本発明の実施形態によれば、透明ニアアイ光モジュールは、場合によってはニアアイディスプレイの全体にわたって画素のパッチに配置構成される複数の画素と、ニアアイディスプレイの1つ又は複数の画素(又は画素パッチ)から間隔を空けて配され且つそれらの画素に対して光学的にアライメントされて位置決めされたマイクロレンズアレイとを含む、透明ニアアイディスプレイを含む。透明ニアアイ光モジュールは、シースルー透明ニアアイ光モジュールである。光ブロックが、任意選択で各画素の後ろに配置され、使用者の目から最も遠く離れた側に位置付けられる。透明ニアアイ光モジュールは、封止されてもよい。透明ニアアイ光モジュールは、電気接続によって、単なる例として細いフレックスケーブル又はプリント回路によって、作動可能になる。透明ニアアイ光モジュールは、任意選択で、単なる例として:電気コネクタ、センサ、材料スペーサ、空隙、光ブロック、遮光アパーチャ、ナノホール、画素又は画素パッチのベースの周りの光学素子、追加の小型レンズ又は光学的な、例えば単なる例として画素パッチ又は画素のタイルの1つ又は複数も含有することができる。
本明細書で使用される透明ニアアイディスプレイは、単なる例として、透明ニアアイマイクロディスプレイのものである。ある特定の実施形態では、透明光モジュールが、一端又は一端付近のニアアイディスプレイ及び反対側の端部又は端部付近のマイクロレンズアレイに添着される、4面を含む。透明光モジュールが4面を含む場合、透明ニアアイ光モジュールを封止することができる。ある特定の実施形態では、透明ニアアイ光モジュールを気密封止することができる。封止は、透明ニアアイ光モジュール全体をカバーすることができる。ある特定のその他の実施形態では、透明ニアアイ光モジュールが2面を有し、他の実施形態では、透明光モジュールにそれらの面がない。
透明ニアアイ光モジュールはシースルーである。ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイがシースルーである。ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイが、オフに変調されたときにシースルーである。ある特定の実施形態では、マイクロレンズアレイがシースルーである。ある特定の実施形態では、マイクロレンズアレイがオフに切り換えられたときにシースルーである。ある特定の実施形態では、複数の画素又は画素パッチを支持する透明基板又は透明裏打ち材を有するニアアイディスプレイは、単なる例として、ニアアイディスプレイを少なくとも部分的に透明にすることが可能な画素フィルファクタを有するOLED及び/又はiLED(マイクロLED)を利用することができる。他の実施形態では、複数の画素又は画素パッチを支持する透明基板又は透明裏打ち材を有する透明ニアアイディスプレイは、単なる例として、ニアアイディスプレイを少なくとも部分的に透明にすることが可能なTOLEDを利用することができる。
本明細書で使用される、疎に集合したニアアイディスプレイは、ニアアイディスプレイの面積に対する画素密度が、画素が密に集合した場合よりも少ないものとすることができる。本明細書で使用される、疎に集合したニアアイディスプレイは、アクティブ画素の数が、密に集合した同一のニアアイディスプレイのアクティブ画素の数の5%又はそれよりも少なくなるような手法で修正又は変更した後の、密に集合したニアアイディスプレイのものとすることができる。アクティブ画素とは、照明されることが可能な画素を意味する。修正又は変更されたとは、単なる例としてハードウェア又はソフトウェア修正を意味する。本明細書で使用される隙間は、材料がない又は材料で満たすことのできる空間である。隙間は、空隙、又は単なる例として材料層の形をとる材料スペーサのものとすることができる。材料層は、低屈折率材料のものとすることができる。
本明細書で使用される、密に集合したニアアイディスプレイは、使用時にニアアイディスプレイを疎に集合したニアアイディスプレイとして機能させるよう、したがって本特許出願を疎に集合したニアアイディスプレイにする目的で、複数の画素をオフにすることにより、疎に集合したニアアイディスプレイのものに修正することができる。ニアアイディスプレイが使用中であるときの所与の時点で、点灯することが可能「ではない」又は点灯しないディスプレイの複数の領域があることを意味し、したがって、アクティブ画素を含有し得る全ての可能性あるニアアイディスプレイ面積と比較して、ニアアイディスプレイの実際のアクティブ画素に関係するときに疎に集合させる。アクティブ画素は、点灯することが可能であり且つ常にオフのままになるようプログラムされない又は制御されない画素である。
本明細書で使用される、疎に集合したマイクロレンズアレイは、マイクロレンズアレイの面積に対するマイクロレンズ又は小型レンズの密度が、マイクロレンズが密に集合している場合よりも小さいマイクロレンズアレイである。
本明細書で使用されるニアアイディスプレイは、単なる例として;OLED、TOLED、iLED(マイクロ−LED)、PHOLED(リン光OLED)、WOLED(白色OLED)、FOLED(フレキシブルOLED)、ELED(エレクトロルミネセントディスプレイ)、TFEL(薄膜エレクトロルミネセント)、TDEL(厚膜誘電体エレクトロルミネセント)、又は量子ドットレーザの1つ又は複数から構成することができる。
本明細書で使用されるマイクロレンズアレイ(MLA)は、単なる例として:平凸、両凸、凸、凹、非球面、アクロマティック、回折、屈折、Fresnelレンズ、Gaborスーパーレンズ、GINレンズ、プリズム、パターン化電極、電気活性小型レンズ、電気活性レンズ、電気活性光学部品、又は液体レンズ(電気湿潤及び/又は機械式)である光学部品の1つ又は複数から構成することができる。そのようなマイクロレンズアレイは、単なる例として、プラスチック材料、ガラス材料、又は両方の組合せで作製することができる。
ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイを、画素及び/又は1つ若しくは複数の画素パッチを表面に有するタイルから構成することができる。次いでこれらのタイルを、透明ニアアイディスプレイの全体にわたって拡げる。ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイは、タイルをなくして、透明ニアアイディスプレイの全体にわたって間隔を空けて拡げられた画素又は画素パッチから構成することができる。画素又は画素パッチは、マイクロレンズアレイのマイクロレンズに位置合わせすることができ、且つそれらの間で離間させることができる。
ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイには、画素が疎に集合している。ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイには、画素が密に集合している。ある特定の実施形態では、不透明な材料又は要素(光ブロック)が画素(又は画素のパッチ)の後ろに(使用者の眼から離れて)位置決めされて、使用者の眼から離れる画素からの外向きの光の量を低減させるように、及び可能な場合にはなくすようにする。1つの光ブロックは、画素パッチの後ろに位置付けることができ、又は光ブロックは、画素の後ろに位置付けることができる。このように、複数の光ブロックは、透明ニアアイディスプレイの部分であってもよい。そのような材料は、単なる例として、不透明材料又は要素とすることができる。他の実施形態では、単なる例として、TOLEDがニアアイディスプレイとして利用されるとき、この不透明材料又は要素は外向きの光線(光ブロック)及び実世界からの内向きの光線の両方を遮断し、この不透明材料又は要素がないと、光は画素の透明パッチを経て、次いでマイクロレンズアレイの並べられたマイクロレンズを経て伝達される可能性がある。
全てのそのような実施形態において、そのような不透明材料又は要素(光ブロック)が利用されるとき、材料又は要素のサイズは、単なる例として、画素パッチのもの又はそれよりも僅かに大きい、或いは画素パッチに位置合わせされたマイクロレンズのサイズのように大きく又は僅かに大きくすることができる。不透明材料又は要素の外周形状は、単なる例として、画素、画素パッチ、又は画素パッチに位置合わせされたマイクロレンズの形状のものとすることができる。1つの不透明材料又は要素(光ブロック)は、次の最も近い不透明材料又は要素(光ブロックから)から離れた距離にすることができる。このように、互いに離れた、且つそのそれぞれの画素パッチ(画素のパッチ)に合わせて成形されサイズ決めされ位置合わせされた、さらにマイクロレンズ(好ましい実施形態では、画素パッチに位置合わせされる)に位置合わせされた、複数の不透明材料又は要素(光ブロック)を利用することによって、透明光モジュールの高度な透明性を維持することが可能である。
ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイには画素が疎に集合し、マイクロレンズには、マイクロレンズアレイのマイクロレンズが疎に集合する。これらの実施形態では、マイクロレンズアレイのマイクロレンズが、透明ニアアイディスプレイの画素又は画素パッチに位置合わせされる。この実施形態では、マイクロレンズアレイのマイクロレンズが静的である(常に屈折力を有することを意味する)。したがって、マイクロレンズアレイは静的である。
ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイには画素が密に集合し、マイクロレンズアレイには、マイクロレンズアレイのマイクロレンズが密に集合する。これらの実施形態では、マイクロレンズアレイのマイクロレンズが、透明ニアアイディスプレイの画素又は画素パッチに位置合わせされる。これらの実施形態では、マイクロレンズアレイのマイクロレンズは、オン及びオフに電子切換え可能である。したがってマイクロレンズアレイは動的である。
ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイには画素が疎に集合しており、マイクロレンズアレイには、マイクロレンズアレイのマイクロレンズが密に集合する。これらの実施形態では、マイクロレンズアレイのマイクロレンズは、透明ニアアイディスプレイの画素又は画素パッチに位置合わせされる。これらの実施形態では、マイクロレンズアレイのマイクロレンズを、オン及びオフに電子切換え可能である。したがってマイクロレンズアレイは動的である。
ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイに、画素が密に集合し、マイクロレンズアレイには、マイクロレンズアレイのマイクロレンズが疎に集合する。これらの実施形態では、マイクロレンズアレイのマイクロレンズは、透明ニアアイディスプレイの画素又は画素パッチに位置合わせされる。これらの実施形態では、マイクロレンズアレイのマイクロレンズがオン及びオフに電子切換え可能である。したがってマイクロレンズアレイは動的である。
ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイに画素が疎に集合し、マイクロレンズアレイには、マイクロレンズアレイのマイクロレンズが疎に集合する。これらの実施形態では、マイクロレンズアレイのマイクロレンズは、透明ニアアイディスプレイの画素又は画素パッチに位置合わせされる。これらの実施形態で、マイクロレンズアレイのマイクロレンズはオン及びオフに電子切換え可能である。したがってマイクロレンズアレイは動的である。
本明細書で使用される、疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、種々のレベルの疎度〔sparseness〕を有することができる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイの軽い疎度は、100%未満から75%に至る、透明ニアアイディスプレイの画素フィルファクタを有するものである。疎に集合した透明ニアアイディスプレイの中間の疎度は、75%未満から50%に至る透明ニアアイディスプレイの画素フィルファクタを有するものである。疎に集合した透明ニアアイディスプレイのかなりの疎度は、50%未満から25%に至る透明ニアアイディスプレイの画素フィルファクタを有するものである。疎に集合した透明ニアアイディスプレイの極度な疎度は、25%未満から0%よりもごく僅かだけ大きい(例えば、0.1%よりも上の)、透明ニアアイディスプレイの画素フィルファクタを有するものである。
本明細書で使用される、疎に集合したマイクロレンズは、種々のレベルの疎度を有することができる。疎に集合したマイクロレンズアレイの軽い疎度は、95%から75%に至るマイクロレンズアレイのマイクロレンズ(小型レンズ)フィルファクタを有するものである。疎に集合した透明ニアアイディスプレイの中間の疎度は、75%未満から50%に至る、マイクロレンズアレイのマイクロレンズ(小型レンズ)フィルファクタを有するものである。疎に集合したマイクロレンズアレイのかなりの疎度は、50%未満から25%に至る、マイクロレンズアレイのマイクロレンズ(小型レンズ)フィルファクタを有するものである。疎に集合したマイクロレンズアレイの極度な疎度は、25%未満から0%よりもごく僅かだけ大きい(例えば、0.1%よりも上)、マイクロレンズアレイのマイクロレンズ(小型レンズ)フィルファクタを有するものである。
透明ニアアイディスプレイは、シースルーニアアイディスプレイである。透明ニアアイディスプレイは、透明基板を利用する。透明基材は、透明ニアアイディスプレイの画素(複数可)又は発光体を支持する。透明ニアアイディスプレイの伝導体は、透明である。伝導体は、単なる例として、ITOで作製される。透明ニアアイディスプレイは、透明ニアアイモジュールの正面で(使用者の眼から最も遠く離れて)距離をおいて発生する光線を、ニアアイディスプレイを通して、透明ニアアイモジュールの使用者の眼に伝送して、使用者により知覚される実像を形成することができる。実像を形成するそのような光線は、ニアアイディスプレイ及びマイクロレンズアレイの両方を通過する。ニアアイディスプレイはさらに、使用者により知覚される虚像が形成されるよう、ニアアイディスプレイのアクティブ画素を用いて発生させた光線を発生させることが可能である。虚像を形成する光線は、ニアアイディスプレイを用いて放たれ、マイクロレンズアレイの1つ又は複数のマイクロレンズをさらに通過し、その後、使用者の眼に進入する。
透明ニアアイディスプレイは、動的透明ニアアイディスプレイのものとすることができる。動的透明ニアアイディスプレイとは、ディスプレイが、単なる例として下記;変調された、デューティサイクルのオン及びオフを有し、画素の横及び/又は垂直変調のオン及びオフをもたらし、或いはある特定の画素及び/又は画素パッチをオフにすることの、1つ又は複数とすることができることを意味する。ディスプレイの動的態様は、単なる例として;コントローラ、ドライバ、プロセッサ、又はソフトウェアの1つ又は複数によって制御することができる。
実施形態では、2つの透明ニアアイディスプレイ(XR、AR、又はMRの1つに関して使用される)が、使用者の眼の輻輳を制御することができる。2つの透明ニアアイディスプレイのそれぞれによって使用されるアクティブ画素(1つがそれぞれの眼の正面に位置付けられる)同士の距離を変えることによって、使用者の眼に輻輳を引き起こすが可能である。単なる例として、使用者が、遠くで63mm及び近くで59mmの距離IPD(瞳孔間距離)を有するとするなら、2つの透明ニアアイディスプレイは、(単なる例として)無限に配置された虚像を見るために、2つのニアアイディスプレイの該当するアクティブ画素(又は画素パッチ)同士の間の距離、63mmを提供することができ、次いでコントローラ/ドライバを操作するソフトウェアが、(単なる例として)2フィートで見られる虚像を見るために、2つの透明ニアアイディスプレイの該当するアクティブ画素(又は画素パッチ)同士の間の距離、59mmに変化させることができる。したがって、この実施形態によれば、2つの透明ニアアイディスプレイは、使用者の眼の輻輳を制御することができる。
このことは、ある意味において、眼が動き、アイトラッカーが眼を追跡し次いでディスプレイ上の画像を変化させるアイトラッカーの反対である。この場合、透明ニアアイディスプレイ(複数可)は、使用者の眼(両眼可)を、該当する虚像上に固定させて、それらの視線の方向を変化させている。したがって、単なる例として、鳥の画像を含むビデオ又は静止コンテンツが、眼から20フィートの距離で虚像として鳥が表示されるべきであることを示すものに関連した注釈を有するなら、2つの透明ニアアイディスプレイは、瞳孔の中心に対する画素の場所に該当する注視方向が、眼から必要距離20フィートで輻輳をもたらすように、2つの透明ニアアイディスプレイの同一アクティブ画素(又は画素パッチ)同士の間の距離を提供することになる。一方、単なる例として、カップケーキの画像が、カップケーキは2フィートで虚像として表示されるべきことを示す注釈を有するなら、2つのニアアイディスプレイは、使用者の近くを見るIPDの場合により近い、眼から2フィートで、2つの注視方向の輻輳をもたらす2つの透明ニアアイディスプレイの同一アクティブ画素(又は画素パッチ)同士の間の距離を提供することになる。IPDは、様々な距離で(遠くから中間、さらに近くまで)、各使用者ごとに測定し確立することができ、次いで特定の使用者用にARシステムのメモリにプログラムすることができる。ある特定の場合には、近くの又はより近い虚像に関する使用者の眼の輻輳を引き起こすことは、より低く且つより近い2つの透明ニアアイディスプレイの該当するアクティブ画素(又は画素パッチ)を一緒に利用することができ、それに対して遠くの画像に関する輻輳は、より高く且つさらに離れた2つの透明ニアアイディスプレイの画素を利用することができる。
このソフトウェアの実施形態は、適切なハードウェアと共に利用するとき、知覚された虚像を、使用者の片眼又は両眼からZ軸に沿った任意の距離で前方及び後方に移動させる。ある場合には、IPDは、大型アイボックスで、女性の場合には近くを見るときに55mmから60mmの間、及び男性の場合は60mmから65mmのデフォルトとして設定することができる。他の場合には、IPDは、使用者の厳密なIPDに合わせてカスタマイズすることができる。
ユースケースに関して深さの知覚(XR、AR、又はMRに関して)が重要である、別の実施形態では、使用者の2つの眼の輻輳を制御するために、2つの透明ニアアイディスプレイが使用される(先の実施形態におけるように)。しかし、この実施形態では、右眼のための透明ニアアイディスプレイの該当するアクティブ画素(又は画素パッチ)及び左眼のためのニアアイディスプレイの該当するアクティブ画素(又は画素パッチ)を活性化させずに、使用者の眼に関して輻輳の同じ正確な距離が確立されるようにする。言い換えれば、同じ虚像の種々の部分への輻輳の距離は、立体視覚用に深さの知覚を高めるために、異なる距離で故意に設定される。1つのニアアイディスプレイのアクティブ画素(又は画素パッチ)は、もう1つのディスプレイの該当するアクティブ画素(又は画素パッチ)の相対位置に関し、意図的に僅かに不整合にしている。そのような不整合は、使用者の右眼及び使用者の左眼に輻輳を引き起こし、僅かに異なる距離で虚像を見せる。不整合の量/程度は、使用者の2つの眼を不整合にするが使用者のPanum融像ゾーン内に留め、したがって使用者の眼による虚像の深さ知覚をもたらす。
高められた深さ知覚が望まれる、さらに別の実施形態では(単なる例として、3Dホログラムの場合のように)、第1の透明ニアアイディスプレイ(右眼の正面の)により第1の画像が右眼に提示され、異なる画像が、第2の透明ニアアイディスプレイ(左眼の正面にある)により左眼に提示される。2つの画像のフィーチャは合わされ/統合されて、3D様のホログラフィ画像又は意味のある3D画像を形成するように設計される。画像を一緒に合わせ又は統合させる手法は、単なる例として、使用者の右眼が変調を知覚できるよりも速く、右の透明ニアアイディスプレイによって表示された画像を変調させ、且つ使用者の左眼が変調を知覚できるよりも速く、左の透明ニアアイディスプレイによって表示された画像も変調させることによる。したがって使用者の眼はいかなる変調も知覚することができず、脳が2つの画像を一緒に統合して、意味のある深さ及び立体視野を有する1つの改良された画像を形成するようになる。右及び左の表示画像の一時的な変調を使用することによる、さらに別の実施形態では、一方が他方よりも50ミリ秒から150ミリ秒以内で遅延するようにし、意味のある深さ知覚を実現することができる。
ある特定の実施形態では、関連あるキューを有するソフトウェアを使用して、虚像が使用者の眼の向きに対してどちらに向くのか、コントローラ/ドライバを促すことができる。単なる例として子供の画像に関連したある特定のキューは、単なる例として近距離に子供の虚像を位置付けることができる。単なる例として子供の画像に関連した異なるキューは、中間距離に子供の虚像を位置付けることができる。単なる例として子供の画像に関連したさらに異なるキューは、子供の虚像を遠距離に位置付けることができる。他の実施形態では、関連したキューを有するある特定のソフトウェアは、第1の透明ニアアイディスプレイがある特定のデューティサイクルで虚像を変調させるよう促すことができ、それと共にソフトウェアは、第2の透明ニアアイディスプレイが同じデューティサイクルで変調させるのを促すが、その場合、第2のディスプレイのデューティサイクルは第1のディスプレイのデューティサイクルの場合よりも僅かに時間遅延するようになされる。ある特定の実施形態では、特定のキューを有するソフトウェアは、使用者の眼(両眼可)からZ軸に沿った距離に、虚像を位置合わせすることができる。ある特定の実施形態では、特定のキューを有するソフトウェアは、使用者の眼で見られる虚像に深さを持たせることができる。ある特定の実施形態では、特定のキューを有するソフトウェアは、使用者の眼で見られる虚像に、深さの知覚を持たせることができる。ある特定の実施形態では、特定のキューを有するソフトウェアは、使用者の眼で見られる虚像に意味のある深さの知覚を持たせることができる。ある特定の実施形態では、特定のキューを有するソフトウェアは、使用者の眼で見られる虚像に、ホログラムの知覚を持たせることができる。
別の実施形態では、さらなる立体視的及び調節的キューが、画像拡大によって提供される。一実施形態では、マイクロレンズアレイが、固定距離、単なる例として20フィートで虚像を投影するように設計された、固定画像拡大を有する。別の実施形態では、マイクロレンズアレイは、対の眼の正面に配置されたニアアイディスプレイにより形成された虚像と合わせたときに虚像の立体視的距離を変えるために、例として動的集束素子を備えた小型レンズによって提供される可変倍率、又は、ニアアイディスプレイとマイクロレンズアレイとの間の距離を有する。2つのディスプレイにおけるアクティブ化画素の場所は、両目における虚像の画像拡大によってキューが出された立体視的距離を等しくする、輻輳距離を確実にする。
