諸如智能手表之類的可穿戴計算設(shè)備向用戶提供了在旅途中將計算設(shè)備隨身攜帶而不需要用戶握住諸如智能手機或平板電腦之類的設(shè)備的能力，從而解放了用戶的雙手。這些設(shè)備有希望增強諸如散步、遠(yuǎn)足、跑步等等之類的活動。然而，當(dāng)前可穿戴計算設(shè)備的一個挑戰(zhàn)是：它們的顯示器相對比較小并且可以顯示給用戶的內(nèi)容因此受限。

解決智能手機設(shè)計中的類似挑戰(zhàn)的一種現(xiàn)有的方法是將顯示器的大小增加到被稱為“平板手機”(詞語“手機”和“平板”的混成詞)的形狀因子的大小。然而，對于可穿戴計算設(shè)備而言，這樣的大型顯示器將導(dǎo)致在緊湊性和便攜性方面的相應(yīng)降低，潛在地干擾了諸如上面討論的散步、遠(yuǎn)足和跑步之類的活動。在智能手機設(shè)計中使用的另一種現(xiàn)有方法是在用戶界面中提供捏縮放/滾動功能。但是，在諸如智能手表之類的小型顯示器上執(zhí)行這樣的手勢非常困難并且用戶的手指可能在手勢期間阻塞整個顯示器。此外，這樣的手勢只提供可用顯示內(nèi)容的僅一部分的詳細(xì)查看。其結(jié)果是，此類可穿戴計算設(shè)備的易用性存在障礙，并且它們的適用性還未成為主流。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

涉及多模式顯示設(shè)備的實施例被公開。例如，在一個公開的實施例中，多模式顯示設(shè)備包括安裝在公共殼體中的主圖像顯示器和次圖像顯示器，主圖像顯示器和次圖像顯示器被配置為通過在查看表面上的公共透明區(qū)域交替地發(fā)光。多模式顯示設(shè)備被配置為以第一分辨率在主圖像顯示器上顯示第一圖像或者在顯示設(shè)備的查看表面后面的虛擬平面上以及在次圖像顯示器上顯示比第一圖像的分辨率更高的第二圖像。多模式顯示設(shè)備被配置為比較檢測到的適眼距(eye relief)距離與預(yù)定閾值，并且在適當(dāng)?shù)膱D像顯示器上顯示圖像并將另一圖像顯示器設(shè)置成非顯示狀態(tài)。

提供本發(fā)明內(nèi)容以按簡化形式介紹概念的選擇，這些概念在下面的具體實施方式中進一步進行描述。本發(fā)明內(nèi)容不旨在于標(biāo)識要求保護的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，其也不旨在于用來限制要求保護的主題的范圍。此外，要求保護的主題不限于解決本公開內(nèi)容中任何部分提到的任何或所有缺點的實現(xiàn)方式。

附圖說明

圖1是根據(jù)本公開實施例的多模式顯示系統(tǒng)的示意圖。

圖2是在距用戶的第一距離處的用戶查看圖1的多模式顯示系統(tǒng)的示意圖。

圖3是在距用戶的不同的第二距離處的用戶查看圖1的多模式顯示系統(tǒng)的示意圖。

圖4是圖1的多模式顯示系統(tǒng)的顯示堆棧的第一實施例的示意圖。

圖5是圖1的多模式顯示系統(tǒng)的顯示堆棧的第二實施例的示意圖。

圖6是圖1的多模式顯示系統(tǒng)的顯示堆棧的第三實施例的示意圖。

圖7是圖1的多模式顯示系統(tǒng)的可穿戴實施例的示意圖。

圖8A和圖8B是根據(jù)本公開實施例的多模式顯示方法的流程圖。

圖9是根據(jù)本公開實施例的計算設(shè)備的簡化圖示。

具體實施方式

圖1示出了根據(jù)本公開實施例的多模式顯示系統(tǒng)10的一個實施例的示意圖。多模式顯示系統(tǒng)10包括：多模式顯示設(shè)備14，被配置用于操作為近眼顯示器和遠(yuǎn)距顯示器二者，并且取決于估計的或者檢測到的距用戶眼睛的適眼距距離而在這些模式的每一個模式中向用戶相應(yīng)地顯示不同的圖像。在一些示例中并如下文更詳細(xì)描述的，多模式顯示設(shè)備14可以被嵌入在可穿戴設(shè)計或其他緊湊形狀因子中。

顯示設(shè)備14可以可操作地連接到計算設(shè)備18，如圖所示。顯示設(shè)備14通常被配置成接收對來自計算設(shè)備18的顯示圖像進行編碼的圖像源信號，并在顯示堆棧46的屏幕54上顯示該顯示圖像。顯示設(shè)備可以經(jīng)由有線或無線連接而連接到計算設(shè)備18以接收圖像源信號。可替代地或附加地，顯示設(shè)備14可以被配置有在板上(on-board)處理器(比如在下面描述的控制器22)的控制下的板上圖像源。

計算設(shè)備18通常包括：處理器34，被配置為使用存儲器30的一些部分來執(zhí)行以非易失性方式存儲在大容量存儲裝置36中的應(yīng)用程序36。應(yīng)用程序36被配置為可編程地生成用于在顯示設(shè)備14上顯示的包括第一圖像66和第二圖像68的輸出，該輸出可以被編碼在被發(fā)送到顯示設(shè)備14的上述圖像源信號中。出于下文顯而易見的原因，第一圖像典型地是相對較低分辨率的緊湊圖像，第二圖像通常是比第一圖像的分辨率更高的更大圖像。應(yīng)用程序36可以通過比如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)44與應(yīng)用服務(wù)器40進行通信，并可以從應(yīng)用程序服務(wù)器40或例如對等設(shè)備等的其他設(shè)備獲取用于生成在顯示設(shè)備14上顯示的輸出的信息?？梢岳斫猓郊拥鼗騻溥x地，顯示設(shè)備14可以被配備有有線或無線聯(lián)網(wǎng)硬件，該硬件使顯示設(shè)備能夠直接與應(yīng)用服務(wù)器40通信，以下載并顯示諸如第一圖像66和第二圖像68之類的輸出。在下面參照圖9更詳細(xì)地描述了有關(guān)多模式顯示系統(tǒng)10的組件和計算方面的附加細(xì)節(jié)。

