使用聲光控制裝置的光投影儀的制作方法
背景技術(shù)：
現(xiàn)代計(jì)算和顯示技術(shù)促進(jìn)了所謂的“虛擬現(xiàn)實(shí)”或“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”體驗(yàn)的系統(tǒng)的發(fā)展，其中將數(shù)字再現(xiàn)的圖像或其部分呈現(xiàn)給用戶并且可以被感知為真實(shí)的。虛擬現(xiàn)實(shí)(“vr”)場景通常涉及數(shù)字或虛擬圖像信息的呈現(xiàn)，而對其它實(shí)際的真實(shí)世界視覺輸入不透明。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(“ar”)場景通常涉及將數(shù)字或虛擬圖像信息呈現(xiàn)為對用戶周圍的實(shí)際世界的可視化的增強(qiáng)。例如，參考圖1，描繪了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景100，其中ar技術(shù)裝置的用戶看到以在背景中的人、樹、建筑物以及實(shí)體平臺104為特征的現(xiàn)實(shí)世界公園式的設(shè)置102。除了這些項(xiàng)目之外，ar技術(shù)的用戶也感知到，他/她“看到”站在現(xiàn)實(shí)世界平臺104上的機(jī)器人雕像106，以及正在飛行的卡通式虛擬角色，即使這些元素(106，108)在現(xiàn)實(shí)世界中不存在。事實(shí)證明，人類視覺感知系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，并且產(chǎn)生促進(jìn)虛擬圖像元素在其它虛擬或現(xiàn)實(shí)世界圖像元素中的舒適的、感覺自然的、豐富的呈現(xiàn)的vr或ar技術(shù)具有挑戰(zhàn)性。
參考圖2，已經(jīng)開發(fā)了立體可穿戴眼鏡200式配置，其通常具有兩個(gè)顯示器(例如，202，204)，該兩個(gè)顯示器被配置為顯示具有稍微不同的元素呈現(xiàn)的圖像，使得人類視覺系統(tǒng)感知到三維透視。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種配置由于聚散和調(diào)節(jié)(vergenceandaccommodation)之間的不匹配令很多用戶不舒服，必須克服該不匹配以在三維中感知圖像。實(shí)際上，一些用戶不能容忍立體配置。
參考圖3，描繪了人眼300的簡化截面圖，其具有角膜302、虹膜304、晶狀體(lens)或“晶狀體(crystallinelens)”306、鞏膜308、脈絡(luò)膜層310、黃斑312、視網(wǎng)膜314和通向大腦的視神經(jīng)通路316。黃斑是視網(wǎng)膜的中心，用于觀察適度的細(xì)節(jié)。在黃斑的中心是“小窩”，用于觀察最細(xì)微的細(xì)節(jié)。小窩包含比視網(wǎng)膜的任何其它部分更多的感光體(每視覺度約120個(gè)視錐)。
人類視覺系統(tǒng)不是被動(dòng)傳感器類型的系統(tǒng)。它被配置為主動(dòng)掃描環(huán)境。以某種類似于使用平板掃描儀掃描圖像或者使用手指從紙上讀取盲文的方式，眼睛的感光體響應(yīng)于刺激的變化而激發(fā)，而不是持續(xù)地響應(yīng)刺激的恒定狀態(tài)。實(shí)際上，采用用于麻痹眼睛肌肉的諸如眼鏡蛇毒的物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明，如果在他/她的眼睛是睜開的情況下定位，在眼睛的毒液誘導(dǎo)麻痹的下觀看靜態(tài)場景，則人類受試者將會(huì)經(jīng)歷失明。換句話說，在沒有刺激變化的情況下，感光體不對大腦提供輸入，并且經(jīng)歷失明。據(jù)信，至少有一個(gè)原因是正常人的眼睛已經(jīng)被觀察到在所謂的“微跳動(dòng)”中的一側(cè)到另一側(cè)的運(yùn)動(dòng)中來回移動(dòng)、或者抖動(dòng)。如上所述，視網(wǎng)膜的小窩包含最大密度的感光體，并且即使人類通常認(rèn)為他們具有在整個(gè)視野中具有高分辨率可視化能力，但是他們通常實(shí)際上只有小的高分辨率中心，他們正在四處大量機(jī)械掃掠，伴隨由小窩最近捕獲的高分辨率信息的持久記憶。以某種類似的方式，眼睛的焦距控制機(jī)制(睫狀肌以如下方式可操作地耦合到晶狀體，其中睫狀肌松弛導(dǎo)致緊繃的睫狀體肌結(jié)締纖維將晶狀體變平，用于更遠(yuǎn)的焦距；睫狀肌收縮導(dǎo)致睫狀肌結(jié)締纖維放松，其允許晶狀體呈現(xiàn)更圓的幾何形狀，用于更近焦距)以大約1/4至1/2的屈光度來回抖動(dòng)，以在目標(biāo)焦距的近端和遠(yuǎn)端周期性地誘導(dǎo)少量的所謂“屈光模糊”。這被大腦的適應(yīng)控制回路用作周期性的負(fù)反饋，其有助于不斷校正過程并且保持注視對象的視網(wǎng)膜圖像近視聚焦。
大腦的可視化中心同樣根據(jù)眼睛和其組件相對于彼此的運(yùn)動(dòng)來獲得有價(jià)值的感知信息。兩只眼睛相對于彼此的聚散運(yùn)動(dòng)(即，瞳孔朝向或遠(yuǎn)離彼此的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，以匯聚眼睛視線來注視到對象上)與眼睛的晶狀體的聚焦(或“調(diào)節(jié)”)緊密相關(guān)。在正常情況下，為了聚焦在不同距離處的對象而改變眼睛的晶狀體的焦點(diǎn)，或者調(diào)節(jié)眼睛，將在已知的“調(diào)節(jié)-聚散反射”關(guān)系下自動(dòng)地引起對相同距離的聚散的匹配變化。同樣，在正常情況下，聚散的變化將引起調(diào)節(jié)的匹配變化。已知與該反射相背的操作(如大多數(shù)傳統(tǒng)的立體ar或vr配置所做的那樣)將在用戶中產(chǎn)生眼疲勞、頭痛、或其它形式的不適。
容納眼睛的頭部的運(yùn)動(dòng)也對對象的可視化具有重要的影響。人類移動(dòng)他們的頭部來使他們周圍的世界可視化。他們通常處于相對于感興趣的對象重定位以及重定向頭部的相當(dāng)固定的狀態(tài)。此外，當(dāng)大多數(shù)人的眼睛注視需要移動(dòng)離中心超過20度時(shí)，他們喜歡移動(dòng)他們的頭部以聚焦特定的對象(即，人們通常不喜歡“從眼睛的角部”看東西)。人類相對于聲音也通常掃描或移動(dòng)他們的頭部-以提高聲音信號的捕獲并利用與頭部相關(guān)聯(lián)的耳朵的幾何形狀。人類視覺系統(tǒng)從所謂的“頭部運(yùn)動(dòng)視差”獲得強(qiáng)大的深度線索，“頭部運(yùn)動(dòng)視差”與不同距離處的對象的相對運(yùn)動(dòng)有關(guān)作為頭部運(yùn)動(dòng)和眼睛聚散距離的函數(shù)(即，如果一個(gè)人從一側(cè)到另一側(cè)移動(dòng)他的頭部并保持注視對象，則更遠(yuǎn)離那個(gè)對象的物品將在與頭部相同的方向上移動(dòng)；在那個(gè)對象前方的物品將與頭部運(yùn)動(dòng)相反地移動(dòng)。這些對于物體在相對于人的環(huán)境中在空間上位于哪里是十分顯著的線索-或許與立體視覺一樣強(qiáng)力)。當(dāng)然，頭部運(yùn)動(dòng)也用于環(huán)視對象。
此外，頭部和眼睛的運(yùn)動(dòng)與“前庭眼球反射”協(xié)調(diào)，“前庭眼球反射”在頭部轉(zhuǎn)動(dòng)期間穩(wěn)定相對于視網(wǎng)膜的圖像信息，因此保持對象圖像信息近似居中在視網(wǎng)膜上。響應(yīng)于頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，眼睛在相反的方向上反射地并成比例地轉(zhuǎn)動(dòng)以保持對對象的穩(wěn)定注視。這種補(bǔ)償關(guān)系的結(jié)果是，許多人可以在前后搖頭時(shí)讀書(有趣的是，如果書以相同的速度前后搖動(dòng)而頭部近似靜止時(shí)，則通常不是同樣的情況-該人不太可能能夠閱讀移動(dòng)的書；前庭眼球反射是頭部和眼睛運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)中的一種，通常不發(fā)展于手部的運(yùn)動(dòng))。該范例對于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)很重要，因?yàn)橛脩舻念^部運(yùn)動(dòng)可相對直接地與眼睛的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，并且系統(tǒng)將優(yōu)選地易于通過這種關(guān)系來工作。
實(shí)際上，考慮到這些各種關(guān)系，當(dāng)放置數(shù)字內(nèi)容時(shí)(例如，用于增強(qiáng)房間的真實(shí)世界視野而呈現(xiàn)的諸如虛擬枝形吊燈對象的3-d內(nèi)容，或者用于增強(qiáng)房間的真實(shí)世界視野而呈現(xiàn)的諸如平面的/平的虛擬油畫對象的2-d內(nèi)容)，可做出設(shè)計(jì)選擇以控制對象的行為。例如，2d油畫對象可以頭部為中心，在這種情況下對象圍繞著用戶的頭部移動(dòng)(例如在
