CN106233187A - 具有调光面板的显示设备 - Google Patents

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Abstract

本文中描述的是显示设备以及供与其一起使用的方法。这样的设备可用于将一个或多个虚拟图像显示在毗邻该设备的第二透视部分的第一透视部分内，第二透视部分不与第一透视部分重叠。该设备的第一和第二透视部分共同覆盖用户的基本上整个视野(FOV)。可以致使(例如，控制)对应于该设备的第一透视部分的透光率(和/或(诸)其他光学特性)以及对应于该设备的第二透视部分的透光率(和/或(诸)其他光学特性)基本上相同以跨用户的基本上整个FOV提供基本上一致的透光率(和/或(诸)其他光学特性)。更具体地，该设备的透视部分的光学特性可例如由用户和/或通过反馈来控制。

Description

具有调光面板的显示设备
背景
增强或混合现实是一种允许将虚拟图像与用户对现实世界的实际视野混合的技术。透视、近眼显示设备可被用户佩戴以查看虚拟和现实对象的混合图像。显示设备显示用户的视野的一部分内的虚拟图像。更具体地，虚拟图像被显示在显示设备的透视显示区域内，该透视显示区域可包括供用户的左眼和右眼查看的左子区域和右子区域。尽管这样的显示区域是透视的，但显示区域具有影响(例如，衰减)入射在该显示区域上的环境可见光的光学特性(诸如透光率)。例如，显示区域可具有百分之70的透光率，这意味着仅入射在该显示区域上的环境可见光强度的百分之70经过该显示区域并入射在用户的眼睛上。对此进行解释的另一种方式是该显示区域可使得环境可见光变暗百分之30。由于该显示区域不占据用户的整个视野，这导致用户的视野的一些将比其他更暗的非一致性。
概述
本文中描述的某些实施例涉及用户可佩戴的透视、近眼混合现实显示设备以及与其一起使用的方法。这样的设备可用于将一个或多个虚拟图像显示在毗邻该设备的第二透视部分的第一透视部分内，该第二透视部分不与第一透视部分重叠，其中该设备的第一和第二透视部分共同覆盖佩戴该设备的用户的基本上整个视野(FOV)。根据一实施例，可以致使(例如，控制)对应于该设备的第一透视部分的透光率和对应于该设备的第二透视部分的透光率基本上相同，以由此跨佩戴该设备的用户的基本上整个FOV提供基本上一致的透光率。更一般地，可使得设备的不同透视部分的光学特性(诸如，色彩或透射光谱)基本上相同，使得为佩戴该设备的用户的基本上整个FOV实现基本上一致的光学特性。这样的实施例可用于防止用户的视野的一些比其他更暗。除非另外说明，当术语“重叠”和“正重叠”在本文中被使用时，如果第一元素被描述为与第二元素重叠，则第一元素完全或至少基本上与第二元素重叠。
在某些实施例中，显示设备的第一透视部分包括透视显示区域，并且显示设备的第二透视部分包括毗邻但不与透视显示区域重叠的透视调光面板。在这样的实施例中，一个或多个虚拟图像被显示在该透视显示区域中，并且致使(例如，控制)毗邻但不与透视显示区域重叠的透视(无源或有源)调光面板的透光率(和/或其他光学特性)与透视显示区域的透光率(和/或其他光学特性)基本上相同。在一实施例中，其他透视调光面板可与透视显示区域和毗邻透视显示区域的透视调光面板两者重叠。
在其他实施例中，显示设备的第一透视部分包括透视显示区域和与透视显示区域重叠的透视调光面板，并且显示设备的第二透视部分包括进一步的透视调光面板，该进一步的透视调光面板毗邻但不与透视显示区域以及重叠于该透视显示区域的透视调光面板两者重叠。在这样的实施例中，致使(例如，控制)其他透视(无源或有源)调光面板的透光率基本上等于透视显示区域的透光率乘以与透视显示区域重叠的透视调光面板的透光率的积。
取决于实现，用户可与用户界面进行交互以选择性地改变头戴式显示设备的一个或多个透视部分的透光率(和/或其他光学特性)。附加地或替换地，用户可与用户界面进行交互以控制与显示设备中包括透视显示区域的部分相关联的透视对比率(STCR)。
附加地或替换地，一个或多个传感器可用于检测入射在头戴式显示设备上的环境可见光并产生指示其的一个或多个信号。在这样的实施例中，透光率和/或其他光学特性可基于由(诸)传感器产生的一个或多个信号来调整。
在其他实施例中，经过该设备的第一透视部分的可见光被检测，并且指示其的一个或多个信号被产生。类似地，经过该设备的第二透视部分的可见光被检测，并且指示其的一个或多个信号被产生。在这样的实施例中，取决于指示经过该设备的第一透视部分的可见光的至少一个信号以及指示经过该设备的第二透视部分的可见光的至少一个信号，致使(例如，控制)对应于该设备的第一透视部分的透光率(和/或其他光学特性)以及对应于该设备的第二透视部分的透光率(和/或其他光学特性)基本上相同。
提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并非旨在标识出要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用作辅助确定要求保护的主题的范围。
附图简述
图1示出示例性透视、近眼混合现实显示设备***。
图2A示出根据一实施例的图1中介绍的透视、近眼混合现实显示设备的组件。
图2B是图2A中示出的组件沿着图2A中的线B-B的横截面。
图3A示出根据另一实施例的图1中介绍的透视、近眼混合现实显示设备的组件。
图3B是图3A中示出的组件沿着图3A中的线B-B的横截面。
图4A、4B和4C是被用来概述根据本发明的技术的各实施例的方法的高级流程图。
图5是可与一个或多个实施例一起使用的透视、近眼混合现实显示设备的硬件和软件组件的一个实施例的框图。
图6是可与一个或多个实施例一起使用的处理单元的硬件和软件组件的一个实施例的框图。
详细描述
本发明的技术的某些实施例涉及透视、近眼混合现实显示设备，该设备为佩戴该设备的用户的基本上整个视野(FOV)提供基本上一致的光学特性(例如，透光率)。然而，在更详细地讨论这些实施例之前，首先有用地描述可与本技术一起使用的示例性的透视、混合现实显示设备***。
图1示出透视、近眼混合现实显示设备***100的示例组件。***100包括头戴式透视、近眼混合现实显示设备102，其在本文中可被简称为头戴式显示设备102，或甚至更简洁地被称为显示设备102。头戴式显示设备102被示为正经由导线106与处理单元104通行。在其他实施例中，头戴式显示设备102经由无线通信来与处理单元104进行通信。处理单元104可以采取各种实施例。例如，处理单元104可实现在如智能电话、平板或膝上型计算机之类的移动设备中。在一些实施例中，处理单元104是可以佩戴在用户的身体(例如，用户的手腕)上或置于口袋中的分开的单元，并且包括用于操作头戴式显示设备102的计算能力中的大部分能力。处理单元104可在通信网络150上与一个或多个中枢计算***152无线地(例如，WiFi、蓝牙、红外、RFID传输、无线通用串行总线(WUSB)、蜂窝、3G、4G或其它无线通信装置)通信，而不管如在本示例中位于附近还是位于远程位置。在其他实施例中，处理单元104的功能可被集成在显示设备102的软件和硬件组件中。
