TWI720251B - 頭戴式顯示器及用於虛擬實境(vr)模擬之方法 - Google Patents
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Abstract
一種頭戴式顯示器(HMD),其包括光學透鏡,該光學透鏡經組態來觀看虛擬實境(VR)內容。該HMD包括顯示螢幕,該顯示螢幕安置在光學透鏡後面以使得當使用者佩戴HMD時,該光學透鏡在顯示螢幕與使用者之眼睛之間,其中該顯示螢幕經組態來呈現VR內容。HMD包括經組態來在佩戴時圍繞使用者之頭部適配的支撐結構,其中光學透鏡及顯示螢幕安置在支撐結構內以使得當佩戴HMD時,顯示螢幕定位在眼睛前面。HMD包括安置在支撐結構中之加熱組件,其中加熱組件係可控制以便響應於顯示螢幕上顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量。
Description
本發明係關於在與虛擬實境(VR)內容互動時改良使用者體驗,及響應於VR內容中之環境提示來向使用者呈現熱量影像。
電腦產生之虛擬實境(VR)允許使用者沉浸在例如模擬的真實環境或假想環境中。藉由完全沉浸,使用者能夠與模擬或假想環境互動,如同使用者身處VR環境中一般。亦即,使用者能夠在VR環境移動及環視,並且可能與此VR環境內之物件互動。
完全沉浸給予使用者身處VR環境中之感覺。在使用者與VR環境互動並且身處VR環境中時,應刺激使用者之感官以便給予使用者完全沉浸於VR環境中之體驗。舉例而言,視覺刺激可經由全景的三維(3D)顯示器來提供;聽覺刺激可經由環繞聲音音響效果來提供;觸覺刺
激可經由觸覺及/或力回饋來提供;嗅覺刺激可經由氣味複製來提供;以及味覺刺激可經由味覺複製來提供。
儘管已提供刺激以給予使用者沉浸於VR環境中之體驗,改良仍然需要。
本發明之實施例正是在此情境下出現的。
本發明之實施例涉及響應於在虛擬實境(VR)內容中呈現之環境提示、經由頭戴式顯示器(HMD)來提供熱量影像的系統及方法。以下描述本發明之若干發明性實施例。
在一個實施例中,揭示一種HMD。HMD包括經組態來觀看虛擬實境(VR)內容之光學透鏡。HMD包括安置在光學透鏡後面之顯示螢幕,以使得當使用者佩戴HMD時,光學透鏡在顯示螢幕與使用者之眼睛之間。顯示螢幕經組態來呈現VR內容。HMD包括經組態來在佩戴時圍繞使用者之頭部適配的支撐結構。光學透鏡及顯示螢幕安置在支撐結構內以使得當佩戴HMD時,顯示螢幕定位在眼睛前面。HMD包括安置在支撐結構中之加熱組件,其中加熱組件係可控制以便響應於顯示螢幕上顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量。
在另一實施例中,揭示另一種HMD。HMD包括經組態來觀看VR內容之光學透鏡。HMD包括安置在光學透鏡後面之顯示螢幕,以使得當使用者佩戴HMD時,光學透鏡在顯示螢幕與使用者之眼睛之間。顯示螢幕經組態來呈現VR內容。HMD包括經組態來在佩戴時圍繞使用者之頭部適配的支撐結構,其中光學透鏡及顯示螢幕安置在支撐結構內以使得當佩戴HMD時,顯示螢幕定位在眼睛前面。顯示螢幕包括安置在支撐結構中之加熱組件陣列,其中加熱組件陣列中之每一者係個別地可控制以便響應於顯示螢幕上顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量影像。 [0009] 此外,另一實施例揭示一種用於提供VR刺激之方法。方法包括在顯示螢幕上呈現VR內容,其中顯示螢幕安置在頭戴式顯示器(HMD)之支撐結構內,該支撐結構經組態來在佩戴時圍繞使用者之頭部適配。當使用者佩戴HMD時,顯示螢幕定位在使用者之眼睛前面。方法包括相對於VR內容展示之VR環境內之使用者之互動來判定VR內容中之環境提示之熱量影像。方法包括個別地控制加熱組件陣列中之每一者以便響應於在顯示螢幕上顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量影像,其中加熱組件陣列安置在支撐結構中。加熱組件中之每一者經組態來提供熱量。 [0010] 本發明之其他態樣將自結合附圖進行的藉由實例來例示出本發明之原理的以下詳細描述變得顯而易見。
[0030] 儘管以下詳細描述含有許多特定細節以用於例示之目的,但是一般技術者將瞭解,對以下細節之許多變化及變更屬於本發明之範疇。因此,以下所述本發明之態樣係在對本說明書隨附之申請專利範圍沒有任何一般性損失的情況下且對申請專利範圍不強加限制的情況下闡述。 [0031] 一般而言,本發明之各種實施例描述配備有定位在HMD單元內部之熱源的頭戴式顯示器(HMD)。以此方式,給予使用者與VR內容相關聯之熱感。舉例而言,在VR內容產生之虛擬世界或環境中,使用者可接收來自藉由發射火箭推進榴彈(RPG)所產生之火球的熱量,或在從內部環境虛擬地轉換至外部環境時感受到來自太陽的熱量。致熱之HMD使得使用者可感受到對於HMD顯示之VR內容中之環境提示作出響應的熱量。 [0032] 在大致理解以上各種實施例後,現在參照諸圖來描述實施例之示例性細節。出於清楚及簡明之目的,本發明之實施例係在響應於視訊遊戲產生之VR內容中之環境提示而在HMD中產生熱量的情境內加以描述;然而,應瞭解VR內容可從能夠產生此內容之任何類型之應用程式或來源產生。
圖1A例示出根據本發明之一個實施例之用於視訊遊戲的互動遊戲之系統。圖中展示了正佩戴頭戴顯示器(HMD)102的使用者100。以類似於眼鏡、護目鏡或頭盔之方式佩戴HMD 102,且HMD 102經組態來向使用者100顯示來自視訊遊戲之視訊遊戲或來自互動應用程式之其他內容。HMD 102藉由在緊靠使用者的眼睛處提供顯示機構來向使用者提供非常沈浸式的體驗。因此,HMD 102可向使用者的每只眼睛提供顯示區,其佔據使用者的視野之大部分或甚至全部。
在一個實施例中,HMD 102可組態來提供熱量,該熱量響應於HMD 102顯示之VR內容中之環境提示並且由應用程式來產生,該應用程式由電腦106執行,或經由網路在後端伺服器(例如,雲端遊戲112)處執行。以此方式,給予使用者VR內容中之虛擬環境提示(例如,太陽、火、呼吸、經過發熱物件等)所產生之熱量的實體感覺。在一個實施例中,HMD 102包括熱量控制器(未展示),其經組態來控制HMD 102中之加熱組合件,以使得響應於HMD 102顯示之VR內容中之環境提示,加熱組合件提供熱量。
在一個實施例中,HMD 102可連接至電腦106。至電腦106之連接可為有線或無線連接。電腦106可為在此項技術中已知之任何通用或專用電腦,包括但不限
於遊戲控制台、個人電腦、膝上型電腦、平板電腦、行動設備、蜂窩式電話、平板、精簡型用戶端、機上盒、媒體串流傳輸設備等。在一個實施例中,電腦106可經組態來執行視訊遊戲,並且從視訊遊戲輸出視訊及音訊以供HMD 102呈現。電腦106不限於執行視訊遊戲,而是亦可經組態來執行互動應用程式,該應用程式輸出VR內容以供HMD 102呈現。在一個實施例中,電腦106執行熱量控制器之控制HMD 102中之加熱組合件的功能。
使用者100可操作控制器104以提供用於視訊遊戲之輸入。另外,攝影機108可經組態來捕獲使用者100所處互動環境之影像。可分析此等所捕獲影像來判定使用者100、HMD 102及控制器104之位置及移動。在一個實施例中,控制器104包括燈或其他標記元件,可追蹤該燈或其他標記元件來判定控制器104之位置及定向。攝影機108可包括一或多個麥克風來捕獲來自互動環境之聲音。可處理麥克風陣列所捕獲之聲音來識別聲源之位置。可選擇性地利用或處理來自所識別位置之聲音,以便排除並非來自所識別位置之其他聲音。此外,攝影機108可定義成包括多個影像捕獲設備(例如攝影機之立體像對)、IR攝影機、深度攝影機及其組合。
在另一實施例中,電腦106充當經由網路與雲端遊戲提供者112通信之精簡型用戶端。雲端遊戲提供者112維護並執行使用者100所玩的視訊遊戲。電腦106將來自HMD 102、控制器104及攝影機108之輸入傳輸至雲端遊戲提供者,雲端遊戲提供者處理該等輸入來影響正在執行之視訊遊戲的遊戲狀態。將來自正在執行之視訊遊戲的輸出(諸如視訊資料、音訊資料及觸覺回饋資料)傳輸至電腦106。電腦106可在傳輸之前進一步處理資料,或可將資料直接傳輸至相關裝置。舉例而言,將視訊及音訊串流提供至HMD 102,而觸覺回饋資料用於產生振動回饋命令,該命令提供至控制器104。 [0038] 在一個實施例中,HMD 102、控制器104及攝影機108本身可為經網路連接之裝置,該等裝置連接至網路110以與雲端遊戲提供者112通信。例如,電腦106可為諸如路由器之區域網路設備,其並不另外執行視訊遊戲處理,但促進通道網路流量。HMD 102、控制器104及攝影機(亦即,影像捕獲設備)108至網路之連接可為有線或無線連接。 [0039] 在另一實施例中,電腦106可執行視訊遊戲之部分,而視訊遊戲之其餘部分可在雲端遊戲提供者112上執行。舉例而言,從電腦106下載視訊遊戲之請求可由雲端遊戲提供者112來伺服。在伺服請求時,雲端遊戲提供者112可執行視訊遊戲之部分並且將遊戲內容提供至電腦106以供HMD 102呈現。電腦106可經由網路110與雲端遊戲提供者112通信。將HMD 102、控制器104及攝影機108接收之輸入傳輸至雲端遊戲提供者112,同時下載視訊遊戲至電腦106上。雲端遊戲提供者112處理輸入以影響正在執行之視訊遊戲的遊戲狀態。將來自正在執行之視訊遊戲的輸出(諸如視訊資料、音訊資料及觸覺回饋資料)傳輸至電腦106以便向前傳輸至相應裝置。 [0040] 一旦視訊遊戲完全下載至電腦106,電腦106可執行視訊遊戲並且從在雲端遊戲提供者112上退出視訊遊戲的位置處恢復視訊遊戲之遊戲娛樂。電腦106處理來自HMD 102、控制器104及攝影機108之輸入,並且響應於從HMD 102、控制器104及攝影機108接收之輸入來調整視訊遊戲之遊戲狀態。在此等實施例中,電腦106處之視訊遊戲之遊戲狀態與雲端遊戲提供者112處之遊戲狀態同步化。可週期性地進行同步化,以便保持電腦106及雲端遊戲提供者112處之視訊遊戲之狀態係當前狀態。電腦106可直接將輸出資料傳輸至相關裝置。舉例而言,將視訊及音訊串流提供至HMD 102,而觸覺回饋資料用於產生振動回饋命令,該命令提供至控制器104。 [0041] 圖1B根據本發明之一個實施例結合VR內容之產生(例如,執行應用程式及/或視訊遊戲等)來概念性地例示HMD 102之功能。在一些實行方案中,VR內容引擎120在可通信地耦接至HMD 102之電腦106(未展示)上執行。電腦相對於HMD可為區域性的(例如,區域網路之部分)或可遠程定位(例如,廣域網路、雲端網路等之部分)並且經由網路來存取。HMD 102與電腦106之間的通信可遵循有線或無線連接協定。舉例而言,執行應用程式之VR內容引擎120可為執行視訊遊戲之視訊遊戲引擎,並且經組態來接收輸入以更新視訊遊戲之遊戲狀態。出於簡明及清楚之目的,圖1B之以下描述在執行視訊遊戲之VR內容引擎120的情境內來描述,並且意欲代表能夠產生VR內容之任何應用程式之執行。視訊遊戲之遊戲狀態可至少部分由視訊遊戲之各種參數的值來定義,該等參數定義當前遊戲娛樂之各種態樣,諸如物件之存在及位置、虛擬環境之條件、事件之觸發、使用者設定檔、視角等。