為了解決上述

背景技術(shù)：
中討論的挑戰(zhàn)，多模式顯示設(shè)備14可以包括控制器22，該控制器被配置為在兩種顯示模式之一之間進行切換，兩種顯示模式是：主圖像顯示模式60，在其中用戶可以從遠(yuǎn)處查看顯示設(shè)備14，和次圖像顯示模式64，在其中用戶可以近距離查看顯示設(shè)備14，向用戶提供對信息的更詳細(xì)顯示的訪問。為了實現(xiàn)這些顯示模式，顯示設(shè)備14包括具有特殊設(shè)計的光學(xué)器件的顯示堆棧46。顯示堆棧46典型地包括：主圖像顯示器48，被配置為在主圖像顯示模式60中以第一分辨率顯示第一圖像66，以及次圖像顯示器52，被配置來在次圖像顯示模式64中顯示比第一圖像66的第一分辨率更高的分辨率的第二圖像68。形成由主圖像顯示器48和次圖像顯示器52分別顯示的圖像的光典型地通過同一屏幕54而被發(fā)出，如下所述，所述屏幕54可以是顯示設(shè)備14的殼體的查看表面中的透明區(qū)域。

為了便于在主圖像顯示模式60和次圖像顯示模式64之間的切換，控制器22可以接收來自一個或多個傳感器16的信號，以及確定顯示設(shè)備的查看表面和用戶的眼睛之間的適眼距距離，并且基于所確定的適眼距距離，在主圖像顯示模式60和次圖像顯示模式64之間進行切換。

傳感器16被統(tǒng)稱為適眼距傳感器，因為它們由控制器使用來做出適眼距距離確定；然而，應(yīng)該理解的是，傳感器的輸出也可以被顯示設(shè)備用于其他用途，以及它們可以不被專門用于確定適眼距。每個傳感器16檢測參數(shù)(被稱為適眼距距離參數(shù))，該參數(shù)被控制器使用到控制器22以確定顯示設(shè)備14和用戶的眼睛之間的適眼距距離。通常情況下，從顯示設(shè)備的查看表面到用戶的眼睛測量適眼距距離。在一些實施例中，多模式顯示設(shè)備14可以包括單個適眼距傳感器，而在其他實施例中，可以使用多個適眼距傳感器來確定適眼距距離。

適眼距傳感器可以包括圖像傳感器82、環(huán)境光傳感器78、加速度計80、應(yīng)變儀84和電容性觸敏表面86中的一個或多個。圖像傳感器82例如可以是一個相機、一對相機等，被配置為捕獲包括用戶的眼睛在內(nèi)的場景的圖像。圖像識別算法可以被采用以例如基于在所捕獲的圖像中的用戶的瞳孔之間的檢測到的瞳孔間距離來計算適眼距距離。在一些實施例中，圖像傳感器82可以是深度相機。在其他實施例中，可運用一對相機來支持立體成像技術(shù)，立體成像技術(shù)可以被用來提供對到圖像中被識別為用戶眼睛的那個點的距離的估計。在一些情況下，可以針對用戶的每只眼睛來確定適眼距距離，并且兩個距離可以被平均并與閾值98相比較。

除了圖像傳感器82之外或者替換圖像傳感器82，來自加速度計80的數(shù)據(jù)和來自環(huán)境光傳感器78的數(shù)據(jù)可以被用來確定顯示設(shè)備14和用戶的眼睛之間的距離。這例如在顯示設(shè)備14包括一個以可穿戴計算設(shè)備(例如腕表200)的形式構(gòu)建的殼體時可能是特別有用的，如圖3所示。眼距傳感器(例如環(huán)境光傳感器78)、主圖像顯示器加速度計和次圖像顯示器加速度計等等可以被并入該殼體中。隨著用戶204將他的手腕抬起以將腕表200帶到更靠近他的眼睛220，加速度計80可以檢測與這樣的移動相關(guān)聯(lián)的信號(signature)加速度。此外，隨著腕表200的環(huán)境光傳感器78移動得更靠近用戶的眼睛220和面部時，由環(huán)境光傳感器78檢測到的環(huán)境光水平可以相應(yīng)地減少。例如，當(dāng)腕表200位于距用戶的眼睛220小于預(yù)定閾值時，由面對用戶的面部的環(huán)境光傳感器78檢測到的環(huán)境光可以小于周圍環(huán)境的總環(huán)境光的預(yù)定百分比，所述周圍環(huán)境的總環(huán)境光是從當(dāng)腕表未被設(shè)置至靠近用戶的面部時的環(huán)境光傳感器的先前測量中所確定的、或者從背向用戶的面部的環(huán)境光傳感器中所確定的等等。

當(dāng)加速度計80檢測到腕表200的信號加速度并且環(huán)境光傳感器78檢測到環(huán)境光水平減少到低于預(yù)定百分比時，控制器22可以確定腕表200已經(jīng)被移動到距用戶的眼睛220小于預(yù)定距離的位置。換而言之，當(dāng)確定存在信號加速度和降低到預(yù)定百分比以下的環(huán)境光水平的組合時，可以確定腕表200已經(jīng)被移動到距用戶的眼睛220小于預(yù)定閾值適眼距距離的位置。如上文所描述的，在做出上述確定之后，控制器22然后可以在第一顯示模式60與第二顯示模式64之間切換。

在一些示例中，還可以利用信號加速度和閾值環(huán)境光水平的時間關(guān)系來確定適眼距距離。這樣的時間關(guān)系的示例是：每個條件將在預(yù)定時間段(例如1.0秒)內(nèi)被滿足，作為確定腕表200已經(jīng)被移動到距用戶的眼睛220小于預(yù)定距離的位置的又一條件。

