KR20190067873A

KR20190067873A - 시력 보조 디바이스

Info

Publication number: KR20190067873A
Application number: KR1020197014132A
Authority: KR
Inventors: 하오티안 지앙
Original assignee: 브릴리메디칼 인터내셔날 코포레이션
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2017-11-03
Publication date: 2019-06-17
Also published as: CN110140077B; KR102570188B1; EP3535617A4; WO2018093588A2; JP6989611B2; US20200057305A1; WO2018093588A3; CN110140077A; US20200326549A1; US10871652B2; JP2019537754A; SG11201903907RA; EP3535617A2; US11009711B2

Abstract

디스플레이 디바이스, 디스플레이 디바이스에 평행한 제1 편광자, 1/4 파장판, 및 미러를 포함하는 디스플레이 시스템을 포함하는 웨어러블 디바이스가 개시된다. 디스플레이 디바이스, 제1 편광자, 1/4 파장판, 및 미러는 디스플레이 디바이스가 디스플레이 시스템의 제1 단부에 배치되고 미러가 디스플레이 시스템의 제2의 반대편 단부에 배치되도록 순차적으로 배열된다. 디스플레이 시스템은 미러의 초점 길이에 대응하는 길이를 가진다. 카메라 시스템은 약 60배까지의 줌을 제공하도록 구성된 줌 배율을 구비하는 카메라, 및 이미지 안정화 시스템을 포함한다. 디스플레이 시스템 및 카메라 시스템은 마운트에 고정되고, 마운트를 중심으로 서로에 대해 이동 가능하다. 마운트는 프레임에 고정된다.

Description

시력 보조 디바이스

본 발명은 사람의 시력을 보조하기 위한 디바이스에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 퇴행성 시력 질병(degenerative vision medical condition)을 앓고 있는 사람과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 사람의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스에 관한 것이다.

황반변성(macular degeneration)은 일반적으로 노인들에게 나타나는 통상적인 질병이다. 황반변성을 앓고 있는 사람은 일반적으로 손상되거나 또는 제기능을 못하는 망막(retina), 특히 망막의 황반(macula)을 가지고 있다. 황반은 일반적으로 눈의 예리한 해상력을 가진다. 일반적으로, 손상되거나 제기능을 못하는 황반은 사람의 정면에서의 빛에 적절하게 반응하지 않을 수 있다. 그 결과, 사람은 시야의 중심 또는 그 주위의 영역에서 시력이 흐려지거나 전혀 없을 수 있다. 황반변성은 얼굴, 운전, 읽기 등을 인식하는 사람의 능력을 제한할 수 있다. 황반의 악화는 망막의 중앙 부분으로부터 바깥쪽으로 확장될 수 있다. 그러나, 이러한 것은 망막의 주변 영역에 영향을 미치지 않을 것이다.

본 발명은 사람의 시력을 보조하기 위한 디바이스에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 퇴행성 시력 질병을 앓고 있는 사람과 같은 사람의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스에 관한 것이다.

실시예에서, 상기 디바이스는 헤드-웨어러블 디바이스이다. 실시예에서, 헤드-웨어러블 디바이스는 안경 디바이스일 수 있다. 실시예에서, 헤드-웨어러블 디바이스는 모자, 헤드 밴드 등일 수 있다.

실시예에서, 웨어러블 디바이스는 카메라 시스템, 디스플레이 디바이스, 디스플레이 시스템, 디스플레이 시스템을 위한 투명 인클로저(enclosure), 마운트, 카메라 시스템과 디스플레이 시스템 사이의 위치를 조정할 수 있는 제1 슬라이딩 인클로저(x-축), 및 디스플레이 시스템과 디바이스를 착용한 사람의 눈 사이의 거리를 조정할 수 있는 제2 슬라이딩 인클로저(y-축)를 포함한다.

실시예에서, 웨어러블 디바이스는 적어도 하나의 명령을 출력할 수 있는 컨트롤러를 더 포함한다. 실시예에서, 명령은 디스플레이 스크린의 색 구성표(color scheme), 밝기 및 콘트라스트 중 하나 이상을 제어하도록 사용된다. 실시예에서, 컨트롤러는 하나 이상의 버튼으로부터 입력을 수신할 수 있다. 실시예에서, 컨트롤러는 유선 또는 무선 컨트롤러일 수 있다. 제어는 웨어러블 디바이스 상의 버튼을 사용하여 또한 수행될 수 있다. 실시예에서, 제어부는 웨어러블 디바이스를 제어하기 위한 인쇄 회로 기판(PCB) 상의 버튼이다.

실시예에서, 제1 또는 제2 슬라이딩 인클로저는 수동 또는 자동으로 조정될 수 있다.

실시예에서, 디바이스는 디스플레이 디바이스 및 카메라를 위한 전원 스위치를 더 포함한다.

사람의 시력을 보조하는 웨어러블 디바이스가 개시된다. 웨어러블 디바이스는 디스플레이 디바이스, 디스플레이 디바이스에 평행한 제1 편광자, 1/4 파장판(quarter waveplate), 및 미러를 포함하는 디스플레이 시스템을 포함하며, 디스플레이 디바이스, 제1 편광자, 1/4 파장판, 및 미러는 디스플레이 디바이스가 디스플레이 시스템의 제1 단부에 배치되고 미러가 디스플레이 시스템의 제2의 반대편 단부에 배치되도록 순차적으로 배열된다. 디스플레이 시스템은 미러의 초점 길이에 대응하는 길이를 가진다. 카메라 시스템은 카메라, 및 이미지 안정화 시스템을 포함한다. 카메라는 약 60배까지의 줌을 제공하도록 구성된 줌 배율(zoom magnification)을 포함한다. 마운트가 포함된다. 디스플레이 시스템과 카메라 시스템은 마운트에 고정된다. 디스플레이 시스템 및 카메라 시스템은 마운트를 중심으로 서로에 대해 이동 가능하다. 마운트는 프레임에 고정된다.

사람의 시력을 보조하는 헤드-웨어러블 디바이스가 또한 개시된다. 헤드-웨어러블 디바이스는 디스플레이 디바이스, 디스플레이 디바이스에 평행한 제1 편광자, 디스플레이 디바이스에 대해 45°각도로 배치된 제2 편광자, 1/4 파장판, 및 미러를 포함하는 디스플레이 시스템을 포함하며, 디스플레이 디바이스, 제1 편광자, 제2 편광자, 1/4 파장판, 및 미러는 디스플레이 디바이스가 디스플레이 시스템의 제1 단부에 배치되고 미러가 디스플레이 시스템의 제2의 반대편 단부에 배치되도록 순차적으로 배열된다. 디스플레이 시스템은 미러의 미러의 초점 길이에 대응하는 길이를 가진다. 카메라 시스템은 카메라 및 이미지 안정화 시스템을 포함하며, 카메라는 약 60배까지의 줌을 제공하도록 구성된 줌 배율을 포함한다. 디스플레이 시스템과 카메라 시스템은 마운트에 고정된다. 디스플레이 시스템 및 카메라 시스템은 마운트를 중심으로 서로에 대해 이동 가능하다. 마운트는 프레임에 고정된다.

