KR102617849B1 - 웨어러블 헤드-업 디스플레이 내의 아이박스 확장을 위한 시스템, 장치, 및 방법 - Google Patents
웨어러블 헤드-업 디스플레이 내의 아이박스 확장을 위한 시스템, 장치, 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102617849B1 KR102617849B1 KR1020177025953A KR20177025953A KR102617849B1 KR 102617849 B1 KR102617849 B1 KR 102617849B1 KR 1020177025953 A KR1020177025953 A KR 1020177025953A KR 20177025953 A KR20177025953 A KR 20177025953A KR 102617849 B1 KR102617849 B1 KR 102617849B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- optical
- optical signal
- user
- eye
- holographic combiner
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 595
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims abstract description 227
- 210000003128 head Anatomy 0.000 claims description 12
- 230000003362 replicative effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000010076 replication Effects 0.000 abstract description 22
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 16
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 11
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- -1 silver halide compound Chemical class 0.000 description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008921 facial expression Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002207 retinal effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 210000002105 tongue Anatomy 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0081—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for altering, e.g. enlarging, the entrance or exit pupil
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/12—Beam splitting or combining systems operating by refraction only
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
- G03H1/2645—Multiplexing processes, e.g. aperture, shift, or wavefront multiplexing
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
- G03H1/2645—Multiplexing processes, e.g. aperture, shift, or wavefront multiplexing
- G03H1/265—Angle multiplexing; Multichannel holograms
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/16—Constructional details or arrangements
- G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
- G06F1/163—Wearable computers, e.g. on a belt
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
- G06F3/013—Eye tracking input arrangements
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/001—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0112—Head-up displays characterised by optical features comprising device for genereting colour display
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0123—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the field of view
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0123—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the field of view
- G02B2027/0125—Field-of-view increase by wavefront division
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
- G02B2027/0174—Head mounted characterised by optical features holographic
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B2027/0178—Eyeglass type
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
- G03H1/2645—Multiplexing processes, e.g. aperture, shift, or wavefront multiplexing
- G03H2001/266—Wavelength multiplexing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Eyeglasses (AREA)
- Lenses (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
스캐닝 레이저-기반의 웨어러블 헤드-업 디스플레이("WHUD")에서의 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장을 위한 시스템, 장치, 및 방법이 설명된다. 본원에서 설명된 WHUD는 스캐닝 레이저 투사기("SLP"), 홀로그래픽 조합기, 및 그 사이의 광 경로 내에 배치된 광학적 복제기를 각각 포함한다. SLP에 의해서 생성된 각각의 광 신호에 대해서, 광학적 복제기는 광 신호를 수신하고 광 신호의 N>1개의 인스턴스의 각각의 하나를 SLP에 대한 N개의 공간적으로-분리된 가상 위치의 각각의 하나로부터 홀로그래픽 조합기를 향해서 효과적으로 재지향시킨다. 홀로그래픽 조합기는 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 사용자의 눈에 위치되는 N개의 공간적으로-분리된 사출 동공의 각각의 하나에 수렴시킨다. 이러한 방식으로, 사출 동공의 복수의 인스턴스는 눈의 지역에 걸쳐 분포되고, WHUD의 아이박스가 확장된다.
Description
본 시스템, 장치, 및 방법은 일반적으로 스캐닝 레이저-기반 디스플레이 기술에 관한 것이고, 특히 스캐닝 레이저-기반 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 아이박스(eyebox)의 확장에 관한 것이다.
웨어러블 헤드-업 디스플레이
머리-장착형 디스플레이는, 사용자의 머리에 착용되고, 그렇게 착용되었을 때, 사용자의 머리의 위치 또는 배향과 관계 없이, 사용자의 눈 중 적어도 하나의 화각(field of view) 내에 적어도 하나의 전자적 디스플레이를 고정하는 전자 장치이다. 웨어러블 헤드-업 디스플레이는, 디스플레이되는 콘텐츠를 사용자가 볼 수 있게 하나, 또한 사용자의 외부 환경을 사용자가 볼 수 있는 것을 방해하지 않는 머리-장착형 디스플레이이다. 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 "디스플레이" 구성요소는 투명하거나 사용자의 화각의 주변에 위치되며, 그에 따라 디스플레이는 사용자가 그 외부 환경을 볼 수 있는 것을 완전히 차단하지 않는다. 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 예는: 단지 몇 개를 지명하면, Google Glass®, Optinvent Ora®, Epson Moverio®, 및 Sony Glasstron®를 포함한다.
웨어러블 헤드-업 디스플레이의 광학적 성능은 그 디자인에 있어서 중요한 인자이다. 그러나, 웨어러블 헤드-업 디스플레이가 안면-착용형 장치가 될 때, 사용자는 또한 미관에 많은 관심을 갖는다. 이는 안경(선글라스 포함) 프레임 산업의 거대한 규모에 의해서 분명히 강조된다. 그들의 성능 제한과 관계없이, 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 전술한 예 중 많은 것이 소비자 시장에서 견인력을 갖추고자 노력하고 있는데, 이는 적어도 부분적으로 그러한 것이 패션적인 호소력이 부족하기 때문이다. 이제까지 제공된 대부분의 웨어러블 헤드-업 디스플레이는 큰 디스플레이 구성요소를 채용하고, 결과적으로, 이제까지 제공된 대부분의 웨어러블 헤드-업 디스플레이는 통상적인 안경 프레임 보다 상당히 크고 덜 멋스럽다.
웨어러블 헤드-업 디스플레이의 디자인에서의 해결과제는, 충분한 시각적 품질을 가지는 디스플레이 콘텐츠를 여전히 제공하면서도, 안면-착용형 장치의 크기를 최소화하는 것이다. 관련 기술 분야에서, 사용자가 그 외부 환경을 볼 수 있는 능력을 제한하지 않고 사용자에게 고품질의 화상을 제공할 수 있는, 보다 미적으로-호소력을 가지는 디자인의 웨어러블 헤드-업 디스플레이가 요구되고 있다.
아이박스
소총용 망원경 및 웨어러블 헤드-업 디스플레이와 같은 눈에 가까운 광학적 장치에서, 장치에 의해서 제공되는 특정 콘텐츠/표상이 사용자에게 보여질 수 있는 (장치 자체에 대한) 눈의 위치의 범위는 일반적으로 "아이박스"로서 지칭된다. 콘텐츠/표상이 눈의 위치의 하나의 범위 또는 작은 범위로부터만 보여질 수 있는 적용예는 "작은 아이박스"를 가지며, 콘텐츠/표상이 눈의 위치의 보다 넓은 범위로부터 보여질 수 있는 적용예는 "큰 아이박스"를 갖는다. 아이박스는 광학적 장치 근처에 배치된 공간 내의 부피로서 생각될 수 있다. 사용자의 눈(그리고 보다 특히, 사용자의 눈의 동공)이 이러한 부피 내측에 배치되고 장치에 대면될 때, 사용자는 장치에 의해서 제공되는 콘텐츠/표상의 전부를 볼 수 있다. 사용자의 눈이 이러한 부피 외측에 배치될 때, 사용자는 장치에 의해서 제공되는 콘텐츠/표상의 적어도 일부를 볼 수 없다.
아이박스의 기하형태(즉, 크기 및 형상)는, 웨어러블 헤드-업 디스플레이에 대한 사용자의 체험에 크게 영향을 미칠 수 있는 중요한 성질이다. 예를 들어, 사용자가 바로 앞을 바라볼 때 사용자의 동공 상에 중심이 위치되는 작은 아이박스를 웨어러블 헤드-업 디스플레이가 갖는다면, 사용자가 약간 중심을 벗어나게 바라볼 때에도, 예를 들어 약간 좌측, 약간 우측, 약간 위쪽, 또는 약간 아래쪽을 바라볼 때에도, 웨어러블 헤드-업 디스플레이에 의해서 디스플레이되는 일부 또는 모든 콘텐츠가 사용자에게 보이지 않을 수 있다. 또한, 작은 아이박스를 일부 사용자의 동공에 정렬시키도록, 작은 아이박스를 가지는 웨어러블 헤드-업 디스플레이가 디자인된다면, 아이박스는 불가피하게 다른 사용자의 동공에 대해서 오정렬될 것인데, 이는 모든 사용자가 동일한 안면 구조를 가지지 않기 때문이다. 글랜서블(glanceable) 디스플레이(즉, 항상 보이지는 않지만, 사용자가 특정 방향을 바라볼 때에만 보일 수 있는 디스플레이)를 제공하도록 웨어러블 헤드-업 디스플레이가 의도적으로 설계되지 않는 한, 웨어러블 헤드-업 디스플레이가 큰 아이박스를 가지는 것이 일반적으로 유리하다.
큰 아이박스를 가지는 웨어러블 헤드-업 디스플레이를 제공하기 위한 입증된 기술은 일반적으로 더 부피가 큰 광학적 구성요소를 디스플레이에 부가할 것을 필요로 한다. (통상적인 안경 프레임에 비해서) 최소 부피의 웨어러블 헤드-업 디스플레이가 큰 아이박스를 제공할 수 있게 하는 기술은 일반적으로 관련 기술 분야에서 결여되어 있다.
웨어러블 헤드-업 디스플레이는 이하를 포함하는 것으로 요약될 수 있다: 사용 중에 사용자의 머리에 착용되는 지지 구조물; 지지 구조물에 의해서 수반되는 스캐닝 레이저 투사기; 지지 구조물에 의해서 수반되는 홀로그래픽 조합기로서, 지지 구조물이 사용자의 머리에 착용될 때, 사용자의 눈의 화각 내에 배치되는, 홀로그래픽 조합기; 및 지지 구조물에 의해서 수반되고 스캐닝 레이저 투사기와 홀로그래픽 조합기 사이의 광 경로 내에 배치되는 광학적 복제기를 포함하고, 그러한 광학적 복제기는, 스캐닝 레이저 투사기에 의해서 생성된 광 신호를 수신하도록 그리고 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키도록 배열된 적어도 하나의 광학 요소를 포함하고, 여기에서 N은 1 보다 큰 정수이고, 홀로그래픽 조합기는 사용자의 눈을 향해서 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 재지향시키도록 배치되고 배향된 적어도 하나의 홀로그램을 포함한다. 홀로그래픽 조합기의 적어도 하나의 홀로그램은 사용자의 눈의 각각의 영역을 향해서, 모두가 서로 공간적으로 평행한, 광 신호의 N개의 인스턴스를 재지향시킬 수 있다. 광학적 복제기의 적어도 하나의 광학 요소는 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 스캐닝 레이저 투사기의 N개의 공간적으로-분리된 가상 위치의 각각의 하나로부터 홀로그래픽 조합기를 향해서 효과적으로 재지향시키도록 배열될 수 있다.
지지 구조물이 안경 프레임의 일반적인 형상 및 외관을 가질 수 있다. 웨어러블 헤드-업 디스플레이는 처방 안경 렌즈를 더 포함할 수 있고, 홀로그래픽 조합기는 처방 안경 렌즈에 의해서 수반된다.
홀로그래픽 조합기의 적어도 하나의 홀로그램은 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 N개의 사출 동공의 각각의 하나에 수렴시킬 수 있다. 홀로그래픽 조합기는 적어도 N개의 다중화된 홀로그램을 포함할 수 있고, 적어도 N개의 다중화된 홀로그램의 각각의 하나는 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 사용자의 눈에 위치되는 또는 근접하는 N개의 사출 동공 중 각각의 하나에 수렴시킬 수 있다. 스캐닝 레이저 투사기는 적색 레이저 다이오드, 녹색 레이저 다이오드, 및 청색 레이저 다이오드를 포함할 수 있고, 홀로그래픽 조합기는, 적어도 하나의 적색 홀로그램, 적어도 하나의 녹색 홀로그램, 및 적어도 하나의 청색 홀로그램을 포함하는 파장-다중화된 홀로그래픽 조합기를 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 적어도 하나의 적색 홀로그램은 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나의 개별적인 적색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 N개의 사출 동공의 각각의 하나에 수렴시킬 수 있고, 적어도 하나의 녹색 홀로그램은 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나의 개별적인 녹색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 N개의 사출 동공의 각각의 하나에 수렴시킬 수 있으며, 그리고 적어도 하나의 청색 홀로그램은 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나의 개별적인 청색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 N개의 사출 동공의 각각의 하나에 수렴시킬 수 있다. 홀로그래픽 조합기는 파장-다중화된 그리고 각도-다중화된 홀로그래픽 조합기를 포함할 수 있고, 그러한 홀로그래픽 조합기는 적어도 N개의 각도-다중화된 적색 홀로그램, 적어도 N개의 각도-다중화된 녹색 홀로그램, 및 적어도 N개의 각도-다중화된 청색 홀로그램을 포함하고, 적어도 N개의 각도-다중화된 적색 홀로그램의 각각의 하나는 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나의 개별적인 적색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 N개의 사출 동공의 각각의 하나에 수렴시킬 수 있고, 적어도 N개의 각도-다중화된 녹색 홀로그램의 각각의 하나는 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나의 개별적인 녹색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 N개의 사출 동공의 각각의 하나에 수렴시킬 수 있으며, 그리고 적어도 N개의 각도-다중화된 청색 홀로그램의 각각의 하나는 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나의 개별적인 청색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 N개의 사출 동공의 각각의 하나에 수렴시킬 수 있다.
스캐닝 레이저 투사기와 홀로그래픽 조합기 사이의 광 경로는 스캐닝 레이저 투사기의 전체 스캔 범위(θ)를 포함할 수 있고, 광학적 복제기의 적어도 하나의 광학 요소는 스캐닝 레이저 투사기에 의해서 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 모든 광 신호를 수신하도록 그리고 스캐닝 레이저 투사기의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 모든 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키도록 배열될 수 있다.
광 신호는 적어도 2개의 화소를 포함하는 화상을 포함할 수 있고, 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나는 화상의 각각의 인스턴스를 포함할 수 있다. 대안적으로, 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나는 동일한 화상의 상이한 인스턴스 내의 동일한 화소의 각각의 인스턴스를 포함한다.
웨어러블 헤드-업 디스플레이는: 사용자의 눈의 응시 방향을 결정하도록 배치되고 배향된, 지지 구조물에 의해서 수반되는 눈 추적기; 및 지지 구조물에 의해서 수반되고 광학적 복제기와 홀로그래픽 조합기 사이의 적어도 하나의 광 경로 내에 배치되는 적어도 하나의 제어 가능한 셔터를 더 포함할 수 있고, 적어도 하나의 제어 가능한 셔터는 광학적 복제기에 의해서 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향되는 광 신호의 N개의 인스턴스의 적어도 하나를 제외한 모두를 선택적으로 차단하도록 제어될 수 있으며, 적어도 하나의 제어 가능한 셔터에 의해서 차단되지 않는 광 신호의 N개의 인스턴스의 적어도 하나는, 홀로그래픽 조합기에 의해서 재지향될 때, 눈 추적기에 의해서 결정된 사용자의 눈의 응시 방향을 기초로, 사용자의 눈의 동공을 포함하는 사용자의 눈의 영역을 향해서 홀로그래픽 조합기에 의해서 재지향되는 광 신호의 N개의 인스턴스의 적어도 하나에 상응한다.
스캐닝 레이저 투사기, 광학적 복제기, 및 웨어러블 헤드-업 디스플레이가 사용자의 머리에 착용될 때 사용자의 눈의 화각 내에 배치되는 홀로그래픽 조합기를 포함하는 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 동작 방법은 이하를 포함하는 것으로 요약될 수 있다: 스캐닝 레이저 투사기에 의해서 제1 광 신호를 생성하는 단계; 광학적 복제기에 의해서 홀로그래픽 조합기를 향해서 제1 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 재지향시키는 단계(여기에서 N은 1 보다 큰 정수이다); 및 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈을 향해서 재지향시키는 단계. 방법은: 광학적 복제기에 의해서 스캐닝 레이저 투사기로부터 제1 광 신호를 수신하는 단계; 및 제1 광 신호를 광학적 복제기에 의해서 제1 광 신호의 N개의 인스턴스로 복제하는 단계를 더 포함할 수 있다. 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈을 향해서 재지향시키는 단계는 서로 공간적으로 평행한 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈의 각각의 영역을 향해서 재지향시키는 단계를 포함할 수 있다. 제1 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 광학적 복제기에 의해서 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키는 단계는 제1 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 광학적 복제기에 의해서 스캐닝 레이저 투사기에 대한 N개의 공간적으로-분리된 가상 위치의 각각의 하나로부터 홀로그래픽 조합기를 향해서 효과적으로 재지향시키는 단계를 포함할 수 있다.
광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈을 향해서 재지향시키는 단계는 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 포함할 수 있다. 홀로그래픽 조합기는 적어도 2개의 다중화된 홀로그램을 포함할 수 있고, 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계는 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 각각의 다중화된 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 포함할 수 있다.
스캐닝 레이저 투사기는 적색 레이저 다이오드, 녹색 레이저 다이오드, 및 청색 레이저 다이오드를 포함할 수 있고; 스캐닝 레이저 투사기에 의해서 생성된 제1 광 신호는 적색 성분, 녹색 성분, 및 청색 성분을 포함할 수 있으며; 홀로그래픽 조합기는, 적어도 하나의 적색 홀로그램, 적어도 하나의 녹색 홀로그램, 및 적어도 하나의 청색 홀로그램을 포함하는 파장-다중화된 홀로그래픽 조합기를 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 각각의 다중화된 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계는: 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 적색 성분을 적어도 하나의 적색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계; 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 녹색 성분을 적어도 하나의 녹색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계; 및 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 청색 성분을 적어도 하나의 청색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 포함할 수 있다. 홀로그래픽 조합기는 파장-다중화된 그리고 각도-다중화된 홀로그래픽 조합기를 포함할 수 있고, 그러한 홀로그래픽 조합기는 적어도 2개의 각도-다중화된 적색 홀로그램, 적어도 2개의 각도-다중화된 녹색 홀로그램, 및 적어도 2개의 각도-다중화된 청색 홀로그램을 포함한다. 이러한 경우에: 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 적색 성분을 적어도 하나의 적색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계는 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 적색 성분을 각각의 각도-다중화된 적색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 포함할 수 있고; 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 녹색 성분을 적어도 하나의 녹색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계는 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 녹색 성분을 각각의 각도-다중화된 녹색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 포함할 수 있으며, 그리고 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 청색 성분을 적어도 하나의 청색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계는 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 청색 성분을 각각의 각도-다중화된 청색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 포함할 수 있다.
방법은: 스캐닝 레이저 투사기에 의해서 적어도 제2 광 신호를 생성하는 단계; 적어도 제2 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 광학적 복제기에 의해서 홀로그래픽 조합기를 향해 재지향시키는 단계; 및 광학적 복제기로부터 수신된 적어도 제2 광 신호의 각각의 인스턴스를 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
방법은: 스캐닝 레이저 투사기에 의해서 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 광 신호를 생성하는 단계; 광학적 복제기에 의해서 스캐닝 레이저 투사기의 전체 스캔 범위(θ)에 상응하는 광 신호를 수신하는 단계; 스캐닝 레이저 투사기의 전체 스캔 범위(θ)의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 광학적 복제기에 의해서 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키는 단계; 및 광학적 복제기로부터 수신된 스캐닝 레이저 투사기의 전체 스캔 범위(θ)의 각각의 인스턴스를 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
웨어러블 헤드-업 디스플레이는 눈 추적기 및 적어도 하나의 제어 가능한 셔터를 더 포함할 수 있고, 방법은: 눈 추적기에 의해서 사용자의 눈의 응시 방향을 결정하는 단계; 및 적어도 하나의 제어 가능한 셔터에 의해서 광학적 복제기로부터 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향된 광 신호의 N개의 인스턴스의 적어도 하나를 제외한 모두를 선택적으로 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈을 향해서 재지향시키는 단계는, 적어도 하나의 제어 가능한 셔터에 의해서 차단되지 않은 제1 광 신호의 N개의 인스턴스의 적어도 하나에 대해서, 제1 광 신호의 N개의 인스턴스의 적어도 하나를, 눈 추적기에 의해서 결정된 사용자의 눈의 응시 방향을 기초로, 홀로그래픽 조합기에 의해서, 사용자의 눈의 동공을 포함하는 사용자의 눈의 영역을 향해서 재지향시키는 단계를 포함할 수 있다.
제1 광 신호는 적어도 2개의 화소를 포함하는 화상을 포함할 수 있고, 제1 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 광학적 복제기에 의해서 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키는 단계는 동일한 화상의 N개의 각각의 인스턴스를 광학적 복제기에 의해서 홀로그래픽 조합기를 향해 재지향시키는 단계를 포함할 수 있다.
제1 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 광학적 복제기에 의해서 홀로그래픽 조합기를 향해 재지향시키는 단계는 동일한 화상의 상이한 인스턴스 내의 동일한 화소의 N개의 각각의 인스턴스를 광학적 복제기에 의해서 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키는 단계를 포함할 수 있다.
도면에서, 동일한 참조 번호는 유사한 요소 또는 행위를 나타낸다. 도면 내의 요소의 크기 및 상대적인 위치는 반드시 실제 축척으로 도시된 것이 아니다. 예를 들어, 여러 요소의 형상 및 각도가 반드시 실제 축척으로 작성된 것이 아니고, 도면 판독성을 향상시키기 위해서 이러한 요소 중 일부가 임의적으로 확대되고 배치된다. 또한, 도시된 바와 같은 요소의 특별한 형상이 반드시 특별한 요소의 실제 형상과 관련한 임의 정보를 전달하기 위한 것은 아니고, 단지 도면의 용이한 인식을 위해서 선택된 것이다.
도 1은 본 시스템, 장치, 및 방법에 따라 복수의 광학적으로-복제된 사출 동공으로 이루어진 큰 아이박스를 제공하는 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 부분 절개 사시도이다.
도 2a는 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장에 의한 동작에서의 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 설명도이다.
도 2b는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 스캐닝 레이저 투사기의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 대한 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장을 도시한, 도 2a의 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 설명도이다.
도 2c는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 각각의 사출 동공을 향해서 공간적으로 서로 평행하게 투사되는 동일한 디스플레이 콘텐츠의 각각의 인스턴스를 가지는 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장을 보여주는 도 2a 및 도 2b의 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 설명도이다.
도 3a는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 사출 동공 복제 및 제어 가능한 셔터 메커니즘에 의한 아이박스 확장을 도시한 동작시의 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 설명도이다.
도 3b는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 스캐닝 레이저 투사기의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 대한 제어 가능한 셔터의 동작을 보여주는 도 3a의 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 설명도이다.
도 4는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 4개의 공간적으로 분리된 사출 동공을 포함하는 확장된 아이박스를 형성하기 위해서 복제된 광 신호의 4개의 인스턴스를 수렴시키는 2-차원의 예시적인 홀로그래픽 조합기를 보여주는 설명도이다.
도 5는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 예시적인 광학적 복제기를 이용한 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장을 도시한 동작시의 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 설명도이다.
도 6은 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 1은 본 시스템, 장치, 및 방법에 따라 복수의 광학적으로-복제된 사출 동공으로 이루어진 큰 아이박스를 제공하는 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 부분 절개 사시도이다.
도 2a는 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장에 의한 동작에서의 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 설명도이다.
도 2b는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 스캐닝 레이저 투사기의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 대한 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장을 도시한, 도 2a의 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 설명도이다.
도 2c는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 각각의 사출 동공을 향해서 공간적으로 서로 평행하게 투사되는 동일한 디스플레이 콘텐츠의 각각의 인스턴스를 가지는 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장을 보여주는 도 2a 및 도 2b의 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 설명도이다.
도 3a는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 사출 동공 복제 및 제어 가능한 셔터 메커니즘에 의한 아이박스 확장을 도시한 동작시의 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 설명도이다.
도 3b는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 스캐닝 레이저 투사기의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 대한 제어 가능한 셔터의 동작을 보여주는 도 3a의 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 설명도이다.
도 4는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 4개의 공간적으로 분리된 사출 동공을 포함하는 확장된 아이박스를 형성하기 위해서 복제된 광 신호의 4개의 인스턴스를 수렴시키는 2-차원의 예시적인 홀로그래픽 조합기를 보여주는 설명도이다.
도 5는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 예시적인 광학적 복제기를 이용한 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장을 도시한 동작시의 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 설명도이다.
도 6은 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
이하의 설명에서, 특정의 구체적인 상세 내용은 여러 개시된 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해서 기술된 것이다. 그러나, 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 실시예가 구체적인 상세 부분 중 하나 이상이 없이, 또는 다른 방법, 구성요소, 또는 재료 등과 함께 실시될 수 있는 것을 이해할 것이다. 다른 경우에, 실시예의 설명을 불필요하게 불명료하게 하지 않기 위해서, 휴대용 전자 기기 및 머리-착용 장치와 관련된 주지의 구조를 구체적으로 도시 또는 설명하지 않는다.
