增强现实眼镜制造技术

头戴式显示器设备能够为用户提供一种增强现实(AR)体验，其具有由计算机生成(CG)内容表示的增强元件的私人访问。该装置的核心包括光学组合器和一层光致变色材料或其它类似的装置，当受到适当的条件时，它们从透明变为不透明，使得创建的占据所述层的小部分的遮挡蒙板图案的尺寸和位置对应于CG内容。该设备允许用户选择性地对周围人隐藏CG内容，同时保留对其元素被增强或补充的现实世界的视觉。

Augmented reality glasses

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增强现实眼镜相关申请的交叉引用不适用关于联邦政府资助研究或开发的声明不适用联合研究协议各方的名称不适用通过办公室电子申请系统(EFS-WEB)通过紧凑型光盘提交或作为文本文件提交的材料的通过参考方式并入不适用关于专利技术人或联合专利技术人的先前披露的声明不适用
本专利技术涉及增强现实头戴式显示器，更具体地，本专利技术涉及一种具有改进的用户隐私的光学透视增强现实眼镜。
技术介绍
用于增强现实(AR)的常规光学透视头戴式显示器(HMD)设备通常在用户的视线中采用透明光学组件，其中由计算机生成的虚拟元件，也称为计算机生成(CG)内容，叠加在用户眼睛直接感知的真实世界视图上。这种类型的HMD用于通过覆盖相关和空间配准的CG内容来增强用户当前对现实的感知；然而，由于光学组件的透明性质使CG内容对用户和周围的人都可见，因此对CG内容的可访问性没有隐私控制。本专利技术被设计为自动生成遮挡蒙板，该遮挡蒙板允许用户选择性地阻挡CG内容以免周围人看到，使得CG内容仅对用户可见，这在CG内容包含敏感或机密信息时尤其重要。Ha等人的美国专利第7,639,208号教导了具有遮挡支撑的光学透视HMD。虽然此设备允许用户阻止或传递通过设备查看的真实世界场景的某些部分，但它侧重于增强用户感觉虚拟对象真实存在于现实世界中并且遮挡蒙板基于实际和虚拟对象的3-D空间映射，其与本文描述的专利技术不同，并且缺少通过阅读下面结合附图和权利要求的详细描述对于本领域技术人员而言将变得显而易见的某些特征和功能益处。专利技术概述这里描述的本专利技术描绘了个人可穿戴计算设备的物品，特别是头戴式显示器(HMD)设备，其通过显示与用户的周围环境叠加的相关的空间配准的计算机生成(CG)内容来向用户提供一种增强现实(AR)体验，其特征在于CG内容可以选择性地隐藏于周围的人并且仅对用户可见。根据本专利技术的方面，本专利技术通过提供看似是现实世界的一部分的信息同时允许用户对这种信息进行改进的私人访问来增强用户当前对现实的感知。本实施方案总体上涉及HMD设备，其是光学透视设备，至少包括前置摄像头、电池、耦合到机载计算系统的CG内容引擎、图像源和用于每个用户眼睛的光学透视显示系统。光学透视显示器还包括光学组合器和放置在光学组合器的最外层的至少一层液晶显示(LCD)面板。光学组合器是一种部分透射且部分反射的透镜元件，其允许从图像源投射的CG内容被反射到用户眼睛，同时允许用户保持对现实世界的观察，使得CG内容被叠加到现实世界中的增强对象上。由于光学组合器的部分透明性，CG内容暴露给周围的人。因此，为了隐藏CG内容并使其仅可由用户访问以改进信息的私人访问，当施加电压时，LCD面板的部分将其透明度从透明变为不透明，以便创建遮挡蒙板图案，其位置和尺寸对应于光学组合器上显示的CG内容。CG内容的位置和尺寸以及因此遮挡蒙板图案还被配置为根据若干因素同时改变，包括现实世界中的增强对象相对于用户头部的位置的位置。在LCD面板上创建的遮挡蒙板图案受到限制，从而使用户具有现实世界的可接受的视野。在另一个实施方案中，该设备能够通过将真实世界图像与包含AR元素的计算机生成图像电子组合来产生合成场景，其中合成场景在周围人的视野中被阻挡并被显示就好像当用户通过设备查看时，它位于现实世界中的相同位置。在另一个实施方案中，LCD面板由光致变色镜片或其他光适应装置代替，当暴露于足够强度的特定类型的光时，该光致变色镜片或其他光适应装置能够将透明度从透明变为不透明。在另一个实施方案中，该设备包含用于识别CG内容类型(例如，敏感信息，人物，物体，现实世界中的效果等)的软件算法，以便创建适合于CG内容的遮挡蒙板图案。在另一实施方案中，可以由用户打开和关闭遮挡蒙板图案，而不管在光学组合器上显示的CG内容的类型。附图说明当参考附图阅读以下详细描述时，本领域技术人员可以更好地理解本文描述的本专利技术的各种优选实施方案。附图中的组件不一定按比例绘制，并且标识一个附图中的元件的任何附图标记在整个附图中将表示相同的元件。附图简述如下：图1是根据本公开的实施方案的使用两个光学透视显示系统的双目光学透视头戴式显示器(HMD)设备的透视图。图2是根据本专利技术的实施方案的双目HMD设备的俯视图。