之前向這些圖像中插入虛擬對象。此外，其它設備或應用可能允許用戶在物理場景的被捕獲圖像內繪制或涂畫細節。但是，由于這些改動只應用于物理場景的單一圖像，來自不同角度的該物理場景的后續被捕獲圖像可能不能體現用戶的改動。

發明內容

這里所描述的一個實施例是一種具有增強現實(AR)功能的顯示設備，用于將顯示器所生成的光顯示到預定的視場上。該顯示設備包括光學裝置，該光學裝置具有相對于顯示器的預定位置的預定布置并且限定視場。該光學裝置包括：分束器元件，該分束器元件被放置在視場內并且被配置為透射基于顯示器所生成的光的第一入射光的第一部分；以及第一反射鏡元件，該第一反射鏡元件被配置為向分束器元件反射基于第一部分的第二入射光的第二部分。分束器元件還被配置為將基于第二部分的第三入射光的第三部分反射到視場上。

這里所描述的另一實施例是一種具有增強現實(AR)功能的顯示設備，用于將顯示器所生成的光顯示到預定的視場上。該顯示設備包括光學裝置，該光學裝置具有相對于顯示器的預定位置的預定布置并且限定視場。該光學裝置包括：第一反射鏡元件，該第一反射鏡元件被配置為反射基于顯示器所生成的光的第一入射光的第一部分；以及第二反射鏡元件，該第二反射鏡元件被放置在視場內并且被配置為將基于第一部分的第二入射光的第二部分反射到視場上。

這里所描述的另一實施例是一種具有增強現實(AR)功能的顯示設備，用于將顯示器所生成的光顯示到預定的視場上。該顯示設備包括被放置在視場內的透光顯示器，以及第一透鏡元件，該第一透鏡元件被放置在視場內透光顯示器的第一側，該第一透鏡元件具有正屈光度(optical power)。該顯示設備還包括第二透鏡元件，該第二透鏡元件在視場內被放置在透光顯示器的與第一側相對的第二側，該第二透鏡元件具有與上述正屈光度的大小相等的負屈光度。

附圖說明