CN114616824B - 用于显示投影的图像的头戴式装置 - Google Patents

Abstract

一种系统包括配置成将图像投影到查看装置的接收器表面上的投影装置。查看装置包括具有接收器表面和与接收器表面相对的查看表面的屏幕。屏幕配置成容许将图像通过屏幕从接收器表面传输到查看表面，使得图像能够在查看表面上查看。查看装置还包括配置成在用户佩戴查看装置时针对用户而使图像聚焦的聚焦透镜。而且，该系统包括配置成确定查看装置的接收器表面的位置和取向的跟踪系统。投影装置配置成至少部分地基于接收器表面的所确定的位置和取向而调整图像的图像性质。

Description

用于显示投影的图像的头戴式装置

对相关申请的交叉引用

本申请要求标题为“用于显示投影的图像的头戴式装置”并且提交于2019年11月5日的、No. 62/930,873的美国临时申请的权益，该临时申请的公开出于所有目的通过引用而被并入于本文中。

背景技术

本公开一般涉及游乐园的领域。具体地，本公开的实施例涉及一种用于针对佩戴头戴式装置的用户而显示投影的图像的头戴式装置。

本章节旨在向读者介绍可能与本公开的各种方面有关的各种技术方面，这些技术方面在下文中描述。本讨论被认为在给读者提供背景信息以促进更好地理解本公开的各种方面上是有帮助的。因此，应当理解的是，这些陈述将从这个角度来阅读，而非作为对现有技术的承认来阅读。

主题公园或游乐园景点已变得越来越受欢迎，并且，已创建各种游乐园景点以给顾客（本国顾客和外国顾客两者）提供独特沉浸体验。某些游乐园景点将虚拟现实装置并入以帮助给顾客提供独特沉浸体验。在传统上，为了虚拟现实体验而向顾客提供图像（例如，视频馈送）要求具有机载（onboard）电子器件的头戴式显示器（HMD）来生成图像并且为HMD的显示器供电。然而，这些HMD一般昂贵、功耗高且重，这可能减损独特沉浸体验。另外，一些头戴式显示器包括用以确定头戴式显示器的位置或取向的机载照相机。机载照相机可能增加传统HMD的成本、功耗以及重量，这可能进一步减损独特沉浸体验。因此，现在可认识到，期望改进这些头戴式显示器。

发明内容

在下文中总结在范围上与原先要求保护的主题相应的某些实施例。这些实施例不旨在限制本公开的范围，而是这些实施例仅旨在提供某些所公开的实施例的简短概要。实际上，本公开可以包含可以与下文中所阐明的实施例类似或不同的各种各样的形式。

根据实施例，一种系统包括配置成将一个或多个图像投影到接收器表面上的投影装置。该系统还包括配置成由用户佩戴的查看装置。查看装置具有保持屏幕和聚焦透镜的框架。查看装置的屏幕具有接收器表面和与接收器表面相对的查看表面。屏幕配置成容许将一个或多个图像通过屏幕从接收器表面传输到查看表面，使得一个或多个图像能够在查看表面上查看。查看装置的聚焦透镜配置成使能够供用户在佩戴查看装置时在查看表面上查看的一个或多个图像聚焦。此外，该系统包括配置成确定查看装置的接收器表面的位置和取向的跟踪系统。投影装置配置成至少部分地基于接收器表面的所确定的位置和取向而调整一个或多个投影的图像的图像性质。

根据实施例，一种系统包括配置成至少部分地基于接收器表面的位置和取向而生成图像投影指令的控制系统。该系统还包括多个投影装置。多个投影装置中的每个投影装置配置成基于图像投影指令而将独特图像投影到接收器表面的至少一部分上。另外，该系统包括配置成由用户佩戴的查看装置，并且具有保持屏幕和聚焦透镜的框架。查看装置包括具有接收器表面和查看表面的屏幕。屏幕配置成容许将混合图像从接收器表面通过屏幕传输到查看表面，使得混合图像能够在查看表面上查看。混合图像由从多个投影装置投影到接收器表面上的独特图像形成。查看装置还包括配置成针对与查看装置相关联的用户而使混合图像聚焦的聚焦透镜。此外，该系统包括配置成确定接收器表面的位置和取向的跟踪系统。多个投影装置配置成至少部分地基于图像投影指令而调整独特图像的相应的图像性质以形成混合图像。

根据实施例，一种方法包括经由跟踪系统确定查看装置的位置和取向的步骤。查看装置配置成由用户佩戴并且包括配置成保持屏幕和聚焦透镜的框架。该方法进一步包括至少部分地基于查看装置的位置和取向而调整一个或多个图像的图像性质的步骤。此外，该方法包括经由一个或多个投影装置将一个或多个图像投影到查看装置的屏幕的接收器表面上的步骤。屏幕的查看表面设置成与接收器表面相对，并且，屏幕配置成容许将一个或多个图像通过屏幕从接收器表面传输到查看表面，使得一个或多个图像能够供用户通过聚焦透镜在查看表面上查看。