在其他示例中，顯示設(shè)備14可以包括慣性測量單元(IMU)，該單元利用加速度計80和一個或多個其他傳感器來捕獲位置數(shù)據(jù)并且由此實現(xiàn)對顯示設(shè)備的運動檢測、位置跟蹤和/或定向感測。IMU還可以接收來自其他合適的定位技術(shù)(諸如GPS或其他全球?qū)Ш较到y(tǒng))的輸入數(shù)據(jù)以及輸入到它自己的顯示設(shè)備14的位置和朝向的確定中的因素。當(dāng)這些其他系統(tǒng)是可操作的并且正在接收位置檢測信號(通過該信號，位置可以被確定)時這可以增加IMU測量的位置精度。

應(yīng)變儀84可以被配置為測量與顯示設(shè)備相關(guān)聯(lián)的帶(比如腕帶)的應(yīng)變、彎曲和/或形狀。在圖7中所示的腕表200的示例中，應(yīng)變儀84可以位于帶部分716和718中之一或兩者中。在一些示例中，應(yīng)變儀84可以包括由絕緣柔性托板支撐的金屬箔圖案。隨著用戶204移動和/或彎曲他的手部212，帶部分716、718和集成的箔圖案被變形，促使箔的電阻改變。測量這一電阻變化并且可以確定在帶部分716、718上施加的對應(yīng)的應(yīng)變。

有利地并且如下文更詳細(xì)解釋的，可以利用應(yīng)變儀84來檢測用戶的手部212的一個或多個運動并且對應(yīng)地接收用戶輸入。例如，一側(cè)到另一側(cè)或上下的手部移動可以經(jīng)由在手腕區(qū)域內(nèi)的特定肌腱的對應(yīng)的收縮和舒張來感測。在一些示例中，可以檢測用戶的手腕的總周長的改變以確定用戶何時在握拳。可以將這些移動中的每個移動與可以影響適眼距距離的改變的特定用戶運動相關(guān)。還將理解：應(yīng)變儀84的任何合適的配置可以與腕表200或顯示設(shè)備14可以假設(shè)的其他形狀因子一起利用。

觸敏表面86可以是單個或多個觸敏表面，通常與顯示屏幕54集成在一起以作為觸敏顯示器，被配置為接收單個或多個觸摸用戶輸入。在一個實施例中，觸敏表面是電容性觸敏表面，被配置為通過測量由面部到觸敏表面的移近所造成的電容中的變化從而檢測在預(yù)定的閾值98內(nèi)用戶的身體一部分(比如用戶的面部)的存在。這樣的輸入可以被饋送到控制器22以進一步幫助控制器確定適眼距距離是否小于預(yù)定閾值98。

基于來自上述各種傳感器16的輸入，控制器22被配置為確定適眼距距離96是否超過預(yù)定閾值98。在確定適眼距距離96超過預(yù)定閾值98時，控制器22被配置為使得在主圖像顯示器48上顯示第一圖像66，并且將次圖像顯示器52設(shè)置為非顯示狀態(tài)。相反，在其他條件下，控制器22被配置為確定適眼距距離96小于預(yù)定閾值98，并在確定適眼距距離小于預(yù)定閾值98后，在次圖像顯示器68上顯示第二圖像52，并將主圖像顯示器48設(shè)置為非顯示狀態(tài)。由于這兩個顯示器共享一條穿過顯示屏幕54的查看表面的透明區(qū)域的光路徑，因此應(yīng)該理解這兩個屏幕通常不能同時被照亮以及仍被用戶恰當(dāng)?shù)夭榭础＿M一步這樣做會以浪費的方式消耗寶貴的電力資源。出于這些原因，主顯示器48和次顯示器52根據(jù)操作條件而交替地轉(zhuǎn)為非顯示狀態(tài)。

在一個用例場景中，當(dāng)顯示設(shè)備14位于距用戶大于閾值98的第一適眼距距離處時,顯示設(shè)備14可以顯示相對較低顯示分辨率的第一圖像66的實例，其傳達(dá)來自應(yīng)用程序36的視覺信息的概要版本。當(dāng)用戶將顯示設(shè)備14移動到距用戶小于閾值98的第二適眼距距離96時，顯示設(shè)備14可以進行切換以顯示更高顯示分辨率的第二圖像68的實例，并且因此其包括來自應(yīng)用程序36的較大量的第二視覺信息。如圖3中所示出的并且如下文更詳細(xì)描述的，當(dāng)用戶小于距該設(shè)備的閾值適眼距距離時，顯示堆棧46的次圖像顯示器52的光學(xué)器件被配置為在位于顯示器的顯示屏幕54后面的虛擬平面301上顯示第二圖像68，從而允許用戶的眼睛聚焦在第二圖像68上。

為了在兩種顯示模式之間進行切換，控制器22可以進一步被配置為確定從適眼距距離96大于預(yù)定閾值98到適眼距距離96小于預(yù)定閾值98的所檢測到的適眼距距離的變化，并且在次級圖像顯示器52上顯示第二圖像68并停止主圖像顯示器48上的第一圖像66的顯示以及將主圖像顯示器48設(shè)置成非顯示狀態(tài)。控制器22還可以進一步被配置為確定從小于預(yù)定閾值98到適眼距距離96大于預(yù)定閾值98的所檢測到的適眼距距離的變化，并在主圖像顯示器48上顯示第一圖像66并停止在次級圖像顯示器52上的第二圖像68的顯示以及將此圖像顯示器52設(shè)置成非顯示狀態(tài)。