문맥에서 달리 요구하지 않는 한, 이하의 명세서 및 청구항 전반에 걸쳐, "포함한다"라는 단어 및 "포함하고" 및 "포함하는"과 같은 그 변형은, 개방형의 포괄된 의미로, 즉 "포함하나, 그러한 것으로 제한되지 않는" 의미로 해석된다.
본 명세서 전반에 걸쳐 "일 실시예" 또는 "실시예"라는 언급은, 특별한 특징, 구조, 또는 특성이 임의의 적합한 방식으로 하나 이상의 실시예에 조합될 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서 및 첨부된 청구항에서 사용된 바와 같이, 기재 내용에서 달리 명백하게 기술하지 않는 한, 단수 형태("a", "an", 및 "the")가 복수의 대상을 포함한다. 기재 내용에서 달리 명백하게 기술하지 않는 한, "또는"이라는 용어가 일반적으로 그 가장 넓은 의미로 이용된다는 것, 즉 "및/또는"을 의미하는 것을 또한 주목하여야 할 것이다.
본원에서 제공된 개시 내용의 표제 및 요약서는 단지 편의를 위한 것이고 실시예의 범위 또는 의미로 해석되지 않는다.
본원에서 설명된 여러 실시예는 스케닝 레이저-기반의 웨어러블 헤드-업 디스플레이("WHUD")에서의 아이박스 확장을 위한 시스템, 장치, 및 방법을 제공한다. 일반적으로, 스캐닝 레이저-기반의 WHUD는, 스캐닝 레이저 투사기("SLP")가 사용자의 눈 상으로 래스터 스캔을 그리는 가상 망막 디스플레이의 형태이다. 임의의 추가적인 수단이 없을 때, SLP는 디스플레이의 사출 동공으로 지칭되는 고정된 지역 위로 광을 투사한다. 사용자가 디스플레이되는 콘텐츠를 볼 수 있게 하기 위해서, 사출 동공은 전형적으로 사용자의 눈의 진입 동공과 정렬되거나, 그에 의해서 둘러싸이거나, 그와 중첩될 것을 요구한다. 디스플레이의 사출 동공이 눈의 진입 동공 내에 완전히 포함될 때, SLP의 완전한 스캔 범위(즉, 디스플레이의 완전한 해상도 및/또는 화각)이 사용자에게 보여질 수 있다. 이러한 이유로, 스캐닝 레이저-기반의 WHUD는, 전형적으로, 사용자의 눈의 진입 동공의 예상 크기와 같거나 그 보다 작은(예를 들어, 약 4mm 직경과 같거나 그 미만인) 비교적 작은 사출 동공을 이용한다.
스캐닝 레이저-기반의 WHUD의 아이박스는 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 디스플레이의 사출 동공의 기하형태에 의해서 형성된다. 최대 디스플레이 해상도 및 화각을 성취하기 위해서 작은 사출 동공을 이용하는 스캐닝 레이저-기반의 WHUD는 비교적 작은 아이박스를 갖는다는 단점을 전형적으로 갖는다. 예를 들어, 사용자가 바로 앞을 바라볼 때 눈의 동공이 "아이박스 내에" 위치되도록 사출 동공이 사용자의 눈의 중심과 정렬될 수 있으나, 사용자가 중심을 벗어난 임의의 곳을 바라보는 경우 및 바라볼 때 눈의 동공은 아이박스를 순식간에 벗어날 수 있다. 사출 동공의 크기를 증가시키는 것에 의해서 더 큰 아이박스가 성취될 수 있으나, 이는 전형적으로 디스플레이 해상도 및/또는 화각의 감소라는 희생을 초래한다. 본 시스템, 장치, 및 방법에 따라서, 스캐닝 레이저-기반의 WHUD의 아이박스는 비교적 작은 사출 동공을 광학적으로 복제하는 것 그리고, 사용자의 눈의 자체의 단일 사출 동공의 지역에 비해서, 사용자의 눈의 비교적 큰 지역에 걸쳐 사출 동공의 복수의 카피 또는 인스턴스를 공간적으로 분배하는 것에 의해서 확장될 수 있다. 이러한 방식으로, (사출 동공의 전체에서 하나의 인스턴스로서 또는 복수의 인스턴스의 각각의 부분의 조합으로서) 디스플레이 사출 동공의 적어도 하나의 완전한 인스턴스는 사용자의 바라보는 방향의 범위에 상응하는 눈의 위치의 범위의 각각에 대한 눈의 동공의 경계부 내에 포함될 수 있다. 다시 말해서, 본 시스템, 장치, 및 방법은 스캐닝 레이저-기반의 WHUD 내의 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장을 설명한다.
이러한 명세서 및 첨부된 청구항 전반에 걸쳐서, "복제"라는 용어는 실질적으로 동일한 것(예를 들어, 사출 동공)의 복수의 인스턴스가 생성되는 상황을 일반적으로 지칭하기 위해서 (예를 들어, "사출 동공 복제"의 문맥에서) 사용된다. "사출 동공 복제"라는 용어는 일반적으로, 사출 동공의 순차적인 (예를 들어, 일시적으로 직렬인 또는 "반복되는")인스턴스들을 생성하는 접근방식뿐만 아니라 사출 동공의 동시적인 (예를 들어, 일시적으로 병렬인)인스턴스들을 생성하는 접근방식을 포함하도록 의도된 것이다.
도 1은 본 시스템, 장치, 및 방법에 따라 복수의 광학적으로-복제된 사출 동공으로 이루어진 큰 아이박스를 제공하는 WHUD(100)의 부분 절개 사시도이다. WHUD(100)는 지지 구조물(110)을 포함하고, 그러한 지지 구조물(110)은 사용시에 사용자의 머리에 착용되고 안경(예를 들어, 선글라스) 프레임의 일반적인 형상 및 외관을 갖는다. 지지 구조물(110)은: SLP(120), 홀로그래픽 조합기(130), 및 광학적 복제기(150)를 포함하는 복수의 구성요소를 수반한다. SLP(120) 및 광학적 복제기(150)의 부분이 지지 구조물(110)의 내부 부피 내에 포함될 수 있으나; 도 1은, 은폐될 수 있는 SLP(120) 및 광학적 복제기(150)의 부분이 보여질 수 있게 하기 위해서 지지 구조물(110)의 영역을 제거한 부분-절개도를 제공한다.
본 명세서 및 첨부된 청구항 전반에 걸쳐서, "수반한다" 및 "~에 의해서 수반되는"과 같은 그 변형은 일반적으로 2개의 물체들 사이의 물리적 커플링을 지칭하기 위해서 사용된다. 물리적 커플링은 직접적인 물리적 커플링(즉, 2개의 물체들 사이의 직접적인 물리적 접촉) 또는 하나 이상의 부가적인 물체를 매개로 할 수 있는 간접적인 물리적 커플링일 수 있다. 그에 따라, "수반한다" 및 "~에 의해서 수반되는"과 같은 그 변형은 일반적으로, 비제한적으로: 임의 수의 중간의 물리적 물체를 사이에 가지거나 가지지 않고, '~ 상에서 수반되는', '~ 내에서 수반되는', '~에 물리적으로 커플링되는', 및/또는 '~에 의해서 지지되는'을 포함하는, 모든 방식의 직접적 및 간접적 물리적 커플링을 포함하는 것을 의미한다.
SLP(120)는 복수의 레이저 다이오드(예를 들어, 적색 레이저 다이오드, 녹색 레이저 다이오드, 및/또는 청색 레이저 다이오드) 및 적어도 하나의 스캔 거울(예를 들어, 예를 들어 MEMS-기반 또는 압력-기반일 수 있는, 단일의 2-차원적 스캔 거울 또는 2개의 1-차원적 스캔 거울)을 포함할 수 있다. SLP(120)는 프로세서 및 프로세서-실행 가능 데이터 및/또는 명령어를 저장하는 비-일시적 프로세서-판독 가능 저장 매체 또는 메모리에 통신적으로 커플링될 수 있고(그리고 지지 구조물(110)이 그러한 프로세서 및 저장 매체 또는 메모리를 추가적으로 반송할 수 있고), 그러한 데이터 및/또는 명령어는, 프로세서에 의해서 실행될 때, 프로세서가 SLP(120)의 동작을 제어하게 한다. 용이한 설명을 위해서, 도 1은 프로세서 또는 메모리를 표시하지 않는다.
홀로그래픽 조합기(130)는, 지지 구조물(110)이 사용자의 머리에 착용되었을 때, 사용자의 적어도 하나의 눈의 화각 내에 배치된다. 홀로그래픽 조합기(130)는, 사용자의 환경으로부터의 광(즉, "환경적 광")이 사용자의 눈으로 전달될 수 있게 할 정도로 충분히 광학적으로 투명하다. 도 1의 예시된 예에서, 지지 구조물(110)은 투명한 안경 렌즈(140)(예를 들어, 처방 안경 렌즈)를 더 수반하고, 홀로그래픽 조합기(130)는, 안경 렌즈(140)에 접착되거나, 부착되거나, 적층되거나, 내부에 또는 상부에 수반되거나, 달리 통합되는 홀로그래픽 재료의 적어도 하나의 층을 포함한다. 홀로그래픽 재료의 적어도 하나의 층은 Bayer MaterialScience AG로부터 입수할 수 있는 Bayfol®HX와 같은 광중합체 막 또는 할로겐화 은 화합물을 포함할 수 있고, 예를 들어, 미국 가특허출원 제62/214,600호에서 설명된 임의의 기술을 이용하여 투명 렌즈(140)와 통합될 수 있다. 홀로그래픽 조합기(130)는 홀로그래픽 재료의 적어도 하나의 층 상에서 또는 내에서 적어도 하나의 홀로그램을 포함한다. 지지 구조물(110)이 사용자의 머리 상에 착용될 때 사용자의 눈의 화각 내에 배치되는 홀로그래픽 조합기(130)에서, 홀로그래픽 조합기(130)의 적어도 하나의 홀로그램은 SLP(120)로부터 기원하는 광을 사용자의 눈을 향해서 재지향시키도록 배치되고 배향된다. 특히, SLP(120)로부터 기원하는 광 신호를 수신하고 그러한 광 신호를 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 적어도 하나의 사출 동공에 수렴시키도록, 적어도 하나의 홀로그램이 배치되고 배향된다.
광학적 복제기(150)는 SLP(120)와 홀로그래픽 조합기(130) 사이의 광 경로 내에 배치된다. 광학적 복제기(150)는, SLP(120)에 의해서 생성되고 출력된 광 신호를 수신하도록, 광 신호의 복수의(예를 들어, N개, 여기에서 N은 1 보다 큰 정수이다) 카피 또는 인스턴스를 생성하도록, 그리고 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 홀로그래픽 조합기(130)를 향해서 재지향시키도록 배열된, 적어도 하나의 광학 요소(예를 들어, 적어도 하나의 렌즈, 반사부, 부분적 반사부, 프리즘, 회절기, 회절 격자, 거울, 또는 다른 광학 요소, 또는 적어도 하나의 그 구성, 조합 및/또는 배열)를 포함한다. 유리하게, 광학적 복제기(150)는, 전력을 소비하지 않거나 어떠한 이동 부분도 가지지 않고, SLP(120)에 의해서 생성된 광 신호를 입력으로서 수신하고 그 광 신호의 N개의 복제된 인스턴스를 출력으로서 제공하는, 정적 및 비활동적 구성요소일 수 있고, 광 신호의 N개의 복제된 인스턴스는 일시적으로 실질적으로 서로 팽행하고, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 서로 공간적으로 분리되며, 그에 따라 N개의 인스턴스의 각각의 하나는, SLP(120)에 대한 실제 위치로부터 기원하는 것으로 보이는 것에 대조적으로, SLP(120)에 대한 N개의 상이한 공간적으로-분리된 "가상 위치"의 각각의 하나로부터 기원하는 것으로 보인다(즉, "효과적으로" 기원한다).
본 명세서 및 첨부된 청구항 전반에 걸쳐, "SLP에 대한 N개의 공간적으로-분리된 가상 위치"와 같은 하나 이상의 "가상 위치(들)"에 대해 종종 언급된다. 물체의 "실제 위치"는 실제의 3차원적 공간 내의 그 실제적 위치이다. 물체의 "가상 위치"는, 물체의 실제 위치가 다른 곳에 있을 수 있더라도, 시스템의 광학기기가 광이 물체로부터의 효과적으로 기원하도록 하는 실제 공간 내의 위치이다. 다시 말해서, 시스템의 광학기기는, 시스템의 광학기기가 역추적 중에 무시되는 경우에, 광이 물체로부터, 공간 내의 그러한 물체의 "실제 위치"로부터 공간적으로-분리된 공간 내의 "가상 위치"까지 역추적할 수 있는 광 경로를 따르게 한다. 단순한 예로서, 평면형 거울 전방의 물체는 평면형 거울의 다른 측면 상에서 "가상 위치"를 갖는다. "가상 위치"는 광 경로 내의 하나 이상의 개재된 광학 요소(들)의 결과일 수 있다. 하나 이상의 광학 요소(들)가 광 신호를 SLP로부터 재지향시킬 때, SLP에 대한 가상 위치는, 어떠한 개재되는 광학기기도 없는 동일한 궤적을 가지는 광 신호를 제공하기 위해서 SLP가 위치될 필요가 있는 실제 공간 내의 위치를 지칭한다. 시스템의 광학기기는, 그러한 광학기기가 시스템 내에 없는 경우에 다른 기원 지점에 상응할 수 있는 궤적을 광 신호가 따르게 한다. 광 신호는 SLP에 대한 상이한, 또는 "가상의" 위치로부터 "효과적으로" 기원된 것으로 보인다.
도 2a는 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장을 보여주는 동작에서의 WHUD(200)의 설명도이다. WHUD(200)는 도 1의 WHUD(100)와 실질적으로 유사할 수 있으나, 복잡함을 방지하기 위해서 지지 구조물(예를 들어, 지지 구조물(110))을 도 2a에 도시하지 않았다. WHUD(100)에서와 같이, WHUD(200)는 (RGB 레이저 모듈(221) 및 적어도 하나의 MEMS-기반의 스캔 거울(222)을 포함하는) SLP(220), 안경 렌즈(240)에 의해서 수반되는 홀로그래픽 조합기(230), 및 광학적 복제기(250)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 홀로그래픽 조합기(230) 및 안경 렌즈(240)의 조합은, 환경의 광(295)이 사용자의 눈(290)을 통과하게 할 수 있을 정도로 충분히 투명하다.
SLP(220)는 홀로그래픽 조합기(230)에 대한 제1 위치(260)(즉, "실제" 위치)에 위치되고 제1 광 신호(270)를 생성하는 것(예를 들어, 투사하는 것)으로 도시되어 있다. 광학적 복제기(250)가 SLP(220)로부터 홀로그래픽 조합기(230)까지의 경로 내에서 광 신호(270)를 가로막도록(예를 들어, 수신하도록), 광학적 복제기(250)는 SLP(220)와 홀로그래픽 조합기(230) 사이의 광 경로 내에 배치된다. 전술한 바와 같이, 광학적 복제기(250)는, 광 신호(270)를 SLP(220)로부터 수신하도록 그리고 광 신호(270)의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 재지향시키도록 배열된 적어도 하나의 광학 요소(예를 들어, 적어도 하나의 렌즈, 반사부, 부분적 반사부, 프리즘, 회절기, 회절 격자, 거울, 또는 다른 광학 요소, 또는 적어도 하나의 그 구성, 조합 및/또는 배열)를 포함한다. 도 2a의 예시적인 예에서, 광학적 복제기(250)는 광 신호(270)의 4개(즉, N = 4)의 인스턴스: 긴 쇄선을 가지는 선에 의해서 표시된 광 신호(270)의 인스턴스(271), 실선에 의해서 표시된 광 신호(270)의 인스턴스(272), 점선에 의해서 표시된 광 신호(270)의 인스턴스(273), 및 교번적인 긴 쇄선 및 짧은 쇄선을 가지는 선에 의해서 표시된 광 신호(270)의 인스턴스(274)를 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 재지향시킨다. 광 신호(270)의 4개(즉, N=4)의 인스턴스는 도 2a에서 단지 예시적인 목적을 위한 예로서 이용된 것이다. 대안적인 구현예에서, 광 신호(270)의 임의 수의 인스턴스는 본 시스템, 장치 및 방법에 따른 광학적 복제기에 의해서 생성될 수 있다(예를 들어, N은 특정 구현예에 따라서 1 보다 큰 임의의 정수일 수 있다).
SLP(220)는 실제 공간 내의 제1 실제 위치(260)에서 홀로그래픽 조합기(230)에 대해서 배치된다. 광학적 복제기(250)(예를 들어, 그 적어도 하나의 광학 요소)는 광 신호(270)의 N = 4개의 인스턴스(271, 272, 273, 및 274)의 각각의 하나를 SLP(220)에 대한 N = 4개의 공간적으로-분리된 가상 위치(261, 262, 263, 및 264)의 각각의 하나로부터 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 효과적으로 재지향시키도록 배열된다. 구체적으로, 광학적 복제기는 광 신호(270)의 제1 인스턴스(271)를 SLP(220)에 대한 제1 가상 위치(261)로부터 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 효과적으로, 광 신호(270)의 제2 인스턴스(272)를 SLP(220)에 대한 제2 가상 위치(262)로부터 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 효과적으로, 광 신호(270)의 제3 인스턴스(273)를 SLP(220)에 대한 제3 가상 위치(263)로부터 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 효과적으로, 그리고 광 신호(270)의 제4 인스턴스(274)를 SLP(220)에 대한 제4 가상 위치(264)로부터 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 효과적으로 재지향시킨다(예를 들어, 재지향시키도록 배열된다). 광학적 복제기(250)에 의해서 효과적으로 구축된 SLP(220)에 대한 N = 4개의 가상 위치(261, 262, 263, 및 264)의 각각의 개별적인 하나는 SLP(220)에 대한 N = 4개의 가상 위치(261, 262, 263, 및 264) 중 다른 하나로부터 공간적으로-분리되고, 그에 따라 광 신호(270)의 각각의 개별적인 인스턴스(271, 272, 273, 및 274)는 공간 내의 상이한 위치로부터 홀로그래픽 조합기(230)에 효과적으로 충돌한다. 유리하게, SLP(220)에 대한 N = 4개의 가상 위치(261, 262, 263, 및 264)의 각각은 SLP(220)의 각각의 위치 및 배향에 상응할 수 있다. 다시 말해서, SLP(220)에 대한 N = 4개의 가상 위치(261, 262, 263, 및 264)의 다른 하나에 대해서, 가상 위치(261, 262, 263, 및 264)의 각각의 하나는 SLP(220)의 각각의 변위 및 회전에 상응할 수 있다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명한 바와 같이, 도 2a의 SLP(220)에 대한 N = 4개의 가상 위치(261, 262, 263, 및 264)의 각각을 연결하는 선이 곡선일 수 있는 WHUD(200)의 경우에 그러하다.
광 신호(270)의 N = 4개의 인스턴스(271, 272, 273, 및 274)의 각각의 하나는 광학적 복제기(250)에 의해서 출력되고 홀로그래픽 조합기(230)에 의해서 수신된다. 전술한 바와 같이, 홀로그래픽 조합기(230)는 광 신호(270)의 N = 4개의 인스턴스(271, 272, 273, 및 274)의 각각의 하나를 사용자의 눈(290)을 향해서 재지향시키도록 동작되는(예를 들어, 설계되는, 만들어지는, 인코딩되는, 기록되는, 및/또는 일반적으로 배치 및 배향되는) 적어도 하나의 홀로그램을 포함한다. 유리하게, 홀로그래픽 조합기(230)의 적어도 하나의 홀로그램은 광 신호(270)의 N = 4개의 인스턴스(271, 272, 273, 및 274)의 각각의 하나를 사용자의 눈(290)에 위치되는 또는 그에 근접한 N = 4개의 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 각각의 하나에 수렴시킬 수 있다. 구체적으로: 광학적 복제기(250)는 광 신호(270)의 제1 인스턴스(271)를 SLP(220)에 대한 제1 가상 위치(261)로부터 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 효과적으로 지향시키고 홀로그래픽 조합기(230)는 광 신호(270)의 제1 인스턴스(271)를 눈(290)에 위치되는 또는 그에 근접한 제1 사출 동공(281)에 수렴시키고; 광학적 복제기(250)는 광 신호(270)의 제2 인스턴스(272)를 SLP(220)에 대한 제2 가상 위치(262)로부터 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 효과적으로 지향시키고 홀로그래픽 조합기(230)는 광 신호(270)의 제2 인스턴스(272)를 눈(290)에 위치되는 또는 그에 근접한 제2 사출 동공(282)에 수렴시키며; 광학적 복제기(250)는 광 신호(270)의 제3 인스턴스(273)를 SLP(220)에 대한 제3 가상 위치(263)로부터 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 효과적으로 지향시키고 홀로그래픽 조합기(230)는 광 신호(270)의 제3 인스턴스(273)를 눈(290)에 위치되는 또는 그에 근접한 제3 사출 동공(283)에 수렴시키고; 그리고 광학적 복제기(250)는 광 신호(270)의 제4 인스턴스(274)를 SLP(220)에 대한 제4 가상 위치(264)로부터 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 효과적으로 지향시키고 홀로그래픽 조합기(230)는 광 신호(270)의 제4 인스턴스(274)를 눈(290)에 위치되는 또는 그에 근접한 제4 사출 동공(284)에 수렴시킨다. WHUD(200)의 아이박스(280)는, 사출 동공(281,282, 282, 284, 및/또는 284)의 적어도 하나가 눈(290)의 동공과 정렬되고 및/또는 눈의 동공에 충돌되는, 눈(290)에 대한 동공 위치(또는 응시 방향)의 전체 범위에 의해서 주어진다. 광학적 복제기(250)가 없이, 광 신호(270)의 하나의 인스턴스(예를 들어, 제2 인스턴스(272))가 단일 사출 동공에서(예를 들어, 제2 사출 동공(282)에서) 눈(290)에 충돌할 것이고, 그에 따라 비교적 작은 아이박스를 제공할 수 있다. 그러한 구성에서, 눈(290)의 동공이 하나의 사출 동공(예를 들어, 제2 사출 동공(282))으로부터 멀리 이동되게 하는 방향으로 사용자가 응시하는 경우에 그리고 그렇게 응시할 때, 디스플레이되는 콘텐츠가 사용자의 시점으로부터 사라질 수 있다. 본 시스템, 장치 및 방법에 따라, 광학적 복제기(250)는 광 신호(270)를 복제하여 광 신호(270)의 N = 4개의(여기에서 4는 예시적인 예이다) 인스턴스(271, 272, 273, 및 274)를 생성하고, 이러한 4개의 인스턴스(271, 272, 273, 및 274)의 각각이 SLP(220)에 대한 상이한 각각의 공간적으로-분리된 가상 위치(261, 262, 263, 및 264)로부터 효과적으로 기원하기 때문에, 홀로그래픽 조합기(230)는 이러한 4개의 인스턴스(271, 272, 273, 및 274)의 각각을 눈(290)에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 공간적으로-분리된 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)에 수렴시킨다. 공간적으로-분리된 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)은, 자체의 (사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 임의의 하나와 동일한 크기의) 단일 사출 동공 보다 더 넓은 동공 위치(예를 들어, 응시 방향)의 범위를 커버하는 눈(290)의 지역에 걸쳐 분포된다. 그에 따라, 아이박스(280)는 WHUD(200) 내의 사출 동공 복제에 의해서 확장된다.
일반적으로, 도 2a에 도시된 제1 광 신호(270)는, 비제한적으로: 하나의 광 신호, 화상의 하나의 화소, 화상의 복수의 화소, 또는 적어도 2개의 화소를 포함하는 화상 자체를 포함하는, 다양한 상이한 형태들을 구현할 수 있다. 제1 광 신호(270)가 (예를 들어, 적어도 2개의 화소를 포함하는) 화상에 상응할 때, 광학적 복제기(250)에 의해서 생성된 제1 광 신호(270)의 N = 4개의 인스턴스(271, 272, 273, 및 274)의 각각의 하나가 동일한 화상의 각각의 인스턴스를 포함할 수 있다. 제1 광 신호(270)가 화상의 하나 이상의 화소(들)에 상응할 때, 제1 광 신호(270)의 N = 4개의 인스턴스(271, 272, 273, 및 274)의 각각의 하나는 동일한 화상의 상이한 인스턴스 내의 동일한 하나 이상의 화소(들)의 각각의 인스턴스를 포함할 수 있다.
