通过根据检测到的用户的头部的移动来减少有机发光二极管(LED)面板的行占空比，提供了具有减少的运动模糊的头戴式显示(HMD)设备。进一步，与行占空比中的减少相配合地增加面板的面板占空比，以保持恒定亮度。该技术可适用于例如其中增强现实图像被显示在世界坐标中的特定位置的情形。诸如加速度计或陀螺仪之类的传感器可被使用以获得用户的头部的角速度。所述角速度指示出根据所述LED面板的角度分辨率在一帧周期中所对向的像素数。基于所述角速度或一帧周期中所对向的像素数，占空比可例如每帧设置一次。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】增强现实体验中允许对于具有恒定亮度的减少的运动模糊 控制进行动态控制的双占空比OLED 置量 头戴式显示（HMD)设备可用于各种应用中，包括军事、航空、医学、视频游戏、娱 乐、运动等等。透视HMD设备允许用户观察物理世界，而光学元件将来自一个或多个小型微 显示器的光增加到用户的视觉路径中，以提供增强现实图像。类似地，在将用户与物理世界 隔绝的同时，沉浸式HMD设备提供增强现实图像。 本文所述的技术涉及HMD设备以及用于在这样的设备所显示的增强现实图像中 减少或避免运动模糊的各种实施例。在扫描并保持显示技术中，图像数据帧被显示并通常 被保持一帧周期。在帧被保持的同时，用户的头部可能移动，导致运动模糊。 在一个方法中，提供了一种头戴式显示设备，该头戴式显示设备包括微显示器、传 感器和至少一个控制电路。所述微显示器显示诸如图像数据的一个或多个帧之类的增强现 实图像，并包括安排成行的发光二极管（LED)的面板。例如，有机LED(0LED)由于它们的快 速响应时间而可被使用。传感器可包括例如加速度计或陀螺仪，所述传感器被固定在HMD 设备上并随用户的头部移动。传感器因此在头部被旋转时感测用户的头部的角速度。当用 户将他们的注意力从增强现实图像转移但仍然看他们的视野中的该增强现实图像时，旋转 可发生。至少在当前帧周期期间，增强现实图像的位置可被锁定到现实世界位置。在该情形 中，运动模糊可能发生，因为相对于头部运动来说，图像未被足够快地更新。为了解决这个 问题，为了减少增强现实图像的运动模糊，所述至少一个控制电路通过并发地减少行的行 占空比（rdc)并增加面板的面板占空比（roc)以响应于所述角速度来控制所述微显示器。 行的行占空比的减少导致减少的运动模糊。也可实现功率节省和增加的可靠性。 提供本概述以便以简化形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。该 概述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在被用来帮助确定所要 求保护的主题的范围。附图简沐 在附图中，相同编号的元素彼此对应。 图1是描绘HMD设备与中枢计算系统12通信的一个实施例的示例组件的框图。 图2是HMD设备的一个实施例的一部分的俯视图。 图3A是HMD设备的组件的一个实施例的框图。 图3B描绘了图3A的微显示器120的示例实施例。 图4是图1的处理单元4的组件的一个实施例的框图。 图5A描绘了用于在头戴式显示设备上提供增强现实图像同时减少运动模糊的过 程。 图5B描绘了图5A的用于检测用户的头部的旋转以及运动模糊的可能性的步骤 502的示例细节。 图5C描绘了图5A的用于确定在保持亮度的同时减少运动模糊的RDC和PDC的步 骤503的示例细节。 图?描绘了图5A的用于使用确定出的RDC和PDC显示锁定到世界坐标系中的某 一位置的增强现实图像的步骤505的示例细节。 图6A描绘了在世界坐标系中的固定位置处的示例现实世界图像。 图6B描绘了其中用户观察到作为图6A中的盒子周围的框的增强现实图像的场 景。 图6C描绘了其中用户的头部旋转从而导致增强现实图像的运动模糊的可能性的 场景。 图6D描绘了图6C的场景的俯视图，示出察觉到的示例像素的移动。 图7A描绘了示出按时间变化的头部旋转的示例图表。 图7B描绘了根据图7A的头部旋转，示出按时间变化的RDC和PDC中的调整的示 例图表。 图7C描绘了根据图7B的RDC和H)C，示出按时间变化的LED面板的亮度级的示例 图表。 图8A描绘了用于基于头部旋转来设置RDC和H)C的示例图表。 图8B描绘了作为图8A的替代的示例图表，其中提供了RDC和PDC的离散级。 