在近眼顯示器上自動聚焦的方法
【專利摘要】一種光學系統(tǒng)具有光圈，通過該光圈，虛擬圖像和現(xiàn)實世界圖像沿觀察軸可見。所述光學系統(tǒng)可以被包含到頭戴式顯示器(HMD)中。通過調節(jié)光學系統(tǒng)內的沿著光軸的光路的長度，虛擬圖像可以看起來在離HMD穿戴者的不同距離處。HMD的可穿戴計算機可以用來控制光路的長度。光路的長度可以利用例如，壓電致動器或者步進電機來調節(jié)。通過利用測距儀或者自動聚焦照相機來確定到關于HMD的物體的距離，虛擬圖像可以被控制為以與目標物體和/或HMD穿戴者相關的各種距離和位置顯現(xiàn)。
【專利說明】在近眼顯示器上自動聚焦的方法
【背景技術】
[0001]可穿戴系統(tǒng)可以將各種元件集成到用戶可穿戴的設備中，所述元件比如是小型化計算機、輸入設備、傳感器、探測器、圖像顯示器、無線通信設備以及圖像和音頻處理器。這樣的設備給通信、計算和與其環(huán)境進行交互提供了移動且輕便的解決方案。隨著與可穿戴系統(tǒng)和小型化光學元件關聯(lián)的技術的進步，已經可以考慮增加穿戴者對現(xiàn)實世界的體驗的可穿戴緊湊型光學顯示器。
[0002]通過將圖像顯示元件放置得靠近穿戴者的眼睛，可以產生人工圖像，使其覆蓋穿戴者的現(xiàn)實世界視圖。這樣的圖像顯示元件被包含到也被稱為“近眼顯示器”(near-eyedisplay)、“頭戴式顯不器”(head-mounted display, HMD)或者“抬頭顯不器”(heads-updisplay,HUD)的系統(tǒng)中。取決于顯示元件的大小和到穿戴者眼睛的距離，人工圖像可以充滿或者幾乎充滿穿戴者的視場。

【發(fā)明內容】

[0003]在第一方面中，提供一種光學系統(tǒng)。所述光學系統(tǒng)包括顯示面板、圖像形成器、觀察窗、近端分束器、遠端分束器以及光路長度調節(jié)器。所述顯示面板被配置成生成光圖案。所述圖像形成器被配置成從所述光圖案形成虛擬圖像。所述觀察窗被配置成允許外部光進入所述光學系統(tǒng)。所述外部光和所述虛擬圖像沿觀察軸、通過近端分束器可見。所述遠端分束器被光學耦合到所述顯示面板和所述近端分束器。所述光路長度調節(jié)器被配置成調整所述顯示面板和所述圖像形成器之間的光路長度。
[0004]在第二方面中，提供一種頭戴式顯示器。所述頭戴式顯示器包括頭戴式支架、至少一個光學系統(tǒng)以及計算機。所述至少一個光學系統(tǒng)包括顯示面板、圖像形成器、觀察窗、近端分束器、遠端分束器以及光路長度調節(jié)器。所述顯示面板被配置成生成光圖案。所述圖像形成器被配置成從所述光圖案形成虛擬圖像。所述觀察窗被配置成允許外部光進入所述光學系統(tǒng)。所述外部光和所述虛擬圖像沿觀察軸、通過所述近端分束器可見。所述遠端分束器被光學連接到所述顯示面板和所述近端分束器。所述光路長度調節(jié)器被配置成調整所述顯示面板和所述圖像形成器之間的光路長度。所述計算機被配置成控制所述顯示面板以及所述光路長度調節(jié)器。
[0005]在第三方面中，提供一種方法。所述方法包括確定到通過光學系統(tǒng)在視場中可見的目標物體的目標物距。所述光學系統(tǒng)被配置成顯示由圖像形成器從顯示面板生成的光圖案形成的虛擬圖像。所述方法還包括選擇虛擬圖像并控制光學系統(tǒng)在與目標物距相對應的視距處顯示虛擬圖像。
[0006]在第四方面中，提供一種存儲了可由計算設備執(zhí)行以使得所述計算設備執(zhí)行某些功能的指令的非瞬態(tài)計算機介質。這些功能包括確定到通過光學系統(tǒng)在視場中可見的目標物體的目標物距。所述光學系統(tǒng)被配置成顯示由圖像形成器從顯示面板生成的光圖案形成的虛擬圖像。所述功能還包括選擇與目標物體相關的虛擬圖像并控制光學系統(tǒng)在與目標物距相關的視距處顯示所選的虛擬圖像。[0007]在第五方面中，提供一種頭戴式顯示器(HMD)，其包括頭戴式支架以及附著于所述頭戴式支架的至少一個光學系統(tǒng)。所述光學系統(tǒng)包括:顯示面板，被配置成生成光圖案；圖像形成器，被配置成從所述光圖案形成虛擬圖像；觀察窗，被配置成允許來自所述光學系統(tǒng)外部的光進入；以及近端分束器，通過該近端分束器，所述外部光和所述虛擬圖像沿觀察軸可見。所述光學系統(tǒng)還包括:光學耦合到所述顯示面板以及所述近端分束器的遠端分束器；以及光路長度調節(jié)器，被配置成調整所述顯示面板和所述圖像形成器之間的光路長度。所述HMD還包括:自動聚焦照相機，被配置成對現(xiàn)實世界環(huán)境成像以獲得自動聚焦信號；以及計算機，被配置成基于所述自動聚焦信號來控制所述顯示面板和所述光路長度調節(jié)器。
[0008]在第六方面中，提供一種方法。所述方法包括從自動聚焦照相機接收自動聚焦信號，其中，所述自動聚焦信號與光學系統(tǒng)的環(huán)境中的目標物體相關，其中，所述光學系統(tǒng)被配置成顯示由圖像形成器從顯示面板生成的光圖案形成的虛擬圖像。所述方法還包括選擇虛擬圖像并基于所述自動聚焦信號控制所述光學系統(tǒng)使得在與所述目標物體相關的視距處顯示所述虛擬圖像。
[0009]在第七方面中，提供一種存儲有可由計算設備執(zhí)行以使得所述計算設備執(zhí)行某些功能的指令的非瞬態(tài)計算機介質。這些功能包括從自動聚焦照相機接收自動聚焦信號，其中，所述自動聚焦信號與光學系統(tǒng)的環(huán)境中的目標物體相關。所述光學系統(tǒng)被配置成顯示由圖像形成器從顯示面板生成的光圖案形成的虛擬圖像。所述功能還包括基于所述自動聚焦信號控制所述光學系統(tǒng)使得在與所述目標物體相關的視距處顯示所述虛擬圖像。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是依據(jù)示例實施例的包括頭戴式顯示器(HMD)的可穿戴計算設備的功能框圖。
