CN112740093B - 头戴式设备的光学堆叠内的结合部件 - Google Patents

Abstract

一种可穿戴设备，包括在基材上的电路系统。基材耦合到光学堆叠中的光学元件。基材的折射率在知觉上与光学部件的折射率匹配。尽管电路系统可以看到观看者眼睛(或者，例如，具有到观看者眼睛的无阻碍视线)，但是电路系统是穿戴着设备的观看者无法感知到的。电路系统可以包括相机或发射器、或两者。相机捕获来自观看者眼睛的、发射器的一个或多个反射。在特定实施例中，基材包括波导、菲涅耳透镜、或透镜，以用于使光射线绕开电路系统弯曲以实现不可感知性。在替代性实施例中，电路系统可以是压电设备、液晶控制器或与可穿戴设备有关的任何电子电路系统。

Description

头戴式设备的光学堆叠内的结合部件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年9月21日提交的美国临时专利申请号62/734,781以及于2018年12月13日提交的美国临时专利申请号62/779,210的优先权权益，这两个美国临时专利申请通过引用以其全文并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及娱乐系统，尤其涉及头戴式/可穿戴设备。

背景技术

放置光学特性与周围光学元件非常不同的电子和/或非电子部件的主要问题之一是，这些部件可能会变成对眼睛轻易可见的干扰/伪影。例如，可以将电子和/或非电子部件放置在从诸如凹透镜的光学元件中钻出的空腔中。可替代地，部件可以以某种方式直接附接到光学元件的外表面或以其他方式安装在光学元件上。

在光学元件中钻出孔或空腔会干扰光学元件的完整性，在光学元件中产生微裂纹，以及从将光学元件与孔/空腔分开的表面区域引起外来反射光。将电子和/或非电子部件附接到光学元件的外表面将在所附接的部件与光学元件之间产生气隙。由于光学元件和部件与光学元件之间的气隙可能具有非常不同的折射率，因此在介质界面/过渡处发生的外来反射和折射会导致这些部件或其存在(例如，如会由这些部件中的一些或所有部件引起的阴影、光耀斑、闪光、光反射、光遮挡等所指示的；如会由位于这些部件中的一些或所有部件前面的不透明或低光透射屏等所指示的)很容易惹人注意。

在本节中描述的方法是可以追寻的方法，但不一定是之前已经设想到或追寻的方法。因此，除非另有指明，否则不应认为本节中所述的任何方法仅凭其纳入本节就可称为现有技术。类似地，除非另有表示，否则关于一种或多种方法所认定的问题不应基于本节而认为在任何现有技术中被认定。

附图说明

在附图中以示例而非限制的方式来图示本发明，并且其中相似的附图标记指代类似的元件，并且在附图中：

图1图示了示例可穿戴设备；

图2A至图2D图示了示例光学堆叠；

图3图示了增强型娱乐系统的示例配置；

图4图示了示例过程流程；以及

图5图示了示例硬件平台，在所述硬件平台上可以实施如本文所描述的计算机或计算设备。

具体实施方式

本文描述了涉及将部件结合到光学堆叠内的示例实施例。在以下说明中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其他情形中，为了避免不必要的遮蔽、模糊或混淆本发明，没有详尽地描述众所周知的结构和设备。

在此根据以下概要对示例实施例进行描述：

1.总体概述

2.可穿戴设备

3.将设备嵌入光学堆叠中

4.增强型娱乐系统

5.示例过程流程

6.实施机制——硬件概述

7.等效物、扩展、替代品及其他

1.总体概述

此概述介绍了对本发明的示例实施例的一些方面的基本描述。应当注意的是，此概述不是对示例实施例的各方面的广泛或详尽总结。此外，应当注意的是，此概述不旨在被理解为确认示例实施例的任何特别重要的方面或要素，也不旨在被理解为特别地描绘示例实施例的任何范围，也不是概括地描绘本发明。此概述仅以压缩和简化的格式介绍与示例实施例相关的一些概念，并且应被理解为仅仅是以下示例实施例的更详细说明的概念性序言。注意，尽管本文讨论了单独的实施例，但是本文讨论的实施例和/或部分实施例的任何组合都可以组合以形成进一步实施例。

本文所描述的技术可以用于沿着表示观看者的预期观看方向的(例如，假想的、实际的等)光路/轴线以及在光路/轴线外将电子和/或非电子部件放置在观看者的可穿戴设备的光学堆叠中。可以在光学堆叠中的光学元件和/或基材之一中钻出或形成设备接收(或隐藏)空间区域——呈孔、空间空腔、挖空的空间/形状等形式。嵌入式设备或其中的一些或所有电子和/或非电子部件可以被嵌入、附着和/或隐藏在光学堆叠的接收空间区域内。

可以将接收区域放置或定位在光学元件的面向观看者的前部部分中，以使嵌入式设备能够执行对观看者眼睛的眼睛跟踪。接收区域可以被放置或定位在光学元件的面向外部世界的后部部分中，以使得嵌入式设备能够在视觉上跟踪观看者在例如增强现实(AR)应用、虚拟现实(VR)应用等中通过光学堆叠正在观看的视觉对象(或对象源)、场景、背景等。附加地，可选地或可替代地，可以将接收区域放置或定位在光学元件的前部部分和后部部分中以能够实现各种嵌入式设备应用。

可以以小气隙将嵌入式设备附着或模制到由模制材料制成的基材中，这些模制材料的折射率与光学堆叠中的处于物理接触的光学元件诸如透镜的折射率匹配。附加地、可选地或可替代地，诸如菲涅耳结构、光栅结构等的光路由器可以用于防止从嵌入式设备或接收区域发射或反射出的光到达视觉观察者。

基材可以是各种各样空间形状中的任何空间形状，并且可以由各种各样模制材料(包括但不限于凝胶材料)中的任何模制材料制成，以将部分或整个嵌入式设备牢固地固持或机械地固定在光学堆叠的光路上或光路外的指定位置/取向。由于基材可以由折射率与和基材处于物理接触的光学元件的折射率相匹配(例如与具体折射率公差等相匹配)的选定模制材料制成，因此，在本文所述的技术下，可以防止或最小化来自将光学元件与基材分开的物理边界的诸如镜面反射、闪光/光耀斑等外来反射或折射。

示例实施例包括将诸如发光二极管(LED)、纳米线，ITO导电材料的电子和/或非电子部件或其他电子和/或非电子部件模制或附着在(例如光学透明等)基材上或其之间。这可以通过模制材料来完成，诸如聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料、折射率匹配的环氧树脂材料等。

可以在加工/组装嵌入式设备中的光学部件之前、之后或同时执行本文所述的模制/附着步骤。

可以实施本文所述的技术以去除或显著减少从电子和/或非电子部件发射或反射出的通过这些光学部件、光学元件、透镜、基材等中的一些或全部而到达观看者眼睛或相机的光的眩光、阴影、衍射、外来反射、外来折射等，这些电子和/或非电子部件的光学特性可以与这些光学部件、光学元件、透镜，基材等的光学特性相同也可以不同。

例如，一部分或整个嵌入式设备可以沿着表示观看者的预期观看方向的(例如，假想的、实际的等)光路/轴线放置和/或放置在其外。将嵌入式设备的电子或非电子部件(可能与光学堆叠的一些或所有光学元件具有不同的光学特性)放置在光学堆叠中的问题是，这些部件可能变得容易被观看者的眼睛看到，这相对于观看者打算通过光学堆叠看的东西造成分心。

本文所述的技术可以用于隐藏嵌入的部件或降低视觉感知到嵌入的部件的可能性，同时一些或所有嵌入的部件可以看到通过观看者的可穿戴设备呈现或可观看的观看者眼睛和/或外部世界的清晰图片。

例如，可以将传感器、发射器、相机等放置在观看者的可穿戴设备的光学堆叠的光路上，以观察观看者眼睛，同时保持对于观看者眼睛而言不可见。这可以通过使光射线围绕嵌入的部件弯曲来完成。弯曲光射线可以通过结合具体设计的光波导、菲涅耳透镜或其他光学技术来实现。

本文所述的技术可以用于进一步设计制造或实施嵌入的部件的伴随特征/部件，诸如数据通信链路、电源连接、电气路径等。这些伴随部件中的一些或全部可以被隐藏并嵌入在可穿戴设备的光学堆叠中，并且可以保持对于观看者眼睛而言不可见。可以使用各种方式来实现这一点。例如，光学透明(或透视)的铟锡氧化物(ITO)导电材料可以用于提供一些或所有嵌入的部件的电和/或电源连接。附加地，可选地或可替代地，可以在一个或多个用于将电子和/或非电子部件嵌入、附着和/或隐藏在可穿戴设备的光学堆叠中的基材(例如，凝胶、玻璃、环氧树脂等)中设计制造或实施相对微小尺寸(例如，与人的头发的直径相当或更小等)的电连接(比如纳米线、纳米管等)。

示例实施例包括可以与例如增强型娱乐系统一起使用的可穿戴设备。视觉通达观看者眼睛允许嵌入式设备检测观看者眼睛或眼睛的瞳孔的位置、取向、视线跟踪、运动。嵌入式设备可以用于2017年4月11日提交的美国临时专利申请号62/484,121中所述的分层式增强娱乐体验，所述美国临时专利申请的全部内容在此如充分阐述的那样通过引用并入本文。示例3D增强型娱乐系统在2018年4月4日提交的美国专利申请序列号15/945,237中进行了描述，所述美国专利申请的全部在此如本文充分阐述的那样通过引用并入本文。

嵌入式设备可以包括但不一定仅限于以下各项中的任一个：相机、光发射器等。例如，嵌入式设备可以在2017年11月17日提交的美国临时专利申请序列号62/588,247中描述的眼睛跟踪中实施滑移补偿，所述美国临时专利申请的全部内容在此如本文充分阐述的那样通过引用并入本文。附加地，可选地或可替代地，嵌入式设备可以提供其他系统/设备功能，包括但不一定仅限于改变光路上的光学元件的折射率、改变透镜的焦距等。

本文描述的示例实施例涉及与增强型娱乐系统一起使用的可穿戴设备。用于观看者的可穿戴设备包括：第一视图光学堆叠，包括一个或多个光学元件，观看者的第一眼睛通过所述光学元件观看位于距所述观看者的第一眼睛一个或多个距离处的一个或多个对象；与所述第一视图光学堆叠的所述一个或多个光学元件中的光学元件处于物理接触的基材，所述基材的光学折射率与所述光学元件的折射率匹配；嵌入式设备，嵌入式设备被附着到所述基材。

