[發明專利]用于操縱來自環境光源的光的系統和方法

在審

• 申請號: 202210280466.6
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN114675420A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: E·拜倫洛特;N·U·羅柏納;N·E·薩梅克;C·M·哈利西斯;M·拜倫洛特
• 申請（專利權）人: 奇躍公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B27/00;G09G3/00;G02F1/01;G02F1/29;G06F3/01;G06T7/50
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 賀月嬌;于靜

本發明涉及用于操縱來自環境光源的光的系統和方法。一種光學設備包括可變光學材料，該可變光學材料響應于由所述設備提供的刺激改變通過所述光學設備的以下各項中的至少一項：入射環境光、入射環境光的光譜含量或者入射環境光的方向。所述設備可以感測環境光的強度和/或光譜特性并且向所述光學設備的各部分提供適當的刺激以激活所述可變光學材料并且改變以下各項中的至少一項：入射環境光、入射環境光的光譜含量或者入射環境光的方向。

本申請是申請日為2017年12月21日、PCT國際申請號為 PCT/US2017/067968、中國國家階段申請號為201780086897.6、發明名稱 為“用于操縱來自環境光源的光的系統和方法”的申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年12月22日提交的美國臨時專利申請號 62/438,325的優先權權益，其以整體內容通過引用并入本文。

本申請還涉及于2017年12月13日提交的美國專利申請號15/841,043， 其以整體內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開涉及光學設備，包括虛擬現實和增強現實成像和可視化系統。

背景技術

現代計算和顯示技術已經利于用于所謂的“虛擬現實”或者“增強現 實”體驗的系統的發展，其中，數字再現圖像或其部分以其看起來真實或 者可以被感知為真實的方式被呈現給用戶。虛擬現實或者“VR”場景典型 地涉及數字或者虛擬圖像信息的呈現，而對于其他實際現實世界視覺輸入 不透明；增強現實或者“AR”場景典型地涉及將數字或者虛擬圖像信息呈 現為對用戶周圍的實際世界的可視化的增強。混合現實或者“MR”場景 是一種類型的AR場景并且典型地涉及被集成到自然界中并且響應于自然 界的虛擬對象。例如，在MR場景中，AR圖像內容可以由現實世界中的 對象阻擋或以其他方式被感知為與現實世界中的對象相互作用。

參考圖1，描繪了增強現實場景10，其中，AR技術的用戶看到以背 景中的人、樹、建筑為特征的現實世界公園般的設置20，以及混凝土平臺 30。除了這些項之外，AR技術的用戶還感知到他“看到”“虛擬內容”， 諸如站在現實世界平臺30上的機器人雕像40，以及飛行的卡通式的化身 人物50，其似乎是大黃蜂的擬人化，即使這些元素40、50不存在于現實 世界中。由于人類視覺感知系統是復雜的，因而產生利于其他虛擬或現實 世界影像元素中間的虛擬圖像元素的舒適的、自然感覺的、豐富呈現的AR 技術是具挑戰性的。

本文所公開的系統和方法解決與AR和VR技術有關的各種挑戰。

發明內容

本公開的系統、方法和設備各自具有數個創新方面，其中沒有單獨一 個僅負責本文所公開的期望的屬性。

在附圖和以下描述中闡述本說明書中所描述的主題的一個或多個實施 例的細節。其他特征、方面和優點將從描述、附圖和權利要求變得顯而易 見。注意，以下附圖的相對尺寸可能未按比例繪制。

在本文中描述了包括響應于刺激而經歷物理和/或化學改變的可變光 學材料的光學器件的各種示例，諸如以下列舉的示例：

示例1：一種用戶可穿戴顯示設備，包括：框架，其被配置為安裝在 用戶上；增強現實顯示器，其被附接到框架并且被配置為將圖像引導到用 戶的眼睛；傳感器，其被配置為獲得關于用戶周圍的環境中的環境光條件 的信息；可變光學材料，其響應于刺激而經歷物理和/或化學改變；源，其 被配置為提供刺激；以及處理電子器件，其被配置為基于由傳感器獲得的 信息觸發源以向可變光學材料提供刺激以實現材料中的物理和/或化學改 變，使得環境光的強度、環境光的光譜含量或環境光的方向中的至少一種 改變。

示例2：根據示例1所述的用戶可穿戴設備，其中，增強現實顯示器 包括波導，該波導被配置為：