KR102690773B1 - 착용자를 위한 가상 이미지를 생성하기 위한 시스템 - Google Patents
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Abstract
착용자를 위한 가상 이미지를 생성하기 위한 시스템으로서, 실제 광경의 시각을 제공하고, 착용자의 처방과 관련된 굴절력을 갖는 렌즈; 가상 이미지를 생성하기 위한 지향성 광 빔을 방출하도록 구성된 지향성 광원; 렌즈 상에 또는 렌즈 내에 위치되고, 지향성 광원에 의해 방출된 지향성 광 빔을 수신하여 착용자의 눈의 수렴 영역을 향해 방향 전환시키도록 구성되는, 반사 요소; 수신된 광 빔을 변경하기 위한 동적 광학 요소; 착용자의 처방에 관한 처방 데이터를 저장하는 메모리를 포함하며, 동적 광학 요소는, 착용자의 처방을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 수렴 영역에서 광 빔을 변경하도록 구성된다.
Description
본 발명은 착용자를 위한 가상 이미지를 생성하기 위한 시스템, 착용자를 위한 가상 이미지를 생성하기 위한 방법, 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
특허 출원 WO 2016/081888은 안경 장비의 착용자에게 가상 이미지를 제공하기 위한 홀로그램 미러 및 마이크로 디스플레이를 포함하는 안경 장비를 개시한다.
마이크로 디스플레이는 이동형/가변형 굴절력 렌즈를 포함하며, 이동형/가변형 굴절력 렌즈는 광원과 동기화되어, 광원의 초점을 변경할 수 있게 함으로써, 광원으로부터 방출되어 홀로그램 미러 상에 반사된 후에 광선이 시준된다.
이러한 안경 장비는 개선된 가상 이미지를 착용자에게 제공한다. 예를 들어, 가상 이미지의 초점 거리는 실제 광경의 목표 물체의 초점 거리와 매칭될 수 있다; 이는 증강 현실 용도를 위해 편리하다.
그러나, 이러한 종래기술의 안경 장비는 착용자의 눈 처방을 고려하지 않는다.
WO 2016/081888에 개시된 안경 장비는 경관의 깊이가 중요하기 때문에, 착용자의 눈 처방과는 관계없이, 이미지 선명도를 제공해야 한다.
그러나, 본 발명자들은, 눈 처방을 고려하지 않으면, 시각 선명도가 감소하고, 예를 들어 굴절이상이 커지는 경우, 또는 심지어 굴절이상이 적은 경우에도, 이미지 선명도의 추가적인 손실을 유발한다는 것을 주시하였다.
따라서, 착용자의 눈 처방을 고려하는, 착용자를 위한 가상 이미지를 생성하기 위한 시스템이 필요하다는 것은 분명하다.
본 발명의 목적은 착용자의 눈 처방을 고려하는, 착용자를 위한 가상 이미지를 생성하기 위한 개선된 시스템을 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 착용자를 위한 가상 이미지를 생성하기 위한 시스템을 제안하고, 시스템은,
- 실제 광경의 시각을 제공하고, 착용자의 처방과 관련된 굴절력을 갖는 렌즈;
- 가상 이미지를 생성하기 위한 지향성 광 빔을 방출하도록 구성된 지향성 광원;
- 렌즈 상에 또는 렌즈 내에 위치되고, 지향성 광원에 의해 방출된 지향성 광 빔을 수신하여 착용자의 눈의 수렴 영역을 향해 방향 전환시키도록 구성되는, 반사 요소;
- 수신된 광 빔을 변경하기 위한 동적 광학 요소;
- 착용자의 처방에 관한 처방 데이터를 저장하는 메모리를 포함하며,
동적 광학 요소는, 착용자의 처방을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 수렴 영역에서 광 빔을 변경하도록 구성된다.
본 발명의 가상 이미지를 생성하기 위한 시스템은 착용자의 눈 처방을 적어도 부분적으로 보정하며, 특히 동적 광학 요소는, 착용자의 눈에 도달하는 반사된 파면이 착용자의 눈 처방을 보정하도록 하는 특정 방식으로 제어된다. 유리하게는, 착용자에 의해 인지되는 가상 이미지의 품질, 특히 가상 이미지의 선명도가 개선된다.