图3是根据本专利技术实施方案的具有一层液晶显示板或类似装置的光学透视HMD设备的透视图。专利技术详述这里描述的本专利技术描绘了一种可穿戴式个人计算设备，其能够通过增强现实(AR)来丰富用户对现实世界的看法。更具体地，本专利技术为用户提供了改进的隐私特征，其中由计算机生成(CG)内容表示的AR仅对用户可见，但当其在光学透视头戴式显示器(HMD)上呈现时对周围的人隐藏。图1是根据本专利技术实施方案的用于AR的光学透视HMD设备100的透视图。在该实施方案中，设备100具有框架前部101、鼻梁支撑件102和两个延伸的侧臂作为镜腿103，其被设计成通过鼻子和耳朵固定在使用者的面部上。设备100可以是实心或中空结构的形式，其用作嵌入设备100内的电子部件的外壳并用作电连接的导管。虽然图1中示出了眼镜，但是可以想到头戴式计算设备的其他替代形式(例如，具有镜腿和鼻梁支撑件的遮阳板，头带，护目镜型眼镜等)。此外，设备100可以实现为单目HMD以及如图所示的双目实施方案。设备100的所示实施方案还包括安装在镜腿103上的电池104，用于向设备100的电子部件提供电力，以及至少安装在框架前部101上的前置摄像头105，用于记录现实世界的数字图像和视频。然后将数据中继到计算机生成(CG)内容引擎106，其通信地耦合到机载计算系统107以实时生成相关的和空间配准的CG内容，以便增强或补充现实世界环境。CG内容引擎106和机载计算系统107可以设置在镜腿103中或镜腿103上。CG内容引擎106可以包括用于渲染图像数据的图形处理器，而机载计算系统107可以包括处理器、存储器和用于控制设备100的电子组件的软件算法。CG内容由图像源109显示或投影，图像源109可以安装在用户的周边视觉中，例如镜腿103的内侧，或者安装在框架前部101的不妨碍用户前方视觉的其他位置上。CG内容可以虚拟地以现实世界等中的字符、对象或效果的形式显示。在一个实施方案中，图像源109是可以以各种紧凑图像源技术实现的监视器或微型投影仪，例如有机发光二极管(OLED)、硅上液晶(LCoS)和硅上铁电液晶(F-LCoS)技术。根据本公开内容，能够在现实世界中叠加CG内容的光学透视显示系统110被安装到用于每个用户眼睛108的框架前部101。光学透视显示系统110包括光学组合器111和至少一层光致变色镜片，或优选为透明液晶显示(LCD)面板112形式的液晶，或其他能够改变其透明度的光适应装置。取决于图像源109的位置，光学透视显示系统110还可以包括透镜元件和/或镜子，以将CG内容光导向光学组合器111。现在参考图2，光学透视显示系统110中的光学组合器111在反射和透射模式下同时操作，每个模式具有不同的特性。光学组合器111被设计成部分反射和部分透射，使得用户可以同时看到现实世界和虚拟CG内容。在透射模式中，来自现实世界202的光被传递到用户的眼睛108，使得用户可以直接通过它看到现实世界。在反射模式中，从图像源109输出的CG内容光201的一部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.光学透视头戴式显示器(HMD)设备，用于向用户显示计算机生成(CG)内容，以提供具有私人信息访问的一种增强现实(AR)，其中所述HMD包括：用于每个用户眼睛的光学透视显示系统，包括：部分反射且部分透射的光学组合器；以及光学装置，从透明变为不透明，用于创建遮挡蒙板图案；计算机生成(CG)内容引擎；机载计算系统，耦合到所述CG内容引擎，以产生空间配准的CG内容；以及每个用户眼睛的图像源，用于将所述CG内容显示给所述光学组合器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.23 US 15/390,2521.光学透视头戴式显示器(HMD)设备，用于向用户显示计算机生成(CG)内容，以提供具有私人信息访问的一种增强现实(AR)，其中所述HMD包括：用于每个用户眼睛的光学透视显示系统，包括：部分反射且部分透射的光学组合器；以及光学装置，从透明变为不透明，用于创建遮挡蒙板图案；计算机生成(CG)内容引擎；机载计算系统，耦合到所述CG内容引擎，以产生空间配准的CG内容；以及每个用户眼睛的图像源，用于将所述CG内容显示给所述光学组合器。2.如权利要求1所述的光学透视HMD设备，其中，所述机载计算系统还包括：控制光学装置在所述光学装置上创建遮挡蒙板图案的算法，其中所述遮挡蒙板图案的尺寸和位置对应于在所述光学组合器上显示的CG内容的尺寸和位置。3.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·图利，
申请(专利权)人：R·图利，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA