苹果新AR专利可以让AR头显/AR眼镜在低光条件下工作

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能够在低光条件下工作的头显设备

映维网 2020年10月30日)美国专利商标局日前公布了一份名为“Head-Mounted Display With Low Light Operation”的苹果专利申请。所述发明主要涉及一种能够在低光条件下工作的头显设备。

苹果描述道:所述头戴式显示器包括显示器、耦合到所述显示器的头部支架、以及耦合到所述头部支架的传感器。所述传感器用于在低光下感测环境。所述传感器包括一个或多个用于感测具有红外电磁辐射的环境的红外传感器,或包括用于感测与环境对象距离的深度传感器,或包括用于通过超声波感测环境的超声波传感器。根据一个或多个红外传感器或深度传感器或超声波传感器对环境的感知,控制组件确定图形内容,并且操作显示器以提供与环境感测相应的图形内容。

这家公司指出,人眼在不同的光照条件下具有不同的灵敏度。明视觉是指人类在高光照条件下的视觉,如日光条件。明视觉由眼睛的视锥细胞提供,它们对不同颜色(即波长)的光具有敏感性。

暗视觉是指人类在低光照条件下的视觉,如没有月光的黑夜。暗视觉由眼睛的视杆细胞提供

中视觉是指环境光的水平介于明视觉和暗视觉之间,如有月光的夜晚(例如,有月光)或黄昏。

中视觉由视锥细胞和视杆细胞共同提供。与明视觉相比,暗视觉甚至中视觉可能导致色觉丧失,对不同波长光的敏感度改变,降低锐度,以及更多的运动模糊。在这样的环境下,亦即需要依赖于暗视觉时,人类难以看清周遭环境。

苹果的发明介绍了一种显示系统的实现,包括头戴式显示单元和提供内容的方法。所述系统中的传感器包括一个或多个用于感测具有红外电磁辐射的环境的红外传感器,或包括用于感测与环境对象距离的深度传感器,或包括用于通过超声波感测环境的超声波传感器。

根据一个或多个红外传感器或深度传感器或超声波传感器对环境的感知,控制组件确定图形内容,并且操作显示器以提供与环境感测相应的图形内容。

在一个实施例中,显示系统包括控制组件和头戴式显示单元。所述头戴式显示单元包括用于向佩戴所述头戴式显示单元的用户显示图形内容的显示器,以及用于从所述头戴式显示单元感测环境的传感器。

所述传感器包括红外传感器、深度传感器、超声波传感器和可见光摄像头。在强光条件下,传感器感测环境以获得可以存储的第一传感器数据。

第一传感器数据包括使用可见光摄像头获得的第一可见光传感器数据,以及从一个或多个红外传感器、深度传感器或超声波传感器获得的第一非可见光传感器数据。

在存储第一传感器数据后出现的弱光条件,传感器感测环境以获得当前传感器数据,控制组件根据当前传感器数据和第一可见光传感器数据确定图形内容。

在一个实施例中,一种向显示系统提供图形内容的方法包括感测环境、处理传感器数据、确定图形内容以及输出图形内容。传感包括用传感器感知环境,以在低光条件下获取传感器数据。

所述传感器耦合到所述显示系统的头戴式显示单元。传感器包括红外传感器、深度传感器或超声波传感器。处理包括用控制器处理传感器数据。

所述图形内容包括超声波图形组件、基于使用红外传感器获得的传感器数据的一个或多个红外图形组件、基于使用深度传感器获得的传感器数据的深度图形组件、或根据由红外传感器和深度传感器获得的传感器数据的组合图形组件。

苹果进一步解释称,深度传感器可以以与红外传感器不同的电磁辐射频谱频率范围内工作,从而不会检测到另一个传感器的电磁辐射或对另一个传感器的电磁辐射敏感(如使用适当的滤波器、摄像头图像传感器,和/或合适频率范围内的照明器和投影仪。

在其它示例中,深度传感器可以是RADAR或LIDAR。应当注意的是,可以使用一种或多种类型的深度传感器。例如,包括结构光传感器、飞行时间摄像头、RADAR传感器和/或LIDAR传感器中的一种或多种。

专利图1展示了所述的显示系统(#100)。这个系统包括一个头戴式显示单元(#102),其配置为提供计算机生成现实。

显示系统包括头部支撑件#110、一个或多个内部显示器#120和一个或多个传感器#130。头部支撑件包括机箱#112和连接到机箱的头部接合机制#114。一个或多个显示器和一个或多个传感器耦合到机箱。头部接合机制接合用户头部,以支撑用于向用户眼睛显示图形内容的显示器。

所述一个或多个显示器可以是显示面板(如LCD、LED或OLED),或投影仪(如将光投射到反射器上并反射回用户的眼睛),并且可以进一步考虑包括相关光学元件(如透镜或反射器)。传感器配置为感知环境。

另外,显示系统同时包括控制组件#140和其他电子组件#150。控制组件和其他电子组件可以耦合到头戴式显示单元(如耦合到机箱)。

控制组件控制显示系统的各种操作,如使用传感器感测各种条件并提供显示内容。

其他电子组件可包括电力电子组件(如电池)、通信组件(如用于与其他设备进行无线通信的调制解调器和/或无线电)、和/或其他输出组件(如用于听觉输出的扬声器和用于触觉输出的触觉设备)。

专利图8展示了一种处理传感器数据和确定可以执行的图形内容的过程#800。处理通常包括分别处理红外传感器数据、深度传感器数据、超声波传感器数据和可见光传感器数据的处理操作。所述过程通常还包括用于分别确定红外图形组件、深度图形组件、超声波图形组件和可见光图形组件的图形内容确定操作。例如,可以在低光条件下执行所述过程。

相关专利Head-Mounted Display With Low Light Operation

名为Head-Mounted Display With Low Light Operation的苹果专利申请最初于2020年4月提交,并在日前由美国专利局公布。需要注意的是,这只是一份专利申请,尚不确定苹果是否会或何时会商业化所述的发明技术。

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