通过用户分类为多深度平面显示系统选择深度平面技术方案

一种显示系统包括头戴式显示器，该头戴式显示器被配置为将具有不同的波前发散量的光投射到用户的眼睛，以显示看起来位于不同深度平面处的虚拟图像内容。波前发散可以以离散的步长变化，其中步长的变化是基于用户是否注视在特定的深度平面上而触发的。显示系统可以被校准用于切换主要用户的深度平面。当确定访客用户正在使用该系统而不是进行完全校准时，该显示系统可以被配置为基于用户正在看向的虚拟内容的粗略确定来切换深度平面。虚拟内容具有相关联的深度平面，并且显示系统可以被配置为切换到该虚拟内容的深度平面。为切换到该虚拟内容的深度平面。为切换到该虚拟内容的深度平面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过用户分类为多深度平面显示系统选择深度平面
[0001]优先权主张
[0002]本申请根据35USC
§
119(e)要求于2018年8月3日提交的题为“DEPTH PLANE SELECTION FOR MULTI
‑
DEPTH PLANE DISPLAY SYSTEMS BY DETERMINATION OF INTERPUPILLARY DISTANCE(通过确定瞳孔间距离为多深度平面显示系统选择深度平面)”第62/714,649号美国临时申请的优先权，以及2019年7月17日提交的题为“DEPTH PLANE SELECTION FOR MULTI
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DEPTH PLANE DISPLAY SYSTEMS BY USER CATEGORIZATION(通过用户分类为多深度平面显示系统选择深度平面)”的第62/875,474号美国临时申请的优先权，在此通过引用将其全部内容合并于此。
[0003]通过引用的并入
[0004]本申请通过引用并入以下专利申请和专利公开的全部：2014年11月27日提交的第4/555,585号美国申请，于2015年7月23日以美国公开号2015/0205126公开；2015年4月18日提交的第14/690,401号美国申请，于2015年10月22日以美国公开号2015/0302652公开；2014年3月14日提交的第14/212,961号美国申请，现为于2016年8月16日公布的第9,417,452号美国专利；2014年7月14日提交的第14/331,218号美国申请，于2015年10月29日以美国公开号2015/0309263公开；2018年3月21日提交的第15/927,808号美国申请；2016年10月12日提交第15/291,929号美国申请，于2017年4月20日以美国申请号2017/0109580公开；2017年1月17日提交第15/408,197号美国申请，于2017年7月20日以美国公开号2017/0206412公开；2017年3月24日提交的第15/469369号美国申请，于2017年9月28日以美国公开号2017/0276948公开；2018年1月17日提交的第62/618,559号美国临时申请；2019年1月17日提交的第16/250,931号美国申请；2015年5月6日提交的第14/705/741号美国申请，于2016年4月21日以美国公开号2016/0110920公开；以及2017年10月12日公开的第2017/0293145号美国专利公开。


[0005]本公开涉及显示系统、虚拟现实以及增强现实成像和可视化系统，并且更具体地涉及部分地基于用户的瞳孔间距离的深度平面选择。

技术介绍

[0006]现代的计算和显示技术已经促进了用于所谓的“虚拟现实”、“增强现实”或“混合现实”体验的系统的发展，其中，以它们看起来是真实的或者可被感知为是真实的方式向用户呈现数字再现的图像或其一部分。虚拟现实或“VR”场景通常涉及数字或虚拟图像信息的呈现，而对其他实际现实世界视觉输入不透明；增强现实或“AR”场景通常涉及数字或虚拟图像信息的呈现，以作为对用户周围现实世界的可视化增强；混合现实或“MR”与融合现实世界和虚拟世界有关，以产生物理和虚拟对象共存并实时交互的新环境。事实证明，人类的视觉感知系统非常复杂，产生促进虚拟图像元素尤其其他虚拟或现实图像元素的舒适、感觉自然、丰富的呈现的VR、AR或MR技术是具有挑战性的。本文公开的系统和方法解决了与
VR、AR和MR技术有关的各种挑战。

