CN106464818A - 使曲面镜及部分透明板成像 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于显示图像(880)的系统(100)、方法(900)及设备(110)。所述系统(100)可使用曲面镜(420)结合部分透明板(430)将图像直接投射在用户(90)的眼睛(92)上。所述曲面镜(420)及板(430)组合也可用于VRD遮光板设备(116)中的额外功能，例如，能够以跟踪模式(123)操作，其中所述观察者(96)的所述眼睛(92)被跟踪；以及能够以增强模式(122)操作，其中所述观察者(96)可看见所述所显示图像(880)覆盖其物理环境(650)的视图。

Description

使曲面镜及部分透明板成像
相关申请案
本实用新型专利申请案(i)主张2014年1月6日申请的标题为“近眼显示器设备及方法(NEAR-EYE DISPLAY APPARATUS AND METHOD)”的临时专利申请案(序列号61/924,209)的优先权，且(ii)将所述临时申请案的全部内容以引用的方式并入本文。
背景技术
本发明是一种用于显示图像的系统、方法及设备(统称为“系统”)。更特定来说，所述系统是一种使用曲面镜及部分透明板将图像投射到观察者的眼睛上的虚拟视网膜显示器系统。
虚拟视网膜显示器(VRD)如同将80英寸的电视图像直接照射在观察者的眼睛上。在大屏幕TV变得越来越大且移动媒体消费通过智能手机及平板计算机的使用持续增长的时代，VRD通过组合大屏幕TV体验与一副耳机的移动性利用了两个世界的优势。
VRD可潜在地为用户打开具有许多所要功能性的大世界。然而，协调此类不同功能并非易事。光始终是一种难以控制的资源。在头戴式显示器(例如VRD)中，如果有人希望拥有足够小以便于移动使用的装置，那么在所述装置中不存在很大空间。
需要“交通警察”来管理不同的光路径，其对于管理VRD显示器或其它形式的头戴式显示器中的不同光路径可为有用的。
发明内容
本发明是一种用于显示图像的系统、方法及设备(统称为“系统”)。更特定来说，所述系统是一种使用曲面镜及部分透明板将图像投射到观察者的眼睛上的虚拟视网膜显示器系统。
曲面镜与部分反射板结合的配置是将所要图像直接引导到观察者的视网膜的有效途径。如果需要，此配置还可用于：(1)将光引导到跟踪组合件用于监视观察者的眼睛移动的目的；及(2)创造允许增强现实的媒体体验(即，媒体显示器覆盖用户可见的物理环境的视图)。
附图说明
在以下简要描述的各种图式中说明所述系统的许多特征及发明发面。以下图式中所说明的所有组件及相关联的元件符号在具体实施方式部分中所提供的表1中命名及描述。
图1a是说明固定到部分反射及部分透明板的曲面镜的侧视图的实例的框图。
图1b到1f是说明系统中的光的生命周期(即，照明路径)的实例的框图，其从由照明组合件产生光开始直到将图像投射在观察者的眼睛上。
图1b是说明光从照明组合件到成像组合件的发射的实例的框图。
图1c是说明图像由成像组合件发射到板的实例的框图。
图1d是说明板的部分透明及部分反射性质的框图，其中一些被反射回到曲面镜且其它光向上行进穿过板。
图1e是说明先前被板朝向镜反射的光被朝向板反射回的实例的框图。
图1f是说明一些光行进穿过板而其它光被朝向成像组合件反射回的实例的框图。
图1g到1h是说明由跟踪组合件利用的红外光路径的框图。
图1g是说明红外光从眼睛到达板的框图。
图1h是说明红外光从板反射到跟踪组合件的框图。
图1i到1k是说明在观察由成像组合件产生的图像时外部光到达观察者的眼睛的光的照明路径的框图。
图1i是说明外部环境图像到达曲面镜的实例的框图。
图1j是说明外部环境图像到达部分透明板的实例的框图。
图1k是说明外部光到达观察者的眼睛的实例的框图。
图1l是说明将面对观察者的眼睛的板-曲面镜配置的实例的正视图。
图1m是说明板-曲面镜配置可相对于显示图像、眼睛跟踪及使外部环境图像能够到达观察者的眼睛而执行的作用的类型的实例的框图。
图1n是说明用户使用所述系统的实例的过程流程图。
图2a是说明可存在于系统的操作中的不同组合件(例如照明组合件、成像组合件及投射组合件)的实例的框图。
