[发明专利]增强现实显示系统

说明书

一种增强现实显示系统，其被配置为使用基准标记将3D内容与真实对象对准。增强现实显示系统可以可选地包括被配置为检测真实对象的位置的深度传感器。增强现实显示系统还可以包括被配置为利用不可见光照射对象的至少一部分的光源，以及被配置为使用不可见光的反射部分形成图像的光传感器。显示系统的处理电路可以基于发射光与反射光之间的差异来标识位置标记，并且基于真实对象的位置和位置标记的位置来确定真实对象的取向。

相关申请的交叉引用

本申请要求来自于2016年12月13日提交的题为“3D OBJECT RENDERING USINGDETECTED FEATURES(使用检测到的特征的3D对象呈现)”的美国临时申请号62/433,767在35U.S.C.§119(e)下的优先权，其以整体内容通过引用并入本文并且用于所有目的。本申请附加地通过引用并入以下各专利申请的整体内容：于2014年11月27日提交的美国申请号14/555,585；于2015年4月18日提交的美国申请号14/690,401；于2014年3月14日提交的美国申请号14/212,961；于2014年7月14日提交的美国申请号14/331,218；以及于2016年3月16日提交的美国申请号15/072,290。

技术领域

本公开涉及光学设备，包括虚拟现实和增强现实成像和可视化系统。

背景技术

现代计算和显示技术已经利于用于所谓的“虚拟现实”或者“增强现实”体验的系统的发展，其中，数字再现图像或其部分以其似乎真实或者可以被感知为真实的方式被呈现给用户。虚拟现实或者“VR”场景典型地涉及数字或者虚拟图像信息的呈现，而对于其他实际现实世界视觉输入不透明；增强现实或者“AR”场景典型地涉及将数字或者虚拟图像信息呈现为对用户周围的实际世界的可视化的增强。混合现实或者“MR”场景是一种类型的AR场景并且典型地涉及被集成到自然界中并且响应于自然界的虚拟对象。例如，在MR场景中，AR图像内容可以由现实世界中的对象阻挡或以其他方式被感知为与现实世界中的对象相互作用。

参考图1，描绘了增强现实场景10，其中，AR技术的用户看到以背景中的人、树、建筑为特征的现实世界公园般的设置20，以及混凝土平台30。除了这些项之外，AR技术的用户还感知到他“看到”“虚拟内容”，诸如站在现实世界平台30上的机器人雕像40，以及飞行的卡通式的化身人物50，其似乎是大黄蜂的拟人化，即使这些元素40、50不存在于现实世界中。由于人类视觉感知系统是复杂的，因而产生利于其他虚拟或现实世界影像元素中间的虚拟图像元素的舒适的、自然感觉的、丰富呈现的AR技术是具挑战性的。

本文所公开的系统和方法解决与AR和VR技术有关的各种挑战。

发明内容

在附图和以下描述中阐述本说明书中所描述的主题的一个或多个实施方式的细节。其他特征、方面和优点将从描述、附图和权利要求变得显而易见。本发明内容和以下详细描述二者都不旨在限定或者限制发明主题的范围。

示例

1.一种被配置为将3D内容与真实对象对准的增强现实显示系统，该系统包括：

框架，其被配置为安装在穿戴者上；

增强现实显示器，其被附接到框架并且被配置为将图像引导到穿戴者的眼睛；

光源，其被配置为通过发射不可见光照射对象的至少一部分；

光传感器，其被配置为使用所述不可见光对由所述光源照射的所述对象的所述部分成像；以及

处理电路，其被配置为基于使用不可见光的反射部分形成的图像中的特征的一个或多个特性，确定关于对象的位置、对象的取向或者二者的信息。

2.根据示例1所述的增强现实显示系统，其中，使用不可见光的反射部分形成的图像中的特征对于眼睛不可见。