因此，當(dāng)用戶將顯示設(shè)備14帶到更靠近用戶的眼睛至適眼距距離小于預(yù)定閾值98時，控制器22可以被配置為從主圖像顯示模式60的較低分辨率圖像切換并到次圖像顯示模式64的較高分辨率圖像。為了達(dá)到這個目的，在次圖像顯示模式64中，主圖像顯示器48被設(shè)置成非顯示狀態(tài)并且次圖像顯示器52被激活以顯示第二應(yīng)用圖像68，第二應(yīng)用圖像68具有第二更高顯示分辨率(與第一緊湊圖像58相比較)并且還來自應(yīng)用程序36。有利地以及如下面更詳細(xì)地解釋的那樣，以這種方式，多模式顯示系統(tǒng)10促進了對來自應(yīng)用程序36的不同數(shù)量的視覺信息進行快速且便捷的用戶訪問以及在其中導(dǎo)航。

圖2、圖3和圖7示出了具有形狀因子為腕表200的多模式顯示系統(tǒng)10的實施例，所述腕表200可拆卸地附接到與用戶204的手部212相鄰的手腕區(qū)域。如圖2所示，當(dāng)腕表200被檢測到距用戶204的眼睛220大于預(yù)定適眼距距離216時，進入主圖像顯示模式60。適眼距距離的預(yù)定閾值98可以是在大約20毫米(mm)與180mm之間的范圍中選擇的距離。在其他示例中，預(yù)定閾值98可以是在大約40mm與160mm之間、在大約60mm與140mm之間、在大約80mm與120mm之間，或者可以是大約100mm。

在如圖7所圖示的一個示例用例場景中，在主圖像顯示模式60即遠(yuǎn)距眼模式中的腕表200顯示來自天氣應(yīng)用程序的天氣平鋪(tile)圖像712，其將惡劣天氣警告作為緊湊圖像208進行了指示。天氣平鋪圖像712以第一較低顯示分辨率被顯示，所述第一較低顯示分辨率呈現(xiàn)了雷雨云和閃電的可快速識別的圖標(biāo)以及驚嘆號。圖2中示出用戶204從預(yù)定適眼距距離以外掃視腕表200，由此用戶能夠及時辨別在緊湊圖像208中的天氣警告影像，并從而確定一個災(zāi)害性天氣事件可能即將來臨。

現(xiàn)在參照圖2和圖3并且為了快速獲得有關(guān)天氣事件的附加信息，用戶204可以將他的手部212和腕表200舉起到更靠近他的眼睛220，以使得腕表200距用戶的眼睛的適眼距距離小于預(yù)定閾值98。如上文所提到的，當(dāng)腕表200被檢測到在小于預(yù)定閾值98的適眼距距離處時，控制器22觸發(fā)次圖像顯示模式64，即，近眼顯示模式。在這一示例中，次圖像顯示模式60利用腕表200的次圖像顯示器52來在用戶204的所感知的距離處的虛擬平面301上顯示天氣應(yīng)用程序的圖形用戶界面304形式的應(yīng)用圖像。有關(guān)次圖像顯示器52的附加細(xì)節(jié)在下文提供。

通過比較圖3和圖7，很顯然，圖形用戶界面304形式的應(yīng)用圖像具有第二顯示分辨率，其呈現(xiàn)對應(yīng)于天氣應(yīng)用程序的、比天氣平鋪圖像712形式的緊湊圖像208的第一顯示分辨率更大量的視覺信息。在圖3和圖7的示例中并且如下面更詳細(xì)解釋的那樣，天氣應(yīng)用程序圖形用戶界面304包括：指明與雷暴雨和強風(fēng)相關(guān)的警告的天氣細(xì)節(jié)區(qū)域308、包括風(fēng)暴316的雷達(dá)圖像的地圖區(qū)域312、指示風(fēng)暴316距用戶的當(dāng)前位置的距離的距離區(qū)域320以及提供有關(guān)用戶的家人的狀態(tài)更新的家人狀態(tài)區(qū)域324。有利地，圖形用戶界面304向用戶204提供了快速且便捷可訪問的高分辨率應(yīng)用圖像，該高分辨率應(yīng)用圖像提供包含大量視覺信息的大屏幕用戶體驗。應(yīng)該理解的是，天氣平鋪圖像只不過是可以被顯示的緊湊圖像類型的一個示例，并且任何適當(dāng)?shù)木o湊圖像和應(yīng)用圖像的內(nèi)容和設(shè)計都可以被運用。

通過圖示說明應(yīng)用圖像和緊湊圖像的分辨率之間的差異，在一個實施例中，緊湊圖像可以是320×320像素的分辨率，應(yīng)用圖像可以以768×1280、720×1280、1080×1920或更高的分辨率而被顯示?？梢岳斫?，也可使用其它分辨率。

多模式顯示設(shè)備14可以包括殼體701，殼體701具有在查看表面703中的透明區(qū)域以允許從安裝在殼體701內(nèi)的主圖像顯示器48和次圖像顯示器52中發(fā)出的光穿過并傳遞到用戶。通常情況下，如以上所討論的那樣，主圖像顯示器48和次圖像顯示器52被配置為通過查看表面的透明區(qū)域交替地發(fā)光，并且當(dāng)一個顯示器處于顯示狀態(tài)中時另一個顯示器被轉(zhuǎn)到非顯示狀態(tài)。查看表面的透明區(qū)域在本文中還被稱為顯示屏幕54。因此，從主圖像顯示器和次圖像顯示器二者中發(fā)出的光通過顯示屏幕54被發(fā)出。

