[发明专利]眼睛投影系统和眼睛投影方法

说明书

提供了眼睛投影系统和眼睛投影方法。该眼睛投影系统包括：获得图像数据并产生包括与图像数据的像素对应的多个光束部分的图像投影的图像投影系统；将多个光束部分朝着眼睛定向的眼睛投影光学模块；注视跟踪控制器，其根据指示眼睛注视方向的数据来控制将多个光束部分定向的图像投影系统的图像扫描仪和眼睛投影光学模块的注视跟踪偏转器中的至少一者的操作，以根据注视方向将多个光束部分定向到视网膜上，从而补偿注视方向的改变。该系统不补偿与小的扫视和/或震颤眼睛移动相关联的注视方向的改变，从而使得在任何注视方向上，除了由小的扫视和/或震颤眼睛移动引起的投影图像在视网膜上的小移动之外，投影图像在视网膜上稳定且固定地显现。

本专利申请是国际申请日为2014年3月3日、国家申请号为201480077960.6、发明名称为“眼睛投影系统”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及图像投影系统的领域，更具体地，涉及适于向用户眼睛投影图像以便向用户提供纯的或增强的虚拟现实体验的可穿戴/头戴式图像投影系统。

背景技术

用于向用户的眼睛投影虚拟现实和/或增强的虚拟现实的头戴式图像投影系统或可穿戴图像投影系统变得越来越受欢迎。在许多情况下，这样的系统被配置为可以戴在用户的头上并且可操作用于向用户的眼睛投影图像以便向用户提供虚拟现实图像/视频投影的眼镜。为此，某些已知的系统旨在向用户的眼睛提供纯虚拟现实图像投影，其中，来自外部场景的光被阻挡到达眼睛，同时其他系统涉及提供增强的虚拟现实感知，其中，来自外部场景的光被允许经过眼睛，同时还通过图像投影系统与被投影到眼睛的图像/视频帧增强/叠加。

例如，第2013044042号美国专利申请公开了一种包括被配置成戴在用户的头上的框架的电子装置。框架可以包括桥以及额头部分，桥被配置成被支承在用户的鼻子上，额头部分耦接到桥并离开桥延伸，并且额头部分被配置成布置在用户的额头的一侧上。框架还可以包括耦接到额头部分并且延伸至自由端的臂。第一臂可以布置在用户的太阳穴上，其中，自由端被布置成靠近用户的耳朵。装置还可以包括透明显示器和输入端，透明显示器以与额头部分相邻的方式被固定至框架，并且输入端固定至框架并被配置成从用户接收与功能相关联的输入。与功能相关的信息可以能够呈现在显示器上。

第7,936,519号美国专利公开了一种头戴式显示器，包括：戴在观察者的头上的眼镜框架型框架；以及两个图像显示装置，图像显示装置中的每个图像显示装置包括图像生成装置和光引导装置，光引导装置安装至图像生成装置，光引导装置作为整体被定位在观察者的脸的相对于图像生成装置的中心侧，从图像生成装置发射的光束入射在光引导装置上，光束通过光引导装置被引导，且光束从光引导装置朝着观察者的瞳孔被发射。

第8,289,231号美国专利公开了一种头戴式虚拟图像显示单元，该头戴式虚拟图像显示单元在尺寸和重量上是紧凑的，并且结合了提供清楚的穿透能力的高性能光学系统。当穿透能力不是所期望的时，可以针对这些实例结合滑动遮光罩。可以结合焦点调整，以允许将图像例如聚焦在距无穷远大约18英寸的距离处。可以结合可调整头带，该可调整头带适于适合用户的头。可以结合柔性臂架结构以有助于对光学组件的精细位置调整。还可以结合滑杆和球窝接合机制以有助于光学组件的位置调整。可以结合内置麦克风以使得能够由用户进行语音输入。头戴式虚拟图像显示单元可以结合眼镜或安全镜舒适地使用，并且在不阻挡用户对周围环境的观察的情况下向用户提供有用的图像。该单元被设计成具有满意的外观以便极大地增强用户接受性。

第8,384,999号美国专利公开了一种用于头戴式显示器和其他应用的光学模块。光学模块包括具有相互啮合的脊形表面的光学衬底和光学覆板。在表面中的至少一个上形成反射层。在表面之间可以定位有折射率匹配材料。从投影仪接收投影图像的区域将从投影仪到达的光线定向在脊形表面上，使得在使用时，观察者感知到增强的图像。增强的图像包括来自投影仪的反射光线以及来自位于模块的与观察者相反的侧上的对象的透射光线。

在某些技术中，对眼睛位置和运动进行跟踪，以确定用户的焦点区域。例如在第6,943,754号美国专利中公开了跟踪注视的技术。