技术实现思路

[0007]公开了用于在显示系统(诸如增强现实显示系统)中进行深度平面选择的系统和方法的各种示例，其中显示系统包括混合现实显示系统。
[0008]在一些实施例中，显示系统可以被配置为将光投射到佩戴者的眼睛以在佩戴者的视场中显示虚拟图像内容，其中佩戴者也可以被称为用户。佩戴者的眼睛可以具有角膜、虹膜、瞳孔、晶状体、视网膜和延伸穿过晶状体、瞳孔和角膜的光轴。该显示系统可以包括：框架，其被配置为支撑在佩戴者的头部上；头戴式显示器，其设置在框架上，该显示器被配置为将光投射到佩戴者的眼睛中，从而以不同的波前发散量中的至少一个向佩戴者的视场显示虚拟图像内容，因此所显示的虚拟图像内容可以看起来是在不同的时间段源自不同的深度；一个或多个眼睛跟踪相机，其被配置为对佩戴者的眼睛进行成像；以及与显示器和一个或多个眼睛跟踪相机通信的处理电子器件。在一些实施例中，处理电子器件可以被配置为确定佩戴者是显示系统的已校准用户还是访客用户，并基于该分类来选择用于在两个或更多个深度平面之间切换虚拟内容的呈现的方案。例如，处理电子器件可以被配置为基于利用一个或多个眼睛跟踪相机获得的眼睛图像来获得佩戴者的瞳孔间距离的估计，确定佩戴者是已校准用户还是访客用户，并且对于访客用户而言，该显示系统可以被配置为部分地基于佩戴者的所估计的瞳孔间距离或基于与特定虚拟内容相关联的深度平面信息，在两个或更多个深度平面之间进行切换。
[0009]在一些实施例中，增强现实显示系统包括头戴式显示器，该头戴式显示器被配置为通过向佩戴者输出光来呈现虚拟内容，其中该头戴式显示器被配置为以与远离佩戴者不同感知深度对应的不同的波前发散量向佩戴者的眼睛输出光。该显示系统还包括通信地耦接至头戴式显示器的至少一个处理器。该至少一个处理器被配置为确定佩戴者是已校准的佩戴者还是访客用户。当确定佩戴者是已校准用户时，该至少一个处理器被配置为加载预先存在的用户深度平面切换校准信息；并基于预先存在的用户深度平面切换校准信息来设置头戴式显示器的深度平面切换参数。当确定佩戴者是访客用户时，该至少一个处理器被配置为识别访客用户最有可能看着的虚拟对象，该虚拟对象具有相关联的深度平面，并基于该相关联的深度平面来设置头戴式显示器的深度平面切换参数。
[0010]在一些其他实施例中，提供了一种用于确定在显示系统中进行深度平面切换的参数的方法。该显示系统被配置为将图像光引导至用户的眼睛以显示虚拟图像内容，并在多个深度平面上呈现虚拟图像。每个深度平面与具有不同波前发散量的图像光相关联，并且该显示系统被配置为通过改变图像光的波前发散来在不同深度平面之间切换虚拟图像内容。该方法包括确定用户是已校准用户还是访客用户。当确定该用户为已校准用户时，加载预先存在的用户深度平面切换校准信息，并基于预先存在的用户深度平面切换校准信息来设置头戴式显示器的深度平面切换参数。当确定用户为访客用户时，确定该访客用户正在看着的虚拟对象。该虚拟对象具有相关联的深度平面；并且基于该相关联的深度平面为头戴式显示器设置深度平面切换参数。
[0011]在又一其他实施例中，增强现实显示系统包括头戴式显示器，该头戴式显示器被配置为通过向佩戴者输出光来呈现虚拟内容。该头戴式显示器包括被配置为将来自世界的
光传递到佩戴者的眼睛中的波导堆叠。该波导堆叠包括多个波导，并且该多个波导中的一个或多个波导被配置为以与该多个波导中的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种增强现实显示系统，包括：头戴式显示器，其被配置为通过向佩戴者输出光来呈现虚拟内容，其中，所述头戴式显示器被配置为以不同的波前发散量向所述佩戴者的眼睛输出光，所述不同的波前发散量对应于远离所述佩戴者的不同感知深度；以及被通信地耦接到所述头戴式显示器的至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：确定所述佩戴者是已校准用户还是访客用户；当所述佩戴者被确定为是已校准用户时：加载预先存在的用户深度平面切换校准信息；以及基于所述预先存在的用户深度平面切换校准信息，设置用于所述头戴式显示器的深度平面切换参数；以及当所述佩戴者被确定为是访客用户时：识别所述访客用户最有可能在看着的虚拟对象，其中，所述虚拟对象具有相关联的深度平面；以及基于所述相关联的深度平面，设置用于所述头戴式显示器的深度平面切换参数。2.