在所例示實施例中,舉例而言,遊戲引擎120接收控制器輸入161、音訊輸入162及運動輸入163。控制器輸入161可由與HMD 102分開之遊戲控制器之操作來定義,該遊戲控制器諸如手持式遊戲控制器104(例如,Sony DUALSHOCK®4無線控制器,Sony PlayStation®Move運動控制器)或可穿戴控制器,諸如可穿戴手套介面控制器等。舉例而言,控制器輸入161可包括方向輸入、按鈕按壓、觸發啟用、移動、示意動作或經由遊戲控制器之操作處理之其他種類之輸入。音訊輸入162可由HMD 102之麥克風151加以處理,或由影像捕獲設備108或局部系統環境內之其他部分中所包括之麥克風加以處理。運動輸入163可由HMD 102中所包括之運動感測器159加以處理,或由影像捕獲設備108在其捕獲HMD 102之影像時加以處理。VR內容引擎120(例如,執行遊戲應用程式)接收根據遊戲引擎之組態來處理之輸入以便更新視訊遊戲之遊戲狀態。遊戲引擎120將遊戲狀態資料輸出至各種呈現模組,該等呈現模組處理遊戲狀態資料來定義將要呈現給使用者的內容。
在所例示實施例中,視訊呈現模組183經定義來呈現視訊串流以供呈現在HMD 102上。HMD 102中之光學透鏡170經組態來觀看VR內容。顯示螢幕175安置在光學透鏡170後面,以使得當使用者佩戴HMD 102時,光學透鏡170位於顯示螢幕175與使用者之眼睛之間。以此方式,視訊串流可由顯示螢幕/投影器機構175來呈現,並且由使用者之眼睛190透過光學器件170來觀看。HMD使用者可例如藉由佩戴HMD並且選擇視訊遊戲進行遊戲娛樂來選擇與互動VR內容(例如,VR視訊源、視訊遊戲內容等)互動。來自視訊遊戲之互動虛擬實境(VR)場景呈現在HMD之顯示螢幕175上。以此方式,藉由將HMD之顯示機構緊鄰使用者之眼睛來提供,HMD允許使用者完全沉浸在遊戲娛樂中。在HMD之顯示螢幕中界定的用於呈現內容之顯示區可佔據使用者之視野之大部分或甚至全部。在一個實施例中,光學透鏡170及顯示螢幕安置在HMD 102之支撐結構220內,該支撐結構經組態來在佩戴支撐結構時圍繞使用者(諸如使用者100)之頭部適配。此外,光學透鏡170及顯示螢幕175安置在支撐結構220內,以使得在佩戴HMD 102時,顯示螢幕175定位在使用者的一隻或兩隻眼睛前面。通常,每只眼睛由觀看一或多個顯示螢幕之相關聯光學透鏡170支撐。
音訊呈現模組182經組態來呈現音訊串流以供使用者聽到。在一個實施例中,音訊串流係經由與HMD 102相關聯的揚聲器152輸出。應瞭解,揚聲器152可呈以
下形式:開啟式揚聲器、頭戴式耳機或能夠呈現音訊之任何其他種類之揚聲器。
在一個實施例中,HMD 102中包括注視追蹤攝影機192來允許對使用者之注視的追蹤。雖然僅包括一個注視追蹤攝影機192,應當指出的是可使用一個以上注視追蹤攝影機來追蹤使用者之注視。注視追蹤攝影機捕獲使用者的眼睛之影像,對其進行分析來判定使用者之注視方向。在一個實施例中,關於使用者之注視方向的資訊可用來影響視訊呈現。例如,若判定使用者的眼睛看著特定方向,則可諸如藉由在使用者所看的區中提供更多細節或更快更新來優先化或強調針對該方向之視訊呈現。應瞭解使用者之注視方向可相對於頭戴式顯示器、相對於使用者定位之真實環境及/或相對於在頭戴式顯示器上呈現之虛擬環境來定義。
概括而言,在單獨考量時,注視追蹤攝影機192捕獲之影像之分析提供使用者相對於HMD 102之注視方向。然而,在結合HMD 102之追蹤位置及定向考量時,可判定使用者之真實世界注視方向,因為HMD 102之位置及定向與使用者之頭部之位置及定向係同義的。亦即,使用者之真實世界注視方向可從追蹤使用者之眼睛之定位運動及追蹤HMD 102之位置及定向來判定。當虛擬環境之視圖在HMD 102上呈現時,可採用使用者之真實世界注視方向來判定虛擬環境中之使用者的虛擬世界注視方向。
另外,觸覺回饋模組181經組態來提供信號至
觸覺回饋硬體,該觸覺回饋硬體包括於HMD 102中或由HMD使用者操作之另一設備(諸如控制器104)中。觸覺回饋可呈各個種類之觸覺的形式,諸如振動回饋、溫度回饋、壓力回饋等。
在一個實施例中,熱量控制器150在HMD 102內經組態來控制HMD 102中之一或多個加熱組件210,以使得響應於HMD 102顯示之VR內容中之環境提示來由加熱組件提供熱量。環境提示識別模組188經組態來識別環境提示。在另一實施例中,處理器700可提供圖7的熱量控制器150’之功能。在又另一實施例中,熱量控制器定位在電腦106內。加熱組件210可安置在支撐結構220中。具體而言,每個加熱組件210係可控制以便響應於顯示螢幕175上顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量。在顯示螢幕175上呈現VR內容之任何特定時間點,熱量影像或熱量訊跡可由加熱組件210之啟用及未啟用來定義。
圖2A例示出根據本發明之一個實施例之頭戴式顯示器(HMD)102。如示出,HMD 102包括支撐結構220,其經組態來在佩戴時圍繞使用者之頭部(未展示)適配。支撐結構220包括頭部附著件220A,其經組態來在佩戴HMD 102時支撐在頭部上。舉例而言,頭部附著件220A可為頭部皮帶。此外,支撐結構220包括顯示器殼體220B,其經組態來包括光學透鏡及顯示螢幕,諸如圖1B示出之透鏡170及顯示螢幕175。顯示器殼體220B附接至頭部附著件220A,並且可經組態來當佩戴HMD時支承在使用者之面部附近並且將顯示螢幕定位在使用者之面部前面。在實施例中,顯示器殼體包括面部界面250,其緊貼使用者之面部來定位。具體而言,光學透鏡及顯示螢幕安置在支撐結構220內,並且更具體而言在顯示器殼體220B內,以使得當佩戴HMD時顯示螢幕定位在眼睛前面。 [0050] 如圖2A中示出,支撐結構220包括一或多個加熱組件210。加熱組件210可安置在頭部附著件220A及/或顯示器殼體220B中。支撐結構220中之加熱組件210中之每一者可係個別地可控制以便在啟用時提供熱量,或在停用時不提供熱量。以此方式,在HMD 102中各處響應於環境提示來產生之熱量影像可在支撐結構220內產生。具體而言,安置在支撐結構220中之加熱組件210以組合方式(啟用或不啟用)提供熱量訊跡。以此方式,可在整個頭部、在頭部之後面、在頭部之一側或兩側、在面部之頂端或底端、在面部之前端、在面部之一部分,或在頭部之一部分提供熱量。以此方式,熱量可以以下各種組合(例如,右側、左側、頂端、底端、前端、前額等)施加至面部及/或頭部。 [0051] 此外,在一段時間內,響應於HMD中顯示之VR內容中之一或多個環境提示,可由支撐結構220中之一或多個加熱組件210來產生提供熱量之一或多個熱量影像。又,一或多個熱量影像可響應於一或多個環境提示並且相對於使用者與VR內容之互動來呈現。舉例而言,對於使用者可感覺到並且在使用者之視野中行進的熱物件,可產生一或多個熱量影像,以使得熱點可從面部之一側行進至面部之另一側,如在一段時間內由多個熱量影像來呈現。另外,對於在VR世界或環境內保持靜止的熱物件,可產生一或多個熱量影像,但是使用者可移動該熱物件,或使用者之頭部可相對於該熱物件來移動。 [0052] 如示出,一或多個加熱組件210安置在顯示器殼體220B內。具體而言,一或多個加熱組件210可安置在顯示器殼體220B之面部界面250內。面部界面250安置在顯示器殼體220B之內部表面226內。顯示器殼體之面部界面250經組態來貼近使用者之面部,以便部分地阻斷外部光線。在一個實施例中,面部界面250與使用者之面部之間的距離可在0-30 mm之間的範圍內,其中距離可能在整個界面中並非均一的。在另一實施例中,面部界面250與使用者之面部之間的距離可在1-20 mm之間的範圍內,其中距離可能在整個界面中並非均一的。在又另一實施例中,面部界面250與使用者之面部之間的距離可在2-10 mm之間的範圍內,其中距離可能在整個界面中並非均一的。具體而言,安置在面部界面250中之加熱組件210經組態來向使用者之面部提供熱量。圖2B-2E更全面地描述在內部遮罩及/或面部界面250內之一或多個加熱組件210之實行方案。圖2D係根據本發明之一個實施例的HMD 102之顯示器殼體220B之面部界面250的橫截面。面部界面250包括暴露於使用者之面部的前側257。前側257可形成暴露於使用者的顯示器殼體220B之內部表面226。加熱組件210安置在面部界面250中,並且相鄰於面部界面250之後側258來定位,其中後側258與前側257相對。保護性襯墊320可經組態來與面部界面250之前端面257相鄰。以此方式,襯墊插入使用者之面部與包括加熱組件210的面部界面250之間,以便使加熱組件210產生之熱量擴散,從而保護使用者以免直接或過度暴露於熱量。在此情況下,暴露於使用者之顯示器殼體220B之內部表面226可為襯墊320之表面。
