目镜中用于减少伪像的边缘配置的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本公开一般而言涉及光学装置，并且具体地而非排他地，涉及用于头戴式显示器的目镜。
【背景技术】
[0002]头戴式显示器(head mounted display，“HMD”)是佩戴在头上或头周围的显示设备。HMD通常包括在人眼的几厘米内发出光图像的某种近眼光学系统。单眼显示器被称为单目HMD，而双眼显示器被称为双目HMD。一些HMD仅显示计算机生成的图像(computergenerated image，“CGI ”)，而其它类型的HMD能够在真实世界视图上叠加CGI。这后一种类型的HMD可用作用于实现增强现实的硬件平台。利用增强现实，观看者的世界图像利用覆盖的CGI增强，也被称为抬头显示器(heads-up display，“HUD”)。
[0003]HMD具有许多实用应用和休闲应用。航天应用允许飞行员在不使其眼睛离开飞行路径的情况下看到重要飞行控制信息。公共安全应用包括地图和热成像的战术显示。其它应用领域包括视频游戏、运输和远距离通信。在使用HMD的各种应用中，重要的是维持被引导进入用户的眼睛的CGI的完整性。因此，负责将CGI光引导到用户的眼睛的光学系统必须被设计成将质量图像递送给用户。在一些情境下，用于HMD的传统光学系统在CGI中生成诸如“拖尾”的伪影。“拖尾”例如可使得用户感知到包括间隙和/或冗余部分的图像。因此，具有减少引导到用户的CGI中的伪影的光学系统将是有益的。
【附图说明】
[0004]参考下列图来描述本发明的非限制性和非穷尽性的实施例，其中除非另作说明，否则贯穿各视图中，同样的参考标记指代同样的部分。
[0005]图1图示了依照本公开的实施例的包括目镜的头戴式显示器(“HMD”)。
[0006]图2图示了依照本公开的实施例的朝着目镜的朝向眼睛区域引导外部场景光和计算机生成的图像(“CGI”)的示例目镜的顶部截面视图。
[0007]图3图示了依照本公开的实施例的在目镜的边缘上具有反射减少特征的目镜的端视图。
[0008]图4图示了依照本公开的实施例的在目镜的边缘上具有反射减少特征的目镜的端视图。
[0009]图5图示了依照本公开的实施例的在目镜的边缘上具有反射减少特征的目镜的端视图。
[0010]图6示出了依照本公开的实施例的具有定位在用户眼睛上方的目镜的HMD。
【具体实施方式】
[0011]本文描述了头戴式显示器(“HMD”)和用于HMD的装置的实施例。在下列描述中，阐述了许多具体细节，以提供对实施例的彻底理解。然而，相关领域技术人员将认识到，本文描述的技术可在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下或者利用其它方法、组件、材料等等来实践。在其它实例中，公知的结构、材料或操作未被示出或者详细描述以避免模糊特定方面。
[0012]贯穿本说明书，提到“一个实施例”或“实施例”时，指的是联系该实施例描述的具体特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因而，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”出现在贯穿本说明书的不同地方并不一定都指代同一个实施例。此外，所述具体特征、结构或特性可在一个或多个实施例中以任何适当的方式组合。
[0013]图1图示了依照本公开的实施例的包括目镜180的头戴式显示器(“HMD”)100。示例HMD 100是单目HMD。HMD 100包括侧臂173、中心框架支撑174和具有鼻梁架的鼻桥部分175。在图1中所示的示例实施例中，中心框架支撑174连接侧臂173。在所图示的实施例中，HMD 100不包括包含透镜元件的透镜框架，但其它实施例可包括透镜元件。HMD是佩戴在头上或头周围的显示设备。虽然图1图示了特定的单目HMD 100，但本发明的实施例可应用到多种框架类型和款式(例如护面、头带、护目镜)。
[0014]所图示的HMD 100的实施例能够向用户显示增强现实。除了显示在HMD 100内的显示模块所生成的光(具有计算机生成图像(CGI))以外，目镜180可允许用户经由外部场景光155看到现实世界图像。在这种情况下，目镜180可被称为“光组合器”，因为其可向用户的眼睛呈现外部场景光155和CGI光两者。结果，CGI光可被用户看见为作为增强现实叠加在现实世界上的虚拟图像。
[0015]HMD 100可额外包括组件外壳176，组件外壳176可包括机载计算系统(未示出)、图像捕捉设备178和用于操作图像捕捉设备178(和/或可用于其它目的)的按钮179。组件外壳176还可包括其它电气组件和/或可电连接到在HMD内或在HMD上的其它位置处的电气组件。组件外壳176可包括用于朝着目镜180发送CGI光的显不模块的光源(未不出)和/或将光从光源引导到目镜180的光学元件(未示出)。因而，目镜180可包括当HMD 100被佩戴时将CGI光朝着佩戴者的眼睛引导的光学特征。在所图示的实施例中，目镜180的大致形状为具有上表面182、场景表面181、朝向眼睛的背表面183 (不可见)、下表面184(不可见)和端表面185(不可见)的三维矩形。朝向眼睛的背表面183与场景前表面181相对，并且下表面184与上表面182相对。上表面182、场景表面181、朝向眼睛的背表面183、下表面184和端表面185组成目镜180的外表面。
[0016]图2图示了依照本公开的实施例的朝着目镜的朝向眼睛区域引导外部场景光255和计算机生成的图像(“CGI”)的示例目镜200的顶部截面视图。目镜200是能被用作目镜180的示例目镜。要领会，目镜200仅仅是能用于将CGI光和外部场景光255两者都引导到用户的眼睛260的目镜的一个示例实施例。
[0017]目镜200包括光中继器265、光束分离器231和端反射器287。端反射器287将被布置在目镜180的端表面185上。显示模块205可利用发光二极管(“LED”)阵列、有机LED( “0LED”)阵列、量子点阵或其它方式来实现。显示模块205还可通过光源(例如，激光、LED或者灯泡)背光的IXD显示器或者反射光源的硅上液晶(“LC0S”)面板实现。端反射器287可以是凹面镜。
[0018]在操作中，显示模块205朝着端反射器287沿着正向路径280发出显示光(其可以是CGI光)。光中继器265可具有透明结构以允许显示光沿着正向路径280通过。光中继器265可由固体透明材料(例如，玻璃、石英、丙烯酸塑料、透明塑料、PMMA、ZE0NEX-E48R等等)制造或被实现为具有显示光穿过的内部空气隙的固体外壳。光中继器265可进行操作来保护光路，但可不一定使用全内反射(total internal ref lect1n，“TIR”)来指引或者约束显示光。
[0019]沿着正向路径280，显示光遇到光束分离器231。光束分离器231朝着目镜200的场景表面(例如场景表面181)反射显示光的第一部分，并且使显示光的第二部分通过。在一个实施例中，光束分离器231是45度的50/50非偏振光束分离器，含义是其反射百分之50的光并使另百分之50的光通过。光束分离器231让其通过的显示光沿着正向路径280继续并且端反射器287沿着反向路径285将显示光反射回来。沿着反向路径285的显示光遇到光束分离器231，光束分离器231朝着目镜200的朝向眼睛的表面(例如，朝向眼睛的表面183)反射沿着反向路径285的显示光的一部分。所图示的图2的实施例允许显示模块205所发出的显示光被投射到用户的眼睛260中，这就是图像275被引导到眼睛260的方式。除了将图像275引导到眼睛260中以外，目镜200还可允许外部场景光255的至少一部分到达眼睛260 (在一部分被光束分离器231反射之后)。在这种情况下，目镜200可被称为“光组合器”。
[0020]图3图示了依照本公开的实施例的在目镜的边缘上具有反射减少特征310的目镜300的端视图。图3中所示的视图可表示通过端反射器287看向目镜200将看到的视图。目镜300被示为具有上表面382、场景表面381、朝向眼晴的表面383和下表面384的矩形。反射减少特征310被布置在目镜300的边缘上，该边缘在目镜300的第一端和第二端之间伸展(run)。在图1中，边缘199可以是在目镜200的第一端和第二端之间伸展的边缘的一个示例。在一个实施例中，第一端可以是目镜的被耦合以从显示模块205接收光的光接收端，并且第二端可以是目镜300的端反射器287所位于的那一端。在第一端和第二端之间伸展的边缘被配置(利用反射减少特征310)来减少使CGI光回到目镜中的反射。在图3中，该边缘形成在上表面382联接朝向眼睛的表面383之处，上表面382联接场景表面381之处，下表面384联接场景表面381之处，以及下表面384联接朝向眼睛的表面383之处。上表面382可与场景表面381和朝向眼睛的表面383近乎垂直。下表面384也可与场景表面381和朝向眼睛的表面383近乎垂直。要领会，不是目镜的所有边缘都将必须包括反射减少元件310。在一个实施例中，只有一个边缘包括反射减少元件310。
[0021]在某些情境下，没有(一个或多个)反射减少元件(例如反射减少元件310)但具有与图3类似的表面和边缘的目镜可能向呈现给用户的图像(例如图像275)引入伪影。这被认为是由促进全内反射(“TIR”)的目镜的角所引起的，因为CGI光会遇到角。当TIR被角所促进时，CGI光可反射回到目镜中，然后(当在目镜内反射之后)在朝向眼睛的方向上被引导到HMD的佩戴者的眼睛中。然而，这个已被反射回到目镜中的回收的CGI光当在目镜内被反射之后可能不能在正确的位置呈现给用户的眼睛，这可向用户所看到的图像引入伪影。因此，在目镜的边缘(角)上具有反射减少元件可减少CGI光的不需要的反射