[发明专利]用于增强现实的方法和系统

说明书

本发明总体上提供了用头戴式设备来显示图像的方法和系统。总体来说，本发明涉及一种光场显示器的用途。这样的显示器用于提供增强现实。

技术领域

本发明涉及用于增强现实的方法和系统。

本发明更具体地涉及计算机生成的图像的显示。

背景技术

具有多个显示特征的头戴式设备在本领域中是已知的。这样的设备包括所谓的‘智能眼镜’，这允许其配戴者看得见图像或文本从而增强现实。

WO 2015/032824和WO 2015/032828披露了包括用于显示计算机产生的全息图像的空间光调制器的头戴式设备。为了提高配戴者视觉舒适度，希望提供多种方法和系统，其中，以特别适配于配戴者和/或配戴设备的定制方式显示图像和文本。

另外，为了体验实际的增强现实，希望的是提供允许实现计算机生成的图像的可调谐可视化的方法和系统。具体而言，希望的是，可以用动态(例如延时)方式来定制被配戴者看得见的距离和/或方向。这将提供在不同注视方向上(换言之，在配戴者的视野的多个不同位置)的图像动态显示、和/或提供可视化距离(焦点)动态调整。还希望的是调整可视化图像的大小和视野。而且，希望的是，根据配戴者(无论是屈光不正的配戴者、还是屈光正常的配戴者)的视力来调整增强现实，从而能够考虑减小的调节力。还希望的是至少部分地矫正二级像差，如非球面化或场像差。

发明内容

本发明总体上提供了用头戴式设备来显示图像的方法和系统。

总体来说，本发明涉及一种光场显示器的用途。这样的显示器用于提供增强现实。

本发明的设备

在一方面，本发明涉及一种旨在由配戴者配戴的头戴式设备(HMD)，其中，所述头戴式设备被配置成用于显示并使所述配戴者看得见计算机生成的图像，其中，所述头戴式设备(HMD)包括：图像源(IS)，所述图像源(IS)包括光场显示器，以及位于所述配戴者的一只眼睛前方的透视反射镜(M)，诸如全息反射镜(HM)；其中，所述图像源(IS)被配置成用于朝向所述反射镜发射光束，其中，所述发射的光束被反射到所述反射镜(M，HM)上并且由此被引向所述配戴者的所述眼睛，从而使所述配戴者看得见计算机生成的图像。

在一些实施例中，所述透视反射镜和/或所述图像源被配置成用于至少部分地调整所述配戴者的视力以便看得见所述显示的计算机生成的图像；例如，当配戴者存在屈光不正时，所述透视反射镜和/或所述图像源可以被配置成用于至少部分地矫正所述配戴者的屈光不正以便看得见所述显示的计算机生成的图像。

在一些实施例中，所述透视反射镜是全息反射镜，并且所述光场显示器包括：光学微型元件阵列，其中，所述光学微型元件能够是有源的或无源的，并且其中，所述光学微型元件阵列是选自：微孔阵列；微棱镜阵列；液晶阵列，例如LCD或LCoS；光栅阵列；以及相位掩模阵列；以及：数字显示元件，所述数字显示元件是选自诸如LED显示屏、OLED显示屏、LCoS显示屏、LCD显示屏、以及SLM显示屏等数字显示屏。

在一些实施例中，所述光场显示器包括：光学微型元件阵列，以及包括多个像素的数字显示元件；其中，在所述光学微型元件阵列中，各个光学微型元件阵列对应于所述数字显示元件中的一个像素子集。

在一些实施例中，所述光学微型元件阵列中的所有光学微型元件是相同的。

在一些实施例中，所述光学微型元件阵列是：微透镜阵列，其中，所述微透镜阵列包括至少两种类型微透镜；或微孔阵列，其中，所述微孔阵列包括至少两种类型微孔；或微棱镜阵列，其中，所述微棱镜阵列包括至少两种类型微棱镜；或液晶阵列，其中，所述液晶阵列包括至少两种类型液晶；或光栅阵列，其中，所述光栅阵列包括至少两种类型光栅；或相位掩模阵列，其中，所述相位掩模阵列包括至少两种类型相位掩模。