此外,一或多個加熱組件210可定位在顯示器殼體220B之側壁內以便向面部之側面提供熱量。舉例而言,加熱組件210A-210C可定位在顯示器殼體220B之右側壁224,並且可在使用者佩戴HMD 102時啟用以便向使用者之面部之右側提供熱量。類似地,一或多個加熱組件210(例如,包括加熱組件210D)可定位在顯示器殼體22B之左側壁225,並且可在佩戴HMD 102時啟用以便向使用者之面部之左側提供熱量。
另外,支撐結構220之頭部附著件220A可包括一或多個加熱組件210。舉例而言,加熱組件210經組態成沿著頭部附著件220A之內部表面,並且經組態來向使用者之頭部之部分提供熱量。視所啟用的加熱組件210而定,熱量可以各種組合提供至頭部之一側、頭部之兩側及頭部之後面。此外,頭部附著件220A中之加熱組件210中之每一者可係個別地可控制,以便結合顯示器殼體220B中的個別地可控制來提供熱量之一或多個加熱組件相對於環境提示來提供熱量。
在一個實施例中,一或多個加熱組件210可調節使用者之頭部周圍之熱量。具體而言,感測器299經組態來監測使用者(例如,使用者之頭部)及/或使用者之頭部周圍之環境的溫度。在一實行方案中,溫度資訊被饋送回到熱量控制器150,或在另一實行方案中,例如經由VR內容引擎120來饋送。以此方式,可啟用一或多個加熱組件210以便向使用者提供預定周圍溫度,或設定使用者之頭部周圍之預定周圍溫度。
圖2B例示HMD 102之透視圖,其展示HMD 102之顯示器殼體220B’之後側視圖,該顯示器殼體包括相鄰於及/或在顯示器殼體220B’之面部界面250a內安置的一或多個加熱組件210。根據本發明之一個實施例,加熱組件210中之每一者經組態來響應於在HMD 102中顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量影像。具體而言,顯示器殼體220B’包括面部界面250a,其經組態來提供顯示器殼體220B’與使用者之前面部之間的界面。舉例而言,面部界面250’可貼近(例如,稍微偏離)、支承於或接觸前面部並且經組態來阻斷大部分或所有外部光線以免進入使用者可看見的顯示器殼體220B’之內部區域。
面部界面250’包括一或多個加熱組件210,其中之每一者係個別地可控制以便響應於HMD 102中顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量。熱量影像可與顯示的VR內容之特定時刻相關聯。一或多個加熱組件210之組合向使用者之面部提供熱量影像,或總體熱量影像之部分,其中由面部界面250a之加熱組件來提供之熱量影像可與HMD 102之支撐結構220之其他加熱組件組合來提供總體熱量影像。 [0058] 如示出,一或多個加熱組件210定位在面部界面250a之各個點處以便以各種熱量影像組合向面部之前端提供熱量。另外,其他加熱組件210可在顯示器殼體220B’之側壁內提供,以使得可以各種組合向使用者之面部之前端及側面之所有區域提供熱量。因為加熱組件210個別地可控制,因此藉由響應於環境提示來啟用一或多個對應加熱組件,可向面部之右側、左側、前額區域、頂端區域、底端區域或面部之選定部分提供熱量。如前所述,在一段時間內,一或多個熱量影像或熱量子影像可由顯示器殼體220B’之加熱組件210提供。因此,所產生的熱量可按照強度(例如,藉由改變整個或在特定區域中之現用加熱組件210之數目、藉由改變區域內之一或多個加熱組件210所產生的熱量等),或隨著時間的推移(例如,在連續時段內,改變現用及停用加熱組件210之型樣)來調變。 [0059] 此外,一或多個加熱組件210可定位在顯示器殼體220B’之面部界面250’內以便最大限度地減少面部之直接熱暴露,如圖2D描述。另外,襯墊(例如,圖2D之襯墊320)可經組態成與面部界面250’之前端面257相鄰以便使經組態成與面部界面250’之後端面相鄰之加熱組件210所產生的熱量擴散,從而保護使用者以免直接或過度暴露於熱量。 [0060] 圖2C例示根據本發明之一個實施例之HMD 102之透視圖,其展示顯示器殼體220B”之後側視圖,該顯示器殼體包括一或多個加熱區230,其中該等區經組態來響應於在HMD中顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量影像。顯示器殼體220B”包括暴露的內部表面226b,其中內部表面226b界定周界。顯示器殼體220B”包括面部界面250b,其經組態來提供顯示器殼體220B”與使用者之前面部之間的界面。舉例而言,面部界面250”之前側257可貼近 (例如,稍微偏離)、支承於或接觸前面部並且經組態來阻斷大部分或所有外部光線以免進入使用者可看見的顯示器殼體220B”之內部區域。 [0061] 具體而言,加熱區230中之每一者包括一或多個加熱組件210,其中之每一者可係個別地可控制以便響應於環境提示來提供熱量。在另一實施例中,特定區之加熱組件210一致地加以控制。在單一區230內所產生的熱量可按照強度(例如,藉由改變在特定區域230中之現用加熱組件210之數目、藉由改變區域內之一或多個加熱組件210所產生的熱量等),或隨著時間的推移(例如,在連續時段內,改變現用及停用加熱組件210之型樣)來調變。此外,在多個區230中產生之熱量可類似地按照強度及/或時間(例如,改變藉由一或多個區中之加熱組件所產生的熱量、改變現用及停用區之型樣等)在一或多個連續時段內調變。 [0062] 圖2E例示根據本發明之一個實施例的HMD 102之面部界面250c之視圖,其中加熱組件陣列225安置在面部界面250c中。面部界面250c可定位在HMD 102之對應顯示器殼體(未展示)內,如先前關於圖2A-2D所述。面部界面250c可形成對應顯示器殼體220B之內部表面226,以使得內部表面226暴露於使用者之面部。 [0063] 陣列225包括一或多個加熱組件210,每一者個別地可控制及/或可定址(例如,針對現用及停用狀態)以便響應於在HMD 102中顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量。以此方式,熱量影像可在面部界面250c內產生以便提供熱量影像,或作為在HMD 102之支撐結構內所產生的總體影像之一部分的熱量子影像,其中熱量朝向使用者之面部。熱量影像或熱量子影像響應於在HMD 102中顯示之VR內容中之環境提示來產生。加熱元件陣列225類似於視覺顯示器之光像素之發光二極體(LED)之陣列;然而,代替產生光影像,加熱組件陣列225包括組合產生熱量影像或熱量子影像的熱量像素。此外,加熱組件陣列225可經組態來在一段時間內響應於一或多個環境提示及/或與VR內容相關聯之VR環境內之使用者之互動來產生一或多個熱量影像或子影像。 [0064] 圖3A係根據本發明之一個實施例的包括一或多個加熱元件210之顯示器殼體220B之部分之示意圖,其中加熱元件中之一個可選擇加熱元件(例如,210H)展示為正在提供熱量。具體而言,顯示器殼體220B可安置在HMD 102之支撐結構內,並且經組態來向使用者之面部提供熱量。例如,加熱組件210可安置在顯示器殼體220B之面部界面250內。如示出,面部界面250包括可形成顯示器殼體220B之內部表面226的前側257,在此情況下前側257暴露於使用者之面部。 [0065] 任擇地,保護性襯墊320可相鄰於面部界面250之前側257來安置。在此情況下,襯墊320形成暴露於使用者之面部的顯示器殼體220B之內部表面226。襯墊320可以此方式在HMD之支撐結構內組態以使得襯墊320在一或多個加熱組件210與使用者之頭部及/或面部之間。以此方式,襯墊320用於最大限度地減少使用者之直接熱暴露,並且可用於使藉由加熱組件210產生之熱量擴散,從而保護使用者以免暴露於高熱量。在一個實施例中,襯墊可為可由使用者在戴上HMD 102之前佩戴的單獨面罩。 [0066] 如圖3A中示出,電源310向加熱組件210提供功率,其中電源由熱量控制器150來控制。舉例而言,在一個實施例中,電源310可為相對於HMD 102為區域性的電池317。在另一實施例中,電源可由連接至HMD 102之外部源來提供。另外,電源310可包括一或多個開關315,其中之每一者控制將功率傳遞至對應加熱組件210。雖然電源310以電池及開關組態來示出,但是其他組態完全適合於向加熱元件210中之每一者提供功率,諸如提供功率之外部電源。 [0067] 如示出,加熱組件210中之每一者安裝在支撐層325上,其中支撐層325亦可提供絕緣性質。以此方式,來自一或多個加熱組件210之熱量可投射至使用者之頭部及/或面部。舉例而言,加熱組件210H係現用的並且產生朝向使用者之面部區域之熱量327。因此,僅面部之部分暴露於藉由加熱組件210H產生之熱量。 [0068] 圖3B-3D示出安置在HMD之支撐結構220內之加熱元件210之各種實行方案。舉例而言,加熱元件210可經組態在圖3A之顯示器殼體220B之面部界面內。圖3B-3D提供之各種實例並非意欲詳盡描述實施例之所有加熱組件,而是代表能夠在HMD 102之支撐結構220內使用的若干類型之加熱組件。 [0069] 舉例而言,圖3B係根據本發明之一個實施例之加熱組件210J之示意圖,該加熱組件包括安置在支撐層325上或內之電阻元件360。舉例而言,支撐層可為顯示器殼體220B之面部界面250的後側258。在經由引線335a供應功率時,電阻元件360產生熱量。