단독으로 또는 조합하여 고려될 수 있는 추가적인 실시형태에 따라,
- 동적 광학 요소는, 착용자의 구면 처방을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 수렴 영역에서 수신된 광 빔의 파면의 적어도 구면 굴절력 성분을 변경하도록 구성된다; 및/또는
- 동적 광학 요소는, 착용자의 원기둥 처방을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 수렴 영역에서 수신된 광 빔의 파면의 원기둥 굴절력 성분을 변경하도록 추가로 구성된다; 및/또는
- 동적 광학 요소는, 착용자의 처방의 가산(addition)을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 수렴 영역에서 수신된 광 빔의 파면을 변경하도록 추가로 구성된다; 및/또는
- 지향성 광원은, 광 빔을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 광원; 및 광 빔을 수신하여 수신된 광 빔을 반사하도록 구성된 주사(scanning) 요소를 포함한다; 및/또는
- 시스템은, 주사 요소가 동적 광학 요소에 의해 변경된 광 빔을 수신하도록 구성된다; 및/또는
- 주사 요소는 미러이다; 및/또는
- 주사 요소는 적어도 2개의 직각 방향으로, 예를 들어 수직 및 수평으로 이동하도록 구성된다; 및/또는
- 동적 광학 요소는, 주사 요소 위치 및/또는 반사 요소 특성 그리고 착용자의 처방에 따라, 수렴 영역에서 수신된 광 빔을 변경하도록 추가로 구성된다; 및/또는
- 시스템은 수렴 영역의 현재 위치를 결정하도록 구성된 수단을 더 포함하며, 수단은, 착용자의 처방 및 수렴 영역의 현재 위치에 따라 광의 수렴을 변경하기 위해 동적 광학 요소와 상호 작용하도록 구성된다; 및/또는
- 동적 광학 요소는 이동형 광학 렌즈이다; 및/또는
- 동적 광학 요소는 공간 광변조기이다; 및/또는
- 동적 광학 요소는 변형 가능한 광학 렌즈이다; 및/또는
- 동적 광학 요소는 변형 가능한 광학 미러이다; 및/또는
- 착용자의 처방은 상이한 응시 거리에 대한 처방을 포함하며, 시스템은 응시 거리 결정 수단을 더 포함하고, 동적 광학 요소는, 응시 거리 결정 수단에 의해 결정된 응시 거리에 해당하는 착용자의 처방에 따라, 수렴 영역에서 수신된 광 빔의 파면을 변경하도록 구성된다.
또한, 본 발명은 착용자를 위한 가상 이미지를 생성하기 위한 방법에 관한 것으로서, 방법은,
- 본 발명에 따른 시스템이 착용자에게 제공되는 시스템 제공 단계로서, 시스템은 메모리에 저장된 착용자의 처방에 관한 처방 데이터를 갖는, 단계;
- 착용자의 처방을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 수렴 영역에서 수신된 광 빔을 변경하도록 시스템의 동적 광학 요소가 제어되는 동적 광학 요소 제어 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 프로세서에 액세스 가능하고, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서로 하여금 본 발명의 방법의 적어도 동적 광학 요소 제어 단계를 수행하도록 하는, 하나 이상의 저장된 명령 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서로 하여금 본 발명의 방법의 적어도 동적 광학 요소 제어 단계를 수행하도록 하는, 명령을 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 관한 것이다.
본 발명의 내용에 포함됨.
본 발명의 제한적이지 않은 실시형태는 이제 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이며, 첨부된 도면으로서:
도 1은 본 발명에 따른 시스템을 도시한다;
도 2는 본 발명에 따른 방법의 상이한 단계들의 흐름도이다; 그리고
도 3은 일 실시형태에 따른 컴퓨터 판독 가능 매체를 도시한다.
