JP2022524255A - 光学デバイスの試験方法および装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】アイモーションボックス（ＥＭＢ）内のさまざまな位置において、光学デバイスからの出力像をキャプチャし、光学デバイスを介した像伝搬の検出および評価について分析することができる。特定の軸に沿った光学試験により、ファセットのアクティブエリア全体での光学エンジンの伝達関数の均一性を評価し、光学デバイスからの投影像の「スミアリング」の存在および程度を検出し、くさびとＬＯＥとの界面での散乱および回折に関連する「白スジ」（ＷＳ）現象の存在および程度を検出することができる。品質管理、および生産システムへのフィードバック、ならびに光学デバイスの処分のために、さまざまなメトリックを導出することができる。【選択図】図３Ｂ

Description

本発明は、概して、光学試験に関し、特に、光学デバイスの試験に関する。

さまざまなシステム（例えば、拡張現実「ＡＲ」ニアアイディスプレイ用）に、光学エンジン（光学要素、「ＯＥ」）を統合するプロセスの間に、コンポーネントレベルおよび統合されたユニットレベルの両方で、ＯＥの性能を評価する必要がある。具体的には、システム（ＡＲなど）が、実像と合成像とを組み合わせて、観測者の目内へ伝送するため、スミア、白線、ジャンプ、および黒線（ギャップ、強度の小さいエリア）の特殊試験が必要である。

本実施形態の教示によれば、光学デバイスを試験するための方法が提供され、方法は、複数のキャプチャ場所のうちの第１の場所において、像をキャプチャするステップであって、複数のキャプチャ場所は、光学デバイスの光ガイドからアイレリーフ（ＥＲ）距離にあり、かつ、光ガイドのアイモーションボックス（ＥＭＢ）内にあり、光ガイドは、内部反射によって光を誘導するための、互いに平行な第１の対の外面、光ガイド内へ入力像をカップリングするためのカップリングイン構成、およびアイレリーフ距離におけるユーザの目によって見ることができ、かつ、アイモーションボックスと呼ばれるエリア全体で見ることができるように、光ガイドから、出力像として、入力像をカップリングアウトするためのカップリングアウト構成、を有する、キャプチャするステップと、第１のキャプチャ場所以外の、複数のキャプチャ場所のうちの１つまたは複数の追加の場所において、像のキャプチャを繰り返すステップと、第１のキャプチャ場所、および追加のキャプチャ場所のうちの少なくとも１つからのキャプチャ像に基づいて、１つまたは複数のメトリックを導出するステップと、を含む。

任意選択の実施形態では、カップリングイン構成を介して、光ガイド内へ試験パターンのコリメート像を投影することであって、光ガイドは、ファセットの少なくとも１つのセットを含み、セットの各々は、互いに平行な複数の部分反射ファセットを含み、第１の対の外面の間にあり、第１の対の外面に対して斜めの角度をなしている、投影することと、光ガイドから投影された像である像をキャプチャすることと、をさらに含む。

任意選択の実施形態では、光ガイドは、３つの光学コンポーネントのセットを含み、セットは、１対の、第１および第２のマッチング回折光学コンポーネントと、複数の部分的に反射する、相互に平行な表面のシーケンスを含む反射光学コンポーネントと、を含み、これらのコンポーネントは、カップルインされた光をカップルアウトされた光に拡大するために協働し、カップルインされた光は、少なくとも１つの光ガイド内へカップリングされた光であり、拡大は、２次元の拡大である。

別の任意選択の実施形態では、セットのうちの第１の光学コンポーネントは、第１の光ガイド内の第１の拡大方向に、カップルインされた光を向け、それにより、第１の拡大光を生成するために構成され、セットのうちの第２の光学コンポーネントは、第２の拡大方向に、第２の光ガイド内へ第１の拡大光をカップリングし、それにより、第２の拡大光を生成するように構成され、セットのうちの第３の光学コンポーネントは、カップルアウトされた光として、第３の方向に、第２の拡大光をアウトカップリングするために構成され、第１の方向、第２の方向、および第３の方向は、互いに平行ではない。

別の任意選択の実施形態では、カップルインされた光として、少なくとも１つの光ガイド内へ光を向けるように構成された非回折光学コンポーネントをさらに含み、少なくとも１つの光ガイドは、１つの光ガイド内の第１の拡大方向に、カップルインされた光を向け、それにより、第１の拡大光を生成するために構成された第１の回折光学コンポーネント、第２の拡大方向に、１つの光ガイド内で第１の拡大光を拡大し、それにより、第２の拡大光を生成するために構成された第２の回折光学コンポーネント、および、カップルアウトされた光として、第３の方向に、第２の拡大光をアウトカップリングするために構成された反射光学コンポーネントを含む、１つの光ガイドであり、第１の方向、第２の方向、および第３の方向は、互いに平行ではない。

別の任意選択の実施形態では、複数のキャプチャ像の各々において、少なくとも１つの関心領域を定義することであって、各キャプチャ像は、試験パターンを含み、光学デバイス内へ試験パターンのコリメート像を投影することによって生成された、光学デバイスの出力光からキャプチャされ、出力光を見るためにユーザによって使用される、光学デバイスのアクティブエリア内の、光学デバイスに対して異なる場所でキャプチャされ、各関心領域は、試験パターンの一部分を含む、定義することと、少なくとも１つの関心領域の各々から、複数の断面を抽出することであって、複数の断面の各々は、試験パターンの一部分のエリアを含み、それにより、試験パターンの各部分の各関心領域について、断面の対応するセットを形成する、抽出することと、試験パターンの各部分について、断面の対応するセットを比較して、光学デバイスのメトリックを決定することと、をさらに含む。断面のセットの各断面の場所は、断面のセットの他の断面の他の場所に対して既知である。

別の任意選択の実施形態では、キャプチャ像において、１つまたは複数の追加のフィールドを定義することであって、キャプチャ像は、光学デバイスの出力光からキャプチャされ、出力光は、光学デバイス内へ試験パターンのコリメート像を投影することによって生成され、光学デバイスは、互いに平行な第１の対の外面、およびファセットの少なくとも１つのセットであって、ファセットのセットの各々は、互いに平行であり、かつ、第１の対の外面に対して斜めの角度をなす複数の部分反射ファセットを含み、第１の対の外面の間にある、ファセットの少なくとも１つのセット、ならびに伝搬方向であって、伝搬方向は、ファセットのセットを介したコリメート像の伝搬方向であり、光学デバイスの内部にあり、第１の対の外面に平行である、伝搬方向、を有し、追加のフィールドの各々は、伝搬方向に平行である、キャプチャ像内の関連付けられた場所にあり、関連付けられた輝度レベルを有する、定義することと、関連付けられた輝度レベルのうちの少なくとも１つに基づいて、メトリックを導出することと、をさらに含む。

別の任意選択の実施形態では、キャプチャ像において、１つまたは複数のフィールドを定義することであって、キャプチャ像は、光学システムの出力光からキャプチャされ、光学システムは、入力像を伝搬し、出力光として、入力像をカップルアウトするように構成された光学デバイス、光学デバイス内へ入力像をカップリングするために構成された入力カップリングセクション、および入力カップリングセクションが光学デバイスに接合されているエリアのエッジの場所であるカップリング界面、を含み、出力光は、光学デバイス内へ、入力カップリングセクションを介して、試験パターンのコリメート像を投影することによって生成され、１つまたは複数のフィールドの各々は、カップリング界面に平行である、キャプチャ像内の関連付けられた場所にある、定義することと、フィールドのうちの少なくとも１つに基づいて、メトリックを導出することと、をさらに含む。

本実施形態の教示によれば、光学デバイスを試験するための方法が提供され、方法は、複数のキャプチャ像の各々において、少なくとも１つの関心領域を定義するステップであって、各キャプチャ像は、試験パターンを含み、光学デバイス内へ試験パターンのコリメート像を投影することによって生成された、光学デバイスの出力光からキャプチャされ、出力光を見るためにユーザによって使用される、光学デバイスのアクティブエリア内の、光学デバイスに対して異なる場所でキャプチャされ、各関心領域は、試験パターンの一部分を含む、定義するステップと、少なくとも１つの関心領域の各々から、複数の断面を抽出するステップであって、複数の断面の各々は、試験パターンの一部分のエリアを含み、それにより、試験パターンの各部分の各関心領域について、断面の対応するセットを形成する、抽出するステップと、試験パターンの各部分について、断面の対応するセットを比較して、光学デバイスのメトリックを決定するステップと、を含む。

任意選択の実施形態では、光ガイド光学要素（ＬＯＥ）内へ、試験パターンのコリメート像を投影するステップと、ＬＯＥから投影された複数の像をキャプチャして、複数のキャプチャ像を生成するステップと、をさらに含み、各像のキャプチャは、光学デバイスに対して異なる場所にある。

別の任意選択の実施形態では、キャプチャは、ＬＯＥの出力表面に直交して移動するカメラによるキャプチャであり、移動は、ＬＯＥから投影された出力光を見るためにユーザによって使用されるアクティブエリア内にある。

別の任意選択の実施形態では、ＬＯＥは、部分反射表面のアレイを含み、各表面は、ファセット間隔距離によって、隣接する表面から分離され、カメラは、ファセット間隔に設定された開口を有する。

別の任意選択の実施形態では、少なくとも１つの関心領域は、第２の関心領域に直交する第１の関心領域を含む。

別の任意選択の実施形態では、試験パターンは、十字線であり、第１の関心領域は、十字線の垂直部分の第１の関心領域であり、第２の関心領域は、十字線の水平部分の第２の関心領域である。

別の任意選択の実施形態では、各関心領域について、複数の断面は、試験パターンの原点から試験パターンのエッジ上の点までの方向において連続している。

別の任意選択の実施形態では、各関心領域について、複数の断面は、互いに平均化されて、単一の平均化された断面が生成されている。

別の任意選択の実施形態では、メトリックは、光学デバイスに対する場所に基づいている。別の任意選択の実施形態では、メトリックは、以下からなる群から選択される手法を使用して、断面から計算されている：
（ａ）半値全幅（ＦＷＨＭ）、
（ｂ）平均ピーク幅、
（ｃ）ピーク幅の標準偏差、
（ｄ）ピーク幅の１次導関数、
（ｅ）ピーク幅の２次導関数、
（ｆ）最大ピーク幅、
（ｇ）予想される場所からの最大ピークシフト、
（ｈ）ピークシフトの標準偏差、
（ｉ）ナイキスト周波数での平均変調伝達関数、
（ｊ）ナイキスト周波数以外の周波数での平均変調伝達関数、
（ｋ）ナイキスト周波数での伝達関数の標準偏差、および
（ｌ）ナイキスト周波数以外の周波数での伝達関数の標準偏差。

本実施形態の教示によれば、試験のための方法が提供され、方法は、キャプチャ像において、１つまたは複数の追加のフィールドを定義するステップであって、キャプチャ像は、光学デバイスの出力光からキャプチャされ、出力光は、光学デバイス内へ試験パターンのコリメート像を投影することによって生成され、光学デバイスは、互いに平行な第１の対の外面（９２６、９２６Ａ）、およびファセットの少なくとも１つのセットであって、ファセットのセットの各々は、互いに平行であり、かつ、第１の対の外面に対して斜めの角度をなす複数の部分反射ファセットを含み、第１の対の外面（９２６、９２６Ａ）の間にある、ファセットの少なくとも１つのセット、ならびに伝搬方向であって、伝搬方向は、ファセットのセットを介したコリメート像の伝搬方向であり、光学デバイスの内部にあり、第１の対の外面に平行である、伝搬方向、を有し、追加のフィールドの各々は、伝搬方向に平行である、キャプチャ像内の関連付けられた場所にあり、関連付けられた輝度レベルを有する、定義するステップと、関連付けられた輝度レベルのうちの少なくとも１つに基づいて、メトリックを導出するステップと、を含む。

任意選択の実施形態では、光ガイド光学要素である光学デバイス内へ、試験パターンのコリメート像を投影するステップと、ＬＯＥから投影された像をキャプチャして、キャプチャ像を提供するステップと、をさらに含む。

別の任意選択の実施形態では、キャプチャは、複数のキャプチャ場所のうちの第１のキャプチャ場所にあるカメラによるキャプチャであり、複数のキャプチャ場所は、ＬＯＥからアイレリーフ距離にあり、かつ、ＬＯＥのアイモーションボックス内にある。

別の任意選択の実施形態では、キャプチャは、第１のキャプチャ場所以外の、キャプチャ場所のうちの１つまたは複数のキャプチャ場所において繰り返され、キャプチャ場所に基づいて、１つまたは複数の追加のメトリックが導出される。

別の任意選択の実施形態では、キャプチャ像において、第１のフィールドを定義することをさらに含み、第１のフィールドは、第１の輝度レベルを有し、キャプチャ像内の、関連付けられた場所以外の第１の場所にあり、メトリックは、第１の輝度レベルを、１つまたは複数の関連付けられた輝度レベルと比較することによって、少なくとも部分的に導出される。

別の任意選択の実施形態では、第１のフィールドは、白の正方形であり、追加のフィールドは、第１のフィールドを取り囲む黒の背景の部分である。

別の任意選択の実施形態では、第１のフィールドは、キャプチャ像の中心となり、追加のフィールドは、第１のフィールドからキャプチャ像の左エッジおよび右エッジまで、互いに隣接している。