本文描述的示例实施例涉及用于提供可穿戴设备的方法。放置基材以与第一视图光学堆叠的一个或多个光学元件中的光学元件处于物理接触，基材的光学折射率与光学元件的折射率匹配。将嵌入式设备附着到基材。第一视图光学堆叠被结合到可穿戴设备中，观看者的第一眼睛通过第一视图光学堆叠观看位于距观看者的第一眼睛一个或多个距离处的一个或多个对象。

在一些示例实施例中，本文所描述的机制形成媒体处理系统的一部分，所述机制包括但不限于以下各项中的任何一项：基于云的服务器、移动设备、虚拟现实系统、增强现实系统、抬头显示设备、头盔式显示设备、CAVE式系统、墙壁大小的显示器、视频游戏设备、显示器设备、媒体播放器、媒体服务器、媒体制作系统、相机系统、基于家庭的系统、通信设备、视频处理系统、视频编解码器系统、制作室系统、流媒体服务器、基于云的内容服务系统、手持式设备、游戏机、电视机、影院显示器、膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机、蜂窝无线电话、电子书阅读器、销售点终端、桌面型计算机、计算机工作站、计算机服务器、计算机亭、或各种其他类型的终端和媒体处理单元。

对优选实施例和通用原理以及本文中描述的特征作出的各种修改对本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，本公开不旨在受限于所示实施例，而旨在符合与本文描述的原理和特征一致的最大范围。

2.可穿戴设备

图1图示了示例可穿戴设备102，其包括左视图光学堆叠102-2、右视图光学堆叠102-1、左视图成像器154-2、右视图成像器154-1等。如图1中所描绘的部件/设备中的一些或全部可以通过一个或多个机械部件、一个或多个电光部件、一个或多个计算设备、模块、单元等以软件、硬件、软件和硬件的组合等来实施。如图1中所描绘的部件/设备中的一些或全部可以与如图1中所描绘的一些其他部件/设备通信地(例如，无线地，通过有线连接等)耦合，或者与图1中未描绘的其他部件/设备通信地耦合。

在一些实施例中，可穿戴设备(102)被穿戴或安装在观看者(112)的头部上。可穿戴设备(102)可以包括以下各项中的一个或多个：眼镜架、面罩、头盔、皮带附件等。例如，但非限制地，眼镜架用于(例如，可拆卸、不可拆卸等)分别配合观看者(112)的左眼(158-2)和右眼(158-1)前面的左视图光学堆叠(152-2)和右视图光学堆叠(152-1)。眼镜架进一步用于(例如，可拆卸地、不可拆卸地等)将左视图成像器(154-2)和右视图成像器(152-1)附接或安装在例如眼镜架的顶边沿上。眼镜架可以根据单独观看者被个性化，或者可以具有被设计为由相对大量的观看者配戴或安装的通用尺寸(例如，全尺寸，儿童尺寸等)。

左视图光学堆叠(152-2)可以由可穿戴设备(102)的观看者(112)使用，以观看或在视觉上感知物理环境中现实生活对象的左视图或在位于可穿戴设备(102)外部的外部显示器(例如，图2A到图2C的258等)上显现的立体(或甚至非立体)图像的左视图图像。右视图光学堆叠(152-1)可以由可穿戴设备(102)的观看者(112)使用，以观看或在视觉上感知物理环境中现实生活对象的右视图或在外部显示器上显现的立体图像的右视图图像。观看者(112)通过左视图光学堆叠(152-2)观看的现实生活对象的左视图或立体图像的左视图图像以及观看者(112)通过右视图光学堆叠(152-1)观看的现实生活对象的右视图或立体图像的右视图图像形成现实生活对象的立体视图或立体图像。

观看者(112)可以使用左视图成像器(154-2)来观看用左视图成像器(154-2)显现的左视图设备显示图像。观看者(112)可以使用右视图成像器(154-1)来观看用右视图成像器(154-1)显现的右视图设备显示图像。观看者(112)所观看的左视图设备显示图像和观看者(112)所观看的右视图设备显示图像形成与物理环境中的现实生活对象的立体视图或在外部显示器上显现的立体图像互补的立体设备图像。

在一些实施例中，左视图成像器(154-2)和右视图成像器(154-1)都不在物理显示器上显现图像，而是在像平面或在由左视图成像器(154-2)和右视图成像器(154-1)发射的光射线形成的虚拟显示器上虚拟地显现图像。更具体地，左视图成像器(154-2)发射到达观看者(112)的左眼(158-2)的左视图光射线，以允许观看者(112)在视觉上感知或观看左视图设备显示图像，就像左视图设备显示图像显示在像平面或虚拟显示器上一样。同样地，右视图成像器(154-1)发射到达观看者(112)的右眼(158-1)的右视图光射线，以允许观看者(112)在视觉上感知或观看右视图设备显示图像，就像右视图设备显示图像显示在像平面或虚拟显示器上一样。

在一些实施例中，参照观看者，像平面或虚拟显示器可以位于与光学堆叠(152-1和152-2)的深度不同或相同的深度处。如本文所使用的，术语“深度”可以指观看者(或观看者眼睛)与显示器(例如，影院显示器、设备显示器等)的像平面之间的空间距离或观看者(或观看者眼睛)与对象(例如，现实生活对象、所描绘的对象等)之间的空间距离。

在一些实施例中，成像器(154-1和154-2)可以将设备显示图像显示或投射在观看者前面的单个距离的单个像平面处或多个不同距离(例如，通过时分复用等)的多个像平面处。像平面的这些距离可以是固定的或自动可调的。具有相距观看者自动可调距离的像平面的示例设备显示器或成像器可见于2016年10月31日提交的名称为“EYEWEAR DEVICESWITH FOCUS TUNABLE LENSES[具有可变焦透镜的眼镜设备]”的美国临时专利申请号62/414,901，所述美国临时专利申请的全部内容在此如同在此充分阐述的那样通过引用并入本文。

例如，左视图成像器(154-2)和右视图成像器(154-1)可以与包括在左视图光学堆叠(152-2)和右视图光学堆叠(152-1)中的透镜元件(例如，具有固定的焦距等)一起操作，以将固定深度处的来自像平面的左视图设备显示图像和右视图设备显示图像投射到观看者(112)。在另一个非限制性示例中，左视图成像器(154-2)和右视图成像器(154-1)可以与包括在左视图光学堆叠(152-2)和右视图光学堆叠(152-1)中的光学元件或透镜元件一起操作，以将来自多个固定深度处的像平面的左视图设备显示图像和右视图设备显示图像投射到观看者(112)。本文所述的示例光学元件或透镜元件可以包括但不一定仅限于以下各项中的任一个：具有固定焦距的光学元件或透镜元件、具有可变焦距的光学元件或透镜元件、自适应光学器件、由压电设备/元件致动/控制的自适应光学器件/透镜、自适应液晶光学器件/透镜、表面可变形的透镜、可变焦度光学器件、滤光片、抗反射涂层、反射涂层、光学薄膜等。

在一些实施例中，可穿戴设备(102)可以从单个3D设备图像和指定单个3D图像中所描绘的各个视觉对象的各个深度的深度信息(例如，深度图等)生成一组时间顺序的或时间同步的3D设备图像。这一组时间顺序或时间同步的3D设备图像可以通过成像器(154-1和154-2)在分配给显示单个3D设备图像的总图像帧区间(或持续时间)内的不同时间子区间连续地或同时地显示在不同的深度(或多个设备显示器或多个像平面)，从该设备图像中得出这组时间顺序或时间同步的3D设备图像。

附加地，可选地或可替代地，左视图成像器(154-2)和右视图成像器(154-1)可以与包括在左视图光学堆叠(152-2)和右视图光学堆叠(152-1)中的透镜元件一起操作，以将来自可变深度或可自动调整的深度处的像平面的左视图设备显示图像和右视图设备显示图像投射到观看者(112)。在可变深度处在像平面上显示图像的示例可见于前述美国临时专利申请号62/414,901。

左视图光学堆叠(152-2)表示允许从物理环境中的现实生活对象或来自外部显示器(例如，影院显示器、家庭娱乐显示器等)的所描绘对象发射或反射出的左视图光射线到达(或被透射到)观看者(112)的左眼(158-2)的电光学堆叠。右视图光学堆叠(152-1)表示允许从物理环境中的现实生活对象或来自外部显示器的所描绘对象发射或反射出的右视图光射线到达(或被透射到)观看者(112)的右眼(158-1)的电光学堆叠。在运行时，左视图光学堆叠(152-2)可以对于左视图光射线是光学透明的，而右视图光学堆叠(152-1)可以对于右视图光射线是光学透明的。

本文所述的电光学堆叠可以包括一个或多个光学和/或电光学部件层，包括但不限于以下各项中的一个或多个的组合：透光部件层、反光部件层、滤光层、光调制层、微棱镜层、微透镜层、可变或固定透镜、分束器、合束器、滤光片、抗反射涂层、反射涂层、光学薄膜、光引擎、用于控制光透过率(或透射率)或光反射性(反射率)的水平等的开关元件(例如，基于晶体管等)。

本文所述的技术可以用于通过各种各样的左/右眼分离技术支持显现和观看3D图像，这些技术包括但不限于基于立体图、线性偏振、圆偏振、快门式眼镜、光谱空间分离等的技术。可以在可穿戴设备(102)中使用任何前述左/右眼分离技术，以允许用于显现左视图外部显示图像和右视图外部显示图像的光射线分别到达左眼(158-2)和右眼(158-1)——或分别到达观看者(112)的在空间上分开瞳孔间距156的眼睛视力甜蜜点(例如，中央凹视力)。

在一些实施例中，左视图光学堆叠(152-2)和右视图光学堆叠(152-1)可以实施立体图3D技术，以用于观看在外部显示器(例如，图2A到图2C的258，在可穿戴设备(102)外部，与成像器(154-1和154-2)的显示器分开的显示器等)上显现的左视图外部显示图像和右视图外部显示图像。左视图光学堆叠(152-2)和右视图光学堆叠(152-1)通过经诸如红色滤光片和蓝绿色滤光片的两个颜色滤光片过滤光(例如，用于显现一个显现的图像的红光和用于显现另一个图像的蓝绿光等)提供左眼/右眼分离。

在一些实施例中，左视图光学堆叠(152-2)和右视图光学堆叠(152-1)可以实施线性偏振3D技术，以用于观看在外部显示器上显现的左视图外部显示图像和右视图外部显示图像。左视图光学堆叠(152-2)和右视图光学堆叠(152-1)通过经诸如竖直偏振片和水平偏振片的两个正交线性偏振片过滤线性偏振光(用于显现一个图像的竖直偏振光和用于显现另一个图像的水平偏振光)来提供左眼/右眼分离。