根据权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述显示系统被配置为：通过确定所述佩戴者的瞳孔间距离，确定所述佩戴者是已校准用户还是访客用户。3.根据权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述显示系统被配置为：通过确定所述访客用户的眼睛是否正注视在包含所述虚拟对象的体积内，确定所述访客用户是否最有可能在看着所述虚拟对象。4.根据权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述显示系统被配置为：确定与确定所述佩戴者的注视点的位置相关联的不确定性；以及基于所述不确定性，改变包含所述虚拟对象的所述体积的大小。5.根据权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述显示系统被配置为：如果与确定所述佩戴者的注视点的位置相关联的不确定性超过阈值，则转换到所述访客用户的动态校准。6.根据权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述显示系统被配置为：如果与所述虚拟对象的位置相关联的不确定性超过阈值，则转换到所述访客用户的动态校准。7.根据权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，在确定所述佩戴者是已校准用户之后，在检测到所述已校准用户不再佩戴所述设备时，所述显示系统被配置为：在预定时间量内或对预定图像帧数量继续利用所述已校准用户的深度平面切换校准信息。8.根据权利要求1所述的增强现实显示系统，其中，所述头戴式显示器包括被配置为将来自世界的光传递到所述佩戴者的眼睛中的波导堆叠，其中，所述波导堆叠包括多个波导，所述多个波导包括一个或多个波导，所述一个或多个波导被配置为以与所述多个波导中的一个或多个其他波导不同的波前发散量将光输出到所述佩戴者的所述眼睛。9.一种用于在显示系统中确定深度平面切换的参数的方法，所述显示系统被配置为将图像光引导到用户的眼睛以显示虚拟图像内容，所述显示系统被配置为在多个深度平面上呈现所述虚拟图像内容，其中，每个深度平面与具有不同的波前发散量的图像光相关联，其中，所述显示系统被配置为通过改变所述图像光的波前发散来在不同的深度平面之间切换
所述虚拟图像内容，所述方法包括：确定所述用户是已校准用户还是访客用户；当所述用户被确定为是已校准用户时：加载预先存在的用户深度平面切换校准信息；以及基于所述预先存在的用户深度平面切换校准信息，设置用于头戴式显示器的深度平面切换参数；以及当所述用户被确定为是访客用户时：确定所述访客用户是否在看着虚拟对象，其中，所述虚拟对象具有相关联的深度平面；以及基于所述相关联的深度平面，设置用于所述头戴式显示器的深度平面切换参数。10.根据权利要求9所述的方法，其中，确定所述访客用户是否在看着虚拟对象包括：确定所述访客用户的眼睛是否正注视在包含所述虚拟对象的体积内。11.根据权利要求10所述的方法，还包括：确定与确定所述用户的注视点的位置相关联的不确定性；以及基于所述不确定性，改变包含所述虚拟对象的所述体积的大小。12.根据权利要求9所述的方法，还包括：如果与确定所述用户的注视点的位置相关联的不确定性超过阈值，则从基于虚拟内容的深度平面切换转换到所述访客用户的动态校准，其中，基于虚拟内容的深度平面切换包括：基于所述相关联的深度平面，设置用于所述头戴式显示器的深度平面切换参数。13.根据权利要求9所述的方法，还包括：在确定所述用户是已校准用户之后，在检测到所述已校准用户不再佩戴所述显示系统的显示器时，在预定时间量内或对预定图像帧数量继续利用所述已校准用户的深度平面切换校准信息。14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述显示系统包括被配置为将来自世界的光传递到所述用户的眼睛中的波导堆叠，其中，所述波导堆叠包括多个波导，所述多个波导包括一个或多个波导，所述一个或多个波导被配置为以与所述多个波导中的一个或多个其他波导不同的波前发散量将光输出到所述用户的眼睛。15.一种增强现实显示系统，包括：头戴式显示器，其被配置为通过向佩戴者输出光来呈现虚拟内容，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：奇跃公司，
类型：发明
国别省市：