图2b是说明包含任选跟踪组合件的配置的实例的框图。
图2c是说明包含任选增强组合件的配置的实例的框图。
图2d是说明包含任选跟踪组合件及任选增强组合件两者的配置的实例的框图。
图2e是说明可包含于照明组合件中的不同组件的实例的层级图。
图2f是说明可包含于成像组合件中的不同组件的实例的层级图。
图2g是说明可包含于投射组合件中的不同组件的实例的层级图。
图2h是说明可包含于跟踪组合件中的不同组件的实例的层级图。
图2i是说明可包含于增强组合件中的不同组件的实例的层级图。
图2j是说明可包含于系统的结构及功能中的不同类型的支持组件的实例的层级图。
图2k是说明用于支持跟踪组合件的功能性的光流的实例的框图。
图2l为说明投射图像的实例的流程图。
图3a是说明使用板-曲面镜配置的DLP系统的实例的框图。
图3b是说明使用板-曲面镜配置的DLP系统的更详细实例的框图。
图3c是说明使用多个光漫射器的LCOS系统的实例的框图。
图4a是系统的VRD设备实施例的透视图的图式。
图4b是说明用户配戴体现所述系统的VRD设备的侧视图的实例的环境图。
图4c是说明可用于VRD设备的组件的实例的架构图。
图5a是说明创新性系统可潜在地实施于其中的显示器系统的不同类别的实例的层级图，范围从巨系统(例如体育场记分板)到将视觉图像直接投射在个别用户的视网膜上的VRD遮光板系统。
图5b是说明密切反映图5a的系统的不同类别的显示器设备的实例的层级图。
图5c是说明用户配戴VRD遮光板设备的实例的透视图。
图5d是说明可并入所述系统的不同显示器/投射技术的实例的层级图。
图5e是说明涉及沉浸及增强的系统的不同操作模式的实例的层级图。
图5f是说明涉及使用传感器来检测用户及/或用户对系统的使用的属性的系统的不同操作模式的实例的层级图。
图5g是说明基于装置是否与媒体播放器组件集成在一起的系统实施的不同类别的实例的层级图。
图5h是说明用户的两个角色或类型(图像的观察者及系统的操作者)的实例的层级图。
图5i是说明可与媒体内容相关联的不同属性的实例的层级图。
图5j是说明图像的不同背景的实例的层级图。
具体实施方式
本发明是一种用于显示图像的系统、方法及设备(统称为“系统”)。更特定来说，所述系统是一种使用曲面镜及部分透明板将图像投射到观察者的眼睛上的虚拟视网膜显示器系统。
I.概述
图1a为说明系统100的部分实例的框图。所述说明揭示对引导光可高度有用的工具的投射组件400的两个组件。两个组件为至少部分透明板430(其按照定义也为至少部分反射的)及曲面镜420。在许多例子中，曲面镜420将为至少部分透明的半镀银镜。这两个组件可构成非常合意的投射组合件400，其用于将图像投射到观察者的眼睛上。组件的此配置还可用于通过跟踪组合件来实现眼睛跟踪及/或通过增强组合件来实现增强现实。就光在系统中的移动而言，板430及曲面镜420可充当高度有效的“交通”引导器。
A.将图像显示在观察者的眼睛上
图1b到1f是说明系统100中的光的生命周期(即，照明路径)的实例的框图，从由照明组合件产生光开始直到将图像投射在观察者的眼睛上。
图1b是说明将光800从照明组合件200发射到成像组合件300的实例的框图。
图1c是说明由成像组合件300将图像880(以光的形式体现)发射到板430的实例的框图。
图1d是说明板430的部分透明及部分反射性质的框图，其中一些被反射回到曲面镜420且其它光向上行进穿过板430。
图1e是说明先前被板430朝向镜420反射的光880被朝向板430反射回的实例的框图。
图1f是说明一些光880行进穿过板430而其它光被朝向成像组合件300反射回的实例的框图。
B.跟踪眼睛的移动
系统100的一些实施例可包含跟踪组合件。跟踪组合件允许系统100跟踪在观察者96正观察图像880时观察者96的眼睛92的移动。图1g到1h是说明由跟踪组合件500利用的红外光路径的框图。
图1g是说明红外光830从眼睛92到达板430的框图。
图1h是说明红外光830从板430反射到跟踪组合件500的框图。红外光832或其它类型的光可由跟踪组合件500中的光源或灯产生。