別の任意選択の実施形態では、各関連付けられた輝度レベルは、第１の輝度レベルよりも小さい。

別の任意選択の実施形態では、第１の輝度レベルは、各関連付けられたレベルよりも少なくとも実質的に１００倍明るい。

別の任意選択の実施形態では、比較するステップの前に、キャプチャ像の強度を正規化するステップをさらに含む。

別の任意選択の実施形態では、第１のフィールドは、キャプチャ像の第１のエリアを含み、正規化するステップは、実質的に全体に、第１の輝度レベルを有する第２の試験パターンのコリメート像を投影すること、第２の試験パターンによって生成された出力光から、第２のキャプチャ像をキャプチャすること、および、白の強度を、第２のキャプチャ像における第１のエリアの平均強度を測定すること、および第２のキャプチャ像の強度を測定すること、からなる群から選択される手法を使用して決定すること、を含み、白の強度を使用して、キャプチャ像を正規化する。

別の任意選択の実施形態では、正規化するステップは、実質的に全体に、関連付けられた輝度レベルのうちの１つを有する第３の試験パターンのコリメート像を投影すること、第３の試験パターンによって生成された出力光から、第３のキャプチャ像をキャプチャすること、および第３のキャプチャ像の強度を測定することによって、黒の強度を決定すること、をさらに含み、白の強度と黒の強度との差を使用して、キャプチャを正規化する。

別の任意選択の実施形態では、メトリックは、少なくとも１つの、関連付けられた輝度レベルを、少なくとも１つの以前に決定された輝度レベルと比較すること、関連付けられた輝度レベルを合計すること、および第２の追加フィールドの関連付けられた輝度レベルを、各々、第２の追加のフィールドに隣接し、互いに反対側にある追加フィールドの２つの輝度レベルと比較すること、からなる群から選択される手法を使用して決定されている。

別の任意選択の実施形態では、追加のフィールドのうちの第１の追加のフィールドおよび第２の追加のフィールドは、各々、第１のフィールドに隣接している。

別の任意選択の実施形態では、キャプチャ像は、単色であり、輝度レベルは、グレーレベルである。

本実施形態の教示によれば、試験のための方法が提供され、方法は、キャプチャ像において、１つまたは複数のフィールドを定義するステップであって、キャプチャ像は、光学システムの出力光からキャプチャされ、光学システムは、入力像を伝搬し、出力光として、入力像をカップルアウトするように構成された光学デバイス、光学デバイス内へ入力像をカップリングするために構成された入力カップリングセクション、および入力カップリングセクションが光学デバイスに接合されているエリアのエッジの場所であるカップリング界面、を含み、出力光は、光学デバイス内へ、入力カップリングセクションを介して、試験パターンのコリメート像を投影することによって生成され、１つまたは複数のフィールドの各々は、カップリング界面に平行である、キャプチャ像内の関連付けられた場所にある、定義するステップと、フィールドのうちの少なくとも１つに基づいて、メトリックを導出するステップと、を含む。

任意選択の実施形態では、光ガイド光学要素である光学システム内へ、試験パターンのコリメート像を投影するステップと、ＬＯＥからの出力光によって投影された像をキャプチャして、キャプチャ像を提供するステップと、をさらに含む。

別の任意選択の実施形態では、キャプチャは、複数のキャプチャ場所のうちの第１のキャプチャ場所にあるカメラによるキャプチャであり、複数のキャプチャ場所は、ＬＯＥからアイレリーフ距離にあり、かつ、ＬＯＥのアイモーションボックス内にある。

別の任意選択の実施形態では、キャプチャは、第１のキャプチャ場所以外の、キャプチャ場所のうちの１つまたは複数のキャプチャ場所において繰り返され、キャプチャ場所に基づいて、１つまたは複数の追加のメトリックが導出されている。

別の任意選択の実施形態では、試験パターンは、背景エリアの背景輝度レベルよりも大きい第１の輝度レベルを有する第１のエリアを含み、背景エリアは、第１のエリア以外の試験パターンのエリアである。

別の任意選択の実施形態では、第１のエリアは、白であり、背景エリアは、第１のエリアを取り囲む黒であり、１つまたは複数のフィールドは、背景エリア内に定義されている。

別の任意選択の実施形態では、第１の輝度レベルは、背景輝度レベルよりも少なくとも実質的に２００倍明るい。

別の任意選択の実施形態では、導出するステップの前に、キャプチャ像の強度を正規化するステップをさらに含む。

別の任意選択の実施形態では、メトリックは、１つまたは複数のフィールド内の輝度レベルを、少なくとも１つの以前に決定された輝度レベルと比較すること、１つまたは複数のフィールド内の輝度レベルを合計すること、および第１の輝度レベルを、１つまたは複数のフィールド内の少なくとも１つの他の輝度レベルと比較すること、からなる群から選択される手法を使用して決定されている。

別の任意選択の実施形態では、キャプチャ像は、単色であり、輝度レベルは、グレーレベルである。

別の任意選択の実施形態では、キャプチャ像は、高ダイナミックレンジの輝度レベルを有している。

本実施形態の教示によれば、光学デバイスを試験するためのコンピュータ可読コードが埋め込まれている非一時的なコンピュータ可読記憶媒体が提供され、コンピュータ可読コードは、この説明のステップのためのプログラムコードを含む。

実施形態は、本明細書では、例としてのみ、添付の図面を参照して説明される。
例示的な光ガイド光学要素（ＬＯＥ）の側面図を示す。 基本の一般的な試験セットアップシステムを示す。 特定の軸に沿った光学試験のフローチャートを示す。 本実施形態の試験方法のための試験セットアップシステムを示す。 複数のキャプチャ像を示す。 関心領域を示す。 関心領域からの断面の抽出を示す。 断面のスキャンおよび導出されたメトリックを示す。 スミアリングの光学試験のためのフローチャートを示す。 本実施形態の試験方法のための例示的な試験セットアップシステムを示す。 黒の背景上の白の正方形のメイン像を示す、光学デバイスからの出力のキャプチャ像を示す。 フィールドが定義されたキャプチャ像を示す。 Ｆ０からＦ３８の３９個のフィールドの位置、サイズ、および輝度強度のチャートを示す。 代替のパターンを示す。 例示的なシングルストライプ試験パターンを示す。 チェッカーボード試験パターンを示す。 シングルストライプキャプチャ像を示す。 チェッカーボードキャプチャ像を示す。 シングルストライプキャプチャ像から生成することができる断面プロットを示す。 輝度の１次導関数のプロットを示す。 輝度の２次導関数のプロットを示す。 いくつかの例示的な試験パターンを示す。 キャプチャ像のマトリクスを正規化するための例示的なプロセスを示す。 ＷＳを検出するための例示的な処理方法のフローチャートを示す。

詳細な説明－図１から図１９
本実施形態によるシステムおよび方法の原理、ならびに動作は、図面および付随する説明を参照することにより、よりよく理解され得る。本発明は、ファセットのアクティブエリア全体のＬＯＥの伝達関数の均一性を評価するための、特定の軸に沿った光学試験のためのシステムおよび方法である。光学デバイスからの投影像の「スミアリング」の存在および程度を検出することができる。ここで、「スミアリング」は、概して、像の主光線以外の光線の生成および伝搬を指し、明確に定義された方向への像の輪郭の投影をもたらす。くさびとＬＯＥとの界面における散乱および回折に関連する「白スジ」（ＷＳ）現象の存在および程度を検出することができる。

基本技術－図１
図１を参照すると、例示的な光ガイド光学要素（ＬＯＥ）９０３の側面図が示されている。本図は、縮尺どおりに描かれていない。コリメート光源２Ｃが、コリメート入力ビーム４Ｃを発する。この文書の文脈では、光源は、「プロジェクタ」とも呼ばれる。光源は、レーザー、または、単一もしくは複数の波長を伝送するＬＥＤであってもよい。光は、光ガイド内のように、伝送の軸の周りに向けられた複数の角度伝搬方向を有する。本図を簡単にするために、概して、伝搬の中心方向のみが明確にするために示されている。「ビーム」または「入射光」とも呼ばれる、１つの光線のみ、すなわち、入射光線、入力ビーム（例えば、コリメート入力ビーム４Ｃ）のみが概して示されている。概して、本明細書において、像が光ビームによって表される場合は常に、当該ビームは、通常は、各々が像の点またはピクセルに対応する、わずかに異なる角度の複数のビームによって形成されている像のサンプルビームであることに留意されたい。特に像の端と呼ばれる場合を除いて、図示されているビームは、通常は、像の重心である。つまり、光は、像に対応し、中心光は、像の中心または像の中心ピクセルからの中心光である。

コリメート入力ビーム４Ｃが、第１の反射面９１６を照明する。第１の領域９５４Ａ（近位端）が、コリメート入力ビーム４Ｃの近位にあり、ここで、像照明（入力像）が、光ガイド９２０内へカップルされる。反射面９１６は、コリメート光源２Ｃからのコリメート入力ビーム４Ｃの入射光を少なくとも部分的に反射し、その結果、光は、内部反射、通常は全内部反射（ＴＩＲ）によって、光ガイド９２０の内部にトラップされる。光ガイド９２０は、通常は、透明の基板であり、「平面基板」、「光透過基板」、および「導波路」とも呼ばれる。光ガイド９２０は、本図では、第１の（後ろの、主要）表面９２６および前の（第２の、主要）表面９２６Ａとして示される、通常は互いに平行（相互に平行）である少なくとも２つの（主要、外側の）表面を含む。主要表面（９２６、９２６Ａ）に関する「前」および「後ろ」の指定は、参照の便宜のためであることに留意されたい。光ガイド９２０へのカップリングインは、前、後ろ、側面のエッジ、または他の任意の所望のカップリングイン形状などのさまざまな表面からであり得る。

コリメート入力ビーム４Ｃは、基板の近位端（図の右側）で光ガイド基板に入る。光は、第１の領域９５４Ａから、１つまたは複数のファセット、標準的には少なくとも複数のファセット、通常はいくつかのファセットを通って、光ガイド９２０の遠位端９５４Ｂ（図の左側）に向かって、光ガイド９２０を通って伝搬する（９５４Ｃ）。光ガイド９２０は、通常、外面の内部反射によって、基板内を伝搬する光を誘導する。

基板９２０の内面で任意選択で反射した後、トラップされた波は、選択的に反射する（部分的に反射する）表面（ファセット）９２２のセット（アレイ）に到達し、これらは、観察者の目１０内へ、基板の光をカップルアウトする。例示的な本図では、トラップされた光線は、点９４４における２つの他の部分反射表面９２２によって、基板９２０から徐々にカップルアウトされ、ファセットの各々は、伝搬光の一部をカップルアウトする。いくつかの例示的なカップルアウトされた光線が、アウトカップリング光線３８Ｂとして示されている。アウトカップルされた光線３８Ｂは、コリメート入力ビーム４Ｃの入力像が出力像として出力される、ＬＯＥ９０３の表面上のアクティブエリア９５０を定義する。観察者の目１０の視野（ＦＯＶ）（図示せず）は、ユーザの目によって見られる角度範囲を定義する。ＬＯＥ９０３からのユーザの目１０の特定の距離（例えば、１８ｍｍ）は、アイレリーフ（ＥＲ）距離９５６と呼ばれる。アイモーションボックス（ＥＭＢ）９５２は、ユーザの目１０がアイレリーフ距離９５６にあるときに、それを介して観察者の目１０が、ＬＯＥ９０３内へカップルされた入力像全体を投影しているアクティブエリア９５０のフルＦＯＶを有するエリア（２次元）である。つまり、ＥＭＢ９５２は、ＥＲ距離９５６にある２次元（２Ｄ）エリアであり、ここで、ユーザの目１０は、ＬＯＥ９０３によって投影された像全体（フルＦＯＶ）をキャプチャする。選択的に反射する表面９２２のセットなどの内部の部分反射表面は、この文書の文脈では、概して「ファセット」と呼ばれる。拡張現実などの用途では、ファセットは、部分的に反射し、実世界からの光が、前表面９２６Ａを介して入り、ファセットを含む基板を横断し、後表面９２６を介して基板を出て、観察者の目１０に到達することを可能にする。例示的な光線９４２は、反射表面９１６から部分的に反射されたコリメート入力ビーム４Ｃの光を示し、例示的な光線９４１は、反射表面９１６を部分的に透過したコリメート入力ビーム４Ｃの光を示す。

内部の部分反射表面９２２は、概して、光ガイド９２０の伸長方向に対して斜めの角度をなして（すなわち、非平行、平行でも垂直でもなく）光ガイド９２０を少なくとも部分的に横断する。部分反射は、一定の割合の光の透過や偏光の使用を含むが、それらに限定されないさまざまな手法で実装することができる。

光ガイド９２０は、任意選択で、互いに平行であり、第１の対の外面に非平行である第２の対の外面（本図の側面図には図示せず）を有する。いくつかの実装形態では、第２の対の外面は、第１の対の外面に垂直である。通常、ファセットの各々は、第２の対の外面に対して斜めの角度をなしている。光ガイドの周辺表面からの反射が望ましくない他の場合、周辺表面は、通常、研磨されないままか、および／または、光吸収性（例えば、黒）材料でコーティングされて、望ましくない反射を最小限に抑える。

説明－試験セットアップ－図２
図２を参照すると、以下に説明する光学試験に使用することができる基本の一般的な試験セットアップシステムが示されている。本図では、コリメート光源２Ｃは、投影された試験パターン２００、ここでは、焦点面２１０での「十字線」形状のレチクル（ｒｅｔｉｃｌｅ）（レチクル（ｒｅｔｉｃｕｌｅ））を含む第１の例示的な光源システム２０２Ｃによって実装されている。試験パターン２００は、コリメータ２０８を介して投影されて、コリメート入力ビーム４Ｃを生成する。コリメート入力ビーム４Ｃは、くさび２０４を介してＬＯＥ９０３に入力され、そこで、像は、ＬＯＥ９０３を通って伝搬（９５４Ｃ）し、カメラ２０６に向かうアウトカップリング光線３８Ｂとして、選択的にファセット９２２（図示せず）のアレイによってカップルアウトされる。

