[发明专利]被遮挡的虚拟图像显示

说明书

本公开涉及被遮挡的虚拟图像显示。本公开描述的实施例包括增强现实(AR)光学系统以及相关联的方法和计算机程序产品，定义了相对于光学参考点的视场。该光学系统包括：成像显示器，该成像显示器被配置为使用接收到的第一显示信号显示图像；分束器，该分束器被布置在视场内并且被配置为使得被显示的图像显现在视场内的第一焦平面中。光学系统还包括遮挡显示器，该遮挡显示器被布置在视场内并且被配置为基于第一显示信号在比第一焦平面更靠近分束器的第二焦平面上显示遮挡图像，从而在光学参考点处减少针对被显示的图像的至少一部分的环境光。

技术领域

本公开通常涉及家庭娱乐，并且更具体地，涉及用于提供增强现实(AR)显示的技术。

背景技术

自从第一批视频游戏被开发以来，计算机图形技术已经经历了巨大的发展。现在，相对便宜的3D图形引擎能在仅花费几百美元的手持视频游戏平台、家庭视频游戏平台、以及个人计算机硬件平台上提供近乎逼真的互动式游戏玩法。这些视频游戏系统通常包括手持控制器、游戏控制器、或集成控制器(在手持视频游戏平台的情况下)。用户与控制器进行交互以向视频游戏系统发送命令或其他指令，从而控制视频游戏或其他仿真场景。例如，控制器可以包括用户用来操作的操纵杆和按钮。

虽然视频游戏允许用户直接与视频游戏系统进行交互，但是这类交互主要影响显示在视频游戏设备上(或被连接的显示器上)的图形展示，而很少影响虚拟世界以外的任何其他对象。也就是说，用户可以指定对视频游戏系统的输入，该输入指示用户的虚拟化身应该执行跳跃动作，并且作为响应，视频游戏系统可以显示用户的虚拟化身正在跳跃。然而，这种交互通常被限制于虚拟世界，而虚拟世界外的任何交互都是被限制的(例如，手持游戏设备能够在特定动作发生时进行振动)。

此外，许多手持游戏设备包括某种形式的视觉感知设备，该设备可以被用于捕获物理真实世界场景中的一个或一系列图像。被捕获的图像随后可以被显示在例如手持游戏设备的显示器上。某些设备可以被配置为在显示被捕获的图像之前将虚拟对象插入到被捕获的图像中。此外，其他设备或应用可以允许用户在被捕获的物理场景的图像内绘制或涂画细节。然而，由于这种改动只应用于物理场景的单一图像，而后续从不同角度捕获的该物理场景的图像可能不能体现用户的改动。

发明内容

本文所描述的一个实施例是一种定义相对于光学参考点的视场的增强现实(AR)光学系统。该光学系统包括成像显示器，该成像显示器被配置为使用接收到的第一显示信号显示图像；以及分束器，该分束器被布置在视场内并且被配置为使得被显示的图像显现在视场内的第一焦平面中。该光学系统还包括遮挡显示器，该遮挡显示器被布置在视场内并且被配置为基于第一显示信号在比所述第一焦平面更靠近所述分束器的第二焦平面上显示遮挡图像，从而在光学参考点处减少针对被显示的图像的至少一部分的环境光。

本文所描述的另一实施例是一种用于操作用于环境内的观看者的增强现实(AR)光学系统的方法，观看者具有视场。该方法包括：使用第一显示信号更新成像显示器，该成像显示器被配置为显示被分束器耦合到视场内的图像，被显示的图像显现在相对于观看者的第一焦平面中。该方法还包括与更新成像显示器同步地基于第一显示信号更新遮挡显示器，该遮挡显示器被布置在视场内并且被配置为在比第一焦平面更靠近观看者的第二焦平面中显示遮挡图像，从而减少观看者所看到的针对被显示的图像的至少一部分的环境光。

本文所描述的另一实施例是一种用于操作增强现实(AR)光学系统的计算机程序产品，该光学系统定义相对于光学参考点的视场。该计算机程序产品包括：包含计算机可读程序代码的计算机可读设备。该计算机可读程序代码可由一个或多个计算机处理器执行来：使用第一显示信号更新成像显示器，该成像显示器被配置为显示由于分束器的作用显现在视场内的第一焦平面中的图像。该计算机可读程序代码还能被执行来：与更新成像显示器同步地基于第一显示信号更新遮挡显示器。遮挡显示器被布置在视场内并且被配置为在比第一焦平面更靠近分束器的第二焦平面中显示遮挡图像，从而在光学参考点处减少针对被显示的图像的至少一部分的环境光。

附图说明