C.增强现实
系统100可潜在地用于增强现实模式(其中由观察者同时看到外部世界及所显示的图像)或将外部图像阻挡在外的沉浸模式中。图1i到1k是说明在观察由成像组合件产生的图像时外部光到达观察者的眼睛的光的照明路径的框图。
图1i是说明外部环境图像650到达曲面镜的实例的框图。
图1j是说明外部环境图像650到达部分透明板的实例的框图。
图1k是说明体现外部环境光图像650的外部光830到达观察者96的眼睛92的实例的框图。
图1l是说明将面对观察者的眼睛的板-曲面镜配置的实例的正视图。
D.聚合功能
图1m是说明板-曲面镜配置可相对于显示图像、眼睛跟踪及使外部环境图像能够到达观察者的眼睛而执行的光800的类型的实例的输入-输出图。系统100的一些实施例将不包含跟踪或增强现实，但板430及曲面镜420可为实施所有三个功能的有用途径。配置可充当针对系统100中的各种光流的有效“交通警察”。
图1n是说明使用所有三个功能的实例的流程图。在950处，图像880被投射在观察者96的眼睛92上。在960处，当正观察图像880(或更有可能的是多个图像880)时，系统100跟踪观察者96的眼睛92的移动。在954处，系统100可允许外部环境图像650到达观察者的眼睛92且在观看所显示的图像880的同时被显示。
II.组合件及组件
可在执行支持系统100的操作的各种功能的组件的组合件方面描述系统100。图2a是说明可存在于系统100的操作中的不同组合件(例如照明组合件200、成像组合件300及投射组合件400)的实例的框图。照明组合件200包含光源210，其供应用于图像880的光800。成像组合件300中的调制器320调制入射光800以形成图像880。在此阶段，图像880有时可被称为临时图像850，这是因为其仍被修改、聚焦或另外以某些方式受系统100的处理的影响。然而，调制器320负责将原材料光800转换成供观察者96观看的某种东西。投射组合件300(其包含至少部分透明板430及曲面镜420)从成像组合件300接收图像880且将其投射给观察者96。在VRD遮光板设备116的情况下，图像880被投射到观察者96的眼睛92上。
如在图2b、2c及2d中所说明，系统100还可包含跟踪组合件500以跟踪观察者眼睛的移动。这可在图像880正被显示或无图像880正被显示时进行。系统100还可包含增强组合件以允许观察者96观看来自媒体内容的图像880以及外部环境图像650两者。这可称为增强现实。
A.照明组合件
照明组合件200执行向系统100供应光800使得图像880可被显示的功能。图2e是说明可包含于照明组合件200中的不同组件的实例的层级图。所述组件可包含(但不限于)广泛范围的光源210、色轮或其它类型的彩色化滤光器、漫射器及各种支持组件150。光源210的实例可包含(但为例如)多灯泡光源211、LED灯212、3LED灯213、激光214、OLED 215、CFL216、白炽灯218及非角状悬吊灯219。光源210为光800产生且移动贯穿系统100的剩余部分的地方。因此，每一光源为光800的起源位置230。
B.成像组合件
成像组合件300执行从由照明组合件200供应的光800产生图像880的功能。调制器320可将由照明组合件200供应的光800转换成由系统100显示的图像880。由成像组合件300产生的图像880有时可被称为临时图像850，这是因为图像850可在其被引导到其可由一或多个用户90体验的位置之前被聚焦或以其它方式在某些程度上被修改。
成像组合件300可基于用于产生图像的技术类型而显著变化。显示器技术(例如DLP(数字光处理)、LCD(液晶显示器)、LCOS(硅基液晶))及其它方法可涉及成像组合件300中的大体上不同组件。
图2f是说明可用于系统100的成像组合件300中的不同组件的实例的层级图。棱镜310可为在将光引导到调制器320及/或从调制器320引导光时非常有用的组件。DLP应用将通常使用TIR棱镜311或RTIR棱镜312的阵列以将光引导到DMD 324或从DMD324引导光。