在一个实施例中具有环绕眼镜的形状或形状因素的头戴式显示设备102旨在被佩戴在用户的头上，使得用户可以透过显示区域112和***区域114进行查看，并由此具有对该用户前方的空间的实际直接视图。在图1中，透视显示区域112被示为包括分别供用户的左眼和右眼进行查看的左透视显示子区域112L和右透视显示子区域112R。
使用术语“实际直接视图”来指直接用人眼看到真实世界对象，而非看到所创建的对象的图像表示的能力。例如，通过眼镜看房间允许用户得到该房间的实际直接视图，而在电视机上观看房间的视频不是该房间的实际直接视图。基于执行软件(例如，游戏应用)的上下文，该***可将虚拟对象的图像(有时被称为虚拟图像)投影在透视显示区域112内，在佩戴该显示设备102的人，在那个人还正通过透视显示器区域112以及透过毗邻透视显示区域112但不与透视显示区域112重叠的***区域114查看现实世界对象的同时虚拟对象的图像可由那个人查看，由此提供扩增现实体验。在图1中，透视***区域114被示为包括分别处于用户的左眼和右眼的视野内的左透视***子区域114L和右透视***子区域114R。
仍参考图1，框架115提供用于将该***的各元件保持在原位的支承体以及用于电连接的管道。在该实施例中，框架115提供便利的眼镜架作为下面进一步讨论的***的各元件的支承体。在其他实施例中，可以使用其他支承结构。这样的结构的示例是帽舌或护目镜。本发明的技术的各实施例不限于图1中示出的头戴式显示设备102的各组件的形状和相对尺寸。相反，诸如框架115之类的组件、透视显示区域112和透视***区域114可具有与所示出的不同的形状和/或尺寸。例如，透视显示区域112和透视***区域114可相对于垂直轴和水平轴弯曲。对于另一示例，透视显示区域112可比所示出的更大，在该情况下，透视***区域114可比所示出的更小。
框架115包括用于搁置在用户的耳朵上的左和右镜腿或侧臂。镜腿103代表右镜腿的实施例，并且包括显示设备102的控制电路136。控制电路136可替换地被定位在不同的位置处或分布在多个位置之中。在图1中，框架115的鼻梁部分被示为包括面向外的光传感器108、面向外的相机109和面向外的话筒110。然而，光传感器108、相机109和话筒110中的一者或多者可被定位在框架115的其他部分上。光传感器108可被用于例如检测环境光特性(例如，亮度、色彩内容、光谱、发光体的类型)。相机109可被用于捕捉视频和/或静止图像，其可包括RGB和/或深度图像但不限于此。话筒110可被用于记录声音和/或接受语音命令。使用光传感器108、相机109和/或话筒110获得的数据可被提供给控制电路136和/或被传送给处理单元104。还有可能存在两个面向外的相机109，例如一个对应于左眼，并且一个对应于右眼。
位于框架115上的面向外的光传感器108可被用于检测尚未经过透视显示区域或透视***区域114的环境光的特性(诸如强度)。头戴式显示设备102还可包括用于检测经过透视显示区域112和/或透视***区域114的环境光的特性(诸如强度)的附加光传感器。例如，仍参考图1，光传感器113可用于检测经过透视显示区域112的环境光的特性(诸如强度)。附加地或替换地，光传感器116可用于检测经过透视***区域114的环境光的特性(诸如强度)。光传感器108、113和116中的每一者都可被设计成主要响应于可见光，例如通过包括反射和/或吸收可见光谱之外的波长(例如，红外波长)的光学滤波器。例如，光传感器108、113和116可被设计成具有明视响应。
控制电路***136提供支撑头戴式显示器设备102的其他组件的各种电子装置。控制电路***136的示例性细节在下文参照图5来讨论。尽管图1中没有专门示出，但诸如耳机、惯性传感器、GPS收发器和/或温度传感器之类的元件可被安装在镜腿103内部或安装到镜腿103上。在一个实施例中，这样的惯性传感器包括三轴磁力计、三轴陀螺仪、以及三轴加速度计。惯性传感器可用于感测头戴式显示器设备102的位置、朝向、以及突然加速。还可从这些移动中确定头部位置。这些传感器的一些附加细节在以下参考图5描述。
如上所述，佩戴头戴式显示设备102的用户可透过透视显示区域112查看虚拟图像和现实图像。佩戴显示设备的用户还可透过透视***区域114查看现实图像。虚拟图像可由安装在框架115中或安装到框架115的一个或多个微型显示设备(图1中没有专门示出，但以下参考图5进行了讨论)生成，并且诸如波导、镜面等光学元件可被用于将虚拟图像传递或引导到透视显示区域112。替换地，左和右透视微型显示器可被定位在左和右透视透镜或者某个其他透视基板之中或之上，以提供透视显示区域112。换言之，位于框架115上的一个或多个微型显示设备可生成要使用一个或多个波导、镜面等被传递到透视显示区域112的虚拟图像，或者替换地显示在透视显示区域112中的虚拟图像可使用与透视显示区域112共同延伸的透视显示器生成。
存在可用于实现这样的透视显示器或微型显示设备的不同图像生成技术。例如，可使用透射投影技术，其中光源被光学活性材料调制并且用白光从背后照亮。这些技术通常是使用具有强大背光和高光能量密度的液晶显示器(LCD)类型的显示器来实现的。替换地，可使用反射技术，其中外部光被光学活性材料反射并调制。数字光处理(DLP)、硅基液晶(LCOS)以及高通公司的显示技术都是反射技术的示例。另外，这样的透视微型显示器或微型显示设备可使用发射技术来实现，其中由显示器产生光，参见例如Microvision有限公司的PicoPTM显示引擎。发射显示技术的另一示例是微型有机光发光二极管(OLED)显示器。eMagin和Microoled公司提供了微型OLED显示器的示例。
根据某些实施例，不管用于生成可在透视显示区域112内观察到的虚拟图像的技术类型如何，透视显示区域112不占据佩戴头戴式显示设备102的用户的整个视野(FOV)。相反，透视***区域114的至少一部分也将在佩戴头戴式显示设备102的用户的FOV内。在替换实施例中，透视显示区域112占据用户的整个FOV，在该情况下，透视调光面板202可被消除，并且透视调光面板204可与占据整个FOV的透视显示区域共同延伸。在这样的替换实施例中，透视调光面板204可以是有源调光面板，该有源调光面板可被控制为调整透视对比率(STCR)和/或其他光学特性。__
如上所述，尽管显示区域112是透视的，但显示区域112具有影响(例如，衰减)入射在该显示区域112上的环境可见光的光学特征(诸如透射率)。例如，透视显示区域112可对可见光具有百分之70的透光率，这意味着仅入射在透视显示区域112上的环境可见光的百分之70将通过透视显示区域112并入射在用户的眼睛上，且环境可见光的剩余的百分之30被透视显示区域112反射和/或吸收。对此进行解释的另一种方式是透视显示区域112可使得环境可见光变暗百分之30。由于透视显示区域112不占据用户的整个FOV，因此如果其光学特性未被考虑，则这将导致其中用户的FOV中的一些部分将比其他部分更暗的光学特性方面的不一致性。以下参考图2A、2B、3A和3B更详细描述的本发明的技术的各实施例可用于跨佩戴头戴式显示设备102的用户的基本上整个FOV维持基本上一致的光学特性，包括基本上一致的透光率。