ＬＯＥ９０３が選択的にファセット９２２のアレイを含む代表的な実装形態が説明されているが、これは限定的ではない。ＬＯＥ９０３は、あるいは、単一のファセット、または互いに平行ではないファセットの異なる組み合わせを含んでもよい。１つの代替の実装形態は、Ｌｕｍｕｓ ＬＴＤ．へのＰＣＴ／ＩＬ２０１８／０５０２０５に開示されているように、ファセット反射技術（反射コンポーネント）および回折技術（回折コンポーネント）を使用する、および／または組み合わせた光ガイドを、ＬＯＥ９０３の代わりに使用することである。回折コンポーネントを有する実施形態は、反対の光パワー（マッチング）を有する少なくとも２つのコンポーネントを使用するので、第１の回折コンポーネントによって導入された色分散は、第２の回折コンポーネントによって相殺される。この２つの回折コンポーネントを、反射光学コンポーネントと組み合わせて使用して、（ニアアイディスプレイ用に）開口拡大を達成することができる。

くさび２０４の使用は、入力カップリングセクションの非限定的な例であり、他のデバイスおよび構成を使用して、ＬＯＥ９０３内へ像をカップルすることができる。同様に、カメラ２０６も、代表的な実装形態の非限定的な例であり、さまざまな構成の像キャプチャデバイスを使用して、特定の用途および試験の要件を実装することができる。

さらに、試験用のハードウェアセットアップは、適切なレベルのクリーンルーム内にあるべきであり、また、周囲の室内光などの外部光を管理し、また、ＬＯＥ９０３の裏側に光が入るのを遮断するなど、他の方向からＬＯＥ９０３に入る（所望のインカップルされた試験ビーム以外の）光を遮断するべきである。

説明－第１の実施形態－図３Ａから図５
本実施形態によるシステムおよび方法の原理、ならびに動作は、図面および付随する説明を参照することにより、よりよく理解され得る。本発明は、ファセットのアクティブエリア全体のＬＯＥの伝達関数の均一性を評価するための、特定の軸に沿った光学試験のためのシステムおよび方法である。

この説明では、簡単にするために、「十字線」形状の試験パターンを使用して、ＬＯＥ（光ガイド光学要素）９０３で実装された拡張現実（ＡＲ）用途の非限定的な例を使用する。この例示的な実装形態は、非限定的であり、他の光学デバイスおよび試験パターン（他の形状の試験パターン）、例えば、水平の細い線、小さな点、または傾斜したエッジを使用することができる。

ＬＯＥ９０３ベースの拡張現実光学エンジンでは、光学設計の水平方向と垂直方向との間に対称性の破れがあり、特定の軸に沿った特殊な試験が必要になる。特に、光透過基板９２０内のファセット９２２のアレイの方向（９５４Ｃ）の軸である。ＬＯＥ９０３のコンポーネントレベルの試験システムの場合、ＬＯＥの光学性能は、ファセット（またはＬＯＥ）のアクティブエリア９５０全体にわたって均一である必要がある。

図３Ａを参照すると、特定の軸に沿った光学試験のフローチャートが示されている。ステップ３００において、次のセクションで説明されるように、試験セットアップが構成される。

図３Ｂも参照して、本実施形態の試験方法のための試験セットアップシステムが示されている。ファセットの９２２アクティブエリア９５０全体でのＬＯＥの伝達関数の均一性の評価には、試験信号を注入する特殊な試験セットアップが必要である。例示的な試験信号は、入口開口を介したＬＯＥ９０３内への波面（空間インパルス関数）である。

ステップ３０２において、試験パターンが投影される。実際にこれを達成するための１つの手法は、コリメータ（オートコリメータ）から、くさび２０４を（垂直に）通して、試験パターン２００（例えば、十字または十字線パターン）を投影することによるものであり、これは、次に、ＬＯＥ９０３のファセット９２２によって繰り返し反射される。コリメータからの入力は、入力カップリングくさびに対してさまざまな方向にあり得る。例えば、９０度（試験パターンは、くさび２０４の表面に垂直に入力される）は、観測者の視野の中心を試験するが、オフ角度（９０度以外、例えば、くさび表面の法線から３０度）入力を使用して、観測者の視野内の異なる点に対応する、ＬＯＥ９０３を通る他の伝搬角度を試験することができる。

ステップ３０４において、像がキャプチャされる。ファセットのアクティブエリア全体のＬＯＥの伝達関数を（横軸および縦軸の両方に沿って）評価するために、ＬＯＥ９０３の反対側に位置決めされたカメラ２０６Ｂが、ＬＯＥからの投影像をスキャンし、十字線（試験パターン）の像データが、位置の関数としてデジタル化される。カメラ２０６Ｂは、開口２０６Ｆを有する。隣接するファセット間の距離は、ファセット間隔（ＦＳ）距離として定義される。スキャンを行い、処理が、各キャプチャ像の位置を分かっていることにより、特に、互いに対する関連で像を正しく処理することができる限り、さまざまなパターンで像をキャプチャすることができる。最初のスキャンおよび像のキャプチャの後、スキャンを、完全にまたは部分的に繰り返して、異なる間隔および／または場所において像をキャプチャして、例えば、２つの特定のファセット間でより細かいスキャンを行うことができる。通常、カメラ２０６Ｂは、（矢印３５０によって示されるように）ファセット９２２に直交して移動し、カメラ２０６Ｂがファセット９２２のアレイを横切って移動するにつれて、多くの像（複数の像）がキャプチャされる。

好ましい、非限定的な実装形態は、ファセット間隔に一致するカメラ開口を使用することである。例えば、ファセット間隔（ＦＳ）が、３ｍｍ（ミリメートル）の場合、カメラ開口を、３ｍｍに設定することができる。カメラ開口が、ファセット間隔ＦＳよりも大きいまたは小さい場合、当業者は、この手順を適宜調整する必要がある。像は、既知の間隔で、例えば、１ｍｍごとまたは０．５ｍｍごとにキャプチャされる。短い間隔は、高解像度のために使用することができる。概して、カメラ開口２０６Ｆは、３つの隣接するファセットからではなく、２つの隣接するファセットからの交差像を受け取るのに十分な大きさでなければならない。試験パターンの場所のジャンプは、非平行のファセットを示し得る。標準の丸い開口を使用することができる。特定の用途に対する他の要件は、より複雑な形状の開口を使用し得る。カメラ２０６Ｂは、好ましくは、試験パターン（十字線）が、キャプチャ像の中心に現れるように位置決めされる。これにより、ＬＯＥ９０３に対する正しい角度が固定される。並進位置合わせに関して、カメラ２０６Ｂは、おおむねＬＯＥ９０３の中心の前に配置されている。試験は、ＬＯＥ９０３に対するカメラ２０６Ｂの正確な場所に敏感ではない。

キャプチャ像の深度および解像度、つまり、ピクセルあたりのビット数およびピクセル数は、所望の試験の正確さおよび精度に適しているべきである。例えば、本レベルの試験には、概して、８ビットのグレースケール（単色カメラ）で十分である。レンズおよびピクセルサイズは、好ましくは、撮像された試験パターンの幅（特定のスリットサイズおよびオートコリメータレンズの場合）が、少なくとも数ピクセルになるようなものである。

ＬＯＥ９０３への入力は、試験パターンのコリメート像（コリメート入力ビーム４Ｃ）であるため、ＬＯＥ９０３のアクティブエリア９５０の各場所におけるＬＯＥからの出力（アウトカップリング光線３８Ｂ）は、試験パターンのコリメート像になる。試験は、ＬＯＥからの試験パターンの出力コリメート像における不均一性についてである。試験パターン２００の各ピクセルは、空間内の角度に対応する。これは、試験パターンは、ＬＯＥの出力のアクティブエリア９５０内の各点における無限大から来ているように見えることによる。

図４Ａを参照すると、複数のキャプチャ像が示されている。４つの像４１０Ａ、４１０Ｂ、４１０Ｃ、および４１０Ｄを含む例示的なキャプチャ像４１０である。各キャプチャ像は、投影された試験パターン２００を含み、各キャプチャ像は、試験されている光学デバイス（ここでは、ＬＯＥ９０３）に対する場所を有する。

図４Ｂを参照すると、関心領域が示されている。ステップ３０６において、解析に使用される少なくとも１つの関心領域（ＲＯＩ）が、各像４１０において定義される。好ましい実施形態では、少なくとも１つの関心領域は、第２の関心領域に直交する第１の関心領域を含む。本図では、関心領域は、例示的な第１のＲＯＩ４００Ａおよび第２のＲＯＩ４００Ｂとして示されている。各ＲＯＩには、試験パターン２００の一部分が含まれている。非限定的で例示的な本実装形態では、試験パターン２００は、十字線であり、第１のＲＯＩ４００Ａは、十字線の垂直部分のＲＯＩであり、第２のＲＯＩ４００Ｂは、十字線の水平部分のＲＯＩである。各ＲＯＩは、試験パターン２００の焦点面２１０内に由来するエリアを指す。十字線試験パターン２００の各軸は、異なる情報を提供することができる。十字線の垂直線は、ファセットによるジャンプの影響を受けないため、参照用に使用することができる。十字線の水平交差線は、非平行のファセットによる広がりの影響を受ける。

図４Ｃを参照すると、関心領域からの断面の抽出が示されている。ステップ３０８において、概観して、少なくとも１つの関心領域の各々から、複数の断面が抽出される。複数の断面の各々は、試験パターンの一部分を含み、それによって、試験パターンの各部分の各関心領域について、断面の対応するセットが形成される。断面のセットの各断面の場所は、断面のセットの他の断面の他の場所に対して既知である。一実装形態では、各関心領域において、複数の断面は、試験パターンの原点から試験パターンのエッジ上の点までの方向において連続している。

この実施形態の文脈では、用語「断面」は、概して、試験パターンの２次元（２Ｄ）像から、強度の１次元トレースを抽出または測定することを指す。断面は、線セグメントに沿ってキャプチャ光の強度を測定する強度トレースであり、線セグメントは、試験パターンの一部分の強度のサブセグメントを含む。したがって、強度トレースは、強度の変化を示し、キャプチャ像のサブセクション（サブ像）の線形強度プロファイルを与える。

ここで、より詳細に、キャプチャ像４１０の各々について、デジタル化された断面が、１つまたは複数の関心領域内で捉えられる（そこから抽出される）。キャプチャ像４１０Ａを、本図で使用し、また、以下の説明で明確にするために使用する。例えば、第１のＲＯＩ４００Ａは、例示的な水平断面４２０Ａ（この文書では、「Ｘ断面」とも呼ばれ、４２０ＡＨ１、４２０ＡＨ２、および４２０ＡＨ３を含む）を含む。第２のＲＯＩ４００Ｂは、例示的な垂直断面４３０Ａ（この文書では、「Ｙ断面」とも呼ばれ、４３０ＡＶ１、４３０ＡＶ２、および４３０ＡＶ３を含む）を含む。複数の断面の各々は、試験パターン２００の部分のエリアを含む。ここでは、断面４２０ＡＨ３は、試験パターン２００のエリア４２０ＡＨ３Ａを含む。同様に、断面４２０ＡＨ２は、４２０ＡＨ２Ａを含み、断面４２０ＡＨ３は、４２０ＡＨ３Ａを含み、断面４３０ＡＶ１は、４３０ＡＶ１Ａを含み、断面４３０ＡＶ２は、４３０ＡＶ２Ａを含み、断面４３０ＡＶ３は、４３０ＡＶ３Ａを含む。

例示的な断面４２０ＡＨ１、４２０ＡＨ２、および４２０ＡＨ３は、試験パターン２００のＲＯＩ４００Ａの、断面の対応するセット４２０Ａを形成する。同様に、例示的な断面４３０ＡＶ１、４３０ＡＶ２、および４３０ＡＶ３は、試験パターン２００のＲＯＩ４００Ｂの、断面の対応するセット４３０Ａを形成する。

ステップ３１０において、任意選択で、断面のセットを平均化しすることができる。より良い信号対ノイズ比を可能にするために、（各ＲＯＩ内で）これらの断面の各セットは、互いに対して投影または平均化されて、各像に対して単一のＸ断面および単一のＹ断面が形成される。本例では、断面のセット４２０Ａが平均化されて、（平均化された）エリア４２０ＡＨＡを有する平均化された水平断面４２０ＡＨが生成される。同様に、断面のセット４３０Ａが平均化されて、（平均化された）エリア４２０ＡＶＡを有する平均化された垂直断面４２０ＡＶが生成される。

上記の説明に基づいて、キャプチャ像４１０Ｂを検討する場合、同様の断面のセットを抽出することができる（図示せず）。例えば、キャプチャ像４１０Ｂから、キャプチャ像４１０Ａ内の同じ関心領域に対応する、第１のＲＯＩ４００Ａおよび第２のＲＯＩ４００Ｂが定義される。Ｘ断面のセット４２０Ｂは、平均化された断面４２０ＢＨを生成するために使用されるいくつかの例示的な断面４２０ＢＨ１、４２０ＢＨ２、および４２０ＢＨ３を含み得、一方、Ｙ断面のセット４３０Ｂは、例示的な断面４３０ＢＶ１、４３０ＢＶ２、および４３０ＢＶ３を含み得、平均化された断面４３０ＢＶを生成するために使用される。