現(xiàn)在將詳細(xì)地討論顯示設(shè)備14的顯示光學(xué)器件?，F(xiàn)在參考圖4，顯示設(shè)備14的顯示堆棧46A的第一實施例的示意表示被示出。顯示堆棧46A包括主圖像顯示器48和次圖像顯示器52。在顯示堆棧46A中，主圖像顯示器48被設(shè)置在次圖像顯示器52的發(fā)光側(cè)上。主圖像顯示器48包括光學(xué)透明的發(fā)光顯示器，并且在查看表面上的透明區(qū)域被形成以包括簡單放大鏡402。簡單放大鏡402包括會聚透鏡以將來自任一圖像顯示器的光向用戶的眼睛引導(dǎo)。如圖所示，部分反射的曲面放大鏡406、反射偏振器404和主圖像顯示器48都被設(shè)置在次圖像顯示器52的發(fā)光側(cè)上。顯示堆棧46被進一步配置使得部分反射的曲面放大鏡406被設(shè)置以基本上準(zhǔn)直從次圖像顯示器52發(fā)出的光，并且部分反射的曲面放大鏡406和反射偏振器404被設(shè)置在主圖像顯示器48和次圖像顯示器52之間，其中所述部分反射的曲面放大鏡406的曲表面被朝向反射偏振器404而定向。部分反射的曲面放大鏡406還可以包括第二反射偏振器或任何其它合適的反射材料。對于顯示堆棧46A，從次圖像顯示器52發(fā)出的光由反射偏振器404向著所述部分反射的曲面放大鏡406反射。部分反射的曲面放大鏡406然后將光朝向反射偏振器404反射回去。反射的光然后可以穿過反射偏振器404、穿過主圖像顯示器48和隨后的簡單放大鏡402并繼而至用戶的眼睛。反射偏振器404和部分反射的曲面放大鏡406的功能是增加由次圖像顯示器52所發(fā)出的光的光路徑的長度，所述次圖像顯示器52允許生成將要顯示在虛擬平面301上的更高分辨率的圖像，即第二圖像，如圖7所示，所述虛擬平面301位于顯示設(shè)備14的次級圖像顯示器52后面和查看表面703后面的一距離處。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6，在層狀配置中示出了顯示堆棧46B的第二實施例，在其中以夾層配置運用了用于主圖像顯示器48的第一顯示技術(shù)和用于次圖像顯示器52的不同的第二顯示技術(shù)。在圖6中，次圖像顯示器52被設(shè)置在主圖像顯示器48的發(fā)光側(cè)，而次圖像顯示器52包括光學(xué)透明的發(fā)光顯示器。

繼續(xù)參考圖6，主圖像顯示器48可以包括諸如冷光式或反射式液晶顯示器(LCD)之類的漫射型顯示器，或者任何其他合適的顯示技術(shù)。主圖像顯示器48可以包括顯示堆棧46的最內(nèi)層，并且可以包括被設(shè)置在發(fā)光組件704上的顯示屏幕54。如上文所提到的，主圖像顯示器48可以被配置為經(jīng)由顯示屏幕54顯示一個或多個緊湊圖像。

次圖像顯示器52被設(shè)置在主圖像顯示器48的發(fā)光側(cè)608上。如上文所提到的并且在圖3中示出的，次圖像顯示器52被配置為如從用戶的眼睛220的視角查看的、在顯示堆棧46后面的感知距離處的虛擬平面上顯示圖像。在一個示例中，次圖像顯示器52可以包括啟用近眼查看模式的側(cè)面定址的透明顯示器。在這樣的近眼顯示系統(tǒng)中，與在主圖像顯示器48的顯示屏幕54處顯示圖像相比，用戶感知到大得多的、更身臨其境的圖像。

如圖6所示，主圖像顯示器48是第一發(fā)光顯示器，并且次圖像顯示器52包括第二發(fā)光顯示器和光波導(dǎo)，該光波導(dǎo)被配置為將來自第二發(fā)光顯示器的光引至在波導(dǎo)內(nèi)形成的一系列出口光柵。諸如有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器的微投影儀624可以通過準(zhǔn)直器628和入口光柵632將包括圖像的光線投射到波導(dǎo)結(jié)構(gòu)620中。在一個示例中，位于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)620內(nèi)的部分反射出口光柵632可以從該結(jié)構(gòu)朝著用戶的眼睛220向外反射光線。在另一示例中，并且替代在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)620內(nèi)的部分反射出口光柵640，可以在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)720的發(fā)光側(cè)654上提供從波導(dǎo)結(jié)構(gòu)620朝著用戶的眼睛220向外發(fā)出光線的部分反射出口光柵650。

此外，波導(dǎo)結(jié)構(gòu)620和(一個或多個)出口光柵可以體現(xiàn)透明的手段，當(dāng)微投影儀624被去激活時(諸如當(dāng)主圖像顯示模式60為活躍時)透明的手段使得從主圖像顯示器48發(fā)出的光能夠行進通過波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和(一個或多個)出口光柵。有利地，這一配置使得兩個顯示器和兩個顯示分辨率通過同一物理窗口對于用戶可用。

在其他示例中，具有夾層配置的顯示堆棧可以包括在堆棧的頂層上的較低分辨率的主圖像顯示器以及在堆棧的底層上的更高分辨率的次圖像顯示器。在這一配置中，主圖像顯示器是透明的以提供通過堆棧的對次圖像顯示器的可見性。在一些示例中，主圖像顯示器可以包括透明OLED顯示器或任何其他合適的透明顯示技術(shù)。

如上文所提到的，當(dāng)顯示設(shè)備14和顯示堆棧46距用戶96大于閾值適眼距距離時，可以利用第一顯示模式60，在該第一顯示模式中主圖像顯示器48被控制器22激活并且次圖像顯示器52被控制器22設(shè)置成非顯示狀態(tài)。在主顯示模式60中并且參照圖6的示例顯示堆棧46，主圖像顯示器48可以顯示通過透明的次圖像顯示器52可查看的緊湊圖像58。當(dāng)用戶將顯示設(shè)備14和顯示堆棧46帶到距用戶小于閾值適眼距距離98的位置時，控制器22可以在第一顯示模式60與第二顯示模式64之間切換。更具體地，控制器22可以將主圖像顯示器48設(shè)置成非顯示狀態(tài)并且激活次圖像顯示器52。