附图说明

当参考附图而阅读以下的详细描述时，本公开的这些及其他特征、方面以及优点将变得更好理解，在附图中，贯穿附图，相同的字符表示相同的部分，其中：

图1是根据本公开的方面的用于显示投影的图像的投影系统的实施例的透视图；

图2是根据本公开的方面的用于显示投影的图像的投影系统的实施例的透视图；

图3是根据本公开的方面的用于在查看装置上显示投影的图像的投影系统的控制系统的实施例的框图；

图4是根据本公开的方面的具有同时地将图像投影到查看装置上的多个投影装置的实施例的透视图；

图5是根据本公开的方面的查看装置的外部部分的实施例的透视图；

图6是根据本公开的方面的查看装置的内部部分的实施例的透视图；以及

图7是根据本公开的方面的用于利用查看装置来查看来自投影装置的投影的图像的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

将在下文中描述本公开的一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简明描述，可能未在说明书中描述实际实现方式的所有特征。应当意识到，在对任何这样的实际实现方式的开发中，如同在任何工程或设计项目中一样，必须作出许多特定于实现方式的决策以达到开发者的可能因实现方式而异的具体目标，诸如，对与系统相关的约束条件和与商业相关的约束条件的依从性。此外，应当意识到，这样的开发工作可能复杂并且耗时，但对于得益于本公开的普通技术人员而言，这样的开发工作将不过是设计、制作以及制造的常规任务。

当介绍本公开的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”以及“该”旨在意味着存在元件中的一个或多个。术语“包含”、“包括”以及“具有”旨在为包括性的，并且意味着可能存在除了所列出的元件之外的额外的元件。另外，应当理解的是，本公开的对“一个实施例”或“实施例”的引用不旨在被解释为排除还将所叙述的特征并入的额外的实施例的存在。

在本文中提供了一种用于对用户显示图像（例如，视频馈送）而不涉及传统头戴式显示器的硬件和处理电路系统的系统和方法。该系统和方法包括配置成将图像投影到配置成由用户佩戴的查看装置（例如，眼镜）上的单独的投影装置。具体地，投影装置将图像投影到查看装置的屏幕的接收器表面上。屏幕包括接收器表面和查看表面，并且，屏幕配置成容许将图像从接收器表面传输到查看表面。即，屏幕包括允许图像从接收器表面传递到查看表面的后方投影材料。查看装置还包括聚焦透镜，聚焦透镜用以针对佩戴查看装置的用户而使图像聚焦，使得用户可以在查看表面上查看图像。因此，在计算上复杂的图像生成和/或投影被卸下到投影装置而非驻留于由用户佩戴的查看装置上。由于不要求机载电子器件来显示图像，因而该系统和方法提供了用于对用户显示图像的低成本、舒适且省电的选择。

图1是投影系统10的实施例的透视图，投影系统10在游乐园景点16中具有投影装置12和查看装置14。如上文中所阐明的，投影装置12可以与查看装置（例如，眼镜）间隔开，并且配置成将图像投影到查看装置（例如，眼镜）上，使得用户18可以在查看装置14的查看表面20上查看图像（例如，视频馈送）。在所图示的实施例中，游乐园景点16中的每个用户18具有用以查看图像的相应的查看装置14。投影系统可以配置成将相同图像输出到每个查看装置14，使得公共视频馈送能够供每个用户18查看。然而，在一些实施例中，图像可以是特定于用户或装置的图像，使得每个用户18可以经由相应的查看装置14查看独特图像（例如，独特视频馈送）。例如，作为游乐园景点16的部分，每个用户可以被分配特定角色（例如，船长、飞行员、导航员等等）。每个用户18的相应的查看装置14可以接收特定于被分配给用户18的特定角色的独特视频馈送，使得用户18可以从他们的被分配的角色的角度体验游乐园景点16。为了输出独特视频馈送，投影系统可以具有多个投影装置12（例如，专用投影装置）。投影系统可以具有用于每个用户18的专用投影装置12或游乐园景点16中的查看装置14。在一些实施例中，单个投影装置可以将公共馈送或独特视频馈送输出到多于一个查看装置14。

在一些实施例中，投影系统10可以配置成输出游乐园景点16内的公共馈送和独特视频馈送两者的组合。例如，投影系统10可以在游乐园景点16的介绍部分期间输出公共馈送。在游乐园景点16的后期部分期间，投影系统10可以使得一些投影装置12将独特视频馈送输出到具有特定角色的用户18。不具有角色的用户18或具有不具有活动任务的角色的用户18可以继续接收公共馈送。然而，在游乐园景点16的一些部分期间，投影系统10可以将独特视频馈送输出到游乐园景点16的每个用户18。

如上文中所阐明的，查看装置14配置成由用户18佩戴。查看装置14可以是头戴式装置（例如，眼镜）。查看装置14包括框架22（例如，眼镜框架）。查看装置14的部件可以安装到框架22。屏幕24可以安装到框架22的一部分，使得屏幕24的查看表面20对于用户18为能够查看的。屏幕24至少包括查看表面20和设置成与查看表面20相对的接收器表面26。查看表面20可以设置于查看装置14的内部部分上。即，查看表面20可以设置于屏幕24的面向用户18的部分上，使得当用户18佩戴查看装置14时，查看表面20对于用户为能够查看的。接收器表面26从用户18面向外方。在一些实施例中，游乐园景点16配置成使用户18取向成使得接收器表面26一般朝向投影装置12取向。例如，游乐园景点16可以包括用于用户18的乘坐座椅28。乘坐座椅28可以朝向投影装置12取向，以使用户18和查看装置14面朝投影装置12。