도면의 요소는 간명성 및 명료성을 위해 도시되며, 반드시 일정한 비율로 도시된 것은 아니다. 예를 들어, 도면에서 일부 요소의 치수는 본 발명의 실시형태의 이해를 향상시키도록 돕기 위해 다른 요소에 비해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템을 도시한다;
도 2는 본 발명에 따른 방법의 상이한 단계들의 흐름도이다; 그리고
도 3은 일 실시형태에 따른 컴퓨터 판독 가능 매체를 도시한다.
도면의 요소는 간명성 및 명료성을 위해 도시되며, 반드시 일정한 비율로 도시된 것은 아니다. 예를 들어, 도면에서 일부 요소의 치수는 본 발명의 실시형태의 이해를 향상시키도록 돕기 위해 다른 요소에 비해 과장될 수 있다.
본 발명은 착용자에 대해 가상 이미지를 생성하기 위한 시스템, 예를 들어 안경 장비에 관한 것이다.
설명의 주의 사항으로서, "상부", "하부", "수평", "수직", "위", "아래", "전면", "후면"과 같은 용어, 또는 상대적 위치를 나타내는 다른 단어가 사용될 수 있다. 이러한 용어는 본 발명의 시스템 또는 안경 장비의 착용 조건에서 이해되어야 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 착용자를 위한 가상 이미지를 생성하기 위한 시스템(10)에 관한 것이다. 바람직하게는, 본 발명의 시스템(10)은 착용자에 의해 착용되도록 의도된 안경 장비의 일부이다.
본 발명에 따른 시스템은 적어도,
- 렌즈(12);
- 지향성 광원(14a, 14b);
- 반사 요소(16);
- 동적 광학 요소(18); 및
- 착용자의 처방에 관한 처방 데이터를 저장하는 메모리(20)를 포함한다.
렌즈(12)는 실제 광경의 시각을 착용자에게 제공하며, 착용자의 처방과 관련된 굴절력을 갖는다.
도 1에서, 렌즈(1)는 볼록한 전면 표면 또는 물체 표면, 그리고 오목한 후면 표면 또는 안구 표면으로 표현된다. 그러나, 이들 표면은 임의의 다른 곡면으로도 동일하게 잘 작용할 수 있음을 이해할 것이다. 렌즈(12)는 사용자가 자신의 실제 시각 환경을 선명하게 볼 수 있도록, 사용자 굴절 오차를 보정하는 광 굴절력을 갖는 것이 바람직하다.
"처방"이라는 용어는, 예를 들어 착용자의 눈의 전방에 위치된 렌즈를 사용하여, 착용자의 시각 장애를 보정하기 위해, 안과 의사 또는 검안사에 의해 결정되는, 광 굴절력, 비점수차, 각기둥 편차의 광학 특성 세트를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 근시안을 위한 처방은, 원거리 시력을 위한 축과 함께 비점수차 및 광 굴절력의 값을 포함한다.
지향성 광원은 가상 이미지를 생성하기 위한 지향성 광 빔을 방출하도록 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 광원은 광원(14a) 및 주사 요소(14b)를 포함할 수 있다.
광원(14a)은 광 빔을 방출하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 광원(14a)은 레이저, 초발광 다이오드(SLED), 마이크로LED, 공진-공동(resonant-cavity) 발광 다이오드(RCLED), 수직-공동 표면 방출 레이저(VCSEL) 광원 등일 수 있다. 일부 실시예에서, 광원(14a)은 단일 광원일 수 있거나, 다수의 광원일 수 있다. 다수의 광원이 제공되는 일부 실시예에서, 광 결합 장치가 제공될 수 있다. 예를 들어, 빔 결합기 및/또는 이색성 플레이트가 제공될 수 있다.
주사 요소(14b)는 광 빔을 수신하여 수신된 광 빔을 반사하도록 구성된다.
바람직한 실시형태에 따라, 주사 요소(14b)는 동적 광학 요소(18)에 의해 변경된 광 빔을 수신한다.