在一些实施例中，左视图光学堆叠(152-2)和右视图光学堆叠(152-1)可以实施圆偏振3D技术，以用于观看在外部显示器上显现的左视图外部显示图像和右视图外部显示图像。左视图光学堆叠(152-2)和右视图光学堆叠(152-1)通过经左旋偏振片和右旋偏振片的两个正交圆偏振片过滤圆形偏振光(用于显现一个图像的左旋偏振光和用于显现另一个图像的右旋偏振光)来提供左眼/右眼分离。

在一些实施例中，左视图光学堆叠(152-2)和右视图光学堆叠(152-1)可以实施快门式眼镜3D技术，以用于观看在外部显示器上显现的左视图外部显示图像和右视图外部显示图像。左视图光学堆叠(152-2)和右视图光学堆叠(152-1)通过将左眼和右眼的时分复用观看与相应的左图像和右图像的时分复用显现同步来进行左眼/右眼快门动作(用于显现一个图像的第一图像显示时间区间和用于显现另一图像的第二图像显示时间区间)，从而提供左眼/右眼分离。

在一些实施例中，左视图光学堆叠(152-2)和右视图光学堆叠(152-1)可以实施光谱空间分离3D技术，以用于观看在外部显示器上显现的左视图外部显示图像和右视图外部显示图像。左视图光学堆叠(152-2)和右视图光学堆叠(152-1)通过由两个光谱滤光片(例如，使第一组红色、绿色和蓝色光通过但截止第二组红色、绿色和蓝色光的第一滤光片以及使第二组红色、绿色和蓝色光通过但截止第一组红色、绿色和蓝色光等的第二滤光片)过滤光(例如，用于显现一个显现的图像的第一组红色、绿色和蓝色光和用于显现另一个图像的第二组红色、绿色和蓝色光，其中第一组红色、绿色和蓝色光与第二组红色、绿色和蓝色光光谱分离等)来提供左眼/右眼分离。

在各种实施例中，与用于显现左视图外部显示图像和的右视图外部显示图像的技术相比，可穿戴设备(102)可以使用相同或不同的左眼/右眼分离技术来显现左视图设备显示图像和右视图设备显示图像。在示例中，可穿戴设备(102)可以包括在空间上分离的左和右视图成像器(例如154-2和154-1等)，例如分开大约瞳孔间距(156)定位，以分别向左眼(158-2)和右眼(158-1)投射左视图设备显示图像和右视图设备显示图像。在另一个示例中，可穿戴设备(102)可以包括中央成像器(例如，安装在眼镜架的顶条上等)，以将左视图设备显示图像和右视图设备显示图像分别发送或投射到左眼(158-2)和右眼(158-1)。

3.将设备嵌入光学堆叠中

图2A图示了与观看者的第一眼睛158相关的可穿戴设备(例如，图1的102等)的示例第一视图光学堆叠152(例如，图1的152-1，图1的152-2等)。图2A中的观看者的第一眼睛(158)可以是如图1中所示的观看者(112)的左眼(例如，图1的158-2等)或右眼(例如，图1的158-1等)，而观看者的第二眼睛(未示出)可以是与观看者的第一眼睛(158)共轭的眼睛。

在一些实施例中，可穿戴设备(102)包括第一视图成像器，该第一视图成像器用于生成供观看者的第一眼睛观看的第一视图设备显示图像。

一部分或整个第一视图成像器可以在第一视图光学堆叠(152)的外部。在如图1所示的第一非限制性实施方式示例中，第一视图成像器可以是在作为第一视图光学堆叠(152)的右视图光学堆叠(图1的152-1)的外部的右视图成像器(图1的154-1)。在如图1所示的第二非限制性实施方式示例中，第一视图成像器可以是在作为第一视图光学堆叠(152)的左视图光学堆叠(图1的152-2)的外部的左视图成像器(图1的154-2)。

附加地、可选地或可替代地，一部分或整个第一视图成像器可以附着在第一视图光学堆叠中等)。在非限制性实施方式示例中，第一视图成像器可以表示附着(例如，模制等)在基材254内的嵌入式设备252中的一部分或全部。

在一些实施例中，通过第一视图光学堆叠(152)，观看者的第一眼睛(208)接收从视觉对象270发射或反射出的光射线(例如，212-1、212-2等)。在一些实施例中，视觉对象(270)可以表示物理环境290中的现实生活对象。在一些实施例中，视觉对象(270)可以表示在可穿戴设备(102)的外部的外部显示器258上的所描绘的对象。

在一些实施例中，通过第一视图成像器(154)的操作，观看者的第一眼睛(208)可以视觉地感知第二视觉对象268来自第一视图成像器(154)在像平面266处显现的设备显示图像。附加地、可选地或可替代地，通过第一视图成像器(154)或第一视图光学堆叠(152)的操作，观看者的第一眼睛(208)可以在视觉上感知其他视觉对象。

如图2A所示，第一视图光学堆叠(152)包括一个或多个光学元件(例如，292等)，观看者的第一眼睛(208)通过所述光学元件观看位于距观看者的第一眼睛(208)一个或多个空间距离(例如，假想的空间距离、物理空间距离等)处的一个或多个视觉对象(例如，268、270，物理对象、所描绘的对象、虚拟对象、现实生活对象等)。

在一些实施例中，如本文所述的嵌入式设备(例如，图2A或图2B的252、图2B的252-1、图2C的252-2等)可以包括但不一定仅限于基材(例如，印刷电路板或PCB、非PCB基材等)上的电路系统。在一些实施例中，本文描述的基材与附着有嵌入式设备的光学部件(和/或基材)的折射率不能被感知地匹配。在一些实施例中，基材包括光波导、菲涅耳透镜和透镜中的至少一个，以改变光射线的方向，使其远离安装或附接至基材的任何附着的电路系统，以实现附着的电路系统的不可感知性。

在一些实施例中，如图2A与图2B中所示，嵌入式设备(例如，图2A或图2B的252、图2B的252-1等)可以附着在基材(例如，图2A或图2B的254，在第一视图光学堆叠152中等)中，基材可以在光学元件(例如，图2A或图2B的292等)的外部，基材通过物理接触区域部分(例如，图2A或图2B的294等)与光学元件处于物理接触。

在一些实施例中，如图2C所示，第一视图光学堆叠(例如，152等)中的光学元件292-1本身可以由一个或多个基材(例如，254、254-1等)和零个或更多个非基材形成。嵌入式设备(例如，252-2等)可以被嵌入、附着和/或隐藏在光学元件(292-1)的基材(例如，254-1等)中。基材(254-1)可以与图2A或图2B的292相同，并且可以与另一个基材254形成光学元件(292-1)。图2C的另一个基材(254)可以与图2A或图2B的基材(254)相同。

在一些实施例中，在光学元件(292-1)内部，除了任何嵌入式设备(例如，252-2等)之外的两个基材(254和254-1)均可以作为连续的均质非不同部分形成光学元件(292-1)。

在一些实施例中，在光学元件(292-1)内部，除了任何嵌入式设备(例如252-2等)之外的两个基材(254和254-1)均可以是不同的部分并且可以被放置为通过可以与图2A或图2B的294相同的物理接触区域部分处于物理接触。

基材(254)可以被放置为与在第一视图光学堆叠(152)的一个或多个光学元件中的光学元件292处于物理接触(例如，其间没有气隙或只有小气隙)。在一些实施例中，基材(254)由模制材料制成，该模制材料的光学折射率(例如，在基材(254)和光学元件(292)对于其是光学透明的所有光波长谱/段中的折射率)与和基材(254)处于物理接触的光学元件的光学折射率(在基材(254)和光学元件(292)针对其光学透明的相同光波长谱/段中)匹配。如本文所述的基材可以永久地附着至光学堆叠或其中的光学元件。

因此，在本文所述的技术下，至少对于基材(254)和光学元件(292)对于其是光学透明的相同光波长谱/段，基材(252)与光学元件(292)之间的物理(例如，材料、层、部件等)过渡/变化不会在基材(252)与光学元件(292)之间引入光学折射率过渡/变化，或防止在其间引入光学折射率过渡/变化。

鉴于在基材(252)与光学元件(292)之间没有或有小光学折射率变化，对于穿过基材(252)与光学元件(292)之间的物理过渡/变化的光射线，光速保持相同。由此，最小化或消除任何光射线反射和光射线折射(出射光射线的方向与入射光射线的方向不同)——否则，在没有实施本文中所述的技术的其他方法下，其将由基材(252)与光学元件(292)之间的光学折射率过渡/变化引起。

由于嵌入式设备(252)被设置或附着在基材(254)内而没有引入光学边界或引入小光学边界(如基材(254)和光学元件(292)的光学折射率的阶跃变化所表示的)，所以嵌入式设备(例如，其附着部件等)可以保持在视觉上无法被观看者(例如，观看者的第一眼睛(208)等)感知到。

基材(254)可以在物理接触表面部294上与光学元件(292)处于物理表面接触。不需要在光学元件(292)上形成或钻出孔或空腔来配合基材(254)——孔或空腔很可能会引入易于产生观看者的第一眼睛(208)在视觉上可感知的镜面反射的表面和气隙。例如，基材(254)可以包括与光学元件(292)的对应的接触表面部共平面或共曲线(例如，共享、沿循和/或遍历相同的表面轮廓/形状等)的接触表面部(例如，精度高，没有引入任何气隙，有小气隙，仅具有一个或多个光学膜等)，基材(254)的接触表面部将与该光学元件形成物理接触表面部(294)。

基材(254)与光学元件(292)之间的物理接触表面部(294)可以具有与光学元件(292)的孔径相当的相对较大的孔径(例如，100％、80％或更大、50％或更大等)。观看者的第一眼睛(208)的由物理接触表面部(294)覆盖的立体角296包括观看者的第一眼睛(208)的预期观看方向264。在一些实施例中，预期观看方向(264)被确定或设置为第一视图光学堆叠(152)的光轴；在给定时间点，预期观看方向可能是也可能不是观看者的第一眼睛(208)的实际观看方向。