시각 변성의 질병(visual degeneration medical condition)을 가진 사람의 시력을 보조하는 방법이 또한 개시된다. 상기 방법은 사람의 시야에 웨어러블 디바이스를 설치하는 단계를 포함한다. 장면은 사람의 전방에서 카메라로 포착된다. 포착된 장면은 안정화된다. 안정화된 장면은 웨어러블 디바이스의 디스플레이 시스템에 디스플레이된다. 디스플레이 시스템에서 디스플레이하는 단계는 원형으로 편광된 광을 형성하도록 광을 제1 선형 편광자, 제2 선형 편광자, 및 1/4 파장판을 통과시키는 단계; 미러에서 원형으로 편광된 광을 반사시키는 단계; 상기 반사된 원형으로 편광된 광을 1/4 파장판을 통과시키고 제2 편광자 상에서 반사시켜 사람의 눈으로 보내며, 이에 의해 망막의 일부분에 가상 이미지(virtual image)를 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일부를 형성하고 기술되는 시스템 및 방법이 실시될 수 있는 실시예를 도시하는 첨부 도면을 참조한다.
도 1a는 실시예에 따른, 사람의 정상적인 시야를 도시하는 도면.
도 1b는 실시예에 따른, 퇴행성 시력 질병이 있는 사람의 시야를 도시하는 도면.
도 1c는 실시예에 따른, 사람의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스를 착용 한, 도 1b로부터의 퇴행성 시력 질병이 있는 사람의 시야를 도시하는 도면.
도 2는 실시예에 따른, 퇴행성 시력 질병이 있는 사람의 망막의 개략도.
도 3은 실시예에 따른, 사람의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스의 개략도.
도 4는 실시예에 따른, 도 3의 사람의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스의 개략도.
도 5는 실시예에 따른, 사람의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스의 광학 구성 요소 및 디스플레이로부터의 광 경로의 개략 평면도.
도 6은 다른 실시예에 따른, 사람의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스의 개략도.
도 7은 실시예에 따른, 사람의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스를 작동시키는 방법의 흐름도.
전체적으로 동일한 도면 부호는 동일한 부분을 나타낸다.

황반변성과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 퇴행성 시력 질병을 앓고 있는 사람은 그 시력의 특정 영역에서 시력이 흐려지거나 전혀 보이지 않을 수 있다.

황반변성은 특히 노인들에게서 통상적인 질병이다. 황반변성을 앓고 있는 사람은 일반적으로 손상되거나 또는 제기능을 못하는 망막, 특히 망막의 황반을 가진다. 황반은 일반적으로 눈의 예리한 해상력을 가진다. 일반적으로, 손상되거나 또는 제기능을 못하는 황반은 사람의 정면에서의 빛에 적절하게 반응하지 않을 수 있다. 그 결과, 사람은 시야의 중심 또는 그 주변에 있는 영역에서 시력이 흐려지거나 전혀 없을 수 있다. 황반변성은 얼굴, 운전, 읽기 등을 인식하는 사람의 능력을 제한할 수 있다. 황반의 악화는 망막의 중앙 부분으로부터 바깥쪽으로 확장될 수 있다. 그러나, 이러한 것은 망막의 주변 영역에 영향을 미치지 않을 것이다. 사람의 망막 주변 영역이 영향을 받지 않는 경우에, 사람의 시력은 외부 디바이스를 이용하여 향상될 수 있다.

현재, 황반변성이 있는 사람의 시력을 보조하기 위한 디바이스는 디스플레이 스크린을 통해 사람의 눈으로 빛을 반사시킬 수 있다. 그러나, 이러한 디바이스는 일반적으로 가상 현실 헤드셋과 유사하게 광 효율 및 콘트라스트를 위한 봉입된 공간을 요구한다. 그 결과, 시력 보조 디바이스는 일반적으로 크기와 외관이 모두 부피가 크다. 사람의 시력을 보조하기 위한 작은 크기의 디바이스가 필요하다.

본 발명의 실시예는 통상적으로 제기능을 못하는 황반 영역에서 형성될 장면을 포착하여 확대할 수 있는 웨어러블 디바이스에 관한 것이다. 포착되어 확대된 장면은 그런 다음 망막의 잘 기능하는 영역(예를 들어, 시야의 중심 외측의 주변 영역 등)에서 투영될 수 있다. 실시예에서, 배율은 황반 외측의 망막의 한계를 보상하도록 사용될 수 있다.

실시예에서, 사람의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스는 편광 투영 방법을 이용할 수 있다. 실시예에서, 편광 실시 증강 현실(polarization-implemented augmented reality)을 사용하는 것은 웨어러블 디바이스의 크기에서의 감소를 가능하게 할 수 있다. 실시예에서, 크기에서의 감소는 예를 들어 종래의 반사 시스템과 비교하여 비교적 양호한 미적 외관을 가지는 최소의 디자인을 유발할 수 있다.

도 1a 내지 도 1c는 사람의 정상 시야(10), 퇴행성 시력 질병이 있는 사람의 시야(16), 및 실시예에 따른, 사람의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스를 사용할 때 퇴행성 시력 질병이 있는 사람의 시야(18)를 도시하는 개략도이다.

도 1a는 실시예에 따른, 사람의 정상 시야(10)를 도시한다. 정상 시야(10) 내에는 복수의 문자(12)가 있다. 문자(12)가 예로서 도시되고, 시야(10)는 대안적으로 문자 이외의 다른 이미지를 포함할 수 있다는 것을 알 것이다. 정상 시야(10)는 점선으로 도시된 중앙 영역(14)을 포함한다. 중앙 영역(14)은 사람의 황반이 문자(12)를 식별할 영역을 나타낸다. 본 명세서의 단순화를 위해, 정상 시야(10)는 사람의 망막의 다양한 영역에 걸친 해상력에서의 변화를 포함하지 않는다.

도 1b는 실시예에 따른, 퇴행성 시력 질병이 있는 사람의 시야(16)를 도시한다. 퇴행성 시력 질병은 대표적인 황반변성일 수 있다. 시야(16)에서, 중앙 영역(14A)은 문자(12) 중 어느 것도 포함하지 않는 중앙 영역(14)(도 1a) 대신에 도시된다. 대신에, 중앙 영역(14A)은 제기능을 못하는 황반으로 인해 퇴행성 시력 질병이 있는 사람의 사각 지대를 나타내도록 차단되는 것(예를 들어, 흐려지는 등)으로서 도시된다.

도 1c는 실시예에 따른, 사람의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스를 착용한 도 1b로부터의 퇴행성 시력 질병이 있는 사람의 시야(18)를 도시한다. 도 1b와 유사하게, 정상 시야(10)의 중앙 영역(14)(도 1a)에서 보일 수 있는 어떠한 문자(12)도 없는 중앙 영역(14A)이 도시되어 있다. 그러나, 정상 시야(10)의 중앙 영역(14)에 도시되었던 문자(12)는 시야(18) 내에 디스플레이되는 가상 이미지로서 영역(20)에 도시된다. 영역(20)은 정상 시야(10)의 중앙 영역에서 디스플레이된 문자와 동일한 문자(M, N, W, X, 및 Y)를 포함한다. 문자는 사람의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스의 카메라에 의해 포착되어, 사람이 보도록 황반 외측 영역(예를 들어, 망막의 기능 영역)에 투영된다. 사람의 시력을 돕기 위한 웨어러블 디바이스는 아래에서 더욱 상세히 설명된다. 도시된 실시예에서, 영역(20)은 시야(18)의 우측 상부 모서리에 도시되어 있다. 영역(20)은 대안적으로 본 발명의 원리에 따라서 제기능을 못하는 황반 영역의 외측에 있는 시야(18)의 다른 영역에서 디스플레이될 수 있다는 것을 알 것이다.