주사 요소(14b)는 미러일 수 있으며, 예를 들어, 적어도 2개의 직각 방향으로, 예를 들어 수직 및 수평으로 이동하도록 구성될 수 있다.
주사 요소(14b)는 2개의 상호 직교 축을 중심으로 회전되도록 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 주사 요소(14b)는 하나의 축을 중심으로 회전할 수 있다. 일부 실시예에서, 주사 요소(14b)는 2개의 미러를 포함할 수 있으며, 각각의 미러는 하나의 축을 중심으로 회전한다. 특히, 각각의 미러는 상호 직교 축을 중심으로 회전할 수 있다.
일부 실시예에서, 주사 요소(14b)는 제1 방향으로(예를 들어, 수평 방향으로) 라인당 1 kHz 내지 80 kHz의 속도로 광 빔을 주사할 수 있다.
일부 실시예에서, 주사 요소(14b)는 제1 방향에 수직인 제2 방향으로(예를 들어, 수직 방향으로) 라인당 1 Hz 내지 200 Hz의 속도로 광 빔을 주사할 수 있다. 따라서, 한 라인씩, 전체 이미지의 픽셀을 래스터 주사함으로써, 이미지가 생성될 수 있다. 그 후에, 주사 요소(14b)는 원래의 위치로 복귀한다. 이러한 기간은 귀선 기간(flyback period)으로 지칭되며, 귀선 기간 동안에는 이미지가 투영되지 않는다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 이미지가 상부로부터 하부로 투영된 다음, 하부로부터 상부로 투영되는, 비월 투영(interlaced projection)이 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 더 높은 수평 및 수직 축 주파수(예를 들어, 각각의 축에 대해 600 Hz 내지 80 kHz 등)를 포함하도록, 리사주형(Lissajou-type) 투영 기술이 구현될 수 있다.
반사 요소(16)는 렌즈(12) 상에 또는 렌즈(12) 내에 위치된다. 도 1에 도시된 실시형태에서, 반사 요소(16)는 렌즈(12)의 후면 표면 상에 위치된다. 그러나, 본 발명은 이러한 실시형태로 제한되지 않으며, 특히 반사 요소(16)는 렌즈(12)의 전면 표면 상에 위치될 수 있거나, 전면 표면과 후면 표면 사이의 렌즈(12) 내에 포함될 수 있다.
반사 요소(16)는, 지향성 광원(14)에 의해 방출된 광 빔을 수신하여 본 발명의 시스템의 착용자의 눈의 수렴 영역(17)을 향해 방향 전환시키도록 구성된다.
반사 요소(16)가 렌즈(12) 내에 포함되거나 렌즈(12)의 전면 또는 후면 표면 상에 위치된 경우, 렌즈(12)의 시력 보정(dioptric)으로 인해, 특히 렌즈(12)의 전면 표면 및 후면 표면의 형상 및 상대적 위치로 인해, 시력 보정의 반사 및/또는 굴절 편차가 발생할 수 있다. 이러한 시력 보정의 편차는 착용자의 눈에 도달하는 파면을 변화시킨다.
또한, 반사 요소(16)의 기하학적 구조는 착용자의 눈에 도달하는 파면에 영향을 준다. 예를 들어, 반사 요소가 렌즈(12)의 후면 표면 상에 있고, 렌즈(12)의 후면 표면이 실제 광경에 대한 시력 보정 기능의 적어도 일부를 제공하는 경우, 반사 요소(16)는 예를 들어, 일정하지 않은 그리고 후면 표면 상의 위치에 따라 좌우되는 복합 곡률을 갖는다.
따라서, 광 빔이 착용자의 눈에 도달할 때, 눈으로 들어오는 파면이 평탄한 것이 아니라, 일부 구면 및/또는 원환체 또는 심지어 고차 성분을 갖는다.
또한, 구면/원환체 또는 고차 성분은 주사 요소(14b)의 위치에 따라 좌우된다. 따라서, 반사 요소(16) 상의 2개의 상이한 위치에서의 반사는 동일한 성분을 제공하지 않을 수 있다.
