JPWO2021263183A5 - - Google Patents
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Description
１つまたはそれを上回る実施形態の詳細は、付随の図面および下記の説明に記載される。他の特徴および利点は、説明および図面から、および請求項から明白となるであろう。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
ウェアラブルディスプレイシステムであって、
世界側と、前記世界側に対向するユーザ側とを有する接眼レンズスタックであって、使用の間、前記ユーザ側に位置付けられるユーザは、前記ユーザの環境のユーザの視野を拡張させる前記接眼レンズスタックを介して、前記ウェアラブルディスプレイシステムによって送達される表示される画像を視認する、接眼レンズスタックと、
前記接眼レンズスタックの世界側に配列される調整可能減衰器であって、前記調整可能減衰器は、一対の線形偏光器間に配列される電気光学セルを備える、調整可能減衰器と、
前記世界側に面したカメラモジュールと、
前記調整可能減衰器および前記カメラモジュールと通信する電子処理モジュールであって、前記電子処理モジュールは、前記カメラモジュールによって捕捉された画像に基づいて、周囲光源に対する前記接眼レンズスタックの相対的場所についての情報を決定し、前記相対的場所についての情報に基づいて、前記調整可能減衰器の減衰率を変動させるようにプログラムされる、電子処理モジュールと
を備える、ウェアラブルディスプレイシステム。
（項目２）
前記調整可能減衰器は、入射角の第１の範囲内の前記調整可能減衰器上に入射する可視光の透過率を、前記第１の範囲外の入射角における前記調整可能減衰器上に入射する光の透過率を有意に低減させずに、低減させる、項目１に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目３）
前記電気光学セルは、液晶材料の層を備え、前記調整可能減衰器はさらに、可変電圧を前記液晶材料に印加するように配列される電圧源を備える、項目１または項目２に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目４）
前記液晶材料は、ブルー相液晶材料または垂直に整合された液晶材料である、項目１－３のいずれか１項に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目５）
前記調整可能減衰器はさらに、前記液晶材料の層に加え、複屈折材料の少なくとも１つの層を備える、項目１－３のいずれか１項に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目６）
前記複屈折材料の少なくとも１つの層は、一対の４分の１波長板を備え、前記４分の１波長板は、前記液晶材料の層の対向側に配置される、項目５に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目７）
前記一対の４分の１波長板はそれぞれ、前記線形偏光器の対応するものに対して配列され、円偏光器を形成する、項目６に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目８）
前記複屈折材料の少なくとも１つの層はさらに、Ｃ－プレートを備える、項目６または項目７に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目９）
２つの線形偏光器の通過軸は、交差される、項目１－８のいずれか１項に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目１０）
前記電気光学セルは、前記調整可能減衰器の世界側の前記一対の線形偏光器の第１の線形偏光器によって透過される光の偏光状態を回転させる、項目１－９のいずれか１項に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目１１）
前記偏光状態の回転の量は、前記電気光学セルの状態および前記一対の線形偏光器の前記第１の線形偏光器によって透過される光の入射角に応じて変動する、項目１０に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目１２）
大入射角を有して透過される光は、小入射角を有して透過される光未満だけ回転される、項目１１に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目１３）
前記調整可能減衰器は、５０ｍｍ×５０ｍｍを上回る面積を有する、項目１－１２のいずれか１項に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目１４）
前記電気光学セルは、第１の電気光学セルであり、前記調整可能減衰器はさらに、第２の電気光学セルと、第３の線形偏光器とを備え、前記第２の電気光学セルは、前記一対の線形偏光器と前記第３の線形偏光器との間に配列される、項目１－１３のいずれか１項に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目１５）
前記第１および第２の電気光学セルはそれぞれ、液晶材料の対応する層から成る、項目１４に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目１６）
前記調整可能減衰器はさらに、前記液晶材料の対応する層の対向側に配列される複屈折材料の１つまたはそれを上回る層を備える、項目１５に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目１７）
前記調整可能減衰器は、２つまたはそれを上回る段階を備え、各段階は、一対の線形偏光器間に配列される電気光学セルを備える、項目１－１６のいずれか１項に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目１８）
隣接する段階は、線形偏光器を共有する、項目１７に記載のウェアラブルディスプレイシステム。
（項目１９）
ウェアラブルディスプレイシステムを使用して画像を表示するための方法であって、
ディスプレイからのディスプレイ光をユーザに向かって接眼レンズを通して指向し、画像を前記ユーザの視野内に投影することと、
周囲光源と前記接眼レンズとの間の相対的場所を決定することと、
前記周囲光源と前記接眼レンズとの間の相対的場所に応じて、前記接眼レンズを通した前記周囲光源から周囲光の減衰率を調節することと
を含む、方法。
（項目２０）
前記相対的場所を決定することは、前記接眼レンズ上の前記周囲光源からの前記周囲光の入射角を決定することを含み、前記減衰率は、前記入射角に基づいて調節される、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
前記減衰率は、より低い入射角における前記減衰率と比較して、前記入射角における前記周囲光の透過率を低減させるように調節される、項目２０に記載の方法。
（項目２２）
前記周囲光を減衰させることは、前記周囲光を偏光させ、偏光された光を提供することと、前記周囲光の入射角の関数として、前記偏光された光の偏光状態を変調させることとを含む、項目１９－２１のいずれか１項に記載の方法。
