[发明专利]根据用户的视线方向调整聚焦区域的增强现实设备及其操作方法

说明书

一种增强现实(AR)设备，其包括可变焦透镜，该可变焦透镜的焦距可以通过调整折光力并根据用户的视线方向来调整可变焦透镜的调焦区域的位置而改变。该AR设备可以使用眼睛追踪器来获得指示用户的视线方向的眼向量，调整第一可变焦透镜的第一调焦区域的折光力以改变用于显示虚拟图像的焦距，以及相对于第一调焦区域的调整后的折光力互补地调整第二调焦透镜的折光力。

技术领域

本公开涉及提供要被感知为显示在现实世界对象上的虚拟图像的增强现实(AR)设备，更具体地，涉及根据用户的视线方向自动调整聚焦区域的位置和大小的AR设备及其操作方法。

背景技术

增强现实(AR)是一种将虚拟图像叠加在现实世界的物理环境空间或现实世界对象上的技术，并且由利用AR技术的AR设备(例如，智能眼镜)来实现。AR设备可以用于信息检索、方向、相机拍摄等各种情形，即使智能眼镜也作为时尚物品被穿戴并且可能主要用于户外活动。

在AR设备被用户穿戴的同时，AR设备的用户一般通过靠近用户眼睛设置的透视显示器而看到场景。这里，场景包括用户直接通过眼睛看到的物理环境或空间中的一个或更多个现实世界对象。AR设备可以将虚拟图像投射到透视显示器或通过透视显示器投射到用户的眼睛上，并且用户可以通过透视显示器同时观看现实世界对象和投射的虚拟图像。

当在穿戴AR设备的同时通过透视显示器观看虚拟图像时，尽管用户眼睛的晶状体控制的焦距被调整到显示虚拟图像的透视显示器，但是观看根据双目视差提供有立体效果的虚拟图像的左眼图像和右眼图像的用户眼睛的聚散距离形成地离透视显示器更远或更近，这导致焦距和聚散距离之间的不一致。因此，长时间观看AR设备的虚拟图像或敏感的用户可能遭受头晕或晕动症。这个问题被称为聚散调节冲突(VAC)。可以通过在透视显示器的前面或后面放置能够调整折光力的光学透镜并调整该光学透镜的聚散度来调整其上形成虚拟图像的聚焦位置，因此可以解决上述问题。

发明内容

技术方案

实施例的方面涉及增强现实(AR)设备及其操作方法，该AR设备包括可变焦透镜，该可变焦透镜能够通过调整折光力并根据用户的视线方向调整可变焦透镜的调焦区域的位置来改变焦距。

另外的方面将部分地在以下描述中阐述，并将部分地自该描述明显，或者可以通过本公开的所呈现的实施例的实践而获悉。

附图说明

本公开的某些实施例的以上及其他方面、特征和优点将由以下结合附图的描述更加明显，附图中：

图1是示出根据本公开的实施例的在现实世界对象上显示虚拟图像的增强现实(AR)设备的图；

图2是根据本公开的实施例的AR设备的平面图；

图3是示出根据本公开的实施例的AR设备的元件的框图；

图4是示出根据本公开的实施例的操作AR设备的方法的流程图；

图5A示出了根据本公开的实施例的AR设备的眼睛追踪器；

图5B示出了根据本公开的实施例的AR设备的眼睛追踪器；

图5C是示出关于用户视线方向的三维(3D)眼球模型的图；

图5D是用于描述根据本公开的实施例的校准眼睛追踪器的方法的参考图；

图6A是根据本公开的实施例的AR设备的可变焦透镜的透视图；

图6B是用于描述根据本公开的实施例的由AR设备的可变焦透镜执行的调整调焦区域的折光力的方法的透视图；

图7A是用于描述根据本公开的实施例的AR设备的可变焦透镜的聚散度的概念的图；

图7B是用于描述根据本公开的实施例的AR设备的可变焦透镜的聚散度的概念的图；