도 2b는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 대한 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장을 도시한, 도 2a의 WHUD(200)의 설명도이다. 도 2b는 도 2a의 동일한 WHUD(200)의 상이한 동작 스테이지를 도시한다. 도 2a의 동일한 요소 중 많은 요소가 또한 도 2b에 포함되나, 이하의 도 2b에 관한 설명에 특별한 이러한 요소 만이 도 2b에서 표시되었다.
도 2b에 도시된 WHUD(200)의 동작에서, SLP(220)는 그 전체 스캔 범위(θ)를 통해서 스윕한다. 본 명세서 및 첨부된 청구항 전반에 걸쳐, SLP의 "전체 스캔 범위"는, 정상적인 사용 중에 광 신호를 투사하기 위해서 SLP가 동작되는 전체 각도 및/또는 방향 범위를 지칭하고 일반적으로 SLP(220) 내의 적어도 하나의 스캔 거울(222)의 이동 범위에 의해서 결정된다. 본원에서 설명된 SLP는 일반적으로 래스터 스캔을 그리도록 동작되고, "총 스캔 범위"는, SLP가 그리기 위해서 동작되는 전체 래스터 스캔의 외부 경계부를 일반적으로 포함한다. 이는, 예를 들어, 2개의 직교적인 차원으로 스캔하도록 동작되는 단일 스캔 거울 또는 2개의 직교적인 차원의 각각의 하나 내에서 스캔하도록 각각 동작되는 2개의 별개의 스캔 거울을 이용하는, SLP에 의해서 달성될 수 있다. 예시적인 SLP는 제1 치수(예를 들어, 수평 치수) 내의 제1 스캔 범위 및 제2 치수(예를 들어, 수직 치수) 내의 제2 스캔 범위를 포함하는 총 스캔 범위(θ)를 가질 수 있다. 제1 및 제2 스캔 범위는 각각 0°내지 180°일 수 있으나, 사실상 그 각각이 10°내지 60°와 같이 더 좁은 범위 이내일 수 있다. 제1 및 제2 치수 내의 상대적인 스캔 범위들은 WHUD의 종횡비에 영향을 미친다.
WHUD(200)의 광학적 복제기(250)는, SLP(220)의 총 스캔 범위(θ)에 대해서, SLP(220)와 홀로그래픽 조합기(230) 사이의 광 경로 내에(예를 들어, 모든 광 경로 내에) 배치된다. 광학적 복제기(250)의 적어도 하나의 광학 요소는 SLP(220)에 의한 전체 스캔 범위(θ)의 스윕 중에 SLP(220)에 의해서 생성된 광 신호의 전부를 수신하도록(예를 들어, 하나의 광학 요소가 광 신호의 전부를 수신하도록 또는 복수의 광학 요소가 광 신호의 전부를 수신하도록, 또는 각각의 광 신호가 복수의 광학 요소의 적어도 하나에 의해서 수신되게 복수의 광학 요소가 배열될 수 있도록) 그리고 광 신호 전부의 N개(예를 들어, 도시된 예에서 N = 4개)의 인스턴스의 각각의 하나를 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 재지향시키도록 배열된다. 다시 말해서, 도 2a에 도시된 WHUD(200)의 예시적인 동작에서, 제1 광 신호(270)가 광학적 복제기(250)에 의해서 제1 광 신호(270)의 4개의 인스턴스(271, 272, 273, 및 274)로서 복제되는 방식과 유사한 방식으로, 도 2b는, SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 제1 스윕에 상응하는 모든 광 신호가 광학적 복제기(250)에 의해서 SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 모든 광 신호의 4개의 인스턴스로서 복제되는, WHUD(200)의 예시적인 동작을 도시한다. 복잡성을 방지하기 위해서 전체 스캔 범위(θ)에 상응하는 모든 광 신호의 4개의 인스턴스를 도 2b에 표시하지 않았으나, 도 2a의 제1 광 신호(270)의 상이한 인스턴스(271, 272, 273, 및 274) 사이의 구분을 위해서 사용된 것과 동일한 구분 가능한 선을 이용하여 도시하였다. 즉, (긴 쇄선을 가지는 선으로 표시된) 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 모든 광 신호의 제1 인스턴스는 SLP(220)에 대한 제1 가상 위치(261)로부터 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 광학적 복제기(250)에 의해서 재지향되고, (실선으로 표시된) 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 모든 광 신호의 제2 인스턴스는 SLP(220)에 대한 제2 가상 위치(262)로부터 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 광학적 복제기(250)에 의해서 재지향되며, (점선으로 표시된) 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 모든 광 신호의 제3 인스턴스는 SLP(220)에 대한 제3 가상 위치(263)로부터 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 광학적 복제기(250)에 의해서 재지향되고, 그리고 (교번적인 긴 쇄선 및 짧은 쇄선을 가지는 선으로 표시된) 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 모든 광 신호의 제4 인스턴스는 SLP(220)에 대한 제4 가상 위치(264)로부터 홀로그래픽 조합기(230)를 향해서 광학적 복제기(250)에 의해서 재지향된다. 홀로그래픽 조합기(230)의 적어도 하나의 홀로그램은 SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 모든 광 신호의 N = 4개의 인스턴스를 수신하고 SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 모든 광 신호의 각각의 개별적인 인스턴스를 눈(290)에 위치되는 또는 그에 근접한 N = 4개의 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 각각의 하나에 수렴시킨다.
도 2a에서, 제1 광 신호(270)의 N = 4개의 인스턴스(271, 272, 273, 및 274) 모두가 홀로그래픽 조합기(230)의 동일한 영역에서 또는 대략적으로 동일한 영역 상으로 입사되는 것으로 도시되어 있다. 유사하게, 도 2b에서, SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 모든 광 신호의 N = 4개의 인스턴스 모두는 홀로그래픽 조합기(230)의 동일한 완전-중첩 지역에 걸쳐 입사되는 것으로 도시되어 있다. 양자의 경우에, 이러한 구성은 예시적인 것이고, 실제로 특정 구현예에 따라 대안적인 구성이 바람직할 수 있다. 일반적으로, SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 모든 광 신호의 각각의 인스턴스가 홀로그래픽 조합기(230)의 각각의 영역 또는 지역 상으로 입사될 수 있고(그리고 그에 의해서 수신될 수 있고), 홀로그래픽 조합기(230)의 이러한 각각의 지역은 완전히 중첩될 수 있거나 그렇지 않을 수 있다(예를 들어, 그러한 지역들이 부분적으로 중첩되거나 분리된, 비-중첩 지역들에 상응할 수 있다).
스캐닝 레이저-기반의 WHUD(100) 및/또는 스캐닝 레이저-기반의 WHUD(200)와 같은 가상 망막 디스플레이에서, 사용자의 눈의 외측에 형성된 "화상"이 없을 수 있다. 전형적으로, 투사된 화상을 제3자가 볼 수 있는 마이크로디스플레이 또는 투사 스크린 또는 다른 장소가 존재하지 않고; 오히려, 화상은 사용자의 눈 내에 완전히 형성될 수 있다. 이러한 이유로, 눈이 화상을 형성하는 방식을 수용하도록, 스캐닝 레이저-기반의 WHUD가 설계되는 것이 유리할 수 있다.
눈으로 진입하는 광 신호(예를 들어, 광선, 파면, SLP로부터의 입사 빔, 또는 유사물)의 경우에, 눈(또는 보다 정확하게, 눈과 인간 뇌의 조합)은, 광 신호에 의해서 조명되는 망막의 영역을 기초로 사용자의 화각 내에 광 신호가 위치되는 "곳"을 결정할 수 있다. 망막의 동일한 영역을 조명하는 2개의 광 신호가 사용자의 화각 내의 동일한 위치에서 나타날 수 있다. 임의의 주어진 광 신호에 의해서 조명되는 망막의 특별한 영역은, 광 신호가 눈으로 진입하는 각도에 의해서 결정되고 그 위치에 의해서는 결정되지 않는다. 그에 따라, 2개의 광 신호가 사용자의 눈에 진입할 때 2개의 광 신호가 동일한 입사 각도를 가지기만 한다면, 2개의 광 신호가 사용자의 동공의 상이한 위치로 진입하는 경우에도, 2개의 광 신호는 사용자의 화각 내의 동일한 위치에서 나타날 수 있다. 동일한 각도로 눈으로 진입하는 임의의 2개의 광 신호가, 광 신호가 눈으로 진입하는 장소/위치와 관계 없이, 일반적으로 망막의 동일한 영역으로 지향될 수 있도록 그에 따라 사용자의 화각 내의 동일한 위치에서 일반적으로 나타날 수 있도록, 눈의 렌즈의 기하형태가 정해진다.
적어도 일부 구현예에서, 본원에서 설명된 스캐닝 레이저-기반의 WHUD는 동일한 화상의 복수의 인스턴스를 실질적으로 동시에 눈의 망막 상으로 투사한다. 복수의 인스턴스가 일시적으로-분리되더라도, 일시적 분리는 사용자에게 검출되지 않을 정도로 충분히 작을 수 있다. 동일한 화상의 복수의 인스턴스의 임의의 2개가 눈의 망막 상에 정렬/중첩되지 않는다면, 그러한 화상의 2개의 인스턴스는 사용자의 화각 내에서 정렬/중첩되지 않을 수 있고 고스팅(ghosting)과 같은 바람직하지 못한 결과가 발생될 수 있다. (각각이 개별적인 사출 동공에 상응하는) 동일한 화상의 복수의 인스턴스가 망막 상에 정렬/중첩되게 보장하고 그에 따라 화상의 복수의 인스턴스가 사용자의 화각 내에서 정렬/중첩되게 보장하기 위해서, 스캐닝 레이저-기반의 WHUD는 (각각이 개별적인 사출 동공에 상응하고 각각이 동일한 디스플레이 콘텐츠의 개별적인 인스턴스를 나타내는) 임의의 주어진 광 신호의 복수의 인스턴스를 공간적으로 서로 평행하게 눈을 향해서 지향시키도록 유리하게 구성될 수 있다. 보다 구체적으로 그리고 도 2a를 참조하면, 홀로그래픽 조합기(230)는 모두가 공간적으로 서로 평행한 제1 광 신호(270)의 N = 4개의 인스턴스(271, 272, 273, 및 274)를 사용자의 눈(290)의 각각의 영역을 향해서(즉, 도 2b의 N = 4개의 공간적으로-분리된 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 각각의 하나를 향해서) 재지향시키도록, 광학적 복제기(250) 및/또는 홀로그래픽 조합기(230)가 (개별적으로 또는 조합되어) 구성될 수 있다.
도 2c는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 각각의 사출 동공을 향해서 공간적으로 서로 평행하게 투사되는 동일한 디스플레이 콘텐츠(예를 들어, 화소(들))의 각각의 인스턴스를 가지는 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장을 보여주는 도 2a 및 도 2b의 WHUD(200)의 설명도이다. 도 2c의 구현예에서 도시된 특징의 일부를 강조하기 위해서, 도 2b의 상응하는 양태를 먼저 주목할 것이다.
도 2b의 구현예에서, SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 모든 광 신호의 N = 4개의 인스턴스의 각각의 하나의 모두가 서로 정렬되고 홀로그래픽 조합기(230) 상에서 완전히 중첩된다. 결과적으로, N = 4개의 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 각각은 홀로그래픽 조합기(230)의 실질적으로 동일한 지역으로부터 눈(290)에서 또는 그에 근접하여 수렴된다. N = 4개의 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 각각이 홀로그래픽 조합기(230)의 실질적으로 동일한 지역으로부터 기원하나 눈(290)의 각각의 공간적으로-분리된 영역에 수렴되기 때문에, N = 4개의 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 각각은, N = 4개의 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 적어도 하나의 다른 하나에 의해서 제공될 수 없는, (눈(290)에서의) 입사각을 가지는 적어도 일부의 광 신호를 필수적으로 포함한다. 예를 들어, 사출 동공(281)에 수렴되는 (긴 쇄선을 가지는 선으로 표시된) 광 신호는 사출 동공(282)에 수렴되는 (실선으로 표시된) 광 신호에 포함되지 않는 적어도 일부의 입사각을 포함하고, 그리고 그 반대를 포함한다. 전술한 바와 같이, 눈으로 진입하는 광 신호의 입사각은, 사용자의 화각 내에서 광(또는 광 신호에 의해서 구현된 화상의 화소)이 나타날 곳을 결정한다. 해당 사출 동공이 사용자의 동공과 정렬될 때(예를 들어, 사용자의 응시 방향이 해당 사출 동공을 포함할 때), 하나의 사출 동공에 특유한 입사각을 가지는 광 신호는 사용자에게만 투사될 수 있다. 그에 따라, 복수의 공간적으로-분리된 사출 동공 모두가 홀로그래픽 조합기(230) 상의 실질적으로 동일한 공간적 지역으로부터 기원할 때, 그러한 공간적 지역의 제한된 하위-영역만이 모든 사출 동공에 공통되는 입사각을 제공하기 위해서 이용될 수 있고, 결과적으로, SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 제한된 부분만이 모든 공간적으로-분리된 사출 동공에 걸친 균일한 화상 복제를 제공하기 위해서 이용될 수 있다. SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 N = 4개의 인스턴스 모두를 홀로그래픽 조합기(230)와 정렬시키고 중첩시키는 것은 광학적 복제기(250) 및/또는 홀로그래픽 조합기(230)의 설계의 일부 양태를 단순화할 수 있으나, 모든 사출 동공에 걸쳐 복제될 수 있는 SLP(220)의 이용 가능한 해상도 및/또는 화각을 또한 제한할 수 있다.
도 2c의 구현예에서, 광학적 복제기(250)는, 도 2b의 구현예에서의 그 상응하는 궤적에 비해서, SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 모든 광신호의 N = 4개의 인스턴스의 상대적인 궤적을 이동시키도록 (예를 들어, 기하형태, 배향, 및/또는 조성이) 조절된다. (도 2b에서와 같이 도 2c에서 상이한 선의 유형으로 각각 표시된) SLP(220) 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 모든 광 신호의 N = 4개의 인스턴스는, 도 2b에서와 같이 도 2c에서 홀로그래픽 조합기(230) 상에서 정렬되거나 완전히 중첩되지 않는다. 그 대신에, SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 N = 4개의 인스턴스는, 홀로그래픽 조합기(230)에 의해서 눈(290)에 위치되는 또는 그에 근접한 N = 4개의 공간적으로-분리된 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 각각의 하나를 향해서 재지향되고 수렴될 때, 각각의 상응하는 광 신호들이 모두 서로 실질적으로 평행하도록, 홀로그래픽 조합기(230)의 지역 에 걸쳐서 공간적으로 분포되고 각각 배치된다. 즉, 홀로그래픽 조합기(230)에 의해서 N = 4개의 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 각각의 개별적인 하나에 수렴되는 광 신호 모두는 홀로그래픽 조합기(230)로부터의 동일한 반사각 및 그에 따라 눈(290)에 대한 동일한 입사각을 포함한다. 도 2b의 구현예와 대조적으로, 도 2c의 구현예에서, N = 4개의 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 어느 것도, N = 4개의 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 다른 하나의 각각에 또한 포함되지 않는 입사각(눈(290)에 대한 입사각, 또는 홀로그래픽 조합기(230)에 대한 반사각)을 가지는 광 신호를 포함하지 않는다. 도 2c의 구현예의 N = 4개의 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 각각은 SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)를 포함하고, 그에 따라 도 2c에 도시된 WHUD(200)의 구현예는, 광학적 복제기(250) 및/또는 홀로그래픽 조합기(230)에서의 복잡성 부가로, 도 2b에 도시된 WHUD(200)의 구현예 보다 큰 화각 및/또는 높은 해상도를 가지는 복수의 사출 동공에 걸친 균일한 화상 복제를 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이, 홀로그래픽 조합기(230)는 홀로그래픽 막의 적어도 하나의 층 내에 매립된, 내에 인코딩된, 내에 기록된, 또는 그러한 층에 의해서 달리 수반되는 적어도 하나의 홀로그램을 포함한다. 홀로그래픽 막은, 예로서, Bayer MaterialScience AG로부터의 Bayfol®HX 또는 할로겐화 은 화합물과 같은 광중합체 막을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 홀로그램의 성질은 구체적인 구현예에 따라 다를 수 있다.
제1 예로서, 홀로그래픽 조합기(230)는, SLP(220)에 의해서 제공되는 파장(들)을 가지는 광에 대해서 신속-수렴(예를 들어, 약 1 cm 이내의 수렴, 약 2 cm로의 수렴, 또는 약 3 cm 이내의 수렴) 거울로서 효과적으로 동작하는 단일 홀로그램을 포함할 수 있다. 이러한 제1 예에서, 제1 홀로그램을 수반하는 홀로그래픽 막은 비교적 넓은 대역폭을 가질 수 있고, 이는 홀로그래픽 막 내에 기록된 홀로그램이 홀로그래픽 조합기(230)에서의 입사각의 비교적 넓은 범위에 걸쳐 SLP(220)에 의해서 투사되는 모든 광 신호에 실질적으로 동일한 광학적 효과 또는 기능을 부여할 수 있다는 것을 의미한다. 본 시스템, 장치, 및 방법의 목적을 위해서, 홀로그램 및 홀로그래픽 막과 관련한 "넓은 대역폭"이라는 용어는, 광학적 복제기로부터 홀로그램 또는 홀로그래픽 막의 임의의 주어진 지점, 영역, 또는 위치에 의해서 수신되는 모든 광 신호의 입사각의 전체 범위 보다 크거나 그와 같은 각도 대역폭을 의미한다. 예로서, WHUD(200)는 약 8° 와 같거나 그보다 큰 각도 대역폭을 가지는 홀로그래픽 조합기(230) 내의 넓은 대역폭의 홀로그램을 구현할 수 있다. 이러한 경우에, 홀로그래픽 조합기(230)의 임의의 주어진 지점, 영역, 또는 위치가 홀로그래픽 조합기(230)에서의 입사각의 8°(또는 그 미만)의 범위에 걸친 광 신호(즉, 모든 인스턴스(271, 272, 273, 및 274)에 걸친 광 신호)를 수신하도록, 가상 위치(261, 262, 263, 및 264) 사이의 공간적 분리가 이루어질 수 있다.
통상적인 거울 거동과 일치되게, 홀로그래픽 조합기(230)에 의해서 수반되는 하나의 넓은-대역폭 신속-수렴 홀로그램의 경우에, 홀로그래픽 조합기(230) 상에 입사되는 광 신호의 범위에 대한 입사각은 홀로그래픽 조합기(230)에 의해서 재지향되는 광 신호의 그러한 범위에 대한 반사각에 영향을 미칠 수 있다. 홀로그래픽 조합기(230)는, 일반적으로 WHUD(200)의 정상 동작 중에, SLP(220)에 대해서 제 위치에서 고정되기 때문에, 광 신호의 범위에 대한 입사각은, 적어도 부분적으로, 광학적 복제기(250)에 의해서 광 신호의 범위가 효과적으로 기원되기 시작하는 SLP(220)에 대한 특별한 가상 위치(261, 262, 263, 또는 264)에 의해서 결정된다. 이어서, 광 신호의 범위가 홀로그래픽 조합기(230)에 의해서 수렴되는 사출 동공(281, 282, 283, 또는 284)의 공간적 위치는, 적어도 부분적으로, 홀로그래픽 조합기(230)로부터의 광 신호의 그러한 범위의 반사각에 의해서 결정된다. 가상 위치(261, 262, 263, 및 264)의 각각의 하나는 홀로그래픽 조합기(230)에서 (일반적으로 그러나 비필수적으로 적어도 일부 중첩을 가지는) 입사각의 각각의 범위에 걸쳐 광 신호를 제공하고, 그에 따라 홀로그래픽 조합기(230)는 가상 위치(261, 262, 263, 및 264)의 각각의 하나로부터의 광 신호를 사출 동공(283, 282, 283, 및 284)의 각각의 하나에 수렴시킨다. 이는, 예를 들어 도 2b를 참조할 때, (가상 위치(262, 263, 및 264)로부터 효과적으로 기원하는 SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 다른 인스턴스에 비해서) 비교적 작은 입사각의 범위를 가지는 (긴 쇄선을 가지는 선으로 표시된) 가상 위치(261)로부터 효과적으로 기원하는 SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 인스턴스를 (다른 사출 동공(282, 283, 및 284)에 비해서) 비교적 작은 반사각의 범위를 가지는 사출 동공(281)에 맵핑하는 이유가 되고, 그리고 (가상 위치(261, 262, 및 263)로부터 효과적으로 기원하는 SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 다른 인스턴스에 비해서) 비교적 큰 입사각의 범위를 가지는 (교번적인 긴 쇄선 및 짧은 쇄선을 가지는 선으로 표시된) 가상 위치(264)로부터 효과적으로 기원하는 SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 인스턴스를 (다른 사출 동공(281, 282, 및 283)에 비해서) 비교적 큰 반사각의 범위를 가지는 사출 동공(284)에 대해서 맵핑하는 이유가 된다.
제2 예로서, 단일 홀로그램 대신에, 홀로그래픽 조합기(230)는 임의 수의 다중화된 홀로그램을 대신 포함할 수 있다. 다중화된 홀로그램은, 예를 들어, 복수의 광 신호(예를 들어, SLP(220)에 의해서 생성된 적색, 녹색, 및 청색 광 신호)의 파장이 이용될 때 및/또는 SLP(220)에 대한 상이한 가상 위치로부터 효과적으로 기원하는 광 신호를 분리하기 위한 추가적인 수단을 제공하는데 있어서 유리할 수 있다. 전술한 "단일 홀로그램" 예는 SLP(220)이 단일 파장의 광 신호만(예를 들어, 적색 광 신호만, 녹색 광 신호만, 또는 청색 광 신호만)을 제공하는 구현예에 적합할 수 있으나, SLP(220)이 복수 파장의 광 신호를 제공하는 구현예의 경우에, 홀로그래픽 조합기(230)가 SLP(220)에 의해서 제공된 광 신호의 각각의 개별적인 파장(예를 들어, SLP(220)에 의해서 제공된 광 신호의 각각의 개별적인 공칭 파장, 이는 레이저 다이오드가 일반적으로 좁은 파장 대역에 걸친 광 신호를 제공하기 때문이다)에 대한 각각의 파장 다중화된 홀로그램을 포함하는 것이 유리할 수 있다. 그에 따라, SLP(220)이, 각각의 공칭 파장의 광 신호를 각각 제공하는 3개의 상이한 레이저 다이오드(예를 들어, 적색 레이저 다이오드, 녹색 레이저 다이오드, 및 청색 레이저 다이오드)를 포함할 때, 3개의 공칭 파장의 각각의 하나를 가지는 광 신호에 대해서 작업(예를 들어, "재생")하도록 각각 설계된 3개의 파장-다중화된 홀로그램(예를 들어, 적색 홀로그램, 녹색 홀로그램, 및 청색 홀로그램)을 홀로그래픽 조합기(230)가 포함하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 예에서, 적어도 하나의 "적색 홀로그램"(즉, 적색 광에 상응하는 파장을 가지는 광 신호에 대해서 재생하도록 설계된 적어도 하나의 홀로그램)은 SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 N = 4개의 인스턴스의 각각의 하나의 각각의 적색 성분을 N = 4개의 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 각각의 하나에 수렴시킬 수 있고, 적어도 하나의 "녹색 홀로그램"(즉, 녹색 광에 상응하는 파장을 가지는 광 신호에 대해서 재생하도록 설계된 적어도 하나의 홀로그램)은 SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 N = 4개의 인스턴스의 각각의 하나의 각각의 녹색 성분을 N = 4개의 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 각각의 하나에 수렴시킬 수 있으며, 그리고 적어도 하나의 "청색 홀로그램"(즉, 청색 광에 상응하는 파장을 가지는 광 신호에 대해서 재생하도록 설계된 적어도 하나의 홀로그램)은 SLP(220)의 전체 스캔 범위(θ)의 N = 4개의 인스턴스의 각각의 하나의 각각의 청색 성분을 N = 4개의 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 각각의 하나에 수렴시킬 수 있다.