（項目２３）
前記減衰率は、前記偏光された光の偏光状態の変調率を変動させることによって、変動される、項目２２に記載の方法。
（項目２４）
前記変調率は、前記偏光された光の経路内の複屈折材料の層によって提供される遅延率を変動させることによって、変動される、項目２３に記載の方法。
（項目２５）
前記複屈折材料は、液晶を備える、項目２４に記載の方法。
（項目２６）
前記遅延率は、前記液晶に印加される電場を変動させることによって、変動される、項目２５に記載の方法。
（項目２７）
前記液晶は、ブルー相液晶または垂直に整合された液晶である、項目２６に記載の方法。
（項目２８）
前記周囲光を減衰させることはさらに、前記変調された偏光された光を第２の偏光器を通して指向することを含む、項目２３に記載の方法。
（項目２９）
前記減衰率は、液晶要素を使用して変動される、項目２８に記載の方法。
（項目３０）
前記周囲光源と前記接眼レンズとの間の前記相対的場所を決定することは、周囲光強度を監視することと、前記監視される周囲光強度の変化に基づいて、前記相対的場所を決定することとを含む、項目１９－２９のいずれか１項に記載の方法。
（項目３１）
前記周囲光強度は、前記周囲環境の画像を入手し、前記入手された画像を分析し、前記画像内の前記周囲光源の場所を決定することによって監視される、項目３０に記載の方法。
The details of one or more embodiments are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other features and advantages will be apparent from the description and drawings, and from the claims.
The present invention provides, for example, the following:
(Item 1)
A wearable display system, comprising:
an eyepiece stack having a world side and a user side opposite the world side, wherein during use, a user positioned on the user side views a displayed image delivered by the wearable display system through the eyepiece stack, the eyepiece stack extending the user's field of view of the user's environment;
an adjustable attenuator arranged on a world side of the eyepiece stack, the adjustable attenuator comprising an electro-optical cell arranged between a pair of linear polarizers;
the world-facing camera module;
an electronic processing module in communication with the adjustable attenuator and the camera module, the electronic processing module being programmed to determine information about a relative location of the eyepiece stack with respect to an ambient light source based on an image captured by the camera module, and to vary an attenuation ratio of the adjustable attenuator based on the information about the relative location;
A wearable display system comprising:
(Item 2)
2. The wearable display system of claim 1, wherein the adjustable attenuator reduces the transmittance of visible light incident on the adjustable attenuator within a first range of angles of incidence without significantly reducing the transmittance of light incident on the adjustable attenuator at angles of incidence outside the first range.
(Item 3)
3. The wearable display system of claim 1 or 2, wherein the electro-optical cell comprises a layer of liquid crystal material, and the adjustable attenuator further comprises a voltage source arranged to apply a variable voltage to the liquid crystal material.
(Item 4)
4. The wearable display system of any one of items 1-3, wherein the liquid crystal material is a blue phase liquid crystal material or a vertically aligned liquid crystal material.
(Item 5)
4. The wearable display system of any one of claims 1-3, wherein the adjustable attenuator further comprises at least one layer of birefringent material in addition to the layer of liquid crystal material.
(Item 6)
6. The wearable display system of claim 5, wherein at least one layer of birefringent material comprises a pair of quarter wave plates, the quarter wave plates being disposed on opposite sides of the layer of liquid crystal material.