在一些实施例中，如图2A所示，嵌入式设备(252)可以沿着预期观看方向(264)定位。与第一视图光学堆叠件(152)的孔径、物理接触表面部(294)的孔径等相比，嵌入式设备(252)的直径可以相对较小。嵌入式设备(252)的示例直径可以包括但不一定仅限于以下各项中的任一个：第一视图光学堆叠(152)的孔径的10％、5％、3％等；相当于、小于、不超过用HVS表示的观看者的空间分辨率阈值的五倍、不超过其四倍、不超过其两倍等；等等。由于预期观看者的第一眼睛(208)沿预期观看方向(264)聚焦在视觉对象(270)上，所以从嵌入式设备(252)发射或反射出的光不会在观看者的第一眼睛(208)或其视网膜区域(或像平面)中形成嵌入式设备的图像(252)。因此，观看者的第一眼睛(208)完全或基本上无法在视觉上感知尺寸/直径相对较小的嵌入式设备(252)。

附加地、可选地或可替代地，如图2B中所示，如本文所述的嵌入式设备(例如，252-1等)可以远离预期观看方向(264)定位。

在一些实施例中，嵌入式设备(例如252和252-1等)可以包括多个分布在基材(254)的多个不同空间位置的子部件。例如，自适应光学系统可以包括具有由压电设备致动/控制的一个或多个可变形表面曲率(或光焦度)的自适应透镜。压电设备可以包括用于控制或致动自适应透镜的可变形表面曲率的单独压电元件/部件。这些单独压电元件/部件可以位于基材(254)的多个不同空间位置处。第一压电元件/部件可以是在基材(254)的第一空间位置处的嵌入式设备(例如，图2A或图2B的252等)，而第二压电元件/部件可以是位于基材(254)的第二不同的空间位置(与第一空间位置不同)的不同嵌入式设备(例如，图2B的252-1等)。

在一些实施例中，基材(254)可以由模制材料制成，该模制材料对于在整个可见光谱或其至少一个或多个谱带中的可见光(对于人类视觉系统或HVS)是光学透明的。

嵌入式设备(252)可以但不限于通过模制附着在基材(254)中。例如但而非限制地，可以用液态或柔软状态的模制材料填充诸如(例如，矩形、规则、弯曲、凸形、凹形、不规则形等)挖空的几何形状的模具，嵌入式设备(252)设置为与模具成特定的空间关系，以使得模制材料与嵌入式设备(252)一起采用模具的挖空区域的形状的一部分或全部。示例模制材料可以包括但不一定仅限于以下各项中的一个或多个：硅树脂、聚合有机硅化合物、有机聚合物材料、PDMS材料、环氧树脂材料、热固性聚合物材料、紫外线固化环氧树脂材料、均质材料、凝胶材料、非凝胶材料、导热性相对较好的模制材料、抗UV性相对较高的模制材料或光学材料、用于折射率匹配结合的模制材料或光学材料等。

如本文所述的嵌入式设备(例如，图2A或图2B的252、图2B的252-1、图2C的252-2等)可以被放置在诸如预期观看方向的光路上(例如，基于可穿戴设备(102)的位置和/或取向等确定)或被放置在光路外。

在一些非限制性实施方式示例中，可以在第一视图光学堆叠(152)的一个光学元件或一个基材中做出孔或切口。嵌入式设备可以被放置在孔或切口中。附加地、可选地或可替代地，嵌入式设备中的一些或全部电路系统或部件可以设置在基材上。基材可以是但不仅限于任何适当种类的模制材料。然而，为了最小化观看者对嵌入式设备的观察或视觉感知，基材可以由一种或多种具有与基材要放置或附着到其中的基材或光学元件相同或基本上相同的折射率的材料制成。可以具体地选择基材设计以最小化不同于光学元件或基材的视觉可感知性。换句话说，嵌入式设备可以被具体设计和/或在空间上定位成不会由于在空间上彼此相邻或处于物理接触的材料的折射率的变化或失配而引起任何不必要的光反射或折射。

例如但非限制地，可以用诸如PDMS材料或折射率匹配的环氧树脂材料的(用于基材)材料完成(例如，光学透明等的)基材上或之间的诸如LED、纳米线、ITO导电材料的模制电路系统或部件、或其他电子和/或非电子部件。嵌入式设备中一些或所有部件的这个模制步骤可以在不同时间执行，诸如在加工/生产可穿戴设备的光学部件之前或之后。

在示例中，可以在将可穿戴设备发布给可以将可穿戴设备用于AR应用、VR应用、远程呈现应用、增强娱乐体验等的最终用户(或观看者)之前，将可穿戴设备与嵌入式设备一起放置就位。

在另一个示例中，可穿戴设备(除了嵌入式设备和/或用于嵌入、附着和/或隐藏嵌入式设备的基材之外)可以被预先制造，而嵌入式设备没有就位。可以在将可穿戴设备发布给可以将可穿戴设备用于AR应用、VR应用、远程呈现应用、增强娱乐体验、汽车娱乐体验等的最终用户(或观看者)之前，将嵌入式设备和/或用于嵌入、附着和/或隐藏嵌入式设备的基材附着到可穿戴设备的(例如，光学元件等)第一视图光学堆叠上。

不管嵌入式设备是在制造可穿戴设备之前、之后还是同时作为可穿戴设备的一部分被结合，通过实施本文所述的部分或全部设备隐藏技术(包括但不限于在将嵌入式设备模制或结合到可穿戴设备中时涉及到的材料的折射率匹配)，能够避免或显著减少通过光学元件(例如，透镜等)和/或基材到达观看者或相机的与附着设备相关的视觉伪影——例如，来自嵌入式设备或其中的任何电子和/或非电子部件的光的眩光、阴影、衍射、反射、折射等。

可以在相对平坦的基材上形成纳米线连接或图案化、ITO连接和图案化等。LED或光发射器可以与基材组装在一起。透镜元件可以用于封装一些或所有用基材——例如借助于基材——实施的电路。

在一些实施例中，可以使用激光蚀刻、纳米材料的超精确印刷等来制造诸如纳米直径线的电连接特征。可以将这些制造的特征保持为人眼无法分辨的尺寸。由于这些特征很可能不是观看者眼睛的焦点，因此从这些特征和/或放置于为了隐藏这些特征的位置的光遮挡物和/或不透明或着色屏发射或反射出的光无法形成这些特征的任何可分辨图像或指示这些特征存在的视觉伪影。结合在嵌入式设备中的细电线可能会造成相对较小的光损失，这可以通过将朝向如图2D所示的视觉源的观看者的预期观看方向周围的光射线会聚、发送和/或聚焦来由本文所述的光学堆叠相对容易地补偿。

可以使用工程目的/目标(例如，低于特定值的目标电阻、制造可扩展性、不可见性等)来选择在如本文所述的嵌入式设备中使用的一种或多种特定类型的电互连。附加地、可选地或可替代地，可以将感应连接、没有物理布线的连接、光伏元件、电磁感应元件等结合到如本文所述的嵌入式设备中(例如，用于向嵌入式设备等中的一个或多个部件、电路系统等供电)。

图2D图示了示例光学堆叠152-3，其可以被包括在可穿戴设备或非可穿戴设备中。视觉观察者208-1(例如，人眼、相机、图像传感器等)可以通过光学堆叠152-3观察到其中放置了对象源或视觉对象的外部世界的一些或全部(例如，在光学堆叠152-3左侧等)。从对象源发射或反射出的光射线的至少一部分可以被光学堆叠(152-3)收集并路由到视觉观察者(208-1)。

在示例中，光学堆叠(152-3)可以是可穿戴设备(例如，图1的102)的左视图光学堆叠(例如，图1的152等)或右视图光学堆叠(例如，图1的152-2等)，与作为视觉观察者(208-1)的观看者眼睛相结合操作。在另一个示例中，光学堆叠(152-3)可以是与作为视觉观察者(208-1)的相机相结合或作为其一部分进行操作的光学堆叠。

例如但非限制地，光学堆叠(152-3)可以包括多个光学元件，诸如光路由器292-2、具有第一焦距的第一(光学)透镜292-3、具有第二焦距的第二(光学)透镜292-4等等。示例光路由器可以包括但不一定仅限于以下各项中的任一个：菲涅耳结构/透镜、光栅结构、光波导等。

光学堆叠(152-3)或其中的光学元件可以被设计为产生被隐藏不被视觉观察者(208)看见(或无法由视觉观察者在视觉上感知)的多个空间区域296。如图2D中所示，对视觉观察者(208)隐藏的空间区域(296)可以位于光学元件(例如，第一透镜(292-3)，第二透镜(292-4)等)内、在光学元件之间(例如，第一和第二透镜(292-3和292-4之间)等)、在光学堆叠(252-3)前面或后面等等。

通过说明方式，嵌入式设备252-3可以被嵌入、附着和/或隐藏在一个空间区域(294)内部，诸如在第一透镜(292-3)内或在第一透镜(292-3)旁边。嵌入式设备252-3可以直接附着在第一透镜(292-3)的内部基材(例如，图2C的254-1等)或分开的基材(例如，图2A或图2B的254等)内。如本文所描述的示例嵌入式设备可以包括但不一定仅限于以下各项中的一个或多个：眼动仪、压电设备、相机、LED、光照射器(例如，用不可见的红外光等照射眼睛)等。

在一些实施例中，能够例如使用光路由器(292-2)的转向结构元件298，将从嵌入式设备(252-3)发射或反射出的、最初指向视觉观察者(208-1)的(任何)可见光转向离开视觉观察者(208-1)。附加地、可选地或可替代地，光路由器(292-2)的折射率可以被如此选择和/或实施，以使得来自嵌入式设备(252-3)的一部分或全部入射光在转向结构元件(298)与将光学堆叠(152-1)和视觉观察者(208-1)分开的气隙之间的界面处被全反射。

在一些实施例中，例如使用嵌入、附着和/或隐藏嵌入式设备(252-3)的基材与和基材处于物理接触的光学元件(或甚至气隙)之间的折射率匹配，可以防止从嵌入式设备(252-3)发射或反射出的、最初远离视觉观察者(208-1)指向的(任何)可见光朝向视觉观察者(208-1)反射回去。

因此，在本文所述的技术下，可以防止从嵌入式设备(252-3)发射或反射出的不然可能到达视觉观察者(208-1)的大多数(如果不是全部)光到达视觉观察者(208-1)，使得在视觉观察者(208-1)用光学堆叠(152-3)操作以观看外部世界中位于图2D的光学堆叠(152-3)的右侧的对象源(例如，成像器所描绘的对象、外部显示器上所描绘的对象(例如，图2A至图2C的258等)、物理环境中的现实生活对象等)等期间，嵌入式设备(252-3)对于视觉观察者(208-1)被完全或基本上(例如，比视觉观察者(208-1)能够在视觉上分辨的更小等)隐藏或无法在视觉上感知到。

