[发明专利]光学系统以及对应的装置、方法和计算机程序

说明书

示例涉及光学系统以及对应的装置、方法和计算机程序。光学系统包括显示模块，该显示模块用于提供在增强现实或混合现实环境中待叠加在对象上方的视觉叠加层。光学系统包括至少一个传感器，用于感测对象的至少一个光学性质。光学系统包括处理模块，被配置为使用至少一个传感器确定对象的至少一个光学性质；基于对象的至少一个光学性质，确定在增强现实或混合现实环境的视场内感知的、待叠加在对象上方的视觉叠加层和该对象之间的视觉对比度；基于待叠加在对象上方的视觉叠加层和该对象之间的确定的视觉对比度，选择性地对视场的一个或多个部分的照明、或者视场的一个或多个部分的光学衰减进行调节。

技术领域

示例涉及光学系统以及对应的装置、方法和计算机程序。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，AR)和融合现实(Merged Reality)是研究和开发的主题。在增强现实中，真实世界环境的对象被计算机生成的信息叠加，例如为了提供关于真实世界环境的对象的上下文信息。例如，在手术室中，外科医生可以使用增强现实来查看关于在进行手术的组织的附加信息，例如在手术期间突出显示病理组织。在融合现实(即混合现实(mixed reality))中，现实世界和虚拟世界被融合/混合，使得两个世界的对象可以交互。这两种技术通常使用半透明镜和投影设备或者部分透明的显示器来实现。由于在图像混合和叠加方面的技术限制，增强现实和融合现实可视化技术经常颜色失真。例如，全息眼镜可以将数字图像物理叠加在自然视觉的视场上。这一过程可能导致明亮对象的对比度较低，诸如被充分照明的大脑组织。

发明内容

期望增强现实或融合现实环境的改进概念。

通过一种光学系统以及对应的装置、方法和计算机程序解决了这个期望。

实施例基于这样的发现，即在AR/MR环境中感知的(真实)对象的亮度可以被改变，以提高待叠加在对象上方的视觉叠加层与该对象的感知之间的对比度。这可以有选择地进行，例如为了避免降低周围对象或对象周围部分的亮度。通常，改变(真实)对象的感知至少有两个一般性概念：通过选择性地改变对象的照明，或者通过选择性地衰减对于该对象的感知。例如，可以在空间上调节，例如在空间上衰减，对于对象的照明或对于对象照明的观察。这可以提高在AR/MR环境中叠加层与对象之间的对比度。

本公开的实施例提供一种光学系统。该光学系统包括显示模块，该显示模块用于提供在增强现实或混合现实环境中待叠加在对象上方的视觉叠加层。该光学系统包括至少一个传感器，用于感测对象的至少一个光学性质。该光学系统包括处理模块，被配置为使用至少一个传感器确定对象的至少一个光学性质。处理模块被配置为基于对象的至少一个光学性质，确定在增强现实或混合现实环境的视场内感知的、待叠加在对象上方的视觉叠加层与该对象之间的视觉对比度。处理模块被配置为基于所确定的待叠加在对象上方的视觉叠加层和该对象之间的视觉对比度，选择性地对视场的一个或多个部分的照明、或者视场的一个或多个部分的光学衰减进行调节。这可以改进所述视场的所述一个或多个部分与所述视觉叠加层之间的对比度。

在至少一些实施例中，传感器模块包括摄像头。处理模块可以被配置为使用摄像头获取对象的摄像头图像。处理模块可以被配置为使用摄像头图像来确定在增强现实或混合现实环境中感知的对象的视觉表示。处理模块可以被配置为基于视觉叠加层并且基于摄像头图像来确定视觉对比度。所确定的视觉对比度可用于确定是否需要对对象的一部分进行照明或光学衰减的选择性调节。

例如，对象的至少一个光学性质可以包括视场的一个或多个部分的亮度。处理模块可以被配置为通过选择性地对视场的一个或多个部分的照明或光学衰减进行调节，选择性地对在增强现实或混合现实环境中感知的视场的一个或多个部分的亮度进行调节。例如，可以对照明或衰减进行调节，使得以降低的亮度感知视场的一个或多个部分，从而增加视觉叠加层和相应的一个或多个部分之间的对比度。