[發(fā)明專利]使用聲光控制裝置的光投影儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110360187.6
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN113163180B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設計）人: J·A·格拉塔;H·韋爾奇;M·侯賽因
• 申請（專利權(quán)）人: 奇躍公司
• 主分類號: H04N9/14
• 分類號: H04N9/14;G02B5/32;G02F1/33;G06T19/00;H04N13/344
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 賀月嬌;于靜

本發(fā)明涉及使用聲光控制裝置的光投影儀。用于投射光的方法可以使用聲光深度開關來實現(xiàn)，所述聲光深度開關使用沿著基板產(chǎn)生的表面聲波來將圖像光引導到不同的區(qū)域。表面聲波可以使用換能器在基板上生成。不同頻率的表面聲波可以將圖像光引導到不同物理位置處的不同光學元件上。光學元件可以被配置成顯示在與觀看者不同的距離處的圖像中的對象。

本申請是申請日為2015年12月29日、PCT國際申請?zhí)枮镻CT/US2015/067957、中國國家階段申請?zhí)枮?01580071408.0、發(fā)明名稱為“使用聲光控制裝置的光投影儀”的申請的分案申請。

技術領域

本公開的各種實施例涉及虛擬現(xiàn)實或增強現(xiàn)實技術領域，特別地，涉及一種用于投射光的系統(tǒng)。

背景技術

現(xiàn)代計算和顯示技術促進了所謂的“虛擬現(xiàn)實”或“增強現(xiàn)實”體驗的系統(tǒng)的發(fā)展，其中將數(shù)字再現(xiàn)的圖像或其部分呈現(xiàn)給用戶并且可以被感知為真實的。虛擬現(xiàn)實(“VR”)場景通常涉及數(shù)字或虛擬圖像信息的呈現(xiàn)，而對其它實際的真實世界視覺輸入不透明。增強現(xiàn)實(“AR”)場景通常涉及將數(shù)字或虛擬圖像信息呈現(xiàn)為對用戶周圍的實際世界的可視化的增強。例如，參考圖1，描繪了增強現(xiàn)實場景100，其中AR技術裝置的用戶看到以在背景中的人、樹、建筑物以及實體平臺104為特征的現(xiàn)實世界公園式的設置102。除了這些項目之外，AR技術的用戶也感知到，他/她“看到”站在現(xiàn)實世界平臺104上的機器人雕像106，以及正在飛行的卡通式虛擬角色，即使這些元素(106，108)在現(xiàn)實世界中不存在。事實證明，人類視覺感知系統(tǒng)是非常復雜的，并且產(chǎn)生促進虛擬圖像元素在其它虛擬或現(xiàn)實世界圖像元素中的舒適的、感覺自然的、豐富的呈現(xiàn)的VR或AR技術具有挑戰(zhàn)性。

參考圖2，已經(jīng)開發(fā)了立體可穿戴眼鏡200式配置，其通常具有兩個顯示器(例如，202，204)，該兩個顯示器被配置為顯示具有稍微不同的元素呈現(xiàn)的圖像，使得人類視覺系統(tǒng)感知到三維透視。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種配置由于聚散和調(diào)節(jié)(vergence and accommodation)之間的不匹配令很多用戶不舒服，必須克服該不匹配以在三維中感知圖像。實際上，一些用戶不能容忍立體配置。

參考圖3，描繪了人眼300的簡化截面圖，其具有角膜302、虹膜304、晶狀體(lens)或“晶狀體(crystalline lens)”306、鞏膜308、脈絡膜層310、黃斑312、視網(wǎng)膜314和通向大腦的視神經(jīng)通路316。黃斑是視網(wǎng)膜的中心，用于觀察適度的細節(jié)。在黃斑的中心是“小窩”，用于觀察最細微的細節(jié)。小窩包含比視網(wǎng)膜的任何其它部分更多的感光體(每視覺度約120個視錐)。

人類視覺系統(tǒng)不是被動傳感器類型的系統(tǒng)。它被配置為主動掃描環(huán)境。以某種類似于使用平板掃描器掃描圖像或者使用手指從紙上讀取盲文的方式，眼睛的感光體響應于刺激的變化而激發(fā)，而不是持續(xù)地響應刺激的恒定狀態(tài)。實際上，采用用于麻痹眼睛肌肉的諸如眼鏡蛇毒的物質(zhì)的實驗已經(jīng)表明，如果在他/她的眼睛是睜開的情況下定位，在眼睛的毒液誘導麻痹的下觀看靜態(tài)場景，則人類受試者將會經(jīng)歷失明。換句話說，在沒有刺激變化的情況下，感光體不對大腦提供輸入，并且經(jīng)歷失明。據(jù)信，至少有一個原因是正常人的眼睛已經(jīng)被觀察到在所謂的“微跳動”中的一側(cè)到另一側(cè)的運動中來回移動、或者抖動。如上所述，視網(wǎng)膜的小窩包含最大密度的感光體，并且即使人類通常認為他們具有在整個視野中具有高分辨率可視化能力，但是他們通常實際上只有小的高分辨率中心，他們正在四處大量機械掃掠，伴隨由小窩最近捕獲的高分辨率信息的持久記憶。以某種類似的方式，眼睛的焦距控制機制(睫狀肌以如下方式可操作地耦合到晶狀體，其中睫狀肌松弛導致緊繃的睫狀體肌結(jié)締纖維將晶狀體變平，用于更遠的焦距；睫狀肌收縮導致睫狀肌結(jié)締纖維放松，其允許晶狀體呈現(xiàn)更圓的幾何形狀，用于更近焦距)以大約1/4至1/2的屈光度來回抖動，以在目標焦距的近端和遠端周期性地誘導少量的所謂“屈光模糊”。這被大腦的適應控制回路用作周期性的負反饋，其有助于不斷校正過程并且保持注視對象的視網(wǎng)膜圖像近視聚焦。