图2A是根据一实施例的图1中介绍的头戴式显示设备102的左部分的一些元件的分解图。参考图2A，其中示出了左透视显示子区域112L，如以上所述，该左透视显示子区域112L连同(图1中示出的)右透视显示子区域112R是透视显示区域112的一部分。图2A中还示出了透视调光面板202中毗邻但不与左透视显示子区域112L重叠的左部分。虽然图2A中没有示出，但透视调光面板202还包括毗邻但不与右透视显示子区域112R重叠的右部分。更具体地，在图2A的实施例中，透视调光面板202与参考图1描述的透视***区域114共同延伸。除非另外说明，当术语“重叠”和“正重叠”在本文中被使用时，如果第一元素被描述为与第二元素重叠，则第一元素完全或至少基本上与第二元素重叠。优选地，透视显示区域112和透视调光面板202共同覆盖佩戴头戴式显示设备102的用户的基本上整个FOV。
根据一实施例，透视调光面板202的透光率与透视显示区域112的透光率基本上相同。有利地，这防止用户的FOV中的一些部分比其他部分更暗。以另一方式解释，这跨用户的整个FOV提供基本上一致的亮度。附加地或替换地，透视调光面板202和透视显示区域112的一个或多个其他光学特性可基本上相同。
在一实施例中，透视显示区域112具有静态透光率。在这样的情况下，透视调光面板202可以是具有静态透光率的静态调光面板，该静态透光率基本上等于透视显示区域112的静态透光率。透视调光面板202可由玻璃、塑料或某个其他透明材料制成。这样的透明材料可涂有染色膜或镜面涂膜，染色膜或镜面涂膜向透视调光面板202提供其期望光学特性，例如与透视显示区域112的透光率基本上相同的透光率。替换地，用于制造透视调光面板202的透明材料可提供期望光学特性(例如，期望透光率)，而无需涂有染色膜或镜面涂膜。
根据替换实施例，透视显示区域112具有改变的透光率(和/或一个或多个其他光学特性)。透视显示区域112的透光率(和/或一个或多个其他光学特性)可例如响应于用户输入、响应于来自控制电路***136的信号和/或响应于来自光传感器108的信号(但不限于此)而改变。例如，用户可能够使用位于头戴式显示设备102的框架115上的一个或多个按钮、滑动条或某个其他触觉用户界面(例如图5中的543)或者使用与头戴式显示设备102通信的移动计算设备(例如，智能电话或平板设备)上的用户界面来改变透视显示区域112的透光率(和/或其他光学特性)。
在透视显示区域112具有改变的透光率(和/或一个或多个其他光学特性)的情况下，透视调光面板202应当也具有改变的透光率(和/或一个或多个其他光学特性)，使得透视调光面板202的透光率(和/或一个或多个其他光学特性)可被动态地调整以保持与透视显示区域112的透光率(和/或一个或多个其他光学特性)基本上相同。对于具体示例，控制电路***136可监视透视显示区域112的透光率(和/或其他光学特性)，并调整透视调光面板202的透光率(和/或其他光学特性)，使得透视调光面板202和透视显示区域112的透光率(和/或其他光学特性)基本上相同。可用于提供具有可被改变的透光率并且更具体地具有可被改变的一个或多个光学特性的透视调光面板202的示例性技术在以下被讨论。
尽管透光率是本文中最常讨论的光学特性，但透视调光面板202(以及本文中讨论的其他透视调光面板)的其他光学特性(除了透光率以外或作为其附加)可被动态控制为与透视显示区域112的相应光学特性基本上相同也在实施例的范围内。这样的其他光学特性的示例包括但不限于光谱曲线和色移属性。
仍参考图2A，进一步的透视调光面板204与透视显示区域112和透视调光面板202两者重叠。假设透视显示区域112在佩戴头戴式显示设备102的用户的FOV的第一部分内，并且透视调光面板202在用户的FOV的第二部分内，则该进一步的透视调光面板204在佩戴设备102的用户的FOV的第一和第二部分两者内。该进一步的透视调光面板204具有相应的光学特性，包括但不限于相应的透光率。尽管在图2A的分解视图中，调光面板202和204被示为彼此间隔开，但如图2B中示出的面板202和204可彼此接触，图2B示出沿着图2A中的虚线B-B的横截面。替换地，调光面板202和204之间可存在气隙或透视材料(例如，透镜)。调光面板202和204之间还可存在腔或空间，调光面板202和204可包含其他光学和/或光电组件和/或一个或多个其他类型的组件。
根据一实施例，进一步的透视调光面板204是具有静态透光率并且更一般地具有静态光学特性的静态调光面板。替换地，进一步的透视调光面板204可具有可被改变的透光率(和/或其他光学特性)。可用于使得透视调光面板204的透光率(和/或其他光学特性)能够被改变的示例性技术在以下被讨论。
在光经过各自具有其自己的透光率的两个不同的元件的情况下，这两个元件的集合透光率等于这两个透光率相乘后的积。例如，如果透视调光面板202的透光率为百分之70，并且进一步的透视调光面板204的透光率为百分之80，则两个面板202和204具有百分之56的集合透光率(即，0.70x 0.80＝0.56)。由于进一步的透视调光面板204与透视显示区域112和透视调光面板202两者重叠，头戴式显示设备102的整个透视部分的透光率应当保持基本上相同，而不管进一步的透视调光面板204的透光率如何，只要透视调光面板202的透光率与透视显示区域112的透光率基本上相同即可。
各种不同的技术可用于提供具有可被改变的透光率并且更一般地具有可被改变的一个或多个光学特性的透视调光面板(202和/或204)。例如，透视调光面板202(和/或进一步的透视调光面板204)可以是或包括电致变色(EC)元件，该电致变色(EC)元件具有响应于施加的电压的改变而改变，并由此允许对通过调光面板的环境可见光的量进行控制的透光率。
在另一实施例中，透视调光面板202(和/或进一步的透视调光面板204)可以是或包括悬浮粒子设备(SPD)元件。这样的SPD元件可例如被实现为悬浮在两片玻璃或塑料之间的液体中的杆状纳米级颗粒的薄膜薄片。当没有电压被施加到SPD元件时，悬浮颗粒被随机地组织，这导致这些颗粒阻挡光，并由此引起低透光率。当电压被施加时，悬浮颗粒对准并且使得光通过此，由此增加透光率。改变施加到SPD元件的电压会改变悬浮颗粒的方向，由此改变透光率。
在又一些实施例中，透视调光面板202(和/或进一步的透视调光面板204)可以是或包括液晶(LC)元件或聚合物分散液晶(PDLC)元件。PDLC元件可例如通过使液晶分散在被放置在两层透明玻璃或塑料之间的液体聚合物中并随后使液体聚合物凝固或固化(这导致液滴遍布该固态聚合物)来产生。当没有电压被施加到PDLC元件的透明电极时，液晶被随机地布置在液滴中，这在光通过PDLC元件时导致光的散射。然而，当电压被施加到电极时，这两个透明电极之间形成的电场使得液晶对准，这允许光以较小的散射通过液滴。PDLC元件的透光率可由此通过改变所施加的电压来控制。