還應(yīng)當(dāng)理解的是，可以利用特征為折疊光路徑的光學(xué)系統(tǒng)。例如，可以利用具有單折、雙折、三折或更高數(shù)量折疊的光路徑。圖5示意性地示出了具有折疊光路徑的顯示堆棧46C的第三實施例，在其中主圖像顯示器48被設(shè)置在次圖像顯示器52的發(fā)光側(cè)上。來自次圖像顯示器52的光被引導(dǎo)通過包括一個或多個反射表面和一個或多個透鏡的光學(xué)光路徑。一個或多個反射表面和一個或多個透鏡產(chǎn)生了用于虛擬圖像的顯示的折疊光路徑。

具體地，圖5的實施例的光路徑如下。從次圖像顯示器52發(fā)出的光由第一透鏡502和第二透鏡504聚焦。光然后被反射離開第一反射器506到達(dá)第二反射器508上。第二反射器508將光朝著餅狀(flapjack)放大鏡組件512引導(dǎo)。在餅狀放大鏡組件512內(nèi)，光在離開餅狀放大鏡組件512之前穿過一系列反射放大鏡。光然后穿過主圖像顯示器并到達(dá)用戶的眼睛上。餅狀放大鏡組件512還用作聚光透鏡：朝著距多模式顯示器的查看表面有一定距離的一個焦點引導(dǎo)發(fā)出的光。第三反射器510防止光逃離折疊光路徑。

將進一步理解的是，取決于顯示堆疊的配置，主圖像顯示器48和次圖像顯示器52在非顯示狀態(tài)中可以是不透明或透明的。在圖4的顯示堆46A和圖5的顯示堆棧46C中，最上層顯示器即主圖像顯示器48在非顯示狀態(tài)中是透明的，以便不混淆底層圖像顯示器即次圖像顯示器52的可見性。相反，在這些實施例中，次圖像顯示器52典型地在非顯示狀態(tài)中是不透明的，以增強由重疊的圖像顯示器所顯示的圖像的對比度，但它也可以被設(shè)置為是透明的。在圖6的實施例中，主圖像顯示器48典型地在非顯示狀態(tài)中是不透明的，以提高次圖像顯示器52的對比度和可見度?？商鎿Q地，在此實施例中的主圖像顯示器可以是不透明的。另外，在此實施例中的次圖像顯示器52典型地在非顯示狀態(tài)中是透明的。

在上面已經(jīng)描述了包括發(fā)光顯示器的主圖像顯示器48和次圖像顯示器52，術(shù)語旨在包含具有比上面討論的發(fā)光二極管(LED)和OLED之類的直接發(fā)光的顯示元件的顯示器，以及調(diào)節(jié)諸如液晶顯示器(LCD)、硅上液晶顯示器(LCoS)的那些和其他光調(diào)制顯示技術(shù)。

如上所討論的，多模式顯示設(shè)備被配置為檢測適眼距距離，并基于檢測到的適眼距距離選擇適當(dāng)?shù)娘@示器。圖8A和圖8B是用于多模式顯示設(shè)備的多模式顯示方法800的流程圖。應(yīng)當(dāng)理解，方法800可以使用上述的系統(tǒng)10的硬件組件或者經(jīng)由其它合適的硬件組件來實現(xiàn)。

在802處，方法800包括利用適眼距傳感器檢測指示多模式顯示設(shè)備的查看表面與用戶的眼睛之間的適眼距距離的適眼距距離參數(shù)。在804處，方法800包括從適眼距距離參數(shù)確定適眼距距離，也就是說，基于所述適眼距距離參數(shù)來為適眼距距離確定毫米或其他單位的值。如上所討論的，適眼距傳感器可以是一個傳感器16或傳感器16的組合，并且距離參數(shù)可以包括上面討論的任何參數(shù)。

在806處，方法800包括比較所確定的適眼距距離與預(yù)定閾值，所述預(yù)定閾值可以是在上面討論的范圍內(nèi)。如果檢測到的適眼距距離超過預(yù)定閾值，則方法800前進至808，在那里，控制器22在主圖像顯示器上以第一分辨率顯示第一圖像并在810處將次圖像顯示器設(shè)置成非顯示狀態(tài)。這些步驟808、810可以以這一順序發(fā)生、同時地發(fā)生、或者以相反的順序發(fā)生。

如果檢測到的適眼距距離小于預(yù)定閾值，則該方法包括在812處在次圖像顯示器后面的虛擬平面上以比第一分辨率更高的第二分辨率顯示第二圖像。在814處，該方法包括將主圖像顯示器設(shè)置成非顯示狀態(tài)。這些步驟812、814可以以這一順序發(fā)生、同時地發(fā)生、或者以相反的順序發(fā)生。

方法800還包括循環(huán)功能，使得針對任何變化連續(xù)地監(jiān)測適眼距距離并且相應(yīng)地改變顯示模式。因此，方法800可以包括：響應(yīng)于在用戶和多模式顯示設(shè)備之間的檢測到的適眼距距離從低于預(yù)定適眼距距離向大于預(yù)定適眼距距離變化，將應(yīng)用圖像的顯示從次圖像顯示器向主圖像顯示器改變；或者響應(yīng)于在用戶和多模式顯示設(shè)備之間的檢測到的適眼距距離從超過預(yù)定適眼距距離向低于預(yù)定適眼距距離變化，將應(yīng)用圖像的顯示從主圖像顯示器向次圖像顯示器改變。

類似于上述的系統(tǒng)10，對于方法800還將會理解，主圖像顯示器和次圖像顯示器可以被配置使得從任一顯示器發(fā)出的光穿過殼體的查看表面的同一透明區(qū)域。另外，類似于上述的系統(tǒng)10，該方法可以通過集成到腕表中的顯示設(shè)備來實現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)理解，典型地，主圖像顯示器或次圖像顯示器中的一個顯示器被設(shè)置在另一個顯示器的發(fā)光側(cè)上，該一個顯示器在非顯示狀態(tài)中是透明的，并且主圖像顯示器或次圖像顯示器中的一個顯示器被相反地設(shè)置在另一個顯示器的非發(fā)光側(cè)上，該一個顯示器在非顯示狀態(tài)中是不透明的。然而，各種其他配置是可能的。