제3 예로서, 복수의 파장-다중화된 홀로그램과 별개로 또는 그에 부가하여, 홀로그래픽 조합기(230)가 적어도 N개의 각도-다중화된 홀로그램을 포함할 수 있다. 즉, SLP(220)에 대한 N = 4개의 가상 위치(261, 262, 263, 및 264) 및 N = 4개의 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)을 가지는 구현예의 경우에, 홀로그래픽 조합기(230)는 적어도 N = 4개의 각도-다중화된 홀로그램(또는, 후술되는 바와 같이, 파장 다중화가 또한 이용될 때, 각도-다중화된 홀로그램의 N = 4개의 세트)을 포함할 수 있다. N = 4개의 각도-다중화된 홀로그램의 각각은 SLP(220)에 대한 N = 4개의 가상 위치(261, 262, 263, 및 264)의 각각의 하나로부터 효과적으로 기원하는 광 신호를 재생하도록 그리고 그러한 광 신호를 N = 4개의 사출 동공(281, 282, 283, 및 284)의 각각의 하나에 수렴시키도록 설계될 수 있다. 즉, 제1 각도-다중화된 홀로그램은 SLP(220)에 대한 제1 가상 위치(261)로부터 효과적으로 기원하는 광 신호를 재생하도록 그리고 그러한 광 신호를 제1 사출 동공(281)에 수렴시키도록 설계될 수 있고, 제2 각도-다중화된 홀로그램은 SLP(220)에 대한 제2 가상 위치(262)로부터 효과적으로 기원하는 광 신호를 재생하도록 그리고 그러한 광 신호를 제2 사출 동공(282)에 수렴시키도록 설계될 수 있으며, 제3 각도-다중화된 홀로그램은 SLP(220)에 대한 제3 가상 위치(263)로부터 효과적으로 기원하는 광 신호를 재생하도록 그리고 그러한 광 신호를 제3 사출 동공(283)에 수렴시키도록 설계될 수 있고, 그리고 제4 각도-다중화된 홀로그램은 SLP(220)에 대한 제4 가상 위치(264)로부터 효과적으로 기원하는 광 신호를 재생하도록 그리고 그러한 광 신호를 제4 사출 동공(284)에 수렴시키도록 설계될 수 있다.
각도-다중화를 이용하는 구현예의 경우에, 각도-다중화된 홀로그램을 포함하는 홀로그래픽 막이 비교적 좁은 대역폭을 가지는 것이 유리할 수 있다. 특히, 홀로그래픽 조합기(230)의 동일한 지점, 영역, 또는 위치 상에 입사되나 상이한 가상 위치(261, 262, 263, 264)로부터 효과적으로 기원하는 2개의 광 신호의 각각의 입사각들 사이의 최소 차이와 대략적으로 같거나 그보다 작은 각도 대역폭을 홀로그래픽 막이 가지는 것이 유리할 수 있다. 예로서, WHUD(200)는 약 4° 와 같거나 그보다 작은 각도 대역폭을 가지는 홀로그래픽 조합기(230) 내의 좁은 대역폭의 각도-다중화된 홀로그램을 구현할 수 있다. 이러한 경우에, 가상 위치(261)로부터 효과적으로 기원하고 홀로그래픽 조합기(230) 상의 제1 지점에서 입사되는 광 신호의 제1 인스턴스(271)의 (홀로그래픽 조합기(230)에서의) 입사각과 가상 위치(262)로부터 효과적으로 기원하고 홀로그래픽 조합기(230) 상의 동일한 제1 지점에서 입사되는 (상이한) 광 신호(272)의 (홀로그래픽 조합기(230)에서의) 제2 인스턴스(272)의 입사각 사이의 차이는 약 4° 이하일 수 있다. 이러한 방식으로, 홀로그래픽 조합기(230) 내의 각각의 개별적인 각도-다중화된 홀로그램은, SLP(220)에 대한 가상 위치(261, 262, 263 및 264)의 각각의 하나로부터 효과적으로 기원하는 광 신호를 실질적으로 배타적으로 재생하도록 그리고 SLP(220)에 대한 가상 위치(261, 262, 263, 및 264)의 다른 하나로부터 효과적으로 기원하는 광 신호를 실질적으로 재생하지 않도록(예를 들어, 비실질적으로 재생하도록), 설계될 수 있다.
일반적으로, 홀로그래픽 조합기(230)는 적어도 N개의 다중화된 홀로그램을 포함할 수 있고, 적어도 N개의 다중화된 홀로그램의 각각의 하나는 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 광학적 복제기(250)로부터 사용자의 눈(290)에 위치되는 또는 근접하는 N개의 사출 동공 중 각각의 하나에 수렴시킬 수 있다.
일부 구현예는 파장 다중화 및 각도 다중화 모두를 이용할 수 있다. 예를 들어, 각도 다중화 및 복수 파장(예를 들어, 다중-색채 SLP)의 광 신호를 이용하는 구현예가 또한 파장 다중화를 유리하게 이용할 수 있다. 이러한 경우에, 홀로그래픽 조합기(230)는 파장-다중화된 그리고 각도-다중화된 홀로그래픽 조합기를 포함할 수 있고, 그러한 홀로그래픽 조합기는 적어도 N개의 각도-다중화된 적색 홀로그램, 적어도 N개의 각도-다중화된 녹색 홀로그램, 및 적어도 N개의 각도-다중화된 청색 홀로그램을 포함한다. 적어도 N개의 각도-다중화된 적색 홀로그램의 각각의 하나는 임의의 주어진 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나의 개별적인 적색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 N개의 사출 동공의 각각의 하나에 수렴시킬 수 있고, 적어도 N개의 각도-다중화된 녹색 홀로그램의 각각의 하나는 임의의 주어진 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나의 개별적인 녹색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 N개의 사출 동공의 각각의 하나에 수렴시킬 수 있고, 그리고 적어도 N개의 각도-다중화된 청색 홀로그램의 각각의 하나는 임의의 주어진 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나의 개별적인 청색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 N개의 사출 동공의 각각의 하나에 수렴시킬 수 있다.
복수의 다중화된 홀로그램을 이용하는 홀로그래픽 조합기(230)의 구현예는 홀로그래픽 막의 단일 층 내에 또는 상에(즉, 모두 동일한 층 내에 또는 상에) 복수의 홀로그램을 포함할 수 있거나, 적어도 하나의 각각의 홀로그램을 수반하는 홀로그래픽 막의 각각의 층을 가지는 홀로그래픽 막의 복수의 층을 포함할 수 있다. 홀로그래픽 조합기(230)는 적어도 하나의 부피적 홀로그래픽 광학 요소를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 일반적으로, 홀로그래픽 조합기(230)는, 임의 수의 홀로그램을 수반하는 홀로그래픽 막의 단일 층을 포함할 수 있거나, 홀로그래픽 조합기(230)는 임의 수의 각각의 홀로그램을 수반하는 홀로그래픽 막의 각각의 개별적인 층을 가지는 홀로그래픽 막의 복수의 층(예를 들어, 함께 적층된 복수의 층)을 포함할 수 있다.
홀로그래픽 조합기(230)는 기하형태가 실질적으로 편평하거나 평면형일 수 있고, 또는 도 2a, 도 2b, 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 홀로그래픽 조합기(230)가 일부 곡률을 구현할 수 있다. 일부 구현예에서, 홀로그래픽 조합기(230)가 곡률을 구현할 수 있는데, 이는 홀로그래픽 조합기(230)가, 일부 곡률을 가지는 처방 안경 렌즈(240)에 수반되기 때문이다. 필요할 때, 홀로그래픽 조합기(230)는 미국 가특허출원 제62/268,892호에서 설명된 곡선형 홀로그래픽 광학 요소를 위한 시스템, 장치, 및/또는 방법을 포함할 수 있다.
본원에서 설명된 여러 실시예는 스캐닝 레이저-기반의 WHUD 내의 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장을 위한 시스템, 장치, 및 방법을 제공한다. 광 신호를 복제하는 광학적 복제기가 복제된 광 신호를 공간적으로 분리하기 때문에, 각각의 복제된 사출 동공은 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 공간적으로-분리된 위치에 정렬되고, 그에 따라 각각의 복제된 광 신호가 SLP에 대한 상이한 공간적으로-분리된 가상 위치로부터 효과적으로 기원하는 것으로 보인다. 효과는 광학적 복제기 대신에 복수의 SLP을 이용한 것과 실질적으로 동일하고, 각각의 SLP는 가상 위치의 각각의 하나 내에 배치되고, 각각의 SLP는 홀로그래픽 조합기를 향해서 광 신호의 각각의 인스턴스를 투사하나; 광학적 복제기의 이용은 전력 절감 및 하드웨어 부피의 최소화와 관련하여 상당한 장점을 갖는다.
복수의 공간적으로-분리된 SLP 대신에 광학적 복제기를 이용하는 것이 많은 장점을 가지지만, 필수적으로 광 신호의 복제된 인스턴스 모두가 실질적으로 동일한 광 신호를 구현한다는 사실로부터 하나의 잠재적인 단점이 발생될 수 있다. 이는, 예를 들어, 화상의 각각의 복제된 인스턴스가 SLP에 대한 상이한 공간적으로-분리된 가상 위치로부터 효과적으로 기원하도록 구성될 때, 문제가 될 수 있다. 그러한 경우에, 화상의 각각의 복제된 인스턴스는 광학적 왜곡의 특유한 조합의 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 제1 가상 위치로부터 효과적으로 기원하는 화상의 제1 복제된 인스턴스는, SLP에 대한 제1 가상 위치에 상응하는 (홀로그래픽 조합기(230)에서의 및/또는 눈(290)에서의) 광학적 복제기를 통한 화상의 제1 인스턴스의 특유의 경로로부터 및/또는 입사각의 범위로부터 초래되는 광학적 왜곡(예를 들어, 화상의 비뚤어짐, 키스토닝(keystoning), 수차, 등)의 제1 세트의 영향을 받을 수 있는 한편, 제2 가상 위치로부터 효과적으로 기원하는 화상의 제2의 복제된 인스턴스는, SLP에 대한 제2 가상 위치에 상응하는 (홀로그래픽 조합기(230)에서의 및/또는 눈(290)에서의) 광학적 복제기를 통한 화상의 제2 인스턴스의 특유의 경로로부터 및/또는 입사각의 범위로부터 초래되는 광학적 왜곡의 제2 세트의 영향을 받을 수 있다. 화상의 제1 및 제2의 복제된 인스턴스 모두가 SLP에 의해서 형성된 화상의 동일한 초기 버전에 상응한다면, 화상의 개별적인 제1 및 제2 인스턴스에 특유한 왜곡을 광학적으로 조율, 조정 교정, 또는 달리 보상할 수 있는 기회가 없을 수 있다. 화상의 복제된 인스턴스가 정의상 광학적으로 동일할 수 있지만, 사용자에게 보여지는 화상의 결과적인 복제된 인스턴스는 동일하지 않을 수 있는데, 이는 화상의 각각의 인스턴스가 개별적인 화상 왜곡의 영향을 받을 수 있기 때문이다. 본 시스템, 장치 및 방법에 따라, 이러한 문제는, 임의의 주어진 시간에 투사된 광 신호의 하나의 인스턴스를 제외한 모두를 제어 가능하게 차단하기 위한 제어 가능한 셔터 메커니즘을 포함하는 것에 의해서 (필요한 경우에) 극복될 수 있고, 셔터에 의해서 차단되지 않는 광 신호의 하나의 인스턴스는, 해당 시간에 사용자의 응시 방향과 정렬되는 특별한 사출 동공에 수렴되는 광 신호의 인스턴스에 상응한다.
도 3a는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 사출 동공 복제 및 제어 가능한 셔터 메커니즘(352)에 의한 아이박스 확장을 도시한 동작시의 WHUD(300)의 설명도이다. WHUD(300)는, 이하가 부가된, 도 2a, 도 2b, 및 도 2c의 WHUD(200)와 실질적으로 유사할 수 있다: WHUD(300)는, 사용자의 눈(390)의 응시 방향을 결정하도록 배치되고 배향된, (복잡함 감소를 위해서 도 3a에 도시되지 않은 WHUD(300)의 지지 구조물에 의해서 수반되는) 눈 추적기(351)를 포함하고, WHUD(300)는 광학적 복제기(350)와 홀로그래픽 조합기(330) 사이의 적어도 하나의 광 경로 내에(예를 들어, 모든 광 경로 내에) 배치되는 (WHUD(300)의 지지 구조물에 의해서 수반되는) 적어도 하나의 제어 가능한 셔터(352)를 포함한다.
도 3a에 도시된 WHUD(300)의 도시된 동작에서, 제1 광 신호(370)는 SLP(320)에 의해서 생성되고 광학적 복제기(350)를 향해서(예를 들어, 광학적 복제기(350) 내로 또는 상으로) 투사된다. WHUD(200)에서와 같이, 광학적 복제기(350)는 제1 광 신호(370)를 복제하여 제1 광 신호(370)의 N = 4개(4는 다시 비제한적인 예로서만 사용된 것이다)의 인스턴스(371, 372, 373, 및 374)를 생성하고 제1 광 신호(370)의 N = 4개의 인스턴스(371, 372, 373, 및 374)를 홀로그래픽 조합기(330)를 향해서 재지향시킨다. 그러나, 전술한 바와 같이, 제1 광 신호(370)의 N = 4개의 인스턴스(371, 372, 373, 및 374)의 각각의 하나는, 인스턴스들이 사용자에게 동시에 제시되는 경우에, 제1 광 신호(370)에 의해서 표시된 상응하는 화상의 인스턴스들(또는 화상의 부분(들))이 오정렬되게 할 수 있는 각각의(예를 들어, 특유한) 광학적 왜곡 또는 광학적 왜곡의 세트의 영향을 받을 수 있다. 본 시스템, 장치 및 방법에 따라, 그러한 오정렬은, 임의의 주어진 시간에 제1 광 신호(370)의 N = 4개의 인스턴스(371, 372, 373, 및 374)의 하나 만을 사용자에게 제시하는 것에 의해서, 방지될 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 눈 추적기(351)는 눈(390)의 동공의 위치(예를 들어, 사용자의 응시 방향)를 결정하고, 제어 가능한 셔터(352)는 광학적 복제기(350)에 의해서 홀로그래픽 조합기(330)를 향해서 재지향된 제1 광 신호(370)의 N = 4개의 인스턴스(371, 372, 373, 및 374)의 적어도 하나(예를 들어, 도 3a에서 372)를 제외한 모두를 선택적으로 차단하도록 제어될 수 있다. 제어 가능한 셔터(352)에 의해서 차단되지 않은 제1 광 신호(370)의 N = 4개의 인스턴스(371, 372, 373, 및 374)의 적어도 하나(예를 들어, 도 3a의 372)는, 홀로그래픽 조합기(330)에 의해서 재지향될 때, 눈 추적기(351)에 의해서 결정된 눈(390)의 응시 방향을 기초로 눈(390)의 동공을 포함하는 사용자의 눈(390)의 영역(도 3a에서 사출 동공(382)을 향해서 홀로그래픽 조합기(330)에 의해서 재지향되는 제1 광 신호(370)의 N = 4개의 인스턴스(371, 372, 373, 및 374)의 적어도 하나에 상응한다. 그에 따라, 눈(390)의 동공이 (WHUD(300) 내의 다른 이용 가능한 사출 동공에 대해서) 사출 동공(382)과 대부분 정렬되었다는 것을 결정하는 눈 추적기(351)에 응답하여, 제어 가능한 셔터(352)는 제1 광 신호(370)의 제2 인스턴스(372)만이 통과되도록 그리고 수신되도록 그리고 홀로그래픽 조합기(330)에 의해서 재지향되도록 선택적으로 허용한다. 제어 가능한 셔터(352)는 제1 광 신호(370)의 제1 인스턴스(371), 제3 인스턴스(373), 및 제4 인스턴스(374)를 선택적으로 차단하는데, 이는 제1 광 신호(370)의 제1 인스턴스(371), 제3 인스턴스(373), 및 제4 인스턴스(374) 모두가, 사용자의 현재 응시 방향과 정렬되지 않는 사출 동공에 맵핑되고 제1 광 신호(370)에 의해서 표시되는 화상(또는 화상의 부분(들))의 사용자 인지에 대한 바람직하지 못한 광학적 왜곡에 기여할 수 있기 때문이다.
도 3b는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, SLP(320)의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 대한 제어 가능한 셔터(352)의동작을 도시한, 도 3a의 WHUD(300)의 설명도이다. 제어 가능한 셔터(352)의 동작은 SLP(320)의 동작과 동기화될 수 있고, 그에 따라 제어 가능한 셔터(352)는 주어진 시간에 제한된 투과 영역만을 그 셔텨를 통해서 제공하고, 그러한 제한된 투과 영역은 SLP(320)에 의해서 생성되고 광학적 복제기(350)에 의해서 재지향된(예를 들어, 광학적 복제기(350)에 의해서 경로가 형성되거나 광학적 복제기(350)를 통해서 경로 형성된) 광 신호의 특별한 인스턴스(예를 들어, 도 3b의 373)의 궤적에 상응하고, 그러한 광 신호의 특별한 인스턴스는 눈 추적기(351)에 의해서 결정된 바와 같은 눈(390)의 현재 응시 방향과 가장 잘 정렬되는 특별한 사출 동공(383)을 향해서 홀로그래픽 조합기(330)에 의해서 재지향될 것이다. 그에 따라, SLP(320)의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕이 제어 가능한 셔터(350)의 복수의 영역에 걸쳐지는 경우에도, 제어 가능한 셔터(352)는 SLP(320)의 스윕 속력에 실질적으로 정합되는 속력으로 변화될 수 있고, 그에 따라 제어 가능한 셔터(352)의 투과 영역은 SLP(320)의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕과 함께(예를 들어, 따라서) 이동된다. 이러한 방식으로, SLP(320)의 전체 스캔 범위(θ)의 완전한 스윕의 단일 인스턴스는 제어 가능한 셔터(352)를 통해서 투과될 수 있는 반면, SLP(320)의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕의 다른 복제된 인스턴스는 제어 가능한 셔터(352)에 의해서 차단될 수 있다.
제어 가능한 셔터(352)가 (예를 들어, 눈 추적기에 의해서 결정되는 바와 같은 눈의 동공 위치를 기초로) 광 신호의 복수의 N개의 인스턴스의 개별적인 하나를 선택적으로 차단/투과시키기 위해서 이용될 때, SLP는, 제어 가능한 셔터(352)의 현재 구성이 투과시킬 광 신호의 특별한 인스턴스에 적용되는 특별한 광학적 왜곡(들)을 광 신호가 수용, 보상, 및/또는 일반적으로 고려하는 방식으로 각각의 광 신호를 형성하도록 보정될 수 있다. 눈 추적기(351) 및/또는 제어 가능한 셔터(352)의 적어도 하나는 WHUD(300)의 현재의 "활동적" 사출 동공에 관한 피드백을 제공할 수 있고, SLP(320)는, 현재의 "활동적" 사출 동공에 상응하는 광 경로(들)에 대해서 특별한 광학적 왜곡(들)을 고려하기 위해서 보상 및/또는 수용 수단을 광 신호에 적용하는 모드로 선택적으로 동작될 수 있다.
제어 가능한 셔터(352)는 특정 구현예에 따라서 다양한 상이한 구조 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 가능한 셔터(352)는, 광학적 복제기(350)와 홀로그래픽 조합기(330) 사이의 광 경로(들) 내의 하나 이상의 불투명한 표면(들)을 물리적으로 병진운동 및/또는 회전시키기 위한 하나 이상의 MEMS-기반의 또는 압전-기반의 요소, 하나 이상의 제어 가능한(예를 들어, 병진운동 가능한 및/또는 회전 가능한) 반사부(들) 또는 굴절부(들), SLP(320) 내에 또는 SLP(320)와 제어 가능한 셔터(352) 사이의 하나 이상의 제어 가능한 편광기(들)와 함께 하나 이상의 제어 가능한 편광 필터(들), 등을 포함할 수 있다.
눈 추적기(351)는 특정 구현예에 따라서 다양한 상이한 눈 추적 기술 중 임의의 기술을 이용할 수 있다. 예를 들어, 눈 추적기(351)는 미국 가특허출원 제62/167,767호; 미국 가특허출원 제62/271,135호; 미국 가특허출원 제62/245,792호; 및/또는 미국 가특허출원 제62/281,041호에서 설명된 임의의 또는 모든 시스템, 장치, 및 방법을 이용할 수 있다.
전술한 바와 같이, WHUD(300)는 적어도 하나의 프로세서 및 그에 통신적으로 커플링된 적어도 하나의 비-일시적 프로세서-판독 가능 저장 매체 또는 메모리를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 메모리는, 적어도 하나의 프로세서에 의해서 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서가 눈 추적기(351), 제어 가능한 셔터(352), 및/또는 SLP(320)의 어느 하나 또는 모두의 동작을 제어할 수 있게 하는, 프로세서-실행 가능 데이터 및/또는 명령어를 저장할 수 있다.
도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 3a, 및 도 3b에 도시된 본 시스템, 장치, 및 방법의 예시적인 예 모두는 일반적으로 2-차원적으로 도시되어 있고, 일반적으로 복수의 사출 동공이 사용자의 눈에 걸쳐 일 차원으로 공간적으로 분리되는 아이박스 구성을 설명한다. 실제로, 본원에 설명된 확장된 아이박스 구성은 사용자의 눈의 지역에 걸쳐 임의의 2-차원적 구성으로 배열된 임의의 수(N개)의 복제된 사출 동공을 포함할 수 있다. N = 4개의 복제된 사출 동공을 가지는 예시적인 구성이 도 4에 제공되어 있다.
도 4는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 사용자의 눈(490)에 위치되는 또는 그에 근접한 4개의 공간적으로-분리된 사출 동공(481, 482, 483, 및 484)을 포함하는 확장된 아이박스(480)를 형성하기 위해서 복제된 광 신호의 4개의 인스턴스를 수렴시키는 2-차원의 예시적인 홀로그래픽 조합기(430)를 보여주는 설명도이다. 사출 동공(481, 482, 483, 및 484)은 눈(490)에 대한 동공 위치(예를 들어, 응시 방향)의 넓은 범위를 커버하기 위해서 눈(490)에 위치되는 또는 그에 근접한 2-차원적 지역에 걸쳐 분포된다. 눈(490)의 동공이 아이박스(480) 내에 배치되는 한, 사출 동공(481, 482, 483, 및 484)의 적어도 하나(일부 경우에, 사출 동공(481, 482, 483, 및 484)의 적어도 2개의 조합)는 동공을 통해서 눈(490)으로 광 신호를 제공할 것이고, 사용자는 투사된 화상을 볼 수 있을 것이다. 광 경로와 관련하여, 사출 동공(481, 482, 483, 및 484)의 각각의 하나는 SLP의 총 스캔 범위(θ)의 각각의 복제된 인스턴스에 상응하는 광 신호를 수신할 수 있다.
도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 3a 및 도 3b에 도시된 예시적인 광학적 복제기(250 및 350)는 면형(faceted)의, 프리즘형 구조물이다. 그러한 구조물은 단지 설명을 목적으로 도시된 것이고, 본원에서 설명된 광학적 복제기의 구성을 프리즘형의, 면형 구조물 또는 유사한 기하형태의 구조물로 제한하기 위한 것은 아니다. 면형의, 프리즘형 구조물이 특정 구현예에서 광학적 복제기로서 적합할 수 있으나, 전술한 바와 같이, 본원에서 설명된 광학적 복제기는 구체적인 구현예에 따라서 임의의 다양한 상이한 구성요소를 포함할 수 있다. 본원에서 설명된 바와 같은 광학적 복제기의 구성 및 동작의 비제한적인 예가 도 5에 제공되어 있다.
