[实用新型]增强现实系统

说明书

公开了一种增强现实系统(2)，其用于聚焦来自第一投影仪(4)和第二投影仪(6)的光。该系统包括分别具有第一可变聚焦机构和第二可变聚焦机构的第一投影仪(4)和第二投影仪(6)，并且第一投影仪和第二投影仪分别被配置成将光投影至系统的第一波导组件和第二波导组件。第一波导组件和第二波导组件均被配置成将光朝向用户出耦合，以便向用户呈现公共增强现实图像，并且该系统还包括控制系统(3)，该控制系统(3)被配置成：将公共增强现实图像定位在双目会聚距离处；并且控制第一可变聚焦机构和第二可变聚焦机构，使得在双目会聚距离的任一侧上的预定最小值和预定最大值内的焦距处提供公共增强现实图像。

技术领域

本实用新型涉及增强现实系统以及用于改善用户体验的技术。

背景技术

增强现实系统可以佩戴在用户的头部上，以通过提供额外的光来增强用户对现实世界的感知。已知的头戴式系统包括眼镜结构和头盔结构。增强现实系统还包括可以在交通工具中例如在汽车、卡车中或者还在飞行器驾驶舱中实现的平视显示器。

可以使用波导结构向用户提供增强现实光。衍射光栅定位在波导上或波导中，以将来自投影仪的光耦合至波导中。然后可以使用另外的衍射光栅结构将光从波导中耦合出并朝向用户。其他增强现实技术可以用来产生类似的结果。例如，棱镜投影仪或基于棱镜设计的增强现实系统可以使用多个透镜或棱镜来控制从显示部件至用户的光的光学路径。

这些应用中的光学部件例如波导或棱镜通常是透明的，使得用户可以观察来自投影仪的光以及来自光学部件外部环境的光。

然而，许多增强现实系统在提供混合现实显示方面存在困难，这种混合现实显示随着用户观察该增强现实系统的外部环境而自然地增强所生成的图像。用户可以使用外部环境或现实世界对象作为参考，来预期或感知增强现实图像可能定位的地方。由于没有以允许用户以与他或她将感知外部环境相同的方式聚焦在所生成的图像上的方式提供所生成的图像，因此可能会出现困难。这可能致使用户感到不适例如眼睛疲劳或恶心，因为他们必须在增强现实图像与其实际物理环境之间调节其聚焦。例如，装饰品的增强现实图像未以相对于现实世界的壁炉架的预期的方式定位，这致使用户的不和谐体验，他或她必须在装饰品与壁炉架之间调节其聚焦。

实用新型内容

本实用新型的目的是提高增强现实系统改变所生成的图像的能力，使得用户将更自然地感知所生成的图像并且因此改善用户体验。

根据本实用新型的一方面，提供了一种双目增强现实显示系统，其特征在于，包括：第一投影仪，其具有第一可变聚焦机构；第二投影仪，其具有第二可变聚焦机构；第一波导组件，所述第一波导组件包括具有外侧和内侧的第一波导、布置在第一波导的外侧处的具有第一正焦度的第一凸透镜、布置在第一波导的内侧处的具有第一负焦度的第一凹透镜；第一输入衍射光学元件，其被配置成接收来自第一投影仪的光并且将光耦合入第一波导中；第一输出衍射光学元件，其被配置成将光从第一波导中朝向第一凹透镜耦合出；以及第二波导组件，所述第二波导组件包括具有外侧和内侧的第二波导、布置在第二波导的外侧处的具有第二正焦度的第二凸透镜、布置在第二波导的内侧处的具有第二负焦度的第二凹透镜；第二输入衍射光学元件，其被配置成接收来自第二投影仪的光并且将光耦合入第二波导中；第二输出衍射光学元件，其被配置成将光从第二波导中朝向第二凹透镜耦合出，其中，第一波导组件和第二波导组件均被配置成将光朝向用户出耦合，以便向用户呈现公共增强现实图像，其中，该系统包括控制系统，该控制系统被配置成：将公共增强现实图像定位在双目会聚距离处；并且控制第一可变聚焦机构和第二可变聚焦机构，使得在双目会聚距离的任一侧上的预定最小值和预定最大值内的焦距处提供公共增强现实图像。