동적 광학 요소(18)는, 착용자의 처방을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 수렴 영역(17)에서 수신된 광 빔을 변경하도록 구성된다. 착용자의 처방에 관한 데이터는 메모리(20)에 저장된다.
즉, 본 발명의 시스템의 동적 광학 요소(18)는, 반사 요소(16) 상에서의 반사 후에, 눈에 들어가는 파면 성분이 본 발명의 시스템의 착용자의 처방을 보정하는 방식으로 광 빔의 파면을 변경하기 위한 이동형 및/또는 가변형 구성 요소이다.
광 빔의 파면의 이러한 변경은 다중 사출 동공(exit pupil)을 갖는 시스템에도 적용될 수 있다. 다중 사출 동공은 머리 착용식 디스플레이의 통상적인 문제에 대한 솔루션이다: 이는 착용자의 눈이 가상 이미지를 보기 위한 상태이어야 하는 위치이기 때문에 아이 모션 박스(eye motion box)로도 지칭되는, 광학계의 간단한 사출 동공은 부피가 큰 솔루션을 방지하기 위해, 흔히 축소된 크기이다. 단일 사출 동공의 크기를 증가시키기 위해, 사출 동공을 다소 증대시킴으로써 아이 모션 박스를 확장하는 것이 적절할 수 있다. 다중 사출 동공을 갖는 이러한 시스템의 일 실시예는 US 2016033771A1에 설명되어 있다.
동적 광학 요소(18)는 이동형 광학 렌즈, 및/또는 변형 가능한 렌즈, 및/또는 변형 가능한 광학 미러일 수 있다.
일부 실시예에서, 동적 광학 요소(18)는 전기 활성 폴리머를 포함할 수 있다. 따라서, 동적 광학 요소(18)에 전류를 인가함으로써 동적 광학 요소(18)를 물리적으로 변형시킬 수 있고, 결과적으로 동적 광학 요소(18)의 변위가 가변될 수 있다. 일부 실시예에서, 동적 광학 요소(18)는 압전-작동식 강성 또는 폴리머 렌즈일 수 있으며, 렌즈가 상이한 위치로 물리적으로 이동되도록 하기 위한 구동 신호로 렌즈가 작동된다. 일부 실시예에서, 구동 신호는 제어기(도 1에 도시되지 않음)에 의해 제공될 수 있다. 일반적으로 말하면, 동적 광학 요소(18)는 광 빔의 위상 분포를 변경하는 특성을 갖는 SLM(공간 광변조기)일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따라, 동적 광학 요소는, 착용자의 구면 처방을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 수렴 영역(17)에서 수신된 광 빔의 파면의 적어도 구면 굴절력 성분을 변경하도록 구성된다. 본 발명의 의미에서, 구면 처방을 적어도 부분적으로 보정한다는 것은, 구면 처방의 1% 내지 200%, 예를 들어 구면 처방의 50% 내지 100%를 보정하는 것으로 이해되어야 한다.
동적 광학 요소는, 착용자의 구면 처방과 더불어 또는 착용자의 구면 처방과 관계없이, 착용자의 원기둥 처방을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 수렴 영역에서 수신된 광 빔의 파면의 원기둥 굴절력 성분을 변경하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 착용자가 축 A와 함께 원기둥 C를 갖는 처방을 받는 경우, 파면은 A와 동일한 축 A'와 함께 C와 동일한 원기둥 C'를 착용자에게 제공하는 것이 바람직하다. 부분 보정은 예를 들어, C보다 더 작거나 더 큰 원기둥 C'를 제공할 수 있으므로, 잔차 원기둥 Cres=abs(C-C')가 C보다 더 작다(abs(C-C')<C). 보다 일반적으로는, 잔차 처방 오차(즉, 착용자 처방과 파면에 의해 제공된 보정 간의 차)가 착용자 처방의 편각(amplitude) 또는 편차보다 더 작은 편각 또는 편차를 갖도록, 부분 보정이 한정된다.