光调制器320为修改或改变光800从而产生待被显示的图像880的装置。调制器320可使用调制器320的各种不同属性操作。基于反射的调制器322使用调制器320的反射属性以从经供应的光800形成图像880。基于反射的调制器322的实例包含(但不限于)DLP显示器的DMD 324及一些LCOS(硅基液晶)面板340。基于透射的调制器321使用调制器320的透射属性以从经供应的光800形成图像880。基于透射的调制器321的实例包含(但不限于)LCD显示器的LCD(液晶显示器)330及一些LCOS面板340。LCOS或LCD系统100的成像组合件300通常将具有组合器立方体350或某种类似装置以用于将不同的单色图像集成到单个图像880中的。
成像组合件300还可包含多种多样的支持组件150。
C.投射组合件
投射组合件400可执行将图像880引导到系统100中的其最终目的地(图像880在此可由用户90看见)的任务。在许多例子中，将以至少一些次要方法在由调制器320产生图像880与向用户90显示图像880之间将修改由成像组合件300产生的图像880。因此，由成像组合件400的调制器320产生的图像880可仅为临时图像850，并非实际向用户90显示的最终版本的图像880。
图2g是说明可为投射组合件400的部分的不同组件的实例的层级图。曲面镜420(其通常将为半镀银镜422，其增强为所要能力)及部分透明板430可伴随有可完全特征化为常规光学器件的各种支持组件150。
D.跟踪/感测组合件
如图2h中所说明，跟踪组合件500通常将包含灯(例如红外灯520)、摄像机(例如红外摄像机520)及各种支持组件。四光电二极管阵列或CCD可包含于组合件500中用于眼睛跟踪的目的。图2k是说明可由跟踪组合件830实施的光流的实例的输入输出图。灯520产生光830使得摄像机510可“看见”观察者96的眼睛92。由于所产生的光830充当闪光的类型且未用于投射图像，因此可将红外灯520定位在各种不同位置中。使用红外光830的一个原因是其将不干扰外部环境图像650的图像880，这是由于观察者96看不见红外光830。
F.增强组合件
增强组合件600提供同时观察外部环境图像650与媒体或流源产生的所显示图像880的能力。如图2i中所说明，增强组合件2i可包含：窗口组件620，其用于使外部光650到达用户的眼睛；快门组件610，其用于关闭或阻挡窗口组件620；及各种支持组件150(如果特定背景需要或对特定背景有帮助)。
G.支持组件
光800可为管理起来具挑战性的资源。光800快速移动且无法以能够约束大多数输入或原材料的相同方式来约束。图2j是说明一些支持组件150的实例的层级图，支持组件150中的许多者为常规光学组件。任何显示器技术应用将涉及常规光学组件，例如镜141(包含分色镜152)、透镜160、准直器170及双合透镜180。类似地，任何被供电装置需要电源191且能够显示图像880的装置可能具有处理器190。
H.流程图
可将系统100描述为照明组合件200、成像组合件300及投射组合件400的互连功能性。然而，也可在包含照明过程910、成像过程920及投射过程930的方法900方面描述系统100。类似地，也可在过程方面描述及特征化跟踪组合件500及增强组合件600的功能。
III.不同显示器技术
可关于多种多样的不同显示器技术来实施系统100，其包含(但不限于)DLP及LCOS。
A.DLP实施例
图3a说明DLP系统141的实例，即，利用DLP光学元件的系统100的实施例。DLP系统141利用DMD 314(数字微镜装置)(其由数百万的微小镜组成)作为调制器320。DMD 314中的每一微镜可涉及图像880中的特定像素。
如上文论述，照明组合件200包含用于供应光800的光源210。光800接着行进到成像组合件300。两个TIR棱镜311将光800引导到DMD 314，DMD 314用所述光800产生图像880，且TIR棱镜311接着将体现图像880的光800引导到板430及曲面镜420的配置，其一起作用以将图像880传递到观察者96的眼睛92上。
图3b是DLP系统141的更详细实例。其中其包含可有助于引导光的流动的额外透镜160。类似地，可添加例如色轮或其它类似组件的组件以使图像880具有颜色。透镜160被定位在显示器410前面以在向观察者96提供图像880之前修改/聚焦图像880。