存在启用对光透射的电子控制的许多类型(诸如，扭曲向列(TN)和宾主类型(GH))的液晶(LC)技术。一些LC技术利用偏振器(例如，TN类型)，其中传入光被偏振到某个方向中，并在穿过液晶层后通过另一偏振器输出，这取决于电子控制而可以或可以不使光的偏振旋转。光偏振的旋转导致第二偏振器的光透射的改变。在非偏振器类型中，个体液晶分子可与取决于电场的存在或缺失而改变光透射的染料分子混合，电场的存在或缺失可由电子驱动器控制。
在一实施例中，透视调光面板202(和/或进一步的透视调光面板204)可以是或包括光子晶体元件、光致变色元件或热致变色元件。光子晶体技术是液晶技术的延伸，其中结构方面的某一周期性导致光子晶体的形成，这允许根据频率(实质上类似于半导体带隙效应的光子带隙)对光透射的控制。这允许大动态范围的光控制，例如<0.1％的透射、到>99％的光透射，或一半50％的透射。非透射光能被反射离开该面板。
光致变色技术依赖于光辅助过程(在较新近的技术中它通常要求通过UV灯或可见光的照明)，其中染料/混合物经历可逆的光化学反应，该反应改变可见光的透射。这通常不是电子地来控制的，相反它是通过照明光的强度来控制的。这是在暴露到阳光(UV丰富的源)中时会变暗的可切换太阳眼镜中使用的技术。热致变色技术类似于光致变色，只是热致变色由温度/热能而非照明光诱发，以改变可见光透射。它通常不被电子地控制。
在另一实施例中，透视调光面板202(和/或进一步的透视调光面板204)可以是或包括MEMS微帘元件，该MEMS微帘元件响应于施加的电压来控制通过该面板的光量。这样的微帘可例如包括玻璃或塑料基板上的卷起的薄金属帘，其中该帘是如此小以致其实际上对人类眼睛不可见。在没有施加的电压的情况下，微帘保持被卷起，并令光通过其中，由此实现相对较高的透光率。然而，当电压被施加以在卷起的金属层和透明的导电层之间提供电势差时，使得卷起的微帘展开并由此阻挡光的电场被形成，这降低了面板的透光率。由此，通过改变施加的电压，MEMS微帘元件的透光率可被改变。除了本文中列出的那些技术外，也有可能使用其他类型的技术来提供可由用户和/或通过使用例如来自本文中使用的光传感器的反馈来改变的透光率和/或一个或多个其它光学特性的透视调光面板(202和/或204)。
在透视调光面板202和进一步的透视调光面板204两者都具有可被改变的透光率的情况下，可使用相同类型的技术来实现面板202和204两者，或者可使用与用于实现面板202不同类型的技术来实现面板204。在透视调光面板(202或204)的光学特性(例如，透光率)可被改变的情况下，透视调光面板可被称为活动透视调光面板。在透视调光面板(202或204)的光学特性(例如，透光率)无法被改变的情况下，透视调光面板可被称为静态透视调光面板。
根据某些实施例，透视调光面板204是具有取决于入射在图1中示出并参考图1讨论的光传感器108上的环境可见光来调整的透光率的活动调光面板。更具体地，光传感器108可检测入射在该传感器上的环境可见光，并且响应于此，可产生指示检测到的环境可见光的一个或多个特性(例如，强度)的一个或多个信号。由光传感器108产生的一个或多个信号可被提供给控制电路***136和/或处理单元104，控制电路***136和/或处理单元104中的至少一者可取决于由光传感器108产生的一个或多个信号中的至少一者来调整透视调光面板204的透光率。这样的实施例可用于例如在环境光水平改变时为用户维持基本上一致的亮度。例如，假设当环境光水平相对较高时，透视调光面板204的透光率相对较低。当环境光水平减小时，透视调光面板204的透光率可被增加，以尝试使到达用户的眼睛的环境光的量保持相对静态，或者以至少降低到达用户的眼睛的环境光水平的波动的程度。
作为使用光传感器108来检测入射在头戴式显示设备102的外部上的环境光的特性的附加或替换，可使用光传感器113来检测已经过透视调光面板204和透视显示区域112两者的光的特性(例如，强度和/或色彩内容)，并可使用光传感器116来检测已经过透视调光面板204和透视调光面板202两者的光的特性(例如，强度和/或色彩内容)。光传感器113和116中的每一者都可产生指示由相应的传感器检测到的光的一个或多个特性(例如，强度和/或色彩内容)的一个或多个信号。由光传感器113和116产生的这样的信号可被提供给控制电路***136和/或处理单元104，控制电路***136和/或处理单元104中的至少一者可调整透视调光面板202、透视调光面板204和/或透视显示区域112的透光率(和/或其他光学特性)，以跨佩戴头戴式显示设备102的用户的基本上整个FOV实现基本上一致的光学特性(例如，基本上一致的透光率)。光传感器113和116的位置可与各附图中示出的不同。也有可能可使用多个空间上分隔的光传感器113来检测已经过透视调光面板204和透视显示区域112两者的光的特性(例如，强度)，并可使用多个空间上分隔的光传感器116来检测已经过透视调光面板204和透视调光面板202两者的光的特性(例如，强度)。
根据某些实施例，透视调光面板204可被用于控制与设备102中包括透视显示区域112的一部分相关联的透视对比率(STCR)。例如，透视调光面板204可用于允许用户调整STCR或者维持基本上恒定的STCR。对于设备102中包括透视显示区域112的一部分，透视对比率(STCR)指源自设备102的查看侧的可见光(其包括透视显示区域112所发射的可见光加上通过调光面板204和透视显示区域112两者的环境可见光)的总亮度相对于源自设备102的查看侧的环境可见光的亮度(其包括通过调光面板204和透视显示区域112两者的环境可见光的亮度)之比。设备的查看侧指代面向设备的用户的侧，并且更具体地，指代设备102中面向用户的眼睛的侧。在透视显示区域112的亮度可调整的情况下，STCR可附加地或替换地通过调整透视显示区域112的亮度来控制。根据某些实施例，STCR可基于从本文中描述的光传感器中的一者或多者接收的信号、透视调光面板204的透光率和/或透视显示区域112的透光率来确定。从本文中描述的光传感器中的一者或多者接收的信号可在闭环反馈***中被用来维持基本上恒定的STCR。基本上恒定的STCR可以是默认STCR水平、由用户使用用户界面指定的STCR水平或通过设备102执行的应用指定的STCR水平。一般来说，STCR越大，用户查看透视显示区域112所显示的虚拟对象越容易。
在图2B中，透视调光面板204被示为处于比包括透视调光面板202和透视显示区域112的平面更远离用户的眼睛240的平面中。在一替换实施例中，这两个平面可被调换，使得透视调光面板204比包括透视调光面板202和透视显示区域112的平面更接近于用户的眼睛240。不管怎样，透视调光面板240都可被说成与透视调光面板202和透视显示区域112两者重叠。