도 5는, 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른, 예시적인 광학적 복제기(550)를 이용한 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장을 도시한 동작시의 WHUD(500)의 설명도이다. WHUD(500)는, 전형적인 안경 프레임과 대체로 유사할 수 있는 지지 구조물(복잡함 감소를 위해서 도 5에 도시하지 않음), 그리고 레이저 모듈(521)(예를 들어, RGB 레이저 모듈) 및 적어도 하나의 스캔 거울(522)을 포함하는 SLP를 포함한다. 사용시에, 레이저 모듈(521)은 일련의 광 신호(570)를 생성하고, 각각의 광 신호는 사용자에게 디스플레이하고자 하는 화상의 각각의 부분을 나타낸다. 광 신호(570)는 레이저 모듈(521)로부터 (MEMS-기반의 디지털 미세거울과 같은) 적어도 하나의 스캔 거울(522)로 지향되며, 그러한 스캔 거울은 광 신호(570)를 홀로그래픽 조합기(530)의 선택된 영역을 향해서 반사시키기 위해서 제어 가능하게 변경될(예를 들어 회전 배향, 곡률, 또는 기타가 변경될) 수 있다. 홀로그래픽 조합기(530)는 광 신호(570)를 사용자의 눈(590)을 향해서 그리고 사용자의 화각 내로 재지향시킨다(예를 들어, 반사시키고 및/또는 광학적으로 수렴시킨다). WHUD(500)의 유효 아이박스를 증가시키기 위해서, WHUD(500)는 광학적 복제기(550)를 더 포함한다. 도시된 실시예에서, 광학적 복제기(550)는, 광 신호(570)의 광 경로와 관련하여 스캔 거울(522)과 홀로그래픽 조합기(530) 사이에 직렬로 배열된 3개의 부분적인 반사부(551, 552, 및 553)의 세트를 포함한다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는, 비제한적으로: 빔-분할기, 절반-은처리 거울(half-silvered mirrors) 거울, 2색성 거울형 프리즘, 2색성 또는 유전체 광학적 코팅, 및 기타를 포함하는, 부분적인 반사부(551, 552, 및 553)인 다양한 광학적 장치(들)에 익숙할 것이다. 광학적 복제기(550) 내의 각각의 부분적인 반사부(551, 552, 및 553)는 각각의 광 신호(570)의 각각의 부분(예를 들어, Ri %, 여기에서 i는 특정 부분적 반사부를 나타낸다)을 반사시키고 임의의 반사되지 않은 부분(즉, Ti = (1 - Ri)%)을 투과시킨다. 이러한 방식으로, 광학적 복제기(550)는 각각의 광 신호(570)를 3개의 공간적으로-분리된 그리고 일시적으로-평행한 인스턴스(571a, 572a, and 573a)로 효과적으로 복제한다. 각각의 결과적인 인스턴스(571a, 572a, 및 573a)가 실질적으로 동일한 휘도를 가지도록, 각각의 부분적 반사부(551, 552, 및 553)에 의해서 반사되는 광 신호(570)의 부분이 설계될 수 있다. 예를 들어, 광 신호(570)는 초기에 휘도(X)를 가질 수 있다. 광학적 복제기(550) 내의 제1 부분적 반사부(551)는 광 신호(570)의 R551%를 제1 인스턴스(571a)로서 반사시킬 수 있고 광학적 복제기(550)내의 제2 부분적 반사부(552)를 통해서 광 신호(570)의 T551%를 투과시킬 수 있다. 광학적 복제기(550) 내의 제2 부분적 반사부(550)는 (광학적 반사부(550) 내의) 제1 부분적 반사부(551)를 통과한 광 신호(570)의 부분의 R552%를 제2 인스턴스(572a)로서 반사시킬 수 있고 제1 부분적 반사부(551)를 통해 투과된 광 신호(570)의 부분의 T552%를 투과시킬 수 있다. 광학적 복제기(550) 내의 제3 부분적 반사부(553)는 광학적 복제기(550) 내의 제2 부분적 반사부(552)를 통해 투과된 광 신호(570)의 부분의 전부(즉, R553 = 100%)를 인스턴스(573a)로서 반사시킬 수 있다. 이러한 경우에, 제3 반사부(553)는 결코 "부분적" 반사부가 아닐 수 있고, 완전 거울 또는 다른 실질적으로 완전한 반사부일 수 있다. 일반적으로, 복제된 인스턴스(571a, 572a, 및 573a)에 걸친 균일한 휘도는 R553 > R552 > R551로 달성될 수 있다. 광학적 복제기(550)는 각각의 광 신호(570)의 3개의 인스턴스(571a, 572a, 및 573a)를 생산하기 위해서 3개의 부분적인 반사부(551, 552, 및 553)를 포함하나, 실제로, 임의 수의 부분적 반사부가 광 신호의 임의의 상응하는 수의 인스턴스를 생성하기 위해서 이용될 수 있다. 광학적 복제기(550)에 의해서 복수의 인스턴스(571a, 572a, 및 573a)로서 광 신호(570)를 복제하는 것에 의해서, 각각의 인스턴스(571a, 572a, 및 573a)는 최종적으로 화상의 동일한 부분을 사용자의 눈(590)의 상이한 영역으로 중계하고, 그에 의해서 사용자가 여러 가지 상이한 눈 위치로부터 화상의 해당 부분을 볼 수 있게 한다. 인스턴스(571a, 572a, 및 573a)의 각각의 하나가 화상의 동일한 부분을 나타내기 때문에, 홀로그래픽 조합기(530)의 예시적인 구현예는 (도 2c의 구현예에서 설명된 바와 같이) 실질적으로 서로 평행한 인스턴스(571a, 572a, 및 573a)의 각각의 하나를 눈(590)의 각각의 영역을 향해서 재지향시키도록 설계된다.
광학적 복제기(550) 내의 부분적 반사부(551, 552, 및 553)는 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 이러한 경우에, 광학적 복제기(550)로부터 방출되는 광 신호(570)의 수많은 인스턴스(571a, 572a, 및 573a)가 서로 본질적으로 평행할 수 있고, WHUD(500)의 아이박스는, 광 신호(570)의 평행한 인스턴스(571a, 572a, 및 573a)의 세트가 걸쳐지는 전체 폭 만큼, 크기가 효과적으로 증가될 수 있다. 아이박스를 더 확장하기 위해서, 광학적 복제기(550)에 의해서 방출될 때, 광 신호(570)의 인스턴스(571a, 572a, 및 573a)가 서로에 대해서 발산되도록, 광학적 복제기(550) 내의 부분적인 반사부(551, 552, 및 553)는 서로에 대해서 약간의 각도로 배향될 수 있다. 이러한 방식으로, 광 신호(570)의 인스턴스(571a, 572a, 및 573a)는 더 큰 면적에 걸쳐질 수 있고 눈(590) 상의 더 넓게-확산된 영역에 도달할 수 있다.
도 5는 레이저 모듈(521)에 의해서 방출되는 2개의 상이한 광 신호(570a 및 570b)에 각각 상응하는 스캔 거울(522)의 2개의 상이한 구성(제1 구성은 실선으로 표시되고 제2 구성은 점선으로 표시됨)을 도시한다. 광학적 복제기(550)를 통과한 후에, 스캔 거울(522)의 제1의 실선 구성은 홀로그래픽 조합기(530) 상의 3개의 지점 상에 충돌하는 제1 광 신호(570a)의 (또한 실선으로 표시된) 3개의 인스턴스(571a, 572a, 및 573a)를 초래한다. 제1 광 신호(570a)의 3개의 인스턴스(571a, 572a, 및 573a)의 각각은 제1 광 신호(570a)에 의해서 표시되는 화상의 일부의 각각의 복제된 인스턴스에 상응한다. 따라서, 3개의 인스턴스(571a, 572a, 및 573a)의 각각은 (도 2c의 예시적인 구현예와 유사하게) 눈(590)에 위치되는 각각의 공간적으로-분리된 사출 동공(581, 582, 및 583)을 향해서 서로 공간적으로 평행하게 홀로그래픽 조합기(530)에 의해서 재지향된다. 스캔 거울(522)의 제2의 점선 구성은 홀로그래픽 조합기(530) 상의 3개의 지점 상에 also 충돌하는 제2 광 신호(570b)의 (또한 점선으로 표시된) 3개의 인스턴스(571b, 572b, 및 573b)를 초래한다. 제2 광 신호(570b)의 3개의 인스턴스(571b, 572b, 및 573b)의 각각은 제2 광 신호(570b)에 의해서 표시되는 화상의 일부의 각각의 복제된 인스턴스에 상응한다. 따라서, 3개의 인스턴스(571b, 572b, 및 573b)의 각각은 눈(590)에 위치되는 각각의 공간적으로-분리된 사출 동공(581, 582, 및 583)을 향해서 서로 공간적으로 평행하게 홀로그래픽 조합기(530)에 의해서 재지향된다. 제1 광 신호(570a) 및 제2 광 신호(570b) 각각이 화상의 상이한 부분을 나타내기 때문에, 인스턴스(571a, 572a, 및 573a) 모두는 홀로그래픽 조합기(530)에 의해서 눈(590)을 향해서 인스턴스(571b, 572b, 및 573b)와 상이한 각도로 재지향된다. 홀로그래픽 조합기(530)는: 제1 광 신호(570a)의 제1 인스턴스(571a) 및 제2 광 신호(570b)의 제1 인스턴스(571b)를 제1 사출 동공(581)에, 제1 광 신호(570a)의 제2 인스턴스(572a) 및 제2 광 신호(570b)의 제2 인스턴스(572b)를 제2 사출 동공(582)에, 그리고 제1 광 신호(570a)의 제3 인스턴스(573a) 및 제2 광 신호(570b)의 제3 인스턴스(573b)를 제3 사출 동공(583)에 수렴시킨다.
광학적 복제기(550)는 3개의 부분적인 반사부(551, 552, 및 553)를 이용하여, 스캔 거울(522) 및/또는 레이저 모듈(521)에 대한 각각의 상이한 각도 및/또는 각각의 상이한 가상 위치에서 홀로그래픽 조합기(530)를 향해서 지향된 광 신호(570a)의 3개의 인스턴스(571a, 572a, 및 573a)를 생성한다. 그러나, 부분적인 반사부(551, 552, 및 553)는 단지 예시적인 목적을 위해서 도 5의 구현예의 광학적 복제기(550) 내에서 이용되고, 본 시스템, 장치 및 방법에 따라, 광 신호(570)를 복제하는 다른 시스템, 장치, 구조물, 방법, 및/또는 기술이 광학적 복제기(550) 내에서 이용될 수 있다. 일부 구현예에서, 광학적 복제기(550)의 효과 또는 기능이 홀로그래픽 조합기(530) 내로 구축되고 그에 의해서 실현될 수 있다. 즉, WHUD의 일부 구조가 구분된 광학적 복제기(550)를 배제할 수 있고, 그 대신에 홀로그래픽 조합기(530)로부터의 광 신호(570)의 재지향시에 그러한 복제를 달성할 수 있다. 예를 들어, 홀로그래픽 조합기(530)는 충돌되는 광 신호의 제1 부분(R1)을 반사시키고 나머지 부분(T1 = 1 - R1)을 전달하는 홀로그래픽 재료의 제1 층에 의해서 수반되는 제1 홀로그램, 홀로그래픽 재료의 제1 층을 통해서 전달된 광 신호의 일부의 제2 부분(R2)을 반사시키고 나머지 부분(T2 = 1 - R2)을 전달하는 홀로그래픽 재료의 제2 층에 의해서 수반되는 제2 홀로그램, 등을 포함할 수 있다. 홀로그래픽 조합기(530)의 층들 사이의 짧은 거리가 허용할 수 있는 것 보다 더 멀리 광 신호의 결과적인 카피 또는 인스턴스를 확산시키기 위해서, (예를 들어, 연속적으로 인접하는 층들에 대한 각각의 굴절률을 가지는 상이한 재료들을 이용하는 것에 의한) 홀로그래픽 조합기(530) 내의 연속적인 층들 사이의 굴절이 이용될 수 있다. 대안적으로, 홀로그래픽 조합기(530)는 광 신호의 반사 시에 복수의 회절 차수를 생성하도록 설계된 단일 층을 이용할 수 있고, 각각의 회절 차수는 반사된 광 신호의 각각의 인스턴스에 상응한다.
사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장을 제공하는 다양한 WHUD 시스템 및 장치에 더하여, 본원에서 설명된 여러 실시예는 또한 사출 동공 복제에 의해서 WHUD의 아이박스를 확장하는 방법을 포함한다.
도 6은 본 시스템, 장치, 및 방법에 따른 WHUD의 동작 방법(600)을 보여주는 흐름도이다. WHUD는 (이하의 구체적인 행위에 관한 설명을 기초로 할 때 적절한 경우에) WHUD(100), WHUD(200), 또는 WHUD(300)와 실질적으로 유사할 수 있고, SLP, 광학적 복제기, 및 홀로그래픽 조합기를 일반적으로 포함한다. 방법(600)은 3개의 행위(601, 602, 및 603)를 포함하나, 관련 기술 분야의 통상의 기술자는, 대안적인 실시예에서, 특정 행위가 생략될 수 있고 및/또는 부가적인 행위가 부가될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 또한, 설명된 행위의 순서는 단지 예시적인 목적을 위한 것이고 대안적인 실시예에서 달라질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 방법(600)의 목적을 위해서, "사용자"라는 용어는 WHUD를 착용한 사람을 지칭한다.
601에서, WHUD의 SLP는 제1 광 신호를 생성한다. 제1 광 신호는 완전한 제1 화상 또는 제1 화상의 일부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제1 광 신호는 화상의 하나 이상의 화소(들)를 나타낼 수 있다.
602에서, 광학적 복제기는 제1 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키고, 여기에서 N은 1 보다 큰 정수이다. 일반적으로, 행위(601)와 행위(602) 사이에서, 광학적 복제기는 SLP로부터 제1 광 신호를 수신하고 제1 광 신호를 제1 광 신호의 N개의 인스턴스로 복제할 수 있다(예를 들어, 광학적으로 분할, 가르기, 분기, 나누기, 증식, 또는 달리 복제한다). 제1 광 신호가 적어도 2개의 화소를 포함하는 화상을 나타낼 때, 602에서 광학적 복제기는 화상의 N개의 각각의 인스턴스를 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시킬 수 있다. 제1 광 신호가 화상의 하나 이상의 화소(들)을 나타낼 때, 602에서 광학적 복제기는 화상의 하나 이상의 화소(들)의 N개의 인스턴스를 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 광학적 복제기는 SLP에 대한 N개의 공간적으로-분리된 가상 위치의 각각의 하나로부터 홀로그래픽 조합기를 향해서 제1 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 효과적으로 재지향시킬 수 있다.
603에서, 홀로그래픽 조합기는 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 사용자의 눈을 향해서 재지향시킨다. 더 구체적으로 후술되는 바와 같이, 제1 광 신호의 하나 이상의 인스턴스는 제어 가능한 셔터에 의해서 선택적으로 차단될 수 있고, 그에 따라, 홀로그래픽 조합기에 의해서 광학적 복제기로부터 수신되지 않을 수 있다. 특정 구현예에 따라서, 홀로그래픽 조합기는 서로 공간적으로 평행한 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 사용자의 눈을 향해서 재지향시킬 수 있다. 홀로그래픽 조합기는 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공을 향해서 수렴시킬 수 있다.
일부 구현예에서, 홀로그래픽 조합기는, 제1 광 신호의 인스턴스가 상응하는 SLP에 대한 특별한 가상 위치로부터 초래되는 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 (홀로그래픽 조합기에서의) 입사각을 기초로 사용자의 눈에 위치되는 각각의 사출 동공을 향해서 제1 광 신호의 인스턴스를 재지향시키는 홀로그램을 포함할 수 있다. 그러한 구현예에서도, 홀로그래픽 조합기는, 제1 광 신호의 적어도 2개의 색채 성분과 같은, 상이한 파장들을 가지는 제1 광 신호의 적어도 2개의 성분을 각각 재생하기 위해서(예를 들어, 행위(603)의 재지향 및/또는 수렴을 실시하기 위해서), 적어도 2개의 파장 다중화된 홀로그램을 포함할 수 있다. 예를 들어, SLP는 적색 레이저 다이오드, 녹색 레이저 다이오드, 및 청색 레이저 다이오드를 포함할 수 있고, 제1 광 신호는 적색 성분, 녹색 성분, 및 청색 성분을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 홀로그래픽 조합기는 적색 홀로그램, 녹색 홀로그램, 및 청색 홀로그램을 포함할 수 있고: 적색 홀로그램은 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 적색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시킬 수 있고, 녹색 홀로그램은 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 녹색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시킬 수 있고, 그리고 청색 홀로그램은 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 청색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시킬 수 있다.
일부 구현예에서, 홀로그래픽 조합기는 적어도 2개의 다중화된 홀로그램을 포함할 수 있고, 각각의 홀로그램은, 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시킬 수 있다. 전술한 예에 계속하여, 홀로그래픽 조합기는 적어도 2개의 각도-다중화된 적색 홀로그램, 적어도 2개의 각도-다중화된 녹색 홀로그램, 및 적어도 2개의 각도-다중화된 청색 홀로그램을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 각각의 각도-다중화된 적색 홀로그램은 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 적색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시킬 수 있고, 각각의 각도-다중화된 녹색 홀로그램은 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 녹색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시킬 수 있고, 그리고 각각의 각도-다중화된 청색 홀로그램은 광학적 복제기로부터 수신된 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 청색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시킬 수 있다.
방법(600)은 다양한 방식으로 확대될 수 있다. 예를 들어, SLP는 (예를 들어, 적어도 제2 화상, 또는 적어도 제1 화상의 제2 화소, 또는 적어도 제1 화상의 화소의 제2 세트에 상응하는) 적어도 광 제2 광 신호를 생성할 수 있고, 광학적 복제기는 적어도 제2 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시킬 수 있고, 홀로그래픽 조합기는 광학적 복제기로부터 수신된 적어도 제2 광 신호의 각각의 인스턴스를 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시킬 수 있다. 유사하게, SLP는 SLP의 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 광 신호를 생성할 수 있고, 광학적 복제기는 SLP의 전체 스캔 범위(θ)를 수신할 수 있고 SLP의 전체 스캔 범위(θ)의 N개의 인스턴스의 각각의 하나를 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시킬 수 있고, 그리고 홀로그래픽 조합기는 광학적 복제기로부터 수신된 SLP의 전체 스캔 범위(θ)의 각각의 인스턴스를 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시킬 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, WHUD는 눈 추적기 및 그러한 눈 추적기에 (직접적으로 또는 프로세서 및/또는 메모리와 같은 하나 이상의 다른 장치를 통해서) 통신적으로 결합된 적어도 하나의 제어 가능한 셔터를 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 눈 추적기는 사용자의 눈의 응시 방향(예를 들어, 동공 위치)를 결정할 수 있고, 적어도 하나의 제어 가능한 셔터는 광학적 복제기로부터 홀로그래픽 조합기를 향해서 지재향된 광 신호의 N개의 인스턴스의 적어도 하나를 제외한 모두를 선택적으로 차단할 수 있다. 적어도 하나의 제어 가능한 셔터에 의해서 차단되지 않은 제1 광 신호의 N개의 인스턴스의 적어도 하나(즉, "차단되지 않은 인스턴스")에 대해서, 홀로그래픽 조합기는 제1 광 신호의 차단되지 않은 인스턴스를, 눈 추적기에 의해서 결정된 사용자의 눈의 응시 방향을 기초로, 사용자의 눈의 동공을 포함하는 사용자의 눈의 영역을 향해서 재지향시킬 수 있다.
본 시스템, 장치, 및 방법에 따라, 망막-스캐닝 투사기의 아이박스는 하나 이상의 사출 동공의 복제에 의해서 확장될 수 있다. 이러한 접근 방식에서, 주어진 사출 동공은, 약 4 mm 이하(예를 들어, 약 2 mm)와 같이, 눈의 동공의 직경과 대략적으로 같거나 그보다 작은 규정된 크기를 가질 수 있고, 그에 따라 사출 동공이 사용자의 (육체적) 동공 상에 충돌할 때(예를 들어, 그와 정렬되거나 중첩될 때), 화상으로부터의 모든 광이 눈으로 진입한다. 그러나, 사용자가 그들의 눈을 이동시킬 때, 사출 동공과 사용자의 동공 사이의 정렬이 상실될 수 있고, 투사된 화상이 사용자의 화각으로부터 사라질 수 있다. 그에 따라, 본원에서 설명된 "사출 동공 복제를 통한 사출 동공 확장"의 접근 방식에서, 복수의, 많은, 대부분의, 또는 모든 눈의 위치에 대해서, 적어도 하나의 사출 동공이 사용자의 눈과 정렬되도록, 복수의 사출 동공이 사용자에 눈 위로 투사되고 덮여질 수 있다.
본 명세서 및 첨부된 청구항의 전반에 걸쳐, "약"이라는 용어는 종종 구체적인 값 또는 양과 관련하여 이용된다. 예를 들어, 신속-수렴은 "약 2 cm" 이내이다. 구체적인 문맥에서 달리 요구되지 않는 한, "약"이라는 용어는 일반적으로 ㅁ 15%를 의미한다.
본원에서 설명된 "광학적 복제기"는 광학적 장치이다. 부분적인 반사부의 배열을 포함하는 광학적 복제기의 비제한적인 예가 도 5에 도시되어 있으나(그리고 도 5를 참조하여 설명되나); 본 시스템, 장치 및 방법은 도 5의 광학적 복제기의 예시적인 구현예로 제한되지 않을 것이다. 본원에서 설명된 바와 같은 광학적 복제기는, 본원에서 설명된 바와 같이 광 신호 또는 화상을 광학적으로 복제하기 위해서 관련 기술 분야의 통상의 기술자가 이용할 수 있는, 빔-분할기, 프리즘, 절반-은처리 표면, 2색체, 유전체 코팅, 및/또는 임의의 다른 광학적 장치(들)의 임의의 수 및/또는 배열을 포함할 수 있다. 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 본원에서 설명된 광학적 복제가, 구체적인 구현예의 요건에 따라서, 넓은 범위의 상이한 광학적 장치(들)를 개별적으로 또는 조합하여 이용하여 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 시스템, 장치, 및 방법은, 광학적 장치 또는 광학적 장치의 배열이 본원에서 설명된 바와 같이 광 신호 또는 화상을 광학적으로 복제하는 대표적인 구현예이다.
관련 기술 분야의 통상의 기술자는, 본 시스템, 장치, 및 방법이, SLP 이외의 하나 이상의 광원(들)을 이용하는 WHUD 구조 내로 적용되거나 달리 통합될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 본원에서 설명된 SLP은, 하나 이상의 발광다이오드("LED"), 하나 이상의 유기 LED ("OLED"), 하나 이상의 디지털 광 프로세서("DLP")를 포함하는 광원과 같은, 다른 광원에 의해서 대체될 수 있다. 그러한 비-레이저 구현예는 투사된 광 신호를 시준, 포커스 및/또는 달리 지향시키기 위한 부가적 광학기기를 유리하게 이용할 수 있다. 구체적인 문맥에서 달리 요구되지 않는 한, 관련 기술 분야의 통상의 기술자는, 본 시스템, 장치, 및 방법 전반을 통한 "SLP"에 대한 언급이 대표적인 것이라는 것 그리고 본원에서 설명된 SLP와 동일한 일반적인 목적을 위한 역할을 하도록 (필요에 따라, 다른 광학기기와 조합된) 다른 광원이 적용예에 맞춰 적용되거나 구성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
관련 기술 분야의 통상의 기술자는, 본 시스템, 장치, 및 방법이, 홀로그래픽 조합기 이외의 하나 이상의 투명 조합기(들)을 이용하는 WHUD 구조 내로 적용되거나 달리 통합될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 본원에서 설명된 홀로그래픽 조합기가, 프리즘형 막, 마이크로렌즈 어레이를 수반하는 막, 및/또는 도파관 구조물과 같은, 실질적으로 동일한 일반적인 목적을 위한 역할을 하는 비-홀로그래픽 장치에 의해서 대체될 수 있다. 그러한 비-홀로그래픽 구현예는 부가적인 광학기기를 이용하거나 이용하지 않을 수 있다. 구체적인 문맥에서 달리 요구되지 않는 한, 관련 기술 분야의 통상의 기술자는, 본 시스템, 장치, 및 방법 전반을 통한 "홀로그래픽 조합기"에 대한 언급이 대표적인 것이라는 것 그리고 본원에서 설명된 홀로그래픽 조합기와 동일한 일반적인 목적을 위한 역할을 하기 위한 적용예를 위해 (필요에 따라, 다른 광학기기와 조합된) 다른 투명 조합기가 적용되거나 구성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
관련 기술 분야의 통상의 기술자는 본원에서 설명된 사출 동공 복제에 의한 아이박스 확장을 위한 여러 실시예가 비-WHUD 적용예에서 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 시스템, 장치, 및 방법은, 홀로그래픽 조합기가 반드시 투명할 필요가 없는, 가상 현실 디스플레이를 포함하는, 비-웨어러블 헤드-업 디스플레이에서 및/또는 다른 투사 디스플레이에서 적용될 수 있다.
쌍안형 구현예(즉, 디스플레이 콘텐츠가 사용자의 양 눈 내로 투사되는 구현예)에서, 사용자의 각각의 눈에 상이한 화각을 의도적으로 투사하는 것에 의해서, 전체 화각이 증가될 수 있다. 양 눈이 화각의 중심에서 콘텐츠를 보는 한편, 좌측 눈이 화각의 좌측에서 더 많은 콘텐츠를 보도록 그리고 우측 눈이 화각의 우측에서 더 많은 콘텐츠를 보도록, 2개의 화각이 중첩될 수 있다.