B.LCD实施例
图3d是说明LCOS系统143的实例的图。LCOS是DLP与LCD之间的混合体。LCOS代表硅基液晶显示器。LCD代表液晶显示器。LCD系统142中的调制器320是由液晶组成的一或多个LCD面板330，其以电子方式操纵以形成图像880。LCOS面板340是包含类同于出现在DLP应用的DMD 314中芯片的计算机芯片的LCD面板。
LCOS系统143中的照明组合件200通常包含各种分色镜152，其将光800分离成三种组成色，通常为红色、绿色及蓝色---出现在DLP应用中的许多色轮240上的相同颜色。
LCD 330形成单色图像，其通过分色组合器立方体320或某一类似装置组合成多色880。
IV.VRD遮光板实施例
系统100可以多种多样的不同配置及操作尺度实施。然而，多个漫射器概念的设想的最初灵感出现在体现为VRD遮光板设备116的VRD遮光板系统106的背景中。VRD遮光板设备116将图像880直接投射到用户90的眼睛上。VRD遮光板设备116是可配戴在用户90的头上的装置。在许多实施例中，VRD遮光板设备116可包含声音以及视觉能力。此类实施例可包含多个操作模式，例如仅视觉模式、仅音频模式及视听模式。当以非视觉模式使用时，VRD设备116可经配置以看起来像普通头戴式耳机。
图4a是说明VRD遮光板设备116的实例的透视图。两个VRD目镜418用于将图像880直接投射在用户90的眼睛上。“目镜”418本质上是供光在板430与观察者的眼睛92之间行进的通道。如图1b到1f中所说明，板430是图像880在到达观察者96的眼睛92之前所击中的最后一个物体。图像880击中板430两次(图1c及1e)。图像880击中曲面镜420仅一次(图1d)。如通过正面(即，图1l的面向眼睛视图)所说明，板430及曲面镜420的配置可形成VRD显示器中的虚拟目镜。
图4b是说明配戴在用户90的头94上的VRD遮光板设备116的实例的侧视图。用户90的眼睛92由设备116自身阻挡，其中设备116位于将图像880投射在用户90的眼睛92上的位置中。
图4c是说明用于左眼92的VRD遮光板设备116的实例的组件图。图4c的镜像将涉及右眼92。
3LED光源213产生部分相干光803，其穿过将光800引导到镜151的聚光透镜160，镜151在光800进入由两个TIR棱镜311及DMD 314组成的成像组合件300之前将光800反射到成形透镜160。来自成像组合件300的临时图像850穿过两个双合透镜180及另一透镜160，其将临时图像850聚焦成最终图像880，最终图像880可由用户90通过板430/镜420配置观察到。
V.替代实施例
没有专利申请案可以文字或图式清楚地揭示发明的所有可能的实施例。隐含地包含已知等效物的变化。根据专利法规规定，在某些优选实施例中解释及说明系统100、方法900及设备110(统称“系统”100)的原理、功能及操作模式。然而，应理解，在不脱离其精神或范围的情况下，可以不同于明确解释及说明的其它方式实践发明性系统100。
应理解上文及下文提供的系统100的描述包含本文描述的元件的所有新颖且非显而易见的替代组合，且可在本申请案或在后的申请案中提出对这些元件的任何新颖的非显而易见的组合的主张。此外，以上实施例是说明性的，且无单个特征或元件对可在本申请案或在后的申请案中所主张的所有可能组合是必要的。
系统100表示优于现有技术显示器技术的实质改进。正如存在广泛范围的现有技术显示器技术，可类似地以广泛范围的不同方式实施系统100。可以各种不同尺度，利用各种不同显示器技术，在沉浸及增强背景两者中，及在单向(无来自用户90的传感器反馈)及双向(有来自用户90的传感器反馈)实施例两者中实施部分透明板430及曲面镜420的串联的创新性利用。
A.尺度变化