图3A是根据一替换实施例的图1中介绍的头戴式显示设备102的左部分的一些元件的分解图。参考图3A，其中示出了左透视显示子区域112L，如以上所述，该左透视显示子区域112L连同(图1中示出的)右透视显示子区域112R是透视显示区域112的一部分。图3A中还示出了透视调光面板302中毗邻但不与左透视显示子区域112L重叠的左部分。虽然图2A中没有示出，但透视调光面板302还包括毗邻但不与右透视显示子区域112R重叠的右部分。更具体地，在图3A的实施例中，透视调光面板302与参考图1描述的透视***区域114共同延伸。尽管在图3A的分解视图中，透视调光面板306和透视显示区域112被示为彼此间隔开，但如图3B中示出的面板306可与透视显示区域112接触，图3B示出沿着图3A中的虚线B-B的横截面。替换地，透视调光面板306和透视显示区域112之间可存在气隙或透视材料(例如，透镜)。调光面板202和204之间还可存在腔或空间，调光面板202和204可包含其他光学和/或光电组件和/或一个或多个其他类型的组件。
优选地，透视显示区域112和透视调光面板302共同覆盖佩戴头戴式显示设备102的用户的基本上整个FOV。图3A中还示出了与透视显示区域112重叠的进一步透视调光面板306。虽然图3A中没有示出，但透视调光面板306还包括与右透视显示子区域112R重叠的右部分。更具体地，在图3A的实施例中，透视调光面板306与透视***区域112共同延伸。在该实施例中，透视显示区域112和透视调光面板306两者都在佩戴头戴式显示设备102的用户的FOV的第一部分内，并且透视调光面板302在佩戴该设备的用户的FOV的第二部分内。优选地，透视调光面板306(其覆盖透视显示区域112)和透视调光面板32共同覆盖佩戴头戴式显示设备102的用户的基本上整个FOV。
透视显示区域112具有相关联的透光率(Tr1)，并且重叠的透视调光面板306具有其自己的相关联的透光率(Tr2)。如上所述，在光经过各自具有其自己的透光率的两个不同的元件的情况下，这两个元件的集合透光率等于这两个透光率相乘后的积。相应地，透视调光面板306和透视显示区域112的集合透光率等于透视调光面板306的透光率(Tr1)乘以透视显示区域112的透光率(Tr2)的积(例如，等于Tr1x Tr2)。透视调光面板302也具有其自己的透光率(Tr3)。根据一实施例，透视调光面板302的透光率(Tr3)基本上等于透视调光面板306的透光率(Tr1)乘以透视显示区域112的透光率(Tr2)的积(即，Tr3≈Tr1x Tr2)。有利地，这防止用户的FOV中的一些部分比其他部分更暗。以另一方式解释，这跨用户的整个FOV提供基本上一致的亮度。
在一实施例中，透视显示区域112具有静态透光率(即，Tr1是静态的)，并且透视调光面板306也具有静态透光率(即，Tr2是静态的)。在这样的情况下，透视调光面板302可以是具有静态透光率(即，Tr3为静态)的静态调光面板，该静态透光率基本上等于透视调光面板306的静态透光率(Tr2)乘以透视显示区域112的静态透光率(Tr1)的积(即，Tr3≈Tr1xTr2)。类似于以上参考图2A和2B讨论的面板202和204，透视调光面板302和306可由涂有提供期望光学特性(例如期望透光率)的染色膜或镜面涂膜的玻璃、塑料或某种其他透明材料制成。替换地，用于制造透视调光面板302和306中的一者或两者的透明材料可提供期望光学特性(例如，期望透光率)，而无需涂有染色膜或镜面涂膜。
根据一替换实施例，透视显示区域112具有改变的透光率。通过与以上参考图2A和2B所讨论的相似的方式，透视显示区域112的透光率(和/或其他光学特性)可例如响应于用户输入、响应于来自控制电路***136的信号和/或响应于来自光传感器108的信号(但不限于此)而改变。
在透视显示区域112具有改变的透光率的情况下，透视调光面板302和306中的至少一者应当也具有改变的透光率，使得透视调光面板302的透光率(Tr3)可保持与透视调光面板306的透光率(Tr1)乘以透视显示区域112的透光率(Tr2)的积基本上相同(即，Tr3≈Tr1x Tr2)。在一个实施例中，透视调光面板302和306两者都具有改变的透光率。在另一实施例中，仅透视调光面板302和306中的一者具有改变的透光率，而另一者具有静态的透光率。在一实施例中，控制电路***136可控制这些可改变的透光率中的至少一者，以维持透视调光面板302的透光率(Tr3)基本上等于透视调光面板306的透光率(Tr1)乘以透视显示区域112的透光率(Tr2)的积的关系。以上讨论了可被用来改变透视调光面板302和/或306的透光率的示例性技术，并且由此不需要重复。
在透视显示区域112、透视调光面板306和/或透视调光面板302中的一者或多者的光学特性(例如，透光率)可被改变的情况下，随后由图1中示出的光传感器108、113和/或116中的一者或多者产生的信号可被控制电路***136和/或处理单元104用来调整这样的光学特性(例如，(诸)透光率)。例如，光传感器108可检测入射在传感器108上的环境可见光，并且响应于此，可产生指示检测到的环境可见光的一个或多个特性(例如，强度)的一个或多个信号。由光传感器108产生的一个或多个信号可被提供给控制电路***136和/或处理单元104，控制电路***136和/或处理单元104中的至少一者可调整透视显示区域112、透视调光面板306和/或透视调光面板302的透光率。这样的实施例可被用来例如在环境光水平改变时为用户维持基本上恒定的亮度，同时跨用户的基本上整个FOV维持基本上一致的亮度。
作为使用光传感器108来检测入射在显示设备102的外部上的环境光的特性的附加或替换，可使用光传感器113来检测已经过透视调光面板306和透视显示区域112两者的光的特性(例如，强度)，并可使用光传感器116来检测已经过透视调光面板302的光的特性(例如，强度)。光传感器113和116中的每一者都可产生指示由传感器检测到的光的一个或多个特性(例如，强度)的一个或多个信号。由光传感器113和116产生的这样的信号可被提供给控制电路***136和/或处理单元104，控制电路***136和/或处理单元104中的至少一者可调整透视调光面板302、透视调光面板306和/或透视显示区域112的透光率(和/或其他光学特性)，以跨佩戴头戴式显示设备102的用户的基本上整个FOV实现基本上一致的光学特性(例如，基本上一致的透光率)。光传感器113和116的位置可不同于附图中示出的位置。也有可能可使用多个空间上分隔的光传感器113来检测已经过透视调光面板306和透视显示区域112两者的光的特性(例如，强度)，并可使用多个空间上分隔的光传感器116来检测已经过透视调光面板302的光的特性(例如，强度)。