복수의 사출 동공을 이용하는 일부 구현예에서, 모든 사출 동공이 항상 선택적으로 활성적일 수 있다. 대안적으로, 눈-추적을 또한 이용하는 구현예는, (눈-추적을 기초로) 사용자가 바라보는 곳에 상응하는 사출 동공 만을 활성화시킬 수 있는 한편 사용자의 화각 외측에 위치되는 하나 이상의 사출 동공(들)은 비활성화될 수 있다.
일부 구현예에서, 눈이 바라보는 방향으로 또는 점유된 사출 동공에서 해상도를 높이기 위해서, 투사기의 스캔 범위가 능동적으로 변화될 수 있다. 그러한 것은 미국가특허출원 제62/134,347호에서 설명된 것과 같은 이질적(heterogeneous) 화상 해상도의 예이다.
아이박스 확장은 유리하게 사용자가 넓은 범위의 방향을 바라보면서 디스플레이되는 콘텐츠를 볼 수 있게 할 수 있다. 또한, 아이박스 확장은 또한 더 넓은 범위의 눈 배열을 가지는 더 다양한 사용자가 주어진 WHUD를 통해서 디스플레이되는 콘텐츠를 적절하게 볼 수 있게 할 수 있다. 눈동자간 거리, 눈 형상, 상대적인 눈 위치, 등과 같은 해부학적 상세 사항은 모두 사용자마다 다를 수 있다. 본원에서 설명된 여러가지의 아이박스 확장 방법은 해부학적 차이를 가지는 매우 다양한 사용자에 걸쳐 WHUD가 더 확실하게 사용될 수 있게 한다(그에 따라 그러한 사용자가 더 잘 이용할 수 있게 한다). 사용자마다의 육체적 변동사항을 보다 더 수용하기 위해서, 본원에서 설명된 다양한 WHUD는, 사용자가 그들의 자체의 눈(들)에 대한 하나 이상의 사출 동공(들)의 물리적 위치 및/또는 정렬을 제어 가능하게 조정할 수 있게 하는 하나 이상의 기계적 구조물(들)을 포함할 수 있다. 그러한 기계적 구조물은 하나 이상의 경첩(들), 다이얼(들), 고정구(들), 설부(tongue) 및 홈 또는 다른 활주 가능하게-커플링된 구성요소, 및 기타를 포함할 수 있다. 대안적으로, 본원에서 교시된 접근방식은 그러한 부가적인 기계적 구조물의 포함 필요성을 유리하게 방지할 수 있고, 그에 따라 그렇지 않은 경우에 획득될 수 있는 것 보다 더 작은 포장 및 더 가벼운 중량을 허용할 수 있다.
일부 구현예에서, 하나 이상의 광섬유(들)를 이용하여 본원에서 설명된 경로의 일부를 따라 광 신호를 안내할 수 있다.
본원에서 설명된 여러 구현예는, 선택적으로, 미국 가특허출원 제62/288,947호에서 설명된 아이박스 저하를 방지하기 위한 시스템, 장치, 및 방법을 이용할 수 있다.
본원에서 설명된 WHUD는 사용자의 환경으로부터 데이터를 수집하기 위한 하나 이상의 센서(들)(예를 들어, 마이크로폰, 카메라, 온도계, 나침반, 고도계 및/또는 기타)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 카메라(들)를 이용하여 WHUD의 프로세서로 피드백을 제공할 수 있고 디스플레이(들) 상에서 임의의 주어진 화상이 디스플레이되어야 하는 곳에 영향을 미칠 수 있다.
본원에서 설명된 WHUD는 하나 이상의 내장형 전원(예를 들어, 하나 이상의 배터리(들)), 무선 통신을 송/수신하기 위한 무선 송수신기, 및/또는 컴퓨터로의 커플링 및/또는 하나 이상의 내장형 전원(들)의 충전을 위한 테더링된 연결부 포트를 포함할 수 있다.
본원에서 설명된 WHUD는 비제한적으로: 예를 들어, 모두의 전체가 본원에서 참조로 포함되는, 미국 정규특허출원 제14/155,087호, 미국 정규특허출원 제14/155,107호, PCT 특허출원 제PCT/US2014/057029호, 및/또는 미국 가특허출원 제62/236,060호에서 설명된 바와 같이, 마이크로폰을 통한 음성 명령; 버튼, 스위치, 또는 터치 감응형 표면을 통한 터치 명령; 및/또는 동작 검출 시스템을 통한 동작-기반의 명령을 포함하는, 하나 이상의 다양한 방식으로 사용자로부터 명령을 수신하고 응답할 수 있다.
본원에서 설명된 WHUD의 다양한 구현예가 미국 가특허출원 제62/117,316호, 미국 가특허출원 제62/156,736호, 및 미국 가특허출원 제62/242,844호에서 설명된 임의의 또는 모든 기술을 포함할 수 있다.
본 명세서 및 첨부된 청구항의 전반에 걸쳐, "통신적 경로", "통신적 커플링" 및 "통신적으로 커플링된"과 같은 변형에서와 같은 "통신적"이라는 용어는 일반적으로 정보를 전달 및/또는 교환하기 위한 임의의 공학적 배열을 지칭하기 위해 이용된다. 예시적인 통신적 경로는, 비제한적으로, 전기적으로 전도적인 경로(예를 들어, 전기적으로 전도적인 와이어, 전기적으로 전도적인 트레이스), 자기적 경로(예를 들어, 자기적 매체), 및/또는 광 경로(예를 들어, 광학적 섬유)를 포함하고, 예시적인 통신적 커플링은, 비제한적으로, 전기적 커플링, 자기적 커플링, 및/또는 광학적 커플링을 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구항의 전반에 걸쳐, 부정사 형태가 종종 이용된다. 예에는, 비제한적으로: "검출하기 위한", "제공하기 위한", "전달하기 위한", "통신하기 위한", "프로세스하기 위한", "경로화하기 위한", 및 기타가 포함된다. 구체적인 문맥에서 달리 요구하지 않는 한, 그러한 부정사 형태는 개방적인 포괄적 의미로 사용되며, 다시 말해서 "적어도 검출하기 위한", "적어도 제공하기 위한", "적어도 전달하기 위한", 등으로 사용된다.
요약서에서 설명된 것을 포함하는 예시된 실시예에 관한 전술한 설명은 정확하게 개시된 형태로 실시예를 한정하거나 제한하기 위한 것은 아니다. 비록 구체적인 실시예 및 예가 본원에서 예시 목적을 위해서 설명되었지만, 관련 기술 분야의 통상의 기술자가 인지할 수 있는 바와 같이, 개시 내용의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도, 여러 가지 균등한 수정이 이루어질 수 있다. 본원에서 제공된 여러 실시예의 교시 내용은, 반드시 본원에서 전반적으로 설명된 예시적인 웨어러블 전자 장치에만 적용되는 것이 아니라, 다른 휴대용 및/또는 웨어러블 전자 장치에도 적용될 수 있다.
예를 들어, 전술한 상세한 설명은 블록도, 개략도, 및 예의 이용을 통해서 장치 및/또는 프로세스의 여러 실시예를 설명하였다. 그러한 블록도, 개략도, 및 예가 하나 이상의 기능 및/또는 동작을 포함하는 한, 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 그러한 블록도, 흐름도, 또는 예 내의 각각의 기능 및/또는 동작이 넓은 범위의 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 사실상 그 임의 조합에 의해서 개별적으로 및/또는 집합적으로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 본 청구 대상은 주문형 집적회로(ASIC)를 통해서 구현될 수 있다. 그러나, 관련 기술 분야의 통상의 기술자는, 본원에서 개시된 실시예가, 전체적으로 또는 부분적으로, 하나 이상의 컴퓨터에 의해서 실행되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램으로서(예를 들어, 하나 이상의 컴퓨터 시스템 상에서 작동되는 하나 이상의 프로그램으로서), 하나 이상의 제어기(예를 들어, 마이크로제어기)에 의해서 실행되는 하나 이상의 프로그램으로서, 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 마이크로프로세서, 중앙 프로세싱 유닛, 그래픽 프로세싱 유닛)에 의해서 실행되는 하나 이상의 프로그램으로서, 펌웨어로서, 또는 사실상 그 임의 조합으로서, 표준 집적 회로 내에서 균등하게 구현될 수 있다는 것, 그리고 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 위한 회로 설계 및/또는 코드 기록이 본 개시 내용의 교시 내용을 고려한 관련 기술 분야의 통상의 기술자의 기술 내에서 양호하게 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
로직이 소프트웨어로서 구현되고 메모리 내에 저장될 때, 로직 또는 정보가 임의의 프로세서-관련 시스템 또는 방법에 의한 이용을 위해서 또는 그와 관련하여 임의의 프로세서-판독 가능 매체 상에 저장될 수 있다. 이러한 개시 내용의 문맥에서, 메모리는, 컴퓨터 및/또는 프로세서 프로그램을 포함 또는 저장하는 전자적, 자기적, 광학적, 또는 다른 물리적 장치 또는 수단인 프로세서-판독 가능 매체이다. 로직 및/또는 정보는, 명령어 실행 시스템, 장비, 또는 장치로부터 명령어를 가져올 수 있고 로직 및/또는 정보와 연관된 명령어를 실행할 수 있는, 컴퓨터-기반의 시스템, 프로세서-포함 시스템, 또는 기타 시스템과 같은, 명령어 실행 시스템, 장비, 또는 장치에 의한 이용을 위해서 또는 그와 관련하여 임의의 프로세서-판독 가능 매체 내에 구현될 수 있다.
본 명세서의 문맥에서, "비-일시적 프로세서-판독 가능 매체"는 명령어 실행 시스템, 장비 및/또는 장치에 의한 이용을 위한 또는 그와 관련된 로직 및/또는 정보와 연관된 프로그램을 저장할 수 있는 임의 요소일 수 있다. 프로세서-판독 가능 매체는, 예를 들어, 그러나 비제한적으로, 전자적, 자기적, 광학적, 전자기적, 적외선형, 또는 반도체 시스템, 장비, 또는 장치일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 더 구체적인 예(비-한정적 목록)가 이하를 포함할 수 있다: 휴대용 컴퓨터 디스켓(자기적, 콤팩트 플래시 카드, 보안 디지털, 또는 기타), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드-온리 메모리(ROM), 소거 가능한 프로그래밍 가능 리드-온리 메모리(EPROM, EEPROM, 또는 플래시 메모리), 휴대용 콤팩트 디스크 리드-온리 메모리(CDROM), 디지털 테이프, 및 다른 비-일시적 매체.
전술한 여러 실시예들이 조합되어 추가적인 실시예를 제공할 수 있다. 본원의 구체적인 교시 내용 및 규정 사항에서 벗어나지 않는 범위에서, 비제한적으로: 미국 가특허출원 제62/214,600호, 미국 가특허출원 제62/268,892호, 미국 가특허출원 제62/167,767호, 미국 가특허출원 제62/271,135호, 미국 가특허출원 제62/245,792호, 미국 가특허출원 제62/281,041호, 미국 가특허출원 제62/134,347호, 미국 가특허출원 제62/288,947호, 미국 정규특허출원 제14/155,087호, 미국 정규특허출원 제14/155,107호, PCT 특허출원 제PCT/US2014/057029호, 미국 가특허출원 제62/236,060호, 미국 가특허출원 제62/117,316호, 미국 가특허출원 제62/156,736호, 및 미국 가특허출원 제62/242,844호를 포함하는, 본원 명세서에서 언급된 및/또는 Thalmic Labs Inc.이 소유한 출원 데이터 시트 내에 나열된 모든 미국 특허, 미국 특허출원 공보, 미국 특허출원, 외국 특허, 외국 특허출원 및 비-특허 공보는 그 전체가 본원에서 참조로 포함된다. 필요한 경우에, 여러 특허, 출원, 공보의 시스템, 회로 및 개념을 이용하여 또한 추가적인 실시예를 제공하기 위해서, 실시예의 양태가 변경될 수 있다.
이러한 그리고 다른 변화가 전술한 구체적인 설명을 고려하여 실시예에 대해서 이루어질 수 있을 것이다. 일반적으로, 이하의 청구범위에서, 이용된 용어가, 청구범위를 명세서 및 청구항에서 개시된 구체적인 실시예로 제한하는 것으로 해석되지 않아야 할 것이고, 그러한 청구범위에 의해서 주어지는 균등물의 전체 범위와 함께 모든 가능한 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다. 따라서, 청구범위가 개시 내용에 의해서 제한되지 않는다.
Claims (27)
- 웨어러블 헤드-업 디스플레이로서,
사용 중에 사용자의 머리에 착용되는 지지 구조물;
상기 지지 구조물에 의해서 수반되는 스캐닝 레이저 투사기;
상기 지지 구조물에 의해서 수반되는 홀로그래픽 조합기로서, 상기 지지 구조물이 사용자의 머리에 착용될 때, 사용자의 눈의 화각(field of view) 내에 배치되는, 상기 홀로그래픽 조합기;
상기 지지 구조물에 의해서 수반되고 상기 스캐닝 레이저 투사기와 상기 홀로그래픽 조합기 사이의 광 경로 내에 배치되는 광학적 복제기로, 상기 광학적 복제기는 상기 스캐닝 레이저 투사기에 의해서 생성된 광 신호를 수신하며 상기 광 신호의 N개의 인스턴스 각각을 상기 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키도록 배열된 적어도 하나의 광학 요소를 포함하고, 여기에서 N은 1 보다 큰 정수이며, 상기 홀로그래픽 조합기는 상기 광 신호의 N개의 인스턴스 각각을 사용자의 눈을 향해서 재지향시키도록 배치되고 배향되는 적어도 하나의 홀로그램을 포함하는, 광학적 복제기;
사용자의 눈의 응시 방향을 결정하도록 배치 및 배향되며, 상기 지지 구조물에 의해서 수반되는 눈 추적기; 및
상기 지지 구조물에 의해서 수반되고 상기 광학적 복제기와 상기 홀로그래픽 조합기 사이의 적어도 하나의 광 경로 내에 배치되는 적어도 하나의 제어 가능한 셔터로, 상기 적어도 하나의 제어 가능한 셔터는 상기 광학적 복제기에 의해서 상기 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향되는 상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스의 적어도 하나를 선택적으로 차단하도록 제어될 수 있으며, 상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스 모두가 상기 적어도 하나의 제어 가능한 셔터에 의해 차단되지 않는 한, 상기 적어도 하나의 제어 가능한 셔터에 의해서 차단되지 않는 상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스의 적어도 하나는, 상기 홀로그래픽 조합기에 의해서 재지향될 때, 상기 눈 추적기에 의해서 결정된 사용자의 눈의 응시 방향을 기초로, 사용자의 눈의 동공을 포함하는 사용자의 눈의 영역을 향해서 상기 홀로그래픽 조합기에 의해서 재지향되는 상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스의 적어도 하나에 상응하는, 적어도 하나의 제어 가능한 셔터를 포함하는, 웨어러블 헤드-업 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 홀로그래픽 조합기의 상기 적어도 하나의 홀로그램은 사용자의 눈의 각각의 영역을 향해서, 상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스를 모두가 서로 공간적으로 평행한 상태에서 재지향시키는, 웨어러블 헤드-업 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 광학적 복제기의 적어도 하나의 광학 요소는 상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스 각각을 상기 스캐닝 레이저 투사기의 N개의 공간적으로-분리된 가상 위치의 각각으로부터 상기 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키도록 배열되는, 웨어러블 헤드-업 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 지지 구조물이 안경 프레임의 형상 및 외관을 가지는, 웨어러블 헤드-업 디스플레이. - 제4항에 있어서,
처방 안경 렌즈를 더 포함하고, 상기 홀로그래픽 조합기는 상기 처방 안경 렌즈에 의해서 수반되는, 웨어러블 헤드-업 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 홀로그래픽 조합기의 상기 적어도 하나의 홀로그램은 상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스 각각을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 N개의 사출 동공의 각각에 수렴시키는, 웨어러블 헤드-업 디스플레이. - 제6항에 있어서,
상기 홀로그래픽 조합기는 적어도 N개의 다중화된 홀로그램을 포함하고, 상기 적어도 N개의 다중화된 홀로그램의 각각은 상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스의 각각을 사용자의 눈에 위치되는 또는 근접하는 N개의 사출 동공의 각각에 수렴시키는, 웨어러블 헤드-업 디스플레이. - 제6항에 있어서,
상기 스캐닝 레이저 투사기는 적색 레이저 다이오드, 녹색 레이저 다이오드, 및 청색 레이저 다이오드를 포함하고; 그리고
상기 홀로그래픽 조합기는, 적어도 하나의 적색 홀로그램, 적어도 하나의 녹색 홀로그램, 및 적어도 하나의 청색 홀로그램을 포함하는 파장-다중화된 홀로그래픽 조합기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 적색 홀로그램은 상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스 각각의 개별적인 적색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 상기 N개의 사출 동공의 각각에 수렴시키고, 상기 적어도 하나의 녹색 홀로그램은 상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스 각각의 개별적인 녹색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 상기 N개의 사출 동공의 각각에 수렴시키며, 그리고 상기 적어도 하나의 청색 홀로그램은 상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스 각각의 개별적인 청색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 상기 N개의 사출 동공의 각각에 수렴시키는, 웨어러블 헤드-업 디스플레이. - 제8항에 있어서,
상기 홀로그래픽 조합기는 파장-다중화된 그리고 각도-다중화된 홀로그래픽 조합기를 포함하고, 상기 홀로그래픽 조합기는 적어도 N개의 각도-다중화된 적색 홀로그램, 적어도 N개의 각도-다중화된 녹색 홀로그램, 및 적어도 N개의 각도-다중화된 청색 홀로그램을 포함하고, 상기 적어도 N개의 각도-다중화된 적색 홀로그램의 각각은 상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스 각각의 개별적인 적색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 상기 N개의 사출 동공의 각각에 수렴시키고, 상기 적어도 N개의 각도-다중화된 녹색 홀로그램의 각각은 상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스 각각의 개별적인 녹색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 상기 N개의 사출 동공의 각각의 하나에 수렴시키며, 그리고 상기 적어도 N개의 각도-다중화된 청색 홀로그램의 각각은 상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스 각각의 개별적인 청색 성분을 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 상기 N개의 사출 동공의 각각에 수렴시키는, 웨어러블 헤드-업 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 스캐닝 레이저 투사기와 상기 홀로그래픽 조합기 사이의 광 경로는 상기 스캐닝 레이저 투사기의 전체 스캔 범위(θ)를 포함하고, 상기 광학적 복제기의 적어도 하나의 광학 요소는 상기 스캐닝 레이저 투사기에 의해서 전체 스캔 범위(θ)의 스윕(sweep)에 상응하는 모든 광 신호를 수신하며 상기 스캐닝 레이저 투사기의 상기 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 모든 광 신호의 N개의 인스턴스 각각을 상기 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키도록 배열되는, 웨어러블 헤드-업 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 광 신호는 적어도 2개의 화소를 포함하는 화상을 포함하는, 웨어러블 헤드-업 디스플레이. - 제11항에 있어서,
상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스 각각은 상기 화상의 각각의 인스턴스를 포함하는, 웨어러블 헤드-업 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 광 신호의 상기 N개의 인스턴스 각각은 동일한 화상의 상이한 인스턴스 내의 동일한 화소의 각각의 인스턴스를 포함하는, 웨어러블 헤드-업 디스플레이. - 삭제
- 스캐닝 레이저 투사기, 광학적 복제기, 눈 추적기, 적어도 하나의 제어 가능한 셔터 및 웨어러블 헤드-업 디스플레이가 사용자의 머리에 착용될 때 사용자의 눈의 화각 내에 배치되는 홀로그래픽 조합기를 포함하는 웨어러블 헤드-업 디스플레이의 동작 방법으로서,
상기 스캐닝 레이저 투사기에 의해서 제1 광 신호를 생성하는 단계;
상기 광학적 복제기에 의해서 상기 제1 광 신호의 N개의 인스턴스 각각을 상기 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키는 단계(여기에서 N은 1 보다 큰 정수이다); 및
상기 홀로그래픽 조합기에 의해서 상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 사용자의 눈을 향해서 재지향시키는 단계;
상기 눈 추적기에 의해서 사용자의 눈의 응시 방향을 결정하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 제어 가능한 셔터에 의해서 상기 광학적 복제기로부터 상기 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향된 제1 광 신호의 N개의 인스턴스의 적어도 하나를 선택적으로 차단하는 단계를 더 포함하고,
상기 제1 광 신호의 상기 N개의 인스턴스 모두가 상기 적어도 하나의 제어 가능한 셔터에 의해 차단되지 않는 한, 상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 상기 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈을 향해서 재지향시키는 단계는, 상기 적어도 하나의 제어 가능한 셔터에 의해서 차단되지 않은 상기 제1 광 신호의 상기 N개의 인스턴스의 적어도 하나에 대해서, 상기 제1 광 신호의 상기 N개의 인스턴스의 적어도 하나를, 상기 눈 추적기에 의해서 결정된 사용자의 눈의 응시 방향을 기초로, 상기 홀로그래픽 조합기에 의해서, 사용자의 눈의 동공을 포함하는 사용자의 눈의 영역을 향해서 재지향시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제15항에 있어서,
상기 광학적 복제기에 의해서 상기 스캐닝 레이저 투사기로부터 상기 제1 광 신호를 수신하는 단계; 및
상기 광학적 복제기에 의해서 상기 제1 광 신호를 상기 제1 광 신호의 상기 N개의 인스턴스로 복제하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제15항에 있어서,
상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 상기 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈을 향해서 재지향시키는 단계는 서로 공간적으로 평행한 상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 상기 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈의 각각의 영역을 향해서 재지향시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제15항에 있어서,
상기 광학적 복제기에 의해서 상기 제1 광 신호의 N개의 인스턴스 각각을 상기 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키는 단계는 상기 광학적 복제기에 의해서 상기 제1 광 신호의 N개의 인스턴스 각각을 상기 스캐닝 레이저 투사기에 대한 N개의 공간적으로-분리된 가상 위치의 각각으로부터 상기 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제15항에 있어서,
상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 상기 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈을 향해서 재지향시키는 단계는 상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 상기 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제19항에 있어서,
상기 홀로그래픽 조합기는 적어도 2개의 다중화된 홀로그램을 포함하고, 상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 상기 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계는 상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 각각의 다중화된 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제20항에 있어서,
상기 스캐닝 레이저 투사기는 적색 레이저 다이오드, 녹색 레이저 다이오드, 및 청색 레이저 다이오드를 포함하고;
상기 스캐닝 레이저 투사기에 의해서 생성된 상기 제1 광 신호는 적색 성분, 녹색 성분, 및 청색 성분을 포함하고; 그리고
상기 홀로그래픽 조합기는, 적어도 하나의 적색 홀로그램, 적어도 하나의 녹색 홀로그램, 및 적어도 하나의 청색 홀로그램을 포함하는 파장-다중화된 홀로그래픽 조합기를 포함하고, 상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스를 각각의 다중화된 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계는,
상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 적색 성분을 상기 적어도 하나의 적색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계;
상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 녹색 성분을 상기 적어도 하나의 녹색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계; 및
상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 청색 성분을 상기 적어도 하나의 청색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제21항에 있어서,
상기 홀로그래픽 조합기는, 적어도 2개의 각도-다중화된 적색 홀로그램, 적어도 2개의 각도-다중화된 녹색 홀로그램, 및 적어도 2개의 각도-다중화된 청색 홀로그램을 포함하는, 파장-다중화된 그리고 각도-다중화된 홀로그래픽 조합기를 포함하고, 그리고,
상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 적색 성분을 상기 적어도 하나의 적색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계는 상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 적색 성분을 각각의 각도-다중화된 적색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 포함하고;
상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 녹색 성분을 상기 적어도 하나의 녹색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계는 상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 녹색 성분을 각각의 각도-다중화된 녹색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 포함하며; 그리고
상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 청색 성분을 상기 적어도 하나의 청색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계는 상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 제1 광 신호의 각각의 인스턴스의 각각의 청색 성분을 각각의 각도-다중화된 청색 홀로그램에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제15항에 있어서,
상기 스캐닝 레이저 투사기에 의해서 적어도 제2 광 신호를 생성하는 단계;
적어도 제2 광 신호의 N개의 인스턴스의 각각을 상기 광학적 복제기에 의해서 상기 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키는 단계; 및
상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 적어도 제2 광 신호의 각각의 인스턴스를 상기 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제15항에 있어서,
상기 스캐닝 레이저 투사기에 의해서 전체 스캔 범위(θ)의 스윕에 상응하는 광 신호를 생성하는 단계;
상기 광학적 복제기에 의해서 상기 스캐닝 레이저 투사기의 상기 전체 스캔 범위(θ)에 상응하는 상기 광 신호를 수신하는 단계;
상기 스캐닝 레이저 투사기의 상기 전체 스캔 범위(θ)의 N개의 인스턴스 각각을 상기 광학적 복제기에 의해서 상기 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키는 단계; 및
상기 광학적 복제기로부터 수신된 상기 스캐닝 레이저 투사기의 상기 전체 스캔 범위(θ)의 각각의 인스턴스를 상기 홀로그래픽 조합기에 의해서 사용자의 눈에 위치되는 또는 그에 근접한 각각의 사출 동공에 수렴시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 삭제
- 제15항에 있어서,
상기 제1 광 신호는 적어도 2개의 화소를 포함하는 화상을 포함하고, 상기 광학적 복제기에 의해서 상기 제1 광 신호의 N개의 인스턴스 각각을 상기 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키는 단계는 상기 광학적 복제기에 의해서 동일한 화상의 N개의 각각의 인스턴스를 상기 홀로그래픽 조합기를 향해 재지향시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제15항에 있어서,
상기 광학적 복제기에 의해서 상기 제1 광 신호의 상기 N개의 인스턴스 각각을 상기 홀로그래픽 조합기를 향해 재지향시키는 단계는 상기 광학적 복제기에 의해서 동일한 화상의 상이한 인스턴스 내의 동일한 화소의 N개의 각각의 인스턴스를 상기 홀로그래픽 조합기를 향해서 재지향시키는 단계를 포함하는, 방법.