도 2는 실시예에 따른, 퇴행성 시력 질병이 있는 사람의 망막(30)의 개략도이다. 예시된 실시예에서의 퇴행성 시력 질병이 일반적으로 황반변성을 대표하는 것을 알 것이다. 이와 같이, 망막(30)은 제기능을 못하거나 손상된 황반을 가지는 사람의 망막을 대표한다. 망막(30)은 기능 영역(32) 및 제기능을 못하는 영역(34)을 포함한다. 망막(30)의 기능 영역(32)은 일반적으로 제기능을 못하는 영역(34)을 둘러싸는 망막(30)의 주변 영역에 위치된다. 망막(30)의 제기능을 못하는 영역(34)은 일반적으로 망막(30)의 중심 또는 그 주변에 위치된다. 기능 영역(32) 및 제기능을 못하는 영역(34)을 포함하는 망막(30)이 예로서 의도된 것이며, 기능 영역(32) 및 제기능을 못하는 영역(34)의 상대적 크기 및 형상이 사람에 따라서 변할 수 있다는 것을 알 것이다.

도 3은 실시예에 따른, 사람(40)의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스(42)를 착용한 사람(40)의 개략도이다.

예시된 실시예에서의 웨어러블 디바이스(42)는 사람(40)이 착용할 수 있는 안경의 형태를 한다. 웨어러블 디바이스(42)는 마운트(44), 프레임(46), 디스플레이 시스템(48), 및 카메라 시스템(50)을 포함한다. 실시예에서, 디스플레이 시스템(48)은 대안적으로 광학 구성 요소(48)로서 지칭될 수 있다. 실시예에서, 카메라 시스템(50)은 대안적으로 카메라 구성 요소(50)로서 지칭될 수 있다. 카메라 시스템 (50)은 카메라(52)를 포함한다

디스플레이 시스템(48)은 인클로저(49)를 포함한다. 실시예에서, 인클로저(49)는 광학 유리, 폴리머와 같은 투명 재료, 그 조합 등일 수 있다. 실시예에서, 인클로저(49)는 폴리카보네이트 등일 수 있다. 인클로저(49)가 투명하기 때문에, 웨어러블 디바이스(42)를 착용한 사람은 편광 실시 증강 현실을 사용하여 눈에서 그/그녀의 본래 시력을 유지할 수 있다. 투영된 이미지는 현재의 시야에 "스태킹(stacked)"된다. 실시예에서, 투영된 이미지는 그/그녀의 현재 시력의 위에 "스태킹"된다. 실시예에서, 투영된 이미지의 스태킹은 웨어러블 디바이스(42)를 착용하거나 벗을 때 웨어러블 디바이스(42)를 착용한 사람이 자신의 시야 사이의 전환을 보다 편안하게 할 수 있게 한다. 실시예에서, 디스플레이 시스템(48)에 의해 디스플레이된 가상 이미지에서의 내용을 착용자의 주변 시야와 관련시켜, 착용자는 특정 타겟을 보다 용이하게 찾을 수 있다. 실시예에서, 편광 실시 증강 현실을 사용하는 것은 웨어러블 디바이스(42)의 크기에서의 감소를 가능하게 할 수 있다. 실시예에서, 웨어러블 디바이스(42)의 크기를 감소시키는 것은 이전 디바이스에 비해 보다 만족스러운 미적 외관을 가지는 최소의 디자인을 유발할 수 있다.

마운트(44)는 웨어러블 디바이스(42)를 프레임(46)의 한쪽 측면에 부착한다. 프레임(46)은 실시예에 따른, 안경을 위한 프레임과 유사할 수 있다. 실시예에서, 마운트(44)는 캡/모자 또는 헤드 밴드 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 헤드-웨어러블 디바이스의 빔(beam)에 부착될 수 있다. 웨어러블 디바이스(42)가 모자에 부착되는 실시예가 다음의 도 6에 따라서 도시되고 기술된다.

실시예에서, 웨어러블 디바이스(42)는 예를 들어 카메라 시스템(50), 디스플레이 시스템(48), 또는 카메라 시스템(50)과 디스플레이 시스템(48)의 조합의 위치를 조작하도록 조정 가능할 수 있다. 조정 메커니즘은 마운트(44)의 중공 인클로저 내에서 카메라(52)를 슬라이딩시키는 것에 의해 실현된다. 실시예에서, 슬라이딩은 계산된 공차로 설계되어서, 2개의 구성 요소 사이의 상대 위치가 고정될 수 있고, 슬라이딩은 외력이 특정값을 초과할 때 일어난다(예를 들어, 우연한 것에 대비되는 것으로서 착용자의 의도적인 조정으로부터). 슬라이딩은 또한 선형 운동으로 전환되는 굴곡부 또는 스크루를 통해 실현될 수 있다. 실시예에서, 슬라이딩은 수동으로 달성될 수 있다. 실시예에서, 슬라이딩은 전자적으로 제어될 수 있다. 슬라이딩 운동의 전자 제어를 포함하는 실시예에서, 웨어러블 디바이스(42)는 망막 스캐너(53)(도 4)를 포함할 수 있다. 망막 스캐너(53)는 실시예에 따른, 카메라 시스템(50)의 일부로 간주될 수 있다. 사용시에, 망막 스캐너(53)는 웨어러블 디바이스(42)의 착용자의 망막을 스캐닝하도록 사용될 수 있다. 착용자의 망막 스캐닝에 기초하여, 웨어러블 디바이스(42)는 조정 메커니즘을 슬라이딩시키는 것에 의해 전자적으로 조정될 수 있다.

실시예에서, 착용자(40)는 카메라 시스템(50)과 마운트(44) 사이의 상대 위치를 용이하게 조정할 수 있다. 실시예에서, 이러한 조정 메커니즘은 y-축 조정을 약 10 ㎜까지 허용할 수 있다. 실시예에서, y-축 조정은 약 10 ㎜ 이상일 수 있다. 실시예에서, y-축 조정은 수동 또는 자동으로 수행될 수 있다. 실시예에서, y-축 조정은 예를 들어, 착용자가 카메라 시스템(50)을 y-방향으로 슬라이딩시키는 것에 의해, 또는 카메라 시스템(50)을 y-방향으로 이동시키는 조정 스크루를 조작하는 것에 의해 수동으로 완료될 수 있다. 실시예에서, 착용자는 카메라 시스템(50)을 y-방향으로 이동시키는 조정 버튼을 누를 수 있다. 마운트가 캡의 빔에 부착될 때(예를 들어, 도 6에 따라 도시되고 설명된 바와 같이), y-축을 따르는 조정은 자유로울 수 있다(예를 들어, 약 10 ㎜ 이상).

실시예에서, 디스플레이 시스템(48)은 x-축을 따르는 투영 영역의 조정을 달성하도록 (이 경우에, 디스플레이 시스템(48)과 카메라 시스템(50) 사이의) 다른 조정 메커니즘을 포함한다. 실시예에서, x-축 조정은 약 8 ㎜까지일 수 있다. 실시예에서, x-축 조정은 약 8 ㎜ 이상일 수 있다. 실시예에서, x-축 조정은 수동 또는 자동으로 수행될 수 있다. 실시예에서, x-축 조정은 예를 들어 착용자가 카메라 시스템(50)을 x-방향으로 슬라이딩시키는 것에 의해, 또는 카메라 시스템(50)을 x-방향으로 이동시키는 조정 스크루를 조작하는 것에 의해 수동으로 완료될 수 있다. 실시예에서, 착용자는 카메라 시스템(50)을 x-방향으로 이동시키는 조정 버튼을 누를 수 있다. 마운트가 캡의 빔에 부착될 때(예를 들어, 도 6에 따라서 도시되고 기술된 바와 같이), x-축을 따르는 조정은 자유로울 수 있다(예를 들어, 약 8 ㎜ 이상).

실시예에서, x-축 조정 및 y-축 조정은 순차적으로 또는 동시에 수행될 수 있다. 실시예에서, 착용자의 눈으로 반사된 가상 이미지는 x-방향, y-방향, 또는 그 조합으로 조정을 이용하는 것에 의해 망막의 임의의 주변 부분에 위치될 수 있다.