圖9示意性示出了計算系統(tǒng)900的非限制性實施例，其可以執(zhí)行上文描述的方法和過程中的一個或多個。顯示設(shè)備14、計算設(shè)備18和應(yīng)用服務(wù)器40可以采用計算系統(tǒng)900的形式。以簡化形式示出了計算系統(tǒng)900。但要理解的是，在不脫離本公開的范圍的情況下，實際上任何計算機體系結(jié)構(gòu)都可以被使用。在各種實施例中，計算系統(tǒng)900可以被實現(xiàn)在以下各項中或者采用以下各項的形式：腕表、懷表、垂飾項鏈、胸針、單片眼鏡、手鐲、移動計算設(shè)備、移動通信設(shè)備、智能電話、游戲設(shè)備、大型計算機、服務(wù)器計算機、臺式計算機、膝上型計算機、平板計算機、家庭娛樂計算機、網(wǎng)絡(luò)計算設(shè)備等等。

如圖9中所示，計算系統(tǒng)900包括邏輯子系統(tǒng)904和存儲子系統(tǒng)908。計算系統(tǒng)900還可以包括顯示子系統(tǒng)912、通信子系統(tǒng)916、傳感器子系統(tǒng)920、輸入子系統(tǒng)922和/或未在圖9中示出的其他子系統(tǒng)和組件。計算系統(tǒng)900還可以包括計算機可讀介質(zhì)，其中計算機可讀介質(zhì)包括計算機可讀存儲介質(zhì)和計算機可讀通信介質(zhì)。此外，在一些實施例中，本文描述的方法和過程可以被實現(xiàn)為計算機應(yīng)用、計算機API、計算機庫、和/或包括一個或多個計算機的計算系統(tǒng)中的其他計算機程序產(chǎn)品。

邏輯子系統(tǒng)904可以包括被配置為執(zhí)行一個或多個指令的一個或多個物理設(shè)備。例如，邏輯子系統(tǒng)904可以被配置為執(zhí)行一個或多個指令，所述一個或多個指令是一個或多個應(yīng)用、程序、例程、庫、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或其它邏輯構(gòu)造的部分。這樣的指令可被實現(xiàn)為執(zhí)行任務(wù)、實現(xiàn)數(shù)據(jù)類型、變換一個或多個設(shè)備的狀態(tài)或以其他方式達(dá)到所希望的結(jié)果。

邏輯子系統(tǒng)904可以包括被配置為執(zhí)行軟件指令的一個或多個處理器。附加地或備選地，邏輯子系統(tǒng)可以包括被配置為執(zhí)行硬件或固件指令的一個或多個硬件或固件邏輯機器。邏輯子系統(tǒng)的處理器可以是單核或多核，并且在其上執(zhí)行的程序可以被配置用于并行或分布式處理。邏輯子系統(tǒng)可以可選地包括遍布在兩個或更多個設(shè)備中的個體組件，所述兩個或更多個設(shè)備可以位于遠(yuǎn)程和/或被配置用于協(xié)調(diào)處理。邏輯子系統(tǒng)中的一個或多個方面可以被虛擬化，并由按云計算配置來配置的可遠(yuǎn)程訪問的聯(lián)網(wǎng)計算設(shè)備執(zhí)行。

存儲子系統(tǒng)908可以包括被配置為保持由邏輯子系統(tǒng)904可執(zhí)行的數(shù)據(jù)和/或指令的一個或多個物理的持久設(shè)備以實現(xiàn)本文中所描述的方法和過程。當(dāng)這樣的方法和過程被實現(xiàn)時，存儲子系統(tǒng)908的狀態(tài)可被變換(例如，以保持不同的數(shù)據(jù))。

存儲子系統(tǒng)908可以包括可移除介質(zhì)和/或內(nèi)置設(shè)備。存儲子系統(tǒng)908可以包括光存儲器設(shè)備(例如，CD、DVD、HD-DVD、藍(lán)光盤等)、半導(dǎo)體存儲器設(shè)備(例如，RAM、EPROM、EEPROM等)和/或磁存儲器設(shè)備(例如，硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器、MRAM等)等等。存儲子系統(tǒng)908可以包括具有以下特征中的一個或多個特征的設(shè)備：易失性、非易失性、動態(tài)、靜態(tài)、讀/寫、只讀、隨機存取、順序存取、位置可尋址、文件可尋址以及內(nèi)容可尋址。

在一些實施例中，邏輯子系統(tǒng)904和存儲子系統(tǒng)908的各方面可以被集成到一個或多個公共設(shè)備中，通過所述公共設(shè)備在此所描述的功能可以至少部分地被實現(xiàn)。這樣的硬件邏輯元件可以包括例如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、程序和應(yīng)用專用集成電路(PASIC/ASIC)、程序和應(yīng)用專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(PSSP/ASSP)、片上系統(tǒng)(SOC)和復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)。

圖9還示出了以可移除計算機可讀存儲介質(zhì)924形式的存儲子系統(tǒng)908的方面，該可移除計算機可讀存儲介質(zhì)924可以被用來以非易失性方式存儲數(shù)據(jù)和/或指令，所述數(shù)據(jù)和/或指令可執(zhí)行用于實現(xiàn)本文中所描述的方法和過程?？梢瞥嬎銠C可讀存儲介質(zhì)924可以采用CD、DVD、HD-DVD、藍(lán)光光碟、EEPROM和/或軟盤等等的形式。

要理解到的是，存儲子系統(tǒng)908包括一個或多個物理的持久設(shè)備，其被配置為以非易失的方式存儲數(shù)據(jù)。相反，在一些實施例中，在本文中所描述的指令的方面可以按瞬態(tài)方式通過不是由物理設(shè)備保持至少有限的持續(xù)時間的純信號(例如，電磁信號、光信號等)來傳播。此外，有關(guān)本公開的數(shù)據(jù)和/或其他形式的信息可以通過純信號、經(jīng)由計算機可讀通信介質(zhì)來傳播。

