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模塊化頭顯設(shè)計(jì)

（映維網(wǎng)Nweon?2023年05月23日）微軟認(rèn)為，XR設(shè)備的一個(gè)缺點(diǎn)是，它們通常是為特定類型的用戶和/或環(huán)境構(gòu)建。例如，特定設(shè)計(jì)可以很輕，從而長時(shí)間穿戴，例如辦公室環(huán)境。又如，特定設(shè)計(jì)可以與防護(hù)頭盔集成，從而支持工廠或建筑環(huán)境。

針對各種用戶環(huán)境的多種設(shè)計(jì)會導(dǎo)致更高的成本以及各種設(shè)計(jì)和制造挑戰(zhàn)，所以在名為“Modular head-mounted device”的專利申請中，這家公司提出了一種模塊化頭顯設(shè)計(jì)。以這種方式，后續(xù)可以根據(jù)特定用戶或特定環(huán)境進(jìn)行輕松配置和定制。

在圖1所示的配置中，模塊化傳感器和顯示模塊100采用模塊化和自包含設(shè)備的形式，并且可以附接到模塊化裝配組件105。但應(yīng)當(dāng)理解，模塊化傳感器和顯示模塊100可以采取不同于圖1中所示的特定配置的各種不同形式。

微軟指出，模塊化裝配組件105可以配置用于各種用戶和環(huán)境。例如，模塊化裝配組件105可以配置為佩戴在用戶頭部。

圖1同時(shí)示出了輔助模塊110。輔助模塊110可以適用于可附接到模塊化裝配組件105。模塊化裝配組件105可以配置為提供各種補(bǔ)充或輔助功能，并且可以增強(qiáng)由模塊化傳感器和顯示模塊100提供的功能。

模塊化傳感器和顯示模塊100可以包括顯示計(jì)算機(jī)生成圖形的一個(gè)或多個(gè)顯示面板（圖1中未示出）。例如，模塊化傳感器和顯示模塊100可以包括用于右眼的右眼顯示面板和用于左眼的左眼顯示面板。右眼顯示面板通常位于用戶的右眼附近，以完全或部分覆蓋右眼的視場，而左眼顯示面板位于用戶的左眼附近，以全部或部分覆蓋左眼的視場。

模塊化傳感器和顯示模塊100可以包括形成傳感器子系統(tǒng)120的各種機(jī)載傳感器。模塊化傳感器和顯示模塊100同時(shí)可以包括用于與其他系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信的收發(fā)器。例如，傳感器子系統(tǒng)120可以包括一個(gè)或多個(gè)面向外部的光學(xué)攝像頭（圖1中未示出）。

傳感器子系統(tǒng)120可以包括各種其他傳感器（圖1中未示出），包括但不限于加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)、環(huán)境理解攝像頭、深度攝像頭、麥克風(fēng)、環(huán)境光傳感器，以及潛在的其他類型的傳感器。

由傳感器獲得的數(shù)據(jù)可用于檢測模塊化傳感器和顯示模塊100的位置、方位和移動。模塊化傳感器和顯示模塊100的位置、定向和移動可用于計(jì)算由模塊化傳感器與顯示模塊100呈現(xiàn)給用戶的XR環(huán)境的視圖。

模塊化傳感器和顯示模塊100的一個(gè)或多個(gè)朝光學(xué)攝像頭可以配置為查看真實(shí)世界環(huán)境并輸出數(shù)字圖像。

模塊化傳感器和顯示模塊100同時(shí)可以包括處理子系統(tǒng)130。處理子系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)處理器設(shè)備。

模塊化傳感器和顯示模塊100同時(shí)可以包括板載數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)140，其包括存儲可由處理子系統(tǒng)130執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的一個(gè)或多個(gè)存儲器設(shè)備，并且可以另外保持其他合適類型的數(shù)據(jù)。

模塊化傳感器和顯示模塊100同時(shí)可以包括通信子系統(tǒng)150。其中，通信子系統(tǒng)支持通過通信網(wǎng)絡(luò)（圖1中未示出）與遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行有線和/或無線通信。

例如，通信子系統(tǒng)150可以配置為從遠(yuǎn)程設(shè)備無線發(fā)送或接收視頻流、音頻流、坐標(biāo)信息、虛擬對象描述和/或其他信息，以在模塊化傳感器和顯示模塊100的集成顯示器呈現(xiàn)虛擬對象和紋理。

在一個(gè)實(shí)施例中，模塊化傳感器和顯示模塊100可以與控制器結(jié)合操作。控制器可以包括板載處理器、存儲系統(tǒng)和通信系統(tǒng)?？刂破魍瑫r(shí)可以包括一個(gè)或多個(gè)輸入控制，例如按鈕和扳機(jī)器等?？刂破骺梢园☉T性測量單元IMU，并提供與控制器的位置和方向變化相關(guān)的輸出。

模塊化傳感器和顯示模塊100可以被配置為使用RF、基于光和其他協(xié)議與其他設(shè)備通信。在其他實(shí)施例中，可選的主機(jī)計(jì)算設(shè)備（未示出）可以與模塊化傳感器和顯示模塊100通信，以從模塊化傳感器及顯示模塊100接收數(shù)據(jù)，處理這樣的數(shù)據(jù)，并向設(shè)備發(fā)送控制信號。