根据某些实施例，透视调光面板306可被用来控制与设备102中包括透视显示区域112的部分相关联的STCR，例如以允许用户调整该STCR或维持基本上恒定的STCR。在这些实施例中，对于设备102中包括透视显示区域112的一部分，STCR指源自设备102的查看侧的可见光(其包括透视显示区域112所发射的可见光加上通过调光面板306和透视显示区域112两者的环境可见光)的总亮度相对于源自设备102的查看侧的环境可见光的亮度(其包括通过调光面板306和透视显示区域112两者的环境可见光的亮度)之比。STCR可例如基于从本文中描述的光传感器中的一者或多者接收的信号、透视调光面板306的透光率和/或透视显示区域112的透光率来确定。从本文中描述的光传感器中的一者或多者接收的信号可在闭环反馈***中被用来维持基本上恒定的STCR，该基本上恒定的STCR如以上所描述可以是默认STCR水平、由用户使用用户界面指定的STCR水平或通过设备102执行的应用指定的STCR水平。
在图3B中，透视调光面板306被示为处于比包括透视显示区域112的平面更远离用户的眼睛340的平面中。在替换实施例，透视调光面板306和透视显示区域112可被调换，使得透视调光面板306比包括透视显示区域112的平面更接近用户的眼睛340。不管怎样，透视调光面板306都可被说成与透视显示区域112两者重叠。
尽管透光率是本文中最常讨论的光学特性，透视调光面板302和/或306的其他光学特性(作为透光率的替换或附加)可被动态地控制，使得这样的其他光学特性跨佩戴包括透视显示区域112以及参考图3A和3B描述的透视调光面板302和306的头戴式显示设备102的用户的基本上整个FOV保持基本上相同也在实施例的范围内。
诸如透光率、光谱曲线以及色移之类的光学特性不一定在整个可见光光谱上是恒定的，其中可见光光谱通常被认为包括从约390nm到700nm的波长。例如，透视调光面板可具有有600nm波长的环境可见光的各部分的百分之68的透光率，而同一透视调光面板可具有有650nm波长的环境可见光的各部分的百分之72的透光率。然而，进一步的透视调光面板可具有与刚刚描述的示例性透视调光面板基本上相同的透光率，如果两个调光面板具有基本上相同的透光率对照波长曲线的话。一般来说，光学特性(诸如，透光率、光谱曲线和色移)可使用本文中描述的各种调光面板来控制。例如，调光面板可包括简单无源色彩滤波器，或者可包括一个或多个有源色彩滤波器的允许对光谱曲线和/或色移的用户或反馈控制调整的复杂使用。
透视显示区域112、透视***调光面板202、透视调光面板204、透视调光面板302和/或透视调光面板306中的一者或多者可组成眼镜透镜的各部分，或者可被附连到眼镜透镜的各部分，其中这样的眼镜透镜可由任何配方(包括没有配方)制成。
在以上描述的透视组件(例如，112、202、204、302、306)中的一个以上透视组件的光学特性(例如，透光率)正动态地改变的情况下，光学特性(例如，透光率)的改变优选地被同步以由此提供被共同控制和同步的光控制***。例如，可使用多个无源染色膜来创建一致的透视光分布，并且可使用多个有源可切换膜元件来允许跨用户的基本上整个FOV对透视光亮度水平的同步、共同控制。如可从以上讨论中领会中，该同步可涉及控制电路***136和/或处理单元104对有源光学组件的电子控制。由于不同类型的有源光学组件可具有不同的响应特性(例如，对施加的电压的改变的不同的响应时间)，这样的响应特性应当被理解为使得对多个有源光学组件的改变可按同步方式被执行。
在头戴式显示设备102的前述实施例之一的装配期间或之后，对得到的集合光学和光电***的校准和特征化可被执行。例如，通过各光学元件(其中的每一者可涉及多个点)的受控光线的光致变色测量可被执行以确定该***的默认光学状态，以确保对光学元件的合适选择以跨用户的基本上整个视野创建一致的光强度分布(以及可能按需创建其他光学特性)。除了对光学元件的选择之外，调谐也可通过对有源光电元件的电子控制来实现。主动/动态控制校准和特征化可通过执行时变光度测量并监控电子控制信号、以及按需执行调谐来实现。这样的校准和特征化技术可被用于确保光学属性和转变跨光学路径中许多光学器件一致。
图4A是用于描述供与用户可佩戴透视、近眼混合现实显示设备(诸如参考图1、图2A和2B以及图3A和3B描述的头戴式显示设备102)一起使用的各种方法的高级流程图。
参考图4A，在步骤402，一个或多个虚拟图像被显示在该设备的第一透视部分内，该第一透视部分毗邻该设备中不与第一透视部分重叠的第二透视部分。优选地，该设备的第一和第二透视部分共同覆盖佩戴该设备的用户的基本上整个视野(FOV)。例如，暂时回过头参考图1，第一透视部分可对应于透视显示区域112，并且第二透视部分可对应于透视***区域114。
再次参考图4A，在步骤404，可致使对应于该设备的第一透视部分的透光率和对应于该设备的第二透视部分的透光率基本上相同，以由此跨佩戴该设备的用户的基本上整个FOV提供基本上一致的透光率。
图4A中的各步骤的实现将取决于头戴式显示设备的实现。例如，在图2A和2B的实现中，头戴式显示设备102的第一透视部分包括透视显示区域112，并且头戴式显示设备102的第二透视部分包括毗邻但不与透视显示区域112重叠的透视调光面板202。在这样的实现中，步骤402可通过将一个或多个虚拟图像显示在透视显示区域112内来执行，并且步骤404可通过使得透视调光面板202(其毗邻但不与透视显示区域112重叠)的透光率与透视显示区域112的透光率基本上相同来执行。在图2A和2B的实施例中，由于进一步的透视调光面板204与透视显示区域112和透视调光面板202两者重叠，进一步的透视调光面板204的透光率的任何改变应当同等地影响显示设备的第一和第二透视部分的透光率。
对于另一实施例，在图3A和3B的实现中，显示设备的第一透视部分包括透视显示区域112以及与透视显示区域112重叠的透视调光面板306，并且显示设备的第二透视部分包括毗邻但不与透视显示区域112以及重叠于透视显示区域112的透视调光面板306两者重叠的进一步透视调光面板302。在该实现中，步骤404包括使得该进一步的透视调光面板302的透光率基本上等于透视显示区域112的透光率乘以与透视显示区域重叠的透视调光面板306的透光率的积。
图4B现在将被用于描述可执行的附加步骤。参考图4B，在步骤406，(例如，使用图1中的光传感器108)检测入射在头戴式显示设备上的环境可见光，并且产生指示检测到的环境可见光的一个或多个信号。在步骤408，取决于指示检测到的环境光的至少一个信号来调整对应于该设备的第一透视部分的透光率以及对应于该设备的第二透视部分的透光率，同时仍(在步骤404)使得对应于该设备的第一透视部分的透光率和对应于该设备的第二透视部分的透光率保持基本上相同。步骤406和408可被执行，例如以在环境光水平改变时为用户维持基本上恒定的亮度，或者至少降低到达用户的眼睛的环境光水平的波动程度。