[0011]圖2是依據(jù)示例實施例的光學系統(tǒng)的俯視圖。
[0012]圖3是圖示依據(jù)示例實施例的虛擬圖像視距的改變相對于光路長度(opticalpath length)的改變的曲線圖。
[0013]圖4A是依據(jù)示例實施例的頭戴式顯示器的前視圖。
[0014]圖4B是依據(jù)示例實施例的圖3A的頭戴式顯示器的俯視圖。
[0015]圖4C是依據(jù)示例實施例的圖3A和圖3B的頭戴式顯示器的側視圖。
[0016]圖5A示出了依據(jù)示例實施例的通過頭戴式顯示器的現(xiàn)實世界視圖。
[0017]圖5B示出了依據(jù)示例實施例的覆蓋通過頭戴式顯示器的現(xiàn)實世界視圖的近距離虛擬圖像(close virtual image)。
[0018]圖5C示出了依據(jù)示例實施例的覆蓋通過頭戴式顯示器的現(xiàn)實世界視圖的遠距離虛擬圖像(distant virtual image)。
[0019]圖6是圖示依據(jù)示例實施例的方法的流程圖。
[0020]圖7是圖示依據(jù)示例實施例的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0021]在下列詳細描述中，參考形成所述描述的一部分的附圖。在附圖中，類似的符號典型地標識類似的組件，除非上下文中另有指定。所述詳細描述和附圖中描述的說明性實施例并不意圖進行限制。在不脫離這里呈現(xiàn)的主題的精神或范圍的情況下，可以利用其它實施例，并且可以進行其它改變。將容易理解，本公開的方面，如同這里一般地描述的、以及附圖中圖示的那樣，可以以各式各樣的不同配置來排列、替代、組合、分隔以及設計，所有這些在這里都是可以預期的。
[0022]1.概述
[0023]頭戴式顯示器(HMD)可以使其穿戴者能夠觀察穿戴者的現(xiàn)實世界環(huán)境并且也觀看顯示的圖像，比如計算機生成的圖像。在一些情況下，顯示的圖像可以覆蓋穿戴者對現(xiàn)實世界的視場的一部分。因此，當HMD的穿戴者在忙于其日常活動，比如步行、駕駛、鍛煉等等時，在該穿戴者向外看其現(xiàn)實世界環(huán)境的同時，穿戴者可能夠看到由HMD生成的顯示圖像。
[0024]所述顯示圖像可以包括例如，圖形、文本和/或視頻。顯示圖像的內容可以涉及許多背景，包括但不限于穿戴者的當前環(huán)境、穿戴者當前從事的活動、穿戴者的生物測定狀態(tài)以及已經向穿戴者示出的任何音頻、視頻或者文本的通信。HMD顯示的圖像也可以是交互式用戶接口的一部分。例如，HMD可以是可穿戴計算設備的一部分。因此，HMD顯示的圖像可以包括菜單、選擇框、導航圖標或者使穿戴者能夠調用可穿戴計算設備的功能或者以其它方式與可穿戴計算設備交互的其它用戶接口特征。
[0025]HMD顯示的圖像可以顯現(xiàn)在穿戴者視場中的任何地方。例如，顯示圖像可以出現(xiàn)在穿戴者的視場的中心處或者其附近，或者顯示圖像可以被限制在穿戴者視場的頂部、底部或者角落?？商鎿Q地，顯示圖像可以在穿戴者正常視場的外圍或者完全在其外部。例如，顯示圖像可以定位為使得當穿戴者直視前方時它是看不見的，而當穿戴者看向特定方向(比如向上、向上或者向一側看)時它是看得見的。另外，顯示圖像可以僅覆蓋穿戴者視場的一小部分，或者顯示圖像可以充滿穿戴者視場的大部分或者全部。顯示圖像可以連續(xù)地或者僅僅在某些時間(例如，僅當穿戴者從事于某些活動時)顯示。
[0026]HMD可以利用光學系統(tǒng)來向穿戴者呈現(xiàn)覆蓋在現(xiàn)實世界視圖之上的虛擬圖像。為了向穿戴者顯示虛擬圖像，光學系統(tǒng)可以包括被配置成照亮顯示面板的光源，比如發(fā)光二極管(LED),所述顯示面板比如是娃基液晶(liquid crystal-on-silicon, LC0S)顯示器。顯示面板通過對來自光源的光進行空間調制來生成光圖案，并且圖像形成器從所述光圖案形成虛擬圖像。顯示面板和圖像形成器之間的光路的長度確定虛擬圖像對于穿戴者而言看上去的視距。光路的長度可以通過例如，調整間隙尺寸d來調整，其中d是光路內的某一距離。在一個示例中，通過在2毫米的范圍調整間隙尺寸，圖像的視距可以是在大約0.5到4米之間可調整的。間隙尺寸d可以通過利用例如，壓電電機、音圈電機或者MEMS致動器來調整。
[0027]圖像的視距可以由用戶人工地調整?？商鎿Q地，虛擬圖像的視距和比例可以基于用戶正在看的東西來自動調整。例如，如果用戶正在看現(xiàn)實世界中的特定物體(其可以被認為是‘目標物體(target object)’)，則虛擬圖像的視距可以被調整為使得它對應于目標物體的位置。如果虛擬圖像被疊加到特定目標對象或者顯示在特定目標物體的附近，則可以隨著用戶和目標物體之間的距離變小(或者變大)而使圖像更大(或者更小)。因此，虛擬圖像的視距和表觀大小都可以基于目標物距(target object distance)而調整。
[0028]除了調整虛擬圖像的視距和比例之外，也可以調整虛擬圖像在穿戴者視場內的位置。這可以通過利用將光學系統(tǒng)的一部分向上、向下、向左或向右移動的一個或多個致動器來完成。這可以允許用戶控制生成的圖像顯現(xiàn)在哪里。例如，如果用戶正在看靠近穿戴者視場中間的目標物體，則用戶可以向穿戴者視場的頂部或者底部移動生成的虛擬圖像，使得虛擬圖像不遮擋目標物體。
[0029]生成的顯示的亮度和對比度也可以例如通過調整LED和顯示面板的亮度和對比度來調整。生成的顯示的亮度可以基于用戶的位置所在之處的背景光水平以及其它因素而自動調整。背景光水平可以由光傳感器或者由安裝在可穿戴計算機附近的照相機確定。
[0030]下面對調整光學系統(tǒng)顯示的虛擬圖像的方面的某些說明性的例子進行描述。然而，將會理解，其它實施例也是可能的并且被隱式地認為在下列示例實施例的范圍內。
[0031]2.示例光學系統(tǒng)和具有用于虛擬圖像調整的光路長度調節(jié)器的頭戴式顯示器