視覚障害者に使用することができる、さらに別の実施形態では、ニアアイディスプレイからのマイクロレンズアレイの距離から得られる倍率を、使用者の眼に映る虚像の増大した又は低減したレベルの倍率が得られるように調節することができる。単なる例として、マイクロレンズアレイとニアアイディスプレイとの間のより狭い空間/隙間又は距離は、使用者の眼の網膜上の虚像のより高い倍率をもたらすことになり、マイクロレンズアレイとニアアイディスプレイとの間のより広い空間/隙間又は距離は、使用者の眼の網膜上の虚像の、より低い倍率をもたらすことになる。このように、視覚障害者がより良く見えるのを助けるために、支援型視力デバイス(ロービジョンデバイス)用に表示された虚像の所望レベルの倍率を提供することが、可能である。
本明細書に開示されるある特定の実施形態では、マイクロレンズアレイは、動的な切換え可能(オン−オフ)なマイクロレンズアレイのものである。本明細書に開示されるその他の実施形態では、マイクロレンズアレイが静的な(常にオン)マイクロレンズアレイである。ある特定の実施形態では、マイクロレンズアレイには、マイクロレンズが密に集合している。その他の実施形態では、マイクロレンズアレイには、マイクロレンズが部分的に集合している。本明細書に開示されるある特定の実施形態(無限共役光学部品を利用する)では、マイクロレンズアレイのマイクロレンズが、マイクロレンズアレイのマイクロレンズを通過する光線を平行にし、使用者の眼の角膜に衝突したときに光線を互いに平行にする。この状態が生じたとき、使用者の眼の光学構造は、光を使用者の眼の中心窩に集束させる(使用者の眼は正視状態であると仮定する)。そうでない場合には、単なる例として矯正レンズ(眼鏡又はコンタクトレンズ)が装着され得る。無限共役光学部品が使用されるとき、使用者の眼に見える画像は、正立像である。本明細書に開示されるその他の実施形態(有限共役光学部品を利用する)では、マイクロレンズアレイのマイクロレンズは、マイクロレンズアレイのマイクロレンズを通過する光線を集束させ、光線を輻輳させ且つ使用者の眼の前に画像を形成する。形成された画像は眼の前で、眼に見えるが、網膜上に形成された画像は反転/倒立している。使用者が正視矯正レンズ状態ではない場合、単なる例として矯正レンズ(眼鏡又はコンタクトレンズ)が装着され得る。有限共役光学部品が利用されるとき、使用者の眼に見える画像は倒立している。したがって、有限共役光学部品を利用するこれらの実施形態では、ニアアイディスプレイは、使用者の眼に見えるような得られる画像が、反転するのとは対照的に適正な向きになるように、反転画像を提示するようプログラムされる。実像を構成する光線は、マイクロレンズアレイの有限共役光学部品を通過しないので、眼に到達した後に反転しない。実像(使用者の眼に見える)を形成する光線は透明光モジュール全体を通過することが、さらに指摘されるべきである。虚像(使用者の眼に見える)を形成する光線は、透明光モジュールの部分のみを通過する。
1つ又は複数のフィーチャ(単なる例として)、画素サイズ、画素ピッチ、厚さ、MLAマイクロレンズ屈折力、又は隙間距離(空隙又は材料スペーサのいずれか)を変化させることにより、本明細書に教示される透明ニアアイ光モジュールは、単なる例として、使用者の眼の近くで利用される任意のニアアイディスプレイデバイスと共に、又はこのデバイスに取着されて、又はこのデバイスの内部に埋め込まれて利用することができる。単なる例として、1)全ての形の眼鏡(例として;スポーツ用眼鏡、射撃用眼鏡、自転車用眼鏡、安全眼鏡、工業用眼鏡、宇宙用ゴーグル、ドレス用眼鏡、軍用眼鏡、ロービジョン用眼鏡;及び/又は2)全ての形のヘッドウェア、単なる例として;ヘルメット、フェイスシールドなど;及び/又は3)医療機器。上記のある場合には、眼の動き及び眼の位置を感知するセンサに関連して作用するアイトラッカー(複数可)が利用される。
透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、1つの眼に関して単眼のように利用することができ、又は2つのそのようなモジュールが使用されるときにはバイオプティック若しくは両眼のように;それぞれの眼に1つずつ利用することができる。ある特定の実施形態では、虚像の輝度のレベルは、屋外の実世界の周囲光の輝度に対して制御される必要がある。透明ニアアイディスプレイは、発光体、単なる例としてOLED、TOLED、又はマイクロ−LEDを使用することができる。1つ又は複数の光センサは、周囲光(屋外又は屋内)のレベル測定するために利用することができる。そのような実施形態では、透明ニアアイディスプレイの屋外での輝度は、屋外の実世界の光の周囲輝度の±25%の範囲内で維持されるよう、上下に制御される。そのような実施形態では、透明ニアアイディスプレイの屋外の輝度は、屋内の光の周囲輝度の±25%の範囲内に維持されるよう、上下に制御される。ある特定の場合には、屋外で使用されるときの透明ニアアイディスプレイは、透明ニアアイディスプレイの輝度強度を低減させるために、50%よりも上であるが100%よりも下であるデューティサイクルで変調される。ある特定の実施形態では、虚像の輝度のレベルは、屋内の周囲光に輝度に対して制御される必要がある。そのような実施形態では、透明ニアアイディスプレイの屋外の輝度は、屋内の光の周囲輝度の±25%の範囲内に維持されるよう、上下に制御される。ある特定の場合には、屋内で使用されるときの透明ニアアイディスプレイは、透明ニアアイディスプレイモジュールの輝度強度を低減させるため、50%よりも下のデューティサイクルで変調される。ある特定の実施形態では、ニアアイディスプレイ光モジュールは、透明ニアアイディスプレイモジュールを通過する実世界からの光の透過率のパーセンテージを変えることができる。このことは、単なる例としてフォトクロマティック、エレクトロクロミック、又はサーモクロミックである、前方の基板又はその表面のコーティング(使用者の眼から最も遠い)を用いて、実現することができる。
本発明の様々な態様を、以下に提示する。
態様A1. 透明ニアアイディスプレイ光モジュールであり、このモジュールは、1つ又は複数の光学的に位置合わせされたマイクロレンズアレイ(複数可)から離れて配置された、疎に集合した透明ニアアイディスプレイを含み、疎に集合したニアアイディスプレイのアクティブ画素密度(単なる例として、OLED及び/又はiLED)は、透明ニアアイディスプレイの面積の50%未満、35%未満、25%未満、15%未満、10%未満、又は5%未満であり、実像(使用者の眼で見られる)を形成する実世界からの光線は、シースルーニアアイディスプレイ、ニアアイディスプレイとマイクロレンズアレイとの間の空間、及びマイクロレンズアレイを通過し(空隙又は材料スペーサとすることができる)、虚像(使用者の眼で見られる)を形成する光線は、疎に集合したニアアイディスプレイのアクティブ画素を用いて発生し、ニアアイディスプレイとマイクロレンズアレイとの間の空間内、次いでマイクロレンズアレイの1つ又は複数のマイクロレンズを通って行く。ニアアイディスプレイは、装着者の眼から放出される外向きの光が低減するように任意選択で構築することができる。無限遠を見る使用者の眼が、その網膜上に光を集束させるのに矯正屈折力を必要とするとき、そのような矯正レンズは、使用者の眼とマイクロレンズアレイとの間に位置付けられる。本明細書で使用される「アクティブ画素」という用語の使用は、どの時点においても光を放出することが可能な(1つ又は複数の画素)であることを意味する。このことにより、画素は、画像を表示するときに点灯することができ、透明ニアアイディスプレイが透明な疎に集合したニアアイディスプレイになるようにするために故意にオフにされ又はオフになるようにプログラムされていないことを意味する。
態様2. 単なる例としてTOLEDなどの透明画素を含むその他の実施形態では、画素密度は、疎に集合した透明ニアアイディスプレイのもの(密に集合した透明ニアアイディスプレイの100%未満の量)、又は密に集合した透明ニアアイディスプレイであってそのような密に集合したニアアイディスプレイのアクティブ画素をどの時点においても制限して、密に集合したニアアイディスプレイを疎に集合したニアアイディスプレイとして作用させ/模倣するものの、いずれかにすることができる。単なる例として、TOLEDのアクティブ画素の数を制限することにより、実世界からの光線の適切な量を、TOLEDディスプレイに伝送して、使用者の眼に見える実像を形成するようにすることができ、それと共にTOLEDディスプレイは、使用者の眼に見える虚像を形成するために、適切な量の光線を提供/発生させることができる。
態様3. さらにその他の実施形態では、透明ニアアイディスプレイは、実像がある期間のみ(どの画素も光を発生していないとき)見えるように且つ虚像がある期間のみ(画素の大部分が光を発生しているとき)見えるように、変調することができ且つオン及びオフのデューティサイクルを有することができる。次いでこの同じ状態を何度も何度も繰り返し継続する。そのようなデューティサイクルは、1.0%から50%の範囲内にすることができる。そのような実施形態が利用されるとき、関連ある位置合わせされたマイクロレンズアレイも、ニアアイディスプレイのデューティサイクルを模倣するように及びそのデューティサイクルと同時のデューティサイクル(オフ及びオン)を有するように、変調させることができる。マイクロレンズアレイがオフにされ、屈折力がほとんど乃至全くない場合、実世界からの光線は大きく変化して通過することができる。
態様A5. 透明ニアアイディスプレイ光モジュールであり、このモジュールは、透明ニアアイディスプレイ及び1つ又は複数の光学的に位置合わせされたマイクロレンズアレイ(複数可)を含み、ニアアイディスプレイの「アクティブ画素密度」は、透明ニアアイディスプレイの面積の25%未満、20%未満、15%未満、10%未満、又は5%未満であり、実像を形成する実世界からの光線は、シースルーニアアイディスプレイを通過し、虚像からの光線は、ニアアイディスプレイの点灯した画素を用いて発生し、ニアアイディスプレイは、装着者の眼から離れる光放出が低減するように構成される。
態様A6. 任意の先行する態様のマイクロレンズアレイであり、このマイクロレンズアレイは、複数のマイクロレンズが、疎に集合した透明ニアアイディスプレイの複数のアクティブ画素からの光線を通し、その時間の50%未満で虚像を形成するように、変調される。
態様A7. 任意の先行する態様のマイクロレンズアレイであり、このマイクロレンズアレイは、複数のマイクロレンズが、疎に集合した透明ニアアイディスプレイの複数のアクティブ画素からの光線を通し、その時間の25%未満で虚像を形成するように、変調される。
態様A8. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイ光モジュールであり、このモジュールは、フォトニック光モジュールのものである。
態様A9. 任意の先行する態様の光モジュールであり、このモジュールは眼鏡フレームに取着され、そのような取着は、眼鏡のフロント、ブリッジ、テンプルの1つの上又は中でトラックを用いることによる。
態様A10. 任意の先行する態様の、疎に集合した透明ニアアイディスプレイであり、この疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、TOLEDディスプレイを含む。
態様A11. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイであり、この透明ニアアイディスプレイは、シースルーマイクロLEDディスプレイを含む。
態様A12. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイであり、この透明ニアアイディスプレイは、シースルーOLEDディスプレイを含む。
態様A13. 任意の先行する態様の、疎に集合した透明ニアアイディスプレイであり、この疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の距離分離型画素パッチを含む。
態様A14. 任意の先行する態様の、疎に集合した透明ニアアイディスプレイであり、この疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の距離分離型画素タイルを含む。
態様A15. 任意の先行する態様の、疎に集合した透明ニアアイディスプレイであり、この疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の距離分離型画素タイル又は画素パッチを含み、画素タイル間又は画素パッチ間の距離は、150ミクロンから500ミクロンの範囲内にある。
態様A16. 任意の先行する態様の画素であり、この画素は、1ミクロン〜5ミクロンの範囲内のサイズを有する。
態様A17. 任意の先行する態様のマイクロレンズであり、このマイクロレンズは、25ミクロン〜750ミクロンの範囲内のサイズを有する。
態様A18. 任意の先行する態様のマイクロレンズアレイであり、このマイクロレンズアレイの1つのマイクロレンズは、複数の画素と光学的に連絡する。
態様A19. 任意の先行する態様のマイクロレンズアレイであり、このマイクロレンズアレイの1つのマイクロレンズは、特定の画素パッチと光学的に連絡する。
態様A20. 任意の先行する態様のマイクロレンズアレイであり、このマイクロレンズアレイの1つのマイクロレンズは、特定の画素タイル(複数可)又は画素パッチ(複数可)と光学的に連絡する。
態様A21. 任意の先行する態様のマイクロレンズアレイであり、このマイクロレンズアレイの各マイクロレンズは、互いに75ミクロンから1mmの範囲内に位置付けられる。
態様A22. 任意の先行する態様の画素パッチ又はタイルであり、この画素パッチ又はタイルは、625〜10,000画素の範囲内の画素数を含む。
態様A23. 任意の先行する態様の画素のパッチ又はタイルであり、この画素のパッチ又はタイル内の各画素は、互いに1mmミクロンから5ミクロンの範囲内に位置付けられる。
態様A24. 任意の先行する態様の画素のパッチ又はタイルであり、各画素パッチ又はタイルは、150ミクロン×150ミクロン〜750ミクロン×750ミクロンの範囲内と測定される。
態様A25. 任意の先行する態様の、疎に集合した透明ニアアイディスプレイであり、疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の距離分離型パッチ又はタイルを含み、16〜36のパッチ又はタイルは、どの時点においても装着者の眼で一度に見ることができる。
態様A26. 任意の先行する態様の、疎に集合した透明ニアアイディスプレイであり、アイトラッカーが、疎に集合した透明ニアアイディスプレイに関連付けて利用され、眼がニアアイディスプレイを横断して動くにつれ、ある特定のアクティブ画素がオフになる。
態様A27. 任意の先行する態様の、疎に集合した透明ニアアイディスプレイであり、アイトラッカーが、疎に集合した透明ニアアイディスプレイに関連付けて利用され、眼がニアアイディスプレイを横断して動くにつれ、ある特定のアクティブ画素がオンになる。
態様A28. 任意の先行する態様の、疎に集合した透明ニアアイディスプレイであり、この疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、1〜10倍の範囲の間の虚像の倍率を提供する。
態様A29. 任意の先行する態様のモジュールであり、このモジュールは、それが光学的に連絡している眼鏡レンズの、フロントベースの曲面に向かって湾曲している。
態様A30. 任意の先行する態様のモジュールであり、このモジュールは、それが光学的に連絡している眼鏡レンズの水平曲面のものに対して水平方向に湾曲している。
態様A31. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイであり、この透明ニアアイディスプレイは、装着者の眼の視線が透明ニアアイディスプレイの断面を水平に横断して動くときに画素のパッチ又はタイルの断面を見通した場合、装着者の視線が垂直方向に対してゼロから10、15、20、又は25度以内になるように、面が付けられた又は傾斜が付けられた画素パッチ又はタイルを含む。
態様A32. 任意の先行する態様のモジュールであり、このモジュールは、空隙キャビティを含む。
態様A33. 任意の先行する態様のモジュールであり、このモジュールは眼鏡レンズの正面に位置付けられ、モジュールと眼鏡レンズの正面との間に隙間(空隙又は材料スペーサ)がある。
態様A34. 任意の先行する態様の隙間(材料スペーサ又は空隙)であり、この間隔(空隙又は材料スペーサ)の厚みは25ミクロンから2.0mmの範囲内にある。
態様A35. 任意の先行する態様の隙間(材料スペーサ又は空隙)であり、この間隔(空隙又は材料スペーサ)の厚みは50ミクロンから150ミクロンの範囲内にある。
態様A36. 任意の先行する態様のマイクロレンズアレイであり、このマイクロレンズアレイの厚さは0.3mmから2.0mmの範囲内にある。
態様A37. 任意の先行する態様のマイクロレンズアレイであり、このマイクロレンズアレイの厚さは0.5mmから1.0mmの範囲内にある。
態様A38. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイであり、この透明ニアアイディスプレイの厚さが、0.3mmから2.0mmの範囲内にある。
態様A39. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイであり、この透明ニアアイディスプレイの厚さが0.35mmから1.0mmの範囲内にある。
態様A40. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイモジュールであり、この透明ニアアイディスプレイモジュールは、1.0mmから4.0mmの範囲内の厚さを有する。
態様A41. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイであり、この透明ニアアイディスプレイは、面が付けられたディスプレイである。
態様A42. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイであり、この透明ニアアイディスプレイは、傾斜が付けられた多数の画素のパッチ又はタイルを有する。
態様A43. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイであり、この透明ニアアイディスプレイは、面が付けられた多数の画素のパッチ又はタイルを有する。
態様A44. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイであり、この透明ニアアイディスプレイは、疎に集合した、傾斜が付けられた、及び面が付けられた画素を有する。
態様A45. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイであり、この透明ニアアイディスプレイは、複数の着色画素からの色を積分する複数の積分器を有する。
態様A46. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイであり、この透明ニアアイディスプレイは単色性である。
態様A47. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイであり、この透明ニアアイディスプレイは多数の色を提供する。
態様A48. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイであり、この透明ニアアイディスプレイはQVGAである。
態様A49. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイであり、この透明ニアアイディスプレイは、QVGAよりも大きい。
態様A50. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイであり、この透明ニアアイディスプレイは、フルVGAである。
態様A51. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイモジュールであり、この透明ニアアイディスプレイモジュールは、虚像の時間系列変調を、実像のものと共に引き起こす。
態様A52. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイモジュールであり、この透明ニアアイディスプレイモジュールは、虚像及び実像を同時に見せる。
態様A53. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイモジュールであり、この透明ニアアイディスプレイモジュールは、複数の異なる眼鏡フレームに、取外し可能に取着することができる。
態様A54. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイモジュールであり、この透明ニアアイディスプレイモジュールの底縁は、装着者の眼(両眼可)の瞳孔の上縁に又はその上方に位置付けることができる。
態様A55. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイモジュールであり、この透明ニアアイディスプレイモジュールは、装着者の眼の瞳孔に対して調節可能にすることができる。
態様A56. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイモジュールであり、この透明ニアアイディスプレイモジュールは、虚像を変調させることができる。
態様A57. 任意の先行する態様の透明ニアアイディスプレイモジュールであり、この透明ニアアイディスプレイモジュールは、1〜15nitで、使用者の眼の瞳孔を照明することができる。
態様A58. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、マイクロ−OLEDディスプレイである。
態様A59. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、マイクロ−iLEDディスプレイである。
態様A60. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、OLED又はTOLEDから構成される。
態様A61. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、iLEDから構成される。
態様A60. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、透明電極セクションを有する。
態様A63. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、画素のパッチ又はタイル間に透明な又は透光性のセクションを有する。
態様A64. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、画素のパッチ又はタイル間に透明な又は透光性のセクションを有する。
態様A65. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、画素間に透明な又は透光性のセクションを有する。
