KR20230003097A - 빔 조향 부재를 사용한 아이박스 조향 및 시야 확장 - Google Patents

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오잔 카크마키
오스카 알베르토 마르티네즈
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구글 엘엘씨
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Abstract

안경류 장치는 세계-측 표면 및 눈-측 표면을 갖는 광도체, 광도체를 향해 광을 방출하도록 배향된 디스플레이, 및 디스플레이 사이의 광학 경로를 따라 위치된 제1 편광 격자를 포함하는 빔 조향 부재를 포함한다. 제1 편광 격자는 디스플레이에 의해 방출된 광을 상이한 편광을 갖는 차수로 회절시키고, 차수는 상이한 아이박스로 선택적으로 전달된다. 안경류 장치는 또한 광도체, 디스플레이 및 제1 편광 격자를 지지하는 프레임을 포함한다. 일부 경우에, 상이한 편광은 우측 원형 편광 또는 좌측 원형 편광을 포함하고, 빔 조향 부재는 제1 상태의 우측 원형으로 편광된 광 및 제2 상태의 좌측 원형으로 편광된 광을 필터링하는 편광 의존 필터를 포함한다.

Description

빔 조향 부재를 사용한 아이박스 조향 및 시야 확장
본 발명은 빔 조향 부재를 사용한 아이박스 조향 및 시야 확장에 관한 것이다.
웨어러블 전자 안경류 장치는 디스플레이 이미지를 확대하고 가상 이미지를 사용자의 시야(FOV)로 전달하는 광학 시스템을 포함한다. 상기 장치는 또한 사용자가 렌즈나 투명 접안렌즈를 통해 외부 세계를 볼 수 있도록 한다. 일부 웨어러블 전자 안경류 장치는 사용자에게 콘텐츠를 표시하기 위해 근거리 광학 시스템을 통합한다. 예를 들어, 이전의 안경류 디자인에는 기존의 안경과 같이 헤드 웨어러블 프레임의 관자놀이 또는 림 영역에 위치된 마이크로 디스플레이("디스플레이")가 포함된다. 디스플레이는 헤드 웨어러블 프레임의 렌즈(또는 투명 접안렌즈)에 배치된 곡선형 광도체와 같은 광학 부재에 의해 사용자의 FOV로 전달되는 컴퓨터-생성 이미지(CGI)와 같은 이미지를 생성한다. 따라서, 웨어러블 전자 안경류 장치는 증강 현실(AR)을 구현하기 위한 하드웨어 플랫폼 역할을 할 수 있다. 증강 현실의 다양한 모드에는 광학 투명 증강 현실, 비디오 투명 증강 현실 또는 불투명(VR) 모드가 있다.
전자적으로 강화된 안경류 장치는 잠재적으로 여러 가지 실용적이고 여가용 애플리케이션을 가지고 있지만 웨어러블 전자 안경류 장치의 개발 및 채택은 기존 안경류 장치를 구현하는데 사용되는 광학 시스템의 품질, 비용, 크기, 무게, 두께, 시야 및 효율성에 의해 부과된 제약으로 인해 제한되었다. 예를 들어, 기존 디자인의 기하학적 구조와 물리적 제약으로 인해 디스플레이의 FOV(시야)가 작다. 또한, 잠재적인 사용자는 코의 기하학적 구조의 분포, 귀 정점에서 귀 정점까지의 거리 분포 및 동공 간 거리의 분포(즉, 사용자의 동공 중심 사이의 거리)로 특징지어지는 광범위한 안면 기하학 구조를 나타낸다. 단일 웨어러블 전자 안경류 장치는 웨어러블 장치의 모든 물리적 및 기하학적 제약 조건을 충족하면서 모든 사용자에게 최적의 경험을 제공할 가능성이 없다. 예를 들어, 사용자의 동공이 장치에 구현된 광학 시스템에 의해 생성된 "아이박스" 내에 있는 경우, 사용자는 웨어러블 전자 안경류 장치에 의해 표시되는 전체 이미지만 볼 수 있다. 그러나, 종래의 웨어러블 전자 안경류 장치는 안면 기하학적 구조의 전체 분포에 걸쳐 동공 위치를 포함하지 않는 비교적 작은 아이박스를 생성한다. 결과적으로, 모든 사용자가 웨어러블 전자 안경류 장치에 의해 표시되는 이미지를 볼 수 있는 것은 아니다.