[0032]圖1是包括頭戴式顯示器(HMD) 104的可穿戴計算設備102的功能框圖100。在示例實施例中，HMD104包括透視顯示器(see-through display)。因此,可穿戴計算設備102的穿戴者可能夠看穿HMD104并且觀察可穿戴計算設備102的現(xiàn)實世界環(huán)境的一部分，即，在HMD104提供的特定視場中的那一部分。另外，HMD104可操作來顯示疊加在視場上的圖像，例如，以提供“增強現(xiàn)實”體驗。HMD104顯示的一些圖像可以疊加在視場中的特定物體上，比如目標物體130上。然而，HMD104也可以顯示看起來懸浮在視場內而非與視場中的特定物體關聯(lián)的圖像。
[0033]HMD104還可以包括幾個組件，比如照相機106、用戶接口 108、處理器110、光路長度調節(jié)器112、傳感器114、全球定位系統(tǒng)(GPS) 116、數(shù)據(jù)存儲裝置118以及無線通信接口120。這些組件還可以以互連的方式工作。例如，在示例實施例中，GPS116和傳感器114可以檢測到目標物體130在HMD104附近。照相機106可以隨后產生目標物體130的圖像并且將該圖像發(fā)送到處理器110以用于圖像識別。數(shù)據(jù)存儲裝置118可以被處理器110使用以查找關于成像的目標物體130的信息。處理器110還可以控制光路調節(jié)器112調整顯示的虛擬圖像的視距，所述光路調節(jié)器112可以是用戶接口 108的組件。下面將更詳細地描述該示例實施例的個體組件。
[0034]HMD104可以被配置為例如，眼鏡、護目鏡、頭盔、帽子、遮陽板(visor)、頭帶，或者以可以在穿戴者的頭部上支撐或者從穿戴者的頭部支撐的其它形式配置。此外，HMD104可以被配置成例如利用兩個透視顯示器向穿戴者的雙眼顯示圖像?？商鎿Q地，HMD104可以僅包括單個透視顯示器并且可以僅向穿戴者的一只眼一左眼或右眼中的任何一個一顯示圖像。HMD104也可以代表不透明顯示器，該不透明顯示器被配置為向穿戴者的一眼或者雙眼顯示圖像而沒有現(xiàn)實世界環(huán)境的視圖。此外，HMD104可以為穿戴者的一只眼提供不透明顯示器并且為穿戴者的另一只眼提供現(xiàn)實世界環(huán)境的視圖。
[0035]可穿戴計算設備102的功能可以由執(zhí)行存儲在比如數(shù)據(jù)存儲裝置118的非瞬態(tài)計算機可讀介質中的指令的處理器Iio控制。因此，處理器110結合存儲在數(shù)據(jù)存儲裝置118中的指令可以用作可穿戴計算設備102的控制器。因而，處理器110可以控制HMD104以便控制HMD104顯示什么圖像。處理器110也可以控制無線通信接口 120。
[0036]除了可以由處理器110執(zhí)行的指令之外，數(shù)據(jù)存儲裝置118還可以存儲可促進與環(huán)境內的比如目標物體130的各種特征交互的數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)存儲裝置118可以用作與目標物體相關的信息的數(shù)據(jù)庫。這樣的信息可以被可穿戴計算設備102用來識別在可穿戴計算設備102的環(huán)境內檢測到的目標物體以及在識別出目標物體時定義HMD104要顯示什么圖像。
[0037]可穿戴計算設備102也可以包括照相機106，該照相機106被配置成從特定觀察點(point-of-view)捕捉可穿戴計算設備102的環(huán)境的圖像。所述圖像可以是視頻圖像或者靜止圖像。照相機106的觀察點可以對應于HMD104所面向的方向。因此，照相機106的觀察點可以基本上對應于HMD104向穿戴者提供的視場，從而由照相機106獲得的觀察點圖像可以用來確定穿戴者通過HMD104看得見什么。照相機106可以被安裝在頭戴式顯示器上或者可以直接被包含到向HMD104的穿戴者提供虛擬圖像的光學系統(tǒng)中。觀察點圖像可以用來檢測和識別在可穿戴計算設備102的環(huán)境內的目標物體。圖像分析可以由處理器110執(zhí)行。
[0038]除了對由照相機106獲得的觀察點圖像的圖像分析之外，還可以用其它方式檢測和識別目標物體130。在這點上，可穿戴計算設備102可以包括用于檢測目標物體何時在其環(huán)境內的一個或多個傳感器114。例如，傳感器114可以包括可檢測目標物體上的射頻標識(RFID)標簽的RFID讀取器?？商鎿Q地或者額外地，傳感器114可以包括掃描儀，所述掃描儀可以掃描目標物體上的視覺代碼，比如條形碼或者QR碼。此外，傳感器114可以被配置成檢測由目標物體發(fā)送的特定信標信號。所述信標信號可以是例如，射頻信號或者超聲波信號。
[0039]還可以基于可穿戴計算設備102的位置來確定目標物體130在可穿戴計算設備102的環(huán)境內。例如，可穿戴計算設備102可以包括全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器116，該GPS接收器116能夠確定可穿戴計算設備102的位置。可穿戴計算設備102可以隨后將其位置與已知的目標物體的位置(例如，存儲在數(shù)據(jù)存儲裝置118中的位置)進行比較以確定特定目標物體何時在附近?？商鎿Q地，可穿戴計算設備102可以經由無線通信接口 120向服務器網(wǎng)絡傳送其位置，并且服務器網(wǎng)絡可以利用與在附近的任何目標物體相關的信息來響應。
[0040]可穿戴計算設備102也可以包括用于從穿戴者接收輸入的用戶接口 108。用戶接口 108可以包括例如，觸摸板、鍵區(qū)、按鈕、麥克風和/或其它輸入設備。處理器110可以基于通過用戶接口 108接收到的輸入來控制可穿戴計算設備102的功能。例如，處理器110可以將該輸入用來控制HMD104如何顯示圖像或者HMD104顯示什么圖像。