態様A66. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、装着者の眼から離れた側の不透明な画素のパッチ又はタイル間に透明な又は透光性のセクションを有する。
態様A67. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、装着者の眼から離れた又は近くの側の不透明な画素のパッチ又はタイル間に、透明な又は透光性のセクションを有する。
態様A68. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、50%、40%、30%、20%、10%、5%、又はそれよりも少ない画素のフィルファクタを有する。
態様A69. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、フィルファクタ又は10%若しくはそれよりも低い画素を有する。
態様A70. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、20%以下の画素パッチのフィルファクタを有する。
態様A71. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、5%以下の画素パッチ、又はフィルファクタを有する。
態様A72. 任意の先行する態様のマイクロレンズアレイであり、このマイクロレンズアレイは、75%又は50%又はそれよりも低いフィルファクタを有する。
態様A73. 任意の先行する態様のマイクロレンズアレイであり、このマイクロレンズアレイは、50%以下のフィルファクタを有する。
態様A74. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイがTOLEDディスプレイである。
態様A75. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイがOLEDディスプレイである。
態様A76. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイがiLED又はマイクロ−LEDディスプレイである。
態様A77. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、装着者の眼から最も離れた画素又は画素パッチの側にある、画素又は画素パッチの後ろにあるニアアイディスプレイのセクション(複数可)が不透明であり、画素及び/又は画素パッチ間のセクションが透明である。
態様A78. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、装着者の眼から最も離れた画素又は画素パッチの側にある、画素又は画素パッチの後ろにあるニアアイディスプレイのセクション(複数可)が不透明であり、画素及び/又は画素パッチ間のセクションが半透明である。
態様A796. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイの電子バス(複数可)は垂直方向に向いている。
態様A80. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイの電子バス(複数可)は水平方向に向いており、ニアアイディスプレイの上部に位置付けられる。
態様A81. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、視線が、電子バスと交差せずにニアアイディスプレイにアクセスすることができる。
態様A82. 任意の先行する態様のニアアイ光モジュールであり、前記光モジュールはマイクロレンズアレイを含む。
態様A83. 任意の先行する態様のマイクロレンズアレイであり、前記マイクロレンズアレイは複数のマイクロレンズを含み、マイクロレンズはニアアイディスプレイからの光を平行にする。
態様A84. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、装着者/使用者の眼により正立して見える反転画像を提供する。
態様A85. 任意の先行する態様のマイクロレンズアレイであり、前記マイクロレンズアレイは複数のマイクロレンズを含み、マイクロレンズはニアアイディスプレイからの光を集束させる。
態様A86. 任意の先行する態様のニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、装着者/使用者の眼により正立して見える正しい向きの画像を有する。
態様A87. 任意の先行する態様のマイクロレンズアレイであり、このマイクロレンズアレイにはマイクロレンズが疎に集合している。
態様A88. ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイには画素が密に集合している。ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイには画素が密に集合している。ある特定の実施形態では、材料又は要素は、使用者の眼から離れる画素からの外向きの光の量を低減するように及び可能な場合はなくすように、画素(又は画素パッチ)の後ろに(使用者の眼から離れて)位置決めされる。そのような材料は、単なる例として、不透明な材料又は要素とすることができる。その他の実施形態では、単なる例として、TOLEDがニアアイディスプレイとして利用されるときにこの不透明な材料又は要素は、この不透明な材料又は要素がない場合に透明な画素パッチ内を通過し次いでマイクロレンズアレイの位置合わせされたマイクロレンズ内を通過し得る、実世界からの外向きの光及び内向きの光の両方を遮断する。
態様A89. 実施形態では、そのような不透明な材料又は要素が利用されるとき、材料又は要素のサイズは、単なる例として画素パッチのサイズ若しくは僅かに大きいものとすることができ、又は画素パッチに位置合わせされたマイクロレンズのサイズ若しくは僅かに大きいサイズとすることができる。不透明な材料又は要素の外周形状は、単なる例として画素パッチ又は画素パッチに位置合わせされたマイクロレンズの形状とすることができる。1つの不透明な材料又は要素は、次の最も近い不透明な材料又は要素から遠く離すことができる。したがって、成形され、サイズが決められ、及びそのそれぞれの画素パッチ(画素のパッチ)に位置合わせされ、及びマイクロレンズ(画素パッチに位置合わせされた)にさらに位置合わせされた、複数の不透明な材料又は要素を利用することによって、透明光モジュールの高度な透明性を維持することが可能である。
態様B1. 透明ニアアイディスプレイ、空隙、及びマイクロレンズアレイを含むARモジュールであり、このマイクロレンズアレイはニアアイディスプレイに位置合わせされ、ニアアイディスプレイは、50%未満、40%未満、30%未満、20%未満、10%未満、又は5%未満の画素のフィルファクタを含み、マイクロレンズアレイは、透明ニアアイディスプレイから来て装着者の眼に向かう光線を平行にする。
態様B2. 態様B1のARモジュールであり、このARジュールは透明である。
態様B3. 態様B1又はB2のARモジュールであり、このARモジュールは、眼鏡レンズから独立している。
態様B4. 態様B1〜B3のいずれか1つのARモジュールであり、このARモジュールは、眼鏡レンズの正面の表面に取着することができ、眼鏡レンズの正面の表面に埋め込むことができ、眼鏡レンズから遠く離すことができ、及び眼鏡レンズの正面の表面の前に位置合わせすることができる。
態様B5. 態様B1〜B4のいずれか1つのニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、光線を放出する複数の画素パッチを含み、各画素パッチからの光線は、位置合わせされたマイクロレンズ内を伝送され、各画素パッチは、装着者の眼の網膜上に虚像を形成することができる。
態様B6. 態様B1〜B5のいずれか1つのニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、60%、70%、80%、90%よりも大きい透明性を有する。
態様B7. 態様B1〜B6のいずれか1つのニアアイディスプレイであり、このニアアイディスプレイは、90%よりも大きい透明性を有する。
態様B8. 態様B1〜B7のいずれか1つのARモジュールであり、このARモジュールは、装着者の眼の網膜上に、30×、20×、10×、又はそれよりも小さい、画素パッチにより形成される画像の倍率を引き起こす。
態様B9. 態様B1〜B8のいずれか1つのARモジュールであり、このARモジュールは、プラス又はマイナス12.5度から25度の視野を提供する。
態様B10. 態様B1〜B9のいずれか1つのARモジュールであり、このARモジュールは、装着者の眼の網膜上にQVGA解像度を提供する。
態様B11. 態様B1〜B0のいずれか1つのARモジュールであり、このARモジュールは気密封止される。
添付図面は、本発明の実施形態のある特定の態様を示し、本発明を限定するのに使用されるべきではない。書き留められた記述と一緒に、図面は、本発明のある特定の原理を説明する。
次に、本発明の様々な例示的な実施形態を詳細に参照する。例示的な実施形態の下記の考察は、本発明に対する限定を意図するものではないことを理解されたい。むしろ下記の考察は、読者に対して、本発明のある特定の態様及び特徴のより詳細な理解を与えるために提供される。
本発明の実施形態によれば(図1a及び1b参照)、透明ニアアイ光モジュールは、透明ニアアイディスプレイであってこのニアアイディスプレイ全体にわたって画素パッチ状に並べられることもある複数の画素を含む透明ニアアイディスプレイと、ニアアイディスプレイの1つ又は複数の画素(又は画素パッチ)から間隔を空けて配された且つこれらの画素に光学的に位置合わせされた状態で位置決めされたマイクロレンズアレイとを含む。光ブロックが、任意選択で、各画素の後ろに配置され且つ使用者の眼から最も離れた側に位置付けられる。透明ニアアイ光モジュールは、封止されてもよい。封止は、単なる例として、気密封止、眼鏡レンズ内への埋込み、及びオーバーコート、眼鏡レンズ樹脂内への埋込み、及びレンズ母材と連続するように硬化されることの、1つ又は複数とすることができる。単なる例として、多層化コーティングを、気密封止を行うため必要に応じて透明ニアアイ光モジュールに塗布することができる。そのようなコーティングは、単なる例として、パラリン−C及びSiOxが交互に堆積された多層などの封止材とすることができる。典型的には、25ミクロン程度[10〜30ミクロンの範囲]の全厚をもたらす5〜12層が塗布される。気密封止は、透明ニアアイ光モジュールの外表面積全体又はその一部をカバーすることができる。封止材は、透明ニアアイディスプレイ光モジュールの外表面からの光の反射を低減させる役割を演ずることもできる。透明ニアアイ光モジュールは、電気接続、単なる例として細いフレックスケーブル又はプリント回路を用いて使用可能にされる。透明ニアアイ光モジュールは、任意選択で、単なる例としてセンサ(複数可)、電気コネクタ、材料スペーサ、空隙、遮光アパーチャ、ナノホール、画素又は画素パッチのベースの周りの光学素子、追加の小型レンズ又は光学部品、例えば単なる例として、画素パッチ又は画素のタイルを含有することもできる。
本開示において、ニアアイディスプレイ(NED)は、眼の光学系の主平面からある距離に配置される電子又は機械式ディスプレイと定義され、この場合、NEDで発生した網膜像は、眼の順応能力とは無関係にぼやけており、したがってその像は、画像認識の閾値を超えてぼやけるようになる。本明細書で利用されるNEDは一般に、透明電子マイクロディスプレイである(本明細書で使用される透明という用語は、半透明を含むことが意図される)。
単なる例として、下記の光源又は発光体のいずれかを、ニアアイディスプレイと共に又はニアアイディスプレイとして利用することができる:OLEDマイクロディスプレイ;iLED(マイクロLED)、TOLED(透明有機発光ダイオード)、PHOLED(リン光OLED)、FOLED(フレキシブルOLED)、WOLED(白色OLED)、ELD(エレクトロルミネセントディスプレイ)、TFEL(薄膜エレクトロルミネセント)、TDEL(厚膜誘電体エレクトロルミネセント)、又は上記のいずれかの組合せ。
透明ニアアイディスプレイは、シースルーニアアイディスプレイである。透明ニアアイディスプレイは、透明基板を利用する。透明基板は、透明ニアアイディスプレイの画素又は発光体を支持する。透明ニアアイディスプレイの伝導体は透明である。伝導体は、単なる例として、ITOで作製される。透明ニアアイディスプレイは、透明ニアアイモジュールの正面で(使用者の眼から最も遠く離れて)距離をおいて発生する光線を、ニアアイディスプレイを通して、透明ニアアイモジュールの使用者の眼に伝送して、使用者により知覚される実像を形成することができる。実像を形成するそのような光線は、ニアアイディスプレイ及びマイクロレンズアレイの両方を通過する。ニアアイディスプレイはさらに、使用者に知覚される虚像が形成されるよう、ニアアイディスプレイのアクティブ画素を用いて光線を発生させることが可能である。虚像を形成する光線は、ニアアイディスプレイを用いて放たれ、マイクロレンズアレイの1つ又は複数のマイクロレンズをさらに通過し、その後、使用者の眼に進入する。
透明ニアアイディスプレイは、透明画素及び/又は光が遮断された若しくは低減された画素を装着者の眼から最も離れた側に含むことができ、画素及び/又は画素パッチの間にディスプレイの透明又は半透明セクションを有することができ、それが実世界の光線を通過させることになる。画素又は画素パッチは、透明基板によって支持される。ある特定の実施形態では、光ブロックと呼ばれる不透明フィーチャを利用して、透明ニアアイディスプレイの使用者の眼から投影される光を低減させる。光ブロックは、使用者の眼から最も離れた画素又は画素パッチの側に位置付けることができる。光ブロックは、画素の後ろに位置付けることができる。光ブロックは、画素パッチの後ろに位置付けることができる。1つの光ブロックを、隣接する光ブロックから距離を空けて離して、実世界からの光を通過させ、それによって透明ニアアイディスプレイを透明にすることができる。
ある特定の実施形態では、ニアアイディスプレイの画素を透明にすることができる。ある特定の実施形態では、ニアアイディスプレイの画素を不透明にすることができるが、画素間の空間は透明にすることができる。ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイは画素のパッチを含むことができ、この画素のそれぞれは、使用者の眼から最も遠い画素パッチの側に、画素パッチの後ろに位置付けられた不透明な光ブロックを有しており、透明ニアアイディスプレイのセクションは、隣接する光ブロック同士の間で透明である。他の実施形態では、ニアアイディスプレイは画素を含むことができ、この画素のそれぞれは、使用者の眼から最も遠い画素の側に、画素の後ろに位置付けられた不透明な光ブロックを有し、透明ニアアイディスプレイのセクションは、隣接する光ブロック同士の間で透明である。ニアアイディスプレイは、透光性にすることができる。ニアアイディスプレイは、透明にすることができる。ニアアイディスプレイは、半透明にすることができる。透明ニアアイディスプレイは、パッシブマトリックス又はアクティブマトリックスで作製することができる。
ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイは、使用者の眼に面する透明ニアアイディスプレイの上又は中に位置付けられた光学ウェル内に位置決めされたその画素又はその画素パッチを有することができる。画素又はその画素パッチは、ウェル内にリセス形成される。ウェルの形状は、光線を、ほぼ平行な状態で使用者の眼に向かって投影させる。別の実施形態では、透明ニアアイディスプレイは、使用者の眼に面する透明ニアアイディスプレイの上又は中に位置付けられた光学ウェル内に位置決めされた画素又はその画素パッチを有することができる。画素又はその画素パッチは、ウェル内にリセス形成される。各ウェルをカバーするマイクロレンズは、光線を、平行な状態で使用者の眼に向かって投影させることができる。別の実施形態では、透明ニアアイディスプレイは、使用者の眼に面する透明ニアアイディスプレイの上又は中に位置付けられた光学ウェル内に位置決めされた、その画素又はその画素パッチを有することができる。画素又はその画素パッチは、ウェル内にリセス形成される。透明ニアアイディスプレイに取着された(直接又は間接的に)、位置決めされたマイクロレンズアレイは、光線を、平行な状態で使用者の眼に向かって投影させることができる。別の実施形態では、透明ニアアイディスプレイは、光線を平行な状態で使用者の眼に向かって投影する、透明ニアアイディスプレイに取着された(直接又は間接的に)マイクロレンズアレイの1つ又は複数のマイクロレンズに位置合わせされた及びそのレンズから距離を空けて離された、画素又は画素パッチを含む。本明細書に開示されている、ほとんどの実施形態において、しかし全ての実施形態ではないが、マイクロレンズはそれが位置合わせされている画素から何らかの手法で距離を空けて離される。
マイクロレンズアレイは、透明基板上に形成されたマイクロレンズのアレイであってもよく、マイクロレンズアレイを構成する各マイクロレンズは、単なる例として:平凸、両凸、非球面、アクロマティック、回折、屈折、位相ラップFresnelレンズ、Fresnelレンズ、又はGaborスーパーレンズを形成するプラスマイナスレンズの組合せ、レンズ及びプリズムの組合せ、或いは屈折率勾配(GRIN)レンズの1つ又は複数であってもよい(例えば、図2a、2b、2c参照)。ほとんどの場合、しかし全ての場合ではないが、MLA(マイクロレンズアレイ)は、片面又は両面にコーティングされた反射防止膜である。
本明細書に教示される透明ニアアイモジュールは、その内部に実世界の光線を通過/伝送させて、使用者の眼により知覚されるような実像を形成すると共に、虚像を形成するニアアイディスプレイから光線を生成又は放つことも可能な、任意のニアアイディスプレイ(関連付けられたレンズアレイを持つ又は持たない)を含み、したがってその使用者又は装着者は、拡張現実又は複合現実を見ることができる。レンズアレイは、マイクロレンズアレイ又はマイクロ光学アレイのものとすることができる。画素パッチの1つ又は複数は、ニアアイディスプレイのタイル内に位置付けることができる。1画素パッチは、単なる例として、9個の画素を含むことができる(図3a、3b参照)。1つのタイルは、単なる例として、64画素パッチを含むことができる(図4a、4b参照)。透明ニアアイディスプレイは、それぞれが1つ又は複数の画素パッチを有し且つ各画素パッチが複数の画素を有している、複数のタイルを有することができる。
一実施形態では、透明ニアアイディスプレイ光モジュールであって、このモジュールが、1つ又は複数の光学的に位置合わせされたマイクロレンズアレイ(複数可)から間隔を空けて(そのような間隔は、単なる例として空隙又は材料スペーサとすることができる)疎に集合した透明ニアアイディスプレイを含み、疎に集合したニアアイディスプレイのアクティブ画素密度(単なる例として、OLED及び/又はiLED)が、透明ニアアイディスプレイの面積の50%未満、35%未満、25%未満、15%未満、10%未満、又は5%未満である、透明ニアアイディスプレイ光モジュールが使用される。実施形態において、実像を形成する実世界からの光線は、シースルーニアアイディスプレイを通過し、ニアアイディスプレイ及びマイクロレンズアレイ及びマイクロレンズアレイの間の空間を通過し、虚像を形成する光線は、疎に集合したニアアイディスプレイのアクティブ画素を用いて発生し、ニアアイディスプレイとマイクロレンズアレイとの間の空間内を移動し、次いでマイクロレンズアレイの1つ又は複数のマイクロレンズを通過し、ニアアイディスプレイは、装着者の眼から離れて放出される外向きの光を低減させるように構成される。無限遠を見るときの使用者の眼が、その網膜上に光を集束させるのに矯正屈折力を必要とするとき、そのような矯正レンズは、使用者の眼とマイクロレンズアレイとの間に位置付けられてもよい。本明細書で使用される「アクティブ画素」という単語の使用は、どの時点においても活性化して光を放出する画素であることを意味する。本明細書で使用される隙間という単語は、空間、又は透明ニアアイディスプレイの画素と、マイクロレンズアレイの位置合わせされたマイクロレンズとの間の距離である。隙間は、材料、空気、又は気体で満たすことができる。隙間は、25ミクロン〜2mmに及ぶ距離のものとすることができる。
単なる例としてTOLEDなどの透明画素に関わるその他の実施形態では、画素密度は、疎に集合したニアアイディスプレイのもの(密に集合したニアアイディスプレイの100%未満の量)又はそのような密に集合したニアアイディスプレイのもののいずれかであり、そのような密に集合したニアアイディスプレイのアクティブ画素をどの時点においても制限して、密に集合したニアアイディスプレイを疎に集合したニアアイディスプレイとして作用させることができる。TOLEDディスプレイのアクティブ画素の数を制限することにより、実世界からの光線の適切な量をTOLEDディスプレイ内に伝送して、使用者の眼に見える実像を形成するようにし、それと共にTOLEDディスプレイで、使用者の眼に見える虚像を形成するための光線の適切な量を提供/発生させることができる。
ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイには、画素が疎に集合している。ある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイには、画素が密に集合している。ある特定の実施形態では、材料又は要素(光ブロック)が、画素(又は画素パッチ)の後ろに(使用者の眼から離れて)位置決めされて、使用者の眼から離れて画素からの外向きの光の量を低減させ、及び可能な場合にはなくすようにしている。そのような材料は、単なる例として、不透明な材料又は要素(光ブロック)とすることができる。その他の実施形態では、単なる例として、TOLEDがニアアイディスプレイとして利用されるとき、この不透明な材料又は要素(光ブロック)は、外向きの光及び実世界からの内向きの光であってこの不透明な材料又は要素(光ブロック)がないと透明な画素パッチ内を移動する可能性があり次いでマイクロレンズアレイの位置合わせされたマイクロレンズ内を移動する可能性がある光の、両方を遮断する。
そのような実施形態では、そのような不透明な材料又は要素(光ブロック)が利用されるとき、材料又は要素(光ブロック)のサイズは、単なる例として、画素若しくは画素パッチの又は僅かに大きいサイズ、或いは画素若しくは画素パッチに位置合わせされたマイクロレンズの又は僅かに大きいサイズとすることができる。不透明な材料又は要素(光ブロック)の外周形状は、単なる例として、画素若しくは画素パッチ又は画素パッチに位置合わせされたマイクロレンズの形状のものとすることができる。1つの不透明な材料又は要素(光ブロック)は、次に最も近接する不透明な材料又は要素(光ブロック)から距離をおいて離すことができる。このように、成形され、サイズが決められ、それらの対応する画素又は画素パッチ(画素のパッチ)に位置合わせされ、及びマイクロレンズ(対応する画素又は画素パッチに位置合わせされる)にさらに位置合わせされた、複数の不透明な材料又は要素(光ブロック)を利用することによって、透明ニアアイ光モジュールの高度な透明性を維持することが可能である。