同様に、キャプチャ像４１０Ｃを処理して、第１のＲＯＩ４００Ａから、平均化された断面４２０ＣＨを、また、第２のＲＯＩ４００Ｂから、平均化された断面４３０ＣＶを生成することができる。

ここで、図５を参照すると、断面のスキャンおよび導出されたメトリックが示されている。Ｘ断面スキャン５２０は、カメラ位置の関数としての平均化された断面のスキャンを示す。例示的な平均断面４２０ＡＨ、４２０ＢＨ、４２０ＣＨは、スキャンにおいて垂直に積み重ねられ、スキャンの垂直軸は、ミリメートル（ｍｍ）単位のカメラ位置である。同様に、Ｙ断面スキャン５３０は、カメラ位置の関数としての平均化された断面のスキャンを示す。例示的な平均断面４２０ＡＶ、４２０ＢＶ、４２０ＣＶは、スキャンにおいて垂直に積み重ねられ、スキャンの垂直軸は、ミリメートル（ｍｍ）単位のカメラ位置である。スキャン（５２０、５３０）の各々のカメラ位置の測定値は、光学デバイスに対する、ここでは、ＬＯＥ９０３のアクティブエリア９５０に対するカメラ２０６Ｂの場所である。

ステップ３１２において、抽出された断面に基づいて、メトリックが決定される。次に、各ＲＯＩの断面（Ｘ断面４２０ＡＨ、４２０ＢＨ、４２０ＣＨなど、およびＹ断面４３０ＡＶ、４３０ＢＶ、４３０ＣＶなど）をさらに解析して、多くの性能メトリックを計算および推定することができる。通常、メトリックは、光学デバイスに対する場所（光学デバイスのアクティブエリアに対するキャプチャ像の場所、そこからメトリックの一部分が導出される）に基づいている。一実施形態では、平均化された各断面の半値全幅（ＦＷＨＭ）が計算され、ファセットのアクティブエリアの場所（アクティブエリア内のカメラ位置）の関数としてプロットされる（５４０）。ＦＷＨＭプロットの各ピークの幅の増加は、ＬＯＥ機能の不良（ジャンプ、焦点ぼけ、およびエネルギー損失など）を示し得る。平均ピーク幅、ピーク幅の標準偏差、ピーク幅の１次導関数および２次導関数、最大ピーク幅、予想される場所からの最大ピークシフト、ピークシフトの標準偏差、ナイキスト周波数または他の任意の周波数での平均変調伝達関数、ナイキスト周波数または他の任意の周波数での伝達関数の標準偏差を含むが、これらに限定されない他の多くのメトリックを、データから抽出することができる。

試験パターン２００の各部分について、断面の対応するセットが比較されて、光学デバイスのメトリックが決定される。例えば、垂直断面および水平断面の両方について、ＦＷＨＭ（または他の関数）のシーケンスの平均値を使用して、追加の比較を行うことができる。

さらなる実施形態では、スキャンおよび像キャプチャは、照明（入力ビーム４Ｃ）もしくは収集（アウトカップリング光線３８Ｂ）の複数の波長または複数の偏光状態について繰り返される。これは、システムの照明パスまたは収集パスのいずれかに、調整可能なフィルタまたは回転偏光子を導入することで達成することができる。

試験セットアップの構成、試験パターンの投影、および像のキャプチャは、キャプチャ像の処理とは独立して行うことができるため、方法ステップ３００、３０２、および３０４は、任意選択である。同様に、データの準備、前処理、および、断面を平均化するステップ３１０などの任意選択の処理は、行うことができる任意選択の処理である。

説明－第２の実施形態－図６から図１１
本実施形態は、光学デバイスからの投影像の「スミアリング」の存在および程度を検出するためのシステムおよび方法である。この実施形態の文脈において、用語「スミア」または「スミアリング」は、概して、像の主光線以外の光線の生成および伝搬を指し、像の輪郭の投影をもたらす。この望ましくない投影は、明確に定義された１つまたは複数の方向への投影である。

光学デバイスがＬＯＥ９０３である例示的な場合では、ＬＯＥ９０３の伝搬方向９５４Ｃは、内部ファセットを介して伝搬するコリメート入力像の方向である。従来の光学デバイスは、入力像の明るいエリアの周りに「ヘイズ」を生成する。つまり、スミアリングは、明るいエリアの周りのすべての方向において実質的に均一である。対照的に、本実施形態のデバイスにおける散乱またはスミアリングは、（例えば、ＬＯＥ９０３に対して）明確に定義された方向にある。あるいは、スミアは、ヘイズに追加されるか、ヘイズの「上」にあるか、ヘイズの特徴を有しているが、境界が鮮明であると考えることができる。具体的には、スミアリングは、伝搬方向に平行な方向にあるか、または、より技術的には、ファセットのアレイのセメント接合線に垂直な方向にある。スミアの原因となる光線は、元の光の方向（帰属像の光の方向）ではなく、ファセットセメント線の方向によって定義される。ＬＯＥ９０３の内部で伝搬する光は、ファセット９２２に対して常に垂直であるとは限らない。より技術的には、目の中で、細い水平線を形成する光線のみが、ファセット９２２に垂直である。すべての他の光線は、異なる角度を有し、それにより、ユーザの目１０は、他の光線が地平線の上または下から来るものとして見る。したがって、スミアは、ファセット線（またはファセットセメント線）の方向に垂直な方向にある。

スミアリングを検出および定義するために、本実施形態の特徴は、（ＬＯＥ９０３の出力からキャプチャされた）キャプチャ像内に１つまたは複数のフィールドを定義することであり、フィールドの各々は、ＬＯＥ９０３内の伝搬方向に平行である。本実施形態の特徴は、光学システムの一般的なヘイズの特徴付けとは対照的に、（定義された方向における）スミアの特徴付けである。

図８を参照すると、黒の背景８０４上の白の正方形のメイン像８０２を示す、光学デバイスからの出力のキャプチャ像８００が示されている。白の正方形のメイン像８０２のスミアリング８０６は、主に、メイン像の左側に、左スミア８０６Ｌとして、また、メイン像の右側に、右スミア８０６Ｒとして見ることができる。

図６を参照すると、スミアリングの光学試験のためのフローチャートが示されている。ステップ７００において、次のセクションで説明されるように、試験セットアップが構成される。

図７も参照して、本実施形態の試験方法のための例示的な試験セットアップシステムが示されている。ファセット９２２のアクティブエリア９５０全体のＬＯＥ９０３の伝達関数の均一性（投影された出力）の評価には、試験信号を注入する特殊な試験セットアップが必要である。本試験セットアップは、コリメート光源２Ｃとして、「ＰＯＤ」（マイクロディスプレイプロジェクタ）６０２Ｃを使用している。例示的な試験信号は、入口開口を介したＬＯＥ９０３内への波面（空間インパルス関数）である。光源（図示せず）が、偏光ビームスプリッタ６１２を介して、シリコン上の液晶（ＬＣＯＳ）マトリクス６０８に非コリメート光を提供する。ＬＣＯＳ６１２は、コリメータ２０８によってコリメートされてコリメート入力ビーム４Ｃを生成する反射光として試験パターン６１０を生成する。例示的な第１の試験パターン６１０は、黒の背景６１０Ｂ上の白の正方形６１０Ｗである。コリメート入力ビームは、例示的なくさび２０４によって、ＬＯＥ９０３内へカップルされる。他の手段、デバイス、および角度を使用して、コリメート入力ビーム４Ｃを、入力像として、ＬＯＥ９０３にカップルすることができる。次に、入力ビーム像は、ＬＯＥ９０３のファセット９２２によって繰り返し反射され、アウトカップルされた光線３８Ｂとして、ＬＯＥ９０３からカップルアウトされる。

くさびとＬＯＥとの界面６１４が、破線の円で示されている。くさびとＬＯＥとの界面は、入力カップリングセクションが、光ガイド基板９２０と接する場所のエッジであり、この実装形態では、くさび２０４が、光路においてＬＯＥ９０３と接する場所である。本図では、この界面は、くさび２０４とＬＯＥ９０３とが接続されているページ「内への」のエッジ（線）である。

Ｌｕｍｕｓ光学エンジン（ＯＥ）（Ｌｕｍｕｓ ＬＴＤ、ネスジオナ、イスラエル）は、概して、ＬＯＥ９０３からユーザの目１０の特定の距離（例えば、１８ｍｍ）のために設計されている。この特定の距離は、アイレリーフ距離と呼ばれる。アイモーションボックス（ＥＭＢ）６１６（ＥＭＢ９５２と同様）は、ユーザの目１０がアイレリーフ距離にあるときに、ユーザの目１０によって観察される全視野（ＦＯＶ）内の領域である。レンズ６０６Ｆを有するカメラ６０６Ｂを使用して、アウトカップリング光線３８Ｂの像をキャプチャする。カメラ６０６Ｂは、レンズ６０６Ｆの入射瞳がアイレリーフ距離にあるように、ＥＭＢ６１６内に位置決めされるべきである。

この説明を簡単にするために、単色カメラの非限定的な実装形態を使用する。単色カメラは、投影像（アウトカップリング光線３８Ｂ）の強度（輝度レベル）をキャプチャし、０（ゼロ）から２５５の８ビットスケールを使用して表現される。ここで、０は、光がない、または黒であり、２５５は、最大光、またはすべて白である。カラーカメラを使用する場合、さまざまな色（すなわち、赤、緑、青）の輝度レベルを考慮するべきである。

ステップ７０２において、試験パターンが投影される。試験パターンは、アクティブなＬＣｏＳの寸法を用いて作成することができる。本実施形態では、１２８０ｘ７２０ピクセルの寸法を有するＬＣＯＳの非限定的な例が使用される。本実施形態では、３つの試験パターンが使用される。本図では、第１の試験パターン６１０は、「中心の正方形」試験パターンとも呼ばれる、黒の背景６１０Ｂ上の白の色正方形６１０Ｗである。使用される２つの他の試験パターンは、２５５（白）の輝度レベルを有する均一な像である「白スライド」または「白背景」と、０（黒）の輝度レベルを有する均一な像である「黒スライド」または「黒背景」である。

明るい色のエリアと暗い色のエリアとを有する試験パターンを所与とすると、明るい色のエリアは、入力ビーム４Ｃの入力光からであり、暗い色のエリアは、入力光がないことによる。ＬＯＥ９０３を通る伝搬９５４Ｃ中に、光は、明るい色のエリアから暗い色のエリアへ散乱する。本例では、この散乱、すなわち、スミアリングは、白の正方形６１０Ｗから黒の背景６１０Ｂへのものである。つまり、白（光）が、黒（光のないエリア）内へ散乱する。入力光の色の強度（輝度）は、光の色とは対照的に重要であるため、「グレースケール」または「輝度レベル」の使用を使用して、試験パターンのキャプチャ像８００の部分（フィールド）の強度を定量化する。明るい輝度レベルの光は、試験パターンの暗い輝度レベルの部分内へ散乱（スミア）する。

入力ビーム４Ｃの入力光は、散乱の充分な可視性を得るために、十分に明るくなければならない。赤、緑、または青などの任意の色の光を使用することができるが、光のない（黒）エリアと比較して、最大のコントラストを与えるため、白が好ましい。（黒および白とは対照的に）２つの中間輝度レベルが使用される場合、光は、グレーの各エリアから他のグレーのエリアへ散乱する。より明るいグレーのエリアが、より多くの光をより暗いグレーのエリアへ散乱する。代表的な、現在製造されているＬＯＥ９０３の実装形態の実験では、散乱光は、通常、光源の１％未満である。ここでは、２つのエリア（２つの輝度レベル）間のコントラスト比（ここでは、輝度比）は、所望の像と望ましくない投影（スミア）との間の不良の信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を検出することができるように、少なくとも１／１００である必要がある。つまり、スミアリングを検出するためには、２つの輝度レベルは、少なくとも１／１００の比率を有する必要がある。

さまざまな試験パターンを使用することができ、各々が異なる特徴を提供する。

高輝度のエリアが大きい試験パターンは、散乱する光が多いが、スミアや白スジを検出するための黒のエリアは少ない。スミアおよび白スジは、入力信号に比べて強いが、ゴースト像（輝度に関係なく、白の強度の約１％）が、より多くの黒のエリア（ノイズ）をカバーする。また、黒のエリアが小さい場合、スミアを測定するためのエリアが少ない。システム内にゴースト像がある場合、白のエリアが大きいため、ゴースト像は、より多くのＦＯＶをカバーする。ゴースト像は、スミアおよび白スジに干渉し、測定の精度を低下させる。

高輝度のエリアが小さい試験パターンは、強いスミアおよび白スジをもたらし、ゴースト像（通常は、常に、白の強度の約１％）は、キャプチャ像の小さなエリアのみをカバーする。

明るくない白のフィールドを有する試験パターンでは、スミアおよび白スジは、小さい（少ない）。

グレーの試験パターンでは、スミアは少なく、白スジは小さい。

黒のエリアが実際にはグレーである試験パターン（低レベルの入力光、例えば、輝度レベル３９）では、スミアおよび白スジは観察できないか、観察が非常に困難である。

さまざまな明るい形状を使用することができるが、好ましくは、スミアの検出を可能にするために、エリアの大部分を黒にするべきである。黒のエリアが実質的に黒ではない場合、つまり、黒のエリアが、０（ゼロ）以外の輝度レベルを有する場合、輝度レベルが高いほど、測定における可視性および正確さが失われる。

