多光学表面光学设计制造技术

描述了一种用于使用相同图像数据生成多个焦平面的多光学表面光学设计，该相同的图像数据被基本上同时显示以生成不同焦深的感知。该多光学表面光学设计可以包括设备，该设备包括反射光学表面，该反射光学表面可以被布置在彼此的顶部上并且被配置为生成多个焦平面；以及图像源，其用于将图像数据投影到反射光学表面上。所描述的技术可以使得图像数据被再现在与期望的焦距相对应的焦平面中，并且可以在与图像数据被再现在焦平面中的时间基本上相同的时间，在多个焦平面的其他焦平面中感知到图像的多个副本。可以使用感知的清晰度再现多个副本的每个副本，使得每个副本离焦。

Optical design of multi optical surface

A multi optical surface optical design for generating multiple focal planes using the same image data is described. The same image data is basically displayed at the same time to generate different focal depth perception. The multi optical surface optical design may include a device, which includes a reflective optical surface, which can be arranged on the top of each other and is configured to generate a plurality of focal planes; and an image source is used to projection image data onto a reflective optical surface. The described technique may allow the image data to be reproduced in the focal plane corresponding to the desired focal length, and may be at the same time as the time in which the image data is reproduced in the focal plane, and a plurality of side copies of the image are perceived in the other focal planes of the multiple focal planes. Each replica of multiple copies can be reconstructed using perceptual sharpness so that each copy is defocused.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多光学表面光学设计
技术介绍
混合现实(MR)是一种融合现实世界和虚拟世界的技术。MR是一种产生MR环境的技术，其中物理现实世界场景中的物理现实世界的人物和/或对象与虚拟的计算机生成的人物和/或对象实时共存。例如，MR显示设备可以用计算机生成的图形(例如，狗、城堡等)来增强物理现实世界场景，并且允许与MR显示设备相关联的用户观看现实世界和计算机生成的图形的合成视图。MR显示设备有时利用场景中对象的不同焦深来生成深度感知，如在现实世界中所经历的那样。焦深是空间的距离范围，其中如果用户被聚焦在其表观深度，则在MR显示器中看起来从放置在给定焦深的对象发出的光线出现的清晰度高于阈值。高级MR显示设备有时利用光场显示器和/或变焦显示器(例如，焦点随着焦距变化而变化)以实现不同焦深。深度提示可以补充由双眼接收到的双眼提示，诸如立体视觉、眼睛会聚、视差、视差开发等，或补充由单眼接收的单眼提示，诸如大小等。然而，光场显示器和变焦显示器价格昂贵、耗电和/或计算量过大，并且在一些示例中，可能导致减小的视场和/或其他性能降级。
技术实现思路
本公开描述了一种用于利用相同图像数据生成多个焦平面的多光学表面光学设计，这些相同图像数据可以基本上被同时显示以生成不同焦深的感知，如同在现实世界中所经历的那样。在至少一个示例中，所描述的技术可以包括：一种包括多个反射光学表面的设备，这些多个反射光学表面可以被布置在彼此的顶部并且被配置为生成多个焦平面；图像源，其用于将图像数据投影到多个反射光学表面上，该图像数据与可以包括一个或多个虚拟对象的图像相对应；以及具有计算机可执行指令的一个或多个计算机存储介质，该计算机可执行指令当由一个或多个处理器执行时，配置一个或多个处理器以执行包括以下各项的操作：将图像数据再现在与期望的焦距相对应的多个焦平面中的焦平面中，其中基于个体虚拟对象与期望的焦距之间的距离以不同的清晰度再现一个或多个虚拟对象中的个体虚拟对象，导致图像的多个副本在与在焦平面中再现图像数据的时间基本相同的时间在多个焦平面中的其他焦平面中被感知，并且多个副本中的每个副本以感知的清晰度被呈现，使得每个副本离焦。提供本
技术实现思路
是为了以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本概述并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也并非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。附图说明参考附图对具体实施方式进行阐述，其中附图标记的最左边的数字标识其中该附图标记首次出现的图。在相同或不同的图中使用相同的附图标记表示相似或相同的项或特征。图1是示出了包括近眼显示设备的示例性环境的示意图，该近眼显示设备用于利用相同图像数据生成多个焦平面，这些相同图像数据可以经由近眼显示设备基本上被同时显示以生成不同焦深的感知，如在现实世界中所经历的感知。图2是示出了用于近眼显示设备的示例光学系统的示意图。图3是示出了用于近眼显示设备的另一示例光学系统的示意图。图4是示出了用于近眼显示设备的又一示例光学系统的示意图。图5是图示了用于确定期望的焦距并且再现具有至少部分地基于期望的焦距来确定的清晰度的图像的示例过程的流程图。图6是图示了能够实施本文中所呈现的技巧和技术的各方面的计算系统的说明性计算机硬件和软件体系架构的计算机体系架构图。图7是图示了能够实现本文中所呈现的技巧和技术的各方面的分布式计算环境的图。