[发明专利]用于扩展现实显示的自动可变虚拟焦点

权利要求书

1.一种用于生成提供虚拟物体的可变焦点的扩展现实显示的方法，包括：

确定(950)使用近眼显示设备查看场景的用户的三维视野，该场景包括一个或多个现实物体以及扩展现实显示图像中的一个或多个虚拟物体；

标识出(952)该用户的视野内的一个或多个虚拟物体的三维位置；

确定(954)该用户在视野内的三维当前聚焦区；

标识出(956)所述一个或多个虚拟物体中的哪些处于该用户的当前聚焦区中；

通过调整近眼显示设备的微显示器部件的聚焦区来将所述一个或多个虚拟物体放置(960)在该用户在扩展显示图像中的当前聚焦区中；以及

显示(964)包括至少一个虚拟物体的图像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

根据与当前聚焦区相距的距离将至少一个人工深度场技术应用(962)于处于该用户的视野内、但处于该用户的当前聚焦区之外的虚拟物体。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

通过调整近眼显示设备的微显示器部件的聚焦区来将所述一个或多个虚拟物体放置在该用户在扩展显示图像中的当前聚焦区中包括：调整(图17A)微显示器部件在光路中的位移。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：

该微显示器部件包括在光路中与反射元件对准的至少一个光学元件和微显示器单元；以及

调整该微显示器部件在光路中的位移还包括：

确定(980)所述至少一个光学元件的前面节点与至少一个虚拟物体的目标位置之间的位移值S1，所述至少一个光学元件在光路中位于微显示器与反射元件之间；

确定(982)该反射元件与所述至少一个光学元件的背面节点之间的位移值S2，以基于等式1/S1+1/S2＝1/f获得所述至少一个透镜的焦距f；以及

移动(984)所述至少一个光学元件以生成所确定的位移值S1和S2。

5.一种提供虚拟物体的可变焦点的扩展现实系统，包括：

透视显示器单元(2)，包括：

微显示器部件(173)，该微显示器部件(173)用于生成图像以供透视显示器单元显示，该微显示器部件包括反射元件(124)、至少一个光学元件(122)、微显示器单元(120)、以及可变虚焦点调整器(135)，所述至少一个光学元件和微显示器单元在光路(133)中与该反射元件对准，该可变虚拟调整器改变该微显示器部件的聚焦区以将一个或多个虚拟物体放置在用户的当前聚焦区中；

控制电路(136)，该控制电路(136)包括可通信地耦合到该微显示器部件的处理器(210)，该控制电路包括驱动器(237)以控制该可变虚拟调整器，该处理器在软件的控制下指示该微显示器单元将至少一个虚拟物体包括在当前用户聚焦区中；以及

显示器(112，124b)，该显示器(112，124b)光学耦合到该微显示器部件以用于投影指向至少一个眼睛位置的三维虚拟图像。

6.如权利要求5所述的扩展现实系统，其特征在于，还包括：

电枢(137)，该电枢(137)用于支承该微显示器部件的至少一个元件，并且该电枢处于该可变虚拟调整器的控制下。

7.如权利要求5所述的扩展现实系统，其特征在于：

该控制电路还包括定时生成器(226)，该定时生成器(226)用于向控制该可变虚拟调整器的驱动器提供速率；

该可变虚拟调整器以该速率在该微显示器部件的光路中扫过一定范围的位移，该范围的位移对应于一定范围的聚焦区；

该范围的聚焦区包括当前用户聚焦区；以及

该处理器在软件的控制下指示该微显示器单元生成图像(1050)，该图像(1050)包括被标识为在该调整器处于针对该聚焦区的该位移处时将位于该范围的聚焦区之一中的任何虚拟物体。