[0041]在一個示例中，可穿戴計算設備102可以包括用于以無線方式與目標物體130或者與互聯(lián)網(wǎng)通信的無線通信接口 120。無線通信接口 120可以使用可支持通過分組網(wǎng)絡(packet network)(比如互聯(lián)網(wǎng))的雙向數(shù)據(jù)交換的任何形式的無線通信。例如，無線通信接口 120可以使用3G蜂窩式通信，比如CDMA、EVDO、GSM/GPRS，或者4G蜂窩式通信，比如WiMAX或者LTE?？商鎿Q地，無線通信接口 120可以經由無線局域網(wǎng)(WLAN)，例如利用WiFi，來間接地與目標物體130通信?？商鎿Q地，無線通信接口 120可以利用紅外線路、藍牙或者紫蜂來直接與目標物體130通信。無線通信可以是單向的，例如，可穿戴計算設備102發(fā)送用于目標物體130的一個或多個控制指令，或者目標物體130發(fā)送用來廣播其位置和/或硬件配置的信標信號。可替換地，無線通信可以是雙向的，使得目標物體130除了接收控制指令之外還可以傳送狀態(tài)信息。
[0042]目標物體130可以代表可通過HMD104觀察到的任意物體或者物體組。例如，目標物體130可以代表比如樹和水域的環(huán)境特征，比如建筑物和街道的地標，或者比如家用器具或者辦公設備的電氣或者機械設備。目標物體130可以額外地代表HMD104的穿戴者當前正在與其交互的動態(tài)改變的特征或者特征集合。最后，目標物體130可以可替換地被理解為作為搜索目標的特征。例如，HMD可以在目標物體130在附近之前發(fā)出用于發(fā)起與目標物體130的通信或交互的信標，或者利用照相機106在視場內執(zhí)行圖像識別搜索以致力于找到目標物體130。涉及目標物體130的其它功能示例也是可能的。
[0043]雖然圖1示出了被集成到HMD104中的HMD104的各種組件，S卩，無線通信接口 120、處理器110、數(shù)據(jù)存儲裝置118、照相機106、傳感器114、GPSl 16以及用戶接口 108，但是這些組件中的一個或多個可以與HMD104分離地安裝或關聯(lián)。例如，照相機106可以被架設在與HMD104分離的用戶身上。因此，可穿戴計算設備102可以以可被穿戴在穿戴者身上或者由穿戴者攜帶的分離設備的形式提供。組成可穿戴計算設備102的分離設備可以以有線或無線的方式通信地耦合在一起。
[0044]圖2圖示了具有一般與X軸平行的光路202的光學系統(tǒng)200的俯視圖。光學系統(tǒng)200允許對疊加在沿觀察軸204可見的現(xiàn)實世界場景之上的虛擬圖像的調整。為清楚起見，遠端部分232和近端部分234代表光學系統(tǒng)200的可以或者不可以物理分離的光學耦合部分。示例實施例包括可由光源208照亮的顯示面板206。從光源208發(fā)出的光被入射到遠端分束器方塊210。光源208可以包括一個或多個發(fā)光二極管(LED)和/或激光二極管。光源208還可以包括用來將一個特定偏振傳遞到光學系統(tǒng)的其余部分的線性偏振器。在示例實施例中，遠端分束器方塊210是取決于入射到界面212處的分束器鍍膜上的光偏振來反射光或傳遞光的偏振分束器方塊。為了圖不，來自光源208的s偏振光可以被界面212處的遠端分束鍍膜朝顯示面板206優(yōu)先反射。該示例實施例中的顯示面板206是硅基液晶(LCOS)顯示器。在界面212處的分束器鍍膜不是偏振分束器的替換實施例中，顯示器可以是數(shù)字光投影儀(digital light projector, DLP)微鏡顯示器,或者其它類型的反射式顯示面板。在任一實施例中，顯示面板206用來對入射光進行空間調制以在顯示器中生成物面處的光圖案?？商鎿Q地，顯示面板206可以是發(fā)射型顯示器，比如有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器，并且在這種情況下，不需要分束器方塊210。
[0045]在顯示面板206是LCOS顯示面板的示例中，顯示面板206生成偏振與最初入射到面板上的光偏振垂直的光圖案。在本不例實施例中，顯不面板206將入射的s偏振光轉換成具有P偏振的光圖案。攜帶生成的光圖案的來自顯示面板206的反射光指向遠端分束器方塊210。P偏振光圖案穿過遠端分束器方塊210并且沿光軸202指向光學系統(tǒng)200的近端區(qū)，在光學系統(tǒng)200的近端區(qū)中，該光圖案穿過光路長度調節(jié)器224和光導管236。在示例實施例中，近端分束器方塊216也是偏振分束器。通過近端分束器方塊216將該光圖案至少部分地透射到圖像形成器218。在示例實施例中，圖像形成器218包括凹面鏡230和近端四分之一波片228。光圖案穿過近端四分之一波片228并且被凹面鏡230反射。
[0046]反射的光圖案通過近端四分之一波片228傳遞回來。通過與近端四分之一波片228和凹面鏡230的相互作用，光圖案被轉換成s偏振并且在沿著軸204的一距離處被形成為可見虛擬圖像。攜帶該可見圖像的光線被入射到近端分束器方塊216上并且該光線從近端分束界面220沿觀察軸204、朝觀看者222反射，從而在沿著軸204的一距離處形成可見虛擬圖像。現(xiàn)實世界場景通過觀察窗226可見。觀察窗226可以包括線性偏振器以便減少光學系統(tǒng)內的雜散光。通過近端分束器方塊216至少部分地透射來自觀察窗226的光。因此，通過近端分束器方塊216虛擬圖像和現(xiàn)實世界圖像兩者對于觀看者222都是可見的。雖然上述的在界面212和220處的分束器鍍膜被設在分束器方塊210和216內，但是所述鍍膜也可以形成在薄的、孤立的玻璃片上，或者可以包括線柵偏振器、或者本領域中已知的拆分光束的其它手段，或者可以形成在不是方塊的結構內。