실시예에서, 디스플레이 시스템(48) 및 그 구성 요소는 2.5 m 떨어진 곳에서 바라보았을 때 50 인치 스크린의 최소 외관 크기를 가지는 가상 이미지를 생성할 수 있다.

도 4는 실시예에 따른, 도 3의 사람(40)의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스(42)의 개략도이다.

웨어러블 디바이스(42)는 디스플레이 시스템(48), 디스플레이 디바이스(54), 카메라 디바이스(50), 및 마운트(44)를 포함한다. 디스플레이 시스템(48)은 미러(56), 파장판(58), 제1 편광자(60), 및 제2 편광자(62)를 포함한다.

웨어러블 디바이스(42)는 디스플레이 시스템(48) 및 이미지 안정화 시스템(64)을 포함한다. 보다 큰 이미지는 시력 보조물로서의 적용을 가능하게 하도록 달성될 수 있다. 웨어러블 디바이스(42) 상의 카메라 시스템(50)에 연결된 디스플레이 디바이스(54)는 이미지를 투영하도록 사용될 수 있다. 디스플레이 시스템(48)은 거리(D1)만큼 디스플레이 디바이스(54)로부터 분리된 미러(56)를 포함하여서, 미러(56)로부터 반사된 광은 시준될(collimated) 것이다. 실시예에서, 거리(D1)는 미러(56)의 초점 길이와 동일하거나 또는 거의 동일하다. 실시예에서, 디스플레이 시스템(48)은 변형된 편광 빔 스플리터로 지칭될 수 있다.

실시예에서, 2개의 편광자(60, 62)는 디스플레이 디바이스(54)와 미러(56) 사이에 배치된다. 실시예에서, 제1 편광자(60)는 디스플레이 디바이스(54)와 평행하다. 제1 편광자(50)가 예를 들어 제조 공차 및 변화를 조건으로 디스플레이 디바이스(54)에 실질적으로 평행할 수 있다는 것을 알 것이다. 실시예에서, 제2 편광자(62)는 디스플레이 디바이스(54)에 대해 각도(θ)로 배치된다. 도시된 실시예에서, 각도(θ)는 디스플레이 디바이스(54)에 대해 약 45°이다. 제2 편광자(62)는 미러(56)로부터 반사된 광의 방향을 착용자의 눈으로 바꾸며, 그러므로 가상 스크린을 형성한다. 다른 실시예에서, 단일 편광자(예를 들어, 편광자(60))가 디스플레이 디바이스(54)와 미러(56) 사이에 배치될 수 있다. 단일 편광자(60)는 디스플레이 디바이스(54)에 대해 45°의 각도(θ)를 형성할 수 있다.

착용자는 카메라(52)의 줌 배율을 조정할 수 있다. 줌 배율은 배율 조정 버튼(68)들을 사용하여 달성될 수 있다. 배율은 각각의 착용자의 특정 시력 상태에 의존할 수 있다. 따라서, 배율 조정 버튼(68)은 황반 이외의 망막 부위의 감소된 해상력 또는 예를 들어 백내장, 당뇨병성 망막증 등으로부터 흐려진 황반 시력을 보완하는 것을 도울 수 있다.

실시예에서, 줌 배율은 약 2 내지 약 60배의 범위일 수 있다. 실시예에서, 줌 배율은 약 5배 내지 약 10배의 범위일 수 있다. 예를 들어, 2배 줌을 사용할 때, 물체는 1배 줌 하에서의 동일한 물체의 약 4배만큼 많은 픽셀을 차지한다. 실시예에서, 디스플레이 디바이스(54)는 적어도 약 8배의 줌을 가진다.

투영된 장면(예를 들어, 도 1c에서의 영역(20))을 확대하는 것은 디스플레이 디바이스(54) 상에 디스플레이된 시야를 제한할 수 있다. 따라서, 착용자의 머리 위치로부터의 작은 움직임은 투영된 장면에서 큰 시프트를 유발할 수 있다. 그러므로, 포착 과정에서의 안정화가 필요하다.

실시예에서, 사용자가 카메라(52)의 줌의 범위에 도달할 때, 사용자는 디스플레이 디바이스(54) 상에서 디지털 방식으로 주밍할 수 있다. 실시예에서, 주밍(zooming)은 배율 조정 버튼(68)을 사용하여 제어될 수 있다. 실시예에서, 별개의 줌 버튼(69)은 디스플레이 디바이스(54) 상에서 디지털 방식으로 주밍하도록 사용될 수 있다. 줌 버튼(69)을 포함하는 실시예에서, 사용자는 배율 조정 버튼(68) 또는 줌 버튼(69)으로 주밍할 수 있다. 줌 버튼(69)을 포함하지 않는 실시예에서, 디스플레이의 디지털 주밍은 사용자가 카메라(52)의 범위까지 줌을 조정하였을 때 자동으로 일어날 수 있다.

실시예에서, 이미지 안정화 시스템(64)은 웨어러블 디바이스(42)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 실시예에서, 이미지 안정화 장치는 착용자의 머리로부터 비자발적인 흔들림 또는 요동을 설명하도록 카메라(52)의 프로세서에 내장될 수 있다. 실시예에서, 이미지 안정화 장치는 기계적 이미지 안정화 장치(예를 들어, 센서-시프팅 이미지 안정화 장치 등)일 수 있거나, 전자 이미지 안정화를 제공하도록 프로그램 방식으로 제어될 수 있다. 실시예에서, 이미지 안정화 장치는 기계적 구성 요소 및 프로그램 구성 요소를 모두 가질 수 있다. 포착된 장면은 디스플레이 디바이스(54)로 공급된다.

실시예에서, 디스플레이 디바이스(54)는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 실리콘 상의 강유전성 액정(FLCOS) 디스플레이 등일 수 있다. 실시예에서, 해상력이 충분하면, 디스플레이 디바이스(54)는 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD) 등일 수 있다.

실시예에서, 미러(56)는 원환체 또는 포물선 형상일 수 있다. 실시예에서, 미러(56)는 미러(56)에 바로 인접한 오목 렌즈에 의해 오목할 수 있다. 실시예에서, 미러(56)는 한쪽 단부 상에 반사 코팅을 구비하는 볼록 렌즈일 수 있다. 이러한 실시예에서, 반사 코팅을 구비하는 볼록 렌즈는 반사 코팅된 볼록 렌즈에 오목 렌즈를 장착하는 것에 의해 동일한 굴절력 및 반사를 달성할 수 있다.

웨어러블 디바이스(42)는 스위치(66)로 스위치 온될 수 있다. 실시예에서, 스위치(66)는 물리적 스위치를 포함할 수 있다. 실시예에서, 스위치(66)는 근접 센서의 형태에 의해 제어될 수 있다. 실시예에서, 근접 센서는 적외선 센서이다. 실시예에서, 스위치(66)는 예를 들어 사람의 손가락의 근접성에 기초하여 토글될 수 있는 적외선 스위치를 포함할 수 있다. 스위치(66)는 마운트(44)의 한쪽 측부에 배치될 수 있다. 스위치 온될 때, 카메라(52)는 사각 지대(14A)에서 이미지를 포착하고 및/또는 장면을 기록하기 시작한다. 사람은 그/그녀의 머리를 움직이는 것에 의해 필요한 장면을 선택할 수 있다. 사람은 전술한 조정 메커니즘을 사용하여 장면이 그/그녀의 시야에서 투영되는 곳을 선택할 수 있다.

