[发明专利]显示具有景深的物体的系统与方法

说明书

一种物体显示系统包含右侧光信号产生器、左侧光信号产生器、右侧合并器、及左侧合并器。右侧光信号产生器产生物体的复数个右侧光信号。右侧合并器接收并重新导向复数个右侧光信号朝向使用者的一视网膜以显示物体的复数个右像素。左侧光信号产生器产生物体的复数个左侧光信号。左侧合并器接收并重新导向复数个左侧光信号朝向另一个该使用者的视网膜以显示物体的复数个左像素。使用者接收第一重新导向的右侧光信号及对应的第一重新导向的左侧光信号以第一景深显示该物体的第一虚拟双目像素，第一景深与第一重新导向的右侧光信号及对应的第一重新导向的左侧光信号之间的第一角度相关。

相关申请

本申请要求于2019年11月6日提交的标题为“投射具有深度的双目3D图像的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FOR PROJECTING BINOCULAR 3D IMAGES WITH DEPTHS)”的第62/931,228号临时申请、于2020年2月19日提交的标题为“带有内向和外向摄像头的头部可穿戴设备(HEAD WEARABLE DEVICE WITH INWARD AND OUTWARD CAMERA)”的第62/978,322号临时申请、于2020年6月19日提交标题为“眼动范围扩大的方法和系统(Methods andsystems for EYEBOX EXPANSION)”的第63/041,740号临时申请以及于2020年9月30日提交的标题为“投射具有多深度的虚拟图像的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FORPROJECTING VIRTUAL IMAGES WITH MULTIPLE DEPTHS)”的第63/085,172号临时申请，并通过引用将这些文献的全部内容纳入本文中。

技术领域

本案涉及显示具有景深的物体的系统与方法，尤其是，通过产生复数个右侧光信号与左侧光信号并重新导向复数个右侧光信号与左侧光信号至使用者的视网膜以显示具有景深的物体的系统与方法。

背景技术

在传统的虚拟实境(VR)与扩增实境(AR)系统中，其采用的立体技术(stereoscopic technology)为通过同时分别投射两个具有不同视角的视差影像到邻近使用者眼睛的左侧与右侧显示面板以产生三维虚拟影像。两个视差影像之间的视角差被大脑解读为影像的景深。而事实上，使用者的眼睛聚焦(凝视)于显示面板上；由于视差影像的关系，显示面板的景深与使用者看见的影像的景深不同。当景深感知的聚焦调节与眼睛会聚不一致时，视觉辐辏调节冲突(vergence-accommodation conflict/VAC)产生。VAC让使用者产生晕眩或头痛。再者，在混合实境(MR)中使用视差影像，使用者将无法同时聚焦在实物与虚拟影像上，因此产生对焦竞争(focal rivalry)。进一步的，通过视差影像技术显示虚拟影像的移动对于影像处理的硬体设备而言负担相当沉重。

发明内容

本案的目的在于提供一种在空间中显示具有景深的物体的系统与方法。由于物体的景深与使用者双眼凝视的位置相同，因此可避免视觉辐辏调节冲突(vergence-accommodation conflict/VAC)及对焦竞争(focal rivalry)。物体显示系统包含右侧光信号产生器、右侧合并器、左侧光信号产生器、及左侧合并器。右侧光信号产生器产生物体的复数个右侧光信号。右侧合并器接收并重新导向复数个右侧光信号朝向使用者的视网膜以显示物体的复数个右像素。左侧光信号产生器产生该物体的复数个左侧光信号。左侧合并器接收及重新导向该复数个左侧光信号朝向该使用者的另一视网膜以显示该物体的复数个左像素。此外，使用者感知第一重新导向的右侧光信号及对应的第一重新导向的左侧光信号，以第一景深产生该物体的第一虚拟双目像素，该第一景深与该第一重新导向的右侧光信号及对应的该第一重新导向的左侧光信号之间的第一角度相关。在一实施例中，该第一景深是由该第一重新导向的右侧光信号及对应的该第一重新导向的左侧光信号光径延伸之间的该第一角度来决定。