[0047]光路長度調節(jié)器224可以通過機械地改變顯示面板206和圖像形成器218之間的距離來調整光路202的長度。光路長度調節(jié)器224可以包括例如，壓電致動器或者步進電機致動器。光路長度調節(jié)器224還可以是形狀記憶合金或者電熱聚合物致動器以及本領域已知的用于微機械調節(jié)的其它手段。通過改變光路202的長度，虛擬圖像可以對于觀看者222看起來在沿路徑204的不同視距處。在一些情況下，光路長度調節(jié)器224也可能夠關于近端部分調整光學系統(tǒng)的遠端部分的位置以便在穿戴者的視場周圍移動表觀的虛擬圖像的位置。
[0048]雖然圖2將光學系統(tǒng)框架的遠端部分232描繪為部分地嵌入光學系統(tǒng)框架的近端部分234，但要理解，其它實施例也可以物理地實現(xiàn)光學系統(tǒng)200。此外，在示例實施例中，光學系統(tǒng)200被配置為使得光學系統(tǒng)200的遠端部分232關于近端部分234在左邊。也要理解，光學系統(tǒng)200的許多配置是可能的，包括遠端部分232關于近端部分234被配置成向右、在下方和在上方。
[0049]光路202可以包括單個材料或者多個材料，包括玻璃、空氣、塑料以及聚合物等等。在示例實施例中，光路調節(jié)器224可以調整兩個玻璃波導之間的空氣隙的距離。光路調節(jié)器224還可以包括可通過例如，改變材料的折射率來調節(jié)光路的有效長度的材料。在示例實施例中，光路調節(jié)器224可以包括關于材料內施加的電壓來調節(jié)其折射率的電光材料，比如錯鈦酸鉛(lead zirconium titanate,PZT)。在這樣的示例實施例中，在電光材料內行進的光可以經歷經調節(jié)的有效光路長度。因此，光路202的長度可以在物理長度上和/或在有效光路長度上調節(jié)。
[0050]光路長度還可以通過改變圖像形成器218的屬性來調節(jié)。例如，通過改變凹面鏡230的曲率半徑，可以調整凹面鏡的焦距?？勺冃蔚姆瓷洳牧匣蛘叨鄠€可調整的平面鏡可以用作凹面鏡230。因此，改變圖像形成器218的焦距可用于調整顯示的虛擬圖像的表觀深度。本領域中已知的調節(jié)光路長度或有效光路長度的其它方法是可能的。
[0051]此外，光路長度調節(jié)器224的實際位置可以變化。在示例實施例中，光路長度調節(jié)器224包括對可出現(xiàn)在靠近光導管236的兩個玻璃波導之間的空氣隙距離的調節(jié)。然而，要理解，光路長度調節(jié)器224的位置可以定位在光學系統(tǒng)200中的其它地方。例如，由于人機工程學及其它實際考慮，利用在顯示面板206處或其附近或者在圖像形成器218處或其附近的光路長度調節(jié)器224來調節(jié)光路202的物理長度可能是更合意的。
[0052]圖3是圖示對于包括曲率半徑為90mm的凹面鏡和長度為18mm的光導管的示例實施例，虛擬圖像視距的改變相對于光路的長度的改變的曲線圖。隨著光導管的兩個部分之間的空氣隙從零增加到0.45毫米，作為對于觀看者222而言虛擬圖像看上去的距離的表觀虛擬圖像位置可以從大約0.6米移位到20米。實際上，0.5毫米的工作范圍可以用來將虛擬圖像的視距從0.5米一直調整到近似無限。圖3表明光學系統(tǒng)200中的光路202的長度的相對較小的改變可以相當大地改變觀看者222所看到的虛擬圖像的深度和位置。利用可穿戴系統(tǒng)實現(xiàn)這種能力以便向穿戴者呈現(xiàn)展現(xiàn)出變化的表觀深度和/或位置的虛擬圖像會是合意的。此外，光路的長度的這種改變可以被與頭戴式顯示器(HMD)關聯(lián)的計算機控制，例如，以便基于到靠近HMD的目標物體的距離來執(zhí)行動態(tài)的、自動的虛擬圖像的深度和
位置調整。
[0053]圖4A呈現(xiàn)了示例實施例中的HMD400的前視圖，該HMD400包括頭戴式支架409。圖4B和4C分別呈現(xiàn)了圖4A中的HMD的俯視圖和側視圖。雖然示例實施例以眼鏡的框架形式提供，但是將會理解，可穿戴系統(tǒng)和HMD可以采取其它形式，比如帽子、護目鏡、面具、頭帶和頭盔。頭戴式支架409包括透鏡框架412和414、中心框架支撐418、透鏡元件410和412以及延伸側臂420和422。中心框架支撐418以及側臂420和422被配置成分別經由穿戴者的鼻子和耳朵將頭戴式支架409固定到穿戴者的頭部?？蚣茉?12、414和418以及延伸側臂420和422中的每一個可以由塑料或者金屬的實心結構形成，或者可以由類似材料的空心結構形成從而允許配線和組件互連在內部按一定路線通過頭戴式支架409。可替換地或者額外地，頭戴式支架409可以支持外部配線。透鏡元件410和412至少是部分透明的從而允許穿戴者看穿它們。具體來說，穿戴者的左眼408可以看穿左透鏡412，而穿戴者的右眼406可以看穿右透鏡410。
[0054]可如圖2中所示地配置的光學系統(tǒng)402和404可以分別設在透鏡410和412的前方，如圖4A、4B和4C中所示。雖然本示例包括用于穿戴者的每只眼睛的光學系統(tǒng)，但是將會理解，HMD可以包括僅用于穿戴者的一只眼睛(左眼408或右眼406)的光學系統(tǒng)。如在另一實施例中所述的，HMD的穿戴者可以同時從光學系統(tǒng)402和404觀察覆蓋有虛擬圖像的現(xiàn)實世界圖像。HMD可以包括各種元件，比如HMD計算機440、觸摸板442、麥克風444、按鈕446和照相機432。計算機440可以使用來自各種傳感器和照相機以及其它源的數(shù)據(jù)以確定應當向用戶顯示的虛擬圖像。本領域技術人員將理解其它用戶輸入設備、用戶輸出設備、無線通信硬件、傳感器以及照相機可以合理地包括在這樣的可穿戴計算系統(tǒng)中。