投影装置12配置成将图像（例如，视频馈送）投影到查看装置14的屏幕24的接收器表面26上。屏幕24可以包括后方投影材料。后方投影材料是至少部分地半透明的，并且容许通过屏幕24将图像（例如，视频馈送）从接收器表面26传输到查看表面20，使得图像对于用户18为能够在查看表面20上查看的。另外，能够被用户18查看的图像（例如，视频馈送）的后方图像可以是能够在接收器表面26上查看的。在一些实施例中，游乐园人员可以通过视觉地检查能够在查看装置14的相应的接收器表面26上查看的后方图像来实行检验以确保每个用户的查看装置14正在正确地显示图像（例如，视频馈送）。

查看装置14还可以包括聚焦透镜，该聚焦透镜配置成使能够在查看表面上查看的图像（例如，视频馈送）聚焦，使得图像对于佩戴查看装置14的用户18为能够查看的。在一些实施例中，图像包括基于文本的消息、图片、视频或其某种组合。例如，游乐园景点16可以是虚拟现实型景点，使得图像包括虚拟现实环境的视频图像。在另一个示例中，图像可以包括针对游乐园景点16的基于文本的指令。基于文本的指令可以关于如何使用查看装置14而告知用户，以避免丢失从投影装置12投影的图像。

如上文中所阐明的，投影装置12配置成将图像投影到查看装置14的接收器表面26上。然而，由于查看装置14是头戴式装置，因而在用户18移动他们的头部时，查看装置14将相对于投影装置12移动（例如，改变取向）。用户18可能使他们的头部沿多个方向倾斜或移动，从而引起接收器表面26相对于投影装置12移动。因而，投影系统10可以包括用以检测接收器表面26的移动并且确定接收器表面26的位置和取向的跟踪系统32。基于接收器表面26的所检测到的移动，投影系统10可以配置成调整图像（例如，校正输出到接收器表面的图像）。投影系统10可以使得投影装置12调整图像，以允许用户18查看一致的图像而不管用户18的头部移动。在一些实施例中，投影系统10可以配置成使投影装置12移动或旋转以追随接收器表面26，使得用户18查看一致的图像而不管用户18的头部移动。

然而，如果用户18使他们的头部移动到超出投影装置12调整图像的能力的取向，则用户18可能丢失图像，使得图像不能在查看表面20上查看。在一些情况下，用户18可以使他们的头部转动（例如，向右转动九十（90）度），使得投影装置12可能不能准确地将图像投影到查看装置14。

在一些实施例中，如图2中所示出的，投影系统10包括配置成针对游乐园景点的用户而增大潜在移动范围的反射表面27。反射表面27可以配置成将从投影装置12投影的图像29反射到查看装置14的屏幕24的接收器表面26上。投影装置12可以一般定位于用户18后面，这也可以增强实施例的沉浸体验。对于投影装置12的将准确的图像投影到查看装置上的阈值移动范围可以处于-五十（-50）度至+五十（+50）度之间。反射表面可以是容许用户在镜子的圆顶表面内旋转而不会丧失接收所反射的图像的能力的凹面镜。反射表面27配置成将图像朝向查看装置14的接收器表面26反射，使得用户18即使在九十度取向下也可以查看准确的图像。在一些实施例中，其他系统可以补偿到投影装置12的阈值移动范围之外的取向的用户移动。例如，投影系统10可以配置成针对单个查看装置14而使用多个投影装置。

图3是根据本公开的方面的用于在查看装置14（例如，头戴式装置）上显示投影的图像的投影系统10的控制系统36的实施例的框图。如上文中所阐明的，投影装置12配置成将图像34（例如，视频馈送）朝向查看装置14的屏幕24的接收器表面26投影。控制系统36配置成生成针对投影装置的用以输出投影的图像的图像投影指令38。图像投影指令38可以使得投影装置12将游乐园景点16的介绍视频投影到查看装置14的接收器表面26。在另一个示例中，投影的图像可以包括独特消息（例如，警报、此刻的输入坐标或向右转动）。

控制系统36可以配置成经由处理器40a和存储器42a生成图像投影指令38。处理器40a可以包括一个或多个处理装置，并且存储器可以包括一个或多个有形非暂时性机器可读介质。通过示例的方式，这样的机器可读介质能够包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM或光盘存储设备、磁盘存储设备或其他磁存储装置或能够用于承载或存储呈机器可执行指令或数据结构的形式的期望的程序代码并且能够被处理器40a或其他基于处理器的装置（例如，移动装置）访问的任何其他介质。在一些实施例中，存储器42a配置成存储可被处理器40a执行以输出各种控制系统信号（例如，图像投影指令38）的控制器指令。例如，处理器40a可以执行控制器指令以输出图像投影指令38来激活投影装置12。

在一些实施例中，处理器40a可以配置成至少部分地基于经由用户接口39的用户输入而生成图像投影指令38。用户接口39可以包括配置成向处理器40a提供用户输入的输入/输出装置41（例如，键盘、鼠标或触摸屏）。而且，用户接口39可以包括配置成显示对于控制系统36的用户选项的显示器44（例如，计算机显示屏或个人装置屏幕）。

此外，控制系统36可以配置成经由通信电路系统46a输出图像投影指令38。通信电路系统46a可以包括天线、无线电收发器电路以及信号处理硬件和/或软件（例如，硬件或软件滤波器、A/D转换器、多路复用器、放大器）或其组合，并且可以配置成通过经由红外（IR）无线通信、卫星通信、广播无线电、微波无线电、蓝牙、Zigbee、Wifi、UHF、NFC等等的无线通信路径进行通信。

投影装置12配置成接收图像投影指令38并且至少部分地基于图像投影指令38而输出图像34（例如，视频馈送）。在一些实施例中，控制系统36包括多个投影装置（例如，第一投影装置48和第二投影装置50）。每个投影装置12可以配置成接收独特图像投影指令（例如，第一图像投影指令52和第二图像投影指令54），使得每个投影装置12输出独特图像（例如，第一图像56和第二图像58）。因而，每个投影装置12可以包括用于接收相应的独特图像投影指令的通信电路系统46b、46c。通信电路系统46b、46c可以配置成将相应的所接收的独特图像投影指令输出到相应的处理器40b、40c和/或存储器装置42b和42c。相应的处理器40b、40c可以配置成至少部分地基于相应的所接收的图像投影指令而生成并且输出相应的投影仪指令。相应的投影仪（例如，第一投影仪60和第二投影仪62）可以配置成接收相应的投影仪指令并且输出相应的图像56、58。

在一些实施例中，投影装置48、50配置成将相应的图像56、58投影到查看装置14的接收器表面26的至少一部分上。即，多个投影装置12可以配置成将相应的图像发射到单个查看装置14上。在一些实施例中，投影装置48、50配置成将相应的图像56、58输出到对应的查看装置上，使得第一投影装置将第一图像56输出到第一查看装置上，并且第二投影装置将第二图像58输出到第二查看装置上。在一些实施例中，单个投影装置12配置成将图像34输出到多个接收器装置上。图像34可以配置成在多个接收器装置中的每个上显示公共馈送。例如，图像34可以跨越游乐园景点的房间的宽度。图像34可以包括图像34内的多个公共馈送。公共馈送中的每个可以基于房间中的查看装置的位置和取向而定位于图像34中。即，投影装置12可以配置成使图像34中的公共馈送中的每个与查看装置对准，使得公共馈送被投影到多个查看装置中的每个。

此外，投影装置12可以是配置成对图像34进行投影的任何合适的投影装置12。例如，投影装置12可以包括数字光处理（DLP）投影仪、发光二极管（LED）投影仪或液晶显示器（LCD）投影仪。

在一些实施例中，查看装置14包括头戴式显示器。例如，查看装置14可以包括配置成由用户佩戴的眼镜。如上文中所阐明的，查看装置14包括屏幕24。屏幕24包括接收器表面26和与接收器表面26相对的查看表面20。屏幕24配置成容许通过屏幕24将图像34从接收器表面26传输到查看表面20，使得图像34能够在查看表面20上查看。查看装置14还包括聚焦透镜30，聚焦透镜30配置成使能够供与查看装置14相关联的用户在查看表面上查看的图像34聚焦。

如上文中所阐明的，控制系统36可以配置成至少部分地基于存储于存储器42a中的预编程的控制器指令或至少部分地基于用户输入而生成图像投影指令38。另外，控制系统36可以配置成至少部分地基于查看装置14的屏幕24的位置和取向而生成图像投影指令38。随着查看装置14相对于投影装置12的距离和相对角度改变，投影装置12可以配置成更改图像34，使得图像34（例如，视频流）正确地显示于查看装置14上。例如，用户最初可能定位成远离投影装置12五英尺。在游乐园景点16的一部分期间，用户可以远离投影装置12向后移动，使得用户远离投影装置12十英尺。在投影装置12不更改图像34的情况下，图像34将显得比查看装置14更大，并且只有图像34的一部分将能够在查看装置14上查看。照此，投影装置12可以配置成基于查看装置14的位置和取向而调整图像34的图像性质（例如，聚焦、失真、偏移或缩放），使得图像34被正确地投影到查看装置14上。

投影系统10可以包括跟踪系统32，跟踪系统32配置成确定查看装置的接收器表面的位置和取向。跟踪系统可以包括处理器40d和存储器42d。在一些实施例中，跟踪系统32配置成检测设置于查看装置14上的跟踪特征64，以确定查看装置14的位置和/或取向。跟踪系统32可以包括通信电路系统46d，通信电路系统46d配置成将查看装置14的所确定的位置和/或取向输出到控制系统36。查看装置14可以具有被动红外跟踪特征，诸如红外墨水图案、红外LED照明器或另一个合适的被动跟踪特征64。跟踪系统32可以包括跟踪装置66（例如，红外跟踪装置），跟踪装置66配置成检测被动红外跟踪特征并且至少部分地基于被动红外跟踪特征的检测而确定查看装置14的位置和/或取向。跟踪装置66可以安装到投影装置12或安装于提供到跟踪特征64的视线（line of site）的任何合适的位置中。例如，跟踪装置66可以安装到游乐园景点的墙壁的上部部分。

在一些实施例中，跟踪系统32具有配置成检测设置于查看装置14上的光学地可见的跟踪特征的照相机。光学地可见的跟踪特征可以包括回射点、QR码、光学地可见的墨水图案或任何其他合适的跟踪特征。跟踪系统32可以配置成至少部分地基于所检测到的光学地可见的跟踪特征而确定查看装置14的位置和/或取向。在一些实施例中，查看装置14包括配置成将红外位置信号输出到跟踪系统32的红外收发器。跟踪系统32可以配置成接收红外位置信号68并且至少部分地基于红外位置信号68而确定查看装置14的位置和/或取向。在一些实施例中，查看装置14包括配置成将GPS信号70输出到跟踪系统32的全球定位系统（GPS）装置。跟踪系统32可以配置成至少部分地基于GPS信号70而确定查看装置的位置。

图4是根据本公开的方面的游乐园景点16中的投影系统10的实施例的俯视图，投影系统10具有同时地将图像投影到查看装置14上的多个投影装置。在一些实施例中，投影系统10包括多个投影装置（例如，第一投影装置48和第二投影装置50）。如上文中所阐明的，多个投影装置可以配置成将图像发射到单个查看装置14上。具体地，多个投影装置中的每个投影装置12可以配置成将相应的独特图像（例如，第一图像56和第二图像58）发射到查看装置14的接收器表面26的至少一部分上。查看装置14（例如，眼镜）配置成由用户佩戴并且包括保持屏幕24和聚焦透镜的框架22。

屏幕24包括接收器表面26和查看表面20。接收器表面26设置于屏幕24的相对于查看表面20的相对侧上。屏幕24可以是至少部分地半透明的。屏幕24可以包括配置成允许可见光通过屏幕24透射的后方投影材料。具体地，屏幕24配置成容许将图像34从接收器表面26通过屏幕24传输并且传输到查看表面20，使得图像34能够在屏幕24的查看表面20上查看。查看表面20设置于查看装置14的内部部分上。即，在用户正佩戴查看装置14时，屏幕24的查看表面20能够被用户查看。

在一些实施例中，投影系统10配置成经由混合图像72传送图像（例如，视频馈送）。混合图像72由从多个投影装置48、50投影到接收器表面26上的独特图像56、58的组合形成。如上文中所阐明的，查看装置14可以具有允许投影装置12将准确的图像投影到查看装置14上的相对于投影装置12移动的阈值范围74。在一些实施例中，阈值范围74可以处于负五十（-50）度与正五十（+50）度之间。随着查看装置14相对于第一投影装置48移动（例如，用户使他们的头部转动），查看装置14可以旋转，使得第二投影装置50处于阈值范围74内。例如，第一投影装置48可以定位于房间的前部76处，并且第二投影装置可以定位于房间的右壁78处。第一投影装置48和第二投影装置50中的每个可以配置成将相应的图像（例如，第一图像56和第二图像58）朝向房间的中心投影。用户可以最初朝向房间的前部76取向，使得第一投影装置48处于查看装置14的阈值范围74内。然而，用户可以使他们的头部在阈值范围之外转动（例如，向右转动八十（80）度），使得第二投影装置50旋转到查看装置14的阈值范围74中。

在一些实施例中，对于查看装置12的质量损失区80处于阈值范围74之外。例如，对于查看装置14的质量损失区80可以处于负五十（-50）度与负七十（-70）度之间以及处于正五十（+50）度与正七十（+70）度之间。投影装置12可以将劣化的图像投影于查看装置14的质量损失区80内。在一些实施例中，第一投影装置48和第二投影装置50可以将相应的图像（例如，第一图像56和第二图像58）投影于质量损失区内，从而形成混合图像72。为了将准确的图像投影到查看装置14上，第一投影装置48和第二投影装置50中的每个可以配置成经由相应的独特图像（例如，第一图像56和第二图像58）发射图像34（例如视频馈送）的一部分。这些独特图像（例如，第一图像56和第二图像58）的组合形成混合图像。屏幕24配置成容许将混合图像72从接收器表面26通过屏幕24传输到查看表面20，使得混合图像72能够在查看表面20上查看。

在一些实施例中，投影系统10包括投影装置致动器。投影装置致动器82可以配置成至少部分地基于查看装置14的位置和取向而使投影装置12移动。投影装置致动器82可以配置成沿着多个轴线旋转。而且，投影装置致动器82可以配置成遍及游乐园景点16的房间移动。例如，投影装置致动器82可以位于耦合到天花板的轨道系统上，使得投影装置致动器82可以使投影装置12从房间的前部76移动到房间的后部。投影装置致动器82可以配置成至少部分地基于从投影系统10的控制系统接收的致动器信号而移动。

图5是根据本公开的方面的查看装置14的外部部分84的实施例的透视图。如上文中所阐明的，查看装置14（例如，眼镜）配置成由用户佩戴。查看装置14包括框架22（例如，眼镜框架），并且，查看装置14的部件可以安装到框架22。例如，屏幕24可以经由夹具85安装到框架22的一部分。屏幕24可以是可以在被损坏或佩戴时置换并且可以在必要时从框架22移除的便宜的一次性部件。屏幕24包括接收器表面26和与接收器表面26相对的查看表面（未示出）。接收器表面26是屏幕24的相对于用户面向外方的表面。

投影装置配置成将图像34（例如，视频馈送）投影到查看装置的屏幕的接收器表面26上。屏幕可以包括后方投影材料。后方投影材料是至少部分地半透明的，并且容许将图像（例如，视频馈送）通过屏幕从接收器表面26传输到查看表面，使得图像能够供用户在查看表面上查看。如上文中所阐明的，图像（例如，视频馈送）的后方图像86可以是能够在接收器表面26上查看的。在一些实施例中，游乐园人员可以通过视觉地检查能够在用户的查看装置14的接收器表面26上查看的后方图像86来实行检验以确保用户的查看装置14中的每个正显示图像（例如，视频馈送）。

在一些实施例中，查看装置14可以具有跟踪特征64，跟踪特征64配置成与控制系统通信（例如，被动地或主动地）以提供查看装置14的接收器表面的位置和/或取向。跟踪特征64可以设置于查看装置14的前部部分88上。例如，跟踪特征64可以在查看装置14的前部部分处安装到框架22或设置于框架22中或设置于框架22上。在另一个示例中，跟踪特征64耦合到屏幕24的接收器表面26。然而，跟踪特征64可以耦合到查看装置14的任何合适的部分。此外，在一些实施例中，投影系统10可以包括外部跟踪特征。例如，外部跟踪特征可以设置于与佩戴查看装置14的用户对应的可佩戴装置（例如，手镯）上。外部跟踪特征可以配置成提供用户在游乐园景点内的位置。

跟踪特征64可以是被动红外跟踪特征，诸如红外墨水图案、红外LED照明器或另一个合适的被动跟踪特征。跟踪特征64可以配置成由跟踪系统检测以向控制系统提供查看装置14的位置和取向信息。跟踪特征64可以安装到查看装置14的能够实现到跟踪系统的被动红外跟踪特征的视线的部分。例如，跟踪特征64可以安装到查看装置14的前部部分88，使得跟踪特征与设置成接近投影装置的跟踪系统处于视线内。

在一些实施例中，跟踪特征64包括光学地可见的跟踪特征，诸如回射标记、回射点、QR码、光学地可见的墨水图案或任何其他合适的跟踪特征。光学地可见的跟踪特征可以定位于查看装置14的对于跟踪系统的照相机为可见的部分上。如上文中所阐明的，跟踪系统的照相机配置成检测设置于查看装置14上的光学地可见的跟踪特征以确定查看装置14的位置和取向。在一些实施例中，查看装置14包括配置成主动地将红外位置信号输出到跟踪系统的红外收发器。跟踪系统可以配置成接收红外位置信号并且至少部分地基于红外位置信号而确定查看装置14的位置和取向。

查看装置14上的被动跟踪特征64容许跟踪特征由相对便宜的材料形成，使得整个查看装置14一般可以是一次性的或作为可收集物品提供。该特征提供优于具有一体的图像生成及处理电路系统的成本更高的头戴式装置的益处。在体验结束时收集更昂贵的装置是耗时的，并且，所公开的投影系统10允许查看装置14的快速分配，而不要求在体验之后收集查看装置14。

图6是根据本公开的方面的查看装置14的内部部分90的实施例的透视图。如上文中所阐明的，查看装置14可以是头戴式装置（例如，眼镜）。查看装置14包括框架22（例如，眼镜框架）。查看装置14的部件可以安装到框架22。屏幕24可以安装到框架22的一部分，使得屏幕24的查看表面20对于用户为能够查看的。屏幕24至少包括查看表面20和设置成与接收器表面相对的接收器表面（未示出）。查看表面20可以设置于查看装置14的内部部分90上。即，查看表面20可以设置于屏幕的面向用户的部分上，使得查看表面20对于用户为能够查看的。

投影装置配置成将图像34（例如，视频馈送）投影到查看装置的屏幕24的接收器表面上。屏幕24可以包括后方投影材料。后方投影材料是至少部分地半透明的，并且容许将图像34（例如，视频馈送）通过屏幕24从接收器表面传输到查看表面20，使得图像34对于用户为能够在查看表面20上查看的。

此外，查看装置14还可以包括聚焦透镜30，聚焦透镜30配置成使能够在查看表面20上查看的图像34（例如，视频馈送）聚焦，使得图像34对于佩戴查看装置14的用户为能够查看的。聚焦透镜30可以在查看装置14上布置成定位于用户与查看表面20之间。在一些实施例中，图像34包括基于文本的消息、图片、视频或其某种组合。例如，游乐园景点可以是虚拟现实型景点，使得图像34包括虚拟现实环境的视频图像。在另一个示例中，图像34可以包括针对游乐园景点的基于文本的指令。基于文本的指令可以关于如何使用查看装置14而告知用户，以避免丢失从投影装置投影的图像34。

图7是根据本公开的方面的用于利用查看装置来查看来自投影装置的投影的图像的方法92的实施例的流程图。该方法包括经由跟踪系统确定查看装置的位置和取向的步骤（框94），其中，查看装置（例如，眼镜）配置成由用户佩戴并且包括配置成保持屏幕和聚焦透镜的框架。

该方法还包括经由一个或多个投影装置将图像投影到查看装置的屏幕的接收器表面上的步骤（框96）。在游乐园景点期间，用户可以使他们的头部移动，从而引起查看装置相对于从投影装置输出的投影的图像移动。照此，在用户使他们的头部移动之后，投影的图像可能并非准确地显示于查看装置上。因而，该方法还包括至少部分地基于查看装置的位置和取向而调整图像的图像性质的步骤（框98）。例如，用户可以在游乐园景点的座椅中移位，从而引起查看装置移动到新位置和/或取向（例如，向右）。控制系统可以确定查看装置的新取向和位置并且调整图像性质（例如，使图像向右移位），使得投影的图像可以准确地显示于查看装置上。在一些实施例中，该方法可以包括调整图像性质，诸如失真、偏移、缩放或任何其他合适的图像性质。

该方法进一步包括在查看装置的屏幕的查看表面上显示投影的图像的步骤，其中，查看表面设置成与接收器表面相对，其中，屏幕配置成容许将图像通过屏幕从接收器表面传输到查看表面，使得投影的图像对于用户为能够通过至少一个聚焦透镜在查看表面上查看的（框100）。

虽然只有本公开的某些特征在本文中已被说明和描述，但本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，将理解的是，所附权利要求旨在涵盖如落入本公开的真实精神内的所有这样的修改和改变。

本文中所提出并且要求保护的技术被引用并且应用于有实际性质的实质性对象和具体示例，所述实质性对象和具体示例可论证地改进本技术领域并且因此不是抽象的、无形的或纯理论的。而且，如果本说明书的末尾所附的任何权利要求包含指定为“用于[实行]……[功能]的部件”或“用于[实行]……[功能]的步骤”的一个或多个元件，则旨在这样的元件将根据35 U.S.C. 112（f）而解释。然而，对于包含以任何其他方式指定的元件的任何权利要求，旨在这样的元件将并非根据35 U.S.C. 112（f）而解释。

Claims (38)

1.一种系统，包括：

投影装置，其配置成将一个或多个图像投影到接收器表面上；

查看装置，其配置成由用户佩戴，并且包括保持屏幕和聚焦透镜的框架，其中：

所述屏幕包括所述接收器表面和设置成与所述接收器表面相对的查看表面，并且所述屏幕配置成容许将所述投影的一个或多个图像通过所述屏幕从所述接收器表面传输到所述查看表面，使得所述投影的一个或多个图像能够在所述查看表面上查看；以及

所述聚焦透镜配置成在用户佩戴所述查看装置时针对所述用户而使能够在所述查看表面上查看的所述投影的一个或多个图像聚焦；以及

跟踪系统，其配置成确定所述查看装置的所述接收器表面的位置和取向，

其中所述投影装置配置成至少部分地基于所述接收器表面的所述确定的位置和取向而调整所述投影的一个或多个图像的图像性质。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述图像性质包括失真、偏移、缩放或其某种组合。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述查看装置包括配置成将红外位置信号输出到所述跟踪系统的红外收发器，其中所述跟踪系统配置成接收所述红外位置信号并且至少部分地基于所述红外位置信号而确定所述查看装置的所述位置和取向。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述查看装置包括被动红外跟踪特征，其中所述跟踪系统包括红外装置，所述红外装置配置成检测所述被动红外跟踪特征并且至少部分地基于所述被动红外跟踪特征的检测而确定所述查看装置的所述位置和取向。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述被动红外跟踪特征包括红外墨水图案、红外LED照明器或两者。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述跟踪系统包括配置成检测设置于所述查看装置上的光学地可见的跟踪特征的照相机，其中所述跟踪系统配置成至少部分地基于所述检测到的光学地可见的跟踪特征而确定所述查看装置的所述位置和取向。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述光学地可见的跟踪特征包括回射标记、QR码、光学地可见的墨水图案或其某种组合。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述查看装置包括配置成将GPS信号输出到所述跟踪系统的全球定位系统（GPS）装置，并且其中所述跟踪系统置成至少部分地基于所述GPS信号而确定所述查看装置的所述位置。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述投影装置配置成基于从控制系统接收的图像投影指令而对所述一个或多个图像进行投影。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个图像配置成传达基于文本的消息、图片、视频或其某种组合。

11.根据权利要求1所述的系统，包括配置成将所述投影的一个或多个图像反射到所述查看装置的所述屏幕的所述接收器表面上的反射表面。

12.根据权利要求1所述的系统，包括配置成至少部分地基于所述查看装置的所述位置和取向而使所述投影装置移动的投影装置致动器。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述跟踪系统配置成确定所述查看装置的所述接收器表面相对于所述一个或多个投影装置的所述位置和取向的改变，其中，所述一个或多个投影装置与所述查看装置分离，并且其中，所述投影装置配置成基于所述确定的位置和取向的改变来调整所述图像性质。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述屏幕包括后方投影材料，其中所述后方投影材料是半透明的，使得所述投影的一个或多个图像通过所述屏幕从所述接收器表面投影到所述查看表面。

15.一种方法，包括：

经由跟踪系统确定查看装置的位置和取向，其中所述查看装置配置成由用户佩戴，并且包括配置成保持屏幕和聚焦透镜的框架；

经由一个或多个投影装置至少部分地基于所述查看装置的所述位置和取向而调整一个或多个图像的图像性质；以及

经由所述一个或多个投影装置将所述一个或多个图像投影到所述查看装置的所述屏幕的接收器表面上，其中所述屏幕的查看表面设置成与所述接收器表面相对，其中所述屏幕配置成容许将所述一个或多个图像通过所述屏幕从所述接收器表面传输到所述查看表面，使得所述一个或多个图像能够供所述用户通过所述聚焦透镜在所述查看表面上查看。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述图像性质包括失真、偏移、缩放或其某种组合。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述查看装置包括被动红外跟踪特征，其中所述跟踪系统配置成检测所述被动红外跟踪特征并且至少部分地基于所述被动红外跟踪特征的检测而确定所述查看装置的所述位置和取向。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述跟踪系统包括配置成检测设置于所述查看装置上的光学地可见的跟踪特征的照相机，其中所述跟踪系统配置成至少部分地基于所述检测到的光学地可见的跟踪特征而确定所述查看装置的所述位置和取向。

19.一种系统，包括：

控制系统，其配置成至少部分地基于接收器表面的位置和取向而生成图像投影指令；

多个投影装置，其中所述多个投影装置中的每个投影装置配置成基于所述图像投影指令而将独特图像投影到所述接收器表面的至少一部分上；

查看装置，其配置成由用户佩戴，并且包括保持屏幕和聚焦透镜的框架，其中：

所述屏幕包括所述接收器表面和查看表面，并且所述屏幕配置成容许将混合图像从所述接收器表面通过所述屏幕传输到所述查看表面，使得所述混合图像能够在所述查看表面上查看，并且所述混合图像由从所述多个投影装置投影到所述接收器表面上的所述独特图像形成；以及

所述聚焦透镜配置成针对与所述查看装置相关联的所述用户而使所述混合图像聚焦；以及

跟踪系统，其配置成确定所述接收器表面的位置和取向，

其中，所述多个投影装置配置成至少部分地基于所述图像投影指令而调整所述独特图像的相应的图像性质，以形成所述混合图像。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述查看装置包括配置成将红外位置信号输出到所述跟踪系统的红外收发器，其中所述跟踪系统配置成接收所述红外位置信号并且至少部分地基于所述红外位置信号而确定所述查看装置的所述位置和取向。

21.根据权利要求19所述的系统，其中，所述跟踪系统包括配置成检测设置于所述查看装置上的光学地可见的跟踪特征的照相机，其中所述跟踪系统配置成至少部分地基于所述检测到的光学地可见的跟踪特征而确定所述查看装置的所述位置和取向。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述光学地可见的跟踪特征包括回射标记、QR码、光学地可见的墨水图案或其某种组合。

23.根据权利要求19所述的系统，其中，所述查看装置包括被动红外跟踪特征，并且其中所述跟踪系统包括红外装置，所述红外装置配置成检测所述被动红外跟踪特征并且至少部分地基于所述被动红外跟踪特征的检测而确定所述查看装置的位置和取向。

24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述被动红外跟踪特征包括红外墨水图案、红外LED照明器或两者。

25.根据权利要求19所述的系统，其中，所述查看装置包括配置成将GPS信号输出到所述跟踪系统的全球定位系统（GPS）装置，并且其中所述跟踪系统置成至少部分地基于所述GPS信号而确定所述查看装置的所述位置。

26.根据权利要求19所述的系统，其中，所述图像性质包括失真、偏移、缩放或其某种组合。

27.根据权利要求19所述的系统，其中，所述屏幕包括后方投影材料，并且其中所述后方投影材料是至少部分地半透明的，使得所述屏幕容许将所述混合图像通过所述屏幕从所述接收器表面传输到所述查看表面。

28.根据权利要求19所述的系统，其中，所述查看装置包括配置成由所述用户佩戴的眼镜。

29.根据权利要求19所述的系统，其中，所述屏幕可移除将地安装到所述查看装置。

30.根据权利要求19所述的系统，其中，所述查看表面包括所述屏幕的面朝所述用户的表面，使得所述混合图像能够供所述用户查看。

31.根据权利要求19所述的系统，其中，所述多个投影装置中的每个投影装置配置成将所述独特图像投影到多个查看装置。

32.一种方法，包括：

经由跟踪系统确定查看装置的位置和取向，其中所述查看装置配置成由用户佩戴，并且包括配置成保持屏幕和聚焦透镜的框架；

经由多个投影装置至少部分地基于所述查看装置的所述位置和取向而调整一个或多个图像的图像性质；以及

经由所述多个投影装置中的一个或多个投影装置将所述一个或多个图像投影到所述查看装置的所述屏幕的接收器表面上，其中所述屏幕的查看表面设置成与所述接收器表面相对，其中所述屏幕包括所述接收器表面和查看表面。

33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述图像性质包括失真、偏移、缩放或其某种组合。

34.根据权利要求32所述的方法，其中，所述查看装置包括被动红外跟踪特征，其中所述跟踪系统配置成检测所述被动红外跟踪特征并且至少部分地基于所述被动红外跟踪特征的检测而确定所述查看装置的所述位置和取向。

35.根据权利要求32所述的方法，其中，所述跟踪系统包括配置成检测设置于所述查看装置上的光学地可见的跟踪特征的照相机，其中所述跟踪系统配置成至少部分地基于所述检测到的光学地可见的跟踪特征而确定所述查看装置的所述位置和取向。

36.一种配置成由用户佩戴的查看装置，包括：

保持屏幕和聚焦透镜的框架，其中：

所述屏幕包括接收器表面和查看表面，并且所述屏幕配置成：

容许将混合图像从所述接收器表面通过所述屏幕传输到所述查看表面，使得所述混合图像能够在所述查看表面上查看，并且所述混合图像由从多个投影装置投影到所述接收器表面上的一个或多个独特图像形成；以及

所述聚焦透镜配置成针对与所述查看装置相关联的所述用户而使所述混合图像聚焦；以及

安装在所述框架上的被动红外跟踪特征，所述被动红外跟踪特征配置成由跟踪系统检测。

37.根据权利要求36所述的查看装置，其中，所述屏幕包括后方投影材料，并且其中所述后方投影材料是至少部分地半透明的，使得所述屏幕容许将所述混合图像通过所述屏幕从所述接收器表面传输到所述查看表面。

38.根据权利要求36所述的查看装置，其中，所述屏幕可移除将地安装到所述查看装置。