동적 광학 요소는, 착용자의 구면 처방 및/또는 원기둥 처방과 더불어 또는 이와 관계없이, 착용자의 처방의 가산을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 수렴 영역에서 수신된 광 빔의 파면을 변경하도록 추가로 구성된다.
가산의 부분 보정은 착용자의 처방의 가산 이하인 양의 가산을 제공하는 것에 해당한다. 이는 예를 들어, 적어도 0.5 D일 수 있으며, 바람직하게는 착용자의 처방의 가산의 적어도 절반일 수 있고, 보다 바람직하게는 처방의 가산의 적어도 80%일 수 있다.
예를 들어, 착용자 처방이 -1 D 구면에 해당하는 경우, 반사 요소(16) 상의 모든 주사 위치에 대해, 반사 요소(16) 상의 반사 후에 광이 -1 m에(즉, 착용자의 1 m 전방에) 수렴하는, 구면 성분을 갖는 파면을 제공하도록, 동적 구성 요소(18)가 구동된다.
예를 들어, 착용자에게 + 3 D 굴절력(원시)이 필요한 경우, 반사 요소(16) 상의 모든 주사 위치에 대해, 파면이 착용자의 눈의 33 cm 뒤에 수렴하도록, 동적 구성 요소(18)가 구동된다.
동적 광학 요소는, 주사 요소 위치 및/또는 반사 요소 특성 그리고 착용자의 처방에 따라, 수렴 영역에서 수신된 광 빔을 변경하도록 추가로 구성될 수 있다.
반사 요소 특성은, 반사 요소가 렌즈 내에 있거나 렌즈의 전면 표면 상에 있는 경우, 예를 들어, 렌즈(12)의 위치, 및/또는 렌즈(12)의 전면 표면 및/또는 후면 표면의 기하학적 구조, 및/또는 렌즈(12)의 굴절률을 포함할 수 있다.
이동형/가변형 렌즈의 구동은 착용자의 상이한 응시 상황에 맞춰질 수 있다.
예를 들어, 렌즈(12)가 단초점 렌즈인 경우:
- 착용자가 예를 들어, 4 미터 이상의 원거리를 보는 경우, 파면 성분은 원거리 시력 처방을 보정한다;
- 착용자가 예를 들어, 1 미터 이하의 근거리를 보는 경우, 파면 성분은 실제 광경의 근접성 및 근거리 처방을 보정한다.
유리하게는, 실제 광경 및 가상 이미지 모두가 최상의 선명도로 보인다.
본 발명의 일 실시형태에 따라, 착용자의 굴절력은 안과 의사 또는 검안사 또는 안경사의 처방으로부터 직접 입력될 수 있다. 착용자 스스로 이를 직접 결정할 수도 있으며, 예를 들어, 동적 광학 요소는 상이한 굴절력에 해당하는 상이한 보정을 제안하도록 구성될 수 있고, 착용자는 자신에게 가장 적합한 것을 선택할 수 있으며, 그 다음 이러한 특정 구성을 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따라, 본 발명의 시스템은, 수렴 영역의 현재 위치를 결정하도록 구성된 수단을 더 포함할 수 있다. 이러한 수단은, 착용자의 처방 및 수렴 영역의 현재 위치에 따라 광의 수렴을 변경하기 위해 동적 광학 요소와 상호 작용하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따라, 착용자의 처방은 상이한 응시 거리에 대한 처방을 포함한다. 본 발명의 시스템은 응시 거리 결정 수단을 더 포함할 수 있으며, 동적 광학 요소는, 응시 거리 결정 수단에 의해 결정된 응시 거리에 해당하는 착용자의 처방에 따라, 수렴 영역에서 수신된 광 빔의 파면을 변경하도록 구성된다.
도 1에는 도시되지 않지만, 본 발명에 따른 시스템은 착용식 머리 장착 장치 내에 포함될 수 있으며, 예를 들어, 독서용 안경, 선글라스, 스마트 안경 등과 같은, 안경으로도 지칭되는 예를 들어 하나의 안경 내에 포함될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 시스템은 증강 현실 및/또는 가상 현실 안경의 일부일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 또한 착용자를 위한 가상 이미지를 생성하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 방법은 적어도,
- 시스템 제공 단계(S1); 및
- 동적 광학 요소 제어 단계(S3)를 포함한다.