可以多种多样的不同尺度实施显示器装置。在EverBanks Field(杰克逊维尔美洲虎(Jacksonville Jaguars)的主场)的巨大记分板是60英尺高、362英尺长且由3550万个LED灯泡组成的显示器系统。所述记分板希望由成千上万的人同时观看。在光谱的另一端，由Avegant公司制造的GLYPHTM遮光板是配戴在用户的头上且将视觉图像直接投射在单个观察者的眼睛中的装置。位于连续体的那些边缘之间的是多种多样的不同显示器系统。虽然系统100的规范动机在很大程度上以遮光板系统105且尤其是VRD遮光板系统106为基础，但这并不是说概念在那些背景之外没有用途。
系统100可潜在地以多种多样的不同尺度实施或针对用于不同目的的结构实施。
图5a是说明涉及大体上显示器系统(且特定来说是系统100)的实施的尺度的各种类别及子类别的层级图。如图5a中所说明，系统100可实施为大系统101或个人系统103。
1.大系统
大系统101希望由一个以上用户90同时使用。大系统101的实例包含电影院投影机、酒吧、餐馆或家庭中大屏幕TV及其它类似显示器。大系统101包含巨系统102的子类别，例如体育场记分板102a、时代广场显示器102b或其它或大型户外显示器，例如，高速公路边的广告牌。
2.个人系统
个人系统103为经设计用于由单个用户90观看的系统100的实施例。个人系统103的实例包含台式监视器103a、便携式TV 103b、膝上型监视器103c及其它类似装置。个人系统103的类别还包含近眼系统104的子类别。
a.近眼系统
近眼系统104为个人系统103的子类别，其中用户90的眼睛在显示器的约12英寸内。近眼系统104包含平板计算机104a、智能电话104b及目镜应用104c，例如摄像机、显微镜及其它类似装置。近眼系统104的子类别包含遮光板系统105的子类别。
b.遮光板系统
遮光板系统105是近眼系统104的子类别，其中显示视觉图像200的系统100的部分实际上配戴在用户90的头94上。此类系统105的实例包含虚拟现实遮光板、谷歌眼镜及其它常规头戴式显示器105a。遮光板系统105的类别包含VRD遮光板系统106的子类别。
c.VRD遮光板系统
VRD遮光板系统106是遮光板系统105的实施方案，其中视觉图像200被直接投射在用户的眼睛上。在2012年2月6日申请的标题为“图像产生系统及图像产生方法(IMAGEGENERATION SYSTEMS AND IMAGE GENERATING METHODS)”(美国序列号13/367,261)的公开专利申请案中揭示将图像直接投射在观察者的眼睛上的技术，所述申请案的全部内容特此以引用的方式并入本文中。预期VRD遮光板系统106尤其良好适于用于减少光210的相干性的多个漫射器140方法的实施。
3.集成设备
媒体组件随时间推移趋向于被划分及商品化。可设想其中照明组合件120仅暂时连接到特定成像组合件160的显示器装置。然而，在大多数实施例中，系统100的照明组合件120及成像组合件160将永久地(至少从用户90的实践观点上来看)处于单个集成设备110中。图5b是说明设备110的不同类别及子类别的实例的层级图。图5b密切反映图5a。可能的设备110的群体包含大设备111及个人设备113的类别。大设备111包含巨设备112的子类别。个人设备113的类别包含近眼设备114的子类别，其包含遮光板设备115的子类别。VRD遮光板设备116包括实施虚拟视网膜显示器(即，其将视觉图像200直接投射到用户90的眼睛中)的遮光板设备115的类别。
图5c是说明以配戴在用户90的头94上的集成VRD遮光板设备116的形式体现的VRD遮光板系统106的透视图的实例的图式。相对于元件92使用虚线，这是因为在说明中用户90的眼睛92由设备116自身阻挡。
B.显示器技术的不同类别
现有技术包含各种不同显示器技术，其包含(但不限于)DLP(数字光处理)、LCD(液晶显示器)及LCOS(硅基液晶)。图5d是说明基于底层显示器技术(其中可实施由间隙290分离的两个(或两个以上)漫射器282)的系统100的不同类别的层级图。如图5d中所说明，可将系统100实施为DLP系统141、LCOS系统143及LCD系统142。系统100还可在显示器技术的其它类别及子类别中实施。
C.沉浸对增强