因此，當(dāng)將虛擬內(nèi)容放置到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)世界中時(shí)，必須考慮如何呈現(xiàn)內(nèi)容。例如，在以世界為中心的方案中，虛擬對象停留在在現(xiàn)實(shí)世界中的位置，使得用戶可以圍繞它移動(dòng)他/她的頭部，以從不同的視點(diǎn)觀看對象。
在此描述的系統(tǒng)和技術(shù)被配置為與典型人類的視覺配置一起工作以解決這些挑戰(zhàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在一些實(shí)施例中，用于投射光的方法可以使用聲光深度開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，所述聲光深度開關(guān)使用沿著基板產(chǎn)生的表面聲波來將圖像光引導(dǎo)到不同的區(qū)域。表面聲波可以使用換能器在基板上生成。不同頻率的表面聲波可以將圖像光引導(dǎo)到不同物理位置處的不同光學(xué)元件上。光學(xué)元件可以被配置為在與觀看者不同的距離處顯示圖像中的對象。在一些實(shí)施例中，ar系統(tǒng)用戶可佩戴耦合到位于用戶眼睛前面的顯示系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)。揚(yáng)聲器可以耦合到框架并且定位成與用戶的耳道相鄰(在一個(gè)實(shí)施例中，另一個(gè)揚(yáng)聲器可以被定位成與用戶的另一個(gè)耳道相鄰以提供立體聲/可塑形聲音控制)。根據(jù)一些實(shí)施例，顯示器諸如通過有線引線或無線連接可操作地耦合到本地處理和數(shù)據(jù)模塊，該本地處理和數(shù)據(jù)模塊可以以各種配置來安裝，諸如固定地附接到框架。在附加的實(shí)施例中，本地處理和數(shù)據(jù)模塊可以固定地附接到頭盔或帽子、嵌入在耳機(jī)中、以背包式的配置可拆卸地附接到用戶的軀干，或者以皮帶耦合式的配置可拆卸地附接到用戶的臀部。本地處理和數(shù)據(jù)模塊可以包括低功率處理器或控制器，以及諸如閃速存儲(chǔ)器的數(shù)字存儲(chǔ)器，它們二者都可以用于協(xié)助以下數(shù)據(jù)的處理、緩存和存儲(chǔ)，該數(shù)據(jù)：(a)從可以可操作地耦合到框架的傳感器捕獲，該傳感器諸如是圖像捕獲裝置(諸如相機(jī))、麥克風(fēng)、慣性測量單元、加速度計(jì)、指南針、gps單元、無線電設(shè)備和/或陀螺儀；和/或(b)使用遠(yuǎn)程處理模塊和/或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫獲取和/或處理，可能在這樣的處理或檢索之后傳遞顯示器。
本地處理和數(shù)據(jù)模塊可以諸如經(jīng)由有線或無線通信鏈路可操作地耦合到遠(yuǎn)程處理模塊和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫，使得這些遠(yuǎn)程模塊可操作地彼此耦合，并且作為資源可用于本地處理和數(shù)據(jù)模塊。在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)程處理模塊可以包括被配置為分析和處理數(shù)據(jù)和/或圖像信息的一個(gè)或多個(gè)相對強(qiáng)大的處理器或控制器。在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫可以包括相對較大規(guī)模的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)施，其可以通過因特網(wǎng)或“云”資源配置中的其它網(wǎng)絡(luò)配置而可獲得。在一些實(shí)施例中，在本地處理和數(shù)據(jù)模塊中存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)并且執(zhí)行所有計(jì)算，允許來自任何遠(yuǎn)程模塊的完全自主使用。
在一些實(shí)施例中，虛擬現(xiàn)實(shí)(vr)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(ar)系統(tǒng)使用堆疊的波導(dǎo)組件(“edge”)。edge系統(tǒng)可以包括具有存儲(chǔ)器、cpu和gpu以及用于圖像生成和處理的其它電路的圖像生成處理器。圖像生成處理器可以采用用于呈現(xiàn)給ar系統(tǒng)用戶的所需的虛擬內(nèi)容進(jìn)行編程。應(yīng)當(dāng)理解，在一些實(shí)施例中，圖像生成處理器可以容納在可穿戴ar系統(tǒng)中。在其它實(shí)施例中，圖像生成處理器和其它電路可以容納在耦合到可穿戴光學(xué)器件的帶束包中或其它配置中。由圖像生成處理器生成的虛擬內(nèi)容或信息可以被發(fā)送到顯示電路。顯示電路可以包括接口電路，該接口電路可以與圖像生成處理器通信，并且可以進(jìn)一步與諸如芯片、溫度傳感器、壓電驅(qū)動(dòng)器/換能器、紅色激光器、藍(lán)色激光器和綠色激光器的電路交互；以及組合激光器的光纖組合器。盡管激光器這里作為光生成器的示例被討論，但是其它類型的光生成器(例如，dlp、lcd、led)同樣可以在顯示電路中實(shí)現(xiàn)。顯示電路可以與諸如光纖掃描裝置(fsd)的顯示器或投影裝置交互。通常，fsd是具有被快速振動(dòng)以產(chǎn)生各種圖案來遞送圖像的一個(gè)或多個(gè)光纖的顯示裝置。雖然所討論的實(shí)施例使用fsd作為顯示裝置，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，本領(lǐng)域中已知的其它顯示裝置(例如dlp、oled、lcd、lcos)可以被類似地實(shí)現(xiàn)。
在一些實(shí)施例中，vr/ar系統(tǒng)然后可以使用耦合光學(xué)器件將來自fsd的光引導(dǎo)到衍射光學(xué)元件(doe)組件(例如，衍射光學(xué)元件)。根據(jù)一些實(shí)施例，耦合光學(xué)器件可以指可以用于將光聚焦到doe組件中的不同深度平面的多個(gè)透鏡。簡而言之，根據(jù)一些實(shí)施例，doe組件可以是由一個(gè)或多個(gè)堆疊的具有衍射光柵的平面波導(dǎo)組成的設(shè)備，所述衍射光柵使(1)沿著波導(dǎo)的跨度偏轉(zhuǎn)圖像光，(2)允許圖像光以模擬自然現(xiàn)實(shí)世界衍射效應(yīng)的角度離開波導(dǎo)。每個(gè)doe層可以被定制成特定的聚焦深度，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的。
在現(xiàn)實(shí)世界中，光隨著其行進(jìn)而衍射或擴(kuò)散。因此，從遙遠(yuǎn)的對象(諸如月亮)反射的光比從更近的對象(諸如距離觀看者5米的人)反射的光擴(kuò)散更多。如上所述，人類視覺系統(tǒng)以至少兩種方式來處理來自遠(yuǎn)處和近處對象的光：(1)通過視線調(diào)節(jié)(例如聚散運(yùn)動(dòng))以及(2)通過聚焦。例如，當(dāng)觀看在現(xiàn)實(shí)世界中的月亮?xí)r，眼睛通過會(huì)聚每一只眼睛的視線以交叉到月亮所在的位置來調(diào)節(jié)。除了調(diào)節(jié)視線之外，每只眼睛都必須將其晶狀體系統(tǒng)聚焦以解決光線的擴(kuò)散。在一些實(shí)施例中，doe組件通過在不同的深度平面中顯示近處和遠(yuǎn)處的對象而與人類調(diào)節(jié)聚散反射相協(xié)調(diào)。例如，可以將平面圖像(例如，人、樹、地面和月亮)分解成三個(gè)深度平面dp1、dp2、dp3，以形成深度合成圖像。旨在最接近的對象(人)被顯示在深度平面1(dp1)中，該深度平面1已被調(diào)整為模擬從1米遠(yuǎn)的對象擴(kuò)散的光。中間對象(樹和地面)被顯示在深度平面2(dp2)中，該深度平面2已經(jīng)被調(diào)整為模擬從5米遠(yuǎn)的對象擴(kuò)散的光。最后，最遠(yuǎn)的對象(月亮)被顯示在深度平面3(dp3)中，該深度平面3已被調(diào)整為模擬從384,400,000米遠(yuǎn)的對象擴(kuò)散的光。(384,400,000米是從地球到月亮的近似距離。然而，對于超過一定距離的對象，通常將諸如透鏡系統(tǒng)的成像系統(tǒng)簡單地調(diào)節(jié)為光學(xué)無限遠(yuǎn)，從而將入射光線近似為幾乎平行的光線)。以這種方式，當(dāng)注視不同深度平面中的對象時(shí)，深度合成圖像的觀看者必須調(diào)節(jié)他/她的聚焦和視線會(huì)聚，并且不會(huì)發(fā)生頭痛或不適。
