CN117120912A - 具有混合式显示器的ar*** - Google Patents

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CN117120912A
CN117120912A CN202280027297.3A CN202280027297A CN117120912A CN 117120912 A CN117120912 A CN 117120912A CN 202280027297 A CN202280027297 A CN 202280027297A CN 117120912 A CN117120912 A CN 117120912A
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mirror
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curved
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CN202280027297.3A
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格拉姆雷扎·查济
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Vuereal Inc
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Vuereal Inc
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
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    • G02B27/0103—Head-up displays characterised by optical features comprising holographic elements

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种混合现实***，该混合现实***包括显示器和光学***，该光学***将图像投射到观看者的眼睛中，其中该显示器是凸面或凹面光学元件。该显示器还可包括聚集在一起以产生光学功能的较小的显示器。此外，显示器像素还包括子像素。

Description

具有混合式显示器的AR***
技术领域
本发明涉及在真实世界对象上投射信息的增强现实(AR)***。相同的***也可用作虚拟现实(VR)***，其中所有显示的并且对观看者可见的图像由显示器生成。可以用于这两种应用的***有时被称为混合现实(MR)***。
发明内容
本公开公开了一种混合现实***，该***包括显示器、光学***，该光学***将图像投射到观看者的眼睛中，其中该显示器被成形为凸面或凹面光学元件。
附图说明
通过阅读以下详细描述并参考附图，本公开的前述和其他优点将变得显而易见。
图1示出了使用显示器作为光学元件的一个相关实施方案。
图2A示出了在一个方向上拉伸的显示器。
图2B示出了子像素可以被布置成使得在垂直方向上和水平方向上不存在相邻的类似子像素。
图3示出了可使用多于一个显示器来在光学元件上创建图像。
虽然本公开易于进行各种修改和替代形式，但具体实施例或实施方式已经通过举例的方式在附图中示出并且将在本文中详细描述。然而，应该理解，本公开不旨在限于所公开的特定形式。相反，本公开将涵盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
具体实施方式
增强现实(AR)***在真实世界对象上投射信息。相同的***也可用作虚拟现实(VR)***，其中所有显示的并且对观看者可见的图像由显示器生成。可用于两种应用AR和VR)的***有时被称为混合现实(MR)。
AR、VR或MR***的主要部件是显示器、光学器件、接口和计算***。该接口用于与用户以及信息源进行交互。显示器创建图像，并且光学***使得图像能够作为增强现实或虚拟现实呈现给用户。虽然接口和计算***可以隐藏在远离面部的位置，但光学***和显示器主要在观看者的面部上。因此，具有用于光学***和显示器的紧凑结构对于易用性是至关重要的。
在一个实施方案中，显示器被成形为光学元件中的一个光学元件。这里，显示器可以是柔性的并模制成光学结构形状。
图1示出了使用显示器作为光学元件的一个相关实施方案。这里，MR***100具有凸曲面显示器102和将来自显示器102的光投射到观看者的眼睛106中的凹面或线性镜104。镜104可以是具有针孔光学器件的平面。镜104可以是半反射的或全息的。显示器102可以具有用于限制光的微透镜。
曲面显示器102和凹面镜104的半径被设计成提供放大率和焦距。显示器104可以在所有方向上均为曲面的或者仅在一个方向上为曲面的。该方向可以垂直于曲面显示器102靠近的镜边缘。因此，图像将仅在一个方向上被放大。
在一个实施方案中，通过光学器件和显示器曲率的放大在一个方向上进行。因此，显示器在靠近镜边缘的方向上被拉长/拉伸，以增加视场的使用。
图2(2A和2B)示出了曲面显示器像素210，其可以在一个方向上被拉伸，例如在平行于靠近显示器102的镜的边缘的方向上被拉伸。图2A示出了在一个方向上的拉伸显示器202，并且一个像素210由多个子像素212、214和216组成。像素210在与显示器102相同的方向上被拉伸。此外，子像素可被稀疏地拉伸或间隔开以补偿由拉伸结构所产生的额外空间。
如图2B所示，为了增加有效分辨率，子像素可以被布置成使得在垂直方向上和水平方向上不存在相邻的类似子像素。拉伸可以作为制造和设计的一部分来进行。这里，显示器被设计成在一个方向上具有较长像素。在另一种情况下，显示器在制造之后被拉伸。
在图3所示的另一种相关情况下，可使用多于一个显示器102r、102g和102b来在光学元件104上创建图像。显示器102r、102g和102b可以被布置为光学结构的一部分。在一种相关情况下，显示器可以是线性布置。在另一种情况下，显示器形成为凹面、凸面或两者的组合。这里，显示器102r、102g、102b可以是不同颜色，因此显示器和来自镜104的投影的组合显示全彩。这里，为了使来自每个显示器的像素彼此对准，由每个显示器显示测试图像并且反射在镜上。在镜104中计算显示器中每个像素的位置。显示器中的在镜中非常接近的像素被分组为一个组合像素。基于新的分组将图像重新映射到每个显示器。
虽然本公开易于进行各种修改和替代形式，但特定实施方式或实施方案已通过示例的方式在附图中示出并且在本文中详细地描述。然而，应该理解，本公开不旨在限于所公开的特定形式。相反，本公开将涵盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。

