用于图像生成和对象跟踪的具有MEMS扫描仪的紧凑光学系统技术方案

本公开的实施例涉及用于图像生成和对象跟踪的具有MEMS扫描仪的紧凑光学系统。一种光学系统，其部署微机电系统(MEMS)扫描仪以同时生成CG图像并扫描现实世界环境(112)的地形。照明引擎(502)沿着公共光路(1)将第一光谱带宽和第二光谱带宽发射到光学组件(500)中。然后，光学组件通过将第一光谱带宽引导到图像生成光路(2)上并将第二光谱带宽引导到地形绘制光路(7)上来分离光谱带宽。光学系统部署MEMS扫描仪(214、218)以通过在图像生成光路内引导第一光谱带宽来生成CG图像，并且还通过在地形绘制光路内引导第二光谱带宽来照射地形。因此，所公开的系统为诸如例如增强现实和虚拟现实系统之类的系统提供了重量和成本上的显著降低。降低。降低。

【技术实现步骤摘要】
用于图像生成和对象跟踪的具有MEMS扫描仪的紧凑光学系统
[0001]本申请是国际申请号为PCT/US2018/034522、国际申请日为2018年05月25日、于2020年01月06日进入中国国家阶段、中国国家申请号为201880045222.1、专利技术名称为“用于图像生成和对象跟踪的具有MEMS扫描仪的紧凑型光学系统”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本公开的实施例涉及光学系统，并且更具体地涉及具有MEMS扫描仪的紧凑光学系统。

技术介绍

[0003]近眼显示(NED)系统将计算机生成的图像(“CG图像”)叠加在用户对现实世界环境的视图上。例如，NED系统可以生成合成视图以使得用户能够视觉地感知叠加在存在于现实世界环境内的视觉感知的物理对象上的CG图像。在一些实例中，用户体验取决于NED系统准确标识物理对象的特性、然后根据这些标识的特性生成CG图像。例如，假设对NED系统进行了编程，以生成用户感知，即虚拟游戏角色正在奔向并最终跳过现实世界的结构。为了实现这种用户感知，可能要求NED系统来获得定义NED周围地形的特征的详细本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学系统，包括：至少一个照明引擎，用以响应于输出信号而生成电磁EM辐射，所述输出信号由控制器生成，其中所述EM辐射包括用于呈现计算机生成的CG图像的第一带宽和用于实现对象跟踪协议的第二带宽；光学组件，用以将所述第一带宽引导到图像生成光路上以生成所述CG图像，并且并发地将所述第二带宽引导到对象跟踪光路上以照射现实世界环境内的至少一个对象；以及传感器，用于接收从所述至少一个对象被反射的所述第二带宽的经反射的部分，所述传感器基于所述第二带宽的所述经反射的部分生成对象数据，所述对象数据指示所述至少一个对象的特性。2.根据权利要求1所述的光学系统，还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为：接收定义所述计算机生成的CG图像的图像数据；接收定义所述对象跟踪协议的跟踪数据；以及基于所述图像数据和所述跟踪数据来调制所述输出信号。3.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述光学组件包括波长选择反射器，所述波长选择反射器在公共光路与所述图像生成光路之间的边界处将所述第一带宽与所述第二带宽分离。4.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述照明引擎包括多个第一光源和至少一个第二光源，所述多个第一光源被配置为生成在所述第一带宽内的可见光，所述至少一个第二光源被配置为生成在所述第二带宽内的红外光。5.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述图像生成光路将所述EM辐射的所述第一带宽引导到显示器中。6.根据权利要求5所述的光学系统，其中所述显示器是波导显示器，所述波导显示器包括多个入耦合光学元件和多个出耦合光学元件。7.根据权利要求1所述的光学系统，还包括至少一个微机电系统MEMS扫描仪，所述至少一个微机电系统MEMS扫描仪被配置为在至少第一方向和第二方向内扫描，并且其中所述MEMS扫描仪将用于呈现计算机生成的CG图像的所述第一带宽和用于实现对象跟踪协议的所述第二带宽两者反射到所述光学组件内。8.根据权利要求1所述的光学系统，还包括波长选择反射器，所述波长选择反射器用以将所述第一带宽透射到波导显示器的入耦合衍射光学元件DOE内。9.根据权利要求8所述的光学系统，其中所述波长选择反射器被配置为反射所述第二带宽通过波板，以使得所述第二带宽能够朝着所述至少一个对象穿过偏振分束器PBS。10.一种近眼显示器NED设备，包括：至少一个第一光源，用以生成EM辐射的第一带宽，所述第一带宽用于经由显示器呈现计算机生成的CG图像；至少一个第二光源，用以生成EM辐射的第二带宽，所述第二带宽用于实现对象跟踪协议；光学组件，用以将EM辐射的所述第一带宽引导到图像生成光路上以经由所述显示器生成所述CG图像，并且并发地将EM辐射的所述第二带宽引导到对象跟踪光路上以照射现实世
界环境内的至少一个对象；传感器，用以基于从所述至少一个对象被反射回所述传感器的EM辐射的所述第二带宽的经反射的部分来生成对象跟踪数据，所述对象跟踪数据指示所述至少一个对象相对于所述NED设备的特性；以及地形绘制引擎，用以分析所述对象跟踪数据以确定所述至少一个对象相...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
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：