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201562117316P | 2015-02-17 | 2015-02-17 | |
| US62/117,316 | 2015-02-17 | ||
| US201562156736P | 2015-05-04 | 2015-05-04 | |
| US62/156,736 | 2015-05-04 | ||
| US201562242844P | 2015-10-16 | 2015-10-16 | |
| US62/242,844 | 2015-10-16 | ||
| PCT/US2016/018299 WO2016134038A1 (en) | 2015-02-17 | 2016-02-17 | Systems, devices, and methods for eyebox expansion in wearable heads-up displays |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170139510A KR20170139510A (ko) | 2017-12-19 |
| KR102617849B1 true KR102617849B1 (ko) | 2023-12-26 |
Family
ID=56621075
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020177026004A KR102614632B1 (ko) | 2015-02-17 | 2016-02-17 | 웨어러블 헤드-업 디스플레이 내의 아이박스 확장을 위한 시스템, 장치, 및 방법 |
| KR1020177025953A KR102617849B1 (ko) | 2015-02-17 | 2016-02-17 | 웨어러블 헤드-업 디스플레이 내의 아이박스 확장을 위한 시스템, 장치, 및 방법 |
| KR1020177025879A KR20170139509A (ko) | 2015-02-17 | 2016-02-17 | 웨어러블 헤드-업 디스플레이 내의 아이박스 확장을 위한 시스템, 장치, 및 방법 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020177026004A KR102614632B1 (ko) | 2015-02-17 | 2016-02-17 | 웨어러블 헤드-업 디스플레이 내의 아이박스 확장을 위한 시스템, 장치, 및 방법 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020177025879A KR20170139509A (ko) | 2015-02-17 | 2016-02-17 | 웨어러블 헤드-업 디스플레이 내의 아이박스 확장을 위한 시스템, 장치, 및 방법 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (7) | US9989764B2 (ko) |
| EP (3) | EP3259635A4 (ko) |
| JP (4) | JP2018506744A (ko) |
| KR (3) | KR102614632B1 (ko) |
| CN (3) | CN108351519A (ko) |
| AU (3) | AU2016220044A1 (ko) |
| CA (3) | CA2976903A1 (ko) |
| SG (3) | SG11201706545VA (ko) |
| WO (3) | WO2016134037A1 (ko) |
Families Citing this family (143)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140198034A1 (en) | 2013-01-14 | 2014-07-17 | Thalmic Labs Inc. | Muscle interface device and method for interacting with content displayed on wearable head mounted displays |
| US10042422B2 (en) | 2013-11-12 | 2018-08-07 | Thalmic Labs Inc. | Systems, articles, and methods for capacitive electromyography sensors |
| US20150124566A1 (en) | 2013-10-04 | 2015-05-07 | Thalmic Labs Inc. | Systems, articles and methods for wearable electronic devices employing contact sensors |
| US11921471B2 (en) | 2013-08-16 | 2024-03-05 | Meta Platforms Technologies, Llc | Systems, articles, and methods for wearable devices having secondary power sources in links of a band for providing secondary power in addition to a primary power source |
| US10188309B2 (en) | 2013-11-27 | 2019-01-29 | North Inc. | Systems, articles, and methods for electromyography sensors |
| US11402629B2 (en) * | 2013-11-27 | 2022-08-02 | Magic Leap, Inc. | Separated pupil optical systems for virtual and augmented reality and methods for displaying images using same |
| US20160018645A1 (en) * | 2014-01-24 | 2016-01-21 | Osterhout Group, Inc. | See-through computer display systems |
| US9880632B2 (en) | 2014-06-19 | 2018-01-30 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for gesture identification |
| US9477079B2 (en) | 2014-06-25 | 2016-10-25 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for wearable heads-up displays |
| US9989764B2 (en) | 2015-02-17 | 2018-06-05 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for eyebox expansion in wearable heads-up displays |
| US9958682B1 (en) | 2015-02-17 | 2018-05-01 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for splitter optics in wearable heads-up displays |
| US10197805B2 (en) | 2015-05-04 | 2019-02-05 | North Inc. | Systems, devices, and methods for eyeboxes with heterogeneous exit pupils |
| JP6820107B2 (ja) | 2015-05-04 | 2021-01-27 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | 仮想および拡張現実のための分離された瞳光学システムおよびそれを用いた画像表示の方法 |
| WO2016191709A1 (en) | 2015-05-28 | 2016-12-01 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods that integrate eye tracking and scanning laser projection in wearable heads-up displays |
| DE102015213376A1 (de) * | 2015-07-16 | 2017-01-19 | Robert Bosch Gmbh | Projektionsvorrichtung für eine Datenbrille, Datenbrille und Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung für eine Datenbrille |
| CN108474873A (zh) | 2015-09-04 | 2018-08-31 | 赛尔米克实验室公司 | 用于将全息光学元件与眼镜镜片整合在一起的系统、制品和方法 |
| WO2017059285A1 (en) | 2015-10-01 | 2017-04-06 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for interacting with content displayed on head-mounted displays |
| US10409076B2 (en) * | 2015-10-12 | 2019-09-10 | North Inc. | Adjustable pupil distance wearable display |
| US10437071B2 (en) * | 2015-10-12 | 2019-10-08 | North Inc. | Adjustable pupil distance wearable display |
| US9904051B2 (en) | 2015-10-23 | 2018-02-27 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for laser eye tracking |
| IL242895B (en) * | 2015-12-03 | 2021-04-29 | Eyeway Vision Ltd | Image projection system |
| US10802190B2 (en) | 2015-12-17 | 2020-10-13 | Covestro Llc | Systems, devices, and methods for curved holographic optical elements |
| US10303246B2 (en) | 2016-01-20 | 2019-05-28 | North Inc. | Systems, devices, and methods for proximity-based eye tracking |
| US10151926B2 (en) | 2016-01-29 | 2018-12-11 | North Inc. | Systems, devices, and methods for preventing eyebox degradation in a wearable heads-up display |
| GB2547929B (en) * | 2016-03-03 | 2018-02-21 | Daqri Holographics Ltd | Display system |
| EP3443414A2 (en) | 2016-04-13 | 2019-02-20 | North Inc. | Systems, devices, and methods for focusing laser projectors |
| US10210661B2 (en) * | 2016-04-25 | 2019-02-19 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Location-based holographic experience |
| WO2017197020A1 (en) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | Magic Leap, Inc. | Distributed light manipulation over imaging waveguide |
| US10277874B2 (en) | 2016-07-27 | 2019-04-30 | North Inc. | Systems, devices, and methods for laser projectors |
| WO2018027326A1 (en) | 2016-08-12 | 2018-02-15 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for variable luminance in wearable heads-up displays |
| WO2018057660A2 (en) | 2016-09-20 | 2018-03-29 | Apple Inc. | Augmented reality system |
| US9959818B2 (en) | 2016-09-22 | 2018-05-01 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Display engines for use with optical waveguides |
| US10481479B2 (en) * | 2016-09-26 | 2019-11-19 | Ronald S. Maynard | Immersive optical projection system |
| US10300372B2 (en) * | 2016-09-30 | 2019-05-28 | Disney Enterprises, Inc. | Virtual blaster |
| AU2017345780B2 (en) | 2016-10-21 | 2022-11-17 | Magic Leap, Inc. | System and method for presenting image content on multiple depth planes by providing multiple intra-pupil parallax views |
| US10215987B2 (en) | 2016-11-10 | 2019-02-26 | North Inc. | Systems, devices, and methods for astigmatism compensation in a wearable heads-up display |
| WO2018098579A1 (en) | 2016-11-30 | 2018-06-07 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for laser eye tracking in wearable heads-up displays |
| US10663732B2 (en) | 2016-12-23 | 2020-05-26 | North Inc. | Systems, devices, and methods for beam combining in wearable heads-up displays |
| TW201823674A (zh) * | 2016-12-29 | 2018-07-01 | 鴻海精密工業股份有限公司 | 鐳射測距裝置 |
| US10473938B2 (en) * | 2016-12-30 | 2019-11-12 | Luminit Llc | Multi-part optical system for light propagation in confined spaces and method of fabrication and use thereof |
| US11022939B2 (en) | 2017-01-03 | 2021-06-01 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Reduced bandwidth holographic near-eye display |
| US10437074B2 (en) | 2017-01-25 | 2019-10-08 | North Inc. | Systems, devices, and methods for beam combining in laser projectors |
| US11474362B2 (en) * | 2017-03-22 | 2022-10-18 | Magic Leap, Inc. | Wearable display device utilizing a composite field of view |
| TWI746805B (zh) * | 2017-04-04 | 2021-11-21 | 國立大學法人福井大學 | 映像生成裝置及映像生成方法 |
| US10481401B2 (en) * | 2017-05-04 | 2019-11-19 | North Inc. | Systems, devices, and methods for eyebox expansion in wearable heads-up display |
| USD832331S1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-10-30 | Eyezoom Optics Inc. | Spectacles frame |
| KR20200018494A (ko) | 2017-05-29 | 2020-02-19 | 아이웨이 비전 엘티디. | 이미지 투사 시스템 |
| US10712567B2 (en) * | 2017-06-15 | 2020-07-14 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Holographic display system |
| US20190012841A1 (en) * | 2017-07-09 | 2019-01-10 | Eyedaptic, Inc. | Artificial intelligence enhanced system for adaptive control driven ar/vr visual aids |
| DE102017211932A1 (de) * | 2017-07-12 | 2019-01-17 | Robert Bosch Gmbh | Projektionsvorrichtung für eine Datenbrille, Datenbrille sowie Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung |
| US11122256B1 (en) | 2017-08-07 | 2021-09-14 | Apple Inc. | Mixed reality system |
| WO2019096492A1 (en) * | 2017-10-02 | 2019-05-23 | Visteon Global Technologies, Inc. | High head type optical display device |
| WO2019079757A1 (en) | 2017-10-19 | 2019-04-25 | Ctrl-Labs Corporation | SYSTEMS AND METHODS FOR IDENTIFYING BIOLOGICAL STRUCTURES ASSOCIATED WITH NEUROMUSCULAR SOURCE SIGNALS |
| US20190121135A1 (en) | 2017-10-23 | 2019-04-25 | North Inc. | Free space multiple laser diode modules |
| US11650422B2 (en) | 2017-10-23 | 2023-05-16 | Vuzix Corporation | Active correction of aberrations in optical systems |
| USD877237S1 (en) | 2017-12-07 | 2020-03-03 | Amazon Technologies, Inc. | Wearable device |
| US11112613B2 (en) * | 2017-12-18 | 2021-09-07 | Facebook Technologies, Llc | Integrated augmented reality head-mounted display for pupil steering |
| US11372244B2 (en) * | 2017-12-25 | 2022-06-28 | Goertek Technology Co., Ltd. | Laser beam scanning display device and augmented reality glasses |
| US11137602B2 (en) | 2017-12-29 | 2021-10-05 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Pupil-expanding display device |
| US11435583B1 (en) * | 2018-01-17 | 2022-09-06 | Apple Inc. | Electronic device with back-to-back displays |
| US11907423B2 (en) | 2019-11-25 | 2024-02-20 | Meta Platforms Technologies, Llc | Systems and methods for contextualized interactions with an environment |
| US11961494B1 (en) | 2019-03-29 | 2024-04-16 | Meta Platforms Technologies, Llc | Electromagnetic interference reduction in extended reality environments |
| US11188027B2 (en) | 2018-02-15 | 2021-11-30 | Google Llc | Systems, devices, and methods for side lobe control in holograms |
| AU2019229957A1 (en) | 2018-03-05 | 2020-08-13 | Magic Leap, Inc. | Display system with low-latency pupil tracker |
| USD864283S1 (en) * | 2018-03-05 | 2019-10-22 | Bose Corporation | Audio eyeglasses |
| DE102018204627A1 (de) * | 2018-03-27 | 2019-10-02 | Robert Bosch Gmbh | Projektionsvorrichtung für eine Datenbrille, eine solche Datenbrille sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Projektionsvorrichtung |
| EP3776057A1 (en) * | 2018-04-06 | 2021-02-17 | Essilor International | Method for customizing a head mounted device adapted to generate a virtual image |
| US10775633B1 (en) * | 2018-04-10 | 2020-09-15 | Facebook Technologies, Llc | Exit pupil steering for near-eye displays |
| CN110392248A (zh) * | 2018-04-23 | 2019-10-29 | 德州仪器公司 | 线性致动的显示器及其实施方法 |
| KR102566408B1 (ko) * | 2018-04-24 | 2023-08-11 | 삼성전자주식회사 | 확장된 시야창을 제공하는 3차원 영상 디스플레이 장치 및 방법 |
| CN108616752B (zh) * | 2018-04-25 | 2020-11-06 | 北京赛博恩福科技有限公司 | 支持增强现实交互的头戴设备及控制方法 |
| US10901229B2 (en) * | 2018-05-22 | 2021-01-26 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Systems and methods of providing visual information with one dimensional pupil expansion |
| CN108760246B (zh) * | 2018-05-25 | 2020-01-07 | 上海复瞻智能科技有限公司 | 一种平视显示器系统中眼动范围的检测方法 |
| US10509467B1 (en) * | 2018-06-01 | 2019-12-17 | Facebook Technologies, Llc | Determining fixation of a user's eyes from images of portions of the user's face enclosed by a head mounted display |
| US11238143B2 (en) * | 2018-06-05 | 2022-02-01 | Google Llc | Method and system for authenticating a user on a wearable heads-up display |
| US10983349B2 (en) * | 2018-06-14 | 2021-04-20 | Google Llc | Method of dynamically adjusting display luminance flux in wearable heads-up displays |
| CN112334815B (zh) * | 2018-07-02 | 2022-11-18 | 华为技术有限公司 | 视网膜显示设备和方法 |
| US11143861B2 (en) * | 2018-07-17 | 2021-10-12 | Google Llc | Systems, devices, and methods for laser projection in wearable heads-up displays |
| USD865041S1 (en) * | 2018-07-31 | 2019-10-29 | Bose Corporation | Audio eyeglasses |
| USD865040S1 (en) * | 2018-07-31 | 2019-10-29 | Bose Corporation | Audio eyeglasses |
| US10955677B1 (en) | 2018-08-06 | 2021-03-23 | Apple Inc. | Scene camera |
| US10598942B1 (en) * | 2018-10-05 | 2020-03-24 | Facebook Technologies, Llc | Mounting assembly with reworkable active alignment |
| US20200110361A1 (en) * | 2018-10-09 | 2020-04-09 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Holographic display system |
| US20200125169A1 (en) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | Eyetech Digital Systems, Inc. | Systems and Methods for Correcting Lens Distortion in Head Mounted Displays |
| US11093034B2 (en) * | 2018-11-01 | 2021-08-17 | Google Llc | Eye tracking method and system and integration of the same with wearable heads-up displays |
| EP3886693A4 (en) | 2018-11-27 | 2022-06-08 | Facebook Technologies, LLC. | METHOD AND DEVICE FOR AUTOCALIBRATION OF A PORTABLE ELECTRODE SENSING SYSTEM |
| CN109633905B (zh) | 2018-12-29 | 2020-07-24 | 华为技术有限公司 | 多焦平面显示系统以及设备 |
| US10983482B2 (en) * | 2019-01-03 | 2021-04-20 | Apple Inc. | Electronic devices with display burn-in mitigation |
| US10785473B2 (en) * | 2019-01-10 | 2020-09-22 | Honeywell International Inc. | Virtual window display |
| US11054658B2 (en) * | 2019-01-22 | 2021-07-06 | Varjo Technologies Oy | Display apparatus and method using reflective elements and opacity mask |
| US11175513B2 (en) * | 2019-01-22 | 2021-11-16 | Varjo Technologies Oy | Display apparatuses and methods employing waveguides and opacity masks |
| US10764567B2 (en) * | 2019-01-22 | 2020-09-01 | Varjo Technologies Oy | Display apparatus and method of displaying |
| US11126000B2 (en) * | 2019-02-06 | 2021-09-21 | Google Llc | Systems, devices, and methods for increasing resolution in wearable heads-up displays |
| WO2020176783A1 (en) | 2019-02-28 | 2020-09-03 | Magic Leap, Inc. | Display system and method for providing variable accommodation cues using multiple intra-pupil parallax views formed by light emitter arrays |
| CN115202037A (zh) | 2019-03-06 | 2022-10-18 | 株式会社理光 | 光学装置、视网膜投影显示装置、头部安装型显示装置 |
| US11068052B2 (en) * | 2019-03-15 | 2021-07-20 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Holographic image generated based on eye position |
| TWI689859B (zh) | 2019-03-19 | 2020-04-01 | 國立臺灣科技大學 | 由手腕偵測肌動訊號識別使用者手勢之系統及方法 |
| US11860371B1 (en) * | 2019-05-30 | 2024-01-02 | Snap Inc. | Eyewear with eye-tracking reflective element |
| US11536960B2 (en) * | 2019-08-05 | 2022-12-27 | GM Global Technology Operations LLC | Head up display systems including hologram replicator |
| US10788893B1 (en) | 2019-08-06 | 2020-09-29 | Eyetech Digital Systems, Inc. | Computer tablet augmented with internally integrated eye-tracking camera assembly |
| US11275243B2 (en) * | 2019-08-23 | 2022-03-15 | GM Global Technology Operations LLC | Hologram replicator assemblies for head up displays including continuous transmission neutral density filters and corrective leveling elements |
| JP7196038B2 (ja) * | 2019-08-26 | 2022-12-26 | 株式会社日立エルジーデータストレージ | 映像表示装置、及びそれを用いたヘッドマウントディスプレイ |
| US11822081B2 (en) * | 2019-08-29 | 2023-11-21 | Apple Inc. | Optical module for head-mounted device |
| US11885965B1 (en) | 2019-09-23 | 2024-01-30 | Apple Inc. | Head-mounted display and display modules thereof |
| WO2021071915A1 (en) | 2019-10-08 | 2021-04-15 | Unlimited Tomorrow, Inc. | Biometric sensor array |
| CN112764219B (zh) * | 2019-11-05 | 2023-03-21 | 宁波舜宇车载光学技术有限公司 | 抬头显示系统及其应用 |
| CN112782851B (zh) * | 2019-11-11 | 2024-01-12 | 宁波舜宇车载光学技术有限公司 | 变焦显示系统及变焦显示方法 |
| US20220382065A1 (en) * | 2019-11-20 | 2022-12-01 | Sony Group Corporation | Information processing device, information processing method, and information processing program |
| EP4066042A4 (en) * | 2019-11-26 | 2023-11-08 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) | PROVIDING A USER WITH MULTI-LAYER AUGMENTED REALITY IMAGES |
| US11398072B1 (en) * | 2019-12-16 | 2022-07-26 | Siemens Healthcare Gmbh | Method of obtaining a set of values for a respective set of parameters for use in a physically based path tracing process and a method of rendering using a physically based path tracing process |
| DE102020200012A1 (de) * | 2020-01-03 | 2021-07-08 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Datenbrille |
| KR102337212B1 (ko) * | 2020-02-18 | 2021-12-09 | 주식회사 페네시아 | 홀로그램 광학 소자를 이용한 스마트 글라스 기기 |
| TWI802826B (zh) * | 2020-02-19 | 2023-05-21 | 美商海思智財控股有限公司 | 顯示一個具有景深的物體的系統與方法 |
| KR20210152625A (ko) | 2020-06-08 | 2021-12-16 | 삼성전자주식회사 | 헤드업 디스플레이 시스템 |
| WO2021258078A1 (en) * | 2020-06-19 | 2021-12-23 | Hes Ip Holdings, Llc | Image display systems for eyebox expansion and methods of making the same |
| TW202215370A (zh) | 2020-08-14 | 2022-04-16 | 美商海思智財控股有限公司 | 疊合虛擬影像於即時影像的系統與方法 |
| US11740455B2 (en) | 2020-08-25 | 2023-08-29 | Meta Platforms Technologies, Llc | Pupil steered display |
| WO2022051688A1 (en) | 2020-09-03 | 2022-03-10 | Hes Ip Holdings, Llc | Systems and methods for improving binocular vision |
| TWI746169B (zh) | 2020-09-17 | 2021-11-11 | 宏碁股份有限公司 | 具有結構光偵測功能的擴增實境眼鏡 |
| CN116420104A (zh) | 2020-09-30 | 2023-07-11 | 海思智财控股有限公司 | 用于虚拟实境及扩增实境装置的虚拟影像显示系统 |
| CN112198667B (zh) * | 2020-11-30 | 2021-06-08 | 深圳铅笔视界科技有限公司 | 虚拟视网膜投影系统 |
| KR20220077724A (ko) | 2020-12-02 | 2022-06-09 | 삼성전자주식회사 | 메타 표면을 이용한 디스플레이 장치 |
| KR20220079199A (ko) | 2020-12-04 | 2022-06-13 | 삼성전자주식회사 | 광 결합기 및 이를 포함하는 증강 현실 장치 |
| CN112630993B (zh) * | 2020-12-25 | 2022-12-23 | 深圳合艺光学科技有限公司 | 一种自动清洁镜片的眼镜 |
| WO2022154176A1 (ko) | 2021-01-14 | 2022-07-21 | 엘지전자 주식회사 | 안경형 단말기 및 그 안경형 단말기의 가상 영상 제공 방법 |
| DE102021200893A1 (de) * | 2021-02-01 | 2022-08-04 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Optisches System für eine virtuelle Netzhautanzeige und Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten auf eine Netzhaut |
| GB2603518B (en) * | 2021-02-05 | 2023-02-22 | Envisics Ltd | Image projection |
| JP2022146676A (ja) | 2021-03-22 | 2022-10-05 | 株式会社リコー | 光学装置、網膜投影表示装置、及び頭部装着型表示装置 |
| US11868531B1 (en) | 2021-04-08 | 2024-01-09 | Meta Platforms Technologies, Llc | Wearable device providing for thumb-to-finger-based input gestures detected based on neuromuscular signals, and systems and methods of use thereof |
| JP2024517804A (ja) * | 2021-05-19 | 2024-04-23 | ルムス エルティーディー． | 活性光学エンジン |
| WO2023274628A1 (de) * | 2021-06-29 | 2023-01-05 | Robert Bosch Gmbh | Optisches system für eine virtuelle netzhautanzeige und verfahren zum projizieren von bildinhalten auf eine netzhaut |
| DE102021208157A1 (de) | 2021-06-29 | 2022-12-29 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Optisches System für eine virtuelle Netzhautanzeige und Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten auf eine Netzhaut |
| KR20230030126A (ko) * | 2021-08-24 | 2023-03-06 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 및 이의 구동 방법 |
| DE102021209877A1 (de) | 2021-09-08 | 2023-03-09 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten auf die Netzhaut eines Nutzers |
| JP2023067266A (ja) | 2021-10-29 | 2023-05-16 | 富士フイルム株式会社 | 光走査装置 |
| GB202116770D0 (en) | 2021-11-22 | 2022-01-05 | Ams Int Ag | Angle multiplexed diffractive combiner |
| JP2023088179A (ja) | 2021-12-14 | 2023-06-26 | 富士フイルム株式会社 | 光走査装置 |
| US20230194871A1 (en) * | 2021-12-16 | 2023-06-22 | Google Llc | Tricolor waveguide exit pupil expansion system with optical power |
| TWI801055B (zh) * | 2021-12-23 | 2023-05-01 | 宏碁股份有限公司 | 擴增實境顯示裝置 |
| DE102022202921A1 (de) * | 2022-03-24 | 2023-09-28 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Optische Replikationskomponente |
| DE102022203075A1 (de) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten auf die Netzhaut eines Nutzers mit Hilfe eines optischen Systems |
| DE102022207607A1 (de) | 2022-07-26 | 2024-02-01 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zur Ansteuerung einer ansteuerbaren Ablenkeinrichtung eines optischen Systems für eine virtuelle Netzhautanzeige |
