[发明专利]光学透视玻璃型显示设备和对应的光学单元

说明书

光学透视玻璃型显示设备和对应的光学单元。光学透视玻璃型显示设备(100)包括：具有前面校正表面和后面校正表面(116a)的光学单元(110)；投射虚拟图像的图像投影仪(130)；以及用于捕捉周围场景图像的图像传感器(120)。光学单元(110)被配置为将通过前面校正表面(112a)进入的周围场景图像的光引导到图像传感器(120)并引导虚拟图像的光，使得虚拟图像的光通过后面校正表面(116a)出去。第一光学补偿元件(124)位于光学单元(110)和图像传感器(120)之间，第二光学补偿元件(134)位于图像投影仪(130)和光学单元(110)之间。设备进一步包括处理模块(140)，该处理模块(140)被配置为分析由图像传感器(120)捕捉到的周围场景图像。

技术领域

本发明一般涉及光学透视玻璃型显示设备。

背景技术

光学透视玻璃型显示设备向观看者提供通过玻璃看到的重叠到周围场景上的虚拟图像。虚拟图像可以通过投影仪投射并经由玻璃上的光学元件引导到观看者的眼睛中。光学透视玻璃型显示设备可以通过在设备的左玻璃上显示左图像并且在右玻璃上显示右图像来呈现立体虚拟图像，使得观看者可以体验到有深度的三维感知。

在这样的光学透视玻璃型显示设备中，即使设备包含提供处方眼镜功能的校正表面，观看者也优选感知与周围场景图像在空间上连贯的虚拟图像，以便如果虚拟图像是立体虚拟图像，则以适当的位置和大小以及以适当的深度在周围场景图像上呈现虚拟图像。

作为多伦多大学的研究实验室的EyeTap个人成像(ePI)实验室开发了“EyeTap”技术，该技术在眼镜中组合显示器和相机，以便通过使用扁平的分束器板来保持现实世界和虚拟世界之间的对应，参见http://www.eyetap.org/research/eyetap.html。然而，该技术未针对眼镜包含处方眼镜的情况。

发明内容

根据本发明的一个方面，光学透视玻璃型显示设备包含：具有前面校正表面和后面校正表面的光学单元；投射虚拟图像的图像投影仪；以及，用于捕捉周围场景图像的图像传感器。光学单元被配置为将通过前面校正表面进入的周围场景图像的光引导到图像传感器，并且引导虚拟图像的光，使得虚拟图像的光通过后面校正表面出去。第一光学补偿元件位于光学单元和图像传感器之间的光路中，第二光学补偿元件位于图像投影仪和光学单元之间的光路中。设备进一步包括处理模块，处理模块被配置为分析由图像传感器捕捉的周围场景图像，以根据周围场景图像的分析结果准备要提供给图像投影仪的虚拟图像。

本发明的目标和优点将通过在权利要求书中具体指出的元件和组合来实现和获得。

要理解，前面的一般性描述和下面的详细描述只是示例性的和说明性的，而不是对如权利要求所述的本发明的限制。

附图说明

结合附图，根据下面的描述，本发明的这些及其他方面、特征和优点将变得显而易见，附图中：

图1示出根据本发明的实施例的透视玻璃型显示设备；

图2是根据本发明的实施例的透视玻璃型显示设备的组件的框图；以及

图3是示出来自周围场景并由图像传感器捕捉到的光的第一光路以及从图像投影仪投射并被定向到观看者的眼睛的光的第二光路的示意图。

具体实施方式

在下面的描述中，将描述本发明的实施例的各方面。为了说明，阐述了特定的配置和细节，以便提供全面的理解。然而，本发明可以不用在本文呈现的具体细节来实现，这对于本领域技术人员也将是显而易见的。

图1示出根据本发明的实施例的透视玻璃型显示设备。