ステップ７０４において、像がキャプチャされる。ファセットのアクティブエリア全体のＬＯＥの伝達関数を（横軸および縦軸の両方に沿って）評価するために、ＬＯＥ９０３の反対側に位置決めされたカメラ６０６Ｂが、試験パターン６１０からのアウトカップリング光線３８Ｂの像をキャプチャする。好ましくは、試験測定が、ユーザのＥＭＢ６１６に対応するように、カメラ６０６Ｂは、アイレリーフ距離に位置決めされるべきである。

本実施形態の例示的な試験セットアップシステムでは、説明を簡単および明確にするために、以下のパラメータを使用する。光学デバイスの光学試験の特定の要件に応じて、当業者は、この説明に基づいて、試験のための適切なパラメータを決定することができよう。

第１の試験パターン６１０は、黒の背景６１０Ｂ上の白の正方形６１０Ｗである。カメラ６０６Ｂ、レンズ６０６Ｆ、および機構（図示せず）の組み合わせは、アイレリーフ距離およびＥＭＢ中心でのカメラの入射瞳（レンズ６０６Ｆの入口）の位置決めのために使用される。カメラ６０６Ｂは、シングルＬＣｏＳピクセルの十分なサンプリングを可能にする解像度、通常は、各寸法における各ＬＣｏＳピクセルに対して２カメラピクセルの解像度を有するべきである）。

例としては、２．２μｍの正方形ピクセルの２５６０Ｘ１９２０アレイを有する単色カメラに取り付けられた１２ｍｍの焦点距離のレンズがあり、センサの全体のサイズは、５．６３ｍｍ ｘ ４．２２ｍｍになる。この組み合わせにより、２６．５°ｘ １５．０°のＦＯＶ（視野）をキャプチャし、すべてのＬＣｏＳピクセルを、２．６ ｘ ２．６のカメラピクセルのエリアに投影することが可能になる。この光学セットアップでは、ＦＯＶのエッジはキャプチャされないが、関心のフィールドはキャプチャされる。

図９を参照すると、フィールドが定義されたキャプチャ像８００が示されている。ステップ７０６において、光学デバイスを試験するための方法が、像内のフィールドを定義することから開始する。１つまたは複数の追加のフィールドが定義され、任意選択で、第１のフィールドが定義される。上述したように、像は、光学デバイスの出力光からキャプチャされ、出力光は、試験パターンのコリメート像を光学デバイス内へ投影することによって生成される。光学デバイスは、ＬＯＥ９０３の外面およびファセットと同様の構成を有する。伝搬方向（９５４Ｃ）は、ファセット（９２２）のセットを介し、光学デバイスの内部で、かつ、第１の対の外面に平行なコリメート像の伝搬方向である。第１のフィールドは、第１の輝度レベルを有し、像内の第１の場所にある。追加のフィールドの各々は、関連付けられた輝度レベルを有し、第１の場所以外の像内の関連付けられた場所にある。

ステップ７０８において、任意選択で、像は正規化される。

ステップ７１０において、光学デバイスの関連付けられた輝度レベルのうちの少なくとも１つに基づいて、標準的には関数を介して、メトリックが導出される。

本実施形態の非限定的な例示的な実装形態を継続すると、像は、キャプチャ像８００である。キャプチャ像８００は、黒の背景８０４上のＦＯＶの中央にある第１のフィールドＦ０として定義される大きな白の正方形８０２を含む。追加のフィールドＦ１からＦ３８は、黒の背景８０４のエリアとして定義される。スミアは、白の正方形８０２の左右に見られ、正方形８０２上の、明確なエッジを有するグレーの水平テールのように見える。第１のフィールドＦ０は、実質的に白の第１の輝度レベル（グレーレベル２５５）を有し、キャプチャ像８００の第１の場所、すなわち、中心にある。追加のフィールド（Ｆ１からＦ３８）の各々は、関連付けられた輝度レベルを有し、第１の場所以外の像内の関連付けられた場所にある。例えば、フィールドＦ１は、白の正方形（８０２、Ｆ０）の左に隣接しており、「明るいグレー」の輝度レベルを有する。フィールドＦ１から、フィールドＦ２からＦ６は、キャプチャ像８００の左エッジに向かう方向で互いに対して隣接し、連続している。フィールドＦ２からＦ６の各々は、関連付けられた輝度レベルを有する。像の右側では、フィールドＦ０から、フィールドＦ２１からＦ２６が、キャプチャ像８００の右エッジに向かう方向で互いに対して隣接し、連続している。輝度レベルは、「明るいグレー」のＦ２１から、実質的に黒のＦ２６まで減少する。

スミアテールは、概して、白の正方形８０２の強度の１％未満であるため、高いダイナミックレンジで像８００を取得することが重要である。キャプチャ像を、Ｍ_長方形と示されるグレー値のマトリクスで表すことができ、各グレー値は、キャプチャ像のピクセルのグレー値である。

特に、結果がＬＥＤ電流や使用するＬＯＥの種類に依存しないように、高ダイナミックレンジが必要であることから、また、ＬＯＥの黒レベル、室内照明、およびカメラの影響を排除するために、通常、キャプチャ像を正規化する必要がある。正規化には、次の手法が含まれ得る。

実質的に完全に第１の輝度レベルを有する第２の試験パターン、ここでは、完全に白の試験パターンのコリメート像が投影される。第２のキャプチャ像、すなわち、白の像は、ＬＯＥ９０３からこの白の試験パターンによって生成された出力光からキャプチャされる。第１のフィールドＦ０として定義されたエリア内で、白の像の強度が測定されて、平均化され、スカラーｃ_白と示される、白の正方形Ｆ０のエリアのスカラー強度がもたらされる。あるいは、白の像全体を使用して、Ｍ_白と示されるマトリクスがもたらされてもよい。白の試験パターンを用いた正規化は、像の輝度の不均一性を補正するのに役立ち得る。最終像、すなわち、マトリクスＭ_最終を、次のように計算することができる：

または、

ここで、除算は、ピクセルごとに行われる。

あるいは、またはさらに、黒の背景の像を使用して、ＬＯＥの黒レベル、室内照明、およびカメラノイズの影響を排除する。これは、黒スライドの像を撮ることによって行うことができる。実質的に完全に、関連付けられた輝度レベルのうちの１つを有する第３の試験パターン、ここでは、完全に黒の試験パターンのコリメート像が投影される。つまり、第３の試験パターンの投影は、どの試験パターンも投影しないことである。第３の像、すなわち、黒の像が、ＬＯＥ９０３からの出力からキャプチャされる。第３のキャプチャ像の各ピクセルの強度が測定されて、黒のマトリクスＭ_黒と示される、結果としてのマトリクスが生成される。黒のマトリクスを使用すると、最終像を、次のように計算することができる：

ここで、除算は、ピクセルごとに行われる。

白のマトリクスのみを使用すること（黒のマトリクスを無視して正規化する／上記の式で、Ｍ_黒＝０を設定すること）を使用して、他の像の問題、特に、局所的なコントラストの問題に対する感度が高くなるという代償を払って、目の反応をより良好に推定することができる。

また、図１０を参照すると、Ｆ０からＦ３８の３９個のフィールドの位置、サイズ、および輝度強度のチャートが示されている。最初の列は、フィールド番号であり、２番目の列は、フィールドの「左」側の場所であり、３番目の列は、フィールドの「上」側の場所であり、４番目の列は、フィールドの「幅」であり、５番目の列は、フィールドの「高さ」であり、６番目の列は、フィールド内に見つけられる「最小」の強度であり、７番目の列は、フィールド内に見つけられる「最大」の強度である。上記のように、この３９個のフィールドは、非限定的な例であり、フィールドの数、位置、およびサイズは、試験の特定の要件に基づいて決定することができる。

メトリックは、以下のうちの１つまたは複数などの手法を使用して決定することができる。
１．関連付けられた輝度レベルのうちの少なくとも１つを、少なくとも１つの以前に決定された輝度レベルと比較すること。例えば、各フィールド内のスミア（輝度）は、図１０の表に規定された値よりも低くなければならない。
２．関連付けられた輝度レベルを合計すること。例えば、次のように定義される合計スミア強度

は、例えば、３より小さくする必要がある。
３．第２の追加のフィールドの関連付けられた輝度レベルを、各々、第２の追加のフィールドに隣接し、互いに反対側にある追加のフィールドの２つの輝度レベルと比較すること。例えば、スミアテールの、スミアテールのフィールドの上下のエリアに対する比率によって定義される相対スミアである：

スミアの外観は、異なるＬＯＥの詳細によって変わるため、異なる基準を適用して、異なるＬＯＥタイプのスミアパターンを試験することができる。

代替のスミア特徴付けアルゴリズムには、以下が含まれるが、これらに限定されない：
スミアの基準は、（例えば、図１０の）絶対値と比較するのではなく、良好と見なされるＬＯＥの性能と相対的なものであり得る。

スミアフィールド（例えば、上記の例では、Ｆ１からＦ６、およびＦ２１からＦ２６）の、例えばゴースト像により敏感になるが、より詳細なスミアエッジ診断を与える、上下の非スミアフィールドとの比率を別々に測定すること。

ノイズの多い結果という代償を払って、より高い空間分解能のために、フィールドＦ１からＦ６、およびＦ２１からＦ２６の各々の比率の基準を、それぞれの上下のフィールドで別々に設定すること。

スミアを左右別々に取ること。これは、スミアが対称でないときに使用することができる。

例えば、ＬＯＧ（ラプラシアン・オブ・ガウシアン）などのエッジ検出手法を使用して、スミア領域から非スミア領域への遷移の急峻さを見つけること。

像解析のために、次を取ることにより、黒の像と比較したスミア領域のコントラストの変化を測定すること。

像またはコントラスト像の分散、平均ルミナンスの変化、または輝度レベルのヒストグラム形状および中央値の変化などの統計ツールを使用して、上記の正規化および画像強調手法の有無にかかわらず、スミア画像のコントラスト均一性を測定すること。

スミアテールを、減少関数にフィットさせることができ、減少パラメータを抽出することができる。速い減少は、弱いスミアを示し、遅い減少は、長いスミアテールを示す。

他の試験パターンは、さまざまな種類のスミアに敏感であり得る。ＦＯＶのエッジのより近くに試験像を配置して、測定されたＦＯＶの内側のより長いスミアテールを見ることができる。試験像は、水平方向および垂直方向で大きくても小さくてもよく、白のエリアが大きいと、ゴースト像を追加し、スミアエリアが減るという代償を払って、ＳＮＲ（信号対ノイズ比）が向上される。

図１１を参照すると、代替のパターンが示されている。チェッカーボード様、またはストライプ様のコントラスト測定を使用することができる。このような場合、像の対を連続的に測定するなどのメトリックを生成するために使用される関数。これにより、各方向のスミアを分離することができるため、連続的コントラストとしての絶対スミア値と、垂直パターンと水平パターンとのコントラストの比率または差からの相対値との両方を抽出することができる。この手法は、ゴースト像に敏感である。

スミア試験は、位置に敏感であるため、ＥＭＢ６１６のさまざまな部分における測定は、より多くのスミアに関するデータを与えることができる。上記のように、例示的な本実装形態では、キャプチャ像８００は、複数のキャプチャ場所のうちの第１のキャプチャ場所におけるカメラ（６０６Ｂ）によってキャプチャされる。キャプチャ場所は、通常は、ＬＯＥ（９０３）からアイレリーフ距離にあり、かつ、ＬＯＥ９０３のＥＭＢ６１６内にある。キャプチャは、第１のキャプチャ場所以外の１つまたは複数のキャプチャ場所において繰り返すことができ、キャプチャ場所に基づいて、１つまたは複数の追加のメトリックを導出することができる。各キャプチャ場所は、通常は、１つまたは複数のメトリックを導出するために処理することができる１つまたは複数の最終像をもたらす。メトリックは、個別に使用することも、相互に関連して使用して、他のメトリックを導出することもできる。

入力像が、ＬＯＥ９０３のファセット９２２を通って（伝搬方向９５４Ｃで）伝搬するときにスミアが生成されるため、近位端９５４Ａの近くでキャプチャされた（出力）像は、遠位端９５４Ｂの近くでキャプチャされた、最大のスミアを有する像と比較して、スミアリングがほとんどない、またはまったくない。

説明－第３の実施形態－図１２Ａから図１９
本実施形態は、くさびとＬＯＥとの界面６１４における散乱および回折に関連する「白スジ」（ＷＳ）現象の存在および程度を検出するためのシステムおよび方法である。このＷＳ散乱および回折は、入力カップリングセクションが光ガイド基板と接する場所のエッジからの散乱および回折、および、光路に沿った他のエッジからの散乱および回折に有効であり得る。像の主光線以外の光線の生成および伝搬は、くさびとＬＯＥとの界面６１４の方向に関連して、明確に定義された方向にさまざまな輝度の線（スジ）の望ましくない投影をもたらし得る。ＷＳの代表的な特徴は、線が、くさびとＬＯＥとの界面に平行であり、散乱している像には平行ではない（入力像の向きに関連していない）ことである。望ましくない線（ＷＳ）は、概して、弱すぎて出力像のコントラストに影響を与えないが、人間の目には見える。この実施形態を簡単にするために、「散乱および回折」は、「散乱」と呼ばれる。

