JP7454716B2 - 二重混合光照射フィールドデバイス - Google Patents
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Description
本出願は、2015年5月19日に出願された「DUAL COMPOSITE LIGHT FIELD DEVICE」という題名の米国仮特許出願第62/163,733号に対して優先権を主張する。上記文献は、その全体として参照することによって本明細書において援用される。
本発明は、拡張現実システムにおいて使用される光学デバイスに関する。拡張現実システムは、世界の景色を伝送しながら、また、コンピュータ生成画像を生成し、ユーザに送達するための平面導波管を含むタイプである。本発明では、1つ以上の付加的導波管が、世界から画像を捕捉するために提供される。
ユーザに対して拡張現実を作り出すシステムを開発することが、大いに着目されている。そのようなシステムの一実施例では、ユーザは、外界を視認するためのウィンドウを含む、ヘッドマウントデバイスを提供されるであろう。ウィンドウは、画像情報を生成し、その画像情報をユーザの眼に投影する能力を有するであろう。そのようなシステムでは、仮想的な物体の画像が、生成され、現実世界の風景に追加され得る。
上記に議論される実施形態のそれぞれでは、光源が、画像情報を導波管に投入し、DOEを使用し、光を装着者に分配するために提供される。以下に議論されるように、本発明では、平面導波管および回折光学要素を含む類似する組み合わせが、導波管の平面のうちの1つに入射する光を捕捉し、次いで、センサを用いて捕捉された光を測定するために使用される。収集導波管は、単独で、または出力導波管との組み合わせにおいて使用されることができる。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
装置であって、
対向する平面入力および出力面を有する第1の導波管と、
前記第1の導波管を横断して形成された回折光学要素(DOE)であって、前記DOEは、前記導波管を通過する光の一部を前記導波管に結合させるためのものであり、前記導波管に結合された光は、全内部反射を介して、前記導波管上の出射場所に指向される、DOEと、
前記第1の導波管の出射場所から出射する光を捕捉するためにそこに隣接して位置付けられた入力を有し、かつ、それに対応する出力信号を生成する、光センサと
を備える、装置。
(項目2)
前記第1の導波管と整合された狭帯域波長フィルタをさらに含む、項目1に記載の装置。
(項目3)
前記第1の導波管の出射場所に対する前記センサの角度および位置は、移動可能であり、プロセッサの制御下にある、項目1に記載の装置。
(項目4)
対向する平面入力および出力面を有する第2の導波管であって、前記第2の導波管は、前記第1の導波管と整合され、前記第1の導波管に平行である、第2の導波管と、
前記第2の導波管を横断して形成されたDOEであって、前記DOEは、前記第2の導波管の面を横断する場所において反射率のレベルを制御するためのものである、DOEと、
光を前記第2の導波管に投入するために、前記第2の導波管に隣接して位置付けられた出力を有する光発生器であって、プロセッサは、前記第2の導波管に投入される光を制御し、全内部反射を介して前記第2の導波管に入射する光を誘導し、前記第2の導波管の出力面を横断する特定の場所において前記導波管から出射させる、光発生器と
をさらに備える、項目1に記載の装置。
(項目5)
前記第1の導波管の縁に沿って延在する第3の導波管をさらに含み、前記第3の導波管は、前記第1の導波管の出射場所から出射する光を捕捉し、前記光を前記センサに送達するためのものである、項目1に記載の装置。
図7は、本発明のシステム700の第1の実施形態の概略図である。システム700は、その中に形成される少なくとも1つの回折光学要素704を有する、平面導波管702を含む。導波管702は、上記に議論される出力タイプの導波管のいずれかと類似する様式で構築され得ることが想定される。使用時、現実世界からの光線は、導波管を通してユーザの眼706に部分的に伝送されるであろう。
Claims (17)
- 装置であって、前記装置は、
プロセッサと、
透過型ディスプレイを含むウェアラブルヘッドデバイスであって、前記透過型ディスプレイは、
導波管であって、前記導波管は、
平面入力面と、
前記平面入力面の反対に配置される平面出力面であって、前記平面出力面は、出射場所を有する、平面出力面と
を有する、導波管と、
前記導波管を横断して形成された回折光学要素(DOE)であって、前記DOEは、入力光を前記導波管に結合させることと、前記入力光を、全内部反射を介して前記出射場所に指向することとを行うように構成される、DOEと
を備える、ウェアラブルヘッドデバイスと、
前記導波管を介して前記入力光を受け取ることと、前記受け取られた入力光に対応するセンサ出力信号を生成することとを行うように構成される光センサと
を備え、
前記光センサは、走査ファイバを含み、前記センサ出力信号は、前記受け取られた入力光に対応する1つ以上の着信極座標ピクセルを備え、
前記プロセッサは、前記センサ出力信号に基づいて出力を生成するように構成され、前記出力は、前記1つ以上の着信極座標ピクセルから変換された直角座標ピクセルの直線アレイを備え、
前記出力を生成することは、直角座標ピクセルの前記直線アレイの第1の直角座標ピクセルに対して、前記1つ以上の着信極座標ピクセルにおいて対応する着信極座標ピクセルが存在することを決定することと、前記対応する着信極座標ピクセルの値を前記第1の直角座標ピクセルに割り当てることとを含む、装置。 - 前記プロセッサはさらに、前記出射場所に対する前記光センサの角度および位置を調節するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記出力を生成することはさらに、前記直線アレイの第2の直角座標ピクセルに対して、前記1つ以上の着信極座標ピクセルにおいて対応する着信極座標ピクセルが存在しないことを決定することと、前記1つ以上の着信極座標ピクセルにおいて対応する着信極座標ピクセルが存在する前記直線アレイの最も近接する直角座標ピクセルの値を前記第2の直角座標ピクセルに割り当てることとを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記出力を生成することはさらに、前記直線アレイの第2の直角座標ピクセルに対して、前記1つ以上の着信極座標ピクセルにおいて対応する着信極座標ピクセルが存在しないことを決定することと、前記1つ以上の着信極座標ピクセルにおいて対応する着信極座標ピクセルが存在する最も近接する直角座標ピクセルの値に対して補間を実行することによって前記第2の直角座標ピクセルの値を決定することとを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記出力を生成することはさらに、直角座標ピクセルの前記直線アレイと前記1つ以上の着信極座標ピクセルとの間の関係を事前算出することを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記出力は、画像プロセッサへの入力として提供される、請求項1に記載の装置。
