編譯/VR陀螺

頭戴式顯示設(shè)備可以使用戶體驗到沉浸式虛擬現(xiàn)實場景。這種技術(shù)可以以眼鏡、護(hù)目鏡、頭顯、遮陽板或其他類型的頭戴式顯示器（HMD）設(shè)備等形式被納入設(shè)備中。為了使HMD設(shè)備在任何時長內(nèi)佩戴都是舒適的，頭戴式顯示器應(yīng)該相對靠近用戶的面部（例如眼睛），并且重量應(yīng)該較輕。

圖源：微軟

現(xiàn)有的配置傾向于采用一個產(chǎn)生圖像的圖像發(fā)生器和一個位于圖像發(fā)生器和用戶眼睛之間的光學(xué)組件。光學(xué)組件的目的是提供圖像供用戶的眼睛接收。換句話說，光學(xué)組件的目的是創(chuàng)建一個具有特定視場（FoV）、分辨率和/或眼框的圖像。現(xiàn)有的光學(xué)組件傾向于使用單一的傳統(tǒng)折射光學(xué)元件，如單一的透鏡來形成視窗，這就需要沉重而大的透鏡。這是影響設(shè)備重量主要因素。這樣的配置效率低下，因為所產(chǎn)生的大部分光線并不能到達(dá)視窗。

該微軟專利可以通過采用多個光學(xué)元件來解決這些問題，利用光學(xué)元件協(xié)同工作以提供特定的光學(xué)功能，同時滿足更輕、且制造成本更低等優(yōu)點。

圖源：微軟

圖1A和1B展示了可以實現(xiàn)本概念的HMD設(shè)備100的案例。HMD設(shè)備100可以包括一個外殼102。外殼可以定義為一個向內(nèi)的側(cè)面104和一個向外的側(cè)面106。外殼102還可以定位一個光學(xué)引擎108和一個光學(xué)組件110。光學(xué)組件可以包括第一子組件112和第二子組件114。

光學(xué)引擎108可以產(chǎn)生代表圖像的光射線。光引擎108可以是能夠發(fā)光的任何種類的裝置，例如來自一個或多個獨立可控元件115，（發(fā)光二極管、激光二極管和/或有機(jī)發(fā)光二極管（OLEDS）等）。獨立可控元件115可以根據(jù)一個或多個參數(shù)值，例如功率水平，被驅(qū)動以產(chǎn)生相應(yīng)光強(qiáng)度、顏色等的光線116。

簡而言之，第一子組件112可以定位在靠近光學(xué)引擎108的位置（例如，在與光學(xué)引擎的光接收關(guān)系中），并且主要配置為聚焦來自光學(xué)引擎的光線116。第二子組件114可以定位在光學(xué)引擎的遠(yuǎn)處（例如，在第一子組件的另一側(cè)）。第二子組件114可以被配置為接收來自第一子組件112的光線，并將至少一些光線向視窗117聚攏，以便在視窗中為用戶118形成圖像。

用戶118可以佩戴HMD設(shè)備100。例如，外殼102的向內(nèi)側(cè)104可以被配置為朝向和/或靠著用戶的頭部119定位（例如，由用戶的頭部接合），以便光學(xué)引擎108和光學(xué)組件110與用戶的眼睛120物理對齊。在其他實施方案中，光學(xué)引擎可以被安置在用戶視野的一側(cè)，并將光線輸送到光學(xué)組件，以便輸送到眼睛。請注意，雖然圖1B的剖視圖顯示的是一只眼睛，但另一個光學(xué)引擎108和另一個光學(xué)組件110可以相對于另一只眼睛定位，以創(chuàng)造立體效果。

從另一個角度看，光學(xué)引擎108可以產(chǎn)生對應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)的光射線。然后，光射線被光學(xué)組件110聚焦和準(zhǔn)直，以在對應(yīng)于用戶眼睛的眼框117上“繪制”圖像。眼框可以被定義為用戶眼睛可能所處的瞳孔位置和注視方向的范圍。由于HMD設(shè)備的用戶的頭部尺寸和瞳孔間距離具有可變性，以及由于很難確切知道用戶的目光可能指向何處，HMD設(shè)備通常針對相當(dāng)大的圖像角度和瞳孔位置范圍優(yōu)化生成的圖像，以考慮到用戶眼睛的所有可能位置。然而，本實施方案中的一些方案可以利用關(guān)于眼睛位置、注視方向和/或瞳孔大小的信息來定制眼框的形成。

來源：微軟專利