在另一實施例中,加熱元件210J包括加熱板。舉例而言,加熱板可包括一或多個電阻元件360。 [0070] 另外,圖3C係根據本發明之一個實施例之包括熱傳輸部分或層364之加熱元件210K之示意圖。具體而言,加熱元件210K包括例如電阻元件360,其能夠在經由引線335b來供應功率時產生熱量。電阻組件360安置在熱傳輸部分364上或內。支撐層325支撐安置在支撐層325上或內之熱傳輸部分364。舉例而言,支撐層可為顯示器殼體220B之面部界面250的後側258。熱傳輸部分364可包括具有傳輸及/或擴散性質之材料(例如,熱膏)。舉例而言,與僅由電阻組件360所提供的熱傳遞相比,熱傳輸部分364可用於更快速地(例如,向使用者之面部)傳遞熱量。又,與傳輸性質無關或除了傳輸性質以外,熱傳輸部分364可用於使電阻組件360產生之熱量在例如使用者之面部之較大區域上擴散。此外,熱傳輸部分364可用於使熱量朝向特定方向。以此方式,在給出熱傳輸部分364之各種性質的情況下,熱量得以擴散並且用於使電阻組件360產生之總體熱量在較大區域上分佈(例如,以便減少熱點及灼傷等),並且提供藉由電阻組件360產生之熱量向使用者之面部及/或頭部的更平滑轉移。 [0071] 圖3D係根據本發明之一個實施例之包括熱電冷卻(TEC)設備366之加熱元件210L的示意圖。如示出,TEC設備366安置在支撐層325上或內。舉例而言,支撐層可為顯示器殼體220B之面部界面250的後側258。具體而言,TEC設備366用於在兩種材料之面結(例如,n/p面結)之間產生熱通量。面結將TEC設備366之兩個側面366a及366b分離。TEC設備366用於將熱量從設備之一側傳遞至另一個設備,此過程視流經引線335之電流方向,以及由此在TEC設備366兩端呈現之電壓之極性而定。亦即,在一種電壓極性下,與支撐層325相鄰之側面366a可產生熱量,因為熱量轉移至此側面。在相反電壓極性下,與支撐層325相鄰之側面366a可產生冷卻,因為熱量從側面366a轉移至另一個側面366b。在一個實施例中,TEC設備366能夠使用TEC設備366之冷卻性質將側面366a冷卻至預設設置。在另一實施例中,TEC設備366能夠在HMD 102之支撐結構內提供加熱及冷卻性質。 [0072] 圖4A係根據本發明之一個實施例的經組態來透過濾熱器將熱量提供至使用者的HMD 102之顯示器殼體220B之部分的示意圖,其中多層加熱設備包括濾熱器陣列420,該濾熱器陣列經組態來響應於在HMD中顯示之VR內容中之環境提示來選擇性地傳遞及阻斷來自熱源410之熱量,以便產生熱量影像。具體而言,顯示器殼體220B可安置在HMD 102之支撐結構內,其經組態來在佩戴時將熱量傳遞至使用者之頭部,諸如使用者之面部。例如,熱源410及提供定向熱量之濾熱器陣列420可安置在顯示器殼體220B之面部界面250內。面部界面250包括可形成顯示器殼體220B之內部表面226的前側257,在此情況下前側257暴露於使用者之面部。 [0073] 任擇地,保護性襯墊320可相鄰於面部界面250之前側257來安置。在此情況下,襯墊320形成暴露於使用者之面部的顯示器殼體220B之內部表面226。襯墊320可以此方式在HMD之支撐結構內組態以使得襯墊320在熱源410及濾熱器陣列420組態與使用者之頭部及/或面部之間。以此方式,襯墊320用於最大限度地減少使用者之直接熱暴露,並且可用於使藉由加熱組件210產生之熱量擴散,從而保護使用者以免暴露於高熱量。在一個實施例中,襯墊可為可由使用者在戴上HMD 102之前佩戴的單獨面罩。 [0074] 如示出,多層加熱設備包括第一層,其可包含加熱板410。舉例而言,加熱板410可經組態為任何類型之熱源的任何者,諸如熱燈,或一或多個加熱元件。加熱板410可組態以便將所有或大部分熱量提供至多層加熱設備中之熱量像素中之每一者。 [0075] 另外,多層加熱設備包括第二層,其包括濾熱元件或子板之陣列420。在佩戴HMD 102時,第二層定位在使用者之面部與加熱板410之間。過濾元件或子板之陣列420包括過濾器元件之複數個可定址列427(例如,列427a-427e),及過濾器元件或子板之複數個可定址行425(例如,行425a-425f)。以此方式,個別過濾器元件或子板可經由列及行定址,諸如藉由熱量/陣列控制器150’來控制。具體而言,濾熱元件或子板中之每一者經組態來傳遞或阻斷來自加熱板410之熱量。此外,陣列420中之濾熱元件或子板中之每一者係個別地可控制以便響應於HMD 102之顯示螢幕上顯示之VR內容中之環境提示來組合地提供熱量影像。 [0076] 如示出,濾熱器陣列420經組態來提供熱量影像,陣列420中之過濾器元件基於該熱量影像係現用或停用的。舉例而言,陣列420中的著色為黑色之過濾器元件或子板可傳遞來自熱背板410之熱量,而陣列420中的著色為白色之過濾器元件或子板可阻斷來自熱背板410之熱量。在圖4A示出之實例中,行425e之子板421、422及423係現用的,並且傳遞熱量。濾熱器陣列420中之其他子板係停用的並且用於阻斷來自熱背板410之熱量。以此方式,可將熱量線提供至使用者之前額,其中該線從前額之髮際線向下延伸,而非從頭部之一側至另一側橫穿前額。另外,並非行425e中之所有子板係現用的,從而用於調變行425e中之子板所提供的熱量之強度。舉例而言,若在行425e中存在五個子板,則因為實際上彼等板中僅三個係現用的並且傳遞熱量,所以行425e中之子板提供六十百分比之可用熱量。 [0077] 在另一實施例中,因為陣列420中之濾熱器元件或子板個別地可定址,所以可在一段時間內產生一或多個熱量影像。舉例而言,陣列420產生之熱量線可線性地從使用者之頭部之一側行進至另一側。亦即,在開始時間點,行425a中之一或多個子板可為現用的並且向使用者之頭部提供熱量。在下一個時間點,行425b中之一或多個子板可為現用的。此重複直到所有行類似地經處理為止。因此,給予使用者熱量從前額之一側傳遞至另一側的感覺。 [0078] 圖4B係根據本發明之一個實施例的HMD 102之顯示器殼體220B之部分的示意圖,該顯示器殼體包括經組態來儲存熱量並且響應於HMD 102中顯示之VR內容中之環境提示來向使用者排出所儲存熱量的熱量儲槽。具體而言,顯示器殼體220B可安置在HMD 102之支撐結構內,其經組態來在佩戴時將熱量傳遞至使用者之頭部,諸如使用者之面部。例如,一些組件可安置在顯示器殼體220B之面部界面250內。面部界面250包括可形成顯示器殼體220B之內部表面226的前側257,在此情況下前側257暴露於使用者之面部。如圖4B中示出,提供定向熱量之熱量儲槽461及儲槽致動器475及加熱器465可安置在顯示器殼體220B之面部界面250內。加熱器465及儲槽致動器475與面部界面250之後側258相鄰。 [0079] 如圖4B中示出,經組態來儲存熱量之熱量儲槽460係撓性的。舉例而言,熱量儲槽460可界定截留空氣之封閉體,其中空氣可由加熱器465來加熱至預定義溫度。在一個實施例中,加熱器465不斷地加熱熱量儲槽460中之空氣,如由熱量控制器150來控制。在另一實施例中,視需要而定,加熱器465向熱量儲槽460提供間歇加熱,如由熱量控制器150來控制。舉例而言,響應於對於在不久的將來HMD 102中顯示的VR內容中之環境提示來產生之熱量影像,可將熱量儲槽460預加熱。此具有節省功率之附加益處。雖然僅示出一個熱量儲槽460,但是顯示器殼體220B可包括一或多個儲熱槽及其支援組件(例如,致動器475及加熱器465)。 [0080] 在適當時間,響應於HMD 102中顯示之VR內容中之環境提示,熱量儲槽460中之熱量經由開口461排出。舉例而言,啟動儲槽致動器475來以擠壓運動使臂470a及470b致動以便擠壓儲槽460並且將儲槽460內包含之熱空氣排出,如由熱量控制器150來控制。 [0081] 已經詳細描述經組態來響應於HMD中呈現之VR內容中之環境提示來提供熱量的HMD之各種模組,現在相對於圖5A之流程圖500A來描述根據本發明之一個實施例的VR刺激方法。在流程圖500A中概述之方法由實施例中之圖1A-1B、2A-2E、3A-3D及4A-4B之一或多個系統及/或組件來實行。 [0082] 方法開始於操作510,並且包括在HMD之顯示螢幕上呈現VR內容。具體而言,顯示螢幕安置在HMD之支撐結構內,其中支撐結構及/或HMD經組態來在佩戴時圍繞使用者之頭部適配。當佩戴HMD時,顯示螢幕定位在使用者之眼睛前面。以此方式,使用者佩戴HMD時可觀看互動VR內容。 [0083] 方法包括在操作520處,相對於藉由VR內容展示之VR環境內之使用者之互動來判定VR內容中之環境提示之熱量影像。HMD經組態來響應於VR內容中之環境提示來提供熱量影像。亦即,VR內容可包括一或多個環境提示,其中之每一者可提供熱量作為熱源。舉例而言,VR環境中之炸彈爆炸與從藉由VR內容展示之VR環境中之炸彈爆炸源發出之熱量相關聯。圖6係根據本發明之一個實施例的與HMD 102中顯示之VR內容互動之使用者之沉浸體驗的例示。具體而言,VR內容610在使用者100與VR內容互動期間之特定時刻展示,其中HMD 102正在顯示VR內容。VR內容產生之VR環境包括叢林營地之場景。可以看見及/或推斷出VR環境中有三個虛擬化身,包括使用者100(或與使用者100相關聯之化身)、戰士617及戰士615。如HMD 102之顯示器中示出,使用者在VR環境中比戰士617更接近戰士615,該戰士617坐在充當熱源之火620旁邊。在VR環境中之此時刻,使用者可直接與戰士615談話。另外,戰士617在使用者之左側,並且戰士615在使用者之右側。因為火620較大,與VR內容之VR環境互動之使用者100應能夠感覺到來自火620之熱量。本發明之實施例提供此互動及/或刺激。 [0084] 相對於VR內容之VR環境中之使用者來判定熱量影像,其中針對安置在HMD 102中之一或多個加熱元件來產生熱量影像。