在一些實(shí)施例中，圖像生成處理器可以被實(shí)現(xiàn)為將平面圖像“分解成”多個(gè)深度平面中的多個(gè)對象的裝置。在其它實(shí)施例中，圖像序列被存儲(chǔ)為單獨(dú)的深度平面特定圖像序列，并且圖像處理生成器將預(yù)處理的深度平面圖像序列發(fā)送到準(zhǔn)備顯示的顯示電路。在一些實(shí)施例中，doe可以在它們主動(dòng)衍射的“開”狀態(tài)和它們不顯著衍射的“關(guān)”狀態(tài)之間切換。例如，可切換的doe可以包括聚合物分散液晶層，其中微滴在主介質(zhì)中包含衍射圖案，并且可以將微滴的折射率切換成基本上匹配主材料的折射率(在該情況下，圖案不會(huì)明顯地衍射入射光)，或者微滴可以被切換到與主介質(zhì)的折射率不匹配的折射率(在該情況下，圖案主動(dòng)地衍射入射光)。為了節(jié)省資源，諸如電池功率，在一些實(shí)施例中，當(dāng)觀看者正在注視深度平面中的對象時(shí)，可以優(yōu)選僅顯示特定深度平面的圖像信息。例如，如果圖像僅由月亮組成，則可以打開dp3，而其它深度平面dp1和dp2關(guān)閉。可選地，所有三個(gè)深度平面可以被打開并用于以順序的方式顯示對象。例如，fsd可以快速連續(xù)地在dp1、dp2、dp3上的投影圖像之間快速切換。因?yàn)槿祟愐曈X系統(tǒng)只能檢測到高至一定頻率(例如30hz)的移動(dòng)/變化，所以觀看者將不會(huì)感覺到fsd在平面之間切換，而是將感覺到平滑的多深度平面合成圖像流。
另外，根據(jù)一些實(shí)施例，系統(tǒng)同樣可以包括眼睛跟蹤子系統(tǒng)。在該情況下，眼睛跟蹤子系統(tǒng)可以監(jiān)視觀看者的眼睛(例如通過監(jiān)視眼睛的會(huì)聚角度)，以確定觀看者是否正在注視遠(yuǎn)的對象或近的對象。例如，如果系統(tǒng)檢測到觀看者正在注視月亮，則可以打開dp3，并且關(guān)閉和/或減弱dp1和dp2。堆疊配置可以使用動(dòng)態(tài)doe(而不是靜態(tài)波導(dǎo)和透鏡)來同時(shí)提供多平面聚焦。例如，通過三個(gè)同時(shí)的焦平面，可以向用戶呈現(xiàn)主焦平面(例如，基于測量的眼睛調(diào)節(jié))，并且可以利用+余量和-余量(一個(gè)焦平面更近，另一個(gè)更遠(yuǎn))以提供大的焦距范圍，在該大的焦距范圍內(nèi)，在平面需要更新之前用戶可以調(diào)節(jié)。如果用戶切換到更近或更遠(yuǎn)的焦點(diǎn)(例如通過調(diào)節(jié)測量所確定的)，則該增加的焦距范圍可以提供時(shí)間優(yōu)勢。然后，新的焦平面可以作為中間聚焦深度，其中+余量和-余量再次準(zhǔn)備好快速切換到任一個(gè)，同時(shí)系統(tǒng)趕上。
在一些實(shí)施例中，可以實(shí)現(xiàn)ar/vr系統(tǒng)，用于在大的視場內(nèi)快速顯示多個(gè)深度平面中的圖像。在那里，除了聲光深度開關(guān)(ads)之外，架構(gòu)類似于架構(gòu)。ads可以被耦合以接收來自fsd的光，并將光聚焦到處于不同深度處的不同doe層上。ads可以包括邏輯模塊和聲光(ao)調(diào)制器。來自fsd的光輸入進(jìn)入ads單元并且可以以多個(gè)角度偏轉(zhuǎn)(例如衍射、折射)到doe組件中。每個(gè)doe層或衍射元件對應(yīng)于深度平面(例如dp1、dp2、dp3)。例如，doe層可以對應(yīng)于dp1，并且顯示在距離觀看者1米的感知距離處的人。類似地，doe層可以對應(yīng)于dp2，并且顯示在距離觀看者5米的感知距離處的植根于地面中的樹。最后，doe層可以對應(yīng)于dp3，并且顯示在384,400,000米遠(yuǎn)的感知距離處(或在光學(xué)無限遠(yuǎn)處)的月亮。在一些實(shí)施例中，每個(gè)doe層實(shí)現(xiàn)內(nèi)耦合(in-coupling)光柵，以沿著深度平面的跨度偏轉(zhuǎn)從ads接收的圖像光。然后，使用第二組衍射光柵圖像可以朝向觀看者離開doe層。在一些實(shí)施例中，ao調(diào)制器通過耦合光學(xué)器件接收光，沿著波導(dǎo)引導(dǎo)接收的光，使用換能器來引起沿著基板的表面聲波(表面聲波改變基板的折射率)，這導(dǎo)致光以與表面聲波周期成比例的角度離開基板。特別地，輸入光首先通過耦合器(諸如棱鏡)與ao調(diào)制器交互。耦合器將光引導(dǎo)到基板上的波導(dǎo)中。在一些實(shí)施例中，基板包括諸如石英的壓電材料或如本領(lǐng)域已知的其它壓電透明/半透明材料。在一些實(shí)施例中，基板包括同樣是壓電的(即，響應(yīng)于壓力/應(yīng)力生成電)鈮酸鋰薄片。在一些實(shí)施例中，鈮酸鋰基板可以通過施加高電壓(例如30伏特)來用作電光開關(guān)，以改變材料的折射率并在期望的方向上折射光。然而，通常不期望在人臉附近運(yùn)行高電壓。此外，使用諸如30伏鈮酸鋰開關(guān)的高電壓開關(guān)在電池功率通常受限的可穿戴計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)中不實(shí)用?？商娲?，在一些實(shí)施例中，代替使用基板作為電光開關(guān)，ao調(diào)制器使用基板作為聲光開關(guān)。例如，換能器可以被提供有非常低的電壓，其使得基板來回?fù)u擺以產(chǎn)生沿著基板表面的波(例如“表面聲波”)。表面聲波可以具有與由換能器產(chǎn)生的波的頻率成比例的特定定義的周期(例如，峰-峰距離)。也就是說，例如，如果換能器接收到60hzac，則表面聲波的周期近似匹配60hz(不考慮，例如材料本身中的能量損失，例如滯后)。同樣，如果將rf頻率功率提供給換能器，則表面聲波將近似匹配rf頻率。因此，通過改變換能器的頻率，可以控制和/或調(diào)諧感應(yīng)表面波的周期。通常，在一些實(shí)施例中，邏輯模塊可以管理ao調(diào)制器以產(chǎn)生所需的頻率。例如，邏輯模塊可以接收數(shù)據(jù)流，使換能器能夠以一個(gè)序列改變頻率以將光引導(dǎo)到doe組件層。在其它實(shí)施例中，其它部件(諸如圖像處理生成器)管理ao調(diào)制器以產(chǎn)生頻率序列。表面聲波可以改變基板的折射率，并且同樣可以作為一種衍射光柵。最初，波導(dǎo)和基板具有兩個(gè)不同的折射率，使得在波導(dǎo)內(nèi)部的光發(fā)生全內(nèi)反射。某些基板(諸如鈮酸鋰)具有響應(yīng)于電能或物理/機(jī)械能(例如應(yīng)力)而變化的折射率。因此，通過將不同的表面聲波施加到鈮酸鋰基板上，可以改變折射率，以便打破在波導(dǎo)內(nèi)發(fā)生的全內(nèi)反射，并且從而允許波導(dǎo)內(nèi)部的光逸出。
此外，給定波長的光偏轉(zhuǎn)出光柵的角度可以與光的波長成比例。在一些實(shí)施例中，表面聲波用作衍射光柵，該衍射光柵以與光柵寬度(例如，對于表面聲波，從峰到峰的距離)成比例的角度將圖像光衍射出波導(dǎo)/基板界面。以這種方式，行進(jìn)通過波導(dǎo)的輸入光可以通過折射(由基板的折射率的變化引起)和衍射(由引起與波周期成比例的衍射光柵效應(yīng)的表面聲波引起)來偏轉(zhuǎn)。組合的效應(yīng)可用于將輸入光引導(dǎo)到多個(gè)內(nèi)耦合光柵目標(biāo)上，諸如內(nèi)耦合光柵。另外，可以通過簡單地將不同的信號(例如，不同的頻率)施加到換能器來調(diào)節(jié)光可從一個(gè)目標(biāo)偏轉(zhuǎn)到下一個(gè)目標(biāo)的速度。以該方式，聲光深度開關(guān)可以在大的fov內(nèi)獲得非常高的切換速度。
在一些實(shí)施例中，可以實(shí)現(xiàn)作為掃描器和開關(guān)的聲光裝置，而不需要fsd和/或耦合光學(xué)器件。在操作中，來自顯示電路的圖像信號被直接輸入到aos中。然后，aos可以使用如以上所描述的那些的聲光方法來調(diào)制光和將光偏轉(zhuǎn)到不同的深度平面上。來自顯示電路的輸入光/圖像光可以首先與耦合器交互，該耦合器可以是光學(xué)耦合器，諸如棱鏡。耦合器將光引導(dǎo)到波導(dǎo)中，該波導(dǎo)使用全內(nèi)反射來引導(dǎo)基板上的光。ao調(diào)制器可以包括兩個(gè)換能器。垂直換能器產(chǎn)生垂直表面聲波，該垂直表面聲波使光以不同的角度朝向doe組件偏轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施例中，水平換能器可以正交于垂直換能器對準(zhǔn)。水平換能器可以被實(shí)現(xiàn)以產(chǎn)生水平表面聲波。類似于垂直地(相對于ao調(diào)制器)偏轉(zhuǎn)輸入光的垂直表面聲波，水平表面聲波同樣可以使用諸如布拉格衍射的機(jī)制來偏轉(zhuǎn)波導(dǎo)中的光，但是是水平地偏轉(zhuǎn)。因此，如所實(shí)現(xiàn)的，ao調(diào)制器可以在水平和垂直方向上控制輸入光。例如，在dp2中，待顯示的圖像是植根于地面的樹。為了引導(dǎo)光束以水平地掃描圖像，水平換能器可以通過控制頻率和由此光的水平偏轉(zhuǎn)來調(diào)制水平表面聲波。同樣，為了垂直掃描圖像，垂直換能器可以通過控制頻率和由此光的垂直偏轉(zhuǎn)來調(diào)制垂直表面聲波。