제안된 해결책의 일 양태는 세계-측 표면 및 눈-측 표면을 갖는 도파관; 도파관을 향해 광을 방출하도록 배향된 디스플레이; 디스플레이와 도파관 사이의 광학 경로를 따라 위치된 제1 편광 격자 및 편광 의존 필터 중 적어도 하나를 포함하고, 적어도 2개의 상이한 상태로 작동하도록 구성된 빔 조향 부재를 포함하는 안경류 장치에 관한 것이고, 적어도 2개의 다른 상태 중 제1 상태에서, 광은 제1 아이박스를 향하고, 적어도 2개의 다른 상태 중 제2 상태에서, 광은 치수, 특히, 제1 아이박스와 체적이 다른 제2 아이박스로 향한다. 일 실시예에서, 제1 편광 격자는 디스플레이에 의해 방출된 광을 상이한 편광을 갖는 차수(order)로 회절시키고, 차수를 상이한 아이박스로 선택적으로 전달하도록 구성되며, 아이박스는 안경류 장치의 사용자의 눈의 동공에 대한 공간의 3차원 체적으로 획정된다. 일반적으로, "아이박스"는 전자 안경류 장치의 광학 도파관에서 나오는 광에 대한 방출 콘에 의해 생성된다. 따라서, 빔 조향 부재를 갖는 안경류 장치는 상이한 기하학적 구조 및/또는 치수의 방출 콘을 제공하도록 구성될 수 있다. 본원 명세서에서 사용되는 바와 같이, "아이박스"라는 용어는 하나 이상의 시청 경험 기준을 만족시키기 위해 눈의 동공이 위치되는 공간의 3차원(3D) 체적을 지칭한다. 시청 경험 기준의 일 예는 사용자가 확대된 가상 이미지의 4개의 에지부를 보는 것이다. 이 경우 아이박스는 확대된 가상 이미지의 4개의 에지부를 보기 위해 사용자의 동공이 위치되는 공간의 3D 체적이다. 일부 실시예들에서, 전자 안경류 장치에 의해 생성된 아이박스의 체적 및 배향은 동공 직경, 전자 안경류 장치에 의해 생성된 방출 콘의 각도 범위, 기준 세트 및 기준에 대한 임계치에 기초하여 평가된다. 예를 들어, 안경류 장치에서 빔 조향 부재를 사용하는 것은 안경류 장치를 선택적으로 작동시켜 상이한 아이박스를 생성하는 적어도 2개의 상이한 상태를 허용한다. 제1 상태에서, 이미지를 나타내는 광선은 제1 아이박스로 향할 수 있고, 제2 상태에서, 광선은 제2 아이박스로 향할 수 있다.
일 실시예에서, 안경류 장치는 사용자에 의해 (예를 들어, 스위치, 버튼, 또는 안경류 장치의 다른 장치를 사용하여) 제1 상태 또는 제2 상태로 선택적으로 배치될 수 있으며, 이에 의해, 제1 이미지 및 제2 이미지에 대응하는 범위를 통해 생성된 아이박스를 이동시킬 수 있다. 따라서, 아이박스의 유효 크기는 예를 들어, 전환 가능한 빔 조향 부재를 구현함으로써 증가될 수 있다. 아이박스의 크기는 AR 또는 VR 기반 장치에서 인구 범위를 검토하는데 사용되는 측정 가능한 파라미터일 수 있다. 많은 상황에서, 아이박스의 크기는 안경류 장치를 착용할 때 얼마나 많은 사용자가 디스플레이 이미지를 볼 수 있는지를 결정한다. 본원 명세서에 설명된 기술을 사용하여 AR 및 VR 애플리케이션을 위한 안경류 장치는 일반 인구의 증가된 사람 수를 수용하기 위해 큰 아이박스와 함께 생성된다. 따라서, 아이박스의 위치 또는 배향은 빔 조향 부재의 사용을 통해 일 위치에서 다른 위치로 이동될 수 있다. 예를 들어, 빔 조향 부재는 빔 조향 부재로부터 광이 나오는 적어도 2개의 상이한 조향 각도 및 적어도 2개의 상이한 아이박스 체적에 대응하는 적어도 2개의 상태 사이에서 전환가능할 수 있다.
일부 실시예에서, 상이한 편광은 우측 원형 편광 또는 좌측 원형 편광을 포함한다.
일부 실시예들에서, 우측 원형 편광은 편광 격자의 +1 차수에 대응하고, 좌측 원형 편광은 편광 격자의 -1 차수에 대응한다.