[0055]照相機432可以是HMD400的一部分，例如，定位于頭戴式支架409的中心框架支撐418上，如圖4A和4B中所示?？商鎿Q地，照相機432可以定位于頭戴式支架409上的其它地方，與HMD400分離地定位，或者被集成到光學系統(tǒng)402和/或光學系統(tǒng)404中。照相機432可以對與觀看者的眼睛406和408可以看到的類似的視場成像。此外，照相機432允許與可穿戴系統(tǒng)關聯(lián)的HMD計算機440解釋視場內的物體，這在顯示背景敏感的虛擬圖像時會是重要的。例如,如果照相機432和關聯(lián)的HMD計算機440檢測到目標物體，則系統(tǒng)可以通過顯示被設計成將用戶的注意力拉到目標物體上的覆蓋的人造圖像來警告用戶。這些圖像可以取決于用戶的視場或者目標物體的移動來移動，即用戶頭部或者目標物體的移動將導致人工圖像在可見區(qū)域內移動以跟蹤相對運動。另外，系統(tǒng)可以顯示用于增強與目標物體的交互的指令、位置線索以及其它視覺線索。
[0056]照相機432可以是提供自動聚焦信號的自動聚焦照相機。HMD計算機440可以基于自動聚焦信號來調整光學系統(tǒng)200中的光路202的長度以便呈現(xiàn)對應于環(huán)境的虛擬圖像。
[0057]例如，如圖5A、5B和5C中圖示的，計算機440和光學系統(tǒng)200可以以各種表觀深度和比例呈現(xiàn)虛擬圖像。圖5A提供了通過光學系統(tǒng)200可見的具有位于小山上的三個不同距離處的樹的現(xiàn)實世界場景500的圖。近距離物體502和遠距離物體504在本圖像中都被描繪為焦點對準的。然而，實際上，HMD的穿戴者可以將其眼睛聚焦在不同距離處的目標物體上，這樣可以使得顯示設備中可見的其它物體變得焦點沒對準。圖5B和圖5C描繪了穿戴者可以具體地分別聚焦在近距離物體或者遠距離物體上的相同場景。在近距離聚焦情形508中，近距離物體510可以是HMD的穿戴者所看到的焦點對準的。HMD可以利用照相機432來對所述場景成像并利用測距儀，比如激光測距儀、超聲波測距儀或者紅外測距儀來確定到近距離物體510的目標物距。本領域已知的用于測距的其它手段也是可能的，這些手段比如LIDAR、RADAR、微波測距等等。
[0058]另外，HMD可以向用戶呈現(xiàn)近距離虛擬圖像512，其在示例實施例中可以包括文本、箭頭以及虛線邊界。HMD計算機440可以用來調整光路202的長度從而在與近距離物體510的視距類似的視距處提供近距離虛擬圖像512。在遠距離聚焦情形514中，遠距離物體516可以是HMD的穿戴者所看到的焦點對準的。HMD可以利用照相機432來對所述場景成像并且確定到遠距離物體516的目標物距。HMD計算機440還可以用來調整光路202的長度從而在與遠距離物體516的視距類似的視距處提供遠距離虛擬圖像518。
[0059]HMD計算機440可以例如通過從照相機432獲得圖像并且利用圖像識別確定感興趣的目標物體，來獨立地確定目標物體。圖像識別算法可以例如，將來自照相機432的圖像和感興趣的目標物體的圖像的集合進行比較。另外，HMD的穿戴者可以在穿戴者視場內確定目標物體或者區(qū)域。例如，示例實施例可以利用穿戴者的動作以便確定目標物體或者位置。在該示例實施例中，穿戴者可以使用觸摸板442或者按鈕446來輸入期望的位置。在另一示例實施例中，穿戴者可以執(zhí)行照相機432和HMD計算機440可識別的姿勢。例如，穿戴者可以通過利用其手臂指向目標物體來作出姿勢。
[0060]用戶輸入和姿勢可以由HMD識別為控制指令，并且HMD可以用來關于所確定的目標物體調整焦點和/或景深。此外，HMD可以包括眼睛跟蹤照相機，該眼睛跟蹤照相機可以跟蹤穿戴者的瞳孔的位置以便確定穿戴者的注視方向。通過確定穿戴者的注視方向，HMD計算機440和照相機432可以基于穿戴者的注視方向來調整光學系統(tǒng)200中的光路202的長度。
[0061]HMD計算機440可以控制光學系統(tǒng)200以調整虛擬圖像的其它方面。例如，光學系統(tǒng)200可以通過取決于例如，目標物距縮放文本和其它圖形元素的大小來提供看起來比遠距離虛擬圖像518更大的近距離虛擬圖像512。計算機440還可以控制光學系統(tǒng)200以調整圖像形成器的焦距。例如，示例實施例可以包括液晶自動聚焦元件，該液晶自動聚焦元件可以調整圖像形成器的焦點位置以適合穿戴者的偏好和個體生理特征。HMD計算機440也可以控制光學系統(tǒng)200以調整虛擬圖像的圖像顯示位置以及虛擬圖像的亮度和對比度。
[0062]在如圖4A中所示的可以有呈現(xiàn)給雙眼的虛擬圖像的‘雙目鏡’示例實施例中，HMD計算機440可以控制顯示設備406和408中的相應光路長度調節(jié)器以關于彼此和目標物體調整相應虛擬圖像。這會對穿戴者有益，例如，規(guī)避顯示設備406和408以及穿戴者的眼睛之間的微小的不對準從而使左右虛擬圖像處于公共的平面上。此外，該設備可以向穿戴者的每只眼睛提供不同的虛擬圖像(比如以立體圖像的形式)，或者在雙眼中提供單個虛擬圖像的覆蓋實例。
[0063]3.關于確定的目標物距調整虛擬圖像視距的光學系統(tǒng)中的示例方法
[0064]方法600被提供用于光學系統(tǒng)以與確定的目標物距相關地調整虛擬圖像視距。圖6是圖示示例的一組步驟的功能框圖，然而，要理解，所述步驟可以以不同的順序出現(xiàn)并且可以添加或者減掉步驟。在該方法中，可以首先確定與可在視場中觀察到的目標物體相對應的目標物距(方法元素602)。在先前描述的示例實施例中，這個距離確定可以利用比如激光測距儀的測距裝置來進行。可以選擇與目標物體有關的虛擬圖像(方法元素604)。如在先前描述的示例實施例中那樣，所選的虛擬圖像可以包括文本、圖形、或者其它看得見的元素?？梢匀Q于目標物體位置、環(huán)境條件及其它因素來縮放、移動或以其它方式調整所選虛擬圖像。在示例實施例中，光學系統(tǒng)可以顯示具有與目標物距相對應的視距的所選虛擬圖像(方法元素606)。如分別在圖5B和5C中的近距離和遠距離聚焦情形中那樣，文本、箭頭和圖形突出顯示可以被呈現(xiàn)給穿戴者，它們都針對目標物距被適當?shù)乜s放。該方法可以以動態(tài)的方式實現(xiàn)，從而使所選虛擬圖像被連續(xù)地更新以匹配改變的視角、用戶動作以及目標物體動作以及其它情形。
