瞳孔转向：挠曲件导引系统技术方案

可以提供挠曲件导引系统来控制光学子组件和/或连接的组合器透镜的移动。例如，挠曲件导引系统可包括远端件、近端件和将远端件链接到近端件的多个线挠曲件。用于链接的线挠曲件可以间隔开，以在远端件和近端件之间形成内腔。这个内腔可以容纳各种电子部件。系统中的一个或更多个致动器可以根据输入信号沿着由线挠曲件提供的不同移动轴移动电子部件。还公开了各种其他方法、系统和计算机可读介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】瞳孔转向:挠曲件导引系统背景虚拟现实(VR)和增强现实(AR)系统向用户显示图像，试图创建虚拟或修改的世界。这种系统通常具有某种类型的护眼装置(eyewear)，例如护目镜或眼镜。这些护目镜和眼镜将图像投射到用户的眼睛上。然后，用户要么看到一个完全虚拟的世界，要么看到通过附加图像进行增强的他或她的真实世界的周围事物。然而，这些VR和AR系统有一个不幸的缺点，即相关护目镜或眼镜的佩戴者经常会有晕动感。这有时是由于虚拟或增强世界没有以用户大脑预期的方式做出响应。例如，用户可以在给定的方向上移动他们的头部或眼睛，但是虚拟或增强图像不会出现在用户期望的地方。如果这种情况反复发生，那么用户可能会感到眩晕、恶心或头痛。概述如下文将更详细描述的，本公开描述了根据所附权利要求的挠曲件导引系统和使用挠曲件导引(flexureguidance)系统来控制光学子组件的移动的方法。如上所述，AR和VR显示器经常遭受滞后、抖动、处理缓慢或其他硬件或软件问题，导致生成的图像不同于用户期望的图像。随着用户移动他们的眼睛、头部或身体，这些差异可能会被放大。随着时间的推移，如果显示屏上的图像与用户的预期不符，用户的大脑可能会感到疲劳、眩晕或其他负面影响。在根据本专利技术的一些实施例中，可以提供挠曲件导引系统来控制光学子组件和/或连接的组合器透镜的移动。例如，挠曲件导引系统可包括远端件、近端件和将远端件链接到近端件的多个线挠曲件(wireflexure)。用于链接的线挠曲件可以间隔开，以在远端件和近端件之间形成内腔。这个内腔可以容纳各种电子部件。系统中的一个或更多个致动器可以根据输入信号沿着由线挠曲件提供的不同移动轴移动电子部件。在一些实施例中，挠曲件导引系统的电子部件可以包括光学子组件。光学子组件可以包括至少一个激光器、至少一个波导和至少一个空间光调制器(例如硅上液晶(LCOS)器件)。在一些实施例中，挠曲件导引系统可允许远端件相对于近端件在x和y方向上移动，同时基本上防止远端件在z方向上移动。在一些实施例中，每个线挠曲件可以分别在每一端刚性连接到远端件和近端件。在一些情况下，该系统可以包括四个线挠曲件，并且远端件和近端件可以基本上是方形的。在这种情况下，四个线挠曲件可以刚性连接到远端件和近端件的四个角中的每一个。在一些情况下，四个线挠曲件中的每一个本身可以包括一组线挠曲件。这样，远端件的四个角和近端件的四个角可以使用四组线挠曲件连接。在一些实施例中，线挠曲件可以由钛、不锈钢、铍或其他金属制成。在一些示例中，远端件和/或近端件可以基本上是径向形状的(radially-shaped)。在一些示例中，挠曲件导引系统可进一步包括固定到其上的部件，这些部件补偿线挠曲件或远端件在z轴方向上的移动。在一些实施例中，远端件或近端件可以包括片块阵列(arrayoftiles)。在一些实施例中，致动器可以是压电弯曲器、行走式压电致动器或基于惯性的致动器。在一些示例中，挠曲件导引系统的控制输入可以基于所跟踪的用户眼睛(或一对眼睛)的眼睛移动来生成。在一个实施例中，用于控制光学组件和连接的组合器透镜的移动的计算机实现的方法可以包括在控制器处接收控制输入。控制器可以是光学子组件的一部分，该光学子组件通过挠曲件导引系统连接到组合器透镜。该方法可以包括确定组合器透镜相对于框架的当前位置。组合器透镜可以至少部分透射可见光，并且可以被配置为将光学子组件提供的图像数据引导到用户的眼睛。该方法还可以包括根据接收的控制输入来致动致动器，该致动器被配置为移动光学子组件和连接的组合器透镜。致动器可以通过挠曲件导引系统中的平移移动来移动光学子组件和连接的组合器透镜。在一些实施例中，该方法可以包括跟踪用户相对于组合器透镜的眼睛移动，并基于跟踪的眼睛移动生成控制输入。在一些示例中，致动器可以向挠曲件导引系统的远端施加原动力(motiveforce)。在一些情况下，可以实施压电应变传感器来监测挠曲件导引系统的挠曲。压电应变传感器可以被校准到零，以在致动器施加移动时测量应变差值。在一些实施例中，线性条带编码器(stripencoder)可以固定到挠曲件导引系统的远端。这些线性条带编码器可以被实现来确定光学子组件和连接的组合器透镜的移动。在一些实施例中，提供了一种挠曲件导引系统，其包括远端件、近端件和将远端件链接到近端件的多个叶片挠曲件(bladeflexure)。用于链接的叶片挠曲件可以间隔开，以在远端件和近端件之间形成内腔，其中内腔容纳一个或更多个电子部件。致动器可以根据输入信号沿着由多个叶片挠曲件提供的一个或更多个移动轴来移动电子部件。在一些实施例中，电子部件包括光学子组件，该光学子组件具有至少一个激光器、至少一个波导和至少一个空间光调制器。在一些示例中，多个叶片挠曲件可以由钛、不锈钢和/或铍制成。根据本文描述的一般原理，来自上面提到的实施例中的任一个的特征可以与彼此组合地被使用。当结合附图和权利要求阅读下面的详细描述时，这些和其他实施例、特征和优点将被更充分地理解。附图简述附图示出了许多示例性实施例，并且是说明书的一部分。这些附图连同下面的描述一起展示并解释了本公开的各种原理。图1示出了处于初始状态的挠曲件导引系统的实施例。图2示出了处于弯曲或挠曲状态的挠曲件导引系统的实施例。图3A示出了处于远端件已经相对于近端件向下向左移动的状态下的挠曲件导引系统的实施例。图3B示出了处于远端件已经相对于近端件向上和向右移动的状态下的挠曲件导引系统的实施例。图4示出了挠曲件导引系统的实施例，其中在每个接头处使用一组线。图5示出了挠曲件导引系统的实施例，其中挠曲件导引系统在增强现实眼镜内实现。图6A示出了挠曲件导引系统的实施例，其中远端件已经相对于近端件沿着y轴向上移动。图6B示出了挠曲件导引系统的实施例，其中远端件已经相对于近端件沿着x轴向右移动。图7示出了挠曲件导引系统的实施例，其中致动器根据挠曲件导引系统移动框架。图8示出了挠曲件导引系统的一个实施例，其中实施了多排线挠曲件。图9示出了挠曲件导引系统的实施例，其中远端件包括多个片块。图10A-10E示出了挠曲件导引系统的实施例，其中远端件通过叶片挠曲件导引系统相对于近端件移动。图11示出了一个实施例的前透视图，其中挠曲件导引系统嵌入在增强现实眼镜内。图12示出了一个实施例的后透视图，其中挠曲件导引系统嵌入在增强现实眼镜内。图13示出了使用挠曲件导引系统控制光学子组件移动的示例性方法的流程图。在全部附图中，相同的参考符号和描述指示相似的但不一定相同的元件。虽然本文所述的示例性实施例容许各种修改和替代形式，但是特定的实施例在附图中作为示例被示出并且在本文将被详细描述。然而，本文描述的示例性实施例并不旨在受限于所公开的特定形式。更确切地，本公开涵盖了落在所附权利要求的范围内的所有修改、等同物和替代方案。示例性实施例的详细描述...