시스템 제공 단계(S1) 동안, 본 발명에 따른 시스템이 착용자에게 제공된다. 시스템은 메모리에 저장된 착용자의 처방에 관한 처방 데이터를 구비한다.
제공되는 시스템의 메모리에 다른 데이터(예를 들어, 추가적인 계산을 위해 유용한 데이터)가 저장될 수 있으며, 특히, 동적 광학 요소 구성 요소에 변경/움직임이 적용되지 않는 경우 눈에 도달하는 파면 변형을 제공하는 규칙, 및 동적 광학 요소의 구동으로 눈에 도달하는 파면을 변경하는 방법을 갖는 것이 권장된다.
상이한 요소들의 모든 위치/광학 특성을 포함하는 이러한 데이터는 전체 광학계의 광선 추적법으로부터 결정될 수 있다.
동적 광학 요소 제어 단계(S3) 동안, 착용자의 처방을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 수렴 영역에서 수신된 광 빔을 변경하도록, 시스템의 동적 광학 요소가 제어된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방법은 동적 광학 요소 제어 단계(S3) 이전에, 사용 상태 결정 단계(S2)를 더 포함할 수 있다.
사용 상태 결정 단계(S2) 동안, 본 발명의 시스템의 사용 상태가 결정될 수 있다. 특히, 착용자는 근거리/원거리, 중간 거리를 본다. 이는 경사계, 또는 원격 측정기를 사용하여 결정될 수 있거나, 시선 추적기를 사용하여 눈 수렴으로부터 결정될 수 있다.
사용 상태는 동적 광학 요소 제어 단계(S3) 동안 시스템의 동적 광학 요소를 제어할 때 고려될 수 있다.
도 3은 저장 매체(30)의 일 실시형태를 도시한다. 저장 매체(30)는 제품을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 저장 매체(30)는 광, 자기 또는 반도체 저장 장치와 같은, 임의의 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체 또는 기계 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 저장 매체(30)는, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서로 하여금 본 발명의 방법의 적어도 동적 광학 요소 제어 단계를 수행하도록 하는, 컴퓨터 실행 가능 명령(32)을 저장할 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 또는 기계 판독 가능 저장 매체의 실시예는, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리, 착탈식 또는 비-착탈식 메모리, 소거 가능 또는 소거 가능하지 않는 메모리, 기록 가능 또는 재기록 가능 메모리 등을 포함하여, 전자 데이터를 저장할 수 있는 임의의 실체적인(tangible) 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 실행 가능 명령의 실시예는, 소스 코드, 컴파일러형 코드, 해석형 코드, 실행 코드, 정적 코드, 동적 코드, 객체 지향 코드, 시각 코드 등과 같은, 임의의 적합한 유형의 코드를 포함할 수 있다. 이와 관련하여 실시예가 제한되지 않는다.
본 발명은 전반적인 발명의 개념의 제한 없이 실시형태를 사용하여 위에서 설명되었다.