[0065]所選虛擬圖像視距不需要完全符合目標物距。事實上，可以有意地偏移所選虛擬圖像視距以向HMD用戶呈現(xiàn)各種數(shù)據(jù)。例如，顯示表觀的三維虛擬圖像可能是重要的，其可以通過在關于現(xiàn)實世界目標物體和/或HMD用戶的不同視距處動態(tài)地顯示虛擬圖像來提供。
[0066]4.利用自動對焦機構關于確定的目標物距調整虛擬圖像視距的示例方法
[0067]光學系統(tǒng)200圖示了光路202的長度由光路長度調節(jié)器224調節(jié)的示例實施例，并且其中，光路長度調節(jié)器224定位在遠端分束器210和近端分束器216之間。如先前描述的那樣，光路長度調節(jié)器224的布置可以變化。另外，自動聚焦機構可用于產生用來控制光路長度調節(jié)器224的自動聚焦信號以調整虛擬圖像的視距。例如，顯示光學器件(displayoptics)的焦距可以是基于從自動聚焦機構產生的自動聚焦信號的。
[0068]在自動聚焦機構可以被用作控制器件的示例實施例中，照相機自動聚焦機構和相關組件可以被安裝在光學系統(tǒng)200上的觀察窗226附近。因此，自動聚焦照相機可以被用來與觀看者222可見的類似地調整現(xiàn)實世界視圖的焦點和景深。此外，在調整沿觀察軸204可見的現(xiàn)實世界圖像的焦點和景深時，光路長度調節(jié)器224可以取決于由自動聚焦機構生成的自動聚焦信號而被調整。例如，如果自動聚焦照相機聚焦在遠距離目標物體上，則至少耦合到自動聚焦機構和光路長度調節(jié)器224的控制系統(tǒng)可以基于自動聚焦信號來調整光路長度調節(jié)器224，以使得顯示的虛擬圖像可以對于觀看者222而言看起來在特定視距處。
[0069]對于基于來自自動聚焦照相機的自動聚焦信號調整顯示的虛擬圖像的可能方式，描繪了方法700。圖7是圖示包括所述方法的主要元素的功能框圖，然而，要理解，所述步驟可以以不同順序出現(xiàn)并且可以添加或者減掉各種步驟。
[0070]方法700可以利用在HMD穿戴者的一只眼睛或者兩只眼睛上具有透視顯示器和/或不透明顯示器的HMD實現(xiàn)。具有透視顯示器的HMD可以被配置成提供現(xiàn)實世界環(huán)境的視圖并且可以顯示覆蓋在現(xiàn)實世界視圖上的虛擬圖像。具有不透明顯示器的實施例可以包括未被配置成提供現(xiàn)實世界環(huán)境的視圖的HMD。此外，HMD104可以為穿戴者的第一眼提供不透明顯示器并且為穿戴者的第二眼提供現(xiàn)實世界環(huán)境的視圖。因此，穿戴者可以利用其第一眼來觀看虛擬圖像并且利用其第二眼來觀看現(xiàn)實世界環(huán)境。
[0071]在方法元素702中，從自動聚焦照相機接收自動聚焦信號。自動聚焦信號可以在自動聚焦照相機聚焦在光學系統(tǒng)200環(huán)境中的目標物體上時生成。自動聚焦機構可以以包括有源和/或無源手段在內的多種方式獲取對目標物體的正確聚焦。有源自動聚焦機構可以包括超聲源或者紅外光源以及相應的探測器。無源自動聚焦機構可以包括相位檢測或者對比度測量算法并且可以額外包括紅外線或者可見光自動聚焦輔助燈。
[0072]方法元素704包括對虛擬圖像的選擇。所選虛擬圖像可以是例如，與目標物體相關的信息文本，或者可以圍繞目標物體的圖形突出顯示?？商鎿Q地，所選虛擬圖像可以不與目標物體相關。例如，HMD的穿戴者可以正在執(zhí)行比如讀取文本的任務并隨后朝視場中的無關的虛擬圖像或者目標物體轉移其注視。
[0073]方法元素706包括基于自動聚焦信號控制光學系統(tǒng)從而使虛擬圖像可以被顯示在與目標物體相關的視距處。例如，虛擬圖像可以被顯示在與到目標物體的距離匹配的視距處。
[0074]隨后可以基于來自自動聚焦照相機的自動聚焦信號(通過控制光路長度調節(jié)器)來調整光路長度，從而使所選虛擬圖像看上去在與目標物體相關的視距處。如先前的實施例中論述的那樣，自動聚焦機構可以直接使用光路長度調節(jié)器224或者可以包括可適當?shù)卣{整虛擬圖像的視距的透鏡或者透鏡組。此外，自動聚焦信號本身可以充當?shù)教幚砥?10的輸入，處理器110可以轉而調整光路長度調節(jié)器112?？商鎿Q地，自動聚焦信號本身可以直接控制光路長度調節(jié)器112。自動聚焦機構可以獨立地和/或在接收到處理器110或者HMD用戶的命令之時提供連續(xù)的或者不連續(xù)的自動聚焦信號。
[0075]自動聚焦機構可以關聯(lián)到照相機432，并且例如，可以被安裝在頭戴式支架409上的中心框架支撐418內的任意位置上。在示例實施例中，自動聚焦機構至少通信地耦合到光路長度調節(jié)器224，從而自動聚焦機構的焦點和景深的改變可以基于自動聚焦信號來發(fā)起對光路202的長度的調整。
[0076]5.非瞬態(tài)計算機可讀介質
[0077]上面描述的以及圖6-7中圖示的功能中的一些或者全部可以由計算設備響應于存儲在非瞬態(tài)計算機可讀介質中的指令的執(zhí)行來執(zhí)行。非瞬態(tài)計算機可讀介質可以是例如，隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、快閃存儲器、高速緩沖存儲器、一個或多個磁編碼盤、一個或多個光編碼盤或者非瞬態(tài)數(shù)據(jù)存儲的任何其它形式。非瞬態(tài)計算機可讀介質還可以分布在可以彼此位置遙遠的多個數(shù)據(jù)存儲元件之間。執(zhí)行存儲的指令的計算設備可以是可穿戴計算設備，比如圖1中圖示的可穿戴計算設備102?？商鎿Q地，執(zhí)行存儲的指令的計算設備可以是另外的計算設備，比如服務器網(wǎng)絡中的服務器。
[0078]非瞬態(tài)計算機可讀介質可以存儲可由處理器110執(zhí)行以執(zhí)行各種功能的指令。例如，在從自動聚焦照相機接收到自動聚焦信號之時，處理器Iio可以被指示來控制光路202的長度以使得在與HMD的穿戴者和/或目標物體相關的視距處顯示虛擬圖像。本領域技術人員將理解，可以合理地包括指示處理器在一視距處顯示虛擬圖像的其它子功能或功能。
[0079]結論
[0080]上面的詳細描述參照附圖描述了公開的系統(tǒng)、設備和方法的各種特征和功能。盡管這里公開了各種方面和實施例，但其它方面和實施例對本領域技術人員來說將是清楚的。這里公開的各種方面和實施例是出于說明的目的，并不意圖進行限制，權利要求指示真實的范圍和精神。
【權利要求】
1.一種頭戴式顯示器(HMD)，包括: 頭戴式支架； 附著于所述頭戴式支架的至少一個光學系統(tǒng)，其中，所述至少一個光學系統(tǒng)包括: a.顯示面板,被配置成生成光圖案； b.圖像形成器，被配置成從所述顯示面板生成的所述光圖案形成虛擬圖像； c.觀察窗，被配置成允許來自所述光學系統(tǒng)的現(xiàn)實世界環(huán)境的外部光進入； d.近端分束器，通過所述近端分束器，所述外部光和所述虛擬圖像沿觀察軸可見； e.遠端分束器，被光學耦合到所述顯示面板和所述近端分束器；以及 f.光路長度調節(jié)器，被配置成調整所述顯示面板和所述圖像形成器之間的光路長度；以及 自動聚焦照相機，被配置成對現(xiàn)實世界環(huán)境成像以獲得自動聚焦信號；以及計算機，其中，所述計算機被配置成基于所述自動聚焦信號來控制所述顯示面板和所述光路長度調節(jié)器。
2.如權利要 求1所述的頭戴式顯示器，其中，所述光路長度調節(jié)器包括音圈致動器。
3.如權利要求1所述的頭戴式顯示器，其中，所述光路長度調節(jié)器包括步進電機致動器。
4.如權利要求1所述的頭戴式顯示器，其中，所述光路長度調節(jié)器包括壓電電機。
5.如權利要求1所述的頭戴式顯示器，其中，所述光路長度調節(jié)器包括微機電系統(tǒng)(MEMS)致動器。
6.如權利要求1所述的頭戴式顯示器，其中，所述光路長度調節(jié)器包括形狀記憶合金。
7.如權利要求1所述的頭戴式顯示器，其中，所述光路長度調節(jié)器包括電熱聚合物致動器。
8.如權利要求1所述的頭戴式顯示器，其中，所述自動聚焦照相機還包括測距儀。
9.如權利要求1所述的頭戴式顯示器，其中，所述自動聚焦照相機還包括無源自動聚焦機構。
10.如權利要求9所述的頭戴式顯示器，其中，所述無源自動聚焦機構被配置成使用相位檢測算法。
11.如權利要求9所述的頭戴式顯示器，其中，所述無源自動聚焦機構被配置成使用對比度測量算法。
12.如權利要求9所述的頭戴式顯示器，其中，所述無源自動聚焦機構被配置成使用紅外線或者可見光自動聚焦協(xié)助燈。
13.如權利要求1所述的頭戴式顯示器，其中，所述自動聚焦照相機還包括有源自動聚焦機構。
14.如權利要求13所述的頭戴式顯示器，其中，所述有源自動聚焦機構被配置成使用超聲源以及探測器。
15.如權利要求13所述的頭戴式顯示器，其中，所述有源自動聚焦機構被配置成使用紅外光源以及探測器。
16.—種方法,包括: 從自動聚焦照相機接收自動聚焦信號，其中，所述自動聚焦信號與光學系統(tǒng)的環(huán)境中的目標物體相關，其中，所述光學系統(tǒng)被配置成顯示由圖像形成器從顯示面板生成的光圖案形成的虛擬圖像； 選擇虛擬圖像；以及 基于所述自動聚焦信號控制所述光學系統(tǒng)，使得在與所述目標物體相關的視距處顯示所選的虛擬圖像。
17.如權利要求16所述的方法，其中，所述光學系統(tǒng)包括不透明顯示器。
18.如權利要求16所述的方法，其中，所述光學系統(tǒng)包括透視顯示器。
19.如權利要求18所述的方法，其中，所述光學系統(tǒng)還包括:觀察窗，被配置成允許來自所述光學系統(tǒng)的環(huán)境的外部光進入。
20.如權利要求19所述的方法，其中，所述光學系統(tǒng)還包括:近端分束器，通過該近端分束器，外部光和虛擬圖像沿觀察軸可見。
21.如權利要求20所述的方法，其中，所述光學系統(tǒng)還包括:光學耦合到所述顯示面板和所述近端分束器的遠端分束器。
22.如權利要求16所述的方法，其中，從自動聚焦照相機接收自動聚焦信號還包括利用測距儀獲得到目標物體的距離。
23.如權利要求16所述的方法，其中，基于所述自動聚焦信號控制所述光學系統(tǒng)還包括調整所述顯示面板和所述圖像形成器之間的光路長度。
24.如權利要求23所述的方法，其中，調整光路長度包括控制光路長度調節(jié)器。
25.如權利要求16所述的方法，其中，所選的虛擬圖像與所述目標物體有關。
26.一種存儲有可由計算設備執(zhí)行以使得所述計算設備執(zhí)行功能的指令的非瞬態(tài)計算機可讀介質，所述功能包括: 從自動聚焦照相機接收自動聚焦信號，其中，所述自動聚焦信號與光學系統(tǒng)的環(huán)境中的目標物體相關，其中，所述光學系統(tǒng)被配置成顯示由圖像形成器從顯示面板生成的光圖案形成的虛擬圖像； 選擇虛擬圖像；以及 基于所述自動聚焦信號控制所述光學系統(tǒng)，使得在與所述目標物體相關的視距處顯示所選的虛擬圖像。
27.如權利要求26所述的非瞬態(tài)計算機可讀介質，其中，所述光學系統(tǒng)包括不透明顯示器。
28.如權利要求26所述的非瞬態(tài)計算機可讀介質，其中，所述光學系統(tǒng)包括透視顯示器。
29.如權利要求26所述的非瞬態(tài)計算機可讀介質，其中，基于所述自動聚焦信號控制所述光學系統(tǒng)還包括調整所述顯示面板和所述圖像形成器之間的光路長度。
30.如權利要求29所述的非瞬態(tài)計算機可讀介質，其中，調整光路長度包括控制光路長度調節(jié)器。
【文檔編號】G02B27/02GK103917913SQ201280054669
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年9月19日 優(yōu)先權日:2011年10月5日
【發(fā)明者】H.S.拉弗爾, A.王, X.苗 申請人:谷歌公司