头戴式虚拟和增强现实显示系统包括光投影仪，该光投影仪包括具有第一分辨率和像素间距的发光微显示器。投影仪输出形成虚拟内容的帧的光，该虚拟内容的帧的至少一部分与大于第一分辨率的第二分辨率相关联。投影仪以第一分辨率输出形成渲染帧的第一子帧的光，并且投影仪的部件经由致动器移动，使得各个像素的光输出的物理位置占据各个像素的光输出的旧位置之间的间隙。投影仪然后输出形成渲染帧的第二子帧的光。第一和第二子帧在闪烁融合阈值内输出。有利地，具有低分辨率的发光微显示器(例如微型LED显示器)可通过使用相同的光发射器作为帧的多个像素来形成具有更高分辨率的帧。为帧的多个像素来形成具有更高分辨率的帧。为帧的多个像素来形成具有更高分辨率的帧。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有机械致动图像投影仪的可变像素密度显示系统
[0001]优先权利要求
[0002]本申请主张来自以下专利申请的优先权：2019年10月4日提交的题为“AUGMENTED AND VIRTUAL REALITY DISPLAY SYSTEMS WITH SHARED DISPLAY FOR LEFT AND RIGHT EYES(具有左右眼共享显示的增强型和虚拟现实显示系统)”的美国临时申请号62/911,018；2019年2月1日提交的题为“VIRTUAL AND AUGMENTED REALITY DISPLAY SYSTEMS WITH EMISSIVE MICRO
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DISPLAYS(具有发光微显示器的虚拟和增强现实显示系统)”的美国临时申请号62/800,363；以及2018年12月28日提交的题为“LOW MOTION
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TO
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PHOTON LATENCY ARCHITECTURE FOR AUGMENTED AND VIRTUAL REALITY DISPLAY SYSTEMS(用于增强和虚拟现实显示系统的动显延迟架构)”的美国临时申请号62/786,199，上述申请的全部内容在此纳入作为参考。
[0003]纳入参考
[0004]本申请纳入以下每个专利申请的全部内容作为参考：2014年11月27日提交的美国申请号14/555,585，2015年7月23日作为美国公开号2015/0205126公布；2015年4月18日提交的美国申请号14/690,401，2015年10月22日作为美国公开号2015/0302652公布；2014年3月14日提交的美国申请号14/212,961，现为2016年8月16日公布的美国专利号9,417,452；2014年7月14日提交的美国申请号14/331,218，2015年10月29日作为美国公开号2015/0309263公布；2018年3月1日公布的美国专利申请公开号2018/0061121；2018年12月14日提交的美国专利申请号16/221065；2018年9月27日公布的美国专利申请公开号2018/0275410；2018年12月28日提交的美国临时申请号62/786,199；以及2018年12月14日提交的美国申请号16/221,359；2018年7月24日提交的美国临时申请号62/702,707；2017年4月6日提交的美国申请号15/481,255；以及2018年4月21日提交的美国申请号15/927,808，2018年9月27日作为美国专利申请公开号2018/0275410公布。
[0005]本公开涉及显示系统，更具地说，涉及增强和虚拟现实显示系统。
技术介绍
[0006]现代计算和显示技术已经利于用于所谓的“虚拟现实”或者“增强现实”体验的系统的发展，其中，数字再现图像或其部分以其看起来真实或者可以被感知为真实的方式被呈现给用户。虚拟现实或者“VR”场景典型地涉及数字或者虚拟图像信息的呈现，而对于其他实际现实世界视觉输入不透明；增强现实或者“AR”场景典型地涉及将数字或者虚拟图像信息呈现为对用户周围的实际世界的可视化的增强。混合现实或者“MR”场景是一种类型的AR场景并且典型地涉及被集成到自然界中并且响应于自然界的虚拟对象。例如，MR场景可以包括看起来由现实世界中的对象阻挡或另外被感知为与现实世界中的对象相互作用的AR图像内容。
[0007]参考图1，其中描绘了AR场景10。AR技术的用户看到以背景中的人、树、建筑为特征
的现实世界公园般的设置20，以及混凝土平台30。用户还感知到他/她“看到”“虚拟内容”，诸如站在现实世界平台30上的机器人雕像40，以及飞行的卡通式的化身人物50，其似乎是大黄蜂的拟人化。这些元素50、40是“虚拟的”，因为其不存在于现实世界中。由于人类视觉感知系统是复杂的，因而产生利于其他虚拟或现实世界影像元素中间的虚拟图像元素的舒适的、自然感觉的、丰富呈现的AR技术是具挑战性的。
技术实现思路
[0008]根据一些实施例，一种头戴式显示系统包括支撑结构，其被配置为安装在用户头部上；光投影系统，其由所述支撑结构支撑；目镜；以及一个或多个处理器。所述光投影系统包括微显示器，其包括与第一分辨率相关联的光发射器阵列，其中所述光发射器阵列被配置为输出形成虚拟内容的帧的光；投影光学器件；以及一个或多个致动器。所述目镜由所述支撑结构支撑并被配置为接收来自所述光投影系统的光并将所接收到的光引导到用户。一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为接收虚拟内容的渲染帧，所述渲染帧包括与第二分辨率相关联的至少一部分，其中所述第二分辨率高于所述第一分辨率。所述一个或多个处理器还被配置为使所述发光微显示器投影仪输出形成所述渲染帧的第一子帧的光，其中所述第一子帧和所述渲染帧的尺寸基本相同。所述一个或多个处理器还被配置为经由所述一个或多个致动器移动所述光投影系统的一个或多个部件，以调整与从所述光投影系统输出的光发射器光相关联的位置；以及使所述光投影系统输出形成所述渲染帧的第二子帧的光。
[0009]根据一些其他实施例，一种由一个或多个处理器的头戴式显示系统实现的方法包括提供虚拟内容的渲染帧，所述渲染帧包括与第二分辨率相关联的至少一部分。使发光微显示器投影仪输出形成所述渲染帧的第一子帧的光，所述第一子帧具有小于所述第二分辨率的第一分辨率，其中所述发光微显示器投影仪包括与所述第一分辨率相关联并且具有像素间距的光发射器阵列。经由一个或多个致动器移动所述发光微显示器投影仪，以调整与由所述发光微显示器投影仪的光输出相关联的几何位置，其中所述几何位置被调整小于所述像素间距的距离。使所述发光微显示器投影仪输出形成所述渲染帧的第二子帧的光，所述第二子帧具有第一分辨率。
[0010]根据另外一些实施例，一种系统包括一个或多个处理器和一个或多个存储指令的计算机存储介质，当由所述一个或多个处理器执行时，所述指令使所述一个或多个处理器执行操作。所述操作包括生成虚拟内容的渲染帧，所述渲染帧经由所述系统的发光微显示器投影仪系统显示为增强现实内容，所述渲染帧与第二分辨率相关联，并且所述发光微显示器投影仪包括一个或多个光发射器阵列，所述光发射器阵列被配置为输出形成与第一较低分辨率相关联的虚拟内容的光。将虚拟内容的所述渲染帧划分为多个子帧，其中每个子帧包括包含在所述渲染帧中的像素子集。经由所述发光微显示器投影仪系统连续输出光，所述光形成多个子帧，其中所述发光微显示器投影仪系统针对所述子帧经由一个或多个致动器根据移动模式移动，其中所述发光微显示器投影仪系统沿着与所述投影仪系统的输出光瞳平面平行的平面上的一个或多个轴移动。
[0011]根据一些其他实施例，一种由一个或多个处理器的头戴式显示系统实现的方法包括生成虚拟内容的渲染帧，所述渲染帧经由所述头戴式显示系统的发光微显示器投影仪系
统显示为虚拟内容，所述渲染帧与第二分辨率相关联，并且所述发光微显示器投影仪包括发射器，所述发射器被配本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种头戴式显示系统，包括：支撑结构，其被配置为安装在用户头部上；光投影系统，其由所述支撑结构支撑并包括：微显示器，其包括与第一分辨率相关联的光发射器阵列，其中所述光发射器阵列被配置为输出形成虚拟内容的帧的光；投影光学器件；以及一个或多个致动器；目镜，其由所述支撑结构支撑并被配置为接收来自所述光投影系统的光并将所接收到的光引导到用户；以及一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：接收虚拟内容的渲染帧，所述渲染帧包括与第二分辨率相关联的至少一部分，其中所述第二分辨率高于所述第一分辨率；使所述发光微显示器投影仪输出形成所述渲染帧的第一子帧的光，其中所述第一子帧和所述渲染帧的尺寸基本相同；经由所述一个或多个致动器移动所述光投影系统的一个或多个部件，以调整与从所述光投影系统输出的光发射器光相关联的位置；以及使所述光投影系统输出形成所述渲染帧的第二子帧的光。2.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中与所述第二分辨率相关联的所述部分与用户眼睛的中央凹区域相关联。3.根据权利要求2所述的头戴式显示器，其中所述一个或多个处理器被配置为确定形成所述部分的光落入所述用户的中央凹的阈值角距离内。4.根据权利要求2所述的头戴式显示器，其中所述一个或多个处理器被配置为：对于所述第二子帧，使光发射器更新形成所述部分的发射光；以及对于所述第一子帧，使光发射器不更新形成所述部分之外的渲染帧的各部分的发射光。5.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中每个发光微显示器阵列具有相关联的发射器尺寸，其中所述发射器尺寸小于像素间距。6.根据权利要求5所述的头戴式显示器，其中基于与所述像素间距相关联的尺寸和所述发射器尺寸来确定所述渲染帧的子帧总数。7.根据权利要求6所述的头戴式显示器，其中所述一个或多个处理器被配置为使所述光投影系统连续输出形成所述子帧总数的光。8.根据权利要求7所述的头戴式显示器，其中所述一个或多个处理器被配置为通过使所述一个或多个致动器针对每个子帧移动所述光投影系统的部件来对所述渲染帧进行时间多路复用。9.根据权利要求8所述的头戴式显示器，其中所述一个或多个处理器被配置为使所述一个或多个致动器移动所述光投影系统的所述部件，使得与所述光发射器阵列相关联的几何位置平铺在相应的发射器间区域内。10.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中所述一个或多个处理器被配置为使所述一个或多个致动器根据移动模式移动所述光投影系统的所述部件，并且其中所述移动模式
是连续移动模式。11.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中所述第一子帧和所述第二子帧均包括与所述渲染帧的相应部分相关联的像素。12.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中所述光投影系统包括多个光发射器阵列。13.根据权利要求12所述的头戴式显示器，还包括X
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立方体棱镜，其中所述光发射器阵列中的每一个面向所述X
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立方体棱镜的不同面。14.根据权利要求12所述的头戴式显示器，其中所述光发射器阵列中的每一个被配置为将光引导到专用的关联投影光学器件中。15.根据权利要求12所述的头戴式显示器，其中所述光发射器阵列附接到公共背板。16.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中所述一个或多个致动器被配置为移动所述投影光学器件。17.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中所述一个或多个致动器是压电电动机。18.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中所述一个或多个致动器沿两个轴移动所述发光微显示器投影仪。19.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中所述光发射器包括发光二极管。20.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中所述光发射器阵列被配置为发射多种分量颜色的光。21.根据权利要求20所述的头戴式显示器，其中每个光发射器包括一叠组成光发生器，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：奇跃公司，
类型：发明
国别省市：
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