具有能调节瞳距的机构的双目型头戴式显示系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113853546A(43)申请公布日2021.12.28(21)申请号202080037360.2(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限(22)申请日2020.06.03公司11227代理人郭孟洁(30)优先权数据62/856,7592019.06.04US(51)Int.Cl.G02B27/01(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日G02B30/22(2006.01)2021.11.19G02C5/04(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据G02B27/00(2006.01)PCT/IL2020/0506212020.06.03(87)PCT国际申请的公布数据WO2020/245824EN2020.12.10(71)申请人鲁姆斯有限公司地址以色列耐斯兹敖那(72)发明人迈克尔·米勒权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称具有能调节瞳距的机构的双目型头戴式显示系统(57)摘要被配置成由观看者佩戴的头戴式显示装置。该装置包括可移动地耦接至弯曲导轨的成对的显示模块，显示模块被配置成朝向观看者投射立体图像，其中，显示模块中的第一显示模块投射第一立体图像，并且显示模块中的第二显示模块投射第二立体图像，第一立体图形和第二立体图像创建在观看者前方的预定会聚距离处会聚的单个统一的虚拟立体图像。该装置还包括调节机构，该调节机构被配置成沿导轨关于弯曲导轨的中点对称地移动显示模块中的每一个，从而在保持预定会聚距离的同时改变显示模块之间的距离。CN113853546ACN113853546A权利要求书1/1页1.一种被配置成由观看者佩戴的头戴式显示装置，包括：可移动地耦接至弯曲导轨的成对的显示模块，所述显示模块被配置成朝向所述观看者投射立体图像，其中，所述显示模块中的第一显示模块投射第一立体图像，并且所述显示模块中的第二显示模块投射第二立体图像，所述第一立体图像和所述第二立体图像创建在所述观看者前方的预定会聚距离处会聚的单个统一的虚拟立体图像；以及调节机构，其被配置成沿所述导轨关于弯曲导轨的中点对称地移动所述显示模块中的每一个，从而在保持所述预定会聚距离的同时改变所述显示模块之间的距离。2.根据权利要求1所述的装置，还包括支承所述弯曲导轨和所述调节机构的框架。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调节机构被构造成使所述显示模块之间的距离在40mm至80mm之间变化。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述预定会聚距离在0.2米至无穷大的范围内。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述显示模块以提供在所述预定会聚距离处会聚的虚拟立体图像的角度取向耦接至所述弯曲导轨。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述弯曲导轨具有有助于所述成对的显示模块提供在所述预定会聚距离处会聚的虚拟立体图像的曲率。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述会聚距离约等于由所述弯曲导轨的弧限定的圆的半径。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述显示模块中的每一个显示模块包括耦接至组合器模块的紧凑型投射器模块。9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述组合器模块包括光导光学元件，所述光导光学元件由具有一对平行外表面的透明基板以及相对于这一对平行外表面成斜角的多个相互平行的部分反射内表面构成。10.根据权利要求1所述的装置，还包括头部安装构件。2CN113853546A说明书1/4页具有能调节瞳距的机构的双目型头戴式显示系统技术领域[0001]当前公开的主题涉及头戴式显示器，并且更特别地涉及双目型头戴式显示器。背景技术[0002]用于增强现实(AR)应用的双目型头戴式显示器(HMD)显示虚拟图像，这些虚拟图像被呈现在用户的现实环境之上。使用安装在双目镜中的两个显示模块立体地显示虚拟图像，每个显示模块独立地向瞳孔显示立体图像，使得HMD的佩戴者看到具有感知深度的单个统一的虚拟图像。为了正确地模拟人类对现实世界的立体视觉，两个立体图像(并且因此也即显示模块)必须被正确地对准以实现期望的图像。因此，为了实现适当的深度感知，应当对显示模块和/或从其出射的图像进行定向，使得每个图像以精确的角度达到相应瞳孔以使得观看者看到在空间中位于佩戴者前方预定距离处的统一的虚拟立体图像。[0003]通常，极小的HMD系统包括适合大多数佩戴者和大多数应用的工厂级初始校准。另外，一些鲁棒的HMD系统包括一系列传感器(例如，摄像装置、惯性测量单元(IMU)、眼追踪传感器等)和计算单元，该计算单元被配置成在用户参与的情况下或无需用户参与地根据需要自动校准显示模块。在该语境下，“校准”指设置立体图像之间的角度以实现针对特定应用的最佳会聚距离，如上所述。[0004]除了校准之外，适当的HMD设计还必