亦即,熱量影像部分地基於VR環境內之使用者之互動。此等互動可包括熱源及使用者之位置、熱源之強度、相對於熱源之使用者之定向等。 [0085] 在530處,方法包括個別地控制HMD 102中之加熱組件陣列中之每一者以便響應於HMD 102之顯示螢幕上顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量影像。一或多個加熱組件可經組態成加熱組件陣列,其中加熱組件中之每一者係個別地可控制以便提供熱量。此外,加熱組件陣列可安置在HMD 102之支撐結構中,如前所述。舉例而言,支撐結構可包括經組態來觀看VR內容之光學透鏡,及安置在光學透鏡後面之顯示螢幕以使得當使用者佩戴HMD時,光學透鏡在顯示螢幕與使用者之眼睛之間,其中顯示螢幕經組態來呈現VR內容。支撐結構經組態來在佩戴時圍繞使用者之頭部適配,其中光學透鏡及顯示螢幕安置在支撐結構內以使得當佩戴HMD時,顯示螢幕定位在眼睛前面。另外,加熱組件陣列安置在支撐結構中,其中加熱組件陣列中之每一組件係個別地可控制以便響應於顯示螢幕上顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量影像。 [0086] 圖5B係例示根據本發明之一個實施例之方法之流程圖500B,該方法用於響應於如佩戴顯示VR內容之HMD之使用者所體驗的VR內容中之環境提示來產生熱量影像。在流程圖500B中概述之方法為圖5A中之流程圖500A之操作520提供額外細節。 [0087] 在判定熱量影像時,可考量各種因素。舉例而言,在判定熱量影像時,使用者相對於環境提示之定向係要考量之重要因素。舉例而言,定向包括判定使用者之頭部相對於環境提示源定向在哪個方向。另外,在判定熱量影像時,使用者與環境提示源之間的相對距離係要考量之重要因素。又,熱源之強度係重要因素。在判定熱量影像時,可考量其他因素。因此,流程圖提供一種在考量一或多個因素時判定熱量影像之方法。 [0088] 具體而言,在操作550處,方法包括判定VR環境中之環境提示的源位置。舉例而言,如圖6中示出,判定VR環境中之火620的源位置。在560處,方法包括判定VR環境中之使用者的使用者位置。以此方式,相對於環境提示之源位置之位置,使用者之位置係已知的。 [0089] 另外,在570處,方法包括判定VR環境中之使用者之定向,並且在580處,方法包括基於源位置及使用者位置來判定相對於使用者之環境提示之方向。亦即,相對於使用者,可判定環境提示之方向。舉例而言,在圖6中,環境提示(例如,火620)之相對方向總體上在VR環境內之使用者100的左側。在另一實施例中,方法包括基於VR環境中之源位置與使用者位置之間的距離,並且基於與環境提示相關聯之熱量之量來判定熱量影像之強度。 [0090] 在操作590處,方法包括基於先前判定之環境提示之方向及使用者之定向來判定環境提示之熱量影像。定向及方向資訊定義如何在HMD 102之加熱組合件內描繪及/或產生熱量影像。舉例而言,在圖6提供之實例中,給出使用者在VR環境內之定向(即,朝向涼亭618),火620在使用者100之左側。因此,加熱組合件產生之任何熱量影像呈現在使用者100之面部之左側。具體而言,HMD 102之顯示器殼體之面部界面250””包括加熱組合件中之複數個加熱組件215。如圖6中示出,在佩戴HMD 102時,面部界面250””朝向使用者100。在熱量影像中,僅線A--A之左側之加熱組件係現用的並且提供熱量。以此方式,熱量影像向使用者100之面部之左側提供熱感。熱量影像投射之相對強度可基於使用者與環境提示之間的距離及熱源之強度來提供。 [0091] 圖7示出例示根據本發明之一個實施例之頭戴式顯示器(HMD)102之組件的示意圖。HMD可經組態來響應於HMD中顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量。 [0092] 頭戴式顯示器102包括用於執行程式指令之處理器700。記憶體702經提供用於儲存目的,且可包括依電性記憶體及非依電性記憶體兩者。包括顯示器704,以提供使用者可看到的視覺界面。提供電池706作為頭戴式顯示器102之電源。運動偵測模組708可包括各個種類之運動敏感硬體中之任一者,諸如磁強計710、加速計712及迴轉儀714。 [0093] 加速計係用於量測加速度及重力引發之反作用力的設備。單軸模型及多軸模型可用來偵測不同方向中的加速度之量值及方向。使用加速計來感測傾角、振動及震動。在一個實施例中,使用三個加速計712來提供重力方向,該重力方向給出對兩個角(世界空間俯仰角及世界空間滾動角)的絕對參考。 [0094] 磁強計量測頭戴式顯示器附近的磁場之強度及方向。在一個實施例中,在頭戴顯示器內使用三個磁強計710,從而確保對世界空間偏轉角之絕對參考。在一個實施例中,磁強計經設計成跨過地球磁場,該地球磁場為±80微特士拉。磁強計受金屬的影響,且提供隨實際偏轉單調變化的偏轉量測。磁場可能由於環境中之金屬而扭曲,從而導致偏轉量測之扭曲。必要時,可使用來自諸如迴轉儀或攝影機之其他感測器之資訊來校準此扭曲。在一個實施例中,加速計712與磁強計710一起用來獲得頭戴顯示器102之傾角及方位角。 [0095] 迴轉儀係用於基於角動量原理來量測或維持定向之設備。在一個實施例中,三個迴轉儀714基於慣性感測來提供關於跨各個軸(x、y及z)之移動的資訊。迴轉儀幫助偵測快速旋轉。然而,在不存在絕對參考的情況下,迴轉儀可隨時間漂移。此要求週期性地重設迴轉儀,此重設可使用其他可用資訊來完成,其他可用資訊諸如:基於對物件(加速計、磁強計等)之視覺追蹤的定位/定向判定。 [0096] 提供攝影機716以用於捕獲真實環境之影像及影像串流。頭戴式顯示器102中可包括一個以上的攝影機,其包括面向後(當使用者看著頭戴式顯示器102之顯示時背對使用者)的攝影機及面向前(當使用者看著頭戴式顯示器102之顯示時朝向使用者)的攝影機。另外,頭戴式顯示器102中可包括深度攝影機718,其用於感測真實環境中的物件之深度資訊。 [0097] 在一個實施例中,整合在HMD之前端面上之攝影機可用於提供關於安全性之警告。舉例而言,若使用者接近牆壁或物件,可警告使用者。在一個實施例中,可向使用者提供房間中之實體物件之概略視圖,以警告使用者其存在。概略圖可為例如虛擬環境中之覆疊物。在一些實施例中,可向HMD使用者提供覆疊在例如地板中之參考標記之視圖。例如,標記可向使用者提供使用者正在其中玩遊戲之房間中心之位置的參照。此可例如向使用者提供使用者應移動以避免撞到牆壁或房間中之其他物件的視覺資訊。亦可向使用者提供觸覺警告,及/或聽覺警告,以便在使用者佩戴並玩遊戲或在藉由HMD提供之內容中行進時提供更大安全性。 [0098] 頭戴式顯示器102包括用於提供音訊輸出之揚聲器720。又,可包括麥克風722以便捕獲來自真實環境之音訊,包括來自周圍環境之聲音、由使用者產生之語音等。頭戴式顯示器102包括向使用者提供觸覺回饋的觸覺回饋模組724。在一個實施例中,觸覺回饋模組724能夠導致頭戴式顯示器102之移動及/或振動,以便向使用者提供觸覺回饋。
提供LED 726作為頭戴顯示器102之狀態的視覺指示器。舉例而言,LED可指示電池位準、通電等。提供讀卡器728以便使得頭戴式顯示器102能夠讀取來自記憶卡之資訊及將資訊寫入記憶卡。包括USB介面730作為用於實現周邊裝置之連接,或其他裝置諸如其他可攜裝置、電腦等之連接的介面的一實例。在頭戴式顯示器102之各種實施例中,可包括各種介面中之任一者以實現頭戴式顯示器102之更大連接性。
包括Wi-Fi模組732來實現經由無線網路連接技術至網際網路之連接。頭戴式顯示器102亦包括藍芽模組734來實現至其他設備之無線連接。亦可包括通信鏈路736以便連接至其他裝置。在一個實施例中,通信鏈路736利用紅外傳輸來進行無線通信。在其他實施例中,通信鏈路736可利用各種無線或有線傳輸協定中之任何者來與其他裝置通信。
包括輸入按鈕/感測器738來為使用者提供輸入介面。各種輸入介面中之任一者可包括諸如按鈕、觸控板、操縱桿、軌跡球等。超音波通信模組740可包括在頭
戴式顯示器102中,以促進經由超音波技術來與其他裝置通信。
包括生物感測器742來實現對來自使用者之生理資料的偵測。在一個實施例中,生物感測器742包括一或多個乾電極,其用於透過使用者的皮膚偵測使用者之生物電信號。
另外,包括一個或多個加熱組件210以便在HMD 102中提供響應於HMD 102顯示之VR內容中之環境提示來產生的熱量。
頭戴式顯示器102之前述組件已僅僅作為頭戴式顯示器102中可包括的例示性組件加以描述。在本發明之各種實施例中,頭戴式顯示器102可包括或可不包括各種前述組件中之一些。頭戴式顯示器102之實施例可另外包括目前未描述但此項技術中已知的其他組件,其目的為促進本文中所描述之本發明之態樣。
熟習此項技術者將瞭解,在本發明之各種實施例中,可結合顯示於顯示器上之互動應用程式來利用前述手持式裝置,以提供各種互動功能。僅作為實例且並非作為限制來提供本文中所描述之示範性實施例。