| US20240118550A1 (en) * | 2022-10-07 | 2024-04-11 | Hes Ip Holdings, Llc | System and method for multi-instances emission for retina scanning based near eye display |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008145701A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Canon Inc | 画像表示装置及び画像表示システム |
| WO2014155288A2 (en) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Method and apparatus for head worn display with multiple exit pupils |
Family Cites Families (146)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US31338A (en) * | 1861-02-05 | Churn | ||
| JP2001242411A (ja) | 1999-05-10 | 2001-09-07 | Asahi Glass Co Ltd | ホログラム表示装置 |
| US3408133A (en) | 1964-01-23 | 1968-10-29 | Electro Optical Systems Inc | Kerr-cell camera shutter |
| US3712716A (en) | 1971-04-09 | 1973-01-23 | Stanford Research Inst | Eye tracker |
| JPS61198892A (ja) | 1985-02-27 | 1986-09-03 | Nec Corp | 表示装置 |
| JP2805318B2 (ja) | 1987-08-26 | 1998-09-30 | アルコン・ラボラトリーズ，インコーポレーテツド | 人間の眼の角膜の輪郭を決定する装置 |
| US5231674A (en) | 1989-06-09 | 1993-07-27 | Lc Technologies, Inc. | Eye tracking method and apparatus |
| US5103323A (en) | 1990-04-18 | 1992-04-07 | Holographic Optics, Inc. | Multi-layer holographic notch filter |
| JP3151766B2 (ja) | 1992-07-31 | 2001-04-03 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置 |
| US5467104A (en) * | 1992-10-22 | 1995-11-14 | Board Of Regents Of The University Of Washington | Virtual retinal display |
| US5596339A (en) * | 1992-10-22 | 1997-01-21 | University Of Washington | Virtual retinal display with fiber optic point source |
| US6008781A (en) | 1992-10-22 | 1999-12-28 | Board Of Regents Of The University Of Washington | Virtual retinal display |
| JP3379797B2 (ja) * | 1992-11-12 | 2003-02-24 | オリンパス光学工業株式会社 | 画像表示装置 |
| EP0631167B1 (en) | 1992-12-14 | 2005-02-16 | Denso Corporation | Image display |
| JP3141737B2 (ja) | 1995-08-10 | 2001-03-05 | 株式会社セガ | 仮想画像生成装置及びその方法 |
| US6184847B1 (en) | 1998-09-22 | 2001-02-06 | Vega Vista, Inc. | Intuitive control of portable data displays |
| US5742421A (en) * | 1996-03-01 | 1998-04-21 | Reflection Technology, Inc. | Split lens video display system |
| JP2846856B2 (ja) * | 1996-07-19 | 1999-01-13 | 三洋電機株式会社 | 立体映像表示装置 |
| KR100227179B1 (ko) | 1997-04-11 | 1999-10-15 | 박호군 | 고품질 반사형 홀로그래픽 광학 소자 제작 장치 |
| JPH10319240A (ja) | 1997-05-22 | 1998-12-04 | Fuji Xerox Co Ltd | ヘッドマウンテッドディスプレイ |
| US6027216A (en) | 1997-10-21 | 2000-02-22 | The Johns University School Of Medicine | Eye fixation monitor and tracker |
| US6139146A (en) | 1997-12-29 | 2000-10-31 | Novartis Ag | Programmable corrective lenses |
| US6043799A (en) * | 1998-02-20 | 2000-03-28 | University Of Washington | Virtual retinal display with scanner array for generating multiple exit pupils |
| US7640007B2 (en) | 1999-02-12 | 2009-12-29 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Wireless handheld communicator in a process control environment |
| US6972734B1 (en) | 1999-06-11 | 2005-12-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Mixed reality apparatus and mixed reality presentation method |
| CA2375519A1 (en) | 1999-06-21 | 2000-12-28 | The Microoptical Corporation | Eyeglass display lens system employing off-axis optical design |
| US6924476B2 (en) | 2002-11-25 | 2005-08-02 | Microvision, Inc. | Resonant beam scanner with raster pinch compensation |
| JP4168221B2 (ja) | 1999-09-06 | 2008-10-22 | 株式会社島津製作所 | 身体装着型表示システム |
| AU2001234987A1 (en) | 2000-02-10 | 2001-08-20 | Digilens Inc. | Switchable hologram and method of producing the same |
| US6330064B1 (en) | 2000-03-13 | 2001-12-11 | Satcon Technology Corporation | Doubly-differential interferometer and method for evanescent wave surface detection |
| US6443900B2 (en) | 2000-03-15 | 2002-09-03 | Olympus Optical Co., Ltd. | Ultrasonic wave transducer system and ultrasonic wave transducer |
| US6813085B2 (en) | 2000-06-26 | 2004-11-02 | Angus Duncan Richards | Virtual reality display device |
| US20020093701A1 (en) | 2000-12-29 | 2002-07-18 | Xiaoxiao Zhang | Holographic multifocal lens |
| US20020120916A1 (en) | 2001-01-16 | 2002-08-29 | Snider Albert Monroe | Head-up display system utilizing fluorescent material |
| US6768588B2 (en) * | 2001-11-02 | 2004-07-27 | Microvision, Inc. | Apparatus and methods for generating multiple exit-pupil images in an expanded exit pupil |
| KR100495326B1 (ko) | 2002-07-13 | 2005-06-14 | 삼성아이텍 주식회사 | 캐스팅 방식에 의한 내구성 편광렌즈의 제조방법 및제조도구 |
| JP2004177920A (ja) * | 2002-08-09 | 2004-06-24 | Olympus Corp | 投影観察装置 |
| US20040174287A1 (en) | 2002-11-21 | 2004-09-09 | Deak David G. | Self-contained switch |
| SE524003C2 (sv) | 2002-11-21 | 2004-06-15 | Tobii Technology Ab | Förfarande och anläggning för att detektera och följa ett öga samt dess blickvinkel |
| JP3873892B2 (ja) | 2003-01-22 | 2007-01-31 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 映像表示装置 |
| CA2529203C (en) | 2003-06-12 | 2015-03-03 | Control Bionics | Method, system, and software for interactive communication and analysis |
| GB2407378B (en) | 2003-10-24 | 2006-09-06 | Lein Applied Diagnostics Ltd | Ocular property measuring apparatus and method therefor |
| EP1731943B1 (en) | 2004-03-29 | 2019-02-13 | Sony Corporation | Optical device and virtual image display device |
| US20090207464A1 (en) | 2004-11-24 | 2009-08-20 | John David Wiltshire | Holograms and Hologram Fabrication Methods and Apparatus |
| CA2537569C (en) | 2005-02-24 | 2014-04-29 | National Research Council Of Canada | Microblinds and a method of fabrication thereof |
| US7773111B2 (en) | 2005-03-16 | 2010-08-10 | Lc Technologies, Inc. | System and method for perceived image processing in a gaze tracking system |
| US20070132785A1 (en) | 2005-03-29 | 2007-06-14 | Ebersole John F Jr | Platform for immersive gaming |
| JP5128582B2 (ja) | 2006-05-12 | 2013-01-23 | シーリアル テクノロジーズ ソシエテ アノニム | ホログラフィック投影システム及び方法 |
| WO2007141589A1 (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Nokia Corporation | Stereoscopic exit pupil expander display |
| GB0622325D0 (en) | 2006-11-09 | 2006-12-20 | Optos Plc | Improvements in or relating to retinal scanning |
| CN101765494B (zh) | 2007-07-25 | 2013-06-12 | Hoya株式会社 | 塑料透镜的制造方法 |
| US7925100B2 (en) | 2007-07-31 | 2011-04-12 | Microsoft Corporation | Tiled packaging of vector image data |
| CN101589327B (zh) | 2007-09-26 | 2012-09-26 | 松下电器产业株式会社 | 光束扫描式显示装置、显示方法以及集成电路 |
| CA2714074C (en) | 2007-10-25 | 2014-12-30 | Eye Ojo Corp. | Polarized lens and method of making polarized lens |
| JP4989417B2 (ja) | 2007-10-26 | 2012-08-01 | キヤノン株式会社 | 画像表示システム、画像表示装置及びその制御方法、コンピュータプログラム |
| JP5237268B2 (ja) | 2007-11-21 | 2013-07-17 | パナソニック株式会社 | 表示装置 |
| US8355671B2 (en) | 2008-01-04 | 2013-01-15 | Kopin Corporation | Method and apparatus for transporting video signal over Bluetooth wireless interface |
| JP5094430B2 (ja) | 2008-01-10 | 2012-12-12 | キヤノン株式会社 | 画像処理方法、画像処理装置、システム |
| JP5143772B2 (ja) | 2008-03-28 | 2013-02-13 | パナソニック株式会社 | 画像表示装置および画像表示方法 |
| US20100149073A1 (en) | 2008-11-02 | 2010-06-17 | David Chaum | Near to Eye Display System and Appliance |
| US8023571B2 (en) | 2008-04-15 | 2011-09-20 | Hong Nie | Impulse ultra-wideband radio communication system |
| EP2138886A3 (en) | 2008-06-25 | 2011-10-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Compact virtual display |
| US9037530B2 (en) | 2008-06-26 | 2015-05-19 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Wearable electromyography-based human-computer interface |
| US7736000B2 (en) | 2008-08-27 | 2010-06-15 | Locarna Systems, Inc. | Method and apparatus for tracking eye movement |
| US7850306B2 (en) | 2008-08-28 | 2010-12-14 | Nokia Corporation | Visual cognition aware display and visual data transmission architecture |
| US8922898B2 (en) | 2008-09-04 | 2014-12-30 | Innovega Inc. | Molded lens with nanofilaments and related methods |
| WO2010035607A1 (ja) | 2008-09-26 | 2010-04-01 | コニカミノルタオプト株式会社 | 映像表示装置、ヘッドマウントディスプレイおよびヘッドアップディスプレイ |
| JP2010091944A (ja) | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Canon Inc | 画像表示装置及び画像表示システム |
| JP5220120B2 (ja) * | 2008-10-17 | 2013-06-26 | パナソニック株式会社 | 走査型画像表示装置 |
| US20100110368A1 (en) * | 2008-11-02 | 2010-05-06 | David Chaum | System and apparatus for eyeglass appliance platform |
| JP4780186B2 (ja) | 2008-12-09 | 2011-09-28 | ソニー株式会社 | ホログラム記録フィルム及びその製造方法、並びに、画像表示装置 |
| GB0902468D0 (en) * | 2009-02-16 | 2009-04-01 | Light Blue Optics Ltd | Optical systems |
| US8194325B2 (en) | 2009-06-30 | 2012-06-05 | Nokia Corporation | Optical apparatus and method |
| WO2011018655A2 (en) | 2009-08-13 | 2011-02-17 | Bae Systems Plc | Head up display system |
| JP2011069978A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Brother Industries Ltd | 網膜走査型画像表示装置 |
| US20120249797A1 (en) | 2010-02-28 | 2012-10-04 | Osterhout Group, Inc. | Head-worn adaptive display |
| JP2013127489A (ja) | 2010-03-29 | 2013-06-27 | Panasonic Corp | シースルーディスプレイ |
| CN102472894B (zh) * | 2010-04-20 | 2015-01-28 | 松下电器产业株式会社 | 透视显示器以及平视显示器 |
| JP5587403B2 (ja) | 2010-04-28 | 2014-09-10 | パナソニック株式会社 | 走査型画像表示装置 |
| US8634119B2 (en) | 2010-07-09 | 2014-01-21 | Tipd, Llc | System for holography |
| EP2604180A4 (en) | 2010-08-09 | 2017-07-05 | National University Corporation Shizuoka University | Gaze point detection method and gaze point detection device |
| US9529191B2 (en) | 2010-11-03 | 2016-12-27 | Trex Enterprises Corporation | Dynamic foveal vision display |
| JP5953311B2 (ja) | 2010-11-08 | 2016-07-20 | シーリアル テクノロジーズ ソシエテ アノニムＳｅｅｒｅａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｓ．Ａ． | 表示装置 |
| US20120182309A1 (en) | 2011-01-14 | 2012-07-19 | Research In Motion Limited | Device and method of conveying emotion in a messaging application |
| US8666212B1 (en) | 2011-04-28 | 2014-03-04 | Google Inc. | Head mounted display using a fused fiber bundle |
| US8760499B2 (en) | 2011-04-29 | 2014-06-24 | Austin Russell | Three-dimensional imager and projection device |
| US8510166B2 (en) | 2011-05-11 | 2013-08-13 | Google Inc. | Gaze tracking system |
| KR101252169B1 (ko) | 2011-05-27 | 2013-04-05 | 엘지전자 주식회사 | 휴대 단말기 및 그 동작 제어방법 |
| US20130198694A1 (en) | 2011-06-10 | 2013-08-01 | Aliphcom | Determinative processes for wearable devices |
| US20130009853A1 (en) | 2011-07-05 | 2013-01-10 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Eye-glasses mounted display |
| US8817379B2 (en) | 2011-07-12 | 2014-08-26 | Google Inc. | Whole image scanning mirror display system |
| US8179604B1 (en) | 2011-07-13 | 2012-05-15 | Google Inc. | Wearable marker for passive interaction |
| US8471967B2 (en) | 2011-07-15 | 2013-06-25 | Google Inc. | Eyepiece for near-to-eye display with multi-reflectors |
| EP2995986B1 (en) | 2011-08-24 | 2017-04-12 | Rockwell Collins, Inc. | Data display |
| WO2013030712A1 (en) | 2011-08-31 | 2013-03-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Light control panel |
| US20130088413A1 (en) | 2011-10-05 | 2013-04-11 | Google Inc. | Method to Autofocus on Near-Eye Display |
| US8934160B2 (en) * | 2011-10-25 | 2015-01-13 | National Central University | Optical head-mounted display with mechanical one-dimensional scanner |
| US8704882B2 (en) | 2011-11-18 | 2014-04-22 | L-3 Communications Corporation | Simulated head mounted display system and method |
| JP5906692B2 (ja) | 2011-11-29 | 2016-04-20 | セイコーエプソン株式会社 | 表示装置 |
| US8235529B1 (en) | 2011-11-30 | 2012-08-07 | Google Inc. | Unlocking a screen using eye tracking information |
| TWI446896B (zh) | 2011-12-23 | 2014-08-01 | Ind Tech Res Inst | 肌能參數感測器 |
| US10013053B2 (en) | 2012-01-04 | 2018-07-03 | Tobii Ab | System for gaze interaction |
| US8971023B2 (en) | 2012-03-21 | 2015-03-03 | Google Inc. | Wearable computing device frame |
| JP5464219B2 (ja) * | 2012-02-03 | 2014-04-09 | 株式会社デンソー | 車両用ヘッドアップディスプレイ装置 |
| US8982014B2 (en) | 2012-02-06 | 2015-03-17 | Battelle Memorial Institute | Image generation systems and image generation methods |
| US8970571B1 (en) | 2012-03-13 | 2015-03-03 | Google Inc. | Apparatus and method for display lighting adjustment |
| US9329384B2 (en) | 2012-03-15 | 2016-05-03 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Optical reflecting element and actuator |
| US8922481B1 (en) | 2012-03-16 | 2014-12-30 | Google Inc. | Content annotation |
| US8994672B2 (en) | 2012-04-09 | 2015-03-31 | Sony Corporation | Content transfer via skin input |
| KR20130121303A (ko) | 2012-04-27 | 2013-11-06 | 한국전자통신연구원 | 원거리 시선 추적 시스템 및 방법 |
| US20130332196A1 (en) | 2012-06-07 | 2013-12-12 | The Government Of The United States As Represented By The Secretary Of The Army | Diabetes Monitoring Using Smart Device |
| US9398229B2 (en) | 2012-06-18 | 2016-07-19 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Selective illumination of a region within a field of view |
| US20140045547A1 (en) | 2012-08-10 | 2014-02-13 | Silverplus, Inc. | Wearable Communication Device and User Interface |
| US9338370B2 (en) | 2012-11-05 | 2016-05-10 | Honeywell International Inc. | Visual system having multiple cameras |
| KR101984590B1 (ko) | 2012-11-14 | 2019-05-31 | 엘지전자 주식회사 | 디스플레이 디바이스 및 그 제어 방법 |
| US20140198034A1 (en) | 2013-01-14 | 2014-07-17 | Thalmic Labs Inc. | Muscle interface device and method for interacting with content displayed on wearable head mounted displays |
| JP2014142423A (ja) | 2013-01-22 | 2014-08-07 | Denso Corp | ヘッドアップディスプレイ装置 |
| WO2014115095A2 (en) | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Transflective holographic film for head worn display |
| US9223139B2 (en) | 2013-02-15 | 2015-12-29 | Google Inc. | Cascading optics in optical combiners of head mounted displays |
| US9392129B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-07-12 | John Castle Simmons | Light management for image and data control |
| KR102043200B1 (ko) | 2013-05-07 | 2019-11-11 | 엘지전자 주식회사 | 스마트 워치 및 제어 방법 |
| US20150036221A1 (en) | 2013-08-04 | 2015-02-05 | Robert S. Stephenson | Wide-field head-up display (HUD) eyeglasses |
| EP3042152B1 (en) | 2013-09-04 | 2022-11-09 | Essilor International | Navigation method based on a see-through head-mounted device |
| IL291010B2 (en) | 2013-11-27 | 2024-01-01 | Magic Leap Inc | Virtual and augmented reality systems and methods |
| US8958158B1 (en) | 2013-12-03 | 2015-02-17 | Google Inc. | On-head detection for head-mounted display |
| US20150205134A1 (en) | 2014-01-17 | 2015-07-23 | Thalmic Labs Inc. | Systems, articles, and methods for wearable heads-up displays |
| WO2015123775A1 (en) | 2014-02-18 | 2015-08-27 | Sulon Technologies Inc. | Systems and methods for incorporating a real image stream in a virtual image stream |
| US9804753B2 (en) | 2014-03-20 | 2017-10-31 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Selection using eye gaze evaluation over time |
| US20150325202A1 (en) | 2014-05-07 | 2015-11-12 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for wearable computers with heads-up displays |
| US9477079B2 (en) | 2014-06-25 | 2016-10-25 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for wearable heads-up displays |
| US9989764B2 (en) | 2015-02-17 | 2018-06-05 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for eyebox expansion in wearable heads-up displays |
| US20160274365A1 (en) | 2015-03-17 | 2016-09-22 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for wearable heads-up displays with heterogeneous display quality |
| US20160274758A1 (en) | 2015-03-20 | 2016-09-22 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for mitigating false positives in human-electronics interfaces |
| US10078435B2 (en) | 2015-04-24 | 2018-09-18 | Thalmic Labs Inc. | Systems, methods, and computer program products for interacting with electronically displayed presentation materials |
| US10197805B2 (en) | 2015-05-04 | 2019-02-05 | North Inc. | Systems, devices, and methods for eyeboxes with heterogeneous exit pupils |
| WO2016191709A1 (en) | 2015-05-28 | 2016-12-01 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods that integrate eye tracking and scanning laser projection in wearable heads-up displays |
| US9726907B2 (en) * | 2015-06-23 | 2017-08-08 | Indizen Optical Technologies, S.L. | Rewritable lens and method of manufacturing |
| CN108474873A (zh) | 2015-09-04 | 2018-08-31 | 赛尔米克实验室公司 | 用于将全息光学元件与眼镜镜片整合在一起的系统、制品和方法 |
| WO2017059285A1 (en) | 2015-10-01 | 2017-04-06 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for interacting with content displayed on head-mounted displays |
| US9904051B2 (en) | 2015-10-23 | 2018-02-27 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for laser eye tracking |
| US20170153701A1 (en) | 2015-12-01 | 2017-06-01 | Thalmic Labs Inc. | Systems, devices, and methods for wearable heads-up displays as wireless controllers |
| EP3391125A4 (en) | 2015-12-17 | 2019-08-21 | North Inc. | SYSTEMS, APPARATUS AND METHOD FOR CURVED HOLOGRAPHIC OPTICAL ELEMENTS |
| US10303246B2 (en) | 2016-01-20 | 2019-05-28 | North Inc. | Systems, devices, and methods for proximity-based eye tracking |
| US10151926B2 (en) | 2016-01-29 | 2018-12-11 | North Inc. | Systems, devices, and methods for preventing eyebox degradation in a wearable heads-up display |
| EP3443414A2 (en) | 2016-04-13 | 2019-02-20 | North Inc. | Systems, devices, and methods for focusing laser projectors |
| CA3029234A1 (en) | 2016-06-30 | 2018-01-04 | Thalmic Labs Inc. | Image capture systems, devices, and methods that autofocus based on eye-tracking |
-
2016
- 2016-02-17 US US15/046,254 patent/US9989764B2/en active Active
- 2016-02-17 CN CN201680021416.9A patent/CN108351519A/zh active Pending
- 2016-02-17 SG SG11201706545VA patent/SG11201706545VA/en unknown
- 2016-02-17 US US15/046,234 patent/US10031338B2/en active Active
- 2016-02-17 CA CA2976903A patent/CA2976903A1/en not_active Abandoned
- 2016-02-17 CA CA2976905A patent/CA2976905A1/en not_active Abandoned
- 2016-02-17 EP EP16752991.6A patent/EP3259635A4/en not_active Withdrawn
- 2016-02-17 EP EP16752990.8A patent/EP3259634A4/en not_active Withdrawn
- 2016-02-17 US US15/046,269 patent/US10191283B2/en active Active
- 2016-02-17 SG SG11201706546RA patent/SG11201706546RA/en unknown
- 2016-02-17 EP EP16752987.4A patent/EP3259633B1/en active Active
- 2016-02-17 SG SG11201706548QA patent/SG11201706548QA/en unknown
- 2016-02-17 AU AU2016220044A patent/AU2016220044A1/en not_active Abandoned
- 2016-02-17 CA CA2976898A patent/CA2976898C/en active Active
- 2016-02-17 CN CN201680021407.XA patent/CN107820592B/zh active Active
- 2016-02-17 KR KR1020177026004A patent/KR102614632B1/ko active IP Right Grant
- 2016-02-17 AU AU2016220134A patent/AU2016220134A1/en not_active Abandoned
- 2016-02-17 JP JP2017542849A patent/JP2018506744A/ja active Pending
- 2016-02-17 CN CN201680021411.6A patent/CN107820578A/zh active Pending
- 2016-02-17 KR KR1020177025953A patent/KR102617849B1/ko active IP Right Grant
- 2016-02-17 WO PCT/US2016/018298 patent/WO2016134037A1/en active Application Filing
- 2016-02-17 JP JP2017542840A patent/JP6769974B2/ja active Active
- 2016-02-17 KR KR1020177025879A patent/KR20170139509A/ko not_active Application Discontinuation
- 2016-02-17 WO PCT/US2016/018293 patent/WO2016134033A1/en active Application Filing
- 2016-02-17 WO PCT/US2016/018299 patent/WO2016134038A1/en active Application Filing
- 2016-02-17 JP JP2017542839A patent/JP7329310B2/ja active Active
- 2016-02-17 AU AU2016220045A patent/AU2016220045A1/en not_active Abandoned
-
2017
- 2017-12-18 US US15/845,823 patent/US10613331B2/en active Active
-
2018
- 2018-05-04 US US15/971,796 patent/US10274736B2/en active Active
- 2018-06-26 US US16/018,986 patent/US20180299680A1/en not_active Abandoned
- 2018-06-26 US US16/018,477 patent/US20180299679A1/en not_active Abandoned
-
2022
- 2022-06-08 JP JP2022093016A patent/JP7478773B2/ja active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008145701A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Canon Inc | 画像表示装置及び画像表示システム |
| WO2014155288A2 (en) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Method and apparatus for head worn display with multiple exit pupils |
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102617849B1 (ko) | 웨어러블 헤드-업 디스플레이 내의 아이박스 확장을 위한 시스템, 장치, 및 방법 | |
| US10197805B2 (en) | Systems, devices, and methods for eyeboxes with heterogeneous exit pupils | |
| AU2017362344B2 (en) | Multi-resolution display assembly for head-mounted display systems | |
| US9958682B1 (en) | Systems, devices, and methods for splitter optics in wearable heads-up displays |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |