[发明专利]图像投影系统

说明书

公开了用于视网膜图像投影的系统和方法。该系统包括：图像投影模块，其配置且可操作用于至少投影分别对应于图像的待分别投影至眼睛视网膜的中央凹和周边区域上的第一和第二部分的第一和第二图像部分；和光学多路复用模块，其光学地联接至图像投影模块，配置且可操作用于在空间上和/或时间上组合/多路复用至少第一和第二图像部分的投影，用以产生用于沿着被引导朝向眼睛视网膜的通用公共光路传播的组合图像投影输出。光学多路复用模块配置且可操作用于对第一和第二图像部分的投影进行多路复用，使得组合投影的侧向范围稍微类似于组合投影中第二图像部分的侧向范围，且组合投影中第一图像部分的侧向范围小于组合投影的侧向范围且在其内，其中，第二图像部分的侧向范围意图落入/覆盖眼睛视网膜的中央凹旁的区域。第一和第二图像部分可以根据要针对的视网膜的中央凹和中央凹旁区域而以不同质量(不同分辨率和/或不同色深)和/或以不同帧速率投影，以优化图像质量/帧速率以及与视网膜解剖结构相关的处理和投影功能。

技术领域

本发明涉及图像投影系统领域，且尤其涉及用于对用户提供纯、增强或虚拟现实体验的穿戴式/头戴式视网膜投影系统。

背景技术

头戴式或一般穿戴式图像投影系统用于通过将图像直接显示在用户的眼睛中而提供虚拟和/或增强现实体验。已知各种类型的头戴式投影系统利用在用户眼睛前面或进入用户眼睛的图像投影。这种投影系统在许多情况下配置成眼镜，其可戴在用户头部且可操作成用于将图像投影至用户眼睛上以提供真实且令人信服的显示。

类似于标准显示系统，头戴式显示系统旨在使用有限运算能力的同时提供高分辨率的图像。为了简化图像显像的复杂性，已经开发了某些视网膜/中央凹显示系统，使用针对用户眼睛中央凹区域的独立图像投影及针对视网膜周边区域额外、较低分辨率的图像投影，以提供宽视场。

US2008002262揭露一种头戴式显示装置，其具有：安装部，其将该装置附接至用户头部；分束器，其利用运动装置附接至该安装部；图像投影器，其将图像投影至该分束器上；眼睛追踪器，其追踪用户眼睛的目光；及一个以上处理器。该装置使用眼睛追踪器及运动装置以及可选的头部追踪器，以围绕眼睛转动中心移动分束器，将该分束器保持于眼睛的直视视线中。用户同时观看图像及该图像后的环境。第二分束器、眼睛追踪器、及投影器可使用于用户的另一眼，以建立立体虚拟的环境。该显示器可对应人类眼睛的旋转能力。该发明在用户观看的任何地方预设高分辨率图像。

US2012/0105310描述具有至少一个视网膜显示单元的头戴式显示系统，该至少一个视网膜显示单元具有在佩戴者一只眼睛或两只眼睛前面的弯曲反射器。该单元包括：第一组三个调制可见光激光器，其共对准且适于提供具有可选择颜色的激光束；及第一扫描仪单元，其提供在多个方向上横跨弯曲反射器的一部分的激光束的水平及竖直扫描，以产生彩色激光束的反射通过眼睛瞳孔到视网膜的一部分上，其中该视网膜部分足够大以包围中央凹。该单元还包括：第二组三个调制可见光激光器及红外线激光器，所有激光器共对准且适于提供彩色及红外线周边视野激光束；及第二扫描仪单元，其提供在多个方向上横跨弯曲反射器的一部分的可见光及红外线激光束的水平及竖直扫描，以产生扫描彩色及红外线激光束的反射通过眼睛瞳孔到对应于至少30度×30度视场的视网膜一部分上。

US2005/185281描述一种用于观看的设备，其包括屏幕。该设备包括用于检测观看者眼睛在屏幕上的图像上的凝视点的装置。该设备包括用于在屏幕上关于该凝视点显示图像的中央凹插图图像的装置，使得观看者的中央凹看到该中央凹图像，而眼睛的其余部分看到该图像。该方法包括检测在屏幕上的图像上观看者眼睛凝视点的步骤。具有在屏幕上关于该凝视点显示该图像的中央凹插图图像的步骤，使得观看者的中央凹看到该中央凹图像，而眼睛的其余部分看到该图像。