많은 추가적인 변형 및 변경은 전술한 예시적인 실시형태를 참조할 때 당업자에게 명백해질 것이며, 전술한 예시적인 실시형태는 단지 실시예로서만 주어지고, 첨부된 청구범위에 의해 전적으로 결정되는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
청구범위에서, "포함하는(comprising)"이라는 단어는 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않으며, 부정 관사 "일(a)" 또는 "하나(an)"는 복수형을 배제하지 않는다. 단지 서로 상이한 종속 청구항에서 상이한 특징이 나열된다는 점만으로 이러한 특징의 조합이 유리하게 사용될 수 없음을 나타내지 않는다. 청구범위에서 임의의 참조 부호는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
Claims (15)
- 착용자를 위한 가상 이미지를 생성하기 위한 시스템으로서,
- 실제 광경의 시각을 제공하고, 상기 착용자의 처방과 관련된 굴절력을 갖는 렌즈;
- 상기 가상 이미지를 생성하기 위한 지향성 광 빔을 방출하도록 구성된 지향성 광원;
- 상기 렌즈 상에 또는 상기 렌즈 내에 위치되고, 상기 지향성 광원에 의해 방출된 상기 지향성 광 빔을 수신하여 상기 착용자의 눈의 수렴 영역을 향해 방향 전환시키도록 구성되는, 반사 요소;
- 수신된 광 빔을 변경하기 위한 동적 광학 요소;
- 상기 착용자의 처방에 관한 처방 데이터를 저장하는 메모리를 포함하며,
상기 동적 광학 요소는, 상기 착용자의 처방을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 상기 수렴 영역에서 상기 광 빔을 변경하도록 구성되고, 착용자의 처방은 상이한 응시 거리에 대한 처방을 포함하며, 시스템은 응시 거리 결정 수단을 더 포함하고, 동적 광학 요소는, 응시 거리 결정 수단에 의해 결정된 응시 거리에 해당하는 착용자의 처방에 따라, 수렴 영역에서 수신된 광 빔의 파면을 변경하도록 구성되는,
착용자를 위한 가상 이미지를 생성하기 위한 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 동적 광학 요소는, 상기 착용자의 구면 처방을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 상기 수렴 영역에서 상기 수신된 광 빔의 파면의 적어도 구면 굴절력 성분을 변경하도록 구성되는, 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 동적 광학 요소는, 상기 착용자의 원기둥 처방을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 상기 수렴 영역에서 상기 수신된 광 빔의 파면의 원기둥 굴절력 성분을 변경하도록 추가로 구성되는, 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 동적 광학 요소는, 상기 착용자의 처방의 가산을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 상기 수렴 영역에서 상기 수신된 광 빔의 파면을 변경하도록 추가로 구성되는, 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 지향성 광원은, 광 빔을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 광원, 및 상기 광 빔을 수신하여 상기 수신된 광 빔을 반사하도록 구성된 주사 요소를 포함하는, 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 시스템은, 상기 주사 요소가 상기 동적 광학 요소에 의해 변경된 광 빔을 수신하도록 구성되는, 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 주사 요소는 미러인, 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 주사 요소는 적어도 2개의 직각 방향으로 이동하도록 구성되는, 시스템. - 제8항에 있어서,
적어도 2개의 직각 방향은 수평과 수직인, 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 동적 광학 요소는, 상기 주사 요소의 위치 및/또는 상기 반사 요소 특성 그리고 상기 착용자의 처방에 따라, 상기 수렴 영역에서 상기 수신된 광 빔을 변경하도록 추가로 구성되는, 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 수렴 영역의 현재 위치를 결정하도록 구성된 수단을 더 포함하며,
상기 수단은, 상기 착용자의 처방 및 상기 수렴 영역의 현재 위치에 따라, 상기 광의 수렴을 변경하기 위해 상기 동적 광학 요소와 상호 작용하도록 구성되는, 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 동적 광학 요소는 이동형 광학 렌즈인, 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 동적 광학 요소는 변형 가능한 광학 렌즈인, 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 동적 광학 요소는 변형 가능한 광학 미러인, 시스템. - 착용자를 위한 가상 이미지를 생성하기 위한 방법으로서,
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 시스템이 상기 착용자에게 제공되는 시스템 제공 단계로서, 상기 시스템은 상기 메모리에 저장된 상기 착용자의 처방에 관한 처방 데이터를 갖는, 단계;
- 착용자가 근거리/원거리, 중간 거리를 볼 때 상기 시스템의 사용 상태가 결정되는 사용 상태 결정 단계;
- 상기 착용자의 처방을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 상기 수렴 영역에서 상기 수신된 광 빔을 변경하도록, 사용 상태를 고려하여, 상기 시스템의 동적 광학 요소가 제어되는 동적 광학 요소 제어 단계를 포함하는,
착용자를 위한 가상 이미지를 생성하기 위한 방법.
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