利用される光ブロックは、各画素又は画素パッチの背面に位置付けられる。光ブロックは、使用者の眼から最も離れて位置付けられた画素又は画素パッチの背面に位置付けられる。ある特定の実施形態では、光ブロックは、画素又は画素パッチのすぐ後ろに且つ隣接して位置付けられる。他の実施形態では、光ブロックは、画素又は画素パッチを支持する透明基板上に、及び画素又は画素パッチのすぐ後ろに位置付けられる。さらにその他の実施形態では、光ブロックは、画素又は画素パッチを支持する透明基板内に、及び画素又は画素パッチにすぐ後ろに位置付けられる。光ブロックは、単なる例として、フィルム、塗料、インク、コーティング、エッチング、又は不透明な材料層の1つにすることができる。
さらに他の実施形態では、透明ニアアイディスプレイは、変調することができ、且つオン及びオフのデューティサイクル有することができ、それによって実像をある期間だけ(例えば、画素が光を発生しないとき)見えるようにし、且つ虚像をある期間だけ(例えば、画素の大部分が光を発生させるとき)見えるようにする。そのようなデューティサイクルは、1%から50%の範囲内にすることができる。そのような実施形態が利用されるとき、関連ある位置合わせされたマイクロレンズアレイも変調させることができ、したがってニアアイディスプレイのデューティサイクルを模倣する及びそのようなデューティサイクルと同時のデューティサイクル(オフ及びオン)を有するようになる。マイクロレンズアレイがオフになると、屈折力をほとんど乃至全く持たず、実世界からの光線は、大きく変化せずに通過することができる(実世界からの光線が、マイクロレンズと関わることなく通過することを意味する)。
明確にするため、透明ニアアイモジュールの正面は、装着者/使用者の眼から最も遠くに離れた部分である。透明ニアアイモジュールの背面は、装着者/使用者の眼に最も近い部分である。このように、単なる例として透明ニアアイディスプレイが眼鏡レンズの正面に埋め込まれ又は取着された場合、透明ニアアイディスプレイの正面は、装着者/使用者の眼から最も遠くに離れた眼鏡レンズの側にあると考えられ、ニアアイディスプレイの背面は、眼鏡レンズの場合と同様に装着者/使用者の眼に最も近くなるであろう。明確にするため、ニアアイ光モジュールの正面の表面は、装着者/使用者の眼から最も遠く離れた部分である。ニアアイ光モジュールの背面の表面は、装着者/使用者の眼に最も近い部分である。このことは、ニアアイディスプレイの背面がニアアイディスプレイ光モジュールの正面を形成することができ且つマイクロレンズアレイの背面がニアアイディスプレイ光モジュールの背面を形成することができるので、混乱し易い。透明ニアアイモジュールが眼鏡レンズの正面の表面に埋め込まれるとき、透明ニアアイ光モジュールの正面の表面(ニアアイディスプレイの背面である)は、それが埋め込まれ又は取着される眼鏡レンズの正面の表面に対してコンフォーマルになることができる(例えば、図5a、5、b、5c参照)。ニアアイディスプレイの背面は、それが;眼鏡フレームに埋め込まれ、取着され、又は添着され、及び眼鏡レンズの正面に位置決めされることの1つであるとき(例えば、眼鏡レンズ又はヘッドウェアレンズ)、眼鏡レンズの正面の表面のベース曲線を反映するように湾曲させることができる。眼鏡レンズは、光学的矯正力を有することができ又は光学的矯正力をなくすことができる(平面屈折力)。本明細書で使用される画素は発光体であり、画素を、サブ画素放出領域と呼ぶこともできる。このように、画素及びサブ画素放出領域は共に、同じにすることができる。
透明ニアアイ光モジュールは、ニアアイディスプレイ、及びニアアイディスプレイから間隔を空けて光学的に位置合わせされたマイクロレンズアレイ(MLA)を、含むことができる。間隔は、空隙及び/又は材料層の間隔を用いることができる(図16a〜d参照)。ニアアイディスプレイは、透明になるように、疎に画素化することができる(図6a〜d参照)。ニアアイディスプレイは、TOLED、OLED、又はマイクロLEDの疎に集合したアイコンから構成することができる。ニアアイディスプレイは、疎に集合した画素パッチから構成することができる。ニアアイディスプレイは、疎に集合した画素から構成することができる。ニアアイディスプレイは、疎に集合したアイコンから構成することができる。マイクロレンズアレイは、透明ニアアイディスプレイに取着することができ且つ光学的に位置合わせすることができる。透明ニアアイディスプレイの複数の画素は、複数のマイクロレンズに光学的に位置合わせすることができ且つ光学的に連絡することができる(図2a、2b、2c、7a、7b、及び7c参照)。マイクロレンズアレイは、マイクロレンズアレイの複数のマイクロレンズが透明ニアアイディスプレイの複数の画素に位置合わせされるように、且つ複数のマイクロレンズ及び複数の画素が1つ又は複数の画素に位置合わせされた及び光学的に連絡する1つ又は複数のマイクロレンズを有して位置合わせされるように、透明ニアアイディスプレイに取着することができる。マイクロレンズアレイは、マイクロレンズアレイの複数のマイクロレンズが透明ニアアイディスプレイの複数の画素パッチに位置合わせされるように、透明ニアアイディスプレイに取着することができる。これにより1つのマイクロレンズは、1つの画素パッチ(画素のパッチ)に位置合わせされ且つ光学的に連絡することができるようになる。1つの画素パッチは、単なる例として、9個の画素を含むことができる。1つのタイルは、単なる例として64個の画素パッチを含むことができる。
ある特定の実施形態では、マイクロレンズアレイは、ニアアイディスプレイと眼鏡レンズとの間に配置される。他の実施形態では、マイクロレンズアレイは、ニアアイディスプレイと実際の環境との間に配置することができ、第2のマイクロレンズアレイは、ニアアイディスプレイと眼鏡レンズとの間に配置することができる。マイクロレンズアレイは、無限又は有限の共役光学部品を形成するように、配置構成することができる。本明細書に開示される本発明の実施形態は、1つ又は複数の光学的に位置合わせされたマイクロレンズアレイ(複数可)から距離をおいて離された、疎に集合した透明ニアアイディスプレイを含む、透明ニアアイ光モジュールとすることができる。マイクロレンズアレイは、間に空間を有する状態で透明ニアアイディスプレイに直接又は間接的に取着することができる。空間又は隙間は、空隙又は材料が充填された隙間/スペーサとすることができる。ある特定の実施形態では、空間又は隙間には、単なる例として、1.41〜1.45の範囲内の屈折率〔refractive index〕を有するシリコーンなどの低率〔low index〕材料層が満たされる。
疎に集合したニアアイディスプレイのアクティブ画素密度は、実施形態において、透明ニアアイディスプレイの面積の50%未満又は40%未満であり、実像(使用者の眼に見える)を形成する実世界からの光線は透明ニアアイディスプレイを通過し、虚像(使用者の眼に見える)を形成する光線は、疎に集合したニアアイディスプレイのアクティブ画素を用いて発生する。透明ニアアイディスプレイは、装着者の眼から離れる光放出を低減させるよう、任意選択で構成することができる(図1a、2a、2c、3b、6d、7c及び8参照)。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、透明ニアアイディスプレイの面積の30%又は20%未満のアクティブ画素密度を有することができ、実像(使用者の眼に見える)を形成する実世界からの光線はシースルーニアアイディスプレイを通過し、虚像(使用者の眼に見える)を形成する光線は、疎に集合したニアアイディスプレイのアクティブ画素を用いて発生する。ニアアイディスプレイは、装着者の眼から離れる光放出を低減させるように、任意選択で構成される。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、極度な疎度を有することができ、したがって透明ニアアイディスプレイの面積の15%未満、10%未満、又は5%未満のアクティブ画素密度を有して、実像(使用者の眼に見える)を形成する実世界からの光線が透明ニアアイディスプレイのシースルー態様を通過することができるように、且つ虚像(使用者の眼に見える)を形成する光線が、疎に集合したニアアイディスプレイのアクティブ画素を用いて発生するようにすることができる。透明ニアアイディスプレイは、装着者の眼から離れる光放出が低減されるように、任意選択で構成される(例えば、図2a、2c、及び3b参照)。
ニアアイ光モジュールは、ほとんどの、しかし全てではない実施形態において、封止される。したがって、ニアアイディスプレイ及びマイクロレンズアレイは取着され、空隙又は材料スペーサは、包封され封止される。前記別の手法で、透明ニアアイディスプレイの正面(使用者の眼に面する)及びマイクロレンズアレイのセクション(使用者の眼から最も遠く離れた)の、全てではなくともほとんどは、間にある空隙又は材料スペーサと一緒に、材料壁によって取り囲まれ、封止される。封止は、気密封止とすることができる(例えば、図1a及び1b参照)。
特に、図6cは、虚像のアクティブ画素変調による形態(アクティブ画素「ポリクローム又はモノクローム」)の実施形態を示す。この形態は、使用者の眼に見える実像を創出する実世界からの光線と、マイクロレンズアレイのマイクロレンズを通過するアクティブ画素からの光線により発生させた使用者の眼に見える虚像のものを示す。この図は、複数のタイル、不透明な部材又は要素、画素パッチ、1つのマイクロレンズが1つの画素パッチ(画素のパッチ)に位置合わせされている複数のマイクロレンズを示す。この図は、1つのマイクロレンズ及び1つの画素パッチに位置合わせされた、1つの不透明な部材又は要素(この場合、マイクロレンズ及び画素パッチの周りのボックスによって示される)も示す。ボックスとして成形された不透明な部材又は要素は、マイクロレンズの外周形状を有する(したがって、丸みの付いた又は何らかのその他の形状である)可能性があることにも留意することが重要である。虚像(使用者の眼に見える)及び実像(使用者の眼に見える)の両方は周期的に、同時に見え、実施形態において、その実像は、虚像よりも良く見える。明確にするため、透明ニアアイディスプレイは、そのデューティサイクルがオン又はオフで変調されてもそうでなくても、光線を、実像(使用者の眼に見える)を形成する実世界から透明ニアアイディスプレイを通して常に伝送している。しかし、同じ透明ニアアイディスプレイは、透明ニアアイディスプレイがそのデューティサイクルをオンに変調させたとき、虚像(使用者の眼に見える)を形成する光を発生させるだけである。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、極度に疎にすることができる。この実施形態では、透明ニアアイディスプレイの透明空間に対するアクティブ画素のフィルファクタが、15%以下である。透明ニアアイディスプレイのこの透明空間は、光線をモジュールの外側から通すことができる。この実施形態による図は、オンになったOLED画素を示す(例えば、図6c参照)。
図6dは、虚像のアクティブ画素「オフ」変調による形態(アクティブ画素「不透明」)の実施形態を示す。この図は、複数のタイル、不透明な部材又は要素、画素パッチ、及び1つのマイクロレンズが1つの画素パッチ(画素のパッチ)に位置合わせされた複数のマイクロレンズを示す。この図は、1つのマイクロレンズ及び1つの画素パッチに位置合わせされた1つの不透明な部材又は要素(この場合、マイクロレンズ及び画素パッチの周りのボックスにより示される)も示す。ボックスとして成形された(光ブロック)不透明部材又は要素は、マイクロレンズの外周形状(したがって、丸みの付いた又は何らかのその他の形状)を有することもでき、又は単なる例として、それが後ろに位置付けられている画素、画素パッチ、又はマイクロレンズの1つの形状を有することもできる。そのような光ブロックのサイズは、画素、画素パッチ、又はマイクロレンズの1つのサイズに等しくすることができ又は僅かに大きくすることができる。この形態はさらに、OLED画素の周りを通る、使用者の眼に見える実像を形成する実世界からの光線を示す。虚像は、実世界からの光が透明ニアアイディスプレイの透明領域とマイクロレンズアレイのマイクロレンズ間とを通過する間、オフになったOLED画素に起因して使用者の眼に見えない。図は、透明空間が光線をモジュールの外側から通すことができる間、オフになったOLED画素を示す。集合した透明ニアアイディスプレイの画素密度が極めて疎であるこの実施形態では、透明空間に対するアクティブ画素のフィルファクタが15%以下である。集合した透明ニアアイディスプレイの画素密度が極めて疎である、ある特定のその他の実施形態では、疎に集合した透明ニアアイディスプレイが、透明ニアアイディスプレイの面積の10%以下のアクティブ画素密度を有することができ、実像(使用者の眼に見える)を形成する実世界からの光線は、シースルーニアアイディスプレイを通過し、虚像(使用者の眼に見える)を形成する光線は、疎に集合した透明ニアアイディスプレイのアクティブ画素を用いて発生される。透明ニアアイディスプレイは、使用者の眼から離れて放出される1つ又は複数の画素パッチからの光を低減させるように、並びにある特定の実施形態では、透明ニアアイディスプレイの透明画素パッチを透過することができる、したがって次いでマイクロレンズアレイのマイクロレンズを通過することができる、実世界の光線を低減させ又はなくすように、任意選択で構成される。
ある特定の実施形態では、単一画素が、マイクロレンズアレイの個々のマイクロレンズと光学的に連絡している。ある特定の実施形態では、画素のパッチが単一マイクロレンズと光学的に連絡している。ある特定の実施形態では、画素の単一パッチがマイクロレンズアレイの単一マイクロレンズと光学的に連絡している。ある特定の実施形態では、画素のパッチがマイクロレンズアレイの多数のマイクロレンズと光学的に連絡している。ある特定の実施形態では、画素の多数のパッチが単一マイクロレンズに位置合わせされる。ある特定の実施形態では、単一画素が、マイクロレンズアレイのマイクロレンズに位置合わせされる。ある特定の実施形態では、画素の多数のパッチが単一マイクロレンズに位置合わせされる。ある特定の実施形態では、画素の単一パッチが、マイクロレンズアレイの多数のマイクロレンズに光学的に位置合わせされる。ある特定の実施形態では、画素の多数のパッチが単一マイクロレンズに位置合わせされる。他の実施形態では、画素の1つのパッチが1つのマイクロレンズに位置合わせされる。
マイクロレンズアレイは、疎に集合させることができる。単なる例として、ある特定の実施形態では、マイクロレンズアレイは、マイクロレンズアレイの全面積に対するマイクロレンズのフィルファクタが75%未満であるが50%以上であるとき、中程度の疎度を有することができる。マイクロレンズアレイは、マイクロレンズアレイのマイクロレンズ間に、実世界からの光線が大きく変化せずに通ることのできるセクションを有することができる。単なる例として、ある特定の実施形態では、マイクロレンズアレイは、マイクロレンズアレイの全面積に対するマイクロレンズのフィルファクタが50%未満であるが25%以上であるとき、かなりの疎度を有することができる。単なる例として、ある特定の実施形態では、マイクロレンズアレイは、マイクロレンズアレイの全面積に対するマイクロレンズのフィルファクタが25%未満であるが0%よりも大きいとき、極度な疎度を有することができる。ある特定の実施形態では、疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の画素を含むことができる。ある特定の実施形態では、疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の画素パッチを含むことができる。ある特定の実施形態では、疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、50%であるが25%以上である、したがってかなりの疎度である、画素パッチのフィルファクタを有することができる。ある特定の実施形態では、疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、25%未満であるが0%よりも大きい、したがって極度な疎度である、画素パッチのフィルファクタを有することができる。ある特定の実施形態では、疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、10%以下の画素パッチのフィルファクタを有することができる。ある特定の実施形態では、疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、5%以下の画素パッチのフィルファクタを有することができる。画素パッチで満たされていない領域は、透明にすることができる。画素パッチで満たされていない領域は、半透明にすることができる。画素パッチで満たされていない領域は、透光性にすることができる。画素パッチは、次の最も近い画素パッチに対して3ミクロンから1,000ミクロンの範囲内に位置付けることができる。画素パッチは、次の最も近い画素パッチに対して15ミクロンから500ミクロンの範囲内にすることができる。画素で満たされていない領域は、透明にすることができる。画素で満たされていない領域は、半透明にすることができる。画素で満たされていない領域は、透光性にすることができる。マイクロレンズで満たされていないマイクロレンズアレイの領域は、実世界からの光を大きく変化させずに通過させ、装着者/使用者の眼によって集束させることができる。透明なニアアイディスプレイは、TOLEDディスプレイとすることができる。透明ニアアイディスプレイは、OLEDディスプレイとすることができる。ニアアイディスプレイは、マイクロ−OLEDディスプレイとすることができる。透明ニアアイディスプレイは、マイクロ−iLEDディスプレイとすることができる。透明ニアアイディスプレイは、TOLEDから構成することができる。透明ニアアイディスプレイは、OLEDから構成することができる。透明ニアアイディスプレイは、iLED(マイクロLED)から構成することができる。透明ニアアイディスプレイは、透明電極セクションを有することができる。ニアアイディスプレイは、透光性電極セクションを有することができる。ニアアイディスプレイは、画素パッチ間に透明な又は透光性のセクションを有することができる。ニアアイディスプレイは、画素間に透明な又は透光性のセクションを有することができる。ニアアイディスプレイは、装着者の眼から離れた側にある不透明な画素間に、透明な又は透光性のセクションを有することができる。ニアアイディスプレイは、装着者の眼から離れた側にある不透明な画素間に、透明な又は透光性のセクションを有することができる。画素は、透明又は透光性にすることができるが、装着者の眼から離れて放出される光を低減させる不透明な部材又は要素(光ブロック)を有することができる。画素は、透明又は透光性にすることができるが、装着者の眼から離れて放出される光を遮断する不透明な部材又は要素(光ブロック)を有することができる(例えば、図8参照)。
画素は、透明又は透光性にすることができるが、関連ある1つ又は複数の画素に位置合わせされたマイクロレンズを通過して実世界から来る内向きの光を遮断する、不透明な部材又は要素を有することができる。画素パッチは、複数の画素から構成される。画素パッチは、透明、半透明、又は透光性にすることができる。個々の画素は、使用者の眼から離れて進む光線を遮断し且つ関連ある画素パッチに位置合わせされた1つ又は複数のマイクロレンズを通過して実世界から来る光線を遮断する、使用者の眼から最も遠い各画素の反対側にある不透明な部材又は要素(光ブロック)を有することができる。1つの光ブロックは、隣接する光ブロックから距離をおいて離れており、したがって画素パッチ内に、ある量の透明性を創出する。さらに、画素パッチは、隣接する画素パッチから距離をおいて離れており、したがってさらなる量の透明性が創出される。ある特定の実施形態では、複数の光ブロックが、画素パッチの複数の画素のそれぞれの後ろ(使用者の眼から最も遠い)又は複数の画素パッチのそれぞれの後ろに位置付けられる。他の実施形態では、複数の光ブロックは、複数の画素パッチのそれぞれの後ろ(使用者の眼から最も遠い)に位置付けられる。
画素パッチの個々の画素の後ろにそれぞれ位置付けられた光ブロックを有する実施形態では、画素が互いから距離をおいて離れており且つ複数の光ブロックからも同様であるので、画素パッチは透明又は半透明である。この実施形態では、実世界からの光は、画素間に、さらに画素パッチ間に見ることができる。単一光ブロックが単一画素パッチの後ろに位置付けられた実施形態では、画素パッチは不透明であり、透明ニアアイディスプレイに関する透明性は、隣接する画素パッチ間又は隣接する光ブロック間で実世界からの光を見ることによって実現される。
他の実施形態では、複数の画素を含むパッチは、1又は複数のマイクロレンズ又はマイクロレンズアレイに位置合わせすることができる(例えば、図2a、2b、2c、7a、7b、及び7c参照)。特に、図14は、対応する網膜サブ画像(右側)を生成するOLEDパッチ(左側)(即ち、OLED−MLAユニット)を取り囲むマイクロレンズアレイの単一小型レンズ構成要素の位置合わせの実施形態を示す。OLEDパッチの例示的な寸法、単なる例として(200ミクロン/辺)及び小型レンズ(マイクロレンズ)450ミクロンの直径が、示されている。この実施形態において、各OLEDパッチはマイクロレンズに位置合わせされ、それらの間の離間は2.5mmである。対応する網膜画像の例示的な寸法は、単なる例として、64画素、±2.5度、又は65画素、±2.4度であり、使用者の眼の中心窩をカバーし又はほとんどをカバーし、これらは図の右側に示されている。図6aは、単なる例として、完全網膜画像(右側)を生成する5×5のレイアウト(左側)にある複数のTOLED−MLAユニットの実施形態を示す。特に、図6aは、MLAの複数の距離分離型の個々のマイクロレンズ(小型レンズ)に対する画素パッチの位置合わせを示す。これらのマイクロレンズは互いに分離され、それらの該当する画素パッチに位置合わせされ且つ距離をおいて離れた状態も示されている。図6aは、互いに距離をおいて離れた状態で、疎に集合したマイクロレンズアレイに位置合わせされた、疎に集合したニアアイディスプレイを示す。この実施形態では、透明空間に対するアクティブ画素のフィルファクタは50%未満であり、それによって透明性が促進される。図の右側には、単なる例として5×5の網膜サブ画像から生成された網膜像が、示されている。TOLEDディスプレイは疎に集合しているので、1つの画素パッチは、各網膜サブ画像を生成する。図示される全網膜像は、±2.5度(又は5度)の視野に該当する。図6bは、OLED及びMLAユニットが、より稠密に集合でき(単なる例として、各画素パッチの中心間が650ミクロン)、それによって、9画素パッチで1つのグループがタイル内にあり、そのようなグループ分けで1つの網膜サブ画像が生成され、サブ画像の輝度の増大をもたらすことを示す。