图4C现将被用于描述可作为参考图4B描述的步骤的替换(或附加)来执行的步骤。参考图4C，在步骤410，(例如，使用光传感器113)检测经过设备的第一透视部分的可见光并产生指示其的一个或多个信号。在步骤412，(例如，使用光传感器116)检测经过设备的第二透视部分的可见光并产生指示其的一个或多个信号。在步骤414(其可被实现为步骤404的一部分)，取决于(在步骤410产生的)指示经过该设备的第一透视部分的可见光的至少一个信号以及(在步骤412产生的)指示经过该设备的第二透视部分的可见光的至少一个信号来使得对应于该设备的第一透视部分的透光率以及对应于该设备的第二透视部分的透光率基本上相同。
图5是图1中介绍的透视、近眼混合现实头戴式显示设备102的硬件和软件组件的一个实施例的框图。图6是图1中介绍的处理单元104的硬件和软件组件的一个实施例的框图。在一实施例中，头戴式显示设备102接收来自处理单元104的关于虚拟图像的指令并将来自传感器的数据提供回给处理单元104。例如如在图6中描绘的可被实现在处理单元104中的软件和硬件组件从头戴式显示设备102接收传感数据并且还可通过网络150从计算***152接收传感信息。基于这一信息，处理单元104将确定在何处以及在何时向用户提供虚拟图像并相应地将指令发送给头戴式显示设备102的控制电路***136。
注意，图5中的组件中的一些以阴影示出以指示可存在至少两个那些组件中的每一者，例如至少一者针对头戴式显示设备102的左侧，并且至少一个针对头戴式显示设备102的右侧。图5示出与电源管理电路502通信的控制电路500。控制电路500包括处理器510、与存储器544(例如D-RAM)通信的存储器控制器512、相机接口516、相机缓冲器518、显示驱动器517、显示格式化器522、光学特性控制器523、定时生成器526、显示输出接口528、以及显示输入接口530。在一个实施例中，控制电路500中的全部组件通过一个或多个总线中的专用线或者使用共享总线彼此通信。在另一实施例中，控制电路500中的每一组件都与处理器510通信。
相机接口516提供到一个或两个面向外的相机109以及在一实施例中的如传感器534B之类的IR相机的接口，并将从相机109、534B接收的各个图像存储在相机缓冲器518中。显示驱动器517可驱动微型显示设备或透视微型显示器520。显示格式化器522可以向执行该混合现实***的处理的一个或多个计算机***(例如104和/或152)的一个或多个处理器提供与被显示在微型显示设备或透视微型显示器520上的虚拟图像有关的信息。定时生成器526被用于为该***提供定时数据。显示输出接口528包括用于将来自(诸)面向外的相机109和眼睛跟踪相机534B的图像提供给处理单元104的缓冲器。显示输入接口530包括用于接收诸如虚拟图像之类的图像以显示在微型显示设备或透视微型显示器520上或更一般地显示在透视显示区域112中的缓冲器。显示输出528和显示输入530与作为到处理单元104的接口的带接口532通信。
光学特性控制器523控制头戴式显示设备102的各调光面板(例如，202、204、302和/或306)的光学特性(例如，透光率和/或光谱曲线，但不限于此)。光学特性控制器523也可控制透视显示区域112的光学特性。因此，光学特性控制器523可实现以上参考图4A、4B和4C描述的方法。用户界面543可接受来自用户的输入以允许用户调整本文中描述的透视显示区域112和/或各调光面板的透光率(和/或其他光学特性)。更一般地，用户界面543允许用户调整头戴式显示设备102的透视部分的光学特性。为了允许这样的调整，用户界面543可包括一个或多个按钮、滑动条或位于头戴式显示设备102的框架115上的某些其他触觉用户界面。替换地，用户界面543可由与头戴式显示设备102通信的移动计算设备(例如，智能电话或平板设备)或处理单元104提供。光学特性控制器423和/或用户界面543也可用于控制STCR。
电源管理电路502包括电压调节器534、眼睛跟踪照明驱动器536、音频DAC和放大器538、话筒前置放大器和音频ADC 540、温度传感器接口542、有源滤波器控制器537、以及时钟生成器545。电压调节器534通过带接口532从处理单元104接收电力，并将那个电力提供给头戴式显示设备102的其他组件。照明驱动器536例如经由驱动电流或电压来控制眼睛跟踪照明单元534A以便以大约预定波长或在某一波长范围内操作。音频DAC和放大器538向耳机530提供音频数据。话筒前置放大器和音频ADC 540提供用于话筒110的接口。温度传感器接口542是用于温度传感器531的接口。有源滤波器控制器537接收指示一个或多个波长的数据，其中针对所述波长，每个波长选择滤波器527将充当选择波长滤波器。电源管理单元502还向三轴磁力计532A、三轴陀螺仪532B以及三轴加速度计532C提供电力并从其接收回数据。电源管理单元502还向GPS收发机544提供电力并从其接收回数据和向其发送数据。
图6是与透视、近眼混合现实头戴式显示设备102相关联的处理单元104的硬件和软件组件的一个实施例的框图。图6示出与电源管理电路606通信的控制电路604。控制电路604包括：中央处理单元(CPU)620，图形处理单元(GPU)622，高速缓存624，RAM 626，与存储器630(例如，D-RAM)通信的存储器控制器628，与闪存634(或其他类型的非易失性存储)通信的闪存控制器632，经由带接口602和带接口532与透视、近眼头戴式显示设备102通信的显示输出缓冲器636，经由带接口602和带接口532与近眼头戴式显示设备102通信的显示输入缓冲器638，与用于连接到话筒的外部话筒连接器642通信的话筒接口640，用于连接到无线通信设备646的PCI express接口，以及(诸)USB端口648。
在一个实施例中，无线通信组件646包括启用Wi-Fi的通信设备、蓝牙通信设备、红外通信设备、蜂窝、3G、4G通信设备、无线USB(WUSB)通信设备、RFID通信设备等等。无线通信设备646由此允许与例如另一显示设备***100的端对端数据传输，以及经由无线路由器或蜂窝塔到较大网络的连接。USB端口可被用于将处理单元104接驳到另一显示设备***100。另外，处理单元104可接驳到另一计算***152以便将数据或软件加载到处理单元104上以及对处理单元104充电。在一个实施例中，CPU 620和GPU 622是用于确定在何处、何时以及如何将虚拟图像***到用户的视图中，更具体地***到透视显示区域112中的主力。
电源管理电路606包括时钟生成器660、模数转换器(ADC)662、电池充电器664、电压调节器666、头戴式显示器(HMD)电源676、以及与温度传感器674(其位于处理单元104的腕带(wrist band)上)通信的温度传感器接口672。ADC662被连接到充电插孔670以用于接收AC供电并为该***产生DC供电。电压调节器666与用于向该***提供电力的电池668通信。电池充电器664被用来在从充电插孔670接收电力之际(通过电压调节器666)对电池668进行充电。在一实施例中，HMD电源676向头戴式显示设备102提供电力。