图9A至9D描绘了分别示出面板的第一行、第二行、第NrXRC/100+l行、最后一行 的70%RDC控制信号的公共时间线。 图10C描绘了在存在如图10A中所描绘的70%RDC控制信号以及如图10B中所描 绘的43%PDC控制信号时，某一行按时间变化的光输出。 图11C描绘了在存在如图11A中所描绘的43%RDC控制信号以及如图11B中所描 绘的70%PDC控制信号时，某一行按时间变化的光输出。 图12A描绘了与图ro中的步骤539对应的图3B的LED面板336的示例实施例， 其中电容器在第i行使用列级晶体管T5放电。 图12B描绘了与图?中的步骤540对应的图3B的LED面板336的示例实施例， 其中电容器在第i行使用LED级晶体管T6放电。 图12C描绘了与图?中的步骤541对应的图3B的LED面板336的示例实施例， 其中使用行级晶体管T7终止对LED的供电。 图12D描绘了与图?中的步骤542对应的图3B的LED面板336的示例实施例， 其中使用LED级晶体管T8终止对LED的供电。 图13描绘了与图f5D的步骤538相一致的用于使用两个移位寄存器来将显示数据 和黑视数据写入行的过程。 详细描沐 本文所述的技术提供了一种头戴式显示设备以及一种用于控制这样的设备的方 法，该方法减少或避免了由用户的头部的移动而造成的运动模糊。如所述，诸如扫描、采样 并保持方法之类的显示技术（其中面板的每一行被照亮一帧周期的持续时间）在用户移动 头部（诸如通过旋转头部）同时观看存留在世界空间中的诸如全息图或虚拟物体之类的增 强现实图像时可能导致运动模糊。该技术提供了对这样的运动模糊伪影的缓解。进一步， 一种附加措施允许对运动模糊进行动态控制，同时保持恒定亮度级，否则亮度级会随运动 模糊而波动。 该技术的特征包括减少LED面板的行占空比（RDC)以减少察觉到的运动模糊，基 于用户的头部的跟踪到的速度来提供对行占空比的动态控制，相配合地操纵行占空比和面 板脉宽调制（PWM)占空比以动态地减少运动模糊，同时保持恒定亮度，以及操纵行和面板 占空比（PDC)以优化观看条件以及延长面板寿命。 图1是描绘HMD设备的一个实施例的示例组件的框图。HMD设备2包括通常可以 是眼镜架形状的头戴式镜架3,并且包括镜腿102和103,以及包含鼻梁104的前镜片框。在 鼻梁104中置入了话筒110以用于记录声音（包括说出的用户命令）以及将对应的音频数 据传送给处理单元4。镜片116和119是透视的。这是透视近眼HMD设备的示例。沉浸式 HMD设备可被替代地使用。 HMD设备可被戴在用户的头上，使得该用户可以透过显示器看并从而看到包括不 是由该HMD设备生成的图像的现实世界场景。HMD设备2可以是自包含的，使得它的所有组 件由镜架3来承载。可选地，HMD设备的一个或多个组件不由该镜架来承载。例如，不被该 镜架承载的一个或多个组件可以通过导线来物理地附连到该镜架所承载的某一组件。 此外，未被该镜架承载的一个或多个组件可以与该镜架所承载的某一组件进行无 线通信，并且没有通过导线或以其他方式物理地附连到该镜架所承载的某一组件。在一种 方法中，未被该镜架承载的一个或多个组件可由该用户携带，如在腕上。例如，处理单元4 可经由有线链路或经由无线链路连接到该镜架中的组件。术语"HMD设备"可涵盖镜架上的 组件和相关联的镜架外的组件两者。 处理单元4包括用于操作HMD设备2的计算能力中的许多能力。该处理器可以执 行存储在处理器可读存储设备上的指令以执行本文描述的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种头戴式显示设备，包括：微显示器，所述微显示器显示增强现实图像并包括安排成行的发光二极管的面板；传感器，所述传感器感测用户的头部的角速度；以及至少一个控制电路，为了减少所述增强现实图像的运动模糊，所述至少一个控制电路通过并发地减少所述行的行占空比并增加所述面板的面板占空比以响应于所述角速度来控制所述微显示器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·N·马戈利斯，B·科利特，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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