図7a及び7bは、距離をおいて離され且つマイクロレンズに対して位置合わせされた、さらにそれらの間にある画素パッチを取り囲むアパーチャを有する、画素パッチを示す。アパーチャ構造は、画素パッチの周りに位置付けられ、ディスプレイの表面から、距離をおいて離され且つ位置決めされたマイクロレンズの表面に向かって生じる。アパーチャは、単なる例として、位置合わせされたマイクロレンズの外径に近い隆起した開環、位置合わせされたマイクロレンズの外径よりも僅かに大きい隆起した開環、又は開放シリンダにすることができる。隆起した環は、透明にすることができ、望ましくない光線の向きを変更してマイクロレンズアレイのマイクロレンズを透過しないように屈折力を有することができる。隆起環は、透光性にすることができ、望ましくない光線の向きを変更してマイクロレンズアレイのマイクロレンズを透過しないように屈折力を有することができる。隆起環は、不透明にすることができ、望ましくない光線の向きを変更してマイクロレンズアレイのマイクロレンズを透過しないように屈折力を有することができる。開放アパーチャの内壁は、不透明にすることができる。開放アパーチャの内壁は、そこを透過しようとする光線を消す光学デザインにすることができる。ある特定の実施形態では、アパーチャは、画素パッチの周りの領域に対してx及びy軸に沿って制限された状態で、ニアアイディスプレイとマイクロレンズアレイの間の空間又は隙間を満たす、z軸方向の厚さを有する。ある特定の実施形態では、アパーチャは、画素パッチからの光を、位置合わせされたマイクロレンズに進入させ且つその内部を移行させる、開放アパーチャである。ある特定の実施形態では、アパーチャは、多数の画素からの光を、位置合わせされたマイクロレンズに進入させ且つその内部を移行させる、開放アパーチャである。ある特定の実施形態では、アパーチャは、画素からの光を、位置合わせされたマイクロレンズに進入させ且つその内部を移行させる、開放アパーチャである。アパーチャの周りの床部の外周は、任意の形状;単なる例として、丸い、楕円、正方形、又は長方形とすることができる。
図6c及び6dは、色又はモノクロームを提供するアクティブ画素のパッチによる虚像を変調させるための実施形態を示し、環は、タイルの中心に形成されたアクティブ画素の単一パッチに位置合わせされたマイクロレンズアレイの単一レンズである。簡単にし且つ明確にするために、ほとんどの図はタイル当たりに画素の単一パッチを示すが、ある特定の実施形態では、タイル当たりに画素の多数のパッチがあり、画素の各パッチはマイクロレンズアレイの1つのマイクロレンズに位置合わせされるようになされる。図7cは、単一マイクロレンズに位置合わせされた単一画素パッチを示し、正方形の形をとる、画素パッチの後ろ及び周りの不透明な裏打ち材がある。
図6cは、疎に集合したマイクロレンズアレイ(図示せず)に位置合わせされ且つ距離をおいて離された、疎に集合した透明ニアアイディスプレイを示す。疎に集合した透明ニアアイディスプレイの画素フィルファクタは、単なる例として、5%未満である。位置合わせされたマイクロレンズアレイのマイクロレンズフィルファクタは、単なる例として、50%未満である。図6cは、疎に集合した透明ニアアイディスプレイのデューティサイクルがオンであるときを示す。透明ニアアイディスプレイのデューティサイクルがオンであるとき、アクティブであり且つ疎に集合したマイクロレンズアレイの複数の距離分離型マイクロレンズに位置合わせされた、複数の画素パッチがある。画素の各パッチのベースの周りのボックスは、実世界からの光が画素パッチ内を移行するのを遮断し又は低減させ、さらに画素パッチからの光が使用者の眼から外向きに投影されるのを遮断し又は低減させる、不透明な裏打ち材を示す。図6cは、アクティブであり且つ光を透過させて使用者の眼に対して虚像を形成する画素パッチを示すが、画素パッチ間及び同様にマイクロレンズアレイのマイクロレンズ間の透明空間を通過し、したがって使用者の眼に見える実像を形成する、実世界からの光も示す。図6dは、疎に集合した透明ニアアイディスプレイの、オフであるデューティサイクルを示す。透明ニアアイディスプレイのデューティサイクルがオフであるとき、複数の画素パッチがオフであるが、それらは疎に集合したマイクロレンズアレイの複数の距離分離型マイクロレンズに位置合わせされたままである(図3a、3bも参照)。各画素パッチのベースの周りのボックスは、実世界からの光が画素パッチ内を移行するのを遮断し又は低減させ、且つさらに画素がアクティブであるときに画素パッチからの光が使用者の眼から外向きに投影されるのを遮断し又は低減させる、不透明な裏打ち材を示す。図6dは、アクティブではない、したがって光を伝送して使用者に眼に対して虚像を形成しない、画素パッチを示すが、非アクティブ画素パッチ間及び同様にマイクロレンズアレイのマイクロレンズ間の透明な空間を通過する、したがって使用者の眼に見える実像を形成する、実世界からの光をさらに示す。図6dは、画素パッチの後ろに位置付けられた不透明な裏打ち材(部材又は要素)のみ示す。不透明な裏打ち材(部材又は要素)は、光が画素パッチ又は画素を通過するのを及びマイクロレンズアレイのマイクロレンズを通過するのを遮断し又は低減させる。さらに、不透明な裏打ち材(部材要素)は、光が使用者の眼から外向きに投影されるのを遮断し又は低減させる。不透明な裏打ち材は、任意の形状のものにすることができると指摘されるべきである。不透明な裏打ち材(部材又は要素)は、円形、楕円形、正方形、長方形、又は三角形の形状にすることができる。
図2a、2b、及び2cに示されるように、実像を形成する光は、透明ニアアイ光モジュールを通して見たときにその時間の100%で見られる。しかし、ある特定の実施形態では、虚像は、変調が使用者に対して途切れなく見えるような時間系列で、常に見える実像へと変調させることができる。これは透明ニアアイディスプレイをオン及びオフに変調させることによって行うことができる。
下記は、ニアアイディスプレイ光モジュールの変調の様々な「例示的なタイプ」を表す:
a. 疎に集合した透明ニアアイディスプレイ(単なる例として、TOLEDなど)及び密に集合し位置合わせされたMLAを利用し、このMLAは、電子切換え光学部品を使用して電子的にオン及びオフに切り換えられるように、且つニアアイディスプレイは、そのオン/オフのデューティサイクルにより変調されるようになされている。MLAが電子的にオフに切り換えられると、実像が、高い忠実度で装着者の眼に見える。
b. 疎に集合した透明ニアアイディスプレイ(単なる例として、TOLEDなど)及び疎に集合し位置合わせされたMLAを利用し、このMLAは、電子切換え光学部品を使用して電子的にオン及びオフに切り換えられるように、且つニアアイディスプレイは、そのオン/オフのデューティサイクルにより変調されるようになされている。MLAが電子的にオフに切り換えられると、実像が、高い忠実度で装着者の眼に見える。
c. 密に集合した透明ニアアイディスプレイ(単なる例として、TOLEDなど)及び疎に集合し位置合わせされたMLAを利用し、このMLAは、電子切換え光学部品を使用して電子的にオン及びオフに切り換えられるように、且つニアアイディスプレイは、そのオン/オフのデューティサイクルにより変調されるようになされている。MLAが電子的にオフに切り換えられ、同時にニアアイディスプレイがオフに変調されると、実像が、高い忠実度で装着者の眼に見える。MLAが電子的にオンに切り換えられ、同時にニアアイディスプレイがオンに変調されると、虚像が装着者の眼に見える。
d. 疎に集合した透明ニアアイディスプレイ(単なる例として、TOLEDなど)及び疎に集合し位置合わせされたMLAを利用し、このMLAは、電子切換え光学部品を使用して電子的にオン及びオフに切り換えられるように、且つニアアイディスプレイは、そのオン/オフのデューティサイクルにより変調されるようになされている。MLAが電子的にオフに切り換えられ、同時にニアアイディスプレイがオフに変調されると、実像が、高い忠実度で装着者の眼に見える。MLAが電子的にオンに切り換えられ、同時にニアアイディスプレイがオンに変調されると、虚像が装着者の眼に見える。
e. 疎に集合した透明ニアアイディスプレイ(単なる例として、TOLEDなど)及び密に集合し位置合わせされたMLAを利用し、このMLAは、電子切換え光学部品を使用して電子的にオン及びオフに切り換えられるように、且つニアアイディスプレイは、そのオン/オフのデューティサイクルにより変調されるようになされている。MLAが電子的にオフに切り換えられ、同時にニアアイディスプレイがオフに変調されると、実像が、高い忠実度で装着者の眼に見える。MLAが電子的にオンに切り換えられ、同時にニアアイディスプレイがオンに変調されると、虚像が装着者の眼に見える。
f. 疎に集合した透明ニアアイディスプレイ(単なる例として、OLED又はマイクロ−LEDディスプレイなど)及び疎に集合し位置合わせされたMLAを利用する。
g. 疎に集合した透明ニアアイディスプレイ(単なる例として、TOLEDディスプレイなど)及び疎に集合し位置合わせされたMLAを利用する。
網膜像がニューロン応答を記録することになる最短時間は、13ミリ秒である。これは、透明ニアアイディスプレイのリフレッシュを最大速度で77ヘルツにできることを意味する。網膜像は、次の絵にスムーズにブレンドさせるため、40ミリ秒よりも長く続くべきではない。したがって、虚像の一時的な変調又は持続時間の範囲は、虚像が変調される場合、13〜40ミリ秒又は25ヘルツ〜77ヘルツである。同じ範囲が、実像が変調される場合に実像に適用される。デューティサイクルは、態様において、実像及び虚像の輝度を制御し、100%にしなければならない。実像及び虚像の両方が変調される場合、適切な範囲は、周囲の照明レベルに応じて、虚像に関しては5%〜25%に、実像に関しては5%〜75%の範囲になると考えられ、したがって虚像に関しては25%〜95%になり得る。しかし、虚像が変調され且つ実像が一定に見える実施形態では、虚像は、時間の50%以下のデューティサイクルを有するべきであり;他の実施形態では、時間の40%以下である。さらに他の実施形態では、時間の30%以下である。ある特定の実施形態では、時間の20%以下である。さらにその他の実施形態では、時間の10%以下である。そのような実施形態は、単なる例として実像を強化するのにAR/MRを見るときに使用することができる。
この変調は、画素、画素パッチ、又は画素パッチのタイル、さらに言うならニアアイディスプレイの、いずれか1つ又は複数を、オン及びオフにすることによって、同じ手法で引き起こすこともできる。変調は、虚像が装着者の眼に、時間の50%以上、40%以上、30%以上、20%以上、又は10%以上、又は5%以上見えるようにすることができる。ニアアイディスプレイ及びマイクロレンズアレイが共に、ほとんどのしかし全てではない実施形態で疎に集合するという事実を踏まえると、実像を形成する実世界からの光は、時間の100%で見える。実像が時間の100%で見えない実施形態は、単なる例として、実世界からの光線が通過するのを遮断するのに液晶シャッタが利用され、又は密に集合した電子切換えマイクロレンズアレイが利用されるときである。実世界からの光が時間の100%で見えないとき、実像を形成する光は、使用者の眼により一定の虚像が実像と共に知覚されるように、したがって拡張現実又は複合現実が知覚されるように、ニアアイディスプレイを形成する光により変調される。
ある特定の実施形態では、マイクロレンズアレイが変調され、電子ニアアイディスプレイが変調されない(電子ディスプレイの通常のリフレッシュ速度以外)。他の実施形態では、電子ニアアイディスプレイが変調され、マイクロレンズアレイが変調されない。さらに他の実施形態では、マイクロレンズアレイ及び電子ニアアイディスプレイの両方が変調される。さらに他の実施形態では、マイクロレンズアレイも電子ニアアイディスプレイも変調されない。このことが生ずるとき(虚像又は実像の変調なし)、拡張現実/複合現実は、眼及び脳によって虚像を実像と組み合わせることにより実現される。電子ニアアイディスプレイが変調されると言うとき、本明細書で使用される変調の意味は、電子ニアアイディスプレイの標準のリフレッシュ速度とは異なる。その意味は異なるが、変調の速度は標準のリフレッシュ速度と同じにできるであろう。
さらに別の実施形態では、虚像の変調は、色又はモノクロームの色のいずれかにおいて、MLAの複数のマイクロレンズに位置合わせされた複数のパッチ又は画素パッチのタイルをオンにすることによって(例えば、図6c参照)、次いでこれらのパッチ又は画素パッチのタイルをオフに切り換えることによって(図6d参照)行われる。この実施形態において、虚像が使用者の眼に見えるとき、実像も存在する。虚像が使用者の眼に見えないとき、実像のみが示される。
透明ニアアイ光モジュールは、フォトニック光モジュールとすることができる。透明ニアアイ光モジュールは、トラックを用いて眼鏡フレームに取着することができる。透明ニアアイ光モジュールは、眼鏡フレームの正面、ブリッジ、及び/又はテンプルの1つ又は複数に取着することができる(例えば、図9、10、及び11参照)。テンプル、ブリッジ、又はフレームフロントのリッジは、トラックとすることができる。透明ニアアイ光モジュールは、眼鏡レンズの正面の表面に又はその内部に埋め込む又は取着することができる(例えば、図3H及び31参照)。透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、眼鏡フレームの眼鏡リムに取着し、眼鏡レンズに挿入することができる(例えば、図5a、5b、及び5c参照)。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、TOLEDから構成することができる。透明ニアアイディスプレイは、シースルーマイクロ−iLEDディスプレイから構成することができる。透明ニアアイディスプレイは、シースルーマイクロLEDディスプレイから構成することができる。シースルーニアアイディスプレイは、ニアアイディスプレイ内を見たときに実像を見ることができる、任意の発光源から構成することができる。シースルーニアアイディスプレイは、疎に集合させることができる。疎に密集した透明ニアアイディスプレイは、複数の距離分離型画素パッチを含むことができる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の画素パッチのタイルを含むことができる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の距離分離型画素パッチを含むことができ、画素パッチ間の距離は、150ミクロンから750ミクロンの範囲内である。画素パッチ内に位置付けられた画素は、1.5ミクロン〜10ミクロンの範囲内のサイズを有することができる。画素サイズは、より好ましくは1.5ミクロンから5ミクロンの範囲内にすることができる。画素は、マイクロレンズに位置合わせすることができる。画素パッチは、マイクロレンズに位置合わせすることができる。複数の画素は、マイクロレンズに位置合わせすることができる。
マイクロレンズは、25ミクロン〜750ミクロンの範囲内のサイズを有することができる。複数のマイクロレンズは、マイクロレンズアレイの部分にすることができる。マイクロレンズアレイは、疎に集合したマイクロレンズアレイにすることができる。マイクロレンズアレイは、画素パッチのものと同じサイズにすることができる。マイクロレンズは、画素パッチよりも大きくすることができる。単なる例として、150ミクロン×150ミクロンの画素パッチは、直径が450ミクロンのマイクロレンズ(小型レンズ)と光学的に連絡し且つ位置合わせすることができる。このように、単なる例としてマイクロレンズは、画素パッチのサイズの1.5×〜5×にすることができる。位置合わせされている画素パッチよりも大きいマイクロレンズを有することにより、回折が低減される。静的マイクロレンズアレイを含む透明ニアアイ光モジュールの実施形態では、マイクロレンズが位置合わせされる画素パッチよりも大きいマイクロレンズアレイのマイクロレンズを有することが好ましい(例えば、図12、13、及び14参照)。しかし、実世界の光線を、疎に集合したマイクロレンズアレイのマイクロレンズ間に通すために、マイクロレンズのサイズは、位置合わせされた画素パッチよりも大きく、しかし実世界の光線を妨げるほど大きくならないように、サイズ決めされるべきである。動的切換え(オン/オフ)マイクロレンズを含む透明ニアアイディスプレイ光モジュールの実施形態では、マイクロレンズの全サイズを大きくすることができる。
図33では、中心窩は、5度(±2.5度)の角度寸法を有し、固定のために使用される。これは最も高い解像度が可能であり、最も微細な解像度を必要とする視作業に必要とされる。視覚認識は、より広い面積にわたり、その黄斑は、中心窩からの距離が増大するにつれて像解像度が急激に降下する場合であっても、20度(±10度)の角度寸法を有する。
図33及び34では、中心窩及び黄斑の構造及び寸法が示される。中心窩は、鋭い中心視(中心窩視とも呼ばれる)の原因となり、読書及び運転など、視覚の詳細が主として重要である活動をヒトがするのに必要である。中心窩は、傍中心窩帯、及び周中心窩外部領域によって取り囲まれる。傍中心窩は中間帯であり、神経節細胞層が5列よりも多い細胞、並びに最高密度の錐体から構成され;周中心窩は最外領域であり、神経節細胞層が2から4列の細胞を含有し且つ視力が最適な値よりも下である。周中心窩は、さらにより減じられた錐体密度を含有し、最も中心にある中心窩が100ミクロン当たり50であるのに対して100ミクロン当たり12の密度を有する。これは中心窩撮像での圧縮パターンに従って、低解像度の高度に圧縮された情報を送出する、より広い周辺領域によって取り囲まれる。
したがって、中心並びに周辺視野を完全に占有可能な場合、眼に見える虚像の最大サイズは約±10度である。ほとんどの適用例では、±5度の角度幅が虚像に十分であり、実像は、黄斑の残りを占有する。幅が±5度よりも大きい虚像は、虚像の様々な部分に眼を固定しようとすることになるので、眼の動きを誘発することになる。
図34に、中心窩からの角度分離の関数として錐体密度を示す。
上記表1は、指定されたレベルの網膜像品質を実現するために、眼からの様々な距離でディスプレイに必要とされる画素サイズを示す。眼から25mmにあるニアアイディスプレイの場合、最小画素サイズ60〜90ミクロンが、20/40から20/60の範囲の画像品質を実現するのに必要とされる。
上記は、単なる例として透明ニアアイ光モジュールの光学態様の全てが完全であり且つ単なる例として20/20視野を実現するのに回折が生じない場合、合計で3,300画素になる複数の3ミクロン画素をそれぞれが有する、複数の画素パッチをそれぞれが有する複数のタイルが必要となるであろうことを示す。上記は、単なる例として透明ニアアイ光モジュールの全ての光学態様が完全であり且つ単なる例として20/40視野を実現するのに回折が生じない場合、合計で1,650画素になる複数の6ミクロン画素をそれぞれが有する、複数の画素パッチをそれぞれが有する複数のタイルが必要となるであろうことを示す。
マイクロレンズアレイは、複数の画素と光学的に連絡することができる。マイクロレンズアレイの1つのマイクロレンズは、特定の画素パッチと光学的に連絡することができる。マイクロレンズアレイは、特定の画素のタイルと光学的に連絡することができる。マイクロレンズアレイのマイクロレンズは、互いから75ミクロンから1mmの範囲内に位置付けることができる。画素のパッチ又はタイルは、2,500〜10,000画素の範囲内の画素の数にすることができる。画素のパッチ又はタイル内の画素は、互いから1ミクロンから5ミクロンの範囲内に位置付けることができる。画素パッチ間又は画素のタイル間又は画素パッチ間の空間は、隣接する画素パッチ又はタイルからの迷光を最小限に抑える必要性によって決定される。画素のパッチ又はタイルは、150ミクロン×150ミクロン〜750ミクロン×750ミクロンの範囲内のサイズのものにすることができる。画素のタイル又は画素パッチは、150ミクロン×150ミクロン〜750ミクロン×750ミクロンの範囲内にすることができる。
図6a及び6bに見られるように、パッチ内の画素の数を増やし又は画素のパッチ若しくはタイルの数をすぐ近くに動かすことによって(したがって、画素のパッチ間の離間を低減させる)、アイボックスも増大させながら装着者の眼の網膜上の輝度レベルを増大させることが可能である。
アイトラッカーは、大きいアイボックスを含む、疎に集合した透明ニアアイディスプレイに関連付けて、利用することができる。眼がニアアイディスプレイの端から端まで動くにつれ、ある特定のアクティブ画素、画素パッチ、若しくは画素タイル、又はアイコンの1つ又は複数がオンになり、ある特定のその他のものを、オフにすることができる。これは2つ以上の重なり合う画像が一度に網膜上に形成されないように、行われる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、1〜10の範囲内の虚像の倍率を提供することができる。
透明ニアアイ光モジュールは、厚さを増大させることなく、その垂直及び水平サイズを増大させることができる。透明光モジュールは、装着者の眼の瞳孔程度にその面積を小さくすることができ(単なる例として、5mm×5mm)、又はヘッドウェア搭載バイザーの正面の表面と同じような広さにすることができる。サイズに応じて、透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、2グラム以下程度に小さい重量にすることができる。透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、眼鏡レンズの正面の表面に埋め込むことができ、眼鏡レンズの正面の表面積よりも小さいサイズのものにすることができる。透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、ヘッドウェア搭載バイザーの正面の表面に埋め込むことができ、ヘッドウェア搭載バイザーの正面の表面積よりも小さいサイズのものにすることができる。
ある特定の実施形態における透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、使用者の眼の瞳孔内に15Nit以上を提供することができ、その他の場合には1〜8Nitである。ある特定の実施形態における透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、使用者の眼の瞳孔内に1から15Nitを提供することができ、その他の場合には1〜8Nitである。透明ニアアイモジュールが、ほとんどの場合に使用者の眼から30mm以下に位置付けられるとするなら、使用者の眼の瞳孔に到達する透明ニアアイモジュールにより放たれた光の光効率は、80%よりも大きくすることができる。ある特定の実施形態では、使用者の眼の瞳孔に到達する透明ニアアイモジュールによって放たれた光の光効率は、90%よりも大きくすることができる。