실시예에서, 웨어러블 디바이스(42)는 현재 이용 가능한 증강 현실 웨어러블 제품과 비교하여 상대적으로 더 큰 크기를 가지는 가상 이미지를 제공할 수 있다. 실시예에서, 가상 이미지의 크기는 2 미터 떨어져 바라보았을 때 50 인치 스크린의 최소 외관 크기를 가진다. 실시예에서, 조정은 리모콘을 통해 제어될 수 있다.

실시예에서, 최종 투영된 이미지가 실험적으로 결정될 수 있는 이상적인 치수에 맞춰지도록, 광학 구성 요소 및 그 하우징은 비례하여 증가된다.

다른 실시예에서, 웨어러블 디바이스(42)는 투영되기 전에 장면이 이미 확대되도록, 카메라(52)에 망원경을 부착하는 것에 의해, 광학 줌을 가지는 카메라로 카메라(52)를 전환하는 것에 의해, 또는 그런 다음 투영된 이미지가 더욱 커질 수 있도록 다른 광학 구성 요소를 프리즘 뒤에 추가하는 것에 의해 설계되고 구성된다.

실시예에서, 디스플레이 시스템(48)은 미러(56)의 초점 길이에 근사한 길이를 가진다.

실시예에서, 유리의 다른 조각은 디스플레이 시스템(48)과 원시 또는 근시인 사람을 위한 웨어러블 디바이스(42)를 착용하는 사람의 눈 사이에 장착될 수 있다.

도 5는 실시예에 따른, 디스플레이 시스템(48) 및 사람의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스(42)의 디스플레이(54)로부터의 광 경로의 개략 평면도이다.

순전파 경로(forward propagation path)(80)에서, 디스플레이 디바이스(54)로부터의 광은 제1 선형 편광자(60)를 통과하여 선형으로 편광된다. 제2 선형 편광자(62)는 제1 선형 편광자(60)에 대해 45°의 각도를 이룬다. 선형으로 편광된, 예를 들어 s-편광된 광은 1/4 파장판(58)을 통과하여 원형으로 편광된다. 원형으로 편광된 광은 그런 다음 미러(56)에서 반사되어 시준된다. 반사시에, 시준되고 원형 편광된 광은 대칭성(handedness)을 변화시킨다. 미러(56)로부터 다시 그 경로 상에서, 시준되고 원형으로 편광된 광된 광(82)은 1/4 파장판(58)을 다시 통과하고, 순전파 경로(80)의 광에 직교하는 편광으로 변화되고, 예를 들어 p-편광된다. 시준된 광은 제1 선형 편광자(60)에 도달할 때 착용자의 눈으로 반사될 것이다. 인간 시력의 본성으로 인하여, 눈은 들어오는 시준된 광을 무한대로부터 오는 것으로 인식한다(예를 들어, 물체의 꼭대기로부터 눈으로의 광선은 지면과 거의 평행하다).

도 6은 다른 실시예에 따른, 사람의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스(100)의 개략도이다. 웨어러블 디바이스(100)는 헤드-웨어러블 디바이스이다. 특히, 헤드-웨어러블 디바이스는 사람의 머리에 착용될 수 있는 모자이다. 웨어러블 디바이스(100)는 캡/모자(102)로 도시되어 있다. 실시예에 따르면, 웨어러블 디바이스(100)는 모자(102) 이외의 구성 요소를 포함할 수 있지만, 모자에 고정될 수 있다는 것을 알 것이다. 웨어러블 디바이스(100)의 특징은 웨어러블 디바이스(42)의 특징과 동일하거나 유사할 수 있다.

웨어러블 디바이스(100)는 모자(102), 디스플레이 시스템(48) 및 카메라 시스템(50)을 포함한다. 웨어러블 디바이스(100)는 하나 이상의 다른 특징을 포함할 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 실시예에 따르면, 모자(102)는 하나 이상의 스냅 또는 다른 특징부를 통해 조정 가능할 수 있다. 모자(102)의 조정성은 일반적으로 공지된 원리에 따를 수 있다.

작동시에, 착용자는 모자(102)를 조정하는 것에 의해 디스플레이 시스템(48)의 위치를 조정할 수 있다. 예를 들어, 착용자는 착용자의 기능 망막(예를 들어, 도 2에서의 기능 망막(32))에 대해 좌측 방향의 우측 방향으로 디스플레이 시스템(48)의 위치를 이동시키도록 모자(102)를 좌우로 회전시킬 수 있다.

디스플레이 시스템(48)은 모자(102)의 특정 위치에 도시되어 있다. 대안적으로, 디스플레이 시스템(48)은 모자(102)의 반대편 측부(예를 들어, 도면에서 우측)으로 이동될 수 있다는 것을 알 것이다. 실시예에서, 디스플레이 시스템(48)은 착용자에 의해 이동 가능할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 시스템(48)은 착용자가 디스플레이 시스템(48)을 원하는 위치로 이동시킬 수 있도록 모자(102)의 특정 위치에 제거 가능하게 고정될 수 있다. 다른 실시예에서, 디스플레이 시스템(48)은 고정될 수 있다. 이러한 실시예에서, 착용자는 모자(102)를 조정하는 것에 의해 디스플레이 시스템(48)의 위치를 조정할 수 있다.

카메라(52)는 모자(102)의 대략 중앙 위치에 도시되어 있다. 카메라(52)가 이동될 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 카메라(52)는 모자(102)에서 상대적으로 위아래로 이동될 수 있다. 실시예에서, 카메라(52)는 모자(102)에서 상대적으로 좌우로 이동될 수 있다. 실시예에서, 카메라(52)는 모자(102)에 제거 가능하게 고정될 수 있어서, 착용자가 카메라(52)를 제거하고 선택된 물체 쪽으로 향하게 할 수 있다. 카메라 시스템(50)은 모자(102)의 특정 위치에 도시되어 있다. 카메라 시스템(50)이 모자(102)의 다른 위치로 이동될 수 있다는 것을 알 것이다. 실시예에서, 도 3 및 도 4에 도시되었지만 도 6에 도시되지 않은 특징부도 또한 도 6의 실시예에 포함될 수 있다.

실시예에 따르면, 도 3 및 도 6에서의 디스플레이 시스템(48) 및 카메라 시스템(50)의 상대적 크기 및 위치가 가변적일 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예시는 예로서 의도된 것이며 제한이도록 의도되지 않는다.

도 7은 실시예에 따른, 사람의 시력을 보조하기 위한 웨어러블 디바이스를 동작시키는 방법(150)의 흐름도이다. 방법(150)은 일반적으로 사람의 시력을 보조하기 위해 웨어러블 디바이스(42)(도 3) 또는 웨어러블 디바이스(100)(도 6)를 동작시키도록 사용될 수 있다.

방법(150)은 카메라(예를 들어, 도 4의 카메라(52))를 사용하여 웨어러블 디바이스(42)의 착용자의 정면에서의 장면을 포착하는 것으로 단계 152에서 시작한다. 단계 154에서, 단계 152에서 포착된 장면은 안정화되고(예를 들어, 도 3의 이미지 안정화 프로세서(64)를 이용하여), 웨어러블 디바이스(42)의 착용자를 위하여 디스플레이(예를 들어, 도 4의 웨어러블 디바이스(42)의 디스플레이(54)) 상에 디스플레이된다.

단계 156에서, 디스플레이 디바이스(54)로부터의 광은 원형으로 편광된 광을 형성하도록 선형 편광자(예를 들어, 도 4에서의 제1 선형 편광자(60)), 제2 선형 편광자(예를 들어, 도 4에서의 제2 선형 편광자(62)), 및 1/4 파장판(예를 들어, 도 4에서의 파장판(58))을 통과한다. 실시예에서, 단일 선형 편광자가 있을 수 있다. 이러한 실시예에서, 제2 선형 편광자는 존재하지 않을 것이고, 광은 제1 선형 편광자로부터 1/4 파장판으로 보내질 것이다.