如图2D所示，在给定时间，从沿着视觉观察者(208-1)的预期观看方向264-1定位的对象源270-1发射或反射出的光(或光学)射线可以沿着射线路径274从对象源(270-1)穿过光学堆叠(152-3)传播到视觉观察者(208-1)。

光学堆叠(152-3)可以被具体设计为使从对象源(270-1)发射或反射出的光射线到达视觉观察者(208-1)的阻挡最小化，并使将从对象源(270-1)发射或反射出的光射线向视觉观察者(208-1)的路由最大化。例如，光学堆叠(152-3)中的沿着从对象源(270-1)发射或反射出的光射线的射线路径(274)放置的第一透镜(292-3)、第二透镜(292-4)等可以被具体设计为利用多次折射来捕获可以被朝向视觉观察者(208-1)导向或者不朝向视觉观察者导向的(从如图2D所示存在的对象源(270-1)或其他对象源发射或反射出的)光射线，并通过使光射线围绕嵌入式设备(252-3)(或围绕嵌入式设备(252-3)位于的预期观看方向(264-1))转向，将所捕获的光射线的大部分(如果不是全部的话)在不被嵌入式设备(252-3)阻挡的情况下朝向视觉观察者(208-1)会聚。结果，即使当嵌入式设备(252-3)沿着视觉观察者(208-1)的预期观看方向(264-1)定位时，视觉观察者(208-1)也可以看到对象源(270-1)。

本文所描述的技术可以用于将相对较大的部件和/或设备嵌入、附着和/或隐藏到光学堆叠中，而不会导致使用光学堆叠的视觉观察者在操作中在视觉上检测到这些部件和/或设备的存在(例如，如例如这些部件中的一些或所有部件引起的阴影、光耀斑、闪光、光反射、光遮挡等所指示；如放置在一些或所有这些部件前面的不透明或低光透射屏所指示)。

在示例中，可以在光学堆叠中使用相对较大的部件以观察观看者眼睛并跟踪观看者的视线或观看方向。相机、图像传感器(例如，红外图像传感器、CMOS传感器、红外敏感的CMOS传感器等)、眼睛照射器(例如，红外光发射器等)、眼动仪等可以与观看者眼睛以相对靠近的线性距离并且与观看者的观看方向以相对靠近的角度距离(例如，相同等)放置，由此提高了眼睛跟踪的准确性并降低了系统复杂性。

相比之下，在不实施本文所述技术的其他方法下，可能必须将眼动仪放置在(例如，成斜角等)观看者眼睛被观察到的地方。这样的眼动仪可能必须实施附加算法，以从与观看者观看方向非常不同的角度补偿或变换测量结果。

在本文所述的技术下，诸如菲涅耳表面、光栅结构、光波导等的光路由器可以用于围绕附着的部件和/或设备路由光射线，并帮助隐藏封装或光学堆叠中相对较大的部件和/或设备(诸如相机)。CMOS小型传感器。

相机、图像传感器(例如，红外图像传感器、CMOS传感器、红外敏感的CMOS传感器等)、眼睛照射器(例如，红外光发射器等)、眼动仪等可以通过对于观看者或HVS不可见的光进行操作，由此减少了观看者眼睛看到这些部件和/或设备使用的任何眼睛照射(在不可见光波长内)的机会。

在一些实施例中，如图2D中所示，诸如热反射镜涂层(例如，其反射最初从观看者眼睛等反射出的红外光)的分束器(例如，272等)可以被实施在光学堆叠(例如152-1等)中(或作为其一部分被结合)，例如实施在光学元件的外表面上，诸如第一透镜(292-3)的后表面。如图2D所示，在给定时间，从作为(例如，在嵌入式设备(252-3)的等中的)眼动仪或相机的对象源的视觉源(208-1)发射反射出的光(或光学)射线可以沿着射线路径276从视觉源(208-1)传播并被分束器(272)反射向嵌入式设备(252-3)。从视觉源(208)反射出的光射线可以是最初由眼睛照射器(例如，作为嵌入式设备(252-3)的一部分，与嵌入式设备(252-3)结合操作的分开的设备等)发射的诸如红外光的不可见光。

分束器(272)可以结合到光学堆叠(152-1)中，以允许眼动仪(或相机)可选地被定位在距观看者眼睛相对较远的位置(与直接面向观看者眼睛的位置相比)，而不是定位在直接面向视觉观察者(208-1)的相对较近的位置。这允许眼动仪准确且高效地监视和跟踪观看者眼睛。当观看者眼睛(或视觉观察者(208-1))在视觉上聚焦对象源(270-1)时，眼动仪(或嵌入式设备)将在视觉观察者(208-1)的视觉焦点外，由此显著减少视觉观察者(208-1)感知眼动仪的机会。

如以上所讨论的，可以使产生从视觉源(208-1)反射出的光以用于眼动仪进行眼睛跟踪的眼睛照射光(例如，红外光等)对于视觉观察者(208-1)是不可见的。附加地，可选地或可替代地，分束器(272)可以被具体设计为仅反射眼睛照射光所使用的不可见光(或其波长)，并且允许诸如来自眼动仪的任何外来可见光的其他光透射通过分束器(272)，而没有光反射或有很少的光反射。

在一些实施例中，除了或代替相机、眼动仪等，压电元件/部件可以结合到嵌入式设备中以控制如本文所述的光学堆叠中的一些或所有光学元件的光学特性。压电元件可以用作压电设备/控制器，以用于例如通过拉伸或压缩可变形表面的曲率来机械地控制或致动焦距可调(例如，自动地、以编程方式等)的透镜的可变形表面的形状。如本文所述，单个压电元件或多个(例如，空间分布等)压电元件可以被放置在光学元件和/或基材中。

在非限制性实施方式示例中，附着在观看者的可穿戴设备的光学堆叠中的嵌入式设备可以包括眼睛照射器(例如，用于产生IR光以照射观看者眼睛等)、眼动仪和压电控制器等。眼睛照射器和眼动仪可以用于确定观看者的实际视线方向、观看者眼睛在视觉上聚焦在对象源的距离等。可以使用观看者的实际视线方向、对象源的距离等来确定光学堆叠的最佳光焦度值。最佳值可以在反馈回路中被提供给压电控制器，以控制或致动光学堆叠中的一个或多个自适应光学元件，以产生或实现光学堆叠的最佳焦度值。

附加地、可选地或可替代地，除了或代替压电元件、眼动仪、相机、LED、光发射器、图像捕获元件等，其他类型的自适应光学器件(例如，基于液晶(LC)的焦距可调透镜等)、开关元件、驱动器、透明电极、透明电绝缘体、集成电路等也可以模制或附着在光学元件和/或基材中。

嵌入式设备可以沿着预期观看方向放置或放置在观看者的预期中央凹视点内，或放置在预期观看方向或预期中央凹视点外。即使直接面向观看者位于相对近的距离处，放置在观看者的近周边视力或周边视力中的嵌入式设备或其中的各个部件也可能对于观看者而言看起来模糊。放置在观看者的中央凹视点外使得嵌入式设备或其中的部件的可见性甚至更低，在中央凹视点外，观看者眼睛的视敏度相对较低。

例如，相机可以放置或可以不放置在表示观看者的预期观看方向的光路上，只要相机可以位于相机可以收集从诸如观看者眼睛的有意对象源发射或反射出的光的位置上即可。嵌入式设备可以结合或实施程序逻辑以将收集的原始图像传感数据关联于或转换成与特定空间位置(例如，相对靠近预期观看方向、相对靠近观看者眼睛，在观看者视野中的中心位置等)和/或特定空间取向相关的经处理图像数据，所述特定空间位置和/或特定空间取向可能不同于相机的实际空间位置(例如，相对较远，在观看者视野中的周边位置等)和/或实际取向。可以使用来自沿着表示观看者观看方向的光路的特定位置/取向的视觉角度的直接获取的图像或经过处理的(外部世界)图像来提供没有校正或校正极少的图像，这指示与观看者眼睛所看到的视觉信息相同。可以使用来自沿着表示观看者观看方向的光路的特定位置/取向的视觉角度的直接获取的图像或经过处理的(观看者眼睛)图像来提供没有校正或校正极少的图像，这指示与从观看者的可穿戴设备的成像器要显现的设备显示图像的中心位置看到的视觉信息相同。这样的图像信息可以用于调整或适配观看者的可穿戴设备的光学堆叠的光学特性和/或设备显示图像。

具有的特定折射率与界面接合光学元件(例如，透镜等)的折射率匹配的凝胶型材料可以用作如本文描述的基材(例如，与透镜处于物理接触等)的一部分或全部，以模制或嵌入、附着和/或隐藏在嵌入式设备中使用的、光学特性与光学元件和基材的光学特性非常不同的电子和/非电子部件。例如，透镜的凹形部分可以用于与凝胶层界面接合(例如，类似于在透镜上放置贴纸等)，凝胶层承载嵌入式设备并成为透镜的一部分，而不改变透镜的曲率、焦距和其他光学特性。

由凝胶材料制成的基材(例如，足以在其中嵌入、附着和/或隐藏嵌入式设备或部件的特定宽度片材等)使嵌入式设备或其中的部件能够被容易地模制或推入基材中，其中基材的凝胶物质紧密地(例如，气密性等)形成在嵌入式设备(带有或不带有围住一部分或整个嵌入式设备的物理壳体/框架/机箱)或其中的各个部件的周围。由于嵌入式设备可以被模制到基材中而不会产生带有容易产生外来折射和反射的折射率过渡/变化的介质边界和气隙，因此可以使本文所述的将嵌入式设备、基材和透镜(或光学元件)分开的表面不产生引起视觉观察者在视觉上感知到嵌入式设备的光反射或产生很少光反射(例如，镜面反射、光耀斑/闪光等)或折射。

此外，由于基材的折射率可以被具体地选择为匹配透镜(或光学元件)的折射率，因此不带有基材和嵌入式设备的透镜(或光学元件)的透射特性和/或其他光学特性即使是在将基材和嵌入式设备结合到透镜(或光学元件)中或与透镜(或光学元件)结合之后也可以在很大程度上保持不变。

在一些实施例中，本文所述的基材可以放置在两个光学元件之间。在非限制性实施例中，基材可以被插入两个透镜之间以去除两个透镜之间的一些或所有气隙。

在一些实施例中，诸如抗反射(AR)涂层的附加光学层可以设置在如本文中所述的基材上。

如本文描述的嵌入式设备(例如，图2A或图2B的252、图2C的252-2、图2D的252-3等)，包括其中的任何基材和/或电路系统，可以被配置成与观看者眼睛位置基本对准。例如，嵌入式设备可以沿着观看者的预期观看方向(例如，图2A、图2B或图2C的264、图2D的264-1等)放置。本文所述的技术可以用于防止观看者在视觉上感知到嵌入式设备，由此避免使观看者分心并保持沉浸式娱乐体验。嵌入式设备、或其中的电路系统(例如，眼动仪、相机、LED发射器等)能够光学/视觉通达(例如，能够观看、能够光学跟踪等)观看者眼睛。例如，在本文所述的技术下，嵌入式设备或电路系统(例如，图像传感器、眼动仪、相机等)能够具有到观看者眼睛或其空间位置/取向的无障碍视线。

在一些实施例中，嵌入式设备或其电路系统、电子器件或多个部分对观看者眼睛是不可见或无法在视觉上感知到的，同时嵌入式设备可以具有观看者眼睛和/或外部世界的清晰图片。这样，诸如传感器、发射器和相机的嵌入式设备被定位在光路上以观察眼睛，同时不被观看者看到。例如，这可以通过例如使光射线围绕嵌入式设备(沿包括嵌入式设备的空间区域)弯曲来实现，例如如图2D所示。可以通过仔细设计的光波导、菲涅耳透镜、光栅结构或其他光学技术来实现光围绕嵌入式设备弯曲。

在本文所述的技术下，光学堆叠可以包括不同的空间特征，诸如蚀刻的特征、处于刚性状态的特征、由诸如凝胶材料的可模制材料形成的特征(其可以处于液态直到在操作时使用光学堆叠之前被固化)、具有固定几何形状的特征等。光学堆叠可以具有单个光学元件，诸如单个透镜，或多个光学元件，诸如多个透镜。

应当了解，包括但不限于其中的电路系统的嵌入式设备可以是各种各样的设备应用中的任何部件。嵌入式设备可以包括发射设备(例如，LED等)和/或相机(例如，图像传感器等)。附加地、可选地或可替代地，嵌入式设备可以包括其他用于致动、振动或改变折射率、自适应光学元件的表面形状/曲率的设备，诸如压电设备、LC控制器、和/或其他包括/附着在光学堆叠中但被隐藏不被观看者眼睛看见的控制或非控制电路。

应当进一步了解的是，结合在如本文所述的嵌入式设备中的发射器和/或相机不需要始终看到观看者眼睛。这些和其他附着的部件可以结合或放置在观看者眼睛(或其光轴或观看方向)可以落在或无法落在的一些位置。应当注意，观看者眼睛并不总是必须位于任何嵌入式设备——包括但不限于图像传感器、光发射器、无源部件、控制器等——需要定位在的位置。在操作中，即使嵌入式设备定位于/放置在预期观看方向穿过的(例如，如可穿戴设备的位置和/或取向等确定的)位置，观看者的实际观看方向可能穿过也可能不穿过这样的位置。

已经描述了可以使用具有与和基材处于物理接触的相邻光学元件的折射率匹配的折射率的基材来嵌入、附着和/或隐藏设备或设备的一些或所有部件。应当注意，在不同实施例中，可以使用具有与相邻光学元件的折射率匹配或失配的折射率的基材来嵌入、附着和/或隐藏设备或设备的一些或所有部件，相邻光学元件与该基材处于物理接触。例如，诸如菲涅耳结构、光栅结构、光波导等的光路由器可以用于隐藏或显著减小附着在基材中的设备的空间轮廓，该设备的折射率与附近或处于物理接触的光学元件的折射率可以匹配也可以不匹配。

4.增强型娱乐系统

图3图示了(例如，3D等)增强型娱乐系统的示例配置300，其包括可穿戴设备102、外部显示器258、外部图像显现器306、设备图像显现器308、图像内容接收器310等。如图3中所描绘的部件/设备中的一些或全部可以通过一个或多个机械部件、一个或多个电光部件、一个或多个计算设备、模块、单元等以软件、硬件、软件和硬件的组合等来实施。如图3中所描绘的部件/设备中的一些或全部可以与如图3中所描绘的一些其他部件/设备通信地(例如，无线地，通过有线连接等)耦合，或者与图3中未描绘的其他部件/设备通信地耦合。

如本文所述的示例外部显示器可以是影院中的屏幕显示器、家庭娱乐系统中的显示器等。在一些实施例中，外部显示器(258)可以在外部显示器(258)驻留在其中的3D空间(例如影院、房屋、场地等)中是固定的。

在一些实施例中，图像内容接收器(310)从一个或多个图像内容源接收输入图像内容314，以显现给一个或多个观看者(例如，112等)。可以采用以下各项中的一个或多个的形式接收输入图像内容(314)，并且从其中解码输入图像内容：视频信号、视频文件、视频流等。示例图像内容源包括但不一定仅限于中的一个或多个：数据储存库、媒体内容服务器、流媒体服务器、VR系统、AR系统、远程呈现系统、视频游戏系统等。

示例输入图像内容可以包括但不一定仅限于以下各项中的任一个：分别包括左视图和右视图的立体图像、分别包括两个或多个视图的多视图图像等。

图像内容接收器(310)从输入图像内容(314)的一个或多个外部图像部分中识别或产生一个或多个外部显示图像。一个或多个外部显示图像可以描绘输入图像内容(314)所描绘的多个视觉对象(例如，270、268等)中的一个或多个视觉对象(例如，270等)构成的第一适当子集。

图像内容接收器(310)从输入图像内容(314)的一个或多个设备图像部分中识别或产生一个或多个设备显示图像。一个或多个设备显示图像可以描绘输入图像内容(314)所描绘的多个视觉对象(例如，270、268等)中的一个或多个视觉对象(例如，268等)构成的一个或多个适当子集。

在一些实施例中，图像内容接收器(310)将一个或多个外部显示图像发送或以其他方式提供给外部图像显现器(306)。此外，图像内容接收器(310)将一个或多个设备显示图像发送或以其他方式提供给设备图像显现器(308)。

外部图像显现器(306)可以在外部显示器(304)上显现一个或多个外部显示图像，诸如包括一个或多个左视图影院图像和一个或多个右视图影院图像的一个或多个3D影院图像。同样地，基于一个或多个设备显示图像，设备图像显现器(308)可以例如通过可穿戴设备(102)中的成像器发射的光射线使可穿戴设备(102)在设备显示器266上显现一个或多个设备显示图像，诸如包括一个或多个左视图设备图像和一个或多个右视图设备图像的一个或多个3D设备图像。

在一些实施例中，外部图像显现器(306)和/或设备图像显现器(308)执行显示管理操作，作为显现(a)外部显示图像和/或(b)设备显示图像的一部分。

如图3中所示的增强型娱乐系统可以用于支持实时视频应用、接近实时的视频应用、非实时的视频应用、虚拟现实(VR)应用、增强现实(AR)应用、远程呈现应用、汽车娱乐应用、头盔式显示应用、抬头显示应用、游戏、2D显示应用、3D显示应用、多视图显示应用等。例如，可以由系统实时、接近实时、非实时地产生或访问输入图像内容数据(314)中的一些或全部。

如本文所述的技术可以用于支持用各种显示器显现和观看3D图像或多视图图像。示例显示器可以包括但不一定仅限于以下各项中的任一个：影院显示器、家庭影院显示器、电视机、基于投影的显示器系统、基于背光的显示器系统、基于光场的显示器系统、基于光波导的显示器系统、基于液晶的显示器系统、基于发光二极管的系统、基于有机发光二极管的系统、图像投影仪、AR显示器、全息透镜显示器、Magic Leap显示器、混合现实(MR)显示器、张量显示器、体积显示器、光场(LF)显示器、Immy显示器、元显示器、一副相对简单的AR眼镜、具有任何广泛的克服调节与聚散冲突的能力的显示器等。

5.示例过程流程

图4图示了根据本发明示例性实施例的示例性过程流程。在一些示例实施例中，包括一个或多个计算设备的组装或制造系统可以执行此过程流程的至少一部分。在框402中，放置基材以与第一视图光学堆叠的一个或多个光学元件中的光学元件处于物理接触，基材的光学折射率与光学元件的折射率匹配。

在框404中，将嵌入式设备附着在基材上。

在框406中，将第一视图光学堆叠结合到可穿戴设备中。通过第一视图光学堆叠，观看者的第一眼睛观看位于距观看者的第一眼睛一个或多个距离处的一个或多个对象。

在各种示例实施例中，装置、系统、装置、或者一个或多个其他计算设备执行所描述的前述方法中的任何方法或其一部分。在实施例中，一种非暂态计算机可读存储介质存储有软件指令，所述软件指令当由一个或多个处理器执行时致使执行如本文所描述的方法。

注意，尽管本文讨论了单独的实施例，但是本文讨论的实施例和/或部分实施例的任何组合都可以组合以形成进一步实施例。

6.实施机制——硬件概述

根据一个实施例，本文所描述的技术由一个或多个专用计算设备实施。专用计算设备可以是硬接线的，以用于执行这些技术，或者可以包括被持久地编程以执行这些技术的数字电子设备，如一个或多个专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)，或者可以包括被编程为根据固件、存储器、其他存储设备或组合中的程序指令执行这些技术的一个或多个通用硬件处理器。这种专用计算设备也可以将定制的硬接线逻辑、ASIC或FPGA与定制编程相结合来实现这些技术。专用计算设备可以是桌面型计算机系统、便携式计算机系统、手持式设备、联网设备、或合并硬接线和/或程序逻辑以实施所述技术的任何其他设备。

例如，图5是框图，图示了可以在其上实施本发明的示例实施例的计算机系统500。计算机系统500包括总线502或用于传送信息的其他通信机制、以及与总线502耦接以处理信息的硬件处理器504。硬件处理器504可以是例如通用微处理器。

计算机系统500还包括耦接到总线502以用于存储要由处理器504执行的信息和指令的主存储器506，如随机存取存储器(RAM)或其他动态存储设备。主存储器506还可以用于存储在执行要由处理器504执行的指令期间的临时变量或其他中间信息。在被存储于处理器504可访问的非暂态存储介质中时，这种指令使得计算机系统500变成被定制用于执行在指令中指定的操作的专用机器。

计算机系统500进一步包括只读存储器(ROM)508或耦接到总线502的用于存储处理器504的静态信息和指令的其他静态存储设备。

提供存储设备510诸如磁盘或光盘、固态RAM，并将其耦接到总线502以用于存储信息和指令。

计算机系统500可以经由总线502耦接到如液晶显示器等显示器512上，以用于向计算机观看者显示信息。包括字母数字键和其他键的输入设备514耦接到总线502，以用于将信息和命令选择传送到处理器504。另一种类型的观看者输入设备是如鼠标、轨迹球或光标方向键等光标控制设备516，用于将方向信息和命令选择传送到处理器504并用于控制在显示器512上的光标移动。典型地，此输入设备具有在两条轴线——第一轴线(例如，x轴)和第二轴线(例如，y轴)——上的两个自由度，允许设备在某个平面中指定方位。

计算机系统500可以使用自定义硬接线逻辑、一个或多个ASIC或FPGA、固件和/或程序逻辑来实施本文所描述的技术，所述固件和/或程序逻辑与计算机系统相结合使计算机系统500成为或编程为专用机器。根据一个实施例，响应于处理器504执行包含在主存储器506中的一个或多个指令的一个或多个序列，计算机系统500执行本文中的技术。这种指令可以从另一个存储介质(如存储设备510)读取到主存储器506中。包含在主存储器506中的指令序列的执行使处理器504执行本文所描述的过程步骤。在替代性实施例中，可以使用硬接线电路系统代替软件指令或与软件指令组合。

如本文所使用的术语“存储介质”是指存储使机器以特定方式操作的数据和/或指令的任何非暂态介质。这种存储介质可以包括非易失性介质和/或易失性介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，如存储设备510。易失性介质包括动态存储器，如主存储器506。常见形式的存储介质包括例如软盘、软磁盘、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其他磁性数据存储介质、CD-ROM、任何其他光学数据存储介质、具有孔图案的任何物理介质、RAM、PROM和EPROM、闪速EPROM、NVRAM、任何其他存储器芯片或存储盒。

存储介质不同于传输介质但可以与传输介质结合使用。传输介质参与存储介质之间的信息传递。例如，传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线502的导线。传输介质还可以采用声波或光波的形式，如在无线电波和红外数据通信期间生成的声波或光波。

各种形式的介质可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列载送到处理器504以供执行。例如，指令最初可以携带在远程计算机的磁盘或固态驱动器上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，并使用调制解调器通过电话线发送指令。计算机系统500本地的调制解调器可以接收电话线上的数据并使用红外发射器将数据转换成红外信号。红外检测器可以接收红外信号中携带的数据，并且适当的电路系统可以将数据放在总线502上。总线502将数据载送到主存储器506，处理器504从所述主存储器取得并执行指令。主存储器506接收的指令可以可选地在由处理器504执行之前或之后存储在存储设备510上。

计算机系统500还包括耦接到总线502的通信接口518。通信接口518提供耦接到网络链路520的双向数据通信，所述网络链路连接到本地网络522。例如，通信接口518可以是综合业务数字网(ISDN)卡、电缆调制解调器、卫星调制解调器或调制解调器，以向相应类型的电话线提供数据通信连接。作为另一个示例，通信接口518可以是局域网(LAN)卡，用于提供与相容LAN的数据通信连接。还可以实施无线链路。在任何这种实施方式中，通信接口518发送和接收携带表示各种类型信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。

网络链路520通常通过一个或多个网络向其他数据设备提供数据通信。例如，网络链路520可以提供通过本地网络522到主计算机524或到由因特网服务提供商(ISP)526操作的数据设备的连接。ISP 526进而通过现在通常称为“因特网”528的全球分组数据通信网络来提供数据通信服务。本地网络522和因特网528两者使用携带数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。通过各种网络的信号以及网络链路520上和通过通信接口518的信号——其将数字数据载送到计算机系统500和从所述计算机系统载送数字数据——是传输介质的示例形式。

计算机系统500可以通过(多个)网络、网络链路520和通信接口518发送消息和接收数据，包括程序代码。在因特网示例中，服务器530可以通过因特网528、ISP 526、本地网络522和通信接口518传送应用程序的请求代码。

所接收的代码可以在被接收到时由处理器504执行，和/或存储在存储设备510、或其他非易失性存储器中以供稍后执行。

7.等效物、扩展、替代品及其他

在前述说明书中，已经参考许多具体细节描述了本发明的示例实施例，这些细节可以根据实施方式而变化。因此，指明本发明以及本申请人的发明意图的唯一且排他性指示是根据本申请以具体形式发布的权利要求组，其中，这种权利要求发布包括任何后续修正。本文中针对这种权利要求中包含的术语明确阐述的任何定义应支配如在权利要求中使用的这种术语的含义。因此，权利要求中未明确引用的限制、要素、特性、特征、优点或属性不应以任何方式限制这种权利要求的范围。因此，应当从说明性而非限制性意义上看待本说明书和附图。

枚举的示例性实施例

本发明可以以本文描述的任何形式实施，包括但不限于以下描述了本发明一些部分的结构、特征和功能的枚举的示例实施例(EEE)。

EEE1.一种用于观看者的可穿戴设备，所述设备包括：

第一视图光学堆叠；

附着在所述第一视图光学堆叠中的第一光学元件中的第一基材上的第一电路系统，可选地，所述第一基材被配置成与观看者的第一眼睛位置基本上对准；以及

其中，所述第一电路系统是所述观看者无法感知到的，并且所述第一电路系统具有到所述观看者的第一眼睛位置的无阻碍视线。

EEE2.如EEE1所述的可穿戴设备，其中，所述第一电路系统包括相机，所述相机捕获通过发射器的来自观看者眼睛的一个或多个反射。

EEE3.如EEE1所述的可穿戴设备，其中，所述第一电路系统包括发射器，所述发射器被配置成照射观看者眼睛以获得由相机捕获的反射。

EEE4.如EEE1所述的可穿戴设备，其中，所述第一电路系统包括相机和发射器，所述相机捕获来自观看者眼睛的、所述发射器的一个或多个反射。

EEE5.如EEE1至4中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述第一基材不能被感知地与所述第一光学部件的折射率匹配。

EEE6.如EEE5所述的可穿戴设备，其中，所述第一基材包括光波导、菲涅耳透镜和透镜中的至少一个，以改变光射线方向远离所述第一电路系统，从而实现所述第一电路系统的不可感知性。

EEE7.如EEE1至6中任一项所述的可穿戴设备，包括：

第二视图光学堆叠；

附着在所述第二视图光学堆叠中的第二光学元件中的第二基材上的第二电路系统，所述第二基材被配置成与观看者的第二眼睛位置基本上对准；

其中，所述第二电路系统是所述观看者无法感知到的，并且所述第二电路系统具有到所述观看者的第二眼睛位置的无阻碍视线。

EEE8.如EEE7所述的可穿戴设备，其中，所述第二电路系统包括相机和发射器，所述相机捕获来自观看者眼睛的、发射器的一个或多个反射，并且其中，所述第二基材不能被感知地与所述第二光学部件的折射率匹配。

EEE9.一种可穿戴设备，包括：

左视图成像器，所述左视图成像器显现左视图显示图像；

右视图成像器，所述右视图成像器显现右视图显示图像；

左视图光学堆叠，用于所述可穿戴设备的观看者观看所述左视图显示图像；

右视图光学堆叠，用于所述观看者观看所述右视图显示图像；

附着在所述左视图光学堆叠中的第一光学元件中的第一基材上的第一电路系统，可选地，所述第一基材被配置成与观看者的左眼位置基本上对准；以及

附着在所述第右视图光学堆叠中的第二光学元件中的第二基材上的第二电路系统，可选地，所述第二基材被配置成与观看者的右眼位置基本上对准；

其中，如由所述观看者通过所述左视图成像器观看的左视图设备显示图像和如由所述观看者通过所述右视图成像器观看的右视图设备显示图像形成立体图像；并且

其中，所述第一电路系统和所述第二电路系统中的一个或多个是观看者无法感知到的。

EEE10.如EEE9所述的可穿戴设备，其中，所述第一电路系统具有到观看者的左眼的无阻碍视线。

EEE11.如EEE9所述的可穿戴设备，在所述左视图光学堆叠中进一步包括光波导、菲涅耳透镜和透镜中的至少一个，以用于使所述左视图设备图像远离所述第一电路系统弯曲，从而实现所述第一电路系统的不可感知性。

EEE12.如EEE9所述的可穿戴设备，其中，所述第二电路系统具有到观看者的右眼的无阻碍视线。

EEE13.如EEE9所述的可穿戴设备，在所述右视图光学堆叠中进一步包括光波导、菲涅耳透镜和透镜中的至少一个，以用于使所述右视图设备图像弯曲远离所述第二电路系统，从而实现所述第二电路系统的不可感知性。

EEE14.如EEE9所述的可穿戴设备，其中，所述左视图设备图像的光射线被弯曲远离所述左视图光学堆叠中的第一电路系统。

EEE15.如EEE9所述的可穿戴设备，其中，所述右视图设备图像的光射线被弯曲远离所述右视图光学堆叠中的所述第二电路系统。

EEE16.如EEE9至15中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述第一电路系统是相机、传感器、发射器、发光二极管、眼动仪和铟锡氧化物材料中的至少一个。

EEE17.如EEE9至15中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述第一电路系统包括相机和发射器，所述相机捕获来自观看者眼睛的、所述发射器的一个或多个反射。

EEE18.如EEE9所述的可穿戴设备，其中，所述第一基材永久地附着到所述第一光学堆叠上。

EEE19.如EEE18所述的可穿戴设备，其中，所述第一基材是与所述第一光学部件的折射率基本上匹配的模制材料。

EEE20.如EEE19所述的可穿戴设备，其中，所述模制材料是硅树脂、聚合有机硅化合物、有机聚合物和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。

EEE21.如EEE19所述的可穿戴设备，其中，所述模制材料是环氧树脂、热固性聚合物和紫外光固化的环氧树脂中的至少一种。

EEE22.一种可穿戴设备，包括：

显现图像的视图成像器；

光学堆叠，用于所述可穿戴设备的观看者观看所述图像；

附着在所述光学堆叠的光学元件中的基材上的电路系统，所述基材被配置成与观看者眼睛基本上对准；并且

其中，所述可穿戴设备被配置成使得所述电路系统和所述基材中的至少一个是所述观看者无法感知到的。

EEE23.如EEE22所述的可穿戴设备，进一步包括所述光学堆叠的光波导、菲涅耳透镜和透镜中的至少一个，以用于使所述图像弯曲远离所述基材，从而实现第一基材的不可感知性。

EEE24.如EEE22所述的可穿戴设备，进一步包括所述光学堆叠的光波导、菲涅耳透镜和透镜中的至少一个，以用于使所述图像弯曲远离所述电路系统，从而实现所述电路系统的不可感知性。

