[发明专利]用于增强现实的系统和方法

说明书

一种增强现实系统包括被配置为生成虚拟光束的光源。该系统还包括具有入射部分、出射部分和一表面的导光光学元件，该表面具有与其相邻设置的转向器。光源和导光光学元件被配置为使得虚拟光束通过入射部分进入导光光学元件，通过从表面至少部分地反射而传播通过导光光学元件，以及通过出射部分离开导光光学元件。导光光学元件对第一现实世界光束是透明的。转向器被配置为在该表面处修改第二现实世界光束的光路。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年4月7日提交的序列号为62/319,566，代理案卷号为ML.30065.00，名称为“SYSTEM AND METHOD FOR AUGMENTED REALITY(用于增强现实的系统和方法)”的美国临时申请的优先权。本申请涉及以下专利申请：2014年7月14日提交的序列号为14/331,218，代理案卷号为ML.20020.00，名称为“PLANAR WAVEGUIDE APPARATUS WITHDIFFRACTION ELEMENT(S)AND SYSTEM EMPLOYING SAME(具有一个或多个衍射元件的平面波导装置及使用其的系统)”的美国实用新型专利申请；2014年11月27日提交的序列号为14/555,585，代理案卷号为ML.20011.00，名称为“VIRTUAL AND AUGMENTED REALITYSYSTEMS AND METHODS(虚拟和增强现实系统及方法)”的美国实用新型专利申请；2015年5月29日提交的序列号为14/726,424，代理案卷号为ML.20016.00，名称为“METHODS ANDSYSTEMS FOR VIRTUAL AND AUGMENTED REALITY(用于虚拟和增强现实的方法和系统)”的美国实用新型专利申请；2015年5月29日提交的序列号为14/726,429，代理案卷号为ML.20017.00，名称为“METHODS AND SYSTEMS FOR CREATING FOCAL PLANES IN VIRTUALAND AUGMENTED REALITY(用于在虚拟和增强现实中创建焦平面的方法和系统)”的美国实用新型专利申请；以及2015年5月29日提交的序列号为14/726,396，代理案卷号为ML.20018.00，名称为“METHODS AND SYSTEMS FOR DISPLAYING STEREOSCOPY WITH AFREEFORM OPTICAL SYSTEM WITH ADDRESSABLE FOCUS FOR VIRTUAL AND AUGMENTEDREALITY(用具有用于虚拟和增强现实的可寻址焦点的自由形态光学系统显示立体观视的方法和系统)”的美国实用新型专利申请。上述专利申请的全部内容通过引用明确地全部并入此文，就像完整阐述一样。

背景技术

现代计算和显示技术促进了用于所谓的“增强现实”体验的系统的开发，其中数字再现的图像或其部分以其看起来真实或可以被感知为真实的方式呈现给用户。增强现实或“AR”场景通常涉及数字或虚拟图像信息的呈现，作为对用户周围的实际世界的可视化的增强(即，对其他实际的现实世界视觉输入透明)。因此，AR场景涉及以对其他实际的现实世界视觉输入透明的方式呈现数字或虚拟图像信息。人类视觉感知系统非常复杂，并且产生有助于与其它虚拟或现实世界的图像元素一起舒适、自然、丰富地呈现虚拟图像元素的AR技术极具挑战性。

大脑的可视化中心从双眼和其部件相对于彼此的动作得到有用的感知信息。两只眼睛相对于彼此的聚散运动(即，瞳孔向着彼此或远离彼此以会聚眼睛的视线来注视对象的转动动作)与眼睛的晶状体的聚焦(或“调节(accommodation)”)紧密相关。在正常情况下，根据已知的“调节-聚散度(vergence)反射”关系，改变眼睛的晶状体的焦点或调节眼睛以聚焦在处于不同距离处的对象上会自动引起聚散度的与同一距离匹配的变化。同样，在正常情况下，聚散度变化会引发调节的匹配变化。已知违背此反射起作用(如大多数常规的立体AR配置所做的那样)会使用户产生眼疲劳、头痛或其它形式的不适。