[发明专利]用于在外部场景与虚拟图像之间配准的方法和系统

说明书

本发明提供用于扩增实境投影中以确定由眼睛成像于视网膜上的外部场景与虚拟图像/扩增数据之间的配准的技术。在某些实施例中，本发明涉及用于通过对视网膜成像并识别其上的外部场景的投影而确定视网膜上的扩增实境投影与视网膜所捕捉到的外部场景之间的配准的技术。

技术领域

本发明涉及眼投影领域，更具体而言，本发明涉及用于将纯扩增/虚拟现实图像投影至用户眼睛上的技术。

背景技术

用于将虚拟及/或扩增实境投影至用户眼睛上的头戴式或以其他方式配戴的图像投影系统变得越来越热门。在许多情况中此类系统系被配置为眼镜可配戴至用户头上且可操作用于将图像投影至用户眼睛上以将虚拟实镜图像/视频投影提供给用户。为达此目的，某些已知的系统致力于将纯虚拟实镜图像投影提供至用户眼睛且此类系统阻挡来自外部场景到达眼睛，但其他系统致力于提供扩增实境体验，且在此类系统允许来自外部场景的光通过眼中的同时被图像投影系统投影至眼上的图像/视频帧所扩增/迭加。

发明内容

本发明提供用于扩增实境投影中以确定由眼睛成像于视网膜上的外部场景与虚拟图像/扩增数据之间的配准的技术。在某些实施例中，本发明涉及用于通过对视网膜成像并识别其上的外部场景的投影而确定视网膜上的扩增实境投影与视网膜所捕捉到的外部场景之间的配准的技术。

在每个眼所感知的图像被投影至眼前的成像平面上的传统技术中，成像平面通常与参考帧相关，此参考帧相对于用户所在的外部场景/环境的参考帧固定(如真实图像被投影至电影院中的固定屏幕上的典型3D电影电影院的情况)、或相对于与用户头部相关联的参考帧固定(如被设计为用来投影扩增/虚拟现实至用户的飞行员或游戏者头盔的情况)。在这些情况的任一个中，被投影的图像并非固定至眼睛的参考帧(即眼球的视线)，这导致目标-视线对投影模块的对准的已知问题，需要特别校正。

图像直接投影至眼视网膜上的技术的原理例如更细详地在共同转让给本申请的受让人的同在审理中的PCT专利申请WO 2015/132775中描述，将其包括于此作为参考。此图像直接投影至眼视网膜上能在视网膜上产生具有改善的景深的图像，因此避免因眼睛试图在错误距离处对焦所造成的眼睛不适及疲劳。

本发明大致上涉及配准系统及方法以及用于利用虚拟信息(如计算机产生的物体的图像)而整合或扩增外部场景(如真实或捕捉到的真实世界图像)的真实信息的扩增实境(AR)技术。更具体而言，本发明涉及在AR系统中虚拟世界信息与真实世界信息的配准技术。

AR技术使人能见到或以其他方式感知到与真实世界整合的电脑生成的虚拟世界。“真实世界”是观察者可利用其自身感观所见、感觉、听、尝、或闻到的环境。“虚拟世界”被定义为储存在储存媒体中或利用处理器所计算得到的经生成的环境。AR技术中的配准系统使虚拟世界和真实世界配准，以观察者可用的方式整合虚拟信息与真实信息。

因此本发明的系统不仅是能非常精准地使经投影的信息与真实世界对准，还能产生最佳的实时遮挡地图，实时遮挡地图为近体互动的重要问题。

该技术使用来自视网膜的光的反射将外部场景的投影成像至视网膜上；配准相对于视网膜上的外部场景的图像投影的扩增视频/图的输入，由此能将扩增视频投影至视网膜上与外部场景配准。更具体而言，在特定的投影波长下，世界信息数据与现实世界图像数据卷积。对于光谱的其余部分(不包括投影波长)，由于可见光谱的其余部分的积分具有大量能量，因此将现实世界的信息数据保留在可见光谱中。