- 方法であって、前記方法は、
光センサにおいて、透過型ディスプレイの導波管に結合させられ全内部反射を介して前記導波管の平面出力面の出射場所に指向させられた入力光を受け取ることであって、前記光センサは、走査ファイバを含む、ことと、
前記光センサから、前記入力光に基づいたセンサ出力信号を受け取ることであって、前記センサ出力信号は、前記入力光に対応する1つ以上の着信極座標ピクセルを備える、ことと、
前記センサ出力信号に基づいて出力を生成することであって、前記出力は、前記1つ以上の着信極座標ピクセルから変換された直角座標ピクセルの直線アレイを備える、ことと
を含み、
前記出力を生成することは、直角座標ピクセルの前記直線アレイの第1の直角座標ピクセルに対して、前記1つ以上の着信極座標ピクセルにおいて対応する着信極座標ピクセルが存在することを決定することと、前記対応する着信極座標ピクセルの値を前記第1の直角座標ピクセルに割り当てることとを含む、方法。 - 前記出射場所に対する前記光センサの角度および位置を調節することをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 前記出力を生成することはさらに、前記直線アレイの第2の直角座標ピクセルに対して、前記1つ以上の着信極座標ピクセルにおいて対応する着信極座標ピクセルが存在しないことを決定することと、前記1つ以上の着信極座標ピクセルにおいて対応する着信極座標ピクセルが存在する前記直線アレイの最も近接する直角座標ピクセルの値を前記第2の直角座標ピクセルに割り当てることとを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記出力を生成することはさらに、前記直線アレイの第2の直角座標ピクセルに対して、前記1つ以上の着信極座標ピクセルにおいて対応する着信極座標ピクセルが存在しないことを決定することと、前記1つ以上の着信極座標ピクセルにおいて対応する着信極座標ピクセルが存在する最も近接する直角座標ピクセルの値に対して補間を実行することによって前記第2の直角座標ピクセルの値を決定することとを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記出力を生成することはさらに、直角座標ピクセルの前記直線アレイと前記1つ以上の着信極座標ピクセルとの間の関係を事前算出することを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記出力を、画像プロセッサへの入力として提供することをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 命令を記憶している非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記命令は、1つ以上のプロセッサによって実行されるときに、前記1つ以上のプロセッサに方法を実行させ、前記方法は、
光センサにおいて、透過型ディスプレイの導波管に結合させられ全内部反射を介して前記導波管の平面出力面の出射場所に指向させられた入力光を受け取ることであって、前記光センサは、走査ファイバを含む、ことと、
前記光センサから、前記入力光に基づいたセンサ出力信号を受け取ることであって、前記センサ出力信号は、前記入力光に対応する1つ以上の着信極座標ピクセルを備える、ことと、
前記センサ出力信号に基づいて出力を生成することであって、前記出力は、前記1つ以上の着信極座標ピクセルから変換された直角座標ピクセルの直線アレイを備える、ことと
を含み、
前記出力を生成することは、直角座標ピクセルの前記直線アレイの第1の直角座標ピクセルに対して、前記1つ以上の着信極座標ピクセルにおいて対応する着信極座標ピクセルが存在することを決定することと、前記対応する着信極座標ピクセルの値を前記第1の直角座標ピクセルに割り当てることとを含む、非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体。 - 前記方法は、前記出射場所に対する前記光センサの角度および位置を調節することをさらに含む、請求項13に記載の非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体。
- 前記出力を生成することはさらに、前記直線アレイの第2の直角座標ピクセルに対して、前記1つ以上の着信極座標ピクセルにおいて対応する着信極座標ピクセルが存在しないことを決定することと、前記1つ以上の着信極座標ピクセルにおいて対応する着信極座標ピクセルが存在する前記直線アレイの最も近接する直角座標ピクセルの値を前記第2の直角座標ピクセルに割り当てることとを含む、請求項13に記載の非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体。
- 前記出力を生成することはさらに、前記直線アレイの第2の直角座標ピクセルに対して、前記1つ以上の着信極座標ピクセルにおいて対応する着信極座標ピクセルが存在しないことを決定することと、前記1つ以上の着信極座標ピクセルにおいて対応する着信極座標ピクセルが存在する最も近接する直角座標ピクセルの値に対して補間を実行することによって前記第2の直角座標ピクセルの値を決定することとを含む、請求項13に記載の非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体。
- 前記方法は、前記出力を、画像プロセッサへの入力として提供することをさらに含む、請求項13に記載の非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体。
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