微软专利探索模块化设计的AR/MR头显
模块化头显设计
（映维网Nweon 2023年05月23日）微软认为，XR设备的一个缺点是，它们通常是为特定类型的用户和/或环境构建。例如，特定设计可以很轻，从而长时间穿戴，例如办公室环境。又如，特定设计可以与防护头盔集成，从而支持工厂或建筑环境。
针对各种用户环境的多种设计会导致更高的成本以及各种设计和制造挑战，所以在名为“Modular head-mounted device”的专利申请中，这家公司提出了一种模块化头显设计。以这种方式，后续可以根据特定用户或特定环境进行轻松配置和定制。
在图1所示的配置中，模块化传感器和显示模块100采用模块化和自包含设备的形式，并且可以附接到模块化装配组件105。但应当理解，模块化传感器和显示模块100可以采取不同于图1中所示的特定配置的各种不同形式。
微软指出，模块化装配组件105可以配置用于各种用户和环境。例如，模块化装配组件105可以配置为佩戴在用户头部。
图1同时示出了辅助模块110。辅助模块110可以适于可附接到模块化装配组件105。模块化装配组件105可以配置为提供各种补充或辅助功能，并且可以增强由模块化传感器和显示模块100提供的功能。
模块化传感器和显示模块100可以包括显示计算机生成图形的一个或多个显示面板（图1中未示出）。例如，模块化传感器和显示模块100可以包括用于右眼的右眼显示面板和用于左眼的左眼显示面板。右眼显示面板通常位于用户的右眼附近，以完全或部分覆盖右眼的视场，而左眼显示面板位于用户的左眼附近，以全部或部分覆盖左眼的视场。
模块化传感器和显示模块100可以包括形成传感器子系统120的各种机载传感器。模块化传感器和显示模块100同时可以包括用于与其他系统和网络通信的收发器。例如，传感器子系统120可以包括一个或多个面向外部的光学摄像头（图1中未示出）。
传感器子系统120可以包括各种其他传感器（图1中未示出），包括但不限于加速度计、陀螺仪、磁力计、环境理解摄像头、深度摄像头、麦克风、环境光传感器，以及潜在的其他类型的传感器。
由传感器获得的数据可用于检测模块化传感器和显示模块100的位置、方位和移动。模块化传感器和显示模块100的位置、定向和移动可用于计算由模块化传感器与显示模块100呈现给用户的XR环境的视图。
模块化传感器和显示模块100的一个或多个朝光学摄像头可以配置为查看真实世界环境并输出数字图像。
模块化传感器和显示模块100同时可以包括处理子系统130。处理子系统包括一个或多个处理器设备。
模块化传感器和显示模块100同时可以包括板载数据存储子系统140，其包括存储可由处理子系统130执行的计算机可执行指令的一个或多个存储器设备，并且可以另外保持其他合适类型的数据。
模块化传感器和显示模块100同时可以包括通信子系统150。其中，通信子系统支持通过通信网络（图1中未示出）与远程设备进行有线和/或无线通信。
例如，通信子系统150可以配置为从远程设备无线发送或接收视频流、音频流、坐标信息、虚拟对象描述和/或其他信息，以在模块化传感器和显示模块100的集成显示器呈现虚拟对象和纹理。
在一个实施例中，模块化传感器和显示模块100可以与控制器结合操作。控制器可以包括板载处理器、存储系统和通信系统。控制器同时可以包括一个或多个输入控制，例如按钮和扳机器等。控制器可以包括惯性测量单元IMU，并提供与控制器的位置和方向变化相关的输出。
模块化传感器和显示模块100可以被配置为使用RF、基于光和其他协议与其他设备通信。在其他实施例中，可选的主机计算设备（未示出）可以与模块化传感器和显示模块100通信，以从模块化传感器及显示模块100接收数据，处理这样的数据，并向设备发送控制信号。
模块化传感器和显示模块100通常需要信息来确定用户或设备相对于周围环境的位置。另外，应该之宗模块化传感器和显示模块100的视角。追踪系统可以识别运动并投影与用户在任何给定时刻正在观察的真实世界环境相关的图形。
可以使用各种位置确定方法，包括参考诸如GPS之类的外部系统的方法，以及内部位置估计方法。
模块化传感器和显示模块100同时可以被配置为使用对象识别来识别所捕获图像内的一个或多个项目。
辅助模块110可以包括形成传感器子系统170的各种机载传感器。辅助模块110同时可以包括用于与其他系统和网络通信的收发器。另外，模块化传感器和显示模块100可以包括处理子系统160，而处理子系统包括一个或多个处理器设备。
辅助模块110可以包括板载数据存储子系统180，其包括存储可由处理子系统160执行的计算机可执行指令的一个或多个存储器设备，并且可以另外保存其他合适类型的数据。
辅助模块110还可以包括通信子系统190，以支持通过通信网络（图1中未示出）与模块化传感器和显示模块100以及其他远程设备进行有线和/或无线通信。
模块化传感器和显示模块100可以经由附接点102附接到模块化装配组件105。模块化传感器和显示模块100可以使用锁定机制、磁性附接机制或用于附接到附接点102的其他合适机制来附接。
附接点102还可以包括电连接器、光学连接器或其他连接器，以令模块化传感器和显示模块100能够电连接或光学连接到模块化装配组件105。类似的附接机制可以包括在模块化装配组件105中，以允许附接辅助模块110。
在一个实施例中，模块化装配组件105可以是柔性带。另外，尽管附接点102示出为单个组件，但应当注意，可以提供附加的附接点并且附接点处于不同的配置中。例如，可以提供两个附接点，其中在模块化传感器和显示模块100的任一端都有附接点。
在一个实施例中，模块化传感器和显示模块100是自包含的，并且包括完整的处理能力，以确保模块化传感器与显示模块100能够在不依赖外部源的情况下操作。辅助模块110可以提供附加的计算、存储、电力和其他资源，而当模块化传感器和显示模块100连接时，相关资源可以提供给模块化传感器或显示模块100。
参考图2，模块化传感器和显示模块200可以配置为附接到模块化适配组件210。在所述示例中，模块化适装组件210提供用户可以佩戴的头带。模块化装配组件210可以配置为附接到辅助模块220。
图2同时示出了模块化装配组件230。模块化装配组件230可以包括标准附接点，使得模块化传感器和显示模块200，以及辅助模块220可以以类似于模块化装配组合件210的方式附接到模块化装配组装件230。
本示例中的模块化装配组件240可以设计用于在两个过程之间容易地消毒。模块化装配组件240可以包括标准附接点，使得模块化传感器和显示模块200，以及辅助模块220可以以类似于模块化装配组装件210和模块化装配装配组装件230的方式附接到模块化装配组合件240。
图3示出了适用于眼镜设计的模块化传感器和显示模块300的另一示例。模块化传感器和显示模块300可以类似地包括标准化附接点，以使得能够附接到合适的模块化装配组件310。
在所述示例中，模块化装配组合件包括两个边撑装配组件。在其他示例中，模块化装配组件310可以是柔性带或其他合适的设计。
图4是用于配置头戴式扩展现实设备的的流程图。
操作401示出了将透镜组件附接到配合组件。在一个实施例中，透镜组件具有具有刚性框架的外壳，透镜组件包括前遮阳板透镜和后遮阳板透镜。
操作403示出了将辅助组件附接到配合组件。在一个实施例中，装配组件具有用于附接到辅助组件的第三标准附接接口，并且其中所述辅助组合件具有用于附接到所述装配组件的第四标准接口。
名为“Modular head-mounted device”的微软专利申请最初在2022年4月提交，并在日前由美国专利商标局公布。
