[发明专利]使用声光控制装置的光投影仪

说明书

本发明涉及使用声光控制装置的光投影仪。用于投射光的方法可以使用声光深度开关来实现，所述声光深度开关使用沿着基板产生的表面声波来将图像光引导到不同的区域。表面声波可以使用换能器在基板上生成。不同频率的表面声波可以将图像光引导到不同物理位置处的不同光学元件上。光学元件可以被配置成显示在与观看者不同的距离处的图像中的对象。

本申请是申请日为2015年12月29日、PCT国际申请号为PCT/US2015/067957、中国国家阶段申请号为201580071408.0、发明名称为“使用声光控制装置的光投影仪”的申请的分案申请。

技术领域

本公开的各种实施例涉及虚拟现实或增强现实技术领域，特别地，涉及一种用于投射光的系统。

背景技术

现代计算和显示技术促进了所谓的“虚拟现实”或“增强现实”体验的系统的发展，其中将数字再现的图像或其部分呈现给用户并且可以被感知为真实的。虚拟现实(“VR”)场景通常涉及数字或虚拟图像信息的呈现，而对其它实际的真实世界视觉输入不透明。增强现实(“AR”)场景通常涉及将数字或虚拟图像信息呈现为对用户周围的实际世界的可视化的增强。例如，参考图1，描绘了增强现实场景100，其中AR技术装置的用户看到以在背景中的人、树、建筑物以及实体平台104为特征的现实世界公园式的设置102。除了这些项目之外，AR技术的用户也感知到，他/她“看到”站在现实世界平台104上的机器人雕像106，以及正在飞行的卡通式虚拟角色，即使这些元素(106，108)在现实世界中不存在。事实证明，人类视觉感知系统是非常复杂的，并且产生促进虚拟图像元素在其它虚拟或现实世界图像元素中的舒适的、感觉自然的、丰富的呈现的VR或AR技术具有挑战性。

参考图2，已经开发了立体可穿戴眼镜200式配置，其通常具有两个显示器(例如，202，204)，该两个显示器被配置为显示具有稍微不同的元素呈现的图像，使得人类视觉系统感知到三维透视。已经发现这种配置由于聚散和调节(vergence and accommodation)之间的不匹配令很多用户不舒服，必须克服该不匹配以在三维中感知图像。实际上，一些用户不能容忍立体配置。

参考图3，描绘了人眼300的简化截面图，其具有角膜302、虹膜304、晶状体(lens)或“晶状体(crystalline lens)”306、巩膜308、脉络膜层310、黄斑312、视网膜314和通向大脑的视神经通路316。黄斑是视网膜的中心，用于观察适度的细节。在黄斑的中心是“小窝”，用于观察最细微的细节。小窝包含比视网膜的任何其它部分更多的感光体(每视觉度约120个视锥)。

人类视觉系统不是被动传感器类型的系统。它被配置为主动扫描环境。以某种类似于使用平板扫描器扫描图像或者使用手指从纸上读取盲文的方式，眼睛的感光体响应于刺激的变化而激发，而不是持续地响应刺激的恒定状态。实际上，采用用于麻痹眼睛肌肉的诸如眼镜蛇毒的物质的实验已经表明，如果在他/她的眼睛是睁开的情况下定位，在眼睛的毒液诱导麻痹的下观看静态场景，则人类受试者将会经历失明。换句话说，在没有刺激变化的情况下，感光体不对大脑提供输入，并且经历失明。据信，至少有一个原因是正常人的眼睛已经被观察到在所谓的“微跳动”中的一侧到另一侧的运动中来回移动、或者抖动。如上所述，视网膜的小窝包含最大密度的感光体，并且即使人类通常认为他们具有在整个视野中具有高分辨率可视化能力，但是他们通常实际上只有小的高分辨率中心，他们正在四处大量机械扫掠，伴随由小窝最近捕获的高分辨率信息的持久记忆。以某种类似的方式，眼睛的焦距控制机制(睫状肌以如下方式可操作地耦合到晶状体，其中睫状肌松弛导致紧绷的睫状体肌结缔纤维将晶状体变平，用于更远的焦距；睫状肌收缩导致睫状肌结缔纤维放松，其允许晶状体呈现更圆的几何形状，用于更近焦距)以大约1/4至1/2的屈光度来回抖动，以在目标焦距的近端和远端周期性地诱导少量的所谓“屈光模糊”。这被大脑的适应控制回路用作周期性的负反馈，其有助于不断校正过程并且保持注视对象的视网膜图像近视聚焦。