圖8係根據本發明之各種實施例之遊戲系統800的方塊圖。遊戲系統800可用於提供VR內容。遊戲系統800經組態來經由網路815向一或多個用戶端810提供視訊串流。遊戲系統800通常包括視訊伺服器系統820及任擇的遊戲伺服器825。視訊伺服器系統820經組態來以最低的服務品質向一或多個用戶端810提供視訊串流。例如,視訊伺服器系統820可接收改變視訊遊戲內之視角之狀態的遊戲命令,且以最小的滯後時間給用戶端810提供反映此狀態變化之更新後的視訊串流。視訊伺服器系統820經組態來以多種替代性視訊格式(包括還未定義的格式)提供視訊串流。此外,視訊串流可包括經組態用於以多種訊框速率呈現給使用者之視訊框。典型的訊框速率為每秒30個訊框、每秒60個訊框及每秒820個訊框。但是本發明之替代性實施例中包括更高或更低的訊框速率。 [0107] 用戶端810 (本文中各自被稱為810A、810B等)可包括頭戴式顯示器、終端機、個人電腦、遊戲控制台、平板型電腦、電話、機上盒、資訊站、無線設備、數位板、獨立設備、手持式玩遊戲的設備及/或類似設備。通常,用戶端810經組態來接收已編碼視訊串流(亦即,經壓縮),對視訊串流進行解碼,並且將所得的視訊呈現給使用者(例如遊戲玩家)。接收已編碼視訊串流及/或解碼視訊串流之過程通常包括將各個視訊框儲存於客戶端之接收緩衝器中。可在與用戶端810整合的顯示器上或在諸如監視器或電視的單獨設備上將視訊串流呈現給使用者。用戶端810任擇地經組態來支援一個以上的遊戲玩家。例如,遊戲控制台可經組態來支援兩個、三個、四個或更多同時的玩家。此等玩家中之每一者可接收單獨的視訊串流,或單個視訊串流可包括特別針對每一玩家所產生的(例如,基於每一玩家的視角所產生的)訊框之多個區。用戶端810任擇地在地理上分散開。遊戲系統800中所包括的用戶端的數目可自一個或兩個廣泛變化至幾千個、幾萬個或更多。如本文中所使用,術語「遊戲玩家」係用來指玩遊戲的人,且術語「玩遊戲的設備」係用來指用來玩遊戲的設備。在一些實施例中,玩遊戲的裝置可指代進行合作來向使用者傳遞遊戲體驗的複數個計算裝置。例如,遊戲控制台及HMD可與視訊伺服器系統820合作來傳遞經由HMD看到的遊戲。在一個實施例中,遊戲控制台自視訊伺服器系統820接收視訊串流,且遊戲控制台將視訊串流或對視訊串流的更新轉發至HMD以供呈現。 [0108] 用戶端810經組態來經由網路815接收視訊串流。網路815可為任何類型的通信網路,其包括電話網路、網際網路、無線網路、電力線網路、區域網路、廣域網路、私有網路及/或類似網路。在典型實施例中,經由諸如TCP/IP或UDP/IP之標準協定來傳達視訊串流。或者,經由專屬標準來傳達視訊串流。 [0109] 用戶端810之典型實例係個人電腦,該個人電腦包含處理器、非揮發性記憶體、顯示器、解碼邏輯、網路通信能力及輸入設備。解碼邏輯可包括硬體、韌體及/或儲存於電腦可讀媒體上的軟體。用於對視訊串流進行解碼(及編碼)之系統在此項技術中係熟知的且取決於所使用的特定編碼方案而變化。 [0110] 用戶端810可(但不需要)進一步包括經組態用於修改接收到的視訊的系統。例如,客戶端可經組態來:執行進一步渲染,將一個視訊影像疊加於另一視訊影像上,修剪視訊影像,及/或類似者。例如,用戶端810可經組態來接收各種類型的視訊框,如I訊框、P訊框及B訊框,並且將此等訊框處理成影像以便顯示給使用者。在一些實施例中,用戶端810的部件經組態來對視訊串流執行進一步呈現、陰影處理、轉換成3-D或類似操作。用戶端810的部件任擇地經組態來接收一個以上的音訊或視訊串流。用戶端810的輸入設備可包括:例如,單手遊戲控制器、雙手遊戲控制器、示意動作辨識系統、注視辨識系統、語音辨識系統、鍵盤、操縱桿、指向設備、力回饋設備、運動及/或位置感測設備、滑鼠、觸控螢幕、神經介面、攝影機、還未開發出的輸入設備,及/或類似設備。 [0111] 用戶端810所接收的視訊串流(及任擇的音訊串流)係由視訊伺服器系統820產生並提供的。如本文中其他地方所進一步描述,此視訊串流包括視訊框(且音訊串流包括音訊框)。視訊框經組態(例如,其在適當資料結構中包括像素資訊)來在很大程度上構成顯示給使用者的影像。如本文中所使用,術語「視訊框」係用來指主要包括如下資訊的訊框,該資訊經組態來構成(例如,實現)展示給使用者的影像。本文中關於「視訊框」的大部分教示亦可適用於「音訊框」。 [0112] 用戶端810通常經組態來自使用者接收輸入。此等輸入可包括經組態來改變視訊遊戲之狀態或以其他方式影響玩遊戲的遊戲命令。可使用輸入設備來接收遊戲命令,且/或可由在用戶端810上執行的計算指令自動產生遊戲命令。將接收到的遊戲命令經由網路815自用戶端810傳達至視訊伺服器系統820及/或遊戲伺服器825。例如,在一些實施例中,將遊戲命令經由視訊伺服器系統825傳達至遊戲伺服器820。在一些實施例中,將遊戲命令之單獨複本自用戶端810傳達至遊戲伺服器825及視訊伺服器系統820。遊戲命令的傳達任擇地取決於命令之身份。經由用來向用戶端810A提供音訊或視訊串流之不同路線或通信頻道,自用戶端810A任擇地傳達遊戲命令。 [0113] 遊戲伺服器825任擇地由不同於視訊伺服器系統820的實體來操作。例如,遊戲伺服器825可由多玩家遊戲之發行商來操作。在此實例中,視訊伺服器系統820任擇地被遊戲伺服器825視為用戶端,且任擇地經組態來(從遊戲伺服器825的角度看)表現為執行先前技術遊戲引擎的先前技術用戶端。視訊伺服器系統820與遊戲伺服器825之間的通信任擇地經由網路815發生。因而,遊戲伺服器825可為先前技術多玩家遊戲伺服器,其向多個用戶端發送遊戲狀態資訊,該等用戶端中之一者係遊戲伺服器系統820。視訊伺服器系統820可經組態來同時與遊戲伺服器825之多個實例通信。例如,視訊伺服器系統820可經組態來向不同使用者提供複數個不同視訊遊戲。此等不同視訊遊戲中之每一者可由不同遊戲伺服器825支援且/或由不同實體發行。在一些實施例中,視訊伺服器系統820之若干地理分佈式實例經組態來向複數個不同使用者提供遊戲視訊。視訊伺服器系統820之此等實例中之每一者可與遊戲伺服器825的相同實例通信。視訊伺服器系統820與一或多個遊戲伺服器825之間的通信任擇地經由專用通信頻道發生。例如,視訊伺服器系統820可經由高頻寬頻道連接至遊戲伺服器825,該高頻寬頻道專門用於此等兩個系統之間的通信。 [0114] 視訊伺服器系統820至少包含:視訊源830、I/O設備845、處理器850,以及非暫時性儲存器855。視訊伺服器系統820可包括一個計算設備或分佈在複數個計算設備當中。此等計算設備任擇地經由諸如區域網路之通信系統連接起來。 [0115] 視訊源830經組態來提供視訊串流,例如,串流傳輸視訊或形成動畫的一系列視訊框。在一些實施例中,視訊源830包括視訊遊戲引擎及呈現邏輯。視訊遊戲引擎經組態來:自玩家接收遊戲命令,且基於接收到的命令維持視訊遊戲之狀態的複本。此遊戲狀態包括遊戲環境中的物件之定位,並且通常包括視角。遊戲狀態亦可包括物件之性質、影像、顏色及/或紋理。 [0116] 基於遊戲規則以及遊戲命令(諸如,移動、轉動、攻擊、設置焦點、互動、使用及/或類似命令)來維持遊戲狀態。遊戲引擎的部分任擇地安置於遊戲伺服器825內。遊戲伺服器825可基於使用地理上分散開的用戶端自多個玩家接收到的遊戲命令來維持遊戲狀態之複本。在此等情況下,遊戲伺服器825將遊戲狀態提供給視訊源830,其中儲存遊戲狀態之複本並且執行呈現。遊戲伺服器825可經由網路815自用戶端810接收遊戲命令,且/或可經由視訊伺服器系統820接收遊戲命令。 [0117] 視訊源830通常包括呈現邏輯,例如,硬體、韌體及/或儲存於電腦可讀媒體(諸如儲存器855)上的軟體。此渲染邏輯經組態來基於遊戲狀態創建視訊串流之視訊框。呈現邏輯的全部或部分任擇地安置於圖形處理單元(GPU)內。渲染邏輯通常包括經組態以用於判定物件之間的三維空間關係及/或用於基於遊戲狀態及視角來應用適當紋理等的處理階段。呈現邏輯產生原始視訊,然後常常對原始視訊進行編碼,然後傳達至用戶端810。例如,可根據Adobe Flash®標準、.wav、H.264、H.263、On2、VP6、VC-1、WMA、Huffyuv、Lagarith、MPG-x.、Xvid.、FFmpeg、x264、VP6-8、realvideo、mp3或類似標準對原始視訊進行編碼。編碼過程產生視訊串流,該視訊串流任選地經封裝以便傳遞至遠端設備上的解碼器。視訊串流係由訊框大小及訊框速率來表徵。典型的訊框大小包括800 x 600、1280 x 720 (例如720p)、1024 x 768,但是可使用任何其他訊框大小。訊框速率為每秒的視訊框數。視訊串流可包括不同類型之視訊框。例如,H.264標準包括「P」訊框及「I」訊框。I訊框包括用來再新顯示裝置上之所有巨集區塊/像素的資訊,而P訊框包括用來再新該等巨集區塊/像素之子集的資訊。P訊框之資料大小通常小於I訊框。如本文中所使用,術語「訊框大小」意欲指代訊框內之像素數。術語「訊框資料大小」用來指代儲存該訊框所需要的位元組數。 [0118] 在替代性實施例中,視訊源830包括諸如攝影機之視訊錄製設備。此攝影機可用來產生可包括在電腦遊戲之視訊串流中的延遲視訊或實況視訊。所得的視訊串流任擇地包括所呈現的影像與使用靜態攝影機或視訊攝影機所錄製的影像。視訊源830亦可包括儲存設備,其經組態來儲存將要包括在視訊串流中的先前錄製的視訊。視訊源830亦可包括:運動或定位感測設備,其經組態來偵測物件(例如人)之運動或定位;以及邏輯,其經組態來基於偵測到的運動及/或定位來判定遊戲狀態或產生視訊。 [0119] 視訊源830任擇地經組態來提供覆疊物(overlay),該等覆疊物經組態來置放於其他視訊上。例如,此等覆疊物可包括命令介面、登入指令、發給遊戲玩家之訊息、其他遊戲玩家之影像、其他遊戲玩家之視訊回饋(例如,網路攝影機視訊)。在包括觸控螢幕介面或注視偵測介面之用戶端810A的實施例中,覆疊物可包括虛擬鍵盤、操縱桿、觸控板及/或類似者。在覆疊物之一實例中,將玩家的語音覆疊在音訊串流上。視訊源830任擇地進一步包括一或多個音訊源。 [0120] 在視訊伺服器系統820經組態來基於來自一個以上的玩家之輸入來維持遊戲狀態之實施例中,每一玩家可具有不同視角,視角包含定位及觀察方向。視訊源830任擇地經組態來基於玩家的視角為每一玩家提供單獨的視訊串流。此外,視訊源830可經組態來向用戶端810中之每一者提供不同的訊框大小、訊框資料大小及/或編碼。視訊源830任擇地經組態來提供3-D視訊。 [0121] I/O設備845經組態用於視訊伺服器系統820,用來發送及/或接收資訊,該資訊諸如:視訊、命令、對資訊的請求、遊戲狀態、注視資訊、設備運動、設備位置、使用者運動、用戶端身份、玩家身份、遊戲命令、安全資訊、音訊及/或類似資訊。