일부 실시예들에서, 제1 편광 격자는 우측 원형으로 편광된 광에 대한 양의 오프셋 각도 및 좌측 원형으로 편광된 광에 대한 음의 오프셋 각도만큼 광을 회절시킨다.
일부 실시예들에서, 제1 편광 격자는 실질적으로 무채색의 액정 편광 격자이다.
안경류 장치의 일부 실시예들은 제1 편광 격자로부터 수신된 광을 필터링하는 편광 의존 필터를 포함하고, 편광 의존 필터는 제1 상태의 우측 원형으로 편광된 광 및 제2 상태의 좌측 원형으로 편광된 광을 필터링한다.
안경류 장치의 일부 실시예들은 광도체의 눈-측 표면에 근접하게 위치된 제2 편광 격자를 포함하고, 제2 편광 격자는 디스플레이에 의해 방출된 광을 상이한 시야(FOV)로 선택적으로 전달하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 제2 편광 격자는 안경류 장치를 착용한 사용자에 의해 인지되는 바와 같은 더 큰 유효 FOV를 렌더링하기 위해 상이한 FOV를 나타내는 콘텐츠를 시간 다중화하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 제2 편광 격자는 상이한 FOV를 나타내는 콘텐츠를 시간 다중화하기 위해 편광 사이를 전환하는 전환 가능한 편광 격자를 포함한다.
제안된 해결책의 다른 양태는 세계-측 표면 및 눈-측 표면을 갖는 도파관; 도파관을 향해 광을 방출하도록 배향된 디스플레이; 도파관의 눈-측과 예를 들어 도파관의 눈-측 표면에 근접하는 안경류 장치의 사용자의 눈 사이의 광학 경로를 따라 위치된 편광 격자를 포함하는 빔 조향 부재로, 편광 격자는 디스플레이에서 방출된 광을 상이한 시야(FOV)로 선택적으로 전달도록 구성되는, 빔 조향 부재; 및 도파관, 디스플레이 및 편광 격자를 지지하는 프레임을 포함하는 안경류 장치에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 본원 명세서에서 논의되는 바와 같이, 상이한 아이박스 체적의 아이박스를 제공하기 위해 다수의 상태 사이에서 전환될 수 있는 추가적인 빔 조향 부재가 추가로 포함될 수 있다.
일반적으로, 제안된 해결책은 특히, 세계-측 표면 및 눈-측 표면을 갖는 도파관; 도파관을 향해 광을 방출하도록 배향된 디스플레이; 적어도 하나의 빔 조향 부재, 및 도파관, 디스플레이 및 적어도 하나의 빔 조향 부재를 지지하는 프레임을 포함하는 안경류 장치에 관한 것이고, 빔 조향 부재는 (a) 디스플레이에 의해 방출된 광을 상이한 편광을 갖는 차수로 회절시켜 차수를 상이한 아이박스로 선택적으로 전달하거나 및/또는 (b) 디스플레이에 의해 방출된 광을 상이한 시야(FOV)로 선택적으로 전달하도록 구성된다.
제안된 안경류 장치의 실시예는 제안된 방법의 실시예를 구현하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제안된 안경류 장치의 실시예와 관련하여 본원 명세서에서 논의된 특징은 제안된 방법의 대응하는 실시예에도 적용되며 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
일부 실시예들에서, 세계-측 표면 및 눈-측 표면을 갖는 광도체를 포함하는 안경류 장치에서 디스플레이로부터 제1 편광 격자를 향해 광을 방출하는 단계, 제1 편광 격자로부터 수신된 광을 상이한 편광을 갖는 차수로 회절시키는 단계 및 제1 편광 격자를 통해 회절된 차수 중 하나를 광도체의 눈-측 표면을 통한 복수의 아이박스 중 하나로 선택적으로 전달하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다.
일부 실시예들에서, 디스플레이에 의해 방출된 광을 복수의 아이박스 중 하나로 선택적으로 전달하는 단계는 우측 원형 편광 및 좌측 원형 편광을 갖는 차수를 생성하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 우측 원형 편광은 편광 격자의 +1 차수에 대응하고, 좌측 원형 편광은 편광 격자의 -1 차수에 대응한다.
일부 실시예들에서, 디스플레이에 의해 방출된 광을 회절시키는 단계는 우측 원형으로 편광된 광에 대한 양의 오프셋 각도 및 좌측 원형으로 편광된 광에 대한 음의 오프셋 각도만큼 광을 회절시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 편광 격자는 실질적으로 무채색의 액정 편광 격자이다.