望ましくない線のさまざまな輝度は、通常は、本文書では、「白スジ」（ＷＳ）と呼ばれる線が現れる背景よりも明るいが、本方法を使用して、より暗い、望ましくない線を検出および分析することができる。本方法はまた、ＷＳと平行して、くさびとＬＯＥとの界面以外の構成によって生成される同様の現象を検出するためにも使用することができる。

光学システムによって拡大されている像のどこかに明るいエリアが存在するときに、散乱（ＷＳ）は、黒いエリアに細い白線のセットとして現れる。この散乱は、ＬＯＥ９０３の光ガイド技術のために、ＬｕｍｕｓのＯＥ（光学エンジン、ＬＯＥ９０３）で特に問題になる。

この散乱現象は、他の同様の構造で現れる可能性がある。従来の散乱とは異なり、このＷＳ散乱は、ぼやけた像をもたらすのとは対照的に、（投影像の幅と比較して）比較的細い線をもたらす。さらに、ＬＯＥ９０３内の像の誘導の効果により、散乱されている像から遠くに線（複数可）が現れる可能性がある。

図１２Ａを参照すると、例示的なシングルストライプ試験パターン１２００、すなわち、黒の背景１２０３のＦＯＶの中央に、大きな白の垂直長方形１２０１を含むスライドが示されている。

図１２Ｂを参照すると、チェッカーボード試験パターン１２１０、すなわち、黒の長方形と白の長方形との交互のパターンを含むスライドが示されている。

図１３Ａを参照すると、シングルストライプキャプチャ像１３００が示されている。シングルストライプ試験パターン１２００の入力像を使用すると、結果として得られるシングルストライプキャプチャ像１３００は、白の垂直長方形１２０１から生成された白の長方形エリア１３０１と、黒の背景１２０３から生成された黒のエリア１３０３とを含む。シングルストライプキャプチャ像１３００は、背景１３０３において、白の垂直長方形１３０１に平行で、かつその右側にある白スジ１３０４を有するフィールド１３０２を示す。像は、スジが見えるように飽和されている。

図１３Ｂを参照すると、チェッカーボードキャプチャ像１３１０が示されている。チェッカーボード試験パターン１２１０の入力像を使用すると、結果として得られるチェッカーボードキャプチャ像１３１０は、それぞれの白スジ１３１４Ａおよび白スジ１３１４Ｂを有するフィールド１３１２Ａおよびフィールド１３１２Ｂを示す。白スジ（１３１４Ａ、１３１４Ｂ）は、元のチェッカーボード試験パターン１２１０の白の長方形に平行で、かつその右側にある。像は、スジが見えるように飽和されている。

キャプチャ像内のＷＳは、入力像および光学システムの向きによって、白の長方形に平行であることに留意されたい。上記のように、ＷＳ線は、くさびとＬＯＥとの界面に平行であり、入力試験パターンの方向に依存しない。つまり、入力試験パターンを回転または移動した場合、キャプチャ像は、回転された白の長方形を有するが、白スジは、図と同じ向きに残る。ただし、輝度が異なる。つまり、ＷＳの強度は変化するが、位置は変化しない。試験される異なるシステム（例えば、異なるＬＯＥ９０３）では、異なる数および形状の線が生じる可能性がある。

ＷＳ試験では、スミア試験について上述したように、光学試験のための図６のフローチャートと、図７の試験セットアップとを使用することができる。白スジは、概して、白の長方形の強度の０．５％未満であるため、高いダイナミックレンジでキャプチャ像を取得することが重要である。さらに、以下で説明するように、ＷＳ試験の場合、像を正規化する任意選択のステップ７０８が、通常、必要とされる。試験によって、代表的なＬＯＥ９０３では、ＷＳが最初のファセット（９２２）から見えないことが多いことが示されているため、試験に適したキャプチャ像を収集するために、カメラ６０６Ｂの位置が重要であり得る。

図１４を参照すると、シングルストライプキャプチャ像１３００から生成され得る断面１４００のプロットが示されている。この例示的な像は、高さ１９２０ピクセル×幅２５２０ピクセルである。横軸は、像の幅全体のピクセル、すなわち、２５２０ピクセルである。縦軸は、像の高さ、すなわち、１９２０ピクセルの各行からの平均化されたグレーレベル（０から２５５）である。したがって、本図は、像の幅全体の位置の関数としての輝度のプロット１４０１を示している。この詳細レベルでは、白スジは、明らかではない。

断面の第１のズーム１４０２のプロットは、プロット１４０１の右の傾きにズームインし、プロットエリア１４０１Ｚとして、約４つのグレーレベル（０．５から４）のみを示している。この詳細レベルでは、白スジは、大まかに見える。

プロットエリア１４０１Ｚの断面の第２のズーム１４０４のプロットは、約１つのグレーレベル（３から４．５）のみを示し、白の長方形のエリア１３０１の輝度の傾きと比較して、白スジ（ＷＳ １４０３）の輝度の違いを見ることができる。

図１５を参照すると、輝度の１次導関数のプロットが示されている。断面１４００のプロットの１次導関数を取ると、１次導関数１５００のプロットがもたらされ、横軸は、キャプチャ像の幅のピクセルとして維持され、縦軸は、２つの隣接するピクセル間の輝度差のピクセルとして維持される。傾きの変化は、この導関数でより明確に見ることができる。１次導関数のズーム１５０２のプロットは、縦軸上の約１０レベルのクローズアップである。

図１６を参照すると、輝度の２次導関数のプロットが示されている。この２次導関数は、画像処理の技術分野では、「ラプラシアンフィルタ」として知られ、像のエッジを認識するために標準的に使用されている。ここでは、ラプラシアンフィルタを使用して、像の輝度およびノイズの中の白スジを検出する。１次導関数１５００のプロットの２次導関数を取ると、２次導関数１６００のプロットがもたらされ、横軸は、キャプチャ像の幅のピクセルとして維持され、縦軸は、両側の強度差のピクセルとして維持される。２次導関数のズーム１６０２のプロットは、縦軸上の約０．４レベルのクローズアップである。２次導関数のズーム１６０２のプロットの絶対値を取ると、ズームの絶対値１６０４のプロットがもたらされる。最大絶対値は、キャプチャ像のグレードとして、したがって、ＬＯＥ９０３の品質の指標として使用することができる。

以下の例示的な実装形態は、図７を参照して説明したような試験セットアップおよびシングルストライプキャプチャ像１３００と共に、シングルストライプ試験パターン１２００を使用する。キャプチャ像は、光学システム内へ、シングルストライプ試験パターン１２００のコリメート像４Ｃを投影することによって提供することができ、光学システムは、光ガイド光学要素（ＬＯＥ、９０３）であり、ＬＯＥ９０３からの出力光によって投影された像３８Ｂをキャプチャして、キャプチャ像１３００を提供する。

通常、キャプチャは、複数のキャプチャ場所のうちの第１のキャプチャ場所にあるカメラ６０６Ｂによるキャプチャであり、キャプチャ場所は、ＬＯＥ９０３からアイレリーフ距離にあり、かつ、ＬＯＥ９０３のＥＭＢ６１６内にある。任意選択で、キャプチャは、第１のキャプチャ場所以外の、キャプチャ場所のうちの１つまたは複数のキャプチャ場所において繰り返されて、追加のキャプチャ像が提供される。キャプチャ場所（でキャプチャされた像）に基づいて、１つまたは複数の追加のメトリックを導出することができる。

ＷＳを試験するための一般的な方法は、キャプチャ像１３００において、１つまたは複数のフィールド１３０２を定義することから始まる。１つまたは複数のフィールド１３０２の各々は、キャプチャ像１３００内の関連付けられた場所にあり、関連付けられた場所は、カップリング界面６１４に平行である。フィールド１３０２のうちの少なくとも１つに基づいて、少なくとも１つのメトリックが導出される。

試験パターン１２００は、背景エリアの背景輝度レベルよりも大きい第１の輝度レベルを有する第１のエリアを含む。背景エリアは、第１のエリア以外の試験パターンのエリアである。代表的な実装形態では、第１のエリアは、白（白の垂直長方形１２０１）であり、背景エリアは、第１のエリアを囲む黒（黒の背景１２０３）であり、１つまたは複数のフィールドは、キャプチャ像の背景エリア（背景１３０３内のフィールド１３０２）内に定義される。上記のように、白スジは、概して、白の長方形の強度の０．５％未満であるため、第１の輝度レベルは、好ましくは、背景の輝度レベルよりも少なくとも実質的に２００倍明るい。

正規化は、検出方法の決定的なステップではないにしても、重要である。結果が、ＬＥＤ電流や使用する光学デバイス（ＬＯＥ）の種類に依存しないように、像の強度を正規化する必要がある。正規化は、通常、導出するステップの前に行われて、キャプチャ像１３００の強度（輝度）を正規化する。

図１７を参照すると、いくつかの例示的な試験パターンが示されている。ブロック１７００において、高さ１９２０ピクセル×幅２５２０ピクセルの（試験パターン１２００の）キャプチャ像１３００が、白の長方形のエリア１３０１（高さ１９２０ピクセル）と共に示されている。キャプチャ像１３００は、ピクセルの輝度のマトリクスＭ_長方形として表される。ブロック１７０２において、上述したように、試験パターン１２００から像が取得される。取得は、十分に高いダイナミックレンジの像を生成するために、例えば、十分に高解像度のカメラを使用した単一の露出、または複数の露出と、画像処理とからであり得る。ブロック１７０４において、キャプチャ像のマトリクスＭ_長方形が、ミリ秒（ｍｓ）あたりのグレーレベル（ＧＬ）の単位を得るために、露出時間に対して正規化される。

ブロック１７１０において、すべて白の試験パターンを使用して、ピクセルの輝度の全白マトリクスＭ_白によって表される全白キャプチャ像１３２０を生成する。ブロック１７１２において、全白キャプチャ像１３２０は、白のＬＣＯＳによって生成された出力像から取得することができる。ブロック１７１４において、全白マトリクスＭ_白は、ＧＬ／ｍｓの単位を得るために、露出時間に対して正規化される。

ブロック１７２０において、全白キャプチャ像と同様に、すべて黒の試験パターンを使用して、ピクセルの輝度の全黒マトリクスＭ_黒によって表される全黒キャプチャ像１３３０を生成する。ブロック１７２２において、全黒キャプチャ像１３３０は、黒のＬＣＯＳによって生成された出力像から取得することができる。ブロック１７２４において、全黒マトリクスＭ_白は、ＧＬ／ｍｓの単位を得るために、露出時間に対して正規化される。

図１８を参照すると、キャプチャ像のマトリクスＭ_長方形を正規化するための例示的なプロセスが示されている。ブロック１８００において、全白キャプチャ像１３２０には、白い長方形１８０１が示されている。白い長方形１８０１のエリアは、白い長方形のエリア１３０１に対応し、幅９００ピクセル、高さ１９２０ピクセルである。白い長方形１８０１は、行（１９２０行）に分割され、１９２０行の各々において、９００ピクセルの輝度が平均化される。

ブロック１８０２において、この平均化は、幅１ピクセル（定義により）および高さ１９２０ピクセルである全白ベクトルＶ_白をもたらす。

ブロック１８０４では、Ｍ_長方形のための正規化として使用するために、全白ベクトルを複製して、Ｍ_長方形と同じサイズの全白ベクトルマトリクス（Ｍ_Ｖ白）を形成する必要がある。それにより、全白ベクトルマトリクス（Ｍ_Ｖ白）のすべての列が、全白ベクトルＶ_白になる。

ブロック１８０６では、ＬＯＥの黒レベル、室内照明、カメラノイズなどの影響を排除するために、全黒マトリクスＭ_黒が、キャプチャ像のマトリクス（Ｍ_長方形）および全白ベクトルマトリクス（Ｍ_Ｖ白）の各々から差し引かれる：

除算は、ピクセルごとに行われ、さらなる処理およびメトリックの導出に使用される最終マトリクス（Ｍ_最終）がもたらされる。

白スジの実際の強度が観察者の目に対する可視性の程度を決定しないことが、経験により示されているので、評価は、スジの鮮明さに従って行われる。鮮明さの程度は、エッジ検出アルゴリズム、例えば、ここでは、ＷＳを検出するために使用される標準的な画像処理手法である「ラプラシアン・オブ・ガウシアン」を使用して測定することができる。

ブロック１８０８において、例示的な本実装形態を継続すると、ＷＳを検出するための１つの方法は、まず、キャプチャされ、正規化された最終マトリクス（Ｍ_最終）を、４つのストリップに分割することである。ストリップは、Ｍ_{ストライプ１}、Ｍ_{ストライプ２}、Ｍ_{ストライプ３}、およびＭ_{ストライプ４}と示される最終マトリクスの水平部分である。この分割は、例えば、散乱エッジまたは界面６１４に対するカメラセンサ６０６ＢおよびＬＣｏＳディスプレイ６０８の傾斜に対する測定の感度を低下させる。各ストリップは、上記の推奨測定構成の４００ ｘ ２５２０カメラピクセルのマトリクスである。

ブロック１８１０において、各ストリップの列が平均化されて、４つの、それぞれの２５２０要素のストリップベクトル、Ｖ_{ストライプ１}、Ｖ_{ストライプ２}、Ｖ_{ストライプ３}、Ｖ_{ストライプ４}を形成する。本例では、４つのストリップが使用されているが、これは限定的ではなく、他の数やさまざまな幅（高さ）のストリップを使用することができる。

