[发明专利]增强现实系统

说明书

公开了一种在明亮外部条件下使用的增强现实系统(2)。该增强现实系统包含：投影机(6)；大致透明的光学部件(4)，其将增强现实光提供至用户；以及杂散光抑制层(12)。该杂散光抑制层(12)还包括多个板条(16)，该多个板条(16)以多个各自角度配置，以有效地减少来自外部环境的高角度入射光到达该透明光学部件(4)。

技术领域

本发明涉及一种增强现实系统以及一种用于改善在诸如日光的强光条件下的使用的技术。

背景技术

头戴式增强现实系统可以戴在用户的头上以通过供应额外光来增强用户对真实世界的感知。已知头戴式系统包含眼镜及头盔结构。增强现实系统也包含可以在交通工具中、诸如在汽车、卡车中或也在飞机驾驶舱中实施的抬头显示器。

增强现实光可以使用波导结构提供至用户。衍射光栅定位于波导上或波导中以将来自投影机的光耦合至波导中。接着，可以使用另外的衍射光栅结构将光自波导且朝向用户耦出。可以采用其他增强现实技术来产生类似结果。例如，棱镜投影机或基于棱镜的设计的增强现实系统可以使用多个透镜或棱镜来控制光自显示部件至用户的光学路径。

在这些应用中，光学部件、诸如波导或棱镜通常为透明的，使得用户可以观看来自投影机的光以及来自他们的外部环境的光。

然而，许多增强现实系统在它们在包含日光的强光条件下使用时存在困难。这些困难可以是由于意在用于控制来自投影机的光的光学部件也可以与来自外部世界的光相互作用而产生。

具体地，已发现，当来自外部源的入射光线遇到光学部件时，一些光线可以朝向用户的眼睛衍射或折射。如果光源足够明亮，则这些杂散光线可以在用户的视野内产生不受欢迎的彩虹效应。该彩虹效可以减损用户对外部环境的视觉或降低增强计算机产生的信息的可见度。当外部环境中存在的强光相对于用户的视线成高角度时，彩虹效应尤为严重；成问题光源的示例包含成高仰角的聚光灯、内部环境中的吸顶灯、或太阳在高空中且用户的视线在水平面上时的太阳。

类似地，特定增强现实技术不可或缺的反射或折射结构也可能遭受类似不想要的射线偏转的影响。

发明内容

本发明的目的是改善在不同照明条件下使用增强现实系统的能力，并且减少用户所经历的不期望的光学效应。

根据本发明的一方面，提供一种增强现实系统，其包括：投影机；大致透明的光学部件，其布置成接收来自该投影机的光并且将增强现实光提供至用户的假想眼睛位置；及杂散光抑制层，其用于该大致透明的光学部件，其中，该杂散光抑制层包括多个板条，其中，该多个板条各自包括轴线，并且其中，该多个板条的轴以多个各自角度布置，其中，该多个板条的轴各自被引导朝向用户的假想眼睛位置。

以这种方式，用户可以在具有减少的杂散光问题的情况下在明亮外部条件下、例如，在具有极少云量的晴天户外环境中观看经投影增强现实影像。杂散光抑制层可以有利地减少外部光的高角度入射射线到达大致透明的光学部件。这种对杂散光的抑制又可以减少可以由大致透明的光学部件朝向用户的眼睛衍射或折射的入射光量。有利地，这减少诸如彩虹的不期望的光学效应。类似地，其他增强现实技术可以同样受益。

增强现实系统可以为头戴式增强现实系统，其中，该增强现实系统还包括头部支架，该头部支架构造成将大致透明的光学部件间隔在相对于用户的假想眼睛位置的位置处。

头部支架可以帮助定位大致透明的光学部件，使得板条定向成使得它们的轴被引导朝向用户的假想眼睛位置。用户的假想眼睛位置可以表示共同焦点，由此可以判定多个各自角度。在使用中，由于不同头部形状，相同头部支架可以针对不同用户的眼睛将大致透明的光学部件间隔在不同位置处。优选地，轴定向成朝向假想眼睛位置，该位置可以判定为用户眼睛的平均预期位置。