當(dāng)被包括時，顯示子系統(tǒng)912可以被用來呈現(xiàn)由存儲子系統(tǒng)908保持的數(shù)據(jù)的視覺表示。隨著上文描述的方法和過程改變由存儲子系統(tǒng)908保持的數(shù)據(jù)，并且從而變換存儲子系統(tǒng)的狀態(tài)，顯示子系統(tǒng)912的狀態(tài)可以同樣地被變換以視覺表示底層數(shù)據(jù)的變化。顯示子系統(tǒng)912可以包括利用實際上任何類型的技術(shù)的一個或多個顯示設(shè)備。這樣的顯示設(shè)備可以在共享的外殼中與邏輯子系統(tǒng)904和/或存儲子系統(tǒng)908進行組合，或者這樣的顯示設(shè)備可以是外圍顯示設(shè)備。顯示子系統(tǒng)912可以例如包括在圖1中所示的顯示設(shè)備14和上文所描述的可穿戴多模式顯示系統(tǒng)10的各個實施例的顯示器。

當(dāng)被包括時，通信子系統(tǒng)916可被配置為將計算系統(tǒng)900通信地耦合到一個或多個網(wǎng)絡(luò)和/或一個或多個其他計算設(shè)備。通信子系統(tǒng)916可以包括與一個或多個不同的通信協(xié)議兼容的有線和/或無線通信設(shè)備。作為非限制性示例，通信子系統(tǒng)916可以被配置用于經(jīng)由無線電話網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、有線局域網(wǎng)、無線廣域網(wǎng)、有線廣域網(wǎng)等進行通信。在一些實施例中，通信子系統(tǒng)可以允許計算系統(tǒng)900經(jīng)由諸如因特網(wǎng)之類的網(wǎng)絡(luò)來向其他設(shè)備發(fā)送消息和/或從其他設(shè)備接收消息。

計算系統(tǒng)900還包括傳感器子系統(tǒng)920，該傳感器子系統(tǒng)920包括被配置為感測不同物理現(xiàn)象(例如，可見光、紅外光、聲音、加速度、定向、位置、應(yīng)變、觸摸等)的一個或多個傳感器。傳感器子系統(tǒng)920可以被配置為例如向邏輯子系統(tǒng)904提供傳感器數(shù)據(jù)。傳感器子系統(tǒng)920可以包括被配置為獲取朝向和/或背對用戶的圖像的一個或多個圖像傳感器、可以被用來跟蹤設(shè)備的運動的諸如加速度計之類的運動傳感器，被配置為測量腕帶、臂帶、手柄或與設(shè)備相關(guān)聯(lián)的其他組件的應(yīng)變、彎曲和/或形狀的應(yīng)變儀，和/或任何其他合適的傳感器。如上所述，這樣的圖像數(shù)據(jù)、運動傳感器數(shù)據(jù)、應(yīng)變數(shù)據(jù)和/或任何其他合適的傳感器數(shù)據(jù)可以被用來執(zhí)行諸如確定用戶與顯示子系統(tǒng)912的顯示屏幕之間的距離、使由顯示子系統(tǒng)912顯示的圖像空間穩(wěn)定等的任務(wù)。

當(dāng)被包括時，輸入子系統(tǒng)922可以包括諸如麥克風(fēng)、注視跟蹤系統(tǒng)、語音識別器、游戲控制器、手勢輸入檢測設(shè)備、IMU、鍵盤、鼠標(biāo)或觸摸屏之類的用戶輸入設(shè)備或一個或多個傳感器，或者與其對接。在一些實施例中，輸入子系統(tǒng)922可以包括選定的天然用戶輸入(NUI)組件或者與其對接。這樣的組件可以是集成的或是外圍的，并且輸入動作的轉(zhuǎn)換和/或處理可以在板上或板外被處置。示例NUI組件可以包括用于語音和/或聲音識別的麥克風(fēng)；用于機器視覺和/或手勢識別的紅外、彩色、立體和/或深度相機(例如，飛行時間，立體或結(jié)構(gòu)光相機)；用于運動檢測和/或意圖識別的眼睛或注視跟蹤器、加速度計和/或陀螺儀；以及用于評估大腦活動的電場傳感組件。

術(shù)語“程序”可以被用來描述可穿戴多模式顯示系統(tǒng)10的被實現(xiàn)為執(zhí)行一個或多個特定功能的一個方面。在某些情況下，這樣的程序可以經(jīng)由執(zhí)行由存儲子系統(tǒng)908保持的指令的邏輯子系統(tǒng)904而被實例化。要理解的是，不同的程序可以從相同的應(yīng)用、服務(wù)、碼塊、對象、庫、例程、API、函數(shù)等等被實例化。同樣地，相同的程序可以通過不同的應(yīng)用、服務(wù)、碼塊、對象、例程、API、函數(shù)等被實例化。術(shù)語“程序”是指涵蓋單獨或多組的可執(zhí)行文件、數(shù)據(jù)文件、庫、驅(qū)動程序、腳本、數(shù)據(jù)庫記錄等。

要理解的是，本文中所描述的配置和/或方法在本質(zhì)上是示例性的，并且這些具體實施例或示例不應(yīng)被以限制性的意義考慮，這是因為許多變化是可能的。本文中所描述的具體例程或方法可以表示一個或多個的任何數(shù)量的處理策略。以此，所說明的各個動作可以按所說明的序列、按其他序列、并行地來執(zhí)行，或在某些情況下被省略。同樣地，上述過程的順序可以被改變。

本公開的主題包括本文所公開的各種過程、系統(tǒng)和配置及其他特征、功能、動作和/或特性的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合及其任何和全部等同物。