本技术的各实施例已经在上面在解说所指定的功能的执行及其关系的功能构造块的帮助下描述。这些功能构造块的边界在本文中常被为了方便描述而限定。替换边界可被定义，只要所指定的功能及其关系被适当执行。任何这些替换边界从而在本技术的范围和精神内。例如，组合或分离图4A、4B和4C中示出的某些步骤将是可能的。对于另一示例，改变图5和6中示出的某些块的边界是可能的。
尽管以上描述的实施例一般被描述为涉及透视、近眼混合现实头戴式显示设备或供与其一起使用，但以上描述的许多实施例可与不是头戴式类型的显示设备的其他类型的透视显示设备一起使用。换言之，本发明的各实施例还涉及其他类型的透视显示器(和供与其一起使用的方法)，该其他类型的透视显示器包括允许响应于来自用户的输入和/或基于来自一个或多个光传感器的闭环反馈来调整光学特性(诸如透光率、光谱响应和/或色移)的至少一个调光面板。附加地或替换地，本文中描述的实施例可用于例如基于用户输入和/或闭环反馈来调整这样的其他透视显示器的透视显示区域的透视对比率(STCR)。例如，用户界面可使得用户能够调整透视显示区域的亮度、调光面板的透光率和/或与透视显示设备中包括透视显示区域的部分相关联的STCR。附加地或替换地，控制器可调整透视显示区域的亮度和/或(覆盖透视显示区域的)调光面板的透光率，以维持与该设备中包括透视显示区域的部分相关联的基本上恒定的STCR。
尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题，但可以理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于上述具体特征或动作。更确切而言，上述具体特征和动作是作为实现权利要求的示例形式公开的。本技术的范围由所附的权利要求进行定义。

Claims (10)

1.一种透视、近眼混合现实头戴式显示设备，包括：
透视显示区域，所述透视显示区域在佩戴所述设备的用户的视野(FOV)的第一部分内并具有第一透光率；
毗邻但不与所述透视显示区域重叠的第一透视调光面板，所述第一透视调光面板在佩戴所述设备的用户的FOV的第二部分内并具有第二透光率；以及
与所述透视显示区域和所述第一透视调光面板两者重叠的第二透视调光面板，所述第二透视调光面板在佩戴所述设备的用户的FOV的所述第一和第二部分两者内并具有第三透光率；
其中一个或多个虚拟图像能够显示在所述透视显示区域内；以及
其中所述第二透光率基本上等于所述第一透光率。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一和第二透光率是可调整的，并且进一步包括：
控制器，所述控制器在所述第一和第二透光率之一被改变时调整所述第一和第二透光率中的至少一者，以便维持所述第二透光率基本上等于所述第一透光率。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述透视显示区域的亮度或所述第三透光率中的至少一者是可调整的以由此调整与所述设备中包括所述透视显示区域的部分相关联的透视对比率(STCR)；以及
进一步包括使得用户能够调整以下中的至少一者的用户界面
所述透视显示区域的亮度，
所述第三透光率，或
与所述设备中包括所述透视显示区域的部分相关联的STCR。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括：
控制器，所述控制器调整所述透视显示区域的亮度或所述第三透光率中的至少一者以由此维持与所述设备中包括所述透视显示区域的部分相关联的基本上恒定的透视对比率(STCR)。
5.一种透视、近眼混合现实显示头戴式显示设备，包括：
透视显示区域，所述透视显示区域在佩戴所述设备的用户的视野(FOV)的第一部分内并具有第一透光率；
与所述透视显示区域重叠的第一透视调光面板，所述第一透视调光面板也在佩戴所述设备的用户的FOV的所述第一部分内并具有第二透光率；以及
毗邻但不与所述透视显示区域和所述第一透视调光面板两者重叠的第二透视调光面板，所述第二透视调光面板在佩戴所述设备的用户的FOV的第二部分内并具有第三透光率；
其中一个或多个虚拟图像能够显示在所述透视显示区域内；以及
其中所述第三透光率基本上等于所述第一透光率乘以所述第二透光率的积。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第一、第二和第三透光率是可调整的，并且进一步包括：
控制器，所述控制器在所述第一、第二和第三透光率之一被改变时调整所述第一、第二和第三透光率中的至少一者，以便维持所述第三透光率基本上等于所述第一透光率乘以所述第二透光率的积。
7.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述透视显示区域的亮度或所述第二透光率中的至少一者是可调整的以由此调整与所述设备中包括所述透视显示区域的部分相关联的透视对比率(STCR)；以及
进一步包括使得用户能够调整以下中的至少一者的用户界面
所述透视显示区域的亮度，
所述第二透光率，或
与所述设备中包括所述透视显示区域的部分相关联的STCR。
8.一种供与用户可佩戴透视、近眼混合现实显示设备一起使用的方法，所述方法包括：
将一个或多个虚拟图像显示在毗邻所述设备的第二透视部分的第一透视部分内，所述第二透视部分不与所述第一透视部分重叠，其中所述设备的第一和第二透视部分共同覆盖佩戴所述设备的用户的基本上整个视野(FOV)；以及
使得对应于所述设备的第一透视部分的透光率和对应于所述设备的第二透视部分的透光率基本上相同，以由此跨佩戴所述设备的用户的基本上整个FOV提供基本上一致的透光率。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述显示设备的所述第一透视部分包括透视显示区域和与所述透视显示区域重叠的透视调光面板；以及
进一步包括选择性地改变所述透视调光面板的透光率或所述透视显示区域的亮度中的至少一者以由此
调整与所述设备中包括所述透视显示区域的部分相关联的透视对比率(STCR)，或者
维持与所述设备中包括所述透视显示区域的部分相关联的基本上恒定的透视对比率(STCR)。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：
检测入射在所述设备上的环境可见光、经过所述设备的所述第一透视部分的环境可见光或经过所述设备的所述第二透视部分的环境可见光中的至少一者，并产生指示其的一个或多个信号；以及
进一步包括取决于指示检测到的环境光的至少一个所述信号来调整对应于所述设备的所述第一透视部分的透光率以及调整对应于所述设备的所述第二透视部分的透光率，同时仍使得对应于所述设备的所述第一透视部分的透光率和对应于所述设备的所述第二透视部分的透光率保持基本上相同。
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