단계 158에서, 원형으로 편광된 광은 미러(예를 들어, 도 4의 미러(56))에서 반사되어, 대칭성을 변화시킨다. 단계 160에서, 역전된 대칭성을 가지는 원형으로 편광된 광은 1/4 파장판을 통과하고, 선형으로 편광된 광으로 다시 전환된다. 단계 162에서, 선형으로 편광된 광은 제2 선형 편광자에서 반사되어 환자의 눈으로 들어가 망막의 일부(예를 들어, 도 2의 기능 부분(32))에 가상 이미지를 형성한다. 단일 선형 편광자를 가지는 실시예에서, 선형으로 편광된 광은 제1 선형 편광자에서 반사되어 환자의 눈에 들어가 망막의 일부 상에 가상 이미지를 형성할 것이다.

단계 164에서, 망막 상의 장면 또는 투영 위치, 배율, 및 이미지의 크기는 적절한 크기의 선명한 가상 이미지가 망막의 기능 부분 상에 형성될 때까지 사람 또는 실시된 프로그램에 의해 조정된다. 실시예에서, 단계 164는 슬라이딩 운동을 통해(예를 들어, 도 4에서 마운트(44)를 사용하여) 디스플레이 시스템(48)의 x-방향 및 y-방향으로의 조정을 전자적으로 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 단계 164는 망막 스캐너(53)(도 4)를 사용하여 웨어러블 디바이스(42)의 착용자의 망막을 스캐닝하는 단계를 포함할 수 있다. 착용자의 망막 스캐닝에 기초하여, 웨어러블 디바이스(42)는 조정 메커니즘을 슬라이딩시키는 것에 의해 전자적으로 조정될 수 있다.

양태:

양태 1 내지 9 중 어느 하나가 양태 10, 11 내지 19, 20, 21 내지 32, 33 내지 38, 39 및 40 중 어느 하나와 조합될 수 있다는 것을 알아야 한다. 양태 10은 양태 11 내지 19, 20, 21 내지 32, 33 내지 38, 39 및 40 중 어느 하나와 조합될 수 있다. 양태 11 내지 19 중 어느 하나는 양태 20, 21 내지 32, 33 내지 38, 39 및 40 중 어느 하나와 조합될 수 있다. 양태 21 내지 32 중 어느 하나는 양태 33 내지 38, 39 및 40 중 하나와 조합될 수 있다. 양태 33 내지 38 중 어느 하나는 양태 39 및 40 중 어느 하나와 조합될 수 있다.

양태 1. 어떠한 현기증도 일으키지 않거나 또는 현기증을 최소화하는, 황반변성이 있는 환자를 위한 시력 보조 디바이스로서, 카메라 구성 요소; 디스플레이 스크린; 광학 구성 요소; 전원 스위치; 마운트; 및 배율 제어부를 포함하며, 카메라 구성 요소는 줌을 가지는 카메라와 이미지 안정화 시스템으로 이루어지며, 광학 구성 요소는 디스플레이 스크린에 평행한 제1 편광자, 디스플레이 스크린에 대해 45°의 각도를 이루는 제2 편광자, 1/4 파장판, 및 미러를 포함하며, 광학 구성 요소는 미러의 초점 길이에 근사한 길이를 가지며, 카메라 구성 요소는 제1 슬라이딩 인클로저를 통해 광학 구성 요소에 연결되고, 카메라 구성 요소는 제2 슬라이딩 인클로저를 통해 마운트에 연결되며, 전원 스위치와 배율 제어부는 마운트의 어느 한쪽 측부에 고정되는, 시력 보조 디바이스.

양태 2. 양태 1에 있어서, 제1 편광자 또는 제2 편광자 중 어느 하나는 편광 빔 스플리터인, 시력 보조 디바이스.

양태 3. 양태 1 또는 2에 있어서, 유선 또는 무선 접근을 통해 적어도 하나의 명령을 출력하거나 또는 수신할 수 있는 다른 컨트롤러를 더 포함하는, 시력 보조 디바이스.

양태 4. 양태 1 내지 3 중 어느 양태에 있어서, 제1 슬라이딩 인클로저는 8 mm까지 조정될 수 있는, 시력 보조 디바이스.

양태 5. 양태 1 내지 4 중 어느 양태에 있어서, 제2 슬라이딩 인클로저는 10 mm까지 조정될 수 있는, 시력 보조 디바이스.

양태 6. 양태 3에 있어서, 명령은 색 구성표, 밝기 및 콘트라스트를 제어하도록 사용되는, 시력 보조 디바이스.

양태 7. 양태 1 내지 6 중 어느 양태에 있어서, 전원 스위치는 근접 센서에 의해 제어될 수 있는, 시력 보조 디바이스.

양태 8. 양태 7에 있어서, 근접 센서는 적외선 센서인, 시력 보조 디바이스.

양태 9. 양태 1 내지 8 중 어느 양태에 있어서, 배율 제어부 및 카메라는 2배에서 20배까지 확대될 수 있는, 시력 보조 디바이스.

양태 10. 황반변성이 있는 환자의 시력을 개선하기 위한 방법으로서, 환자의 눈 정면에 양태 1에 따른 디바이스를 설치하는 단계로서, 환자의 정면에서의 장면이 카메라에 의해 포착되어 안정화되고, 그런 다음 스크린 상에 디스플레이되는, 상기 단계; 스크린으로부터의 광이 원형으로 편광된 광을 형성하도록 제1 선형 편광자, 제2 선형 편광자, 및 1/4 파장판을 순차적으로 통과하는 단계; 원형으로 편광된 광이 미러에서 반사되어 1/4 파장판을 다시 통과하고, 제2 편광자에서 반사되어 환자의 눈에 들어가 망막의 일부 상에 가상 이미지를 형성하는 단계; 및 적절한 크기의 선명한 이미지가 망막의 기능 부분에 형성될 때까지, 망막 상의 장면 및 투영 위치, 배율의 범위, 및 이미지의 크기가 환자 또는 실시된 프로그램에 의해 조정되는 단계를 포함하는, 방법.

양태 11. 어떠한 현기증도 일으키지 않거나 또는 현기증을 최소화하는, 황반변성이 있는 환자를 위한 시력 보조 디바이스로서, 카메라 구성 요소; 디스플레이 스크린; 광학 구성 요소; 전원 스위치; 마운트; 및 배율 제어부를 포함하며, 카메라 구성 요소는 줌을 가지는 카메라 및 이미지 안정화 시스템으로 이루어지며; 광학 구성 요소는 디스플레이 스크린에 대해 45°의 각도를 이루는 오직 하나의 편광자, 1/4 파장판, 및 미러를 포함하며; 광학 구성 요소는 미러의 초점 길이에 근사한 길이를 가지며; 카메라 구성 요소는 제1 슬라이딩 인클로저를 통해 광학 구성 요소에 연결되며; 카메라 구성 요소는 제2 슬라이딩 인클로저를 통해 마운트에 연결되고; 전원 스위치와 배율 제어부는 마운트의 어느 한쪽 측부에 고정되는, 시력 보조 디바이스.

양태 12. 양태 11에 있어서, 편광자는 편광 빔 스플리터인, 시력 보조 디바이스.

양태 13. 양태 11 또는 12에 있어서, 유선 또는 무선 접근을 통해 적어도 하나의 명령을 출력하거나 또는 수신할 수 있는 다른 컨트롤러를 더 포함하는, 시력 보조 디바이스.