透明ニアアイモジュールは、それが光学的に連絡している眼鏡レンズのフロントベースのカーブに向かって湾曲させることができる。透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、それが光学的に連絡している眼鏡レンズの水平カーブに向かって水平方向に湾曲させることができる。透明ニアアイディスプレイは、眼鏡レンズのセクションの端から端まで又は眼鏡レンズの正面に、面が付けられた又は傾斜が付けられた画素パッチのタイルを含むことができ、それによって、装着者の眼の視線が透明ニアアイディスプレイのセクションの端から端まで水平に動くにつれ、画素パッチのセクション内を見たときの装着者の視線を垂直のゼロから10度以内にすることができるようにする(例えば、図15a、15b、15c、15d、15e、15f、及び15g参照)。透明ニアアイ光モジュールは、空隙キャビティを含むことができる。図15a、15b、15c、15d、15e、15f、及び15gに示されるように、空隙は、透明ニアアイディスプレイ及びマイクロレンズアレイの間に位置付けられる。空隙又は材料層スペーサは、25ミクロンから2.0mmの範囲内とすることができる。空隙又は材料層スペーサは、50ミクロンから150ミクロンの範囲内とすることができる。マイロレンズアレイは、0.3mmから2.0mmの範囲内の厚さを有することができる。透明ニアアイディスプレイは、0.3mmから2.0mmの範囲内の厚さを有することができる。透明ニアアイモジュールは、1.0mmから4.0mmの範囲内の厚さを有することができる。
透明ニアアイディスプレイは、面が付けられたディスプレイとすることができる。透明ニアアイディスプレイは、傾斜が付けられた多数の画素パッチのタイルを有することができる(図16a、16b、16c、及び16d参照)。透明ニアアイディスプレイは、面が付けられた多数の画素のパッチ又はタイルを有することができる(図16a、16b、16c、及び16d参照)。透明ニアアイディスプレイは、疎に集合した画素と、傾斜が付けられ面が付けられた画素のタイルを有することができる。透明ニアアイディスプレイは、複数の着色画素からの色を積分する複数の積分器を含むことができる。単一積分器は、複数の着色画素と光学的に連絡することができる。多数の積分器は、MLAと複数の画素との間に位置付けることができる(図16b及び16c参照)。
図1aは、透明ニアアイ光モジュールの実施形態の上面図を示す。図15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、16a、16b、16c、及び16dに示されるように、構成要素は、最前の構成要素(装着者の眼から最も遠くに離れている)が図の最上部に見られるように、また構成要素の追加の層が図の底部に向かって配置構成されて底層が装着者の眼に最も近付くように、配置構成される。図示されるように、最上セクションは、面が付けられ疎に集合したニアアイディスプレイがマイクロレンズアレイの正面に位置決めされている透明ニアアイ光モジュールを表し、この透明ニアアイ光モジュールは、間に隙間(空隙又は材料スペーサ)をおいて眼鏡レンズの正面に位置決めされている。透明ニアアイ光モジュールそのものは、例えば図1bに示されるように、疎に集合した透明ニアアイディスプレイと疎に集合したマイクロレンズアレイとの間に配置された空隙又は材料層スペーサを有することができる。
図16a、16b、16c、及び16dは、疎に集合した透明ニアアイディスプレイ構成要素の内部に、傾斜が付けられ面が付けられた画素パッチのアレイが、透明な空間をおいて配置され、個々のパッチ間でモジュールの外側からの光伝送を可能にすることを示す。ある特定の実施形態では、疎に集合した透明ニアアイディスプレイが、透明空間を備えた画素パッチを含む、傾斜が付けられ面が付けられたタイルのアレイであり、個々のパッチの間でモジュールの外側からの光伝送が可能になる。疎に集合したマイクロレンズアレイ構成要素の内部には、個々のマイクロレンズ又は小型レンズが、疎に集合したマイクロレンズアレイの正面に配置された疎に集合した透明ニアアイディスプレイの個々の画素パッチに位置合わせされ且つ光学的に連絡することが示されている。そのような、装着者の視線に対する位置合わせは、図16a、16b、16c、及び16d中、破線により示される。図16bは、個々の小型レンズのそれぞれと画素パッチとの間でニアアイディスプレイ内に色積分器が配置された実施形態を示す。図7a、16d、17a、及び17bは、個々のマイクロレンズ又は小型レンズのそれぞれと距離分離型画素パッチとの間に不透明マイクロアパーチャが配置された、実施形態を示す。さらに、当業者なら、マイクロアパーチャ及び色積分器の組込み、1つ又は複数の追加の空隙など、上記実施形態のその他の変形例が本発明の範囲内に包含されることが、理解されよう。図16a、16b、16c、及び16dにおける実線は、装着者の眼がニアアイディスプレイの内部を覗いて水平に見渡すとき、装着者の眼の視線は、装着者の眼が動くにつれ、複数の画素の垂線に対してゼロから10度以内になることを例示する。
疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、単色光を提供することができる。ニアアイディスプレイは、多数の色を提供することができる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、Quarter Video Graphics Array(QVGA)を提供することができる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、QVGAよりも良好に提供することができる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、フルビデオグラフィックアレイ(VGA)を提供することができる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、0.50%から50%の間に及ぶ画素フィルファクタを有することができる。好ましくは、画素フィルファクタが1%から10%の間である。
図5a、16a、16b、16c、及び16dは、透明ニアアイディスプレイ光モジュール及びその構成要素を、それが光学的に連絡している眼鏡レンズのフロントベースのカーブに対して湾曲させることができることを示す。透明ニアアイディスプレイ光モジュール及びその構成要素は、平らにし及び傾斜を付けることができる。透明ニアアイディスプレイ光モジュール及びその構成要素は、それが光学的に連絡している眼鏡レンズの水平カーブに対して、水平方向に湾曲させることができる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、装着者の眼の視線が疎に集合した透明ニアアイディスプレイのセクションの端から端まで水平に動くように画素のセクション内を見るとき、装着者の視線を垂線のゼロから10度以内にするように、より好ましくはゼロから5度以内にするように面が付けられた又は傾斜が付けられた画素から構成することができる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の距離分離型画素パッチ又は画素パッチのタイルを含むことができ、16〜36画素パッチを、装着者の眼で一度に見ることができる。任意選択のアイトラッカーは、眼がニアアイディスプレイの端から端まで動くにつれてある特定のアクティブ画素又は画素パッチがオフになるように、ニアアイディスプレイと関連付けて利用することができる。透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、疎に集合した透明ニアアイディスプレイと距離分離型であるが位置合わせされている疎に集合したマイクロレンズアレイとの間に空隙キャビティを含むことができる。透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、材料スペーサ(疎に集合したマイクロレンズアレイを含む材料とは異なる屈折率の媒体で満たされた空間)を含むことができる。透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、疎に集合した透明ニアアイディスプレイと、距離分離型であるが位置合わせされている疎に集合したマイクロレンズアレイとの間に材料スペーサを含むことができる。透明ニアアイディスプレイ光モジュールは;使用者が装着する眼鏡レンズの正面に位置付けられた、取着された、又は正面の表面に埋め込まれたものの1つにすることができる。
空隙の厚さ(透明ニアアイディスプレイとマイクロレンズアレイとの間に位置付けられた)は、25ミクロンから2.0mmの範囲内にすることができる。隙間(空隙又は材料層スペーサ)の厚さは、25ミクロンから150ミクロンの範囲内にすることができる。マイクロレンズアレイの厚さは、0.2mmから2.0mmの範囲内にすることができる。マイクロレンズアレイの厚さは、0.5mmから1.0mmの範囲内にすることができる。マイクロレンズアレイは、片面又は両面に反射防止膜を有することができる。ニアアイディスプレイの厚さは、0.3mmから2.0mmの範囲内にすることができる。ニアアイディスプレイの厚さは、0.35mmから1.0mmの範囲内にすることができる。全モジュールの厚さ(疎に集合した透明ニアアイディスプレイと疎に集合したマイクロレンズアレイとの間の空隙を含む)は、1.0mmから3.0mmの範囲内にすることができる。
全モジュールの厚さ(疎に集合した透明ニアアイディスプレイと疎に集合したマイクロレンズアレイとの間の空隙を含む)は、1.0mmから3.0mmの範囲内、好ましくは1.0mmから2.0mmの範囲内にすることができる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、面が付けられたディスプレイにすることができる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、傾斜が付けられた及び面が付けられた複数の画素パッチを有することができる。透明ニアアイ光モジュールニアアイディスプレイは、傾斜が付けられた及び面が付けられた複数の、画素パッチのタイルを有することができる。
上記実施形態は、疎に集合した透明ニアアイディスプレイについて教示するが、傾斜が付けられた及び面が付けられた画素パッチ又は画素パッチのタイルを有する同じ手法を、密に集合した透明ニアアイディスプレイと共に使用することができる。
透明ニアアイ光モジュールは、眼鏡フレームに取外し可能に取着することができる。透明ニアアイ光モジュールは、眼鏡レンズの正面の表面に埋め込むことができる。低率の接着剤を利用して、透明ニアアイ光モジュールを眼鏡レンズに結合することができる。この低率の接着剤を使用して、マイクロレンズアレイの回折効果を低減させることができる。ある特定の実施形態では、透明ニアアイ光モジュールの屈折率と眼鏡レンズの屈折率との間の屈折率を有する接着剤又は樹脂を利用して、透明ニアアイ光モジュールを眼鏡レンズに結合することができる。ある特定の実施形態では、透明ニアアイ光モジュールの屈折率と眼鏡レンズの屈折率との間の50%の屈折率を有する接着剤又は樹脂を利用して、透明ニアアイ光モジュールを眼鏡レンズに結合することができる。
透明ニアアイ光モジュールは、眼鏡フレームに取着することができ且つ眼鏡レンズから空間的に離して取着することができる(例えば、図1及び2参照)。透明ニアアイ光モジュールは、眼鏡レンズ〔eye glass lens〕又は眼鏡レンズ〔eyewear lens〕の正面の表面に埋め込み又は取着することができる。透明ニアアイ光モジュールの疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の疎に集合した画素パッチから構成することができ、この場合複数の画素パッチは、装着者の眼が彼又は彼女の眼を動かし且つ疎に集合した透明アイディスプレイのセクションに沿って見るにつれ、ある特定の画素パッチがオフになるように、アイトラッキング構成要素によって制御される。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の疎に集合した画素パッチから構成することができ、この場合、複数の画素パッチは、装着者の眼が彼又は彼女の眼を動かし且つ疎に集合した透明アイディスプレイのセクションに沿って見るにつれ、ある特定の画素パッチがオンになるように、アイトラッキング構成要素によって制御される。
透明ニアアイ光モジュールの疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の疎に集合した画素から構成することができ、この場合、複数の画素は、装着者の眼が彼又は彼女の眼を動かし且つ疎に集合した透明アイディスプレイのセクションに沿って見るにつれ、ある特定の画素がオフになるように、アイトラッキング構成要素によって制御される。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の疎に集合した画素から構成することができ、この場合複数の画素は、装着者の眼が彼又は彼女の眼を動かし且つ疎に集合した透明アイディスプレイのセクションに沿って見るにつれ、ある特定の画素がオンになるように、アイトラッキング構成要素によって制御される。
透明ニアアイ光モジュールの密に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の密に集合した画素パッチから構成することができ、この場合複数の画素パッチは、装着者の眼が彼又は彼女の眼を動かし且つ密に集合した透明アイディスプレイのセクションに沿って見るにつれ、ある特定の画素パッチがオフになるように、アイトラッキング構成要素によって制御される。アイトラッキング構成要素は、アイトラッキングデバイスとすることができる。アイトラッキング構成要素は、透明ニアアイ光モジュールに一体化された複数のセンサとすることができる。アイトラッキング構成要素は、透明ニアアイディスプレイに一体化された複数のセンサとすることができる。密に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の密に集合した画素パッチから構成することができ、この場合複数の画素パッチは、装着者の眼が彼又は彼女の眼を動かし且つ密に集合した透明アイディスプレイのセクションに沿って見るにつれ、ある特定の画素パッチがオンになるように、アイトラッキング構成要素によって制御される。
透明ニアアイ光モジュールの密に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の密に集合した画素から構成することができ、この場合、複数の画素は、装着者の眼が彼又は彼女の眼を動かし且つ密に集合した透明アイディスプレイのセクションに沿って見るにつれ、ある特定の画素がオフになるように、アイトラッキング構成要素によって制御される。密に集合した透明ニアアイディスプレイは、複数の疎に集合した画素から構成することができ、この場合複数の画素は、装着者の眼が彼又は彼女の眼を動かし且つ密に集合した透明アイディスプレイのセクションに沿って見るにつれ、ある特定の画素がオンになるように、アイトラッキング構成要素によって制御される。
透明ニアアイ光モジュールの下縁は、使用者の(両)眼の瞳孔の上縁の上方に位置付けることができ(図18a参照)、又は透明ニアアイ光モジュールの縁部を、一時的に使用者の眼の瞳孔に位置付けることができ、又は透明ニアアイ光モジュールの縁部を、使用者の眼の瞳孔に、鼻側で位置付けることができ、又は透明ニアアイ光モジュールの縁部を、使用者の眼の瞳孔に、下位から位置付けることができ、又は透明ニアアイ光モジュールを、使用者の(両)眼の瞳孔の正面に部分的に又は完全に位置付けることができる。ある特定の実施形態では、透明ニアアイ光モジュールは、眼鏡フレームに取着されたとき、装着者の眼の瞳孔に対して調節可能にすることができる(図18b及び18c参照)。透明ニアアイ光モジュールは、装着者の眼の瞳孔に対し、X、Y軸に沿って調節可能にすることができる。透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、装着者の眼の瞳孔に対し、X、Y、及びZ軸に沿って調節可能にすることができる。透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、双眼とすることができる。透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、単眼とすることができる。1つの透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、複数の異なる眼鏡フレームに取外し可能に取着可能とすることができる。
図9、10、11a、及び11bは、実施形態による透明ニアアイ光モジュール及び眼鏡フレームへの取着手段を示す。モジュールの側面図を図9及び10に示す。モジュールは、眼鏡フレームのリムの最上部に配置された、取着可能/取外し可能なAR/MR透明ニアアイディスプレイ光モジュールを含む。図9及び10は、疎に集合した透明ニアアイディスプレイ及び疎に集合したマイクロレンズアレイがAR/MRユニットから垂直に下向きに且つ眼鏡レンズの最上部に平行に延びることができるように、眼鏡フレームのリムの最上部を超えて延びる眼鏡フレームに取着された透明ニアアイ光モジュールを含む、取着可能/取外し可能なAR/MRユニットの単なる例を示す。図示されない他の実施形態では、透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、眼鏡レンズを完全にカバーすることができる。透明ニアアイ光モジュールは、ネジ、ボルト、又はピンなどの固定具を用いて眼鏡レンズ(複数可)に取着されると共に一緒に保持することができる。透明ニアアイ光モジュールは、眼鏡レンズの正面の表面に取着することができる。透明ニアアイディスプレイ光モジュールは、眼鏡レンズに磁気的に取着することができる。透明ニアアイ光モジュールは、装着者に対して下向きに延ばすことができる。透明ニアアイ光モジュールは、装着者の眼に向かって眼鏡のテンプルから延ばすことができる。透明ニアアイ光モジュールは、装着者の眼に向かって上向きに、眼鏡フレームから延ばすことができる。透明ニアアイ光モジュールは、装着者に対して下向きに、眼鏡レンズの正面の表面に沿って又は眼鏡レンズの正面の表面の前面に延ばすことができる。透明ニアアイ光モジュールは、眼鏡のテンプルから、眼鏡レンズの正面の表面に沿って装着者の眼に向かって、又は眼鏡レンズの正面の表面の前面に、延ばすことができる。透明ニアアイ光モジュールは、眼鏡フレームから、装着者の目に向かって上向きに、眼鏡レンズの正面の表面に沿って又は眼鏡レンズの正面の表面の前面に、延ばすことができる。図9及び10に示されるように、モジュールは、レンズの取着が容易になるように、眼鏡レンズとマイクロレンズアレイとの間に且つ連絡してスペーサを有することができる。スペーサは、透明ニアアイ光モジュールの接続することができ又はこのモジュールの部分にすることができる。ある特定の実施形態では、スペーサが存在しなくてもよく、透明ニアアイ光モジュールは、眼鏡レンズの正面の表面に載置することができる。図9及び10の両方で、眼鏡レンズと透明ニアアイ光モジュールとの間に空間又は空隙を置くことができる。眼鏡レンズは、処方度数がない又はあるレンズにすることができる。透明ニアアイディスプレイは、図示されるように電気接続を含むことができる。
図11a及び11bは、取外し可能に取着可能なARデバイスを示す、透明ニアアイ光モジュールの実施形態の正面図を示す。図11a及び11bには、AR/MRユニットが上方に配置された眼鏡フレームが示される。図5b、5c、及び5dでは、AR/MRユニットが、マイクロコントローラ、再充電可能なバッテリ、メモリ、及び無線周波数自動識別(RFID)を含んでいてもよい。これらの図には、疎に集合した透明ニアアイディスプレイを駆動させるように構成されたグラフィック処理ユニット(GPU)も含まれ、これはこの実施形態では、単なる例として、透明基板上に位置付けられた透明有機発光ディスプレイ(TOLED)、OLED、又はiLED(マイクロLED)の1つである。取着可能/取外し可能な実施形態は、眼鏡レンズの正面(装着者の眼から最も遠く離れた正面側)に位置付けられる。AR/MRユニットは、任意選択で、図示される又は図示されないカメラを含むことができる。眼鏡レンズの正面に配置された透明ニアアイディスプレイは、図示される眼鏡の各レンズ用にアイトラッキング構成要素を含むことができる。
マイクロレンズアレイのマイクロレンズは、単なる例として;球面凸レンズ、両凸レンズ、球面マイナスレンズ、複合レンズ、2つ以上の構成要素の光学部品、非球面レンズ、Fresnelレンズ、回折光学部品、屈折光学部品、アクロマティック光学部品、プリズム光学部品、Gaborスーパーレンズ、屈折率勾配レンズ(GRIN)パターン化電極、又は液体レンズとすることができる。マイクロレンズアレイの各マイクロレンズが透明ニアアイディスプレイの各画素と光学的に連絡している実施形態では、マイクロレンズアレイのマイクロレンズのフィルファクタ比が、対応する透明ニアアイディスプレイの画素のフィルファクタとほぼ同じである。1つのマイクロレンズアレイが画素パッチと光学的に連絡している実施形態では、マイクロレンズアレイにおけるマイクロレンズのフィルファクタ比が、対応する透明ニアアイディスプレイにおける画素のフィルファクタよりも大きい。1つのマイクロレンズアレイが複数の画素パッチと光学的に連絡している実施形態では、マイクロレンズアレイにおけるマイクロレンズのフィルファクタ比が、対応する透明ニアアイディスプレイにおける画素のフィルファクタよりも大きい。マイクロレンズアレイは、疎に集合したマイクロレンズアレイとすることができる。
画素がマイクロレンズのサイズを超えるサイズのものである、ある特定の実施形態では、光がマイクロレンズ内を適切に光学的に連絡できるよう画素からの光を遮断するために、画素上にアパーチャを配置することができる。マイクロレンズアレイは、疎に集合したマイクロレンズアレイにすることができる。画素がマイクロレンズのサイズを超えるサイズのものである、ある特定の実施形態では、位置合わせされたマイクロレンズ内を光が適切に光学的に連絡できるよう画素からの光を遮断するために、アパーチャアレイを画素上に配置することができる。マイクロレンズアレイは、疎に集合したマイクロレンズアレイにすることができる。画素パッチがマイクロレンズのサイズを超えるサイズのものである、ある特定の実施形態では、位置合わせされたマイクロレンズ内を光が適切に光学的に連絡できるよう画素パッチからの光を遮断するために、アパーチャアレイを画素パッチ上に配置することができる。
マイクロレンズアレイは、密に集合したマイクロレンズアレイとすることができる。画素がマイクロレンズのサイズを超えるサイズのものである、ある特定の実施形態では、位置合わせされたマイクロレンズ内を光が適切に光学的に連絡できるよう画素からの光を遮断するために、アパーチャアレイを画素上に配置することができる(例えば、図8参照)。マイクロレンズアレイは、密に集合したマイクロレンズアレイとすることができる。画素パッチがマイクロレンズのサイズを超えるサイズのものである、ある特定の実施形態では、位置合わせされたマイクロレンズ内を光が適切に光学的に連絡できるよう画素パッチからの光を遮断するために、アパーチャアレイを画素パッチ上に配置することができる。
