[发明专利]头戴式显示器的自适应亮度控制

说明书

技术领域

本发明一股来说涉及光学领域，且特定来说但非排他性地涉及近眼光学系统。

背景技术

头戴式显示器(“HMD”)为佩戴于头部上或周围的显示装置。HMD通常并入有某种近眼光学系统以在人眼的几厘米内发射光图像。单眼显示器称为单眼HMD，而双眼显示器称为双眼HMD。一些HMD仅显示计算机产生的图像(“CGI”)，而其它类型的HMD能够将CGI叠加于真实世界视图上。此后一类型的HMD可用作用于实现增强现实的硬件平台。借助增强现实，世界的观看者的图像以重叠的CGI而增强，也称为平视显示器(“HUD”)。

HMD具有众多实际工作及休闲应用。航空应用准许飞行员在不用使其眼睛脱离飞行路径的情况下看到重要飞行控制信息。公共安全应用包括地图的战术显示及热成像。其它应用领域包括视频游戏、交通运输及电信。随着技术演进必然存在新发现的实际工作及休闲应用；然而，这些应用中的许多应用由于用于实施现有HMD的常规光学系统的成本、大小、重量、视域及效率而受限制。

附图说明

参考以下各图描述本发明的非限制性及非穷尽性实施例，其中除非另有说明，否则贯穿各个视图相似参考编号指代相似部件。

图1是根据本发明的实施例用具有自适应亮度控制的目镜实施的双眼HMD的俯视图。

图2是图解说明根据本发明的实施例供与HMD一起使用的自适应亮度控制系统的功能框图。

图3A是图解说明根据本发明的实施例用于HMD的自适应亮度控制的过程的流程图。

图3B是图解说明根据本发明的实施例用于确定何时调整灯功率对目镜透明度的过程的流程图。

图4是根据本发明的实施例的目镜的横截面图。

图5是根据本发明的实施例的目镜的透视图。

图6是图解说明根据本发明的实施例用以将近眼图像递送到用户的目镜的操作过程的流程图。

具体实施方式

本文中描述一种用于头戴式显示器(“HMD”)的自适应亮度控制的系统、设备及方法的实施例。在以下说明中，为提供对各实施例的透彻理解而列举大量具体细节。然而，所属领域的技术人员将认识到，本文中所描述的技术可在不具有所述具体细节中的一或多者的情况下实践或者可借助其它方法、组件、材料等来实践。在其它实例中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作以避免使某些方面模糊。

本说明书通篇所提及的“一个实施例”或“一实施例”意指结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性包括于本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书通篇各处出现的片语“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必全部指同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可以任何适合方式组合于一个或多个实施例中。

图1是根据本发明的实施例使用一对近眼光学目镜101的头戴式显示器(“HMD”)100的俯视图。目镜101安装到框架组合件，所述框架组合件包括鼻梁件105、左耳臂110及右耳臂115。尽管图1图解说明双眼实施例，但HMD100也可实施为其中仅单个目镜101定位于单只眼120前方的单眼HMD。

两个目镜101固定到可佩戴于用户的头部上的眼镜布置中。左耳臂110及右耳臂115沿着用户的脚丝区延伸且剩余部分在用户的耳朵上，而鼻组合件105搁放在用户的鼻子上。框架组合件经定形及大小以将每一目镜101的观看区125定位于用户的对应眼睛120前方。当然，可使用具有其它形状的其它框架组合件(例如，具有耳臂及鼻梁支撑件的护目镜、单个连续头戴式部件、头带、眼珠型眼镜等)。

HMD100的所图解说明实施例能够向用户显示增强现实。每一目镜的观看区125准许用户经由外部周围场景光130看到真实世界图像。左及右(双眼实施例)CGI光135可由耦合到目镜101的相应显示源140的一个或两个CGI引擎(未图解说明)产生。CGI光135由用户见为虚拟图像作为增强现实叠加于真实世界上。在一些实施例中，可阻挡、选择性地阻挡或部分地阻挡周围场景光130以改善图像对比度且在一些情形中提供虚拟现实显示。