在一些實(shí)施例中，示出的聲光掃描器可以使用在混合aos單元中的水平ao調(diào)制器和垂直ao調(diào)制器。水平ao調(diào)制器可以包括耦合器、基板、波導(dǎo)和水平換能器(例如，水平換能器)，該水平換能器可以用于產(chǎn)生水平偏轉(zhuǎn)或偏移的光。然后可以將水平偏轉(zhuǎn)的光輸入到垂直ao調(diào)制器中。垂直ao調(diào)制器可以包括耦合器、基板、波導(dǎo)和垂直換能器(例如，垂直換能器)，該垂直換能器產(chǎn)生垂直偏轉(zhuǎn)光的垂直表面聲波。因此，代替一個(gè)組合的垂直/水平ao調(diào)制器，兩個(gè)調(diào)制器是單獨(dú)的單元，并且每一個(gè)調(diào)制器可以具有它們自己的基板、耦合器和波導(dǎo)，但是帶有正交換能器。垂直/豎直調(diào)制器的構(gòu)造類似于ao調(diào)制器。也就是說，它能夠在向上/向下方向(相對于調(diào)制器)上偏轉(zhuǎn)光。當(dāng)垂直輸入光被輸入豎直調(diào)制器時(shí)，它在垂直方向上偏轉(zhuǎn)以掃描圖像，諸如在垂直方向上的圖像輸出。正交ao調(diào)制器可以旋轉(zhuǎn)90度，使得其與豎直調(diào)制器正交。以該方式，正交ao調(diào)制器偏轉(zhuǎn)水平輸入光以在水平方向上掃描圖像，而不使用布拉格衍射。雖然這里討論的正交調(diào)制器作為示例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識到，可以類似地實(shí)現(xiàn)以不同角度對準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)ao調(diào)制器以實(shí)現(xiàn)全圖像掃描。例如，在三個(gè)ao調(diào)制器實(shí)施方式中，第一ao調(diào)制器可以以0度對準(zhǔn)，并且將光輸入到以45度(相對于第一ao調(diào)制器)取向的第二ao調(diào)制器中，第二ao調(diào)制器可以將光輸入到以90度(相對于第一ao調(diào)制器)取向的第三ao調(diào)制器中。以該方式，一個(gè)或多個(gè)中間調(diào)制器可以緩慢減少地改變角度，而不是在一個(gè)步驟中從0到90度。
在一些實(shí)施例中，可優(yōu)選的是具有一個(gè)基板，但是利用其兩個(gè)正交表面。例如，基板的頂面可以實(shí)現(xiàn)第一耦合器、波導(dǎo)和換能器。而基板的側(cè)面上，實(shí)現(xiàn)第二耦合器、波導(dǎo)和換能器。在操作中，該實(shí)施例的功能類似于豎直和正交調(diào)制器，但不需要第二基板和/或ao調(diào)制器單元。
在一些實(shí)施例中，混合fsd/aos模塊，aos部件可以與fsd互補(bǔ)使用。在該方法中，fsd以一定分辨率生成待顯示的圖像，該圖像從fsd輸入。例如，參考圖像輸出，fsd通常具有有限的分辨率，并且可以沿著一定間隔的漩渦輸出光。在該方法中，混合fsd/aos部件具有帶有水平和垂直調(diào)制器的ao調(diào)制器，其可以更精細(xì)地生成fsd不能作為目標(biāo)或無法達(dá)到的圖像點(diǎn)。根據(jù)一些實(shí)施例，“主要”圖像點(diǎn)可以首先由fsd生成(例如沿著fsd漩渦的點(diǎn))，而輔助/補(bǔ)充圖像點(diǎn)然后由ao調(diào)制器生成，以便“填充”超出fsd的分辨率的點(diǎn)。
用于使用聲光深度開關(guān)投射光的方式的方法可以如下實(shí)現(xiàn)。首先，諸如激光器、led或lcd的圖像生成器生成包括一系列圖像的圖像光。該系列圖像可以是圖像的視頻序列，其中該系列中的每一個(gè)圖像描繪不同距離處的對象。例如，該系列的第一部分可以包括對觀看者(例如，佩戴虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)耳機(jī)的觀看者)關(guān)閉的第一深度平面中的所有對象。類似地，該系列的其它部分可以包括不同距離處的對象。在示例性實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)了六個(gè)深度平面，每一個(gè)深度平面對應(yīng)于距觀看者的六個(gè)距離。在一些實(shí)施例中，六個(gè)深度平面中的第一深度平面對應(yīng)于三米或更近的距離，并且第六深度平面對應(yīng)于光學(xué)無限遠(yuǎn)或另外非常大的距離。然后，由光生成器生成的圖像光被輸入到在一個(gè)角度內(nèi)致動(dòng)的fsd中。根據(jù)一些實(shí)施例，fsd用于將光投射到聲光深度開關(guān)耦合光學(xué)器件上。耦合光學(xué)器件(諸如棱鏡)可以沿著基板將圖像光引導(dǎo)到波導(dǎo)上。聲光深度開關(guān)內(nèi)的換能器可以以不同的頻率振動(dòng)，以在基板的表面上生成表面聲波。如上所述，不同頻率的表面聲波以不同的角度偏轉(zhuǎn)圖像光。然后，換能器可以從邏輯模塊接收指令，該邏輯模塊指示換能器產(chǎn)生不同頻率的saw以將圖像光偏轉(zhuǎn)到不同光學(xué)元件上，諸如衍射光學(xué)元件。
使用聲光深度開關(guān)來以不同頻率偏轉(zhuǎn)光的投射光的方法可以如下實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，圖像光可以是到對于不同深度平面的光的部分中的序列。例如，第一前導(dǎo)部分可以包括待顯示為最接近觀看者的對象。第二部分可以包括待顯示的在距觀看者的中間距離處的對象。第三部分可以包括待顯示的距觀看者最遠(yuǎn)的距離處的對象。在該方法中，邏輯模塊可以引導(dǎo)換能器以交替的方式產(chǎn)生不同頻率的saw，以首先使用第一頻率將第一部分偏轉(zhuǎn)到第一光學(xué)元件，然后使用第二頻率將第二部分偏轉(zhuǎn)到第二光學(xué)元件，并且然后使用第三頻率將第三部分偏轉(zhuǎn)到第三光學(xué)元件。盡管這里僅討論三個(gè)深度平面和頻率作為示例，但是同樣可以實(shí)現(xiàn)其它數(shù)量的深度平面(例如，六個(gè))和相應(yīng)的頻率。
使用正交取向的換能器在正交方向上投射光的方法可以如下實(shí)現(xiàn)。首先，可以使用水平換能器生成水平saw。水平saw可以使用布拉格衍射沿水平方向?qū)⒐馄D(zhuǎn)或掃掠到光學(xué)元件上。接下來，可以使用垂直換能器來生成垂直saw。垂直saw可以使用折射和衍射沿著垂直方向?qū)⒐馄D(zhuǎn)或掃掠到光學(xué)元件上。雖然在上述方法中討論了具體的步驟排序，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，同樣可以實(shí)現(xiàn)不同的排序。
下面在具體實(shí)施方式、附圖和權(quán)利要求中描述一些實(shí)施例的方面、目的和優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。前面一般描述和以下詳細(xì)描述都是示例性和解釋性的，并不意圖限制為實(shí)施例的范圍。
附圖說明
附圖示出了本發(fā)明的一些實(shí)施例的設(shè)計(jì)和實(shí)用性。應(yīng)當(dāng)注意，附圖未按比例繪制，并且在整個(gè)附圖中，相似結(jié)構(gòu)或功能的元件由相同的附圖標(biāo)記表示。為了更好地了解如何獲得本發(fā)明的各種實(shí)施例的上述和其它優(yōu)點(diǎn)和目的，將通過參考如在附圖中所示的其具體實(shí)施例對以上簡要描述的本發(fā)明的更詳細(xì)的描述進(jìn)行說明。應(yīng)當(dāng)理解，這些附圖僅描繪了本發(fā)明的典型實(shí)施例，且因此不被認(rèn)為是對其范圍的限制，將通過使用附圖采用附加特征和細(xì)節(jié)來描述和解釋本發(fā)明，在附圖中：
圖1示出了根據(jù)一些實(shí)施例的示例的虛擬或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境。
圖2示出了根據(jù)一些實(shí)施例的虛擬或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)耳機(jī)。
圖3示出了人眼的組成部分。
圖4示出了根據(jù)一些實(shí)施例的虛擬或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)耳機(jī)和顯示模塊。
圖5示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于使用光纖掃描裝置的虛擬或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)耳機(jī)和顯示模塊的架構(gòu)。
圖6示出了根據(jù)一些實(shí)施例的作為平面圖像的虛擬或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的示例。
圖7示出了根據(jù)一些實(shí)施例分割成不同深度平面的圖6的虛擬或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的示例。
圖8示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于使用光纖掃描裝置和聲光深度開關(guān)的虛擬或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)耳機(jī)和顯示模塊的架構(gòu)。
圖9示出了根據(jù)一些實(shí)施例的聲光深度開關(guān)和衍射光學(xué)組件的內(nèi)部架構(gòu)。
圖10示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于使用直接耦合到包括光生成器的顯示電路的聲光深度開關(guān)的虛擬或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)耳機(jī)和顯示模塊的架構(gòu)。
圖11示出了根據(jù)一些實(shí)施例的具有水平和垂直換能器的衍射光學(xué)組件和聲光深度開關(guān)的內(nèi)部架構(gòu)。
圖12示出了根據(jù)一些實(shí)施例的衍射光學(xué)組件和耦合到垂直取向的聲光深度開關(guān)的水平取向的聲光深度開關(guān)的內(nèi)部架構(gòu)。
圖13示出了根據(jù)一些實(shí)施例的衍射光學(xué)組件和與垂直取向的聲光深度開關(guān)平行的水平取向的聲光深度開關(guān)的內(nèi)部架構(gòu)。
圖14示出了根據(jù)一些實(shí)施例的衍射光學(xué)組件和混合光纖掃描和聲光深度開關(guān)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖15示出了根據(jù)一些實(shí)施例的衍射光學(xué)組件和覆蓋光纖掃描裝置不能到達(dá)的分辨率的聲光深度開關(guān)的內(nèi)部架構(gòu)。
圖16a-c示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于使用聲光深度開關(guān)來投射光的方法的流程圖。
圖17示出了示例的系統(tǒng)架構(gòu)。
具體實(shí)施方式
各種實(shí)施例涉及用于聲光控制裝置的方法、系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)在具體實(shí)施方式、附圖和權(quán)利要求中描述。
現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)描述方法、系統(tǒng)和制品的各種實(shí)施例，這些附圖被提供為說明性示例，以便使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`各種實(shí)施例。值得注意的是，下面的附圖和示例并不意味著限制本發(fā)明的范圍。在本發(fā)明的某些元件可以使用已知的部件(或方法或過程)部分或完全實(shí)現(xiàn)的情況下，將僅描述理解本發(fā)明所必需的這些已知部件(或方法或過程)的那些部分，并且將省略對這些已知部件(或方法或過程)的其它部分的詳細(xì)描述，以便不使本發(fā)明變得模糊。此外，本發(fā)明包括在此通過說明的方式提及的部件的現(xiàn)在和未來已知的等同物。
圖4示出了可以實(shí)現(xiàn)聲光控制裝置的示例系統(tǒng)和操作環(huán)境。如圖4所示，ar系統(tǒng)用戶400被描繪為佩戴耦合到位于用戶眼睛前方的顯示系統(tǒng)402的框架404結(jié)構(gòu)。揚(yáng)聲器406在描繪的配置中被耦合到框架404并且定位成與用戶的耳道相鄰(在一個(gè)實(shí)施例中，未示出的另一揚(yáng)聲器被定位成與用戶的另一個(gè)耳道相鄰以提供立體聲/可塑形聲音控制)。根據(jù)一些實(shí)施例，顯示器402諸如通過有線引線或無線連接可操作地耦合408到本地處理和數(shù)據(jù)模塊410，該本地處理和數(shù)據(jù)模塊410可以以各種配置來安裝，諸如固定地附接到框架404。在附加的實(shí)施例中，本地處理和數(shù)據(jù)模塊410可以固定地附接到頭盔或帽子、嵌入在耳機(jī)中、以背包式配置可拆卸地附接到用戶的軀干、或以皮帶耦合式配置可拆卸地附接到用戶的臀部(未示出)。
本地處理和數(shù)據(jù)模塊410可以包括低功耗處理器或控制器以及諸如閃速存儲(chǔ)器的數(shù)字存儲(chǔ)器，它們二者都可以用于協(xié)助以下數(shù)據(jù)的處理、緩存和存儲(chǔ)，該數(shù)據(jù)：(a)從可以可操作地耦合到框架404的傳感器捕獲，該傳感器諸如是圖像捕獲裝置(諸如相機(jī))、麥克風(fēng)、慣性測量單元、加速度計(jì)、指南針、gps單元、無線電設(shè)備和/或陀螺儀；和/或(b)使用遠(yuǎn)程處理模塊412和/或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫414獲取和/或處理，可能在這樣的處理或檢索之后傳遞到顯示器402。
本地處理和數(shù)據(jù)模塊410可以諸如經(jīng)由有線或無線通信鏈路可操作地耦合(416，418)到遠(yuǎn)程處理模塊412和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫414，使得這些遠(yuǎn)程模塊(412，414)可操作地彼此耦合，并且作為資源可用于本地處理和數(shù)據(jù)模塊410。在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)程處理模塊412可以包括一個(gè)或多個(gè)相對強(qiáng)大的處理器或控制器，其被配置為分析和處理數(shù)據(jù)和/或圖像信息。在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫414可以包括相對較大規(guī)模的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)施，其可以通過因特網(wǎng)或“云”資源配置中的其它網(wǎng)絡(luò)配置而可獲得。在一些實(shí)施例中，在本地處理和數(shù)據(jù)模塊中存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)并且執(zhí)行所有計(jì)算，允許來自任何遠(yuǎn)程模塊的完全自主使用。
圖5示出了根據(jù)一些實(shí)施例的使用堆疊波導(dǎo)組件(“edge”)的示例ar系統(tǒng)。edge系統(tǒng)500通常包括具有存儲(chǔ)器512、cpu516和gpu514以及用于圖像生成和處理的其它電路的圖像生成處理器502。圖像生成處理器502可以采用用于呈現(xiàn)給ar系統(tǒng)用戶的所需的虛擬內(nèi)容進(jìn)行編程。應(yīng)當(dāng)理解，在一些實(shí)施例中，圖像生成處理器502可以容納在可穿戴ar系統(tǒng)中。在其它實(shí)施例中，圖像生成處理器和其它電路可以容納在耦合到可穿戴光學(xué)器件的帶束包中或其它配置中。
由圖像生成處理器502生成的虛擬內(nèi)容或信息可以被發(fā)送到顯示電路510。顯示電路510可以包括接口電路532，該接口電路532可以與圖像生成處理器502通信，并且可以進(jìn)一步與諸如芯片534、溫度傳感器536、壓電驅(qū)動(dòng)器/換能器538、紅色激光器540、藍(lán)色激光器542和綠色激光器544的電路交互；以及組合激光器(未示出)的光纖組合器。盡管激光器在這里作為光生成器的示例被示出，但是其它類型的光生成器(例如，dlp、lcd、led)同樣可以在顯示電路510中實(shí)現(xiàn)。
顯示電路510可以與諸如光纖掃描裝置(fsd)520的顯示器或投影裝置交互。通常，fsd520是具有被快速振動(dòng)以產(chǎn)生各種圖案來遞送圖像的一個(gè)或多個(gè)光纖的顯示裝置。雖然所示實(shí)施例使用fsd作為顯示裝置，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，本領(lǐng)域中已知的其它顯示裝置(例如dlp、oled、lcd、lcos)可以被類似地實(shí)現(xiàn)。
然后，ar系統(tǒng)可以使用耦合光學(xué)器件522將來自fsd的光引導(dǎo)到衍射光學(xué)元件(doe)組件530(例如，衍射光學(xué)元件)。根據(jù)一些實(shí)施例，耦合光學(xué)器件522可以指可以用于將光聚焦到doe組件中的不同深度平面的多個(gè)透鏡。簡而言之，根據(jù)一些實(shí)施例，doe組件530是由一個(gè)或多個(gè)堆疊的帶有衍射光柵的平面波導(dǎo)組成的設(shè)備，所述衍射光柵使(1)沿著波導(dǎo)的跨度偏轉(zhuǎn)圖像光，(2)允許圖像光以模擬自然現(xiàn)實(shí)世界衍射效應(yīng)的角度離開波導(dǎo)。每個(gè)doe層可以被定制成特定的聚焦深度，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的。
圖6示出了在相同深度平面中示出的具有不同距離的對象的場景的說明性示例。在那里，平面圖像600示出了人602、植根于地面606中的樹604以及天空中的月亮608。在現(xiàn)實(shí)世界中，光會(huì)隨著其行進(jìn)而衍射或擴(kuò)散。因此，從遙遠(yuǎn)對象(諸如月亮608)反射的光已經(jīng)比從更近的對象(諸如人602)反射的光擴(kuò)散更多。如上所述，人類視覺系統(tǒng)以至少兩種方式來處理來自遠(yuǎn)處和近處對象的光：(1)通過視線調(diào)節(jié)(例如聚散運(yùn)動(dòng))和(2)通過聚焦。例如，當(dāng)觀看在現(xiàn)實(shí)世界中的月亮?xí)r，眼睛通過會(huì)聚每一只眼睛的視線以交叉到月亮所在的位置來調(diào)節(jié)。同樣，如果一個(gè)人注視他/她自己的鼻尖，眼睛就會(huì)再次調(diào)節(jié)會(huì)聚每一只眼睛的視線以交叉鼻尖所在的位置，并且受試人會(huì)向外出現(xiàn)“對視眼”。
除了調(diào)節(jié)視線之外，每一只眼睛必須將其晶狀體系統(tǒng)聚焦以解決光的擴(kuò)散。例如，如果來自月亮的光未被聚焦，則從遙遠(yuǎn)的月亮608反射的光可能會(huì)比從人602反射的光顯得更“模糊”。因此，為了觀看月亮，每一只眼睛通過平坦化其晶狀體來聚焦晶狀體，以折射月光越來越少，其最終將使月亮成為焦點(diǎn)。同樣，為了觀察人，每一只眼睛通過使晶狀體更加圓來聚焦其晶狀體，以便越來越多地折射入射光，直到人聚焦。如上所述，調(diào)節(jié)每一只眼睛的視線和聚焦自動(dòng)地一起發(fā)生，并且被稱為“調(diào)節(jié)-聚散反射”。
具有傳統(tǒng)/遺留的立體ar或vr配置的問題是它們違背調(diào)節(jié)聚散反射。例如，參考圖6中的平面圖像600，如果傳統(tǒng)/遺留的立體ar或vr系統(tǒng)以不同的感知距離顯示月亮608、樹604和人602(例如，人顯現(xiàn)得更近，而月亮顯現(xiàn)得更遠(yuǎn))，但是全部合焦，則注視月亮或人時(shí)眼睛不需要重新聚焦。這導(dǎo)致違背調(diào)節(jié)聚散反射的不匹配。如所提到的，這些種類的遺傳方法已知會(huì)在用戶中產(chǎn)生眼睛疲勞、頭痛或其它形式的不適。
相比之下，doe組件530(在圖5中)通過在不同的深度平面中顯示近處和遠(yuǎn)處的對象而與人類的調(diào)節(jié)聚散反射相協(xié)調(diào)。例如，圖7示出了分解成三個(gè)深度平面dp1、dp2、dp3以形成深度合成圖像710的相同的平面圖像600(例如，人、樹、地面和月亮)。旨在最近的對象(人620)顯示在深度平面1(dp1)中，該深度平面1已被調(diào)整為模擬從1米遠(yuǎn)的對象擴(kuò)散的光。中間對象(樹604和地面606)被顯示在深度平面2(dp2)中，該深度平面2已被調(diào)整為模擬從5米遠(yuǎn)的對象擴(kuò)散的光。最后，最遠(yuǎn)的對象(月亮608)被顯示在深度平面3(dp3)中，該深度平面3已被調(diào)整為模擬從384,400,000米遠(yuǎn)的對象擴(kuò)散的光。(384,400,000米是從地球到月亮的距離。然而，對于超過一定距離的對象，通常將諸如透鏡系統(tǒng)的成像系統(tǒng)簡單地調(diào)節(jié)為光學(xué)無限遠(yuǎn)，從而將入射光線近似為幾乎平行的光線)。以該方式，當(dāng)注視不同深度平面中的對象時(shí)，深度合成圖像710的觀看者必須調(diào)節(jié)他/她的聚焦和視線會(huì)聚，并且不會(huì)發(fā)生頭痛或不適。
再次參考圖5，根據(jù)一些實(shí)施例，圖像生成處理器502可以被實(shí)現(xiàn)為將平面圖像“分解成”多個(gè)深度平面中的多個(gè)對象的裝置。在其它實(shí)施例中，圖像序列被存儲(chǔ)為單獨(dú)的深度平面特定圖像序列，并且圖像處理生成器將預(yù)處理的深度平面圖像序列發(fā)送到準(zhǔn)備顯示的顯示電路。
在一些實(shí)施例中，doe可以在它們主動(dòng)衍射的“開”狀態(tài)和它們不顯著衍射的“關(guān)”狀態(tài)之間切換。例如，可切換的doe可以包括聚合物分散液晶層，其中微滴在主介質(zhì)中包含衍射圖案，并且可以將微滴的折射率切換成基本上匹配主材料的折射率(在該情況下，圖案不會(huì)明顯地衍射入射光)，或者微滴可以被切換到與主介質(zhì)的折射率不匹配的折射率(在該情況下，圖案主動(dòng)地衍射入射光)。
為了節(jié)省資源，諸如電池功率，在一些實(shí)施例中，當(dāng)觀看者正在注視深度平面中的對象時(shí)，可以優(yōu)選僅顯示特定深度平面的圖像信息。例如，參考圖7，如果圖像僅由月亮608組成，則可以打開dp3，而其它深度平面dp1和dp2關(guān)閉。可選地，所有三個(gè)深度平面可以被打開并用于以順序的方式顯示對象。例如，fsd520可以快速連續(xù)地在dp1、dp2、dp3上的投影圖像之間快速切換。因?yàn)槿祟愐曈X系統(tǒng)只能檢測到高至一定頻率(例如30hz)的移動(dòng)/變化，所以觀看者將不會(huì)感覺到fsd520在平面之間切換，而是將感覺到平滑的多深度平面合成圖像流。
另外，根據(jù)一些實(shí)施例，系統(tǒng)同樣可以包括眼睛跟蹤子系統(tǒng)550(圖5)。在該情況下，眼睛跟蹤子系統(tǒng)可以監(jiān)視觀看者的眼睛(例如通過監(jiān)視眼睛的會(huì)聚角度)，以確定觀看者是否正在注視遠(yuǎn)的對象或近的對象。例如，如果系統(tǒng)檢測到觀看者正在注視月亮，則可以打開dp3，并且關(guān)閉和/或減弱dp1和dp2。
堆疊配置可以使用動(dòng)態(tài)doe(而不是靜態(tài)波導(dǎo)和透鏡)來同時(shí)提供多平面聚焦。例如，通過三個(gè)同時(shí)的焦平面，可以向用戶呈現(xiàn)主焦平面(例如，基于測量的眼睛調(diào)節(jié))，并且可以利用+余量和-余量(一個(gè)焦平面更近，另一個(gè)更遠(yuǎn))以提供大的焦距范圍，在該大的焦距范圍內(nèi)，在平面需要更新之前用戶可以調(diào)節(jié)。如果用戶切換到更近或更遠(yuǎn)的焦點(diǎn)(例如，如通過調(diào)節(jié)測量所確定的)，則該增加的焦距范圍可以提供時(shí)間優(yōu)勢。然后，新的焦平面可以作為中間聚焦深度，其中+余量和-余量再次準(zhǔn)備好快速切換到任一個(gè)，同時(shí)系統(tǒng)趕上。
然而，該場景假設(shè)fsd能夠足夠快地操作以快速地生成要注入到多個(gè)doe中的不同圖像/圖像的部分。如所解釋的，fsd通常通過在給定的角度內(nèi)來回掃掠(raster)而工作。該角度表示顯示的圖像的視場(fov)。在具有六個(gè)深度平面(例如dp1，dp2....dp6)的系統(tǒng)中，fsd必須能夠以無縫的方式每幀在深度平面之間切換六次。例如，如果每秒幀數(shù)(fps)為60(在許多視頻流實(shí)施方式中是典型的)，則對于每幀，fsd必須每幀切換六次。另外，在每個(gè)深度平面中，可以有兩個(gè)目標(biāo)區(qū)域，一個(gè)用于綠色光，而另一個(gè)用于紅色和藍(lán)色光。因此，每幀可以存在fsd必須能夠切換到的12個(gè)目標(biāo)。因此，對于60fps和12個(gè)目標(biāo)，fsd必須能夠每秒切換約714次以掃掠無縫的圖像/視頻序列。因?yàn)閒sd是通過一個(gè)角度致動(dòng)光纖以掃掠圖像的物理/機(jī)械裝置，所以隨著每秒幀數(shù)或者深度平面的數(shù)量增加，足夠快地在更大的角度內(nèi)致動(dòng)變得越來越困難。
另外，假設(shè)fsd520可以足夠快地掃掠和切換，耦合光學(xué)器件522(其將從fsd接收的光以幾乎正交的角度引導(dǎo)到doe組件中)應(yīng)當(dāng)能夠匹配fsd的速度和fov要求。目前的方法，諸如使用透鏡將fsd光聚焦到每個(gè)深度平面上，至少相對于fov要求是受到限制的。理想情況下，為了逼真的模擬，需要120度的fov來模擬自然現(xiàn)實(shí)世界的視覺。然而，諸如使用可變焦透鏡系統(tǒng)、lc快門和/或光柵系統(tǒng)的當(dāng)前耦合光學(xué)方法不能產(chǎn)生120度的fov，并且不能足夠快地在深度平面之間切換以產(chǎn)生無縫的視覺顯示。
另外，即使這種方法可以在所需的fov上足夠快地切換，機(jī)械地致動(dòng)諸如透鏡系統(tǒng)的fsd和耦合光學(xué)器件也能夠耗盡功率和資源。因此，需要一種在大視場內(nèi)快速顯示多個(gè)深度平面中的圖像的方法。
圖8示出了用于在大視場內(nèi)快速顯示多個(gè)深度平面中的圖像的方法。在那里，架構(gòu)800類似于圖5所示的架構(gòu)，例外的是能夠在大的fov(諸如120度)內(nèi)匹配和/或超過fsd速度的聲光深度開關(guān)(ads)802。如圖8的示例實(shí)施例所示，ads802被耦合以接收來自fsd520的光，并將光聚焦到處于不同深度處的不同doe層。
圖9示出了根據(jù)一些實(shí)施例的顯示ads和doe組件的方面的內(nèi)部架構(gòu)900。在那里，ads802包括邏輯模塊950和聲光(ao)調(diào)制器952。在所示實(shí)施例中，來自fsd520的光輸入902進(jìn)入ads802單元并且以多個(gè)角度被偏轉(zhuǎn)(例如衍射、折射)到doe組件530中。每個(gè)doe層或衍射元件(例如，530a、530b、530c)對應(yīng)于深度平面(例如dp1、dp2、dp3)。例如，doe層530a可以對應(yīng)于dp1，并且顯示在距離觀看者1米的感知距離處的人620(圖7)。類似地，doe層530b可以對應(yīng)于dp2，并且顯示在距離觀看者5米的感知距離處的植根在地面606中的樹604。最后，doe層530c可以對應(yīng)于dp3，并且顯示在384,400,000米遠(yuǎn)的感知距離處(或者在光學(xué)無限遠(yuǎn)處)的月亮608。
在一些實(shí)施例中，每個(gè)doe層實(shí)現(xiàn)內(nèi)耦合光柵960，以沿著深度平面的跨度偏轉(zhuǎn)從ads802接收的圖像光。然后，使用第二組衍射光柵(未示出)圖像可以朝向觀看者914離開doe層。
在一些實(shí)施例中，ao調(diào)制器通過耦合光學(xué)器件接收光，沿著波導(dǎo)引導(dǎo)接收的光，使用換能器引起沿著基板的表面聲波(表面聲波改變基板的折射率)，這導(dǎo)致光以與表面聲波周期成比例的角度離開基板。特別地，如圖9所示，輸入光902首先通過耦合器904(諸如棱鏡)與ao調(diào)制器952交互。耦合器904將光引導(dǎo)到基板912上的波導(dǎo)906中。在一些實(shí)施例中，基板包括諸如石英的壓電材料或本領(lǐng)域已知的其它壓電透明/半透明材料。在一些實(shí)施例中，基板包括也是壓電的(即，響應(yīng)于壓力/應(yīng)力生成電)鈮酸鋰薄片。
在一些實(shí)施例中，鈮酸鋰基板可以通過施加高電壓(例如30伏)來用作電光開關(guān)，以改變材料的折射率并在期望的方向上折射光。然而，通常不希望在人臉附近運(yùn)行高電壓。此外，使用諸如30伏鈮酸鋰開關(guān)的高電壓開關(guān)在電池功率通常受限的可穿戴計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)中不實(shí)用。
可替代地，如圖9所示，代替使用基板作為電光開關(guān)，ao調(diào)制器使用基板912作為聲光開關(guān)。例如，換能器908可以被提供有非常低的電壓，其使得基板來回?fù)u擺以產(chǎn)生沿著基板的表面的波(例如“表面聲波”)。表面聲波可以具有與由換能器產(chǎn)生的波的頻率成比例的特定定義的周期(例如，峰-峰距離)。也就是說，例如，如果換能器908接收60hzac，則表面聲波的周期近似匹配60hz(不考慮例如在材料本身中的能量損失，例如滯后)。同樣，如果將rf頻率功率提供給換能器，則表面聲波將近似匹配rf頻率。因此，通過改變換能器的頻率，可以控制和/或調(diào)諧感應(yīng)表面波的周期。通常，在一些實(shí)施例中，邏輯模塊950可以管理ao調(diào)制器952以產(chǎn)生所需的頻率。例如，邏輯模塊可以接收數(shù)據(jù)流，使換能器以序列改變頻率以將光引導(dǎo)到doe組件層。在其它實(shí)施例中，其它部件(諸如圖像處理生成器502)管理ao調(diào)制器以產(chǎn)生頻率序列。
如所提及的，表面聲波改變基板的折射率，并且同樣可以作為一種衍射光柵。最初，波導(dǎo)和基板具有兩種不同的折射率，使得在波導(dǎo)內(nèi)部的光發(fā)生全內(nèi)反射。某些基板(諸如鈮酸鋰)具有響應(yīng)于電能或物理/機(jī)械能(例如應(yīng)力)而變化的折射率。因此，通過將不同的表面聲波施加到鈮酸鋰基板上，可以改變折射率，以便打破在波導(dǎo)內(nèi)發(fā)生的全內(nèi)反射，并且從而允許波導(dǎo)內(nèi)部的光逸出。
此外，給定波長的光偏轉(zhuǎn)出光柵的角度與光的波長成比例。例如，在光柵上照射白光可產(chǎn)生與不同波長對應(yīng)的“分解”顏色的彩虹。在一些實(shí)施例中，表面聲波用作衍射光柵，其以與光柵寬度(例如，對于表面聲波，從峰到峰的距離)成比例的角度將圖像光衍射出波導(dǎo)/基板界面(例如，圖9中的912和906之間的界面)。以該方式，行進(jìn)通過波導(dǎo)906的輸入光902可以通過折射(由基板912的折射率的變化引起)和衍射(由引起與波周期成比例的衍射光柵效應(yīng)的表面聲波引起)來偏轉(zhuǎn)。組合的效應(yīng)可以用于將輸入光902引導(dǎo)到多個(gè)內(nèi)耦合光柵目標(biāo)上，諸如內(nèi)耦合光柵906。此外，可以通過簡單地將不同的信號(例如不同的頻率)施加到換能器908來調(diào)節(jié)光可從一個(gè)目標(biāo)偏轉(zhuǎn)到下一個(gè)目標(biāo)的速度。以該方式，聲光深度開關(guān)802可以在大的fov內(nèi)獲得非常高的切換速度。
圖10示出了使用聲光裝置作為掃描器和開關(guān)的方法，而不需要fsd和/或耦合光學(xué)器件。在那里，架構(gòu)1000類似于圖8中所示的架構(gòu)，除了聲光掃描器(aos)1002和缺少fsd520之外。在操作中，來自顯示電路510的圖像信號被直接輸入到aos1002中。然后，aos1002可以使用如以上描述的那些的聲光方法調(diào)制光并將光偏轉(zhuǎn)到不同的深度平面上。
圖11示出了根據(jù)一些實(shí)施例的聲光掃描器(aos)1002和doe組件530的內(nèi)部架構(gòu)1100。如圖所示，來自顯示電路510(圖5)的輸入光/信號902可以首先與耦合器1114交互，該耦合器1114可以是光學(xué)耦合器，諸如棱鏡。耦合器1114將光引導(dǎo)到波導(dǎo)1110中，該波導(dǎo)1110使用全內(nèi)反射來引導(dǎo)基板1108上的光。與上述方法相比，圖11中的ao調(diào)制器1106具有兩個(gè)換能器。垂直換能器1120在上面被討論并且通常產(chǎn)生垂直表面聲波1118，該垂直表面聲波使光以不同的角度朝向doe組件530偏轉(zhuǎn)。
在一些實(shí)施例中，水平換能器1116可以垂直于垂直換能器1120對準(zhǔn)。水平換能器被實(shí)現(xiàn)以產(chǎn)生水平表面聲波1112。類似于垂直地(相對于ao調(diào)制器)偏轉(zhuǎn)輸入光的垂直表面聲波1118，水平表面聲波同樣可以使用諸如布拉格衍射的機(jī)制來偏轉(zhuǎn)波導(dǎo)中的光，但是是水平地偏轉(zhuǎn)。因此，如所實(shí)現(xiàn)的，ao調(diào)制器1106可以在水平和垂直方向上控制輸入光。例如，參考圖像輸出1150，在dp2中，待顯示的圖像是植根于地面的樹。為了引導(dǎo)光束以水平地1152掃描圖像，水平換能器可以通過控制頻率和由此光的水平偏轉(zhuǎn)來調(diào)制水平表面聲波。同樣，為了垂直地1154掃描圖像輸出，垂直換能器1120可以通過控制頻率和由此光的垂直偏轉(zhuǎn)來調(diào)制垂直表面聲波1118。
圖12示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于使用在混合aos單元1202中的水平ao調(diào)制器和垂直ao調(diào)制器偏轉(zhuǎn)光的aos架構(gòu)1200。在那里，水平ao調(diào)制器1204可以包括耦合器、基板、波導(dǎo)和水平換能器(例如，水平換能器1116)，該水平換能器可以用于產(chǎn)生水平偏轉(zhuǎn)或偏移的光1222。然后可以將水平偏轉(zhuǎn)的光輸入垂直ao調(diào)制器1206。垂直ao調(diào)制器可以包括耦合器、基板、波導(dǎo)和垂直換能器(例如，垂直換能器1120)，該垂直換能器產(chǎn)生垂直偏轉(zhuǎn)光1224的垂直表面聲波。因此，代替一個(gè)組合的垂直/水平ao調(diào)制器(例如，圖11中的1106)，兩個(gè)調(diào)制器(1204，1206)是單獨(dú)的單元，并且每個(gè)可以具有它們自己的基板、耦合器和波導(dǎo)，但是帶有正交換能器。
圖13示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于使用混合aos單元1310中的豎直調(diào)制器和正交調(diào)制器偏轉(zhuǎn)光的aos架構(gòu)1300。在那里，豎直調(diào)制器1320被構(gòu)造成類似于如圖9所示的ao調(diào)制器952。也就是說，它能夠在向上/向下方向(相對于調(diào)制器)上偏轉(zhuǎn)光。當(dāng)垂直輸入光1304被輸入豎直調(diào)制器1320時(shí)，它在垂直方向上被偏轉(zhuǎn)以掃描圖像，諸如垂直方向1154上的圖像輸出1150。
正交ao調(diào)制器1322同樣被構(gòu)造成類似于如圖9所示的ao調(diào)制器952。然而，正交ao調(diào)制器可以旋轉(zhuǎn)90度，使得其與豎直調(diào)制器1320正交。以該方式，正交ao調(diào)制器1322將水平輸入光1302偏轉(zhuǎn)以在水平方向1152上掃描圖像，而不使用布拉格衍射。雖然這里示出了正交調(diào)制器作為示例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員認(rèn)識到，可以類似地實(shí)現(xiàn)以不同角度對準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)ao調(diào)制器以實(shí)現(xiàn)全圖像掃描。例如，在三個(gè)ao調(diào)制器實(shí)施方式中，第一ao調(diào)制器可以以0度對準(zhǔn)，并且將光輸入到以45度(相對于第一ao調(diào)制器)取向的第二ao調(diào)制器中，第二ao調(diào)制器可以將光輸入到以90度(相對于第一ao調(diào)制器)取向的第三ao調(diào)制器中。以該方式，一個(gè)或多個(gè)中間調(diào)制器可以緩慢減少地改變角度，而不是在一個(gè)步驟中從0到90度。
在一些實(shí)施例中，優(yōu)選的是具有一個(gè)基板，但是利用其兩個(gè)正交表面。例如，基板的頂面可以實(shí)現(xiàn)第一耦合器、波導(dǎo)和換能器。而在基板的側(cè)面上，實(shí)現(xiàn)第二耦合器、波導(dǎo)和換能器。在操作中，該實(shí)施例的功能類似于圖13中所示的豎直和正交調(diào)制器，但不需要第二基板和/或ao調(diào)制器單元。
圖14示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于實(shí)現(xiàn)混合fsd/aos模塊的架構(gòu)1400。在那里，混合fsd/aos模塊1402在結(jié)構(gòu)上類似于圖8中的fsd520和ads802。然而，在圖14中所示的方法中，aos部件用作互補(bǔ)掃描器/生成器和開關(guān)。圖15示出了根據(jù)該實(shí)施例的aos調(diào)制器1550的內(nèi)部架構(gòu)1500。在該方法中，fsd(例如，fsd520)以一定分辨率生成待顯示的圖像，如在1504處示出的從fsd輸入圖像。例如，參考圖像輸出1530，fsd通常具有有限的分辨率，并且可以沿著以一定間隔的漩渦輸出光。也就是說，圖像輸出1530中的漩渦1510表示fsd可投射光的點(diǎn)。漩渦之間的圓形點(diǎn)1512超出了fsd的分辨率。然而，雖然fsd無法到達(dá)漩渦之間的圓形點(diǎn)，但是ao模塊可以。在該方法中，混合fsd/aos部件具有帶有水平和垂直調(diào)制器的ao調(diào)制器1550，其可以更精細(xì)地生成fsd不能作為目標(biāo)或無法達(dá)到的圖像點(diǎn)。根據(jù)一些實(shí)施例，“主要”圖像點(diǎn)可以首先由fsd生成(例如沿著fsd漩渦1510的點(diǎn))，而輔助/補(bǔ)充圖像點(diǎn)然后由ao調(diào)制器1550生成，以便“填充”超出fsd的分辨率的點(diǎn)。
圖16a示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于使用聲光深度開關(guān)投射光的方法的流程圖1600。在1602處，諸如激光器、led或lcd的圖像生成器生成包括一系列圖像的圖像光。該系列圖像可以是圖像的視頻序列，其中該系列中的每個(gè)圖像描繪不同距離處的對象。例如，該系列的第一部分可以包括靠近觀看者(例如，佩戴虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)耳機(jī)的觀看者)的第一深度平面中的所有對象。類似地，該系列的其它部分可以包括不同距離處的對象。在示例性實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)了六個(gè)深度平面，每個(gè)深度平面對應(yīng)于距觀看者的六個(gè)距離。在一些實(shí)施例中，六個(gè)深度平面中的第一深度平面對應(yīng)于三米或更近的距離，并且第六深度平面對應(yīng)于光學(xué)無限遠(yuǎn)或另外非常大的距離。
在1604處，由光生成器生成的圖像光被輸入到在一角度內(nèi)致動(dòng)的fsd中。根據(jù)一些實(shí)施例，fsd用于將光投射到聲光深度開關(guān)耦合光學(xué)器件上，如1606處所示。耦合光學(xué)器件(諸如棱鏡)可以沿著基板將圖像光引導(dǎo)到波導(dǎo)上。聲光深度開關(guān)內(nèi)的換能器可以以不同的頻率振動(dòng)，以在基板的表面上生成表面聲波。如上所述，不同頻率的表面聲波以不同的角度偏轉(zhuǎn)圖像光。
在1608處，換能器可以從邏輯模塊接收的指令，該邏輯模塊指示換能器產(chǎn)生不同頻率的saw，以將圖像光偏轉(zhuǎn)到不同光學(xué)元件上，諸如衍射光學(xué)元件。
圖16b示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于使用聲光深度開關(guān)來以不同頻率偏轉(zhuǎn)光的流程圖1609。在一些實(shí)施例中，圖像光可以是到對于不同深度平面的光的部分中的序列。例如，第一前導(dǎo)部分可以包括待顯示為最接近觀看者的對象。第二部分可以包括待顯示的在距觀看者的中間距離處的對象。第三部分可以包括待顯示的距觀看者最遠(yuǎn)距離處的對象。邏輯模塊可以引導(dǎo)換能器以交替方式產(chǎn)生不同頻率的saw，以如在1610處所示的使用第一頻率將第一部分偏轉(zhuǎn)到第一光學(xué)元件，如在1612處所示的使用第二頻率將第二部分偏轉(zhuǎn)到第二光學(xué)元件，并且如在1613處所示的使用第三頻率將第三部分偏轉(zhuǎn)到第三光學(xué)元件。盡管在此僅討論三個(gè)深度平面和頻率作為示例，但是同樣可以實(shí)現(xiàn)其它數(shù)量的深度平面(例如，六個(gè))和相應(yīng)的頻率。
圖16c示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于使用正交取向的換能器在正交方向上投射光的方法的流程圖1614。在1616處，使用水平換能器生成水平saw。水平saw可以使用布拉格衍射沿水平方向?qū)⒐馄D(zhuǎn)或掃掠到光學(xué)元件上。在1618處，使用垂直換能器生成垂直saw。垂直saw可以使用折射和衍射沿著垂直方向?qū)⒐馄D(zhuǎn)或掃掠到光學(xué)元件上。
圖17是根據(jù)一些實(shí)施例的適用于實(shí)現(xiàn)光投影儀和邏輯模塊方面的說明性計(jì)算系統(tǒng)1700的框圖。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1700包括用于傳送信息的總線1706或其它通信機(jī)制，其將諸如處理器1707、系統(tǒng)存儲(chǔ)器1708(例如，ram)、靜態(tài)存儲(chǔ)裝置1709(例如，rom)、磁盤驅(qū)動(dòng)器1710(例如，磁的或光的)、通信接口1714(例如，調(diào)制解調(diào)器或以太網(wǎng)卡)、顯示器1711(例如，crt或lcd)、輸入裝置1712(例如，鍵盤)和光標(biāo)控制器的子系統(tǒng)和裝置互連。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1700通過處理器1707執(zhí)行系統(tǒng)存儲(chǔ)器1708中包含的一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)序列來執(zhí)行特定操作。這些指令可以從另一計(jì)算機(jī)可讀/可用介質(zhì)(諸如靜態(tài)存儲(chǔ)裝置1709或磁盤驅(qū)動(dòng)器1710)讀取到系統(tǒng)存儲(chǔ)器1708中。在替代實(shí)施例中，可以使用硬連線電路代替軟件指令或與軟件指令組合來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不限于硬件電路和/或軟件的任何特定組合。在一個(gè)實(shí)施例中，術(shù)語“邏輯”應(yīng)當(dāng)指用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的全部或部分的軟件或硬件的任何組合。
可以使用術(shù)語暫時(shí)性實(shí)施例、硬連線電路來代替涉及向處理器1707提供指令以供執(zhí)行的任何介質(zhì)。這種介質(zhì)可以采取許多形式，包括但不限于非易失性介質(zhì)和易失性介質(zhì)。非易失性介質(zhì)包括例如光盤或磁盤，諸如磁盤驅(qū)動(dòng)器1710。易失性介質(zhì)包括動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，諸如系統(tǒng)存儲(chǔ)器1708。根據(jù)一些實(shí)施例，數(shù)據(jù)庫1732可以使用數(shù)據(jù)接口1733”在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)1731上訪問。
計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的常見形式包括例如軟盤、柔性盤、硬盤、磁帶、任何其它磁介質(zhì)、cd-rom、任何其它光學(xué)介質(zhì)、打孔卡、紙帶、具有孔的任何其它物理介質(zhì)、ram、prom、eprom、flash-eprom、任何其它存儲(chǔ)器芯片或盒式芯片，或計(jì)算機(jī)可從中讀取的任何其它介質(zhì)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，實(shí)施本發(fā)明的指令序列的執(zhí)行由單個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1700執(zhí)行。根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，通過通信鏈路1715耦合的兩個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1700(例如，lan、ptsn或無線網(wǎng)絡(luò))可以彼此協(xié)調(diào)地執(zhí)行實(shí)施本發(fā)明所需的指令序列。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1700可以通過通信鏈路1715和通信接口1714來發(fā)送和接收消息、數(shù)據(jù)和指令，包括程序，即應(yīng)用代碼。接收的程序代碼可以在被接收時(shí)由處理器1707執(zhí)行，和/或存儲(chǔ)在磁盤驅(qū)動(dòng)器1710中或其它非易失性存儲(chǔ)器中，以供稍后執(zhí)行。
在前面的說明書中，已經(jīng)參照本發(fā)明的具體實(shí)施例描述了本發(fā)明。然而，明顯的是，在不脫離本發(fā)明的更廣泛的精神和范圍的情況下，可以對其進(jìn)行各種修改和改變。例如，參考處理動(dòng)作的特定順序來描述上述處理流程。然而，可以改變許多描述的處理動(dòng)作的排序，而不會(huì)影響本發(fā)明的范圍或操作。因此，說明書和附圖被認(rèn)為是說明性的而不是限制性的。
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