図17bは、実施形態による開放アパーチャ遮光材の構造の上面図を示し、図17aは、この実施形態の側面図を示す。1画素に関する構造が例示されており、これはニアアイディスプレイの端から端まで、画素ごとに、パッチごとに、又はタイルことに複製されるであろう。ある特定の実施形態では、開放アパーチャ遮光材が、画素の場合のみとは対照的に画素パッチをカバーする。図17aに示されるように、図の中央の画素は、個々のマイクロレンズ及び遮光材料によって取り囲まれる。遮光材料内の穴は、透明ニアアイディスプレイで又はその近くから始まる垂直円筒を形成する。円筒の内壁は、できるだけ吸収性又は不透明にすることができる。さらに、ある特定の実施系体では、1つのアパーチャ遮光穴が、画素パッチからマイクロレンズに光を提供することができる。ニアアイディスプレイの画素は、マイクロレンズアレイのレンズに位置合わせされ、アパーチャ遮光材料内に配置された穴は、画素とレンズとの間に、ニアアイディスプレイから又はその近くから始まる垂直円筒を形成する。明確にするために、遮光材は、透明ニアアイディスプレイで開始するために途中まで延びてMLAに接触しないようにすることができ、又は全部延びてマイクロレンズアレイに接触することができる。アパーチャ遮光材料は、複数の画素又は画素パッチの周りに形成されたとき、アパーチャ遮光アレイを形成する。しかし、アパーチャ遮光材料がアパーチャ遮光アレイとして形成されたとき、画素パッチ間のアパーチャ遮光アレイのセクションは透明である。
図1a及び1bにおいて、および図15a、15b、15c、15d、15e、15f、及び15gに示される透明ニアアイディスプレイ光モジュールにおいて、装置を、それらの外面で封止されたいくつかの層又は構成要素から構成することができる。封止は、気密封止にすることができる。発光体(又は画素)が配置される裏打ち材又は基板は、透明材料のものにすることができる。光ブロッカーは、点灯した画素の外向きの、装着者/使用者の眼から離れる光放出を、低減させ又は遮断する。そのような光ブロックは、単なる例として、不透明材料の遮蔽材、不透明な要素、堆積された不透明な材料、シャッタ(液晶シャッタなど)、付加された材料層、又は不透明な発光体であって、装着者/使用者の眼から最も遠く離れた側にあるものによって実現することができる。
光ブロッカー(不透明な部材又は要素)は、使用者の眼から最も遠くに離れた発光体の側で、発光体の後ろに位置付けられる。光ブロッカーは、画素又は画素パッチに関して位置合わせされた対応するマイクロレンズのサイズにすることができる。光ブロッカーは、x/y平面に沿って位置合わせされた対応するマイクロレンズの外周サイズにすることができる。光ブロッカーは、x/y平面に沿って位置合わせされた対応するマイクロレンズの外周形状にすることができる(図2a、2c、3a、及び3b参照)。光ブロッカーは、位置合わせされた対応するマイクロレンズのサイズよりも5%から20%大きくすることができる。光ブロッカーは、x/y平面に沿って位置合わせされた対応するマイクロレンズのサイズよりも5%から20%大きい外周上にすることができる。光ブロッカーの形状は丸くすることができるが、任意の形状のもの、単なる例として長方形、正方形、楕円形、又は三角形にすることができる。材料の間隔又は空隙は、透明ニアアイディスプレイと、位置合わせされたマイクロレンズアレイとの間に配置することができる(例えば、図15a、15b、15c、15d、15e、15f、及び15g参照)。それらの図は、光ブロック、ニアアイディスプレイ遮光材、材料間隔、並びに透明ニアアイディスプレイとマイクロレンズアレイとの間の空隙又はキャビティのその他の配置構成であって、ニアアイディスプレイとマイクロレンズアレイとの間及び/又はマイクロレンズアレイの後ろ(眼に最も近い)に配置された多数の構成要素の使用を含むものを実証する、種々の実施形態を例示する。
ある特定の実施形態では、封止された透明ニアアイ光モジュールは、透明領域によって互いに分離された複数の光ブロックを含む。ある特定の実施形態では、封止された透明ニアアイ光モジュールは、透明領域によって互いに分離された複数の発光体を含む。ある特定の実施形態では、封止された透明ニアアイ光モジュールは、透明領域によって互いに分離された複数の遮光材を含む。ある特定の実施形態では、封止された透明ニアアイ光モジュールは、透明領域によって互いに分離された複数の色積分器を含む。ある特定の実施形態では、封止された透明ニアアイ光モジュールは、透明領域によって互いに分離された複数のマイクロレンズを含む。ある特定の実施形態では、封止された透明ニアアイ光モジュールは、透明領域によって互いに分離された複数の小型レンズを含む。ある特定の実施形態では、封止された透明ニアアイ光モジュールは、透明領域によって互いに分離された複数の空隙を含む。ある特定の実施形態では、封止された透明ニアアイ光モジュールは、透明領域によって互いに分離された複数の材料スペーサを含む。ある特定の実施形態では、封止された透明ニアアイ光モジュールは、複数の画素又は画素パッチと、位置合わせされた対応するマイクロレンズのそれぞれとの間に位置付けられた、空隙を含む。当業者により企図することができる本明細書に例示されていないその他の構成も、本発明の範囲内に含まれる。
画素がマイクロレンズのサイズを超えるサイズのものである、ある特定の実施形態では、マイクロレンズ(複数可)内を光が適切に光学的に連絡できるよう画素からの光を遮断するために、アパーチャアレイを画素上に配置することができる。アパーチャアレイは、複数のアパーチャから構成することができる。アパーチャは、複数の画素上に位置合わせされたマイクロアパーチャにすることができる。例えば1つのアパーチャは、アパーチャの直径まで画素の光を絞り込み且つその光をマイクロレンズアレイのマイクロレンズに向けるために、画素当たりで位置合わせすることができ、又はマイクロアパーチャを画素パッチ上で位置合わせして、画素パッチからの光を絞り込み且つその光をマイクロレンズアレイのマイクロレンズに向けることができる。図17a及び17bに指し示されるように、ある特定の実施形態では、マイクロアパーチャアレイは、高さを有するマイクロアパーチャを有することができる。マイクロアパーチャアレイは、画素又は画素パッチ上に適合することができる。マイクロアパーチャアレイは、画素又は画素パッチの近く又は隣接して適合することができる。マイクロアパーチャアレイは、マイクロレンズアレイの近く又は隣接して適合することができる。マイクロアパーチャは、画素及びマイクロレンズに位置合わせすることができる。マイクロアパーチャは、画素パッチ及びマイクロレンズに位置合わせすることができる。他の実施形態では、マイクロアパーチャアレイは、高さはないが薄い材料層のみ、単なる例として被膜又はコーティングを有する、マイクロアパーチャを有することができる。
マイクロアパーチャアレイは、穴以外を不透明にすることができる。マイクロアパーチャは、開放アパーチャ又は穴の壁に光を通過させない光学構造を有することができる。光学構造は、アパーチャ又は穴の外側に存在することができる。光学構造は、アパーチャ又は穴の内側に存在することができる。光学構造は、アパーチャ又は穴の構造上に存在することができる。マイクロアパーチャは、開放アパーチャ又は穴の壁に光を通過させないコーティングを有することができる。コーティングは、アパーチャ又は穴の外側に存在することができる。コーティングは、アパーチャ又は穴の内側に存在することができる。マイクロアパーチャは、開放アパーチャ又は穴の壁に光を通過させない仕上げを有することができる。仕上げは、アパーチャ又は穴の外側に存在することができる。仕上げは、アパーチャ又は穴の内側に存在することができる。
ある特定の実施形態では、十分に画素化したTOLEDニアアイディスプレイを利用することができる。しかし、任意の所与の時点である特定TOLED画素をオフにすることにより、画素化されたTOLEDニアアイディスプレイは、疎に集合した画素化ニアアイディスプレイをシミュレートすることができる。「アクティブ」画素の同じ画素のフィルファクタは、どの時点においても、透明ニアアイディスプレイが使用中であるときに様々な画素又は画素パッチをオフにすることによって、疎に集合したニアアイディスプレイのように実現することができる。したがって、本明細書に開示される疎に集合した画素化ニアアイディスプレイの実施形態及び実施例のそれぞれは、密に集合した画素化TOLED又は透明OLED又はiLEDニアアイディスプレイであってある特定の数のその画素又は画素パッチがどの時点においてもオフにされるものによって模倣することができる。透明OLED又はiLED(マイクロLED)ディスプレイは、OLED又はiLEDが堆積される裏打ち材の透明基板を含む。
密に画素化された透明ニアアイディスプレイの、ある特定の実施形態では、ニアアイディスプレイ内の複数の異なる場所に特異的な異なる画素又は画素パッチがオフにされ、オフのままにされる。利用されるアクティブ画素は、常に利用されるアクティブ画素である。対応する、位置合わせされたマイクロレンズアレイは、アクティブ画素に位置合わせされるようにカスタマイズされ且つ静的である。別の実施形態では、アクティブ画素又は画素パッチを、オフにし且つオフにしたままにするのとは対照的に、周期的にオン及びオフにする。この実施形態では、対応する及び位置合わせされたマイクロレンズが、オン及びオフに切換え可能である。位置合わせされた各マイクロレンズは、対応する及び位置合わせされた画素又は画素パッチと協働するように、オン及びオフに切換え可能にすることができる。したがって、画素又は画素パッチがオンにされた場合、切換え可能なマイクロレンズはオンになり、画素又は画素パッチがオフにされた場合、切換え可能なマイクロレンズはオフになる。
単なる例として、実施形態は、透明ニアアイ光モジュールであって、この透明ニアアイ光モジュールは、透明TOLED、OLED、又はiLEDニアアイディスプレイの1つと、1つ又は複数の光学的に位置合わせされたマイクロレンズアレイ(複数可)とを含み、透明ニアアイディスプレイの「点灯した/アクティブ画素密度」は透明ニアアイディスプレイの面積の50%以下であり、実像を形成する実世界からの光線は透明ニアアイディスプレイを通過し、虚像を形成する光線は透明ニアアイディスプレイの点灯したアクティブ画素を用いて発生する、透明ニアアイ光モジュールとすることができる。実施形態は、透明ニアアイ光モジュールであって、この透明ニアアイ光モジュールは、透明TOLED、OLED、又はiLEDニアアイディスプレイの1つと、1つ又は複数の光学的に位置合わせされたマイクロレンズアレイ(複数可)とを含み、ニアアイディスプレイの「点灯画素密度」は透明ニアアイディスプレイの面積の25%以下であり、実像を形成する実世界からの光線は透明ニアアイディスプレイを通過し、虚像を形成する光線は透明ニアアイディスプレイの点灯画素を用いて発生させる、透明ニアアイ光モジュールとすることができる。実施形態は、透明ニアアイディスプレイ光モジュールの1つであって、モジュールは、集合した透明TOLED、OLED、又はiLEDニアアイディスプレイと、1つ又は複数の光学的に位置合わせされたマイクロレンズアレイ(複数可)とを含み、透明ニアアイディスプレイの「点灯画素密度」は透明ニアアイディスプレイの面積の20%以下であり、実像を形成する実世界からの光線は透明ニアアイディスプレイを通過し、虚像を形成する光線は透明ニアアイディスプレイの点灯画素を用いて発生させる、透明ニアアイディスプレイ光モジュールの1つとすることができる。
実施形態は、透明ニアアイモジュールの1つであって、透明ニアアイ光モジュールは、透明TOLED、OLED、又はiLEDニアアイディスプレイと、1つ又は複数の光学的に位置合わせされたマイクロレンズアレイ(複数可)とを含み、透明ニアアイディスプレイの「点灯/アクティブ画素密度」は透明ニアアイディスプレイの面積の15%以下であり、実像を形成する実世界からの光線はシースルー透明ニアアイディスプレイを通過し、虚像を形成する光線は透明ニアアイディスプレイの点灯画素を用いて発生させる、透明ニアアイモジュールの1つとすることができる。実施形態は、透明ニアアイ光モジュールの1つであって、透明ニアアイ光モジュールは、透明TOLED、OLED、又はiLEDニアアイディスプレイと、1つ又は複数の光学的に位置合わせされたマイクロレンズアレイ(複数可)とを含み、透明ニアアイディスプレイの「点灯/アクティブ画素密度」は透明ニアアイディスプレイの面積の5%以下であり、実像を形成する実世界からの光線はシースルー透明ニアアイディスプレイを通過し、虚像を形成する光線は透明ニアアイディスプレイの点灯画素を用いて発生させる、透明ニアアイモジュールの1つとすることができる。これらの先行する実施例のそれぞれにおいて、ニアアイディスプレイは、装着者の眼から離れて放出される光が低減するように、製作することができる。これらの先行する実施形態のそれぞれにおいて、透明ニアアイディスプレイは、装着者の眼から離れて放出される光が遮断されるように、製作することができる。本明細書に開示される透明ニアアイディスプレイは、装着者の眼から最も離れた画素又は画素パッチの側で、画素又は画素パッチの後ろに不透明なセクション(複数可)を有することができ、且つ透明な画素及び/又は画素パッチの間にセクションを有することができる。本明細書に開示される透明ニアアイディスプレイは、装着者の眼から最も離れた画素又は画素パッチの側で、画素又は画素パッチの後ろに透明ニアアイディスプレイの不透明なセクション(複数可)を有することができ、画素及び/又は画素パッチの間のセクションは、半透明又は透明である。
図8は、透明ニアアイディスプレイの装着者/使用者を見る者の眼によって見られるような、透明ニアアイディスプレイの正面から見える光ブロックによって覆われたアクティブ画素パッチ(点灯することが可能な画素のパッチ)を示す。この形態は、透明セクションを通過して装着者/使用者の眼に至る、使用者の眼に見える実像を創出する実世界からの光線を示し、一方、虚像は、装着者/使用者の眼に向かってマイクロレンズアレイを通過する、透明ニアアイディスプレイから放出される光によって創出される。この図で見られるように、装着者/使用者の眼から離れて前方に放出される光が遮断される。アレイの各構成要素(個々の正方形として示されるが、丸くすることができ又は任意の形状にすることができる)は、各ブロックを取り囲む、実世界からの光線を通す画素パッチの周りの透明空間で中央の画素パッチをカバーする光ブロックを示す。単なる例として、透明空間に対するアクティブ画素のフィルファクタは15%未満にすることができる。
ニアアイディスプレイは、装着者の眼から離れて外向きに進む、ディスプレイからの外に向かう光を遮断し又は低減させる、装着者の眼から最も離れたニアアイディスプレイの側に位置付けられた、画素化された液晶シャッタを有することができ、したがって、装着者ではなく観察者により観察されるニアアイディスプレイから放たれる光が低減される。ある特定の実施形態では、ニアアイディスプレイは、装着者の眼から離れて外向きに進む画素又は画素パッチからの外に向かう光を遮断し又は低減させる、装着者の眼から最も離れたニアアイディスプレイの側に位置付けられた、画素化された液晶シャッタを有することができ、したがって、装着者ではなく観察者により観察されるニアアイディスプレイから放たれた光が低減される。画素化された液晶シャッタは、画素又は画素パッチがオンになり点灯したときに不透明又はほぼ不透明になるように協働する。
図35a〜cに示されるように、透明ニアアイディスプレイは、ニアアイディスプレイのバスがニアアイディスプレイの底縁又は底部周辺と交差しないような手法で製作することができる。言い換えると、透明ニアアイディスプレイは、使用者の眼の瞳孔に最も近い透明ニアアイディスプレイの縁部に電子バスがなくなるように、製作することができる。透明ニアアイディスプレイは、透明ニアアイディスプレイが1つ又は複数の垂直バスを有するような手法で製作することができる。透明ニアアイディスプレイは、ニアアイディスプレイの底部に電子バスがなくなるように、製作することができる。透明ニアアイディスプレイは、透明ニアアイディスプレイ内を最初に見るときに使用者の眼の瞳孔が交差することになるディスプレイの側に、バスがなくなるように製作することができる。透明ニアアイディスプレイは、透明ニアアイディスプレイの1つ又は複数の側に電子バスがなくなるように、製作することができる。
透明ニアアイディスプレイは、ニアアイディスプレイに対して垂直に、上方に取着されたフレキシブルプリント回路又は柔軟なケーブルを有することができる。透明ニアアイディスプレイは、ニアアイディスプレイに対して水平に鼻側に取着されたフレキシブルプリント回路又は柔軟なケーブルを有することができる。透明ニアアイディスプレイは、ニアアイディスプレイに水平に、一時的に取着されたフレキシブルプリント回路又は柔軟なケーブルを有することができる。好ましい実施形態において、透明ニアアイディスプレイが装着者の眼の瞳孔の上縁に又はその上方に位置付けられるとするなら、装着者の頭の傾きにより、眼が容易に且つ素早く透明ニアアイディスプレイの底縁を通り過ぎ、可能な限り早く虚像を見始めることが重要である。これが、1つ又は複数のバスが垂直に向けられる理由である。しかし、透明ニアアイディスプレイが鼻側に、一時的に、又は下方に位置付けられるとするなら、透明ニアアイディスプレイは、使用者の眼の瞳孔が、電子バスと交差せずに透明ニアアイディスプレイの最も近い縁部上を素早く移行することが確実になるように、製作することができる。
透明ニアアイ光モジュールは、眼が真っ直ぐに正視する状態で見ているときに、使用者の眼の視線の範囲内に位置付けることができる。透明ニアアイ光モジュールは、眼が真っ直ぐに正視する状態で見ているときに、使用者の眼の視線の外に位置付けることができる。透明ニアアイ光モジュールは、眼が真っ直ぐに正視する状態で見ているときに、使用者の眼の視線の外側に位置付けることができるが、視線の10度以内である。透明ニアアイ光モジュールは、眼が真っ直ぐに正視する状態で見ているときに、使用者の眼の視線の外側に位置付けることができるが、視線の5度以内である。透明ニアアイ光モジュールは、眼が真っ直ぐに正視する状態で見ているときに、使用者の眼の視線の外に位置付けることができるが、視線の2.5度以内である。透明ニアアイ光モジュールは、装着者の眼から30mm以下の範囲内に位置付けることができる。透明ニアアイ光モジュールは、装着者の眼から20mm以下の範囲内に位置付けることができる。透明ニアアイ光モジュールは、装着者の眼から15mm以下の範囲内に位置付けることができる。
例示的な実施形態において、図35a、35b、及び35cは、透明ニアアイディスプレイに対する種々の電気接続の様々な構成を示す。図35a及び35bの両方の実施形態(左及び右)に示されるように、バスは、バスがないニアアイディスプレイの底縁を離れて垂直方向に向けられ、したがって容易で即座に透明ニアアイディスプレイに接触でき、視覚妨害が最小限に抑えられ、一方、図35bの実施形態は、ニアアイディスプレイの上方部分でバスを水平に向けることによってこれらの利点を提供する。図35a及び35cの左側に示される実施形態はさらに、透明ニアアイディスプレイの最上部と又はこの最上部で電気的に連絡して配置されたフレキシブルプリント回路又は平らで柔軟なケーブルを示し、一方、図35bの右側に示される実施形態は、透明ニアアイディスプレイの側面と及びこの側面で電気的に連絡して配置されたフレキシブルプリント回路又は平らで柔軟なケーブルを示す。
画素サイズが小さくなるにつれ、画素の充填は画素パッチ内でより高く位置決めすることができる。画素の数が多くなるほど、ディスプレイの解像度は高くなる。したがって、5ミクロン以下のサイズを有する画素が好ましい。装着者/使用者の眼の中心窩領域は、約±2度又は4度である。中心窩サイズは、約500ミクロン×500ミクロンである。画素パッチは、眼の中心窩領域をカバーするために、1.03mmの高さ×1.03mmの長さとすることができる。したがって単なる例として、2ミクロン×2ミクロンの画素を利用する場合、2ミクロン×2ミクロンの画素が25Kであるパッチが中心窩領域全体をカバーすることができる。
実施形態において、iLED(マイクロLED)を有する疎に集合したニアアイディスプレイは、疎に集合したマイクロレンズアレイに位置合わせされる。疎の集合した透明ニアアイディスプレイは、25%未満である画素対ニアアイディスプレイのフィルファクタを有する。疎に集合したマイクロレンズアレイは、50%未満であるマイクロレンズ対マイクロレンズアレイのフィルファクタを有する。疎に密集した透明ニアアイディスプレイは、1つ又は複数の画素のパッチ(画素パッチ)をそれぞれが含むタイルから構成される。各画素パッチは、1.5ミクロン〜3.0ミクロンの発光体画素を含む。発光体は、iLED(マイクロLED)である。タイルは、1から64個の間の画素パッチを有することができる。各画素パッチは、態様において、距離をおいて離れており且つ1つのマイクロレンズに位置合わせされる。画素パッチとマイクロレンズとの間の距離分離は、隙間(空隙又は材料層スペーサ)である。距離分離は、50ミクロンから2ミクロンの範囲内である。この実施形態において、透明ニアアイディスプレイは、時間の50%未満で虚像が使用者の眼に見えるようなデューティサイクルを有する手法で変調させる。他の実施形態では、デューティサイクルは、時間の25%未満で虚像が使用者の眼に見えるようなものである。またさらに他の実施形態では、デューティサイクルは、時間の12.5%未満で虚像が使用者の眼に見えるようなものである。
ある特定の実施形態では(しかし全ての実施形態とは限らない)、虚像の輝度のレベルを低減させる強度低減フィルタが使用される。強度低減フィルタは、iLED(マイクロLED)と使用者の眼の間で、光学システム内の任意の場所に設けることができる。強度低減フィルタは、iLED(マイクロLED)の正面の表面に位置付けることができる。強度低減フィルタは、マイクロレンズアレイのマイクロレンズとiLED(マイクロLED)との間に位置付けることができる。強度低減フィルタは、マイクロレンズ及び/又はマイクロレンズアレイを通る光伝送を低減させるマイクロレンズ及び/又はマイクロレンズアレイ内の色合いとすることができる。他の実施形態では、電子部品を使用可能にすることによって透明ニアアイディスプレイのiLED(マイクロLED)の光強度を低下させることが可能になり、したがって虚像の輝度の強度を低減させることが可能になる。さらに他の実施形態では、調整可能な電子部品を使用可能にすることによって、透明ニアアイディスプレイのiLED(マイクロLED)の光強度の調整が可能になり、したがって虚像の輝度の強度レベルが調整可能になる。