図１９を参照すると、ＷＳを検出するための例示的な処理方法のフローチャートが示されている。ブロック１９００において、各ストリップベクトル（Ｖ_{ストライプ}）について、ストリップベクトルは、フィルタリングされ（１９０２）、導出が取られ（１９０４）、任意選択で、再びフィルタリングされ（１９０６）、第２の導出が取られ（１９０８）て、各ストリップベクトルに１つのラプラシアンベクトルで、４つの長さ２５１８のラプラシアンベクトル（Ｖ_{ラプラシアン１}、Ｖ_{ラプラシアン２}、Ｖ_{ラプラシアン３}、およびＶ_{ラプラシアン４}）を生成する（１９１０）。導出１９０４および第２の導出１９０８は、図１４、図１５、および図１６に関して上述したように、同様である。フィルタリング（１９０２、１９０６）の追加は、データを平滑化（フィルタリング）し、白スジよりも高い周波数のノイズを除去する。本例では、範囲が１０ピクセル（約４ＬＣｏＳピクセルに対応）の２次Ｓａｖｉｔｚｋｙ・Ｇｏｌａｙフィルタが使用されている。このフィルタの使用は限定的ではなく、同様の範囲の任意のフィルタ（ガウシアンなど）を使用することができる。本例では、フィルタリングされた各ベクトルは、数値的に導出される（最近傍の減算）。

ＷＳの存在および範囲のメトリックは、この文書の文脈では、ＷＳの「グレード」とも呼ばれる。白スジのグレードは、好ましくは、キャプチャ像の右側と左側とに別々に与えられる。ＦＯＶの鼻方向（ＬＯＥの鼻側）に現れる白スジは、「下方へのスジ（ストライプｅｓ ｄｏｗｎ）」と称され、こめかみ方向（ＰＯＤの方向）に現れるスジは、「上方へのスジ（ストライプｅｓ ｕｐ）」と称される。

概して、セグメントの数に関係なく、すべてのセグメントに、単一のパス（例えば、ブロック１９１２Ｄから１９２２Ｄ）を使用することができる。各ラプラシアンベクトルのセグメンテーションは、１つのセグメントから、行数と同数のセグメントまで可能である。本図では、４つのラプラシアンベクトル（Ｖ_{ラプラシアン}）のうちの２つのみを、並列パス（ブロック１９１２Ｄから１９２２Ｄ、およびブロック１９１２Ｕから１９２２Ｕ）で説明する。本例では、各ラプラシアンベクトル（Ｖ_{ラプラシアン}）について、「ダウン（ｄｏｗｎ）」（下方へのスジ）グレード（ブロック１９１８Ｄ）は、ピクセル１００から８００の最大値であり（ブロック１９１２Ｄ、１９１４Ｄ、１９１６Ｄ）、「アップ（ｕｐ）」（上方へのスジ）グレード（ブロック１９１８Ｕ）は、ピクセル１７２０から２４２０の最大値である（ブロック１９１２Ｕ、１９１４Ｕ、１９１６Ｕ）。４つのＶ_{ラプラシアン}ベクトルの４つの平均「ダウン」および「アップ」グレード（ブロック１９２０Ｄ、１９２０Ｕ）から、最終的な「ダウン」および「アップ」グレード（ブロック１９２２Ｄ、１９２２Ｕ）を導出することができる。

この平均化は、ＬＯＥ９０３の性能が、使用に十分であるか（試験に合格するか）どうか、または、ＬＯＥ９０３が使用目的に適していないかどうかを決定するための基準として使用することができる。合格のための１つの例示的な基準は、「アップ」および「ダウン」グレード＜３ｅ－６である。

あるいは、または上記の例示的な実装形態に加えて、他のアプローチを使用して、ＷＳを測定することができる。例えば：
試験パターンの異なる場所のサイズおよび場所、
異なる像のセクショニング、
異なる像強調手法、
異なるエッジ検出手法、
チェッカーボードのコントラストの変化、および

「スミア」検出に使用される手法もまた、ＷＳの試験に適用することができる。
メトリックは、次のようなさまざまな手法を使用して導出することができる：
値の表－１つまたは複数のフィールド内の輝度レベルを、少なくとも１つの以前に決定された輝度レベルと比較すること、
全強度－１つまたは複数のフィールド内の輝度レベルを合計すること、および
比較－第１の輝度レベルを、１つまたは複数のフィールド内の少なくとも１つの他の輝度レベルと比較すること。

本説明に基づいて、当業者は、界面からの光学散乱を試験するために、特に、白スジなどの線をもたらす光学要素の散乱および回折を測定するために、１つまたは複数のアプローチを実装することができよう。

結果として得られる１つまたは複数のメトリックは、ＬＯＥ９０３などの光学デバイスを評価するための性能指数（複数可）として使用することができる。メトリックは、ＬＯＥ９０３の投影出力が、許容可能であるか、または、所望の性能範囲外であるかを決定するための品質管理に使用することができる。評価には、メトリックが、所与の値よりも上か下か、所与の範囲内か外か、または、絶対値もしくは変数値に対して相対的かどうかが含まれ得る。評価には、例えば、ＬＯＥ９０３が、合格、不合格、またはどのレベルの動作である場合に、デバイスを処分することが含まれ得る。特定のレベルの動作品質および／または性能（のみ）を必要とするさまざまな応用のために、さまざまなレベルの動作を、使用（または例えば販売）することができる。

メトリックはまた、プロセス管理にも使用することができる。結果として得られるメトリックを、製造プロセスおよび設計プロセスにフィードバックして、光学デバイスの設計および製造が向上される。

用途に応じて、モジュールおよび処理のためのさまざまな実装形態が可能であることに留意されたい。モジュールは、好ましくは、ソフトウェアで実装されるが、ハードウェアおよびファームウェアで、単一プロセッサまたは分散プロセッサ上で、１つまたは複数の場所において実装することもできる。上記のモジュール機能は、より少ないモジュールとして組み合わせて実装することも、サブ機能に分離して、より多くのモジュールとして実装することもできる。上記の説明に基づいて、当業者は、特定の用途のための実装形態を設計することができるであろう。

上記の例、使用された数、および例示的な計算は、この実施形態の説明を支援するためのものであることに留意されたい。不注意による誤植、数学的誤り、および／または簡略化された計算の使用は、本発明の有用性および基本的な利点を損なうものではない。

添付の特許請求の範囲が、多項従属なしに起草されている点において、これは、このような多項従属を許可しない法域の方式要件に対応するためにのみ行われている。特許請求の範囲を多項従属にすることによって暗示されるであろう特徴のすべての可能な組み合わせが、明示的に想定されており、本発明の一部と見なされるべきであることに留意されたい。

上記の説明は、例としてのみの役目を果たすことを意図しており、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲内で、他の多くの実施形態が可能であることを理解されたい。

Claims (44)