模塊化傳感器和顯示模塊100通常需要信息來確定用戶或設(shè)備相對于周圍環(huán)境的位置。另外，應(yīng)該之宗模塊化傳感器和顯示模塊100的視角。追蹤系統(tǒng)可以識別運(yùn)動并投影與用戶在任何給定時(shí)刻正在觀察的真實(shí)世界環(huán)境相關(guān)的圖形。

可以使用各種位置確定方法，包括參考諸如GPS之類的外部系統(tǒng)的方法，以及內(nèi)部位置估計(jì)方法。

模塊化傳感器和顯示模塊100同時(shí)可以被配置為使用對象識別來識別所捕獲圖像內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目。

輔助模塊110可以包括形成傳感器子系統(tǒng)170的各種機(jī)載傳感器。輔助模塊110同時(shí)可以包括用于與其他系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信的收發(fā)器。另外，模塊化傳感器和顯示模塊100可以包括處理子系統(tǒng)160，而處理子系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)處理器設(shè)備。

輔助模塊110可以包括板載數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)180，其包括存儲可由處理子系統(tǒng)160執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的一個(gè)或多個(gè)存儲器設(shè)備，并且可以另外保存其他合適類型的數(shù)據(jù)。

輔助模塊110還可以包括通信子系統(tǒng)190，以支持通過通信網(wǎng)絡(luò)（圖1中未示出）與模塊化傳感器和顯示模塊100以及其他遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行有線和/或無線通信。

模塊化傳感器和顯示模塊100可以經(jīng)由附接點(diǎn)102附接到模塊化裝配組件105。模塊化傳感器和顯示模塊100可以使用鎖定機(jī)制、磁性附接機(jī)制或用于附接到附接點(diǎn)102的其他合適機(jī)制來附接。

附接點(diǎn)102還可以包括電連接器、光學(xué)連接器或其他連接器，以令模塊化傳感器和顯示模塊100能夠電連接或光學(xué)連接到模塊化裝配組件105。類似的附接機(jī)制可以包括在模塊化裝配組件105中，以允許附接輔助模塊110。

在一個(gè)實(shí)施例中，模塊化裝配組件105可以是柔性帶。另外，盡管附接點(diǎn)102示出為單個(gè)組件，但應(yīng)當(dāng)注意，可以提供附加的附接點(diǎn)并且附接點(diǎn)處于不同的配置中。例如，可以提供兩個(gè)附接點(diǎn)，其中在模塊化傳感器和顯示模塊100的任一端都有附接點(diǎn)。

在一個(gè)實(shí)施例中，模塊化傳感器和顯示模塊100是自包含的，并且包括完整的處理能力，以確保模塊化傳感器與顯示模塊100能夠在不依賴外部源的情況下操作。輔助模塊110可以提供附加的計(jì)算、存儲、電力和其他資源，而當(dāng)模塊化傳感器和顯示模塊100連接時(shí)，相關(guān)資源可以提供給模塊化傳感器或顯示模塊100。

參考圖2，模塊化傳感器和顯示模塊200可以配置為附接到模塊化適配組件210。在所述示例中，模塊化適裝組件210提供用戶可以佩戴的頭帶。模塊化裝配組件210可以配置為附接到輔助模塊220。

圖2同時(shí)示出了模塊化裝配組件230。模塊化裝配組件230可以包括標(biāo)準(zhǔn)附接點(diǎn)，使得模塊化傳感器和顯示模塊200，以及輔助模塊220可以以類似于模塊化裝配組合件210的方式附接到模塊化裝配組裝件230。

本示例中的模塊化裝配組件240可以設(shè)計(jì)用于在兩個(gè)過程之間容易地消毒。模塊化裝配組件240可以包括標(biāo)準(zhǔn)附接點(diǎn)，使得模塊化傳感器和顯示模塊200，以及輔助模塊220可以以類似于模塊化裝配組裝件210和模塊化裝配裝配組裝件230的方式附接到模塊化裝配組合件240。

圖3示出了適用于眼鏡設(shè)計(jì)的模塊化傳感器和顯示模塊300的另一示例。模塊化傳感器和顯示模塊300可以類似地包括標(biāo)準(zhǔn)化附接點(diǎn)，以使得能夠附接到合適的模塊化裝配組件310。

在所述示例中，模塊化裝配組合件包括兩個(gè)邊撐裝配組件。在其他示例中，模塊化裝配組件310可以是柔性帶或其他合適的設(shè)計(jì)。

圖4是用于配置頭戴式擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)設(shè)備的的流程圖。

操作401示出了將透鏡組件附接到配合組件。在一個(gè)實(shí)施例中，透鏡組件具有具有剛性框架的外殼，透鏡組件包括前遮陽板透鏡和后遮陽板透鏡。

操作403示出了將輔助組件附接到配合組件。在一個(gè)實(shí)施例中，裝配組件具有用于附接到輔助組件的第三標(biāo)準(zhǔn)附接接口，并且其中所述輔助組合件具有用于附接到所述裝配組件的第四標(biāo)準(zhǔn)接口。

相關(guān)專利：

Microsoft Patent | Modular head-mounted device

https://patent.nweon.com/28092

名為“Modular head-mounted device”的微軟專利申請最初在2022年4月提交，并在日前由美國專利商標(biāo)局公布。

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