I/O設備845通常包括諸如網路卡或數據機之通信硬體。I/O設備845經組態來與遊戲伺服器825、網路815及/或用戶端810通信。 [0122] 處理器850經組態來執行本文中論述的視訊伺服器系統820之各種組件內所包括的邏輯,例如軟體。例如,處理器850可由軟體指令加以程式化,以便執行視訊源830、遊戲伺服器825及/或用戶端限定器860之功能。視訊伺服器系統820任擇地包括處理器850之一個以上的實例。處理器850亦可由軟體指令加以程式化,以便執行視訊伺服器系統820所接收的命令或協調本文中論述的遊戲系統800之各種元件的操作。處理器850可包括一或多個硬體設備。處理器850係電子處理器。 [0123] 儲存器855包括非暫時性類比及/或數位儲存設備。例如,儲存器855可包括經組態來儲存視訊框的類比儲存設備。儲存器855可包括電腦可讀數位儲存器,例如硬碟機、光碟機或固態儲存器。儲存器815經組態(例如,藉由適當的資料結構或檔案系統)來儲存視訊框、仿真框、包括視訊框與仿真框的視訊串流、音訊框、音訊串流及/或類似物。儲存器855任擇地分佈在複數個設備當中。在一些實施例中,儲存器855經組態來儲存本文中其他地方所論述的視訊源830之軟體組件。此等組件可以需要時隨時可以供應的格式加以儲存。 [0124] 視訊伺服器系統820任擇地進一步包含用戶端限定器860。用戶端限定器860經組態用於遠端判定諸如用戶端810A或810B之用戶端的能力。此等能力可包括用戶端810A本身的能力與介於用戶端810A與視訊伺服器系統820之間的一或多個通信頻道的能力。例如,用戶端限定器860可經組態來測試通過網路815的通信頻道。 [0125] 用戶端限定器860可手動或自動地判定(例如發現)用戶端810A的能力。手動判定包括:與用戶端810A之使用者通信,以及要求使用者提供能力。例如,在一些實施例中,用戶端限定器860經組態來在用戶端810A之瀏覽器上顯示影像、文字及/或類似物。在一個實施例中,用戶端810A係包括瀏覽器的HMD。在另一實施例中,用戶端810A係具有瀏覽器的遊戲控制台,該瀏覽器可顯示在HMD上。所顯示的物件請求使用者輸入用戶端810A之資訊,諸如作業系統、處理器、視訊解碼器類型、網路連接類型、顯示器解析度等。向用戶端限定器860傳達回使用者所輸入的資訊。 [0126] 自動判定可例如藉由在用戶端810A上執行代理程式及/或藉由向用戶端810A發送測試視訊來進行。代理程式可包含嵌入網頁中或安裝為加載項的計算指令,如java指令碼。代理程式任擇地由用戶端限定器860提供。在各種實施例中,代理程式可發現:用戶端810A之處理能力、用戶端810A之解碼及顯示能力、用戶端810A與視訊伺服器系統820之間的通信頻道之滯後時間可靠性及頻寬、用戶端810A之顯示器類型、用戶端810A上存在的防火牆、用戶端810A之硬體、在用戶端810A上執行的軟體、用戶端810A內的登錄入口及/或類似者。 [0127] 用戶端限定器860包括硬體、韌體及/或儲存於非暫時性電腦可讀媒體上的軟體。用戶端限定器860任擇地安置於與視訊伺服器系統820的一或多個其他元件分開之計算設備上。例如,在一些實施例中,用戶端限定器860經組態來判定用戶端810與視訊伺服器系統820之一個以上的實例之間的通信頻道之特性。在此等實施例中,用戶端限定器所發現的資訊可用來判定視訊伺服器系統820的哪個實例最適合於向用戶端810中之一者傳遞串流傳輸視訊。 [0128] 雖然提供響應於HMD中顯示之VR內容中之環境提示來在HMD中提供熱量之特定實施例,但是此等實施例作為舉例並且並非限制性地來描述。閱讀本發明之熟習此項技術者認識到屬於本發明之精神及範疇內之額外實施例。 [0129] 應理解,本文中定義的各種實施例可組合或組裝成使用本文中所揭示之各種特徵的特定實行方案。因此,所提供之實例僅為一些可能的實例,而不限於各種實行方案,該等實行方案係藉由組合各種元件來定義更多的實行方案而成為可能。在一些實例中,在不脫離所揭示的或等效的實施例之精神的情況下,一些實行方案可包括更少的元件。
本發明之實施例可利用各種電腦系統組態來實踐,該等電腦系統組態包括手持式裝置、微處理器系統、基於微處理器的或可程式化的消費電子產品、小型電腦、大型電腦及類似者。本發明之實施例亦可在分佈式計算環境下實踐,其中由經由有線或無線網路加以鏈接的遠端處理設備來執行任務。
考慮到以上實施例,應理解,本發明之實施例可採用各種電腦實行的操作,其涉及儲存於電腦系統中的資料。此等操作為需要對物理量進行物理操作之操作。本文中所描述之操作中的任何者為有用的機器操作,該等操作形成本發明之實施例之部分。本發明之實施例亦涉及執行此等操作之設備或裝置。該裝置可出於所需目的專門構造而成,或該裝置可為由儲存於電腦中的電腦程式選擇性地啟動或組態之通用電腦。特定言之,各種通用機器可與根據本文中之教示編寫的電腦程式一起使用,或者可能更方便的是,構造更專用的裝置來執行所需操作。
本發明亦可體現為電腦可讀媒體上的電腦可讀碼。電腦可讀媒體係可儲存資料之任何資料儲存設備,隨後可由電腦系統對其進行讀取。電腦可讀媒體之實例包
括硬碟機、網路附接儲存器(NAS)、唯讀記憶體、隨機存取記憶體、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁帶及其他光學及非光學資料儲存裝置。電腦可讀媒體可包括分佈在網路耦接電腦系統上的電腦可讀有形媒體,以使得電腦可讀碼係以分佈式方式儲存及執行。
雖然以特定次序描述了方法操作,但應理解,可在操作之間執行其他內務操作,或可調整操作以使得其在略微不同的時間發生,或操作可分佈於系統中,該系統允許以與處理相關聯的各種時間間隔發生處理操作,只要以所要方式執行覆疊操作之處理即可。
雖然為了清楚理解之目的而略微詳細地描述了前述發明,但很顯然,可以在所附申請專利範圍之範疇內做出某些變化及修改。因此,本發明之實施例應被視為說明性的而非限制性的,且本發明之實施例不限於本文中給出的細節,而可以在所附申請專利範圍的範疇及等效物內進行修改。
100:使用者
102:頭戴顯示器(HMD)
104:控制器
106:電腦
108:攝影機/影像捕獲設備
110:網路
112:雲端遊戲提供者
120:引擎
150:熱量控制器
150’:熱量/陣列控制器
151:麥克風
152:揚聲器
159:運動感測器
161:控制器輸入
162:音訊輸入
163:運動輸入
170:光學透鏡
175:顯示螢幕
181:觸覺回饋模組
182:音訊呈現模組
183:視訊呈現模組
188:環境提示識別模組
190:眼睛
192:攝影機
210:加熱組件
210C:加熱組件
210D:加熱組件
210H:加熱組件
210J:加熱組件
210K:加熱元件
210L:加熱元件
215:加熱組件
220:支撐結構
220A:頭部附著件
220B:顯示器殼體
220B’:顯示器殼體
220B”:顯示器殼體
224:右側壁
225:左側壁/陣列
226:內部表面
226b:內部表面
230:區/區域
250:面部界面
250’:面部界面
250a:面部界面
250b:面部界面
250c:面部界面
250””:面部界面
257:前側/前端面
258:後側
299:感測器
310:電源
315:開關
317:電池
325:支撐層
327:熱量
335a:引線
360:電阻元件
364:熱傳輸部分或層
366:TEC設備
366a:側面
366b:側面
410:熱源/加熱板/熱背板
420:陣列
421/422/423:子板
425:可定址行
425a-425f:行
427:可定址列
427a-427e:列
460:儲槽
461:儲槽
465:加熱器
470a:臂
470b:臂
475:致動器
610:VR內容
615:戰士
617:戰士
618:涼亭
620:火
700:處理器
702:記憶體
704:顯示器
706:電池
708:運動偵測模組
710:磁強計
712:加速計
714:迴轉儀
716:攝影機
718:深度攝影機
720:揚聲器
722:麥克風
724:觸覺回饋模組
726:LED
728:讀卡器
730:USB介面
732:Wi-Fi模組
734:藍芽模組
736:通信鏈路
738:輸入按鈕/感測器
740:超音波通信模組
742:生物感測器
800:遊戲系統
810:用戶端
810A:用戶端
810B:用戶端
815:網路
820:視訊伺服器系統
825:遊戲伺服器
830:視訊源
845:I/O設備
850:處理器
855:儲存器
860:用戶端限定器