图5e是说明基于沉浸与增强之间的区别而组织成类别的系统100的层级的层级图。系统100的一些实施例可具有各种不同操作模式120。沉浸模式121具有将外部世界阻挡在外使得用户90仅专注于系统100向用户90所显示的内容的功能。相反，增强模式122希望显示叠加于用户90的物理环境上方的视觉图像200。系统100的沉浸模式与增强模式之间的区别在近眼系统104及遮光板系统105的背景中尤其相关。
系统100的一些实施例可经配置而以沉浸模式或增强模式操作，这由用户90决定。然而系统100的其它实施例可仅具有单个操作模式120。
D.仅显示对显示/检测/跟踪/监视
系统100的一些实施例仅将配置用于光学信息的单向传输。其它实施例可涉及从用户90捕获信息作为视觉图像880且使媒体体验的潜在其它方面可由用户90得到。图5f是反映单向系统124(非感测操作模式124)及双向系统123(感测操作模式123)的类别的层级图。双向系统123可包含例如视网膜扫描及监视的功能性。用户90可被识别，用户90的眼睛92的焦点可被潜在地跟踪，且可提供其它类似功能性。在单向系统124中，不存在捕获关于用户90的信息或来自用户90的信息的传感器或传感器阵列。
E.媒体播放器—集成对单独
显示器装置有时与媒体播放器集成在一起。在其它例子中，媒体播放器与显示器装置完全分离。以实例的方式，膝上型计算机可包含单个集成装置、用于显示电影的屏幕、用于投射伴随视频图像的声音的扬声器、用于从磁盘播放源媒体的DVD或蓝光播放器。此装置还能够串流。
图5g是说明基于系统100是否与媒体播放器集成在一起的系统100的各种不同类别的层级图。集成媒体播放器系统107包含实际播放媒体内容以及显示图像880的能力。非集成媒体播放器系统108必须与媒体播放器通信以便播放媒体内容。
F.用户—观察者对操作者
图5h是说明用户90可扮演的不同角色的实例的层级图。观察者96能够看见图像880但不能够以其它方式控制系统100的功能性。操作者98能够控制系统100的操作，但不能够看见图像880。在电影院中，观察者96为电影院的顾客，且操作者98为电影院的雇员。
G.媒体内容的属性
如图5i中所说明，媒体内容840可包含多种多样的不同类型的属性。用于显示图像880的系统100是播放具有视觉属性841的媒体内容840的系统100。然而，媒体内容840的许多例子还将包含听觉属性842或甚至触觉属性。存在用于传达嗅觉属性844的一些新技术，且传输味觉属性845的能力在某些背景中也变为媒体体验的部分只是时间问题。
如图5j中所说明，一些图像880为较大视频890背景内容的部分。在其它背景中，图像800可为独立静止帧882。
VI.术语表/定义
表1阐述元件符号、名称及描述/定义的列表。

Claims (20)

1.一种用于将图像(880)显示在观察者(96)的眼睛(92)上的系统(100)，所述系统(100)包括：
光源(210)，其用于将多个光(800)供应到调制器(320)；
所述调制器(320)，其中所述调制器(320)用于从所述光(800)产生所述图像(880)；
曲面镜(420)及部分透明板(430)，其共同用于将所述图像(880)投射到所述观察者(96)的所述眼睛(92)上。
2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述系统(100)为VRD遮光板设备(116)。
3.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述部分透明板(430)为所述图像(880)在到达所述观察者(96)的所述眼睛(92)之前所触碰的所述系统(100)的最后一个组件。
4.根据权利要求3所述的系统(100)，其中所述曲面镜(420)为所述图像(880)在到达所述观察者(96)的所述眼睛(92)之前所触碰的所述系统(100)的倒数第二个组件。
5.根据权利要求1所述的系统(100)，其中投射在所述观察者(96)的所述眼睛(92)上的所述图像(880)在到达所述观察者(96)的所述眼睛(92)之前与所述部分透明板(430)接触至少两次。