EEE25.如EEE22所述的可穿戴设备，其中，所述图像的所述光学堆叠的光射线被弯曲远离所述电路系统。

EEE26.如EEE22所述的可穿戴设备，其中，所述图像的所述光学堆叠的光射线被弯曲远离所述第一基材。

EEE27.如EEE22至26中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述电路系统是传感器、发射器、发光二极管、眼动仪和铟锡氧化物材料中的至少一个。

EEE28.如EEE22所述的可穿戴设备，其中，所述基材通过模制材料永久地附着在所述光学部件中。

EEE29.如EEE28所述的可穿戴设备，其中，所述基材包括与所述光学部件的折射率基本上匹配的模制材料。

EEE30.如EEE29所述的可穿戴设备，其中，所述模制材料是硅树脂、聚合有机硅化合物、有机聚合物和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。

EEE31.如EEE29所述的可穿戴设备，其中，所述模制材料是环氧树脂、热固性聚合物和紫外光固化的环氧树脂中的至少一种。

EEE32.一种用于观看者的可穿戴设备，所述可穿戴设备包括：

第一视图光学堆叠，包括一个或多个光学元件，观看者的第一眼睛通过所述光学元件观看位于距所述观看者的第一眼睛一个或多个距离处的一个或多个对象；

基材，所述基材与所述第一视图光学堆叠的所述一个或多个光学元件中的光学元件处于物理接触，所述基材的光学折射率与所述光学元件的折射率匹配；

嵌入式设备，嵌入式设备被附着到所述基材。

EEE33.如EEE32所述的可穿戴设备，其中，所述基材在接触表面部上方与所述光学元件处于物理表面接触，并且其中，所述观看者的第一眼睛的由所述接触表面部覆盖的立体角包括所述观看者的第一眼睛的预期观看方向。

EEE34.如EEE33所述的可穿戴设备，其中，所述观看者的第一眼睛的预期观看方向被确定为所述第一视图光学堆叠的光轴。

EEE35.如EEE33所述的可穿戴设备，其中，所述嵌入式设备沿所述预期观看方向定位。

EEE36.如EEE33所述的可穿戴设备，其中，所述嵌入式设备远离所述预期观看方向定位。

EEE37.如EEE32所述的可穿戴设备，其中，所述嵌入式设备包括分布在所述基材的多个不同位置的多个子部件。

EEE38.如EEE32所述的可穿戴设备，其中，所述第一视图光学堆叠包括光路由器，所述光路由器用于使描绘所述一个或多个对象的入射光远离所述嵌入式设备弯曲。

EEE39.如EEE38所述的可穿戴设备，其中，所述光路由器包括以下各项中的一个或多个：菲涅耳透镜、光栅结构或光波导。

EEE40.如EEE32所述的可穿戴设备，其中，所述第一视图光学堆叠进一步包括分束器，所述分束器用于将从所述观看者的第一眼睛反射出的光的一部分朝向所述嵌入式设备重定向。

EEE41.如EEE40所述的可穿戴设备，其中，从所述观看者的第一眼睛反射出的光的被朝向所述嵌入式设备重定向的部分是对于所述观看者不可见的光。

EEE42.如EEE40所述的可穿戴设备，其中，从所述观看者的第一眼睛反射出的光的被朝向所述嵌入式设备重定向的部分最初是从所述嵌入式设备发射，用于照射所述观看者的第一眼睛。

EEE43.如EEE32所述的可穿戴设备，其中，所述嵌入式设备包括自适应光学器件致动器。

EEE44.如EEE43所述的可穿戴设备，其中，所述自适应光学器件致动器包括一个或多个用于改变液体透镜的焦距的压电元件。

EEE45.如EEE42所述的可穿戴设备，其中，所述嵌入式设备包括眼动仪。

EEE46.如EEE32所述的可穿戴设备，其中，所述嵌入式设备包括以下各项中的一个或多个：电部件、电部件、机械部件、光学部件、非均匀部件、离散部件、包括在可见光中不透明部分的部件、相机、图像传感器、CMOS图像传感器、非图像传感器、LED发射器、功率部件、压电元件、纳米线电连接器、ITO膜、开关元件、IC电路、电磁感应部件、光伏部件、电池部件、或其他由与所述基材不同的材料制成的部件。

EEE47.如EEE32所述的可穿戴设备，其中，所述第一视图光学堆叠包括除所述第一光学元件之外的一个或多个光学元件。

EEE48.如EEE32所述的可穿戴设备，其中，所述基材包括凝胶部，所述凝胶部要在所述可穿戴设备在操作中被使用之前被固化。

EEE49.如EEE32所述的可穿戴设备，其中，所述基材由以下各项中的一种或多种制成：PDMS材料或非PDMS材料，并且其中，所述基材至少在可见光波长的一个范围中对于人类视觉系统是光学透明的。

EEE50.一种方法，包括：

放置基材以与所述第一视图光学堆叠的一个或多个光学元件中的光学元件处于物理接触，所述基材的光学折射率与所述光学元件的折射率匹配；

将嵌入式设备附着到所述基材；

将所述第一视图光学堆叠结合到可穿戴设备中，观看者的第一眼睛通过所述第一视图光学堆叠观看位于距所述观看者的第一眼睛一个或多个距离处的一个或多个对象。

EEE51.一种装置，所述装置执行如EEE50所述的方法。

EEE52.一种系统，所述系统执行如EEE50所述的方法。

EEE53.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储有软件指令，所述软件指令当由一个或多个处理器执行时致使执行如EEE50所述的方法。

EEE54.一种计算设备，所述计算设备包括一个或多个处理器以及一个或多个存储介质，所述存储介质存储指令集，所述指令集当由一个或多个处理器执行时致使执行如EEE50所述的方法。

Claims (23)

1.一种用于观看者的可穿戴设备，所述可穿戴设备包括：

第一视图光学堆叠，包括一个或多个光学元件，观看者的第一眼睛通过所述第一视图光学堆叠观看位于距所述观看者的第一眼睛一个或多个距离处的一个或多个对象；

基材，所述基材与所述第一视图光学堆叠的所述一个或多个光学元件中的第一光学元件处于物理接触，所述基材的光学折射率与所述第一光学元件的折射率匹配；

嵌入式设备，所述嵌入式设备被附着到所述基材，所述嵌入式设备被配置成发射光或接收光或两者，

其中，所述第一视图光学堆叠包括光路由器，所述光路由器被配置成使描绘所述一个或多个对象的入射光远离所述嵌入式设备弯曲，以防止从所述嵌入式设备发射或反射出的可见光到达穿戴所述可穿戴设备的所述观看者。

2.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述基材在接触表面部上方与所述第一光学元件处于物理表面接触，并且其中，所述观看者的第一眼睛的由所述接触表面部覆盖的立体角包括所述观看者的第一眼睛的预期观看方向。

3.如权利要求2所述的可穿戴设备，其中，所述观看者的第一眼睛的预期观看方向被确定为所述第一视图光学堆叠的光轴。

4.如权利要求2所述的可穿戴设备，其中，所述嵌入式设备沿所述预期观看方向定位。

5.如权利要求2所述的可穿戴设备，其中，所述嵌入式设备远离所述预期观看方向定位。

6.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述嵌入式设备包括分布在所述基材的多个不同位置的多个子部件。

7.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述光路由器包括以下各项中的一个或多个：菲涅耳透镜、光栅结构或光波导。

8.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述第一视图光学堆叠进一步包括分束器，所述分束器用于将从所述观看者的第一眼睛反射出的光的一部分朝向所述嵌入式设备重定向。

9.如权利要求8所述的可穿戴设备，其中，从所述观看者的第一眼睛反射出的光的、被朝向所述嵌入式设备重定向的所述一部分是对于所述观看者不可见的光。

10.根据权利要求9所述的可穿戴设备，其中，所述嵌入式设备包括眼动仪，所述眼动仪被配置成发射和接收红外光，并且所述分束器被配置成将从所述观看者的第一眼睛反射出的红外光朝向所述眼动仪重定向。

11.如权利要求8所述的可穿戴设备，其中，从所述观看者的第一眼睛反射出的光的、被朝向所述嵌入式设备重定向的所述一部分最初是从所述嵌入式设备发射的以用于照射所述观看者的第一眼睛。

12.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述嵌入式设备包括自适应光学致动器。

13.如权利要求12所述的可穿戴设备，其中，所述自适应光学致动器包括一个或多个压电元件以改变液体透镜的焦距。

14.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述嵌入式设备包括眼动仪。

15.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述嵌入式设备包括以下各项中的一个或多个：电部件、机械部件、光学部件、非均匀部件、离散部件、包括在可见光中不透明部分的部件、相机、图像传感器、CMOS图像传感器、非图像传感器、LED发射器、功率部件、压电元件、纳米线电连接器、ITO膜、开关元件、IC电路、电磁感应部件、光伏部件、或电池部件，或者

其中，所述嵌入式设备包括一个或多个由与所述基材不同的材料制成的部件。

16.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述第一视图光学堆叠包括除所述第一光学元件之外的一个或多个光学元件。

17.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述基材包括凝胶部，所述凝胶部要在所述可穿戴设备在操作中被使用之前被固化。

18.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述基材由以下各项中的一项或多项制成：PDMS材料或非PDMS材料，并且其中，所述基材至少在可见光波长的一个范围中对于人类视觉系统是光学透明的。

19.一种用于可穿戴设备的方法，包括：

放置基材以与第一视图光学堆叠的一个或多个光学元件中的光学元件处于物理接触，所述基材的光学折射率与所述光学元件的折射率匹配；

将嵌入式设备附着到所述基材，所述嵌入式设备被配置成发射光或接收光或两者；

将所述第一视图光学堆叠结合到可穿戴设备中，观看者的第一眼睛通过所述第一视图光学堆叠观看位于距所述观看者的第一眼睛一个或多个距离处的一个或多个对象；以及

在所述第一视图光学堆叠中包括光路由器，所述光路由器用于使描绘所述一个或多个对象的入射光远离所述嵌入式设备弯曲，以防止从所述嵌入式设备发射或反射出的可见光到达穿戴所述可穿戴设备的所述观看者。

20.一种用于可穿戴设备的装置，所述装置执行如权利要求19所述的方法。

21.一种用于可穿戴设备的系统，所述系统包括一个或多个计算设备，其中，所述计算设备执行如权利要求19所述的方法。

22.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储软件指令，所述软件指令当由一个或多个处理器执行时使得执行如权利要求19所述的方法。

23.一种计算设备，所述计算设备包括一个或多个处理器以及存储指令集的一个或多个存储介质，所述指令集当由一个或多个处理器执行时使得执行如权利要求19所述的方法。