Claims (22)

1.一种混合现实***，所述***包括：
显示器；和
光学***，所述光学***将图像投射到观看者的眼睛中，其中所述显示器被成形为凸面或凹面光学元件。
2.根据权利要求1所述的***，其中所述光学***包括至少一个反射表面。
3.根据权利要求1所述的***，其中所述显示器被模制成预定义的非线性表面。
4.根据权利要求1所述的***，其中所述显示器包括像素，其中所述像素在一个方向上较长。
5.根据权利要求1所述的***，其中所述显示器沿着所述光学***的边缘安装。
6.根据权利要求1所述的***，其中所述显示器包括若干较小的显示器。
7.根据权利要求6所述的***，其中所述较小的显示器以产生光学功能的形式来布置。
8.根据权利要求1所述的***，其中所述显示器具有凸曲面显示器和将来自所述显示器的光投射到所述观看者的眼睛中的凹面或线性镜。
9.根据权利要求8所述的***，其中所述线性镜是具有针孔光学器件的平面。
10.根据权利要求8所述的***，其中所述线性镜是半反射的或全息的，并且所述显示器具有用于限制所述光的微透镜。
11.根据权利要求1所述的***，其中所述显示器在所有方向上均为曲面的或者仅在一个方向上为曲面的。
12.根据权利要求11所述的***，其中所述方向垂直于所述曲面显示器靠近的镜边缘。
13.根据权利要求11所述的***，其中曲面显示器像素在平行于靠近所述显示器的所述镜的所述边缘的方向上被拉伸。
14.根据权利要求13所述的***，其中一个像素包括多个子像素。
15.根据权利要求14所述的***，其中所述像素在与所述显示器相同的方向上被拉伸，并且所述子像素被拉伸以补偿由拉伸结构所产生的额外空间。
16.根据权利要求14所述的***，其中所述子像素被布置成使得在垂直方向上和水平方向上不存在相邻的类似子像素。
17.根据权利要求14所述的***，其中所述拉伸作为制造和设计的一部分来进行，其中所述显示器被设计成在一个方向上具有较长像素。
18.根据权利要求7所述的***，其中所述显示器形成为凹面、凸面或两者的组合。
19.根据权利要求18所述的***，其中所述显示器是不同颜色，并且所述显示器和来自所述镜的投影的组合显示全彩。
20.根据权利要求19所述的***，其中当测试图像由每个显示器显示并且反射在所述镜上时，来自每个显示器的像素彼此对准。
21.根据权利要求21所述的***，其中在所述镜中计算所述显示器中的每个像素的位置。
22.根据权利要求22所述的***，其中所述显示器中的在所述镜中非常接近的像素被分组为一个组合像素，并且基于新的分组将所述图像重新映射到每个显示器。
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