(Item 7)
7. The wearable display system of claim 6, wherein each of the pair of quarter-wave plates is aligned with a corresponding one of the linear polarizers to form a circular polarizer.
(Item 8)
8. The wearable display system of claim 6 or 7, wherein the at least one layer of birefringent material further comprises a C-plate.
(Item 9)
9. The wearable display system of any one of items 1-8, wherein the pass axes of the two linear polarizers are crossed.
(Item 10)
A wearable display system described in any one of items 1-9, wherein the electro-optical cell rotates the polarization state of light transmitted by a first linear polarizer of the pair of linear polarizers on the world side of the adjustable attenuator.
(Item 11)
Item 11. The wearable display system of item 10, wherein the amount of rotation of the polarization state varies depending on the state of the electro-optical cell and the angle of incidence of light transmitted by the first linear polarizer of the pair of linear polarizers.
(Item 12)
Item 12. The wearable display system of item 11, wherein light transmitted with a large angle of incidence is rotated less than light transmitted with a small angle of incidence.
(Item 13)
13. The wearable display system of any one of claims 1-12, wherein the adjustable attenuator has an area greater than 50 mm x 50 mm.
(Item 14)
The wearable display system of any one of items 1-13, wherein the electro-optical cell is a first electro-optical cell, and the adjustable attenuator further comprises a second electro-optical cell and a third linear polarizer, and the second electro-optical cell is arranged between the pair of linear polarizers and the third linear polarizer.
(Item 15)
Item 15. The wearable display system of item 14, wherein the first and second electro-optical cells each comprise a corresponding layer of liquid crystal material.
(Item 16)
Item 16. The wearable display system of item 15, wherein the adjustable attenuator further comprises one or more layers of birefringent material arranged on opposite sides of the corresponding layer of liquid crystal material.
(Item 17)
17. The wearable display system of any one of items 1-16, wherein the adjustable attenuator comprises two or more stages, each stage comprising an electro-optical cell arranged between a pair of linear polarizers.
(Item 18)
Item 18. The wearable display system of item 17, wherein adjacent stages share a linear polarizer.
(Item 19)
1. A method for displaying an image using a wearable display system, comprising:
directing display light from a display towards a user through an eyepiece to project an image into a field of view of said user;
Determining a relative location between an ambient light source and the eyepiece;
adjusting an attenuation rate of ambient light from the ambient light source through the eyepiece in response to a relative location between the ambient light source and the eyepiece;
A method comprising:
(Item 20)
20. The method of claim 19, wherein determining the relative location includes determining an angle of incidence of the ambient light from the ambient light source on the eyepiece, and the attenuation rate is adjusted based on the angle of incidence.
(Item 21)
21. The method of claim 20, wherein the attenuation rate is adjusted to reduce the transmittance of the ambient light at the angle of incidence compared to the attenuation rate at lower angles of incidence.
(Item 22)
22. The method of any one of claims 19-21, wherein attenuating the ambient light comprises polarizing the ambient light to provide polarized light; and modulating a polarization state of the polarized light as a function of an angle of incidence of the ambient light.
(Item 23)
23. The method of claim 22, wherein the rate of attenuation is varied by varying a rate of modulation of the polarization state of the polarized light.
(Item 24)
24. The method of claim 23, wherein the modulation rate is varied by varying the retardation rate provided by a layer of birefringent material in the path of the polarized light.
(Item 25)
25. The method of claim 24, wherein the birefringent material comprises a liquid crystal.
(Item 26)
26. The method of claim 25, wherein the retardation rate is varied by varying an electric field applied to the liquid crystal.
(Item 27)
27. The method of claim 26, wherein the liquid crystal is a blue phase liquid crystal or a vertically aligned liquid crystal.
(Item 28)
24. The method of claim 23, wherein attenuating the ambient light further comprises directing the modulated polarized light through a second polarizer.
(Item 29)
29. The method of claim 28, wherein the attenuation rate is varied using a liquid crystal element.
(Item 30)
30. The method of any one of items 19-29, wherein determining the relative location between the ambient light source and the eyepiece includes monitoring ambient light intensity and determining the relative location based on changes in the monitored ambient light intensity.