양태 14. 양태 11 내지 13 중 한 양태에 있어서, 제1 슬라이딩 인클로저는 8 mm까지 조정될 수 있는, 시력 보조 디바이스.

양태 15. 양태 11 내지 14 중 한 양태에 있어서, 제2 슬라이딩 인클로저는 10mm 까지 조정될 수 있는, 시력 보조 디바이스.

양태 16. 양태 13에 있어서, 명령은 색 구성표, 밝기, 및 콘트라스트를 제어하도록 사용되는, 시력 보조 디바이스.

양태 17. 양태 11 내지 16 중 한 양태에 있어서, 전원 스위치는 근접 센서에 의해 제어될 수 있는, 시력 보조 디바이스.

양태 18. 양태 17에 있어서, 근접 센서는 적외선 센서인, 시력 보조 디바이스.

양태 19. 양태 11 내지 18 중 한 양태에 있어서, 배율 제어부는 2배에서 20배까지 확대될 수 있는, 시력 보조 디바이스.

양태 20. 황반변성이 있는 환자의 시력을 개선하기 위한 방법으로서, 이를 필요로 하는 환자의 눈 정면에 양태 11에 따른 디바이스를 설치하는 단계로서, 환자의 정면에서의 장면이 카메라에 의해 포착되어 안정화되고, 그런 다음 스크린 상에 디스플레이되는, 상기 단계; 스크린으로부터의 광이 원형으로 편광된 광을 형성하도록 선형 편광자 및 1/4 파장판을 순차적으로 통과하는 단계; 원형으로 편광된 광이 미러에서 반사되어 1/4 파장판을 다시 통과하고, 편광자에서 반사되어 환자의 눈에 들어가 망막의 일부 상에 가상 이미지를 형성하는 단계; 및 적절한 크기의 선명한 이미지가 망막의 기능 부분에 형성될 때까지, 망막 상의 장면 및 투영 위치, 배율의 범위, 및 이미지의 크기가 환자 또는 실시된 프로그램에 의해 조정되는 단계를 포함하는, 방법.

양태 21. 사람의 시력을 보조하는 웨어러블 디바이스로서, 디스플레이 디바이스, 디스플레이 디바이스에 평행한 제1 편광자, 1/4 파장판, 및 미러를 포함하는 디스플레이 시스템으로서, 디스플레이 디바이스, 제1 편광자, 1/4 파장판, 및 미러는 디스플레이 디바이스가 디스플레이 시스템의 제1 단부에 배치되고 미러가 디스플레이 시스템의 제2의 반대편 단부에 배치되도록 순차적으로 배열되고, 디스플레이 시스템이 미러의 초점 길이에 대응하는 길이를 가지는, 상기 디스플레이 시스템; 카메라 및 이미지 안정화 시스템을 포함하는 카메라 시스템으로서, 카메라는 약 60배까지의 줌을 제공하도록 구성되는 줌 배율을 포함하는, 상기 카메라 시스템; 마운트로서, 디스플레이 시스템 및 카메라 시스템이 마운트에 고정되며, 디스플레이 시스템 및 카메라 시스템이 마운트를 중심으로 서로에 대해 이동 가능한, 상기 마운트; 및 마운트가 고정되는 프레임을 포함하는, 웨어러블 디바이스.

양태 22. 양태 21에 있어서, 웨어러블 디바이스는 사람의 머리에 착용 가능한 헤드-웨어러블 디바이스인, 웨어러블 디바이스.

양태 23. 양태 22에 있어서, 프레임은 모자인, 웨어러블 디바이스.

양태 24. 양태 22에 있어서, 프레임은 안경형 프레임인, 웨어러블 디바이스.

양태 25. 양태 21 내지 24 한 양태에 있어서, 디스플레이 시스템은, 제1 편광자와 1/4 파장판 사이에 배치되고 디스플레이 디바이스에 대해 약 45°의 각도를 이루는 제2 편광자를 더 포함하는, 웨어러블 디바이스.

양태 26. 양태 25에 있어서, 제1 편광자 및 제2 편광자 중 하나는 편광 빔 스플리터인, 웨어러블 디바이스.

양태 27. 양태 21 내지 26 중 한 양태에 있어서, 디스플레이 디바이스는 디스플레이 스크린인, 웨어러블 디바이스.

양태 28. 양태 21 내지 27 중 한 양태에 있어서, 디스플레이 시스템은 투명한, 웨어러블 디바이스.

양태 29. 양태 21 내지 28 중 한 양태에 있어서, 배율 제어부를 가지는 컨트롤러, 및 전원 스위치를 더 포함하는, 웨어러블 디바이스.

양태 30. 양태 29에 있어서, 전원 스위치는 물리적 스위치 및 근접 센서 중 하나이며, 근접 센서는 적외선 센서인, 웨어러블 디바이스.

양태 31. 양태 21 내지 30 중 한 양태에 있어서, 디스플레이 시스템 및 카메라 시스템은 x-방향 및 y-방향으로 조정 가능한, 웨어러블 디바이스.

양태 32. 양태 31에 있어서, x-방향은 약 8 mm까지 조정 가능하고, y-방향은 약 10 mm까지 조정 가능한, 웨어러블 디바이스.

양태 33. 사람의 시력을 보조하는 헤드-웨어러블 디바이스로서, 디스플레이 디바이스, 디스플레이 디바이스에 평행한 제1 편광자, 디스플레이 디바이스에 대해 45°각도로 배치되는 제2 편광자, 1/4 파장판, 및 미러를 포함하는 디스플레이 시스템으로서, 디스플레이 디바이스, 제1 편광자, 제2 편광자, 1/4 파장판, 및 미러는 디스플레이 디바이스가 디스플레이 시스템의 제1 단부에 배치되고 미러가 디스플레이 시스템의 제2의 반대편 단부에 배치되도록 순차적으로 배열되고, 디스플레이 시스템이 미러의 초점 길이에 대응하는 길이를 가지는, 상기 디스플레이 시스템; 카메라 및 이미지 안정화 시스템을 포함하는 카메라 시스템으로서, 카메라는 약 60배까지의 줌을 제공하도록 구성되는 줌 배율을 포함하는, 상기 카메라 시스템; 마운트로서, 디스플레이 시스템 및 카메라 시스템이 마운트에 고정되며, 디스플레이 시스템 및 카메라 시스템이 마운트를 중심으로 서로에 대해 이동 가능한, 상기 마운트; 및 마운트가 고정되는 프레임을 포함하는, 헤드-웨어러블 디바이스.

양태 34. 양태 33에 있어서, 프레임은 모자인, 헤드-웨어러블 디바이스.

양태 35. 양태 33 또는 34에 있어서, 프레임은 안경형 프레임인, 헤드-웨어러블 디바이스.

양태 36. 양태 33 내지 35 중 한 양태에 있어서, 제1 편광자 및 제2 편광자 중 하나는 편광 빔 스플리터인, 헤드-웨어러블 디바이스.

양태 37. 양태 33 내지 36 중 한 양태에 있어서, 디스플레이 디바이스는 디스플레이 스크린이며, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 및 실리콘 상의 강유전성 액정(FLCOS) 디스플레이 중 하나인, 헤드-웨어러블 디바이스.

양태 38. 양태 33 내지 37 중 한 양태에 있어서, 디스플레이 시스템 및 카메라 시스템은 x-방향 및 y-방향으로 조정 가능한, 헤드-웨어러블 디바이스.