[0011] 參考結合附圖進行的以下描述,可最好地理解本發明,在附圖中: [0012] 圖1A例示根據本發明之一個實施例之系統,該系統經組態來提供與VR內容之互動體驗。 [0013] 圖1B根據本發明之一個實施例結合正在執行的視訊遊戲概念性地例示出HMD的功能。 [0014] 圖2A例示根據本發明之一個實施例之頭戴式顯示器(HMD),該顯示器經組態來響應於HMD中顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量影像。 [0015] 圖2B例示根據本發明之一個實施例之HMD之透視圖,其顯示HMD之顯示器殼體的後側視圖,該顯示器殼體包括經組態來響應於HMD中顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量影像的複數個加熱元件。 [0016] 圖2C例示根據本發明之一個實施例之HMD之透視圖,其顯示HMD之顯示器殼體的後側視圖,該顯示器殼體包括複數個加熱區,其中之每一者包括一或多個加熱元件,其中該等區經組態來響應於HMD中顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量影像。 [0017] 圖2D係根據本發明之一個實施例之HMD之顯示器殼體之面部界面的橫截面。 [0018] 圖2E例示根據本發明之一個實施例之HMD之顯示器殼體之面部界面的視圖,其中加熱元件陣列安置在面部邊緣中並且經組態來響應於HMD中顯示之VR內容中之環境提示來提供熱量影像。 [0019] 圖3A係根據本發明之一個實施例之包括一或多個加熱元件之加熱組合件的示意圖,其中加熱元件中之一個可選擇加熱元件展示為正在提供熱量。 [0020] 圖3B係根據本發明之一個實施例之包括電阻組件之加熱元件的示意圖。 [0021] 圖3C係根據本發明之一個實施例之包括熱傳輸層之加熱元件的示意圖。 [0022] 圖3D係根據本發明之一個實施例之包括熱電冷卻設備之加熱元件的示意圖。 [0023] 圖4A係根據本發明之一個實施例之HMD之加熱組合件的示意圖,其中加熱組合件包括經組態來選擇性傳遞及阻斷來自熱源之熱量以便響應於HMD中顯示之VR內容中之環境提示來產生熱量影像的濾熱器。 [0024] 圖4B係根據本發明之一個實施例之HMD之加熱組合件的示意圖,其中加熱組合件包括經組態來儲存熱量並且響應於HMD中顯示之VR內容中之環境提示來向使用者排出所儲存熱量的熱量儲槽。 [0025] 圖5A係例示根據本發明之一個實施例之提供VR刺激之方法的流程圖。 [0026] 圖5B係例示根據本發明之一個實施例之方法的流程圖,該方法用於響應於如藉由佩戴顯示VR內容之HMD之使用者所體驗之VR內容中之環境提示來產生熱量影像。 [0027] 圖6係根據本發明之一個實施例的與HMD中顯示之VR內容互動之使用者之沉浸體驗的例示,其中HMD經組態來響應於VR內容中之環境提示來提供熱量影像。 [0028] 圖7例示根據本發明之一個實施例之頭戴式顯示器的組件。 [0029] 圖8係根據本發明之一個實施例之遊戲系統的示意圖。
102:頭戴顯示器(HMD)
108:攝影機/影像捕獲設備
120:引擎
150:熱量控制器
151:麥克風
152:揚聲器
159:運動感測器
161:控制器輸入
162:音訊輸入
163:運動輸入
170:光學透鏡
175:顯示螢幕
181:觸覺回饋模組
182:音訊呈現模組
183:視訊呈現模組
188:環境提示識別模組
190:眼睛
192:攝影機
210:加熱組件
299:感測器
Claims (24)
- 一種頭戴式顯示器(HMD),其包含:一光學透鏡,該光學透鏡經組態來觀看虛擬實境(VR)內容;一顯示螢幕,該顯示螢幕安置在該光學透鏡後面以使得當一使用者佩戴該HMD時,該光學透鏡在該顯示螢幕與該使用者之一眼睛之間,其中該顯示螢幕經組態來呈現該VR內容;一支撐結構,該支撐結構經組態來在佩戴時圍繞該使用者之一頭部適配,其中該光學透鏡及該顯示螢幕安置在該支撐結構內以使得當佩戴該HMD時,該顯示螢幕定位在該眼睛前面;以及一加熱組件,該加熱組件係該支撐結構之顯示器殼體的部分,該加熱組件安置在該光學透鏡的前面之周界區域並與該顯示螢幕相對,其中該加熱組件係可控制以便響應於該顯示螢幕上顯示之該VR內容中之一環境提示來提供熱量,其中該環境提示提供VR環境中熱量的可視化,該VR內容提供視野至該VR環境中。
- 如申請專利範圍第1項之頭戴式顯示器,其中該支撐結構進一步包含:該頭部附著件,該頭部附著件經組態來在佩戴該HMD 時支撐在該頭部上;以及一顯示器殼體,該顯示器殼體經組態來包括該光學透鏡及該顯示螢幕,其中該顯示器殼體附接至該頭部附著件,並且經組態來當佩戴該HMD時支承在該使用者之一面部附近以使得該顯示螢幕定位在該使用者之該面部前面;其中該加熱組件安置該顯示器殼體內以使得來自該加熱組件之熱量暴露在朝向該面部之一方向上。
- 如申請專利範圍第2項之頭戴式顯示器,其中該顯示器殼體包含:一面部界面,該面部界面環繞該顯示器殼體之一內表面之一周界,該面部界面包括朝向該使用者之一前側及一後側,其中該加熱組件經組態來與該面部界面之該後側相鄰。
- 如申請專利範圍第1項之頭戴式顯示器,其進一步包含:係該顯示器殼體的部分並且安置在該周界區域中之一第二加熱組件,其中該第二加熱組件係個別地可控制,以便結合該加熱組件響應於該環境提示來提供熱量。
- 如申請專利範圍第4項之頭戴式顯示器,其中該加熱組件及該第二加熱組件係可控制,以便在一段時間內響應於該環境提示來提供熱量。
- 如申請專利範圍第1項之頭戴式顯示器,其中該加熱組件包含:一電阻元件。
- 如申請專利範圍第1項之頭戴式顯示器,其中該加熱組件包含:一加熱板。
- 如申請專利範圍第7項之頭戴式顯示器,其中該加熱組件進一步包含一多層加熱組件,該多層加熱組件包含:一第一層,該第一層包括該加熱板;以及一第二層,該第二層包括濾熱元件之一陣列,其中當佩戴該HMD時,該第二層定位在該面部與該第一層之間,其中該等濾熱元件中之每一者經組態來傳遞或阻斷來自該加熱板之熱量,其中該等濾熱元件中之每一者在該陣列內個別地可控制以便響應於該顯示螢幕上顯示之該VR內容中之該環境提示來提供一熱量影像。
- 如申請專利範圍第1項之頭戴式顯示器,其中該加熱組件包含:一熱電冷卻(TEC)設備。
- 如申請專利範圍第1項之頭戴式顯示器,其中該加熱組 件包含:一加熱元件;以及安裝在一第一層上之一熱傳輸層,其中該加熱元件安置在該熱傳輸層上,以使得來自該加熱元件之熱量在暴露於該面部之前透過該熱傳輸層來擴散。
- 一種頭戴式顯示器(HMD),其包含,一光學透鏡,該光學透鏡經組態來觀看虛擬實境(VR)內容;一顯示螢幕,該顯示螢幕安置在該光學透鏡後面以使得當一使用者佩戴該HMD時,該光學透鏡在該顯示螢幕與該使用者之一眼睛之間,其中該顯示螢幕經組態來呈現該VR內容;一顯示器殼體,該顯示器殼體經組態來包括該光學透鏡及該顯示螢幕,其中該顯示器殼體經組態來當佩戴該HMD時支承在該使用者之一面部附近以使得該顯示螢幕定位在該使用者之該面部前面;一面部界面,該面部界面環繞該顯示器殼體之一內表面之一周界,該面部界面包括朝向該使用者之一前側及一後側;以及一加熱組件陣列,該加熱組件陣列係與該面部界面之該後側相鄰的該顯示器殼體之部分,該加熱組件陣列安置在圍繞該光學透鏡的前面之周界區域並與該顯示螢幕相對,其中該加熱組件陣列中之每一者係個別地可控制以便 響應於該顯示螢幕上顯示之該VR內容中之一環境提示來提供一熱量影像,其中該環境提示提供VR環境中熱量的可視化,該VR內容提供視野至該VR環境中。
- 如申請專利範圍第11項之頭戴式顯示器,其中該支撐結構進一步包含:一頭部附著件,該頭部附著件經組態來在佩戴該HMD時支撐在該頭部上,其中該顯示器殼體附接至該頭部附著件,並且其中來自該加熱組件陣列之熱量暴露在朝向該面部之一方向上。
- 如申請專利範圍第12項之頭戴式顯示器,其中該加熱組件陣列係該頭部附著件及該顯示器殼體之部分。
- 如申請專利範圍第11項之頭戴式顯示器,其中該加熱組件陣列係可控制,以便在一段時間內響應於該環境提示來提供複數個熱量影像。
- 如申請專利範圍第11項之頭戴式顯示器,其中該加熱組件陣列中之每一者包含:一電阻元件。
- 如申請專利範圍第11項之頭戴式顯示器,其中該加熱 組件陣列中之每一者包含:一加熱元件;以及安裝在一第一層上之一熱傳輸層,其中該加熱元件安置在該熱傳輸層上,以使得來自該加熱元件之熱量在暴露於該面部之前透過該熱傳輸層來擴散。
- 如申請專利範圍第11項之頭戴式顯示器,其中該加熱組件陣列中之加熱組件均勻地分佈。
- 如申請專利範圍第11項之頭戴式顯示器,其中該加熱組件陣列中之加熱組件不均勻地分佈。
- 如申請專利範圍第11項之頭戴式顯示器,其中該加熱組件陣列可組態來向該使用者之以下區域中之至少一者提供熱量,該等區域包括該面部之一前端、該面部之左側、該面部之右側、面部之底端及面部之頂端。
- 一種用於虛擬實境(VR)模擬之方法,其包含:在一顯示螢幕上呈現VR內容,其中該顯示螢幕安置在一頭戴式顯示器(HMD)之一支撐結構內,該支撐結構經組態來在佩戴時圍繞一使用者之一頭部適配,其中當佩戴該HMD時,該顯示螢幕定位在該使用者之一眼睛前面,其中該顯示螢幕安置在光學透鏡後面以使得該光學透鏡在該顯示螢幕與該使用者之該眼睛之間; 相對於該使用者與藉由該VR內容展示之一VR環境之一互動來判定該VR內容中之一環境提示之一熱量影像,該環境提示提供該VR環境中熱量的可視化;以及個別地控制一加熱組件陣列中之每一者以便響應於該顯示螢幕上顯示之該VR內容中之該環境提示來提供該熱量影像,其中每個加熱組件經組態來提供熱量,其中該加熱組件陣列係該支撐結構之部分,該加熱組件陣列安置在圍繞該光學透鏡的前面之周界區域並與該顯示螢幕相對。
- 如申請專利範圍第20項之方法,其進一步包含:控制該加熱元件陣列以便在一段時間內響應於該環境提示之變化來提供複數個熱量影像。
- 如申請專利範圍第20項之方法,其中該個別地控制一加熱組件陣列中之每一者進一步包含:判定該VR環境中之該環境提示之一源位置;判定該VR環境中之該使用者之一使用者位置;判定該VR環境中之該使用者之一定向;基於該源位置及該使用者位置來判定相對於該使用者之該環境提示之一方向;基於該環境提示之該方向及該使用者之該定向來判定該環境提示之該熱量影像。
- 如申請專利範圍第20項之方法,其進一步包含:基於該VR環境中之該源位置與該使用者位置之間的該距離,並且基於與該環境提示相關聯之熱量之量來判定該熱量影像之一強度。
- 如申請專利範圍第20項之方法,其中該HMD包含:其中該光學透鏡經組態來觀看該VR內容;其中該顯示螢幕經組態來呈現該VR內容;該支撐結構,該支撐結構經組態來在佩戴時圍繞該使用者之該頭部適配,其中該光學透鏡及該顯示螢幕安置在該支撐結構內以使得當佩戴該HMD時,該顯示螢幕定位在該眼睛前面;以及其中該加熱組件陣列中之每一者係個別地可控制以便響應於該顯示螢幕上顯示之該VR內容中之該環境提示來提供一熱量影像。
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