6.根据权利要求1所述的系统(100)，其中投射在所述观察者(96)的所述眼睛(92)上的所述图像(880)在到达所述观察者(96)的所述眼睛(92)之前与所述曲面镜(420)接触至少两次。
7.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述曲面镜(420)为至少部分透明的半镀银镜(422)。
8.根据权利要求7所述的系统(100)，其中所述半镀银镜(422)允许多个外部光(832)到达所述观察者(90)的所述眼睛(92)，从而允许所述观察者(90)同时观看由所述调制器(320)所产生的所述图像(880)及外部环境图像(650)。
9.根据权利要求8所述的系统(100)，所述系统(100)进一步包括快门组件(610)，其用于阻挡所述外部光(832)。
10.根据权利要求9所述的系统(100)，其中所述快门组件(610)用于由所述观察者(90)开启及关闭。
11.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述部分透明板(430)相对于红外光为至少部分透明的。
12.根据权利要求11所述的系统(100)，所述系统(100)进一步包括：红外灯(520)，其用于产生多个红外光(830)；以及红外摄像机(510)，其中所述红外摄像机(510)用于跟踪所述观察者(96)的所述眼睛(92)。
13.根据权利要求12所述的系统(100)，其中所述部分透明板(430)用于将照射所述观察者(96)的所述眼睛(92)的红外光(830)引导到所述红外摄像机(510)。
14.根据权利要求13所述的系统(100)，其中在所述观察者(96)的所述眼睛(92)到所述红外摄像机(510)之间行进的所述红外光(830)的至少一个子集不与所述曲面镜(420)接触。
15.根据权利要求12所述的系统(100)，其中所述红外摄像机(510)与下列中的至少一者通信：(a)四二极管阵列；以及(b)CCD。
16.一种用于配戴在观察者(96)的头(94)上且将图像(880)投射在所述观察者(96)的眼睛(92)上的设备(110)，所述设备(110)包括：
照明组合件(200)，其包含用于将多个光(800)供应到调制器(320)的光源(210)；
成像组合件(300)，其包含用于使用来自所述光源(210)的所述光(800)形成所述图像(880)的所述调制器(320)；
投射组合件(400)，其包含部分透明板(430)及曲面镜(420)，其中所述投射组合件(400)用于将由所述调制器(320)形成的所述图像(880)投射到所述观察者(96)的所述眼睛(92)上。
17.根据权利要求16所述的设备(110)，其中所述设备(110)包含：增强模式(122)，其用于观察来自所述观察者(96)的外部环境(650)的多个外部光(832)；以及跟踪模式(123)，其用于跟踪所述观察者(96)的所述眼睛(92)的移动。
18.根据权利要求17所述的设备(110)，所述设备(110)进一步包括快门组件(610)，其用于允许所述外部光(832)到达所述用户(96)的所述眼睛(92)以及用于阻止所述外部光(832)到达所述用户(96)的所述眼睛(92)两者。
19.根据权利要求17所述的设备(110)，所述设备(110)进一步包括红外灯(520)以及红外摄像机(510)，其用于跟踪所述观察者(96)的所述眼睛(92)的所述移动。
20.一种用于将图像(880)显示在观察者(96)的眼睛(92)上的方法(900)，所述方法(900)包括：
使用曲面镜(420)及部分透明板(430)将所述图像(880)投射(950)在所述观察者(96)的眼睛(92)上以将所述图像(880)引导到所述用户的所述眼睛(920)；
跟踪(952)接收所述图像(880)的所述眼睛(92)的移动；以及
允许(954)带有所述观察者(96)的外部环境图像(650)的外部光(832)在所述图像(880)投射在所述观察者(96)的所述眼睛(92)上时到达所述观察者(96)的所述眼睛(92)。
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