(Item 31)
31. The method of claim 30, wherein the ambient light intensity is monitored by obtaining an image of the surrounding environment, analyzing the obtained image, and determining a location of the ambient light source within the image.
Claims (16)
アイウェアとしてユーザによって装着可能なフレームであって、前記フレームは、接眼レンズスタックを格納し、前記接眼レンズスタックは、世界側と、前記世界側に対向するユーザ側とを有し、使用の間、前記ユーザ側に位置付けられる前記ユーザは、前記ユーザの環境の前記ユーザの視野を拡張させる前記接眼レンズスタックを介して、前記ウェアラブルディスプレイシステムによって送達される表示される画像を視認する、フレームと、
前記接眼レンズスタックの前記世界側に配列される調整可能減衰器であって、前記調整可能減衰器は、第１の電気光学セルと、第１の線形偏光器によって前記第１の電気光学セルから分離される第２の電気光学セルとを備え、前記第１の電気光学セル、前記第２の電気光学セル、および前記第１の線形偏光器は、一対の線形偏光器間に配列される、調整可能減衰器と、
前記フレームに搭載され、前記世界側に面したカメラモジュールと、
前記調整可能減衰器および前記カメラモジュールと通信する電子処理モジュールであって、前記電子処理モジュールは、前記カメラモジュールによって捕捉された画像に基づいて、周囲光源からの光の入射角についての情報を決定し、前記入射角に基づいて、前記調整可能減衰器の減衰率を変動させるようにプログラムされる、電子処理モジュールと
を備え、
前記第１の電気光学セルおよび前記第２の電気光学セルの少なくとも１つの状態に関して、前記調整可能減衰器は、前記調整可能減衰器を通して透過される４６０ｎｍ～６３０ｎｍの波長範囲内の波長を有するすべての光が、５０°未満の入射角に関する法線入射光の透過率と比較して１０％を上回る透過率を有し、かつ、７０°を上回る入射角に関する法線入射光の透過率と比較して１０％未満の透過率を有するように、入射光を減衰させる、ウェアラブルディスプレイシステム。 A wearable display system, comprising:
a frame wearable by a user as eyewear, the frame housing an eyepiece stack, the eyepiece stack having a world side and a user side opposite the world side, wherein during use, the user positioned on the user side views displayed images delivered by the wearable display system through the eyepiece stack which extends the user's field of view of the user's environment ;
an adjustable attenuator arranged on the world side of the eyepiece stack, the adjustable attenuator comprising a first electro-optical cell and a second electro-optical cell separated from the first electro-optical cell by a first linear polarizer, the first electro-optical cell, the second electro-optical cell, and the first linear polarizer being arranged between a pair of linear polarizers ;
a camera module mounted on the frame and facing the world;
an electronic processing module in communication with the adjustable attenuator and the camera module, the electronic processing module being programmed to determine information about an angle of incidence of light from an ambient light source based on an image captured by the camera module, and to vary an attenuation factor of the adjustable attenuator based on the angle of incidence ;
A wearable display system, wherein for at least one state of the first electro-optical cell and the second electro-optical cell, the adjustable attenuator attenuates incident light such that all light having a wavelength within a wavelength range of 460 nm to 630 nm transmitted through the adjustable attenuator has a transmittance greater than 10% compared to the transmittance of normally incident light for angles of incidence less than 50°, and has a transmittance less than 10% compared to the transmittance of normally incident light for angles of incidence greater than 70°.