图8是图示了能够实现本文中所呈现的技巧和技术的各方面的计算设备的计算设备体系架构的计算机体系架构图。具体实施方式本公开描述了用于生成多个焦平面并且使得相同图像数据经由显示设备基本上被同时呈现在多个焦平面的个体焦平面中的技术。在至少一个示例中，图像数据可以与包括可以经由设备的显示器再现的一个或多个虚拟对象的图像相对应。也就是说，本文中所描述的技术可以用于在显示器上再现与图像相对应的图像数据，从而使得图像的多个副本被感知。图像和图像的所有副本可以基本上同时通过显示器共存。图像的每个副本都可以位于多个焦平面的个体焦平面上。与再现的图像数据相对应的图像可以使用使得图像对于用户而言看起来清晰的清晰度被再现，并且图像的多个副本可以使用使得图像看起来不清晰(例如，模糊、离焦等)的被感知的清晰度被再现。多个焦平面和/或不同的清晰度可以生成不同焦深的感知，如在现实世界中所经历的感知。如下文所描述的，近眼显示设备可以是混合现实(MR)显示设备和/或虚拟现实(VR)显示设备。虽然本文中的公开内容描述了MR显示设备，但是可以将相同和/或类似的技术应用于VR体验。如上文所描述的，图像数据可以与包括可以经由MR显示设备的显示器被再现的一个或多个虚拟对象的图像相对应。为了讨论的目的，物理的现实世界对象(“真实对象”)或物理的现实世界的人物(“真实人物”和/或“真人”)分别描述物理地存在于物理的现实世界场景(“真实场景”)中的对象或人物。基于真实对象的移动模式和/或用户和/或用户设备的移动，真实对象和/或真实人物可以移入和移出视场。虚拟的计算机生成的内容(“虚拟内容”)可以描述由一个或多个计算设备生成的内容，以生成虚拟的计算机生成的环境(“虚拟环境”，“VR环境”或“MR环境”)。在至少一个示例中，虚拟内容可以包括一个或多个像素，每个像素具有共同呈现在显示器上的相应颜色或亮度，以便表示虚拟环境中的人、对象、场景等。如下文在图2至图4中所描述的，一个或多个像素可以从图像源输出。虚拟内容可以经由本文中所描述的技术在VR设备或MR设备的显示器上被再现。在个体图像内，可以使用不同的清晰度再现个体虚拟对象，这些清晰度可以至少部分地基于每个虚拟对象到各自的期望焦平面的观察眼的距离来确定。不同的清晰度可以使得虚拟对象看起来清晰(例如，聚焦)或一定程度上看起来不清晰(例如，模糊、离焦)，其可以至少部分地基于每个虚拟对象相对于期望的焦平面的位置来确定。也就是说，在可以在期望的焦距处被清晰再现的图像内，个体虚拟对象可以具有不同的清晰度。然而，出现在不是期望的焦距的焦距处的图像的副本可以具有感知的清晰度，由此与图像相关联的所有虚拟对象看起来都不清晰(例如，离焦、模糊等)。本文中所描述的技术包括一种用于利用相同图像数据生成多个焦平面的多光学表面光学设计，这些相同图像数据可以基本上同时显示以生成不同焦深的感知，如在现实世界中所经历的感知。在至少一个示例中，所描述的技术可以包括一种设备，该设备包括多个反射光学表面，该多个反射光学表面可以被布置在彼此的顶部并且被配置为生成多个焦平面；图像源，其用于将图像数据投影到多个反射光学表面上；以及具有计算机可执行指令的一个或多个计算机存储介质，该计算机可执行指令当由一个或多个处理器执行时，配置一个或多个处理器以执行包括以下各项的操作：将图像数据再现在与期望的焦距相对应的多个焦平面中的焦平面中。图像数据可以与图像相对应，并且图像可以包括一个或多个虚拟对象。基于各个虚拟对象与期望的焦平面之间的距离，可以使用不同的清晰度再现一个或多个虚拟对象中的个体虚拟对象。可以使得图像的多个副本在与图像数据在焦平面中再现的时间基本上相同的时间在多个焦平面中的其他焦平面中被感知，并且多个副本的每个副本可以以使得每个副本看起来离焦的被感知的清晰度呈现。也就是说，如果观察者的眼睛聚焦在给定距离(例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：图像源，用于将图像数据投影到至少一个反射光学表面上，所述图像数据与图像相对应；以及至少一个反射光学表面，包括光学表面和反射表面，其中：所述光学表面使得所述图像的第一副本被呈现在第一焦平面中；以及在与所述图像的所述第一副本被呈现在所述第一焦平面中的时间基本上相同的时间，所述反射表面使所述图像的第二副本被呈现在第二焦平面中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.30 US 14/953,6001.一种系统，包括：图像源，用于将图像数据投影到至少一个反射光学表面上，所述图像数据与图像相对应；以及至少一个反射光学表面，包括光学表面和反射表面，其中：所述光学表面使得所述图像的第一副本被呈现在第一焦平面中；以及在与所述图像的所述第一副本被呈现在所述第一焦平面中的时间基本上相同的时间，所述反射表面使所述图像的第二副本被呈现在第二焦平面中。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个反射光学表面包括次级表面镜。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述光学表面是部分反射的；所述至少一个反射光学表面使所述图像的副本被呈现在三个或更多个焦平面中；以及所述三个或更多个焦平面中的至少一个焦平面包括被所述光学表面的前表面反射至少两次的所述图像数据。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像的所述第一副本与第一清晰度相关联，并且所述图像的所述第二副本与第二清晰度相关联，所述第二清晰度与所述第一清晰度不同。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第一焦平面与期望的焦平面相对应，并且所述第一清晰度使所述图像的所述第一副本看起来聚焦。6.根据权利要求4所述的系统，其中所述第二焦平面与不是期望焦平面的焦平面相对应，并且所述第二清晰度使所述图像的所述第二副本看起来离焦。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个反射光学表面与多个反射光学表面相关联，所述多个反射光学表面导致所述图像的附加副本被呈现在除了所述第一焦平面和所述第二焦平面之外的多个焦平面中。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述图像的所述附加副本在基本上相同的时间在所述多个焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·拉尼尔，S·勒纳，J·S·科林，A·梅莫内，J·赫德曼，
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