양태 39. 시각 변성의 질병을 가진 사람의 시력을 보조하는 방법으로서, 사람의 시야에 양태 21에 따른 웨어러블 디바이스를 설치하는 단계; 카메라로 사람의 정면에서의 장면을 포착하는 단계; 포착된 장면을 안정화시키는 단계; 웨어러블 디바이스의 디스플레이 시스템 상에 안정화된 장면을 디스플레이하는 단계를 포함하며, 상기 디스플레이하는 단계는 원형으로 편광된 광을 형성하도록, 제1 선형 편광자, 제2 선형 편광자, 및 1/4 파장판을 통해 광을 통과시키는 단계; 원형으로 편광된 광을 미러에서 반사시키는 단계; 반사된 원형으로 편광된 광을 1/4 파장판을 통과시키고 제2 편광자에서 반사시켜 사람의 눈으로 보내서 망막의 일부 상에 가상 이미지를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.

양태 40. 양태 30에 있어서, 적절한 크기의 선명한 이미지가 망막의 기능 부분에 형성될 때까지, 망막 상의 장면 및 가상 이미지의 투영 위치, 배율의 범위, 및 이미지의 크기가 환자 또는 실시된 프로그램에 의해 조정되는, 방법.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하도록 의도되고 제한하도록 의도되지 않는다. 단수 표현 용어는 달리 명시되지 않으면 복수 형태를 포함한다. 용어 "포함하다" 및/또는 "포함하는"은 본 명세서에서 사용될 때 명시된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성 요소의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성 요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

전술한 설명과 관련하여, 특히, 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 이용되는 구성 재료 및 부품의 형상, 크기 및 배열과 관련된 변경이 상세하게 만들어질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서 및 설명된 실시예는 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 진정한 범위 및 사상은 다음의 청구범위에 의해 표시된다.

Claims

사람의 시력을 보조하는 웨어러블 디바이스로서,
디스플레이 디바이스, 상기 디스플레이 디바이스에 평행한 제1 편광자, 1/4 파장판, 및 미러를 포함하는 디스플레이 시스템으로서, 상기 디스플레이 디바이스, 상기 제1 편광자, 상기 1/4 파장판, 및 상기 미러는 상기 디스플레이 디바이스가 상기 디스플레이 시스템의 제1 단부에 배치되고 상기 미러가 상기 디스플레이 시스템의 제2의 반대편 단부에 배치되도록 순차적으로 배열되고, 상기 디스플레이 시스템이 상기 미러의 초점 길이에 대응하는 길이를 가지는, 상기 디스플레이 시스템;
카메라 및 이미지 안정화 시스템을 포함하는 카메라 시스템으로서, 상기 카메라는 약 60배까지의 줌을 제공하도록 구성되는 줌 배율을 포함하는, 상기 카메라 시스템;
마운트로서, 상기 디스플레이 시스템 및 상기 카메라 시스템이 상기 마운트에 고정되며, 상기 디스플레이 시스템 및 상기 카메라 시스템이 상기 마운트를 중심으로 서로에 대해 이동 가능한, 상기 마운트; 및
상기 마운트가 고정되는 프레임을 포함하는, 웨어러블 디바이스.
제1항에 있어서, 웨어러블 디바이스는 사람의 머리에 착용 가능한 헤드-웨어러블 디바이스인, 웨어러블 디바이스.
제2항에 있어서, 상기 프레임은 모자인, 웨어러블 디바이스.
제2항에 있어서, 상기 프레임은 안경형 프레임인, 웨어러블 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이 시스템은, 상기 제1 편광자와 상기 1/4 파장판 사이에 배치되고 상기 디스플레이 디바이스에 대해 약 45°의 각도를 이루는 제2 편광자를 더 포함하는, 웨어러블 디바이스.
제5항에 있어서, 상기 제2 편광자는 2개의 조합된 편광 빔 스플리터인, 웨어러블 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스는 디스플레이 스크린인, 웨어러블 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이 시스템은 투명한, 웨어러블 디바이스.
제1항에 있어서, 배율 제어부 및 전원 스위치를 더 포함하는, 웨어러블 디바이스.
제9항에 있어서, 상기 전원 스위치는 물리적 스위치 및 근접 센서 중 하나이며, 상기 근접 센서는 적외선 센서인, 웨어러블 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이 시스템 및 상기 카메라 시스템은 x-방향 및 y-방향으로 조정 가능한, 웨어러블 디바이스.
제11항에 있어서, 상기 x-방향은 약 8 mm까지 조정 가능하고, 상기 y-방향은 약 10 mm까지 조정 가능한, 웨어러블 디바이스.
사람의 시력을 보조하는 헤드-웨어러블 디바이스로서,
디스플레이 디바이스, 상기 디스플레이 디바이스에 평행한 제1 편광자, 상기 디스플레이 디바이스에 대해 45°각도로 배치되는 제2 편광자, 1/4 파장판, 및 미러를 포함하는 디스플레이 시스템으로서, 상기 디스플레이 디바이스, 상기 제1 편광자, 상기 제2 편광자, 상기 1/4 파장판, 및 상기 미러는 상기 디스플레이 디바이스가 상기 디스플레이 시스템의 제1 단부에 배치되고 상기 미러가 상기 디스플레이 시스템의 제2의 반대편 단부에 배치되도록 순차적으로 배열되고, 상기 디스플레이 시스템이 상기 미러의 초점 길이에 대응하는 길이를 가지는, 상기 디스플레이 시스템;
카메라 및 이미지 안정화 시스템을 포함하는 카메라 시스템으로서, 상기 카메라는 약 60배까지의 줌을 제공하도록 구성되는 줌 배율을 포함하는, 상기 카메라 시스템;
마운트로서, 상기 디스플레이 시스템 및 상기 카메라 시스템이 상기 마운트에 고정되며, 상기 디스플레이 시스템 및 상기 카메라 시스템이 상기 마운트를 중심으로 서로에 대해 이동 가능한, 상기 마운트; 및
상기 마운트가 고정되는 프레임을 포함하는, 헤드-웨어러블 디바이스.
제13항에 있어서, 상기 프레임은 모자인, 헤드-웨어러블 디바이스.
제13항에 있어서, 상기 프레임은 안경형 프레임인, 헤드-웨어러블 디바이스.
제13항에 있어서, 상기 제1 편광자 및 상기 제2 편광자 중 하나는 편광 빔 스플리터인, 헤드-웨어러블 디바이스.
제13항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스는 디스플레이 스크린이며, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 실리콘 상의 강유전성 액정(FLCOS) 디스플레이, 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 및 액정 디스플레이(LCD) 중 하나인, 헤드-웨어러블 디바이스.
제13항에 있어서, 상기 디스플레이 시스템 및 상기 카메라 시스템은 x-방향 및 y-방향으로 조정 가능한, 헤드-웨어러블 디바이스.
시각 변성의 질병을 가진 사람의 시력을 보조하는 방법으로서,
사람의 시야에 제1항에 따른 웨어러블 디바이스를 설치하는 단계;
카메라로 사람의 정면에서의 장면을 포착하는 단계;
포착된 장면을 안정화시키는 단계;
상기 웨어러블 디바이스의 디스플레이 시스템 상에 상기 안정화된 장면을 디스플레이하는 단계를 포함하며, 상기 디스플레이하는 단계는,
원형으로 편광된 광을 형성하도록, 제1 선형 편광자, 제2 선형 편광자, 및 1/4 파장판을 통해 광을 통과시키는 단계;
상기 원형으로 편광된 광을 미러에서 반사시키는 단계;
상기 반사된 원형으로 편광된 광을 상기 1/4 파장판을 통과시키고 상기 제2 편광자에서 반사시켜 사람의 눈으로 보내서 망막의 일부분에 가상 이미지를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
제19항에 있어서, 적절한 크기의 선명한 이미지가 망막의 기능 부분에 형성될 때까지, 망막 상의 장면 및 가상 이미지의 투영 위치, 배율의 범위, 및 이미지의 크기를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.