1. 光学デバイスを試験するための方法であって、前記方法は、
   （ａ）複数のキャプチャ場所のうちの第１の場所において、像をキャプチャするステップであって、前記複数のキャプチャ場所は、前記光学デバイスの光ガイドからアイレリーフ（ＥＲ）（９５６）距離にあり、かつ、前記光ガイドのアイモーションボックス（ＥＭＢ）（９５２）内にあり、前記光ガイドは、
   （ｉ）内部反射によって光を誘導するための、互いに平行な第１の対の外面（９２６、９２６Ａ）、
   （ｉｉ）前記光ガイド内へ入力像をカップリングするためのカップリングイン構成（２０４）、および
   （ｉｉｉ）前記アイレリーフ（９５６）距離におけるユーザの目（１０）によって見ることができ、かつ、前記アイモーションボックス（９５２）と呼ばれるエリア全体で見ることができるように、前記光ガイドから、出力像として、前記入力像をカップリングアウトするためのカップリングアウト構成、を有する、キャプチャするステップと、
   （ｂ）前記第１のキャプチャ場所以外の、前記複数のキャプチャ場所のうちの１つまたは複数の追加の場所において、像の前記キャプチャを繰り返すステップと、
   （ｃ）前記第１のキャプチャ場所、および前記追加のキャプチャ場所のうちの少なくとも１つからのキャプチャ像に基づいて、１つまたは複数のメトリックを導出するステップと、を含む、方法。
2. （ａ）前記カップリングイン構成を介して、前記光ガイド内へ試験パターン（６１０）のコリメート像（４Ｃ）を投影することであって、前記光ガイドは、
   （ｉ）ファセットの少なくとも１つのセットを含み、前記セットの各々は、
   （Ａ）互いに平行な複数の部分反射ファセット（９２２）を含み、
   （Ｂ）前記第１の対の外面（９２６、９２６Ａ）の間にあり、
   （Ｃ）前記第１の対の外面（９２２）に対して斜めの角度をなしている、投影することと、
   （ｂ）前記光ガイドから投影された像（３８Ｂ）である像を前記キャプチャすることと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. （ｄ）複数の前記キャプチャ像（４１０）の各々において、少なくとも１つの関心領域（ＲＯＩ、４００Ａ、４００Ｂ）を定義することであって、
   （ｉ）各キャプチャ像（４１０Ａ）は、
   （Ａ）試験パターン（２００）を含み、
   （Ｂ）前記光学デバイス内へ前記試験パターンのコリメート像を投影することによって生成された、前記光学デバイスの出力光からキャプチャされ、
   （Ｃ）前記出力光を見るためにユーザによって使用される、前記光学デバイスのアクティブエリア内の、前記光学デバイスに対して異なる場所でキャプチャされ、
   （ｉｉ）各関心領域は、前記試験パターンの一部分を含む、定義することと、
   （ｅ）前記少なくとも１つの関心領域（４００Ａ、４００Ｂ）の各々から、複数の断面（４２０Ａ、４３０Ａ）を抽出することであって、前記複数の断面の各々（４２０ＡＨ１、…、４２０ＡＶ１、…）は、前記試験パターンの前記一部分のエリア（４２０ＡＨ１Ａ、…、４２０ＡＶ１Ａ、…）を含み、それにより、前記試験パターンの各部分の各関心領域について、断面の対応するセットを形成する、抽出することと、
   （ｆ）前記試験パターンの各部分について、断面の前記対応するセットを比較して、前記光学デバイスのメトリックを決定することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. （ｄ）前記キャプチャ像（８００）において、１つまたは複数の追加のフィールドを定義することであって、
   （ｉ）前記キャプチャ像（８００）は、前記光学デバイス（９０３）の出力光からキャプチャされ、
   （Ａ）前記出力光は、前記光学デバイス（９０３）内へ試験パターン（６１０）のコリメート像を投影することによって生成され、
   （Ｂ）前記光学デバイス（９０３）は、
   （Ｉ）互いに平行な第１の対の外面（９２６、９２６Ａ）、および
   （ＩＩ）ファセット（９２２）の少なくとも１つのセットであって、ファセット（９２２）の前記セットの各々は、
   （ａ）互いに平行であり、かつ、前記第１の対の外面に対して斜めの角度をなす複数の部分反射ファセットを含み、
   （ｂ）前記第１の対の外面（９２６、９２６Ａ）の間にある、ファセットの少なくとも１つのセット、ならびに
   （ＩＩＩ）伝搬方向（９５４Ｃ）であって、前記伝搬方向は、
   （ａ）ファセット（９２２）の前記セットを介した前記コリメート像の伝搬方向であり、
   （ｂ）前記光学デバイスの内部にあり、
   （ｃ）前記第１の対の外面に平行である、伝搬方向、を有し、
   （ｉｉ）前記追加のフィールドの各々は、
   （Ａ）前記伝搬方向（９５４Ｃ）に平行である、前記キャプチャ像（８００）内の関連付けられた場所にあり、
   （Ｂ）関連付けられた輝度レベルを有する、定義することと、
   （ｂ）前記関連付けられた輝度レベルのうちの少なくとも１つに基づいて、メトリックを導出することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. （ｄ）前記キャプチャ像において、１つまたは複数のフィールドを定義することであって、
   （ｉ）前記キャプチャ像は、光学システムの出力光からキャプチャされ、
   （Ａ）前記光学システムは、
   （Ｉ）入力像を伝搬し、前記出力光として、前記入力像をカップルアウトするように構成された光学デバイス（９０３）、
   （ＩＩ）前記光学デバイス（９０３）内へ前記入力像をカップリングするために構成された入力カップリングセクション（２０４）、および
   （ＩＩＩ）前記入力カップリングセクション（２０４）が前記光学デバイス（９０３）に接合されているエリアのエッジの場所であるカップリング界面（６１４）、を含み、
   （Ｂ）前記出力光は、前記光学デバイス（９０３）内へ、前記入力カップリングセクション（２０４）を介して、試験パターン（１２００）のコリメート像を投影することによって生成され、
   （ｉｉ）前記１つまたは複数のフィールドの各々は、
   （Ａ）前記カップリング界面（６１４）に平行である、前記キャプチャ像（１３００）内の関連付けられた場所にある、定義することと、
   （ｅ）前記フィールドのうちの少なくとも１つに基づいて、メトリックを導出することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 光学デバイスを試験するための方法であって、前記方法は、
   （ａ）複数のキャプチャ像（４１０）の各々において、少なくとも１つの関心領域（ＲＯＩ、４００Ａ、４００Ｂ）を定義するステップであって、
   （ｉ）各前記キャプチャ像（４１０Ａ）は、
   （Ａ）試験パターン（２００）を含み、
   （Ｂ）前記光学デバイス内へ前記試験パターンのコリメート像を投影することによって生成された、前記光学デバイスの前記出力光からキャプチャされ、
   （Ｃ）前記出力光を見るためにユーザによって使用される、前記光学デバイスの前記アクティブエリア内の、前記光学デバイスに対して異なる場所でキャプチャされ、
   （ｉｉ）各関心領域は、前記試験パターンの一部分を含む、定義するステップと、
   （ｂ）前記少なくとも１つの関心領域（４００Ａ、４００Ｂ）の各々から、複数の断面（４２０Ａ、４３０Ａ）を抽出するステップであって、前記複数の断面の各々（４２０ＡＨ１、…、４２０ＡＶ１、…）は、前記試験パターンの前記一部分のエリア（４２０ＡＨ１Ａ、…、４２０ＡＶ１Ａ、…）を含み、それにより、前記試験パターンの各部分の各関心領域について、断面の対応するセットを形成する、抽出するステップと、
   （ｃ）前記試験パターンの各部分について、断面の前記対応するセットを比較して、前記光学デバイスのメトリックを決定するステップと、を含む、方法。
7. 光ガイド光学要素（ＬＯＥ）内へ、前記試験パターンのコリメート像を投影するステップと、前記ＬＯＥから投影された複数の像をキャプチャして、前記複数のキャプチャ像を生成するステップと、をさらに含み、各像の前記キャプチャは、前記光学デバイスに対して異なる前記場所にある、請求項６に記載の方法。
8. 前記キャプチャは、前記ＬＯＥの出力表面に直交して移動するカメラによるキャプチャであり、前記移動は、前記ＬＯＥから投影された前記出力光を見るためにユーザによって使用される前記アクティブエリア内にある、請求項７に記載の方法。
9. 前記ＬＯＥは、部分反射表面のアレイを含み、各表面は、ファセット間隔距離によって、隣接する表面から分離され、前記カメラは、前記ファセット間隔に設定された開口を有する、請求項８に記載の方法。
10. 前記少なくとも１つの関心領域は、第２の関心領域に直交する第１の関心領域を含む、請求項６に記載の方法。
11. 前記試験パターンは、十字線であり、前記第１の関心領域は、前記十字線の垂直部分の第１の関心領域であり、前記第２の関心領域は、前記十字線の水平部分の第２の関心領域である、請求項１０に記載の方法。
12. 各関心領域について、前記複数の断面は、前記試験パターンの原点から前記試験パターンのエッジ上の点までの方向において連続している、請求項６に記載の方法。
13. 各関心領域について、前記複数の断面は、互いに平均化されて、単一の平均化された断面が生成されている、請求項６に記載の方法。
14. 前記メトリックは、前記光学デバイスに対する前記場所に基づいている、請求項６に記載の方法。
15. 前記メトリックは、
    （ａ）半値全幅（ＦＷＨＭ）、
    （ｂ）平均ピーク幅、
    （ｃ）ピーク幅の標準偏差、
    （ｄ）ピーク幅の１次導関数、
    （ｅ）ピーク幅の２次導関数、
    （ｆ）最大ピーク幅、
    （ｇ）予想される場所からの最大ピークシフト、
    （ｈ）ピークシフトの標準偏差、
    （ｉ）ナイキスト周波数での平均変調伝達関数、
    （ｊ）ナイキスト周波数以外の周波数での平均変調伝達関数、
    （ｋ）ナイキスト周波数での伝達関数の標準偏差、および
    （ｌ）ナイキスト周波数以外の周波数での伝達関数の標準偏差、からなる群から選択される手法を使用して、前記断面から計算されている、請求項１４に記載の方法。
16. 光学デバイスを試験するためのコンピュータ可読コードが埋め込まれている非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ可読コードは、請求項６から１５に記載のステップのためのプログラムコードを含む、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
17. 試験のための方法であって、前記方法は、
    （ａ）キャプチャ像（８００）において、１つまたは複数の追加のフィールドを定義するステップであって、
    （ｉ）前記キャプチャ像（８００）は、光学デバイス（９０３）の出力光からキャプチャされ、
    （Ａ）前記出力光は、前記光学デバイス（９０３）内へ試験パターン（６１０）のコリメート像を投影することによって生成され、
    （Ｂ）前記光学デバイス（９０３）は、
    （Ｉ）互いに平行な第１の対の外面（９２６、９２６Ａ）、および
    （ＩＩ）ファセット（９２２）の少なくとも１つのセットであって、ファセット（９２２）の前記セットの各々は、
    （ａ）互いに平行であり、かつ、前記第１の対の外面に対して斜めの角度をなす複数の部分反射ファセットを含み、
    （ｂ）前記第１の対の外面（９２６、９２６Ａ）の間にある、ファセットの少なくとも１つのセット、ならびに
    （ＩＩＩ）伝搬方向（９５４Ｃ）であって、前記伝搬方向は、
    （ａ）ファセット（９２２）の前記セットを介した前記コリメート像の伝搬方向であり、
    （ｂ）前記光学デバイスの内部にあり、
    （ｃ）前記第１の対の外面に平行である、伝搬方向、を有し、
    （ｉｉ）前記追加のフィールドの各々は、
    （Ａ）前記伝搬方向（９５４Ｃ）に平行である、前記キャプチャ像（８００）内の関連付けられた場所にあり、
    （Ｂ）関連付けられた輝度レベルを有する、定義するステップと、
    （ｂ）前記関連付けられた輝度レベルのうちの少なくとも１つに基づいて、メトリックを導出するステップと、を含む、方法。
18. 光ガイド光学要素（ＬＯＥ、９０３）である前記光学デバイス内へ、前記試験パターン（６１０）のコリメート像（４Ｃ）を投影するステップと、前記ＬＯＥ（９０３）から投影された像（３８Ｂ）をキャプチャして、前記キャプチャ像（８００）を提供するステップと、をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記キャプチャは、複数のキャプチャ場所のうちの第１のキャプチャ場所にあるカメラ（６０６Ｂ）によるキャプチャであり、前記複数のキャプチャ場所は、前記ＬＯＥ（９０３）からアイレリーフ距離にあり、かつ、前記ＬＯＥ（９０３）のアイモーションボックス（ＥＭＢ、６１６）内にある、請求項１８に記載の方法。
20. 前記キャプチャは、前記第１のキャプチャ場所以外の、前記キャプチャ場所のうちの１つまたは複数のキャプチャ場所において繰り返され、前記キャプチャ場所に基づいて、１つまたは複数の追加のメトリックが導出される、請求項１９に記載の方法。
21. キャプチャ像（８００）において、第１のフィールドを定義することをさらに含み、前記第１のフィールドは、
    （ａ）第１の輝度レベルを有し、
    （ｂ）前記キャプチャ像（８００）内の、前記関連付けられた場所以外の第１の場所にあり、
    前記メトリックは、前記第１の輝度レベルを、１つまたは複数の関連付けられた輝度レベルと比較することによって、少なくとも部分的に導出される、請求項１７に記載の方法。
22. 前記第１のフィールドは、白の正方形であり、前記追加のフィールドは、前記第１のフィールドを取り囲む黒の背景の部分である、請求項２１に記載の方法。
23. 前記第１のフィールドは、前記キャプチャ像の中心となり、前記追加のフィールドは、前記第１のフィールドから前記キャプチャ像の左エッジおよび右エッジまで、互いに隣接している、請求項２２に記載の方法。
24. 各関連付けられた輝度レベルは、前記第１の輝度レベルよりも小さい、請求項２１に記載の方法。
25. 前記第１の輝度レベルは、各前記関連付けられたレベルよりも少なくとも実質的に１００倍明るい、請求項２４に記載の方法。
26. 前記比較するステップの前に、前記キャプチャ像の強度を正規化するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
27. 前記第１のフィールドは、前記キャプチャ像の第１のエリアを含み、
    前記正規化するステップは、
    （ｉ）実質的に全体に、前記第１の輝度レベルを有する第２の試験パターンのコリメート像を投影すること、
    （ｉｉ）前記第２の試験パターンによって生成された出力光から、第２のキャプチャ像をキャプチャすること、および
    （ｉｉｉ）白の強度を、
    （Ａ）前記第２のキャプチャ像における前記第１のエリアの平均強度を測定すること、および
    （Ｂ）前記第２のキャプチャ像の強度を測定すること、からなる群から選択される手法を使用して決定すること、を含み、
    前記白の強度を使用して、前記キャプチャ像を正規化する、請求項２６に記載の方法。
28. 前記正規化するステップは、
    （ｉ）実質的に全体に、前記関連付けられた輝度レベルのうちの１つを有する第３の試験パターンのコリメート像を投影すること、
    （ｉｉ）前記第３の試験パターンによって生成された出力光から、第３のキャプチャ像をキャプチャすること、および
    （ｉｉｉ）前記第３のキャプチャ像の強度を測定することによって、黒の強度を決定すること、をさらに含み、
    前記白の強度と前記黒の強度との差を使用して、前記キャプチャを正規化する、請求項２７に記載の方法。
29. 前記メトリックは、
    （ａ）少なくとも１つの、前記関連付けられた輝度レベルを、少なくとも１つの以前に決定された輝度レベルと比較すること、
    （ｂ）前記関連付けられた輝度レベルを合計すること、および
    （ｃ）第２の追加フィールドの関連付けられた輝度レベルを、各々、前記第２の追加のフィールドに隣接し、互いに反対側にある追加フィールドの２つの輝度レベルと比較すること、からなる群から選択される手法を使用して決定されている、請求項１７に記載の方法。
30. 前記追加のフィールドのうちの第１の追加のフィールドおよび第２の追加のフィールドは、各々、前記第１のフィールドに隣接している、請求項１７に記載の方法。
31. 前記キャプチャ像は、単色であり、前記輝度レベルは、グレーレベルである、請求項１７に記載の方法。
32. 光学デバイスを試験するためのコンピュータ可読コードが埋め込まれている非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ可読コードは、請求項１７から３１に記載のステップのためのプログラムコードを含む、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
33. 試験のための方法であって、前記方法は、
    （ａ）キャプチャ像（１３００）において、１つまたは複数のフィールドを定義するステップであって、
    （ｉ）前記キャプチャ像（１３００）は、光学システムの出力光からキャプチャされ、
    （Ａ）前記光学システムは、
    （Ｉ）入力像を伝搬し、前記出力光として、前記入力像をカップルアウトするように構成された光学デバイス（９０３）、
    （ＩＩ）前記光学デバイス（９０３）内へ前記入力像をカップリングするために構成された入力カップリングセクション（２０４）、および
    （ＩＩＩ）前記入力カップリングセクション（２０４）が前記光学デバイス（９０３）に接合されているエリアのエッジの場所であるカップリング界面（６１４）、を含み、
    （Ｂ）前記出力光は、前記光学デバイス（９０３）内へ、前記入力カップリングセクション（２０４）を介して、試験パターン（１２００）のコリメート像を投影することによって生成され、
    （ｉｉ）前記１つまたは複数のフィールドの各々は、
    （Ａ）前記カップリング界面（６１４）に平行である、前記キャプチャ像（１３００）内の関連付けられた場所にある、定義するステップと、
    （ｂ）前記フィールドのうちの少なくとも１つに基づいて、メトリックを導出するステップと、を含む、方法。
34. 光ガイド光学要素（ＬＯＥ、９０３）である前記光学システム内へ、前記試験パターン（１２００）のコリメート像（４Ｃ）を投影するステップと、前記ＬＯＥ（９０３）からの前記出力光によって投影された像（３８Ｂ）をキャプチャして、前記キャプチャ像（１３００）を提供するステップと、をさらに含む、請求項３３に記載の方法。
35. 前記キャプチャは、複数のキャプチャ場所のうちの第１のキャプチャ場所にあるカメラ（６０６Ｂ）によるキャプチャであり、前記複数のキャプチャ場所は、前記ＬＯＥ（９０３）からアイレリーフ距離にあり、かつ、前記ＬＯＥ（９０３）のアイモーションボックス（ＥＭＢ、６１６）内にある、請求項３４に記載の方法。
36. 前記キャプチャは、前記第１のキャプチャ場所以外の、前記キャプチャ場所のうちの１つまたは複数のキャプチャ場所において繰り返され、前記キャプチャ場所に基づいて、１つまたは複数の追加のメトリックが導出されている、請求項３５に記載の方法。
37. 前記試験パターン（１２００）は、背景エリアの背景輝度レベルよりも大きい第１の輝度レベルを有する第１のエリアを含み、前記背景エリアは、前記第１のエリア以外の前記試験パターンのエリアである、請求項３３に記載の方法。
38. 前記第１のエリアは、白であり、前記背景エリアは、前記第１のエリアを取り囲む黒であり、前記１つまたは複数のフィールドは、前記背景エリア内に定義されている、請求項３７に記載の方法。
39. 前記第１の輝度レベルは、前記背景輝度レベルよりも少なくとも実質的に２００倍明るい、請求項３７に記載の方法。
40. 前記導出するステップの前に、前記キャプチャ像の強度を正規化するステップをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
41. 前記メトリックは、
    （ａ）前記１つまたは複数のフィールド内の輝度レベルを、少なくとも１つの以前に決定された輝度レベルと比較すること、
    （ｂ）前記１つまたは複数のフィールド内の輝度レベルを合計すること、および
    （ｃ）第１の輝度レベルを、前記１つまたは複数のフィールド内の少なくとも１つの他の輝度レベルと比較すること、からなる群から選択される手法を使用して決定されている、請求項３３に記載の方法。
42. 前記キャプチャ像は、単色であり、輝度レベルは、グレーレベルである、請求項３３に記載の方法。
43. 前記キャプチャ像は、高ダイナミックレンジの輝度レベルを有している、請求項３３に記載の方法。
44. 光学デバイスを試験するためのコンピュータ可読コードが埋め込まれている非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ可読コードは、請求項３３から４３に記載のステップのためのプログラムコードを含む、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。

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