【技术保护点】
1.一种挠曲件导引系统，包括：/n远端件；/n近端件；和/n多个线挠曲件，其将所述远端件链接到所述近端件；/n其中，用于链接的线挠曲件间隔开，以在所述远端件和所述近端件之间形成内腔，所述内腔容纳一个或更多个电子部件；和/n其中，一个或更多个致动器根据输入信号沿着由所述多个线挠曲件提供的一个或更多个移动轴移动所述电子部件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181113 US 62/760,415;20190926 US 16/584,2061.一种挠曲件导引系统，包括：
远端件；
近端件；和
多个线挠曲件，其将所述远端件链接到所述近端件；
其中，用于链接的线挠曲件间隔开，以在所述远端件和所述近端件之间形成内腔，所述内腔容纳一个或更多个电子部件；和
其中，一个或更多个致动器根据输入信号沿着由所述多个线挠曲件提供的一个或更多个移动轴移动所述电子部件。


2.根据权利要求1所述的挠曲件导引系统，其中，所述电子部件包括光学子组件，并且可选地，其中所述光学子组件包括：
至少一个激光器；
至少一个波导；和
至少一个空间光调制器。


3.根据前述权利要求中任一项所述的挠曲件导引系统，其中，所述挠曲件导引系统基本上允许所述远端件相对于所述近端件在x和y方向上移动，同时基本上防止所述远端件在z方向上移动。


4.根据前述权利要求中任一项所述的挠曲件导引系统，其中，所述多个线挠曲件各自在每一端分别刚性连接到所述远端件和所述近端件。


5.根据权利要求4所述的挠曲件导引系统，其中，所述多个线挠曲件包括四个线挠曲件，其中所述远端件和所述近端件基本上是方形的，并且其中所述四个线挠曲件刚性连接到所述远端件和所述近端件的四个角中的每一个，并且可选地，其中所述四个线挠曲件中的每一个包括一组线挠曲件，使得所述远端件的四个角和所述近端件的四个角使用四组线挠曲件连接。


6.根据前述权利要求中任一项所述的挠曲件导引系统，还包括固定到所述挠曲件导引系统的一个或更多个部件，所述部件补偿挠曲件线或所述远端件在z轴方向上的移动。


7.根据前述权利要求中任一项所述的挠曲件导引系统，其中，所述远端件或所述近端件中的至少一个包括片块阵列；和/或其中，所述一个或更多个致动器包括压电弯曲器；和/或其中，所述控制输入是基于所跟踪的用户眼睛的眼睛移动而生成的。


8.一种计算机实现的方法，包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：瑞恩·迈克尔·厄贝特，
申请(专利权)人：脸谱科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US