実施形態において、疎に集合したニアアイディスプレイは、疎に集合したマイクロレンズアレイに位置合わせされたOLEDを有する。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、25%未満の画素対ニアアイディスプレイのフィルファクタを有する。疎に集合したマイクロレンズアレイは、50%未満のマイクロレンズ対マイクロレンズアレイのフィルファクタを有する。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、1つ又は複数の画素のパッチ(画素パッチ)をそれぞれが含むタイルから構成される。各画素パッチは、3ミクロンから8ミクロンに間でサイズが決められた発光体(複数可)を含む。発光体は、この場合はOLEDである。タイルは、1から64個の間の画素パッチを有することができる。各画素パッチは、距離をおいて離されており且つ1つのマイクロレンズに位置合わせされる。画素パッチとマイクロレンズとの間の距離分離は、隙間(空隙又は材料層スペーサ)である。距離分離は、25ミクロンから2mmの範囲内である。この実施形態において、透明ニアアイディスプレイは、時間の50%未満で虚像が使用者の眼に見えるように、デューティサイクルを有するような手法で変調される。他の実施形態では、デューティサイクルは、虚像が時間の25%未満で使用者の眼に見えるようなものである。またさらに他の実施形態では、デューティサイクルは、虚像が時間の12.5%未満で使用者の眼に見えるようなものである。
図2a及び2bに示されるように、ある特定の実施形態でニアアイディスプレイからの発散光線を利用するとき、無限共役光学部品を使用して、マイクロレンズアレイは、使用者が彼又は彼女の屈折誤差を矯正する必要性を有する場合に眼鏡レンズに衝突することになる光線を平行にするのに、又は矯正眼鏡を必要としない使用者の角膜に衝突する場合に互いにほぼ平行なままにするのに使用される。しかし、マイクロレンズアレイによって引き起こされる画像拡大に起因して、パッチ当たりのより少ない数の画素を利用して、装着者/使用者の眼の中心窩領域をカバーすることができる。単なる例として、画像の7×倍率でのみ、パッチ当たり1Kの2ミクロン×2ミクロン画素を使用して、装着者/使用者の眼の全中心窩領域をカバーすることができる。したがって、いくつかの理由で、ほとんどの場合に小さい画素を使用することが望まれる。これらの理由は、ニアアイディスプレイの解像度を増大させるためであり、画素パッチ内に多くの画素を詰めるためであり、及び拡大の影響を最小限に抑えるためであり、したがって装着者/使用者の眼の中心窩領域をカバーするときに最大数の画素が使用可能になる。10×よりも下で、より好ましくは6×よりも下で、マイクロレンズアレイの画像拡大作用を見ることが好ましい。黄斑は、直径5mm又は±12.5度又は25度である。小さい画素が使用される本発明のある特定の実施形態では、中心窩をカバーする画素パッチ内に詰められる画素の数が非常に明確であるので、解像度は非常に許容可能であるが、輝度が使用者の眼には明るすぎる。この場合、単なる例として;フィルタ、色合い、又は調整可能な電子照明を使用することができる。単なる例として、iLED(マイクロLED)から構成される画素パッチは、許容可能な解像度を提供することができるが、透明ニアアイ光モジュールが装着者の眼から25mm以下の範囲内に位置決めされる場合、使用者の眼には強すぎる輝度を有する可能性がある。
さらに他の実施形態では、有限共役光学部品を使用して、マイクロレンズアレイから来る光線が、使用者の眼の正面に、使用者の眼に見える画像を形成する。これが生ずるとき、画像の拡大は無視できるが、画像は反転する可能性がある。これが生ずるとき、ディスプレイ画像を、ソフトウェア又はハードウェアによって反転させて、画像を正立状態で装着者/使用者に知覚させる。
好ましい実施形態では、1画素パッチが中心窩上に撮像され、間にある透明又は半透明の空間で分離された複数の画素パッチが非中心窩黄斑領域上に撮像される。別の好ましい実施形態では、1画素パッチ又はより多くの隣接する画素パッチが中心窩上に撮像され、間にある透明又は半透明の空間で分離された複数の画素パッチが非中心窩黄斑領域上に撮像される。マイクロレンズアレイは、コリメート光学部品、集束光学部品、又は両方の組合せを使用することができる。マイクロレンズアレイは、疎に集合したマイクロレンズアレイとすることができる。疎に集合したマイクロレンズアレイは、疎に集合した透明ニアアイディスプレイに位置合わせすることができ且つ光学的に連絡することができる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、ディスプレイ表面の2.5%未満を占有する画素を有することができる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、ディスプレイ表面の5%未満を占有する画素を有することができる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、ディスプレイ表面の10%未満を占有する画素を有することができる。疎に集合した透明ニアアイディスプレイは、ディスプレイ表面の20%未満を占有する画素を有することができる。疎に集合したマイクロレンズアレイは、マイクロレンズアレイの60%未満を占有するマイクロレンズを有することができる。疎に集合したマイクロレンズアレイは、マイクロレンズアレイの50%未満を占有するマイクロレンズを有することができる。疎に集合したマイクロレンズアレイは、マイクロレンズアレイの40%未満を占有するマイクロレンズを有することができる。
図19、20、21、22、及び23は、透明ニアアイモジュールからの光がどのように使用者の網膜上に投影されて画像を形成するのかを実証する、光線トレースを示す側面図を提示する。図19は、図の最も左側に、透明ニアアイディスプレイの単一発光画素を示し、これはマイクロアレイの単一マイクロレンズに光学的に位置合わせされており、このマイクロレンズ自体は、この実施形態で屈折力を持たない眼鏡レンズの正面に配置される。図は、単一の小型レンズ(マイクロレンズ)及び単一の点光源が、無限光学共役を利用して、眼に光を送出することを示す。特に、個々のマイクロレンズは、平行コリメート光線を、図の右側に概略的に表される眼に伝送する。コリメート光線は眼の角膜を通過し、次いで水液層を通過し、次いで水晶体(水晶体の主平面を含む)を通過し、最後に硝子体を通過し、そこで光線を網膜の中心窩に集束させる。図20は、透明ニアアイディスプレイの単一画素パッチから発せられる、透明ニアアイ光モジュールからの光を示し、マイクロレンズアレイの1つ又は複数のマイクロレンズが画素パッチからの光線を平行にするものであり、一方、図21は、単一光源で部分的に満たされたいくつかのパッチから発せられる光を示す。図22は、多数のパッチ/サブ画像(±2度又は合計で4度)から発せられる完全光線集合体の光線トレースを示す。
図23は、互いに対し且つ互いから750ミクロンの画素パッチピッチを有すると共にマイクロレンズアレイの異なるマイクロレンズに位置合わせされた、3つの距離分離型画素パッチからの無限共役Zemax(商標)光線トレースを示す。図の左には3つの画素が示され、下の画素が中心にある。図は、3本のコリメート光線(1本の光線は、異なる画素パッチの中心に位置付けられた各画素からのもの)を示す。コリメートは、マイクロレンズアレイに起因して生ずる。光線は、眼の構造の屈折力に起因して網膜の中心窩に集束する。
本明細書に開示される例示及び実施例のほとんどは無限共役光学部品を利用するが、透明ニアアイ光モジュールは、無限共役光学部品又は有限共役光学部品のいずれかを利用することができる。光学システムのデザインは、どちらにも順応するように変化させることができる。
ある特定の実施形態では、眼に見える虚像は、限定するものではないが色、空間周波数、デューティサイクル、解像度、又はその他のフィーチャに関して前処理される。その他の実施形態では、眼に見える虚像にはいかなる前処理もせず、これが、マイクロレンズアレイの1つ又は複数のマイクロレンズによって光学的に影響をうけた後に透明ニアアイディスプレイから得られた当初の虚像である。
図12a、12b、及び13は、ニアアイディスプレイ(左側の格子によって表される)からの光が使用者の網膜(右側の格子によって表される)上にどのように画像を形成できるかを示す。特に、図の右側の網膜の格子表示は、±12.5度(又は25度)の視野を示す。格子の個々の正方形のそれぞれは、±2.0度(又は4度)の被覆視野を示す。図12aは、左に、疎に集合した透明ニアアイディスプレイの単一光源(単一画素)を持つ実施形態を示し、その結果、マイクロレンズによる画像拡大に起因して、右の網膜上に単一画素の拡大された画像が得られる。図13は、左に、疎に集合した透明ニアアイディスプレイの9画素パッチを示し、その結果、マイクロレンズによる拡大に起因して、右に、9画素パッチからの単一中心窩画像が得られる。図12bは、左に、疎に集合した透明ニアアイディスプレイの端から端まで複製された、疎に集合した9画素パッチを示し、その結果、右に、中心窩全体及び黄斑の部分をカバーする網膜の±12.5度又は25度の端から端まで複製された画素パッチ画像が得られる。
透明ニアアイ光モジュールの例示的な仕様を示す表及び図示を、図24〜34に示す。表は、透明ニアアイ光モジュールを実現することができる方法であって限定を意図するものではない、追加の実施例を示すことが意図される。図24は、実施形態によるOLEDディスプレイ、MLA光学部品、及び網膜画像の様々な性質及び値を示す表である。図25は、様々な性質の、ある特定の例示的な値を提供する。図26は、使用することができるであろう様々な発光体及び/又はディスプレイのタイプの例である。図27は、個々に又は組み合わせて使用することができるであろう例示的な小型レンズ(又はマイクロレンズ)を示す。図28は、ニアアイディスプレイ及びマイクロレンズアレイの様々な例示的な組合せを示す。図29は、切換え可能な光学部品(オン及びオフに切換え可能な屈折力)の例を示す。図30は、様々な実施形態による例示的な特徴及び範囲を示す表である。図31は、実施形態による透明ニアアイディスプレイ及びマイクロレンズアレイの変調及びデューティサイクルの範囲を示す表である。図32は、種々の構成要素を含む様々な透明ニアアイディスプレイ光モジュールの例のリストである。図33は、ヒト網膜の中心窩、傍中心窩、及び黄斑領域の寸法を示す図である。図34は、小窩からの角度分離の関数としての錐体密度の図である。
実施形態によれば、透明ニアアイディスプレイの変調及びMLAの変調は、同じに且つ同期させることができる。ニアアイディスプレイ及びMLAの変調は、異ならせることができる。透明ニアアイディスプレイ及びMLAのデューティサイクルは、同じに且つ同期させることができる。透明ニアアイディスプレイ及びMLAのデューティサイクルは、異ならせることができる。好ましい実施形態では、透明ニアアイディスプレイ及びMLAのデューティサイクルは、同じに且つ同期させることができる。
実施形態は、画素又は画素パッチを含むシースルー透明又は半透明ニアアイディスプレイと、マイクロレンズを含むマイクロレンズアレイとを含む、シースルー透明又は半透明ニアアイ光モジュールであって、シースルー透明又は半透明ニアアイディスプレイ及びマイクロレンズアレイが位置合わせされており且つ距離をおいて離れており、シースルー透明又は半透明ニアアイ光モジュールが封止され、シースルー透明ニアアイ光モジュールが電気コネクタを含む、シースルー透明又は半透明ニアアイ光モジュールである。
実施形態は、画素又は画素パッチを含むシースルー透明又は半透明ニアアイディスプレイと、マイクロレンズを含むマイクロレンズアレイとを含む、シースルー透明又は半透明ニアアイ光モジュールであって、シースルー透明又は半透明ニアアイディスプレイ及びマイクロレンズアレイが位置合わせされ且つ距離をおいて離れており、シースルー透明又は半透明ニアアイ光モジュールが複数の光ブロックを含み、シースルー透明又は半透明ニアアイ光モジュールが封止され、シースルー透明ニアアイ光モジュールが電気コネクタを含む、シースルー透明又は半透明ニアアイ光モジュールである。
実施形態は、画素又は画素パッチを含むシースルー透明又は半透明ニアアイディスプレイと、マイクロレンズを含むマイクロレンズアレイとを含む、シースルー透明又は半透明ニアアイ光モジュールであって、シースルー透明又は半透明ニアアイディスプレイ及びマイクロレンズアレイが位置合わせされ且つ距離をおいて離れており、シースルー透明又は半透明ニアアイ光モジュールが複数の光ブロックを含み、光ブロックが、隣接する光ブロックから距離をおいて離れており、シースルー透明又は半透明ニアアイ光モジュールが封止され、シースルー透明ニアアイ光モジュールが電気コネクタを含む、シースルー透明又は半透明ニアアイ光モジュールである。
透明ニアアイディスプレイは、±2.5度(5度以下)視野を提供する画素パッチ又は±12.5度以下の視野を提供するタイルから構成することができる。透明ニアアイディスプレイは、画素のタイル又は複数の画素を含む画素パッチのタイルから構成することができる。ある特定の実施形態では、画素パッチは、虚像による中心窩被覆をもたらす。ある特定の実施形態では、画素パッチ又は画素のタイルは、虚像の中心及び周辺視野をもたらす。
ある特定の実施形態では、透明ニアアイ光モジュールは、使用者が正視状態で真っ直ぐ見ている間、使用者の眼の正面に直接位置付けられる。他の実施形態では、透明ニアアイ光モジュールは、使用者が正視状態で真っ直ぐに見ている間は使用者の眼の視線から僅かに外れて位置付けられ、使用者がその眼を10度未満動かすことによってアクセスできる。さらに他の実施形態では、透明ニアアイ光モジュールは、使用者が正視状態で真っ直ぐ見ている間は使用者の眼の視線から外れて位置付けられ、使用者がその眼を10度超動かすことによってアクセスできる。さらに他の実施形態では、透明ニアアイ光モジュールは、使用者が正視状態で真っ直ぐ見ている間は使用者の眼の視線から僅かに離れて位置付けられ、使用者がその顎を10度以下傾けることによってアクセスできる。
態様において、透明ニアアイディスプレイは80%以上の透明度を有する。画素はそれぞれ、各画素の後ろに不透明な光ブロックを含み、使用者の眼から離れて前方に向けられる光を低減させる。透明ニアアイディスプレイには、画素が疎に集合する。透明ニアアイディスプレイは、態様において10%以下である透明ニアアイディスプレイの画素フィルファクタを有する。透明ニアアイディスプレイは、態様において5%以下である透明ニアアイディスプレイの画素フィルファクタを有する。マイクロレンズアレイには、マイクロレンズが疎に集合する。マイクロレンズアレイは、態様において50%以下であるマイクロレンズアレイのマイクロレンズフィルファクタを有する。マイクロレンズアレイは、態様において40%以下であるマイクロレンズアレイのマイクロレンズフィルファクタを有することができる。マイクロレンズアレイは、態様において、両凸であるマイクロレンズアレイの複数のマイクロレンズを有する。マイクロレンズアレイは、態様において、非球面であるマイクロレンズアレイの複数のマイクロレンズを有することができる。マイクロレンズは、透明ニアアイディスプレイの複数の画素にそれぞれ位置合わせされる。複数のマイクロレンズは、透明ニアアイディスプレイの複数の画素パッチの、対応する画素パッチにそれぞれ位置合わせされる。個々のマイクロレンズは、態様において、位置合わせされた画素パッチのサイズよりも大きい。透明ニアアイディスプレイは、マイクロレンズアレイのものに位置合わせされ且つ距離をおいて離され、そこに直接又は間接的に取着される。透明ニアアイディスプレイの画素は;OLED、iLED(マイクロLED)、又はTOLEDの1つ又は複数から構成される。透明ニアアイディスプレイは、30Hzから100Hzの間で変調させ、50%以下であるデューティサイクルを有する。透明ニアアイ光モジュールの封止は、気密封止のものである。
透明ニアアイディスプレイの画素は、画素パッチ内に収容することができる。複数の画素パッチは、タイル内に収容される。タイルは、使用者の眼に対するレンズセクションの端から端まで面が付けられており、透明ニアアイ光モジュールに曲率を提供する。透明ニアアイディスプレイ光モジュールは;眼鏡レンズ、バイザー、又はフェイスシールドの1つの正面の表面に埋め込むことができる。透明ニアアイ光モジュールは、透明ニアアイディスプレイとマイクロレンズアレイとの間に位置付けられた空間を含み、空間は、空隙又は材料スペーサのものである。画素のサイズは1.5ミクロンから8ミクロンの間である。透明ニアアイ光モジュールは、実世界からの光を使用者の眼に通して実像を形成し、透明ニアアイ光モジュールは、透明ニアアイ光モジュール内で発生した光を、使用者の眼に向かって放つことにより、虚像を形成する。
透明光モジュールは、使用者の眼に見える画像を拡大する。そのような倍率は、透明ニアアイ光モジュールの透明ニアアイディスプレイによって発生させた当初の画像の2×から8×の範囲内にある。画素パッチは、15ミクロン×15ミクロンから750ミクロン×750ミクロンの範囲内のサイズを有する。画素パッチ内の画素数は、3画素×3画素から64画素×64画素の範囲内にある。マイクロレンズのサイズは、50ミクロンから800ミクロンの範囲内である。透明ニアアイディスプレイとマイクロレンズアレイとの間の距離分離空間は、25ミクロンから2mmの間である。
透明ニアアイディスプレイを実現する非限定的な例を、以下の実施例1〜3に提示する。
[実施例1]仕様
透明AMOLEDディスプレイ(透明又は半透明である画素又は画素パッチ間にセクションを有する、疎に集合したOLEDディスプレイ)
解像度:QVGA(400×300画素)
サイズ:16mm×12mm(したがって40um×40um画素)(サイズは6mm×6mm程度に小さくすることができ、又は最大60mm×60mm程度に大きい任意のサイズにすることができる)
サブ画素放出面積(本明細書では画素サイズと呼ぶ)=5um×5um(ディスプレイ面積の1.51%が光を放出する)
放出プロファイル:エネルギーのほとんどが前方方向に集束するキャビティ(好ましくは60%+、75%+、85%+など)
ディスプレイ透明度:>60%(好ましくは70%よりも大きく、より好ましくは80%よりも大きい)
色:緑(530〜550nm)又はフルカラーディスプレイ
輝度=アクティブ領域で10,000cd/m2以上
フレーム速度:90Hz;鋭いカットオフを実現するためにオーバードライブできるべきである。
電気接続を含むパッケージ厚<0.5mm:放出画素からそれらの外側障壁層までの物理的距離は、最小であるべきである−好ましくは50〜100umで、それ以上ではない。
基板:プラスチック又はガラス
柔軟性:ディスプレイは一方向で、少なくとも150mmの曲率半径まで曲げることができる。
曲率:全てではないがほとんどの場合、曲率は、眼鏡レンズのベースカーブである。
パッケージ:共形障壁コーティングにより気密封止される。
厚さ:1.0mm未満、より好ましくは0.50mm以下
[実施例2]仕様
透明iLED(マイクロLED)ディスプレイ、透明又は半透明である画素又は画素間にセクションを有する疎に集合したマイクロLEDディスプレイ。
解像度:QVGA(400×300画素)
サイズ:16mm×12mm(したがって、40um×40um画素)(サイズは6mm×6mm程度に小さくすることができ、又は最大60mm×60mm程度に大きい任意のサイズにすることができる)
サブ画素放出面積(本明細書では、画素サイズと呼ぶ)=2um以下×2um以下(ディスプレイ面積の1.51%以下が光を放出する)
放出プロファイル:エネルギーのほとんどが前方方向に集束するキャビティ(好ましくは、60%+、75%+、85%+など)
ディスプレイ透明度:>60%(好ましくは70%よりも大きく、より好ましくは80%よりも大きい)
色:緑(535〜550nm)又はフルカラーディスプレイ
輝度=アクティブ領域で最大100,000cd/m2
フレーム速度:90Hz;鋭いカットオフを実現するためにオーバードライブできるべきである。
電気接続を含むパッケージ厚<0.5mm:放出画素からそれらの外側障壁層までの物理的距離は最小であるべきである−好ましくは50〜100umであり、それ以上ではない。
基板:プラスチック又はガラス
柔軟性:ディスプレイは、少なくとも150mmの曲率半径まで、一方向に曲げ可能である。
曲率:全てではないがほとんどの場合、曲率は、眼鏡レンズのベースカーブのものである。
パッケージ:共形障壁コーティングにより気密封止される。
厚さ:1.0mm未満、より好ましくは0.50mm以下
[実施例3]仕様
透明TOLEDディスプレイ、適切な透明度を提供するために点灯されない透明画素を有するTOLEDディスプレイ。
解像度:QVGA(400×300画素)
サイズ:16mm×12mm(したがって40um×40um画素)(サイズは、6mm×6mm程度に小さくすることができ、又は最大で60mm×60mm程度に大きい任意のサイズにすることができる)
サブ画素放出面積(本明細書では、画素サイズと呼ぶ)=2um以下×2um以下(ディスプレイ面積の1.51%以下が光を放出する)
放出プロファイル:エネルギーのほとんどが前方方向に集束するキャビティ(好ましくは、60%+、75%+、85%+など)
ディスプレイ透明度:>60%(好ましくは70%よりも大きく、より好ましくは80%よりも大きい)
色:緑(535〜550nm)又はフルカラーディスプレイ
輝度=アクティブ領域で最大100,000cd/m2
フレーム速度:90Hz;鋭いカットオフを実現するためにオーバードライブできるべきである。
電気接続を含むパッケージ厚<0.5mm:放出画素からそれらの外側障壁層までの物理的距離は、最小限にすべきである−好ましくは50〜100umであり、それ以上ではない。
基板:プラスチック又はガラス
柔軟性:ディスプレイは、少なくとも150mmの曲率半径まで、一方向に曲げ可能である。
曲率:全てではないがほとんどの場合、曲率は、眼鏡レンズのベースカーブのものである。
パッケージ:共形障壁コーティングによって気密封止される。
厚さ:1.0mm未満、より好ましくは0.50mm以下
本発明について、様々な特徴を有する特定の実施形態を参照しながら記述してきた。上記にて提供された本開示に照らし、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、本発明の実施に際して様々な修正及び変更を行うことができることが、当業者に明らかにされよう。当業者なら、開示された特徴は、所与の用途又は設計の要件及び仕様に基づいて、単独で、任意の組合せで、又は省略して使用され得ることが理解されよう。実施形態が、ある特徴を「含む〔comprising〕」と言う場合、実施形態は代替として、特徴のいずれか1つ又は複数「からなる〔consist of〕」又は「から本質的になる〔consist essentially of〕」とすることができることを理解されたい。本発明のその他の実施形態は、本発明の仕様及び実施を考慮することから、当業者に明らかにされよう。
値の範囲が本明細書で提供された場合、その範囲の上限と下限との間の各値も特に開示されることに留意されたい。これらの、より狭い範囲の上限及び下限も同様に独立して、その範囲に含まれてもよく又は除外されてもよい。単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈が他に明示しない限り、複数の指示対象を含む。仕様及び実施例は本質的に例示的であると見なされ、本発明の本質から逸脱しない変形例は、本発明の範囲内に含まれるものとする。さらに、本開示に引用される参考文献の全ては、それらの全体が本明細書に参照によりそれぞれ個々に組み込まれ、したがって、本発明の利用可能な開示を補う効率的な手法を提供すると共に、当業者のレベルを詳述する背景を提供するものとする。