アイウェアとしてユーザによって装着可能なフレームであって、前記フレームは、接眼レンズスタックを格納し、前記接眼レンズスタックは、世界側と、前記世界側に対向するユーザ側とを有し、使用の間、前記ユーザ側に位置付けられる前記ユーザは、前記ユーザの環境の前記ユーザの視野を拡張させる前記接眼レンズスタックを介して、前記ウェアラブルディスプレイシステムによって送達される表示される画像を視認する、フレームと、
前記接眼レンズスタックの前記世界側に配列される調整可能減衰器であって、前記調整可能減衰器は、一対の線形偏光器間に配列される電気光学セルを備え、前記電気光学セルは、ブルー相液晶材料の層を備える、調整可能減衰器と、
前記フレームに搭載され、前記世界側に面したカメラモジュールと、
前記調整可能減衰器および前記カメラモジュールと通信する電子処理モジュールであって、前記電子処理モジュールは、前記カメラモジュールによって捕捉された画像に基づいて、周囲光源からの光の入射角についての情報を決定し、前記入射角に基づいて、前記調整可能減衰器の減衰率を変動させるようにプログラムされる、電子処理モジュールと
を備え、
前記電気光学セルの少なくとも１つの状態に関して、前記調整可能減衰器は、前記調整可能減衰器を通して透過される４６０ｎｍ～６３０ｎｍの波長範囲内の波長を有するすべての光が、５０°未満の入射角に関する法線入射光の透過率と比較して１０％を上回る透過率を有し、かつ、７０°を上回る入射角に関する法線入射光の透過率と比較して１０％未満の透過率を有するように、入射光を減衰させる、ウェアラブルディスプレイシステム。 A wearable display system, comprising:
a frame wearable by a user as eyewear, the frame housing an eyepiece stack, the eyepiece stack having a world side and a user side opposite the world side, wherein during use, the user positioned on the user side views displayed images delivered by the wearable display system through the eyepiece stack which extends the user's field of view of the user's environment;
an adjustable attenuator arranged on the world side of the eyepiece stack, the adjustable attenuator comprising an electro-optic cell arranged between a pair of linear polarizers, the electro-optic cell comprising a layer of blue phase liquid crystal material; and
a camera module mounted on the frame and facing the world;
an electronic processing module in communication with the adjustable attenuator and the camera module, the electronic processing module being programmed to determine information about an angle of incidence of light from an ambient light source based on an image captured by the camera module, and to vary an attenuation factor of the adjustable attenuator based on the angle of incidence;
Equipped with
A wearable display system, wherein for at least one state of the electro-optical cell, the adjustable attenuator attenuates incident light such that all light having a wavelength within a wavelength range of 460 nm to 630 nm transmitted through the adjustable attenuator has a transmittance greater than 10% compared to the transmittance of normally incident light for angles of incidence less than 50°, and has a transmittance less than 10% compared to the transmittance of normally incident light for angles of incidence greater than 70° .
ディスプレイからのディスプレイ光をユーザに向かって接眼レンズを通して指向し、画像を前記ユーザの視野内に投影することと、
周囲光源と前記接眼レンズとの間の相対的場所を決定することと、
４６０ｎｍ～６３０ｎｍの波長範囲内の波長を有するすべての周囲光が、５０°未満の入射角に関する法線入射光の透過率と比較して１０％を上回る透過率を有し、かつ、７０°を上回る入射角に関する法線入射光の透過率と比較して１０％未満の透過率を有するように、前記周囲光源と前記接眼レンズとの間の相対的場所に応じて、前記接眼レンズを通した前記周囲光源から周囲光の減衰率を調節することであって、前記調節することは、順番に、
前記周囲光を偏光させ、偏光された光を提供することと、
前記偏光された光を第１の量だけ遅延させ、１回遅延された偏光された光を提供することと、
前記１回遅延された偏光された光を偏光させ、２回偏光された光を提供することと、
前記２回偏光された光を遅延させ、２回遅延された偏光された光を提供することと、
前記２回遅延された偏光された光を偏光させ、３回偏光された光を提供することであって、前記３回偏光された光の強度は、前記周囲光に対して減衰されている、ことと
を含む、ことと
を含む、方法。 1. A method for displaying an image using a wearable display system, comprising:
directing display light from a display towards a user through an eyepiece to project an image into a field of view of said user;
Determining a relative location between an ambient light source and the eyepiece;
adjusting an attenuation rate of ambient light from the ambient light source through the eyepiece as a function of a relative location between the ambient light source and the eyepiece such that all ambient light having a wavelength within a wavelength range of 460 nm to 630 nm has a transmission greater than 10% compared to the transmission of normal incidence light for angles of incidence less than 50°, and has a transmission less than 10% compared to the transmission of normal incidence light for angles of incidence greater than 70°, said adjusting being, in turn,
polarizing the ambient light to provide polarized light;
retarding the polarized light by a first amount to provide single retarded polarized light;
polarizing the once retarded polarized light to provide twice polarized light;
retarding the twice polarized light to provide twice retarded polarized light;
polarizing the twice-retarded polarized light to provide thrice-polarized light, the intensity of the thrice-polarized light being attenuated relative to the ambient light;
A method comprising :
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