일부 실시예들에서, 회절된 차수 중 하나를 선택적으로 전달하는 단계는 편광 의존 필터에서 제1 상태의 우측 원형으로 편광된 광 및 제2 상태의 좌측 원형으로 편광된 광을 필터링하는 단계를 포함한다.
상기 방법의 일부 실시예들은 광도체의 눈-측 표면에 근접하게 위치된 제2 편광 격자에서 디스플레이에 의해 방출된 광을 상이한 시야(FOV)로 선택적으로 전달하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 광을 선택적으로 전달하는 단계는 안경류 장치를 착용한 사용자에 의해 인지되는 바와 같은 더 큰 유효 FOV를 렌더링하기 위해 상이한 FOV를 나타내는 콘텐츠를 시간 다중화하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 콘텐츠를 시간 다중화하는 단계는 상이한 FOV와 연관된 원형 편광 사이를 전환시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 세계-측 표면 및 눈-측 표면을 갖는 광도체, 광도체를 향해 광을 방출하도록 배향된 디스플레이, 광도체의 눈-측 표면에 근접하게 위치되고 디스플레이에 의해 방출된 광을 상이한 시야(FOV)로 선택적으로 전달하도록 구성된 편광 격자, 및 광도체, 디스플레이 및 편광 격자를 지지하는 프레임을 포함하는 안경류 장치가 개시된다.
일부 실시예들에서, 빔 조향 부재는 안경류 장치를 착용한 사용자에 의해 인지되는 바와 같은 더 큰 유효 FOV를 렌더링하기 위해 상이한 FOV를 나타내는 콘텐츠를 시간 다중화하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 빔 조향 부재는 상이한 FOV를 나타내는 콘텐츠를 시간 다중화하기 위해 편광 사이를 전환하는 전환 가능한 편광 격자를 포함한다.
일부 실시예들에서, 세계-측 표면 및 눈-측 표면을 갖는 도파관을 포함하는 안경류 장치에서 디스플레이로부터 제1 편광 격자를 향해 광을 방출하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 또한 제1 편광 격자를 통해 디스플레이에 의해 방출된 광을 상이한 시야(FOV)로 선택적으로 전달하는 단계를 또한 포함한다.
일부 실시예들에서, 광을 선택적으로 전달하는 단계는 안경류 장치를 착용한 사용자에 의해 인지되는 바와 같은 더 큰 유효 FOV를 렌더링하기 위해 상이한 FOV를 나타내는 콘텐츠를 시간 다중화하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 디스플레이에 의해 방출된 광을 선택적으로 전달하는 단계는 전환 가능한 편광 격자를 사용하여 상이한 FOV를 나타내는 콘텐츠를 시간 다중화하기 위해 편광 사이를 전환시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조함으로써 당업자에게 더 잘 이해되고 그 수많은 특징 및 이점이 명백해진다. 다른 도면에서 동일한 도면부호를 사용하는 것은 유사하거나 동일한 항목을 나타낸다.
도 1a는 헤드 폭 분포 대 동공 간 거리(IPD) 분포의 산점도이다.
도 2는 전자 안경류 장치의 광학 광도체로부터 나오는 광에 대해 상이한 방출 콘으로 생성된 아이박스의 2가지 비교를 도시한다.
도 3은 일부 실시예들에 따른 공칭 아이릴리프 평면에서 확장된 아이박스 영역을 제공하는 전자 안경류 장치의 디자인의 블록도이다.
도 4는 일부 실시예들에 따른 각각의 사용자 눈에 대한 빔 조향 부재 및 디스플레이를 갖는 전자 안경류 장치의 사시도이다.
도 5는 일부 실시예들에 따른 도 4의 안경류 장치와 같은 안경류 장치의 대안적인 실시예의 림 프레임 부분의 정면도이다.
도 6은 일부 실시예들에 따른 빔 조향 부재를 사용하여 강화된 아이박스를 생성하는 광학 시스템을 도시한다.
도 7은 일부 실시예들에 따른 무채색 편광 격자를 도시한다.
도 8은 일부 실시예들에 따른 제1 상태 및 제2 상태로 작동하는 빔 조향 부재의 블록도이다.
도 9는 일부 실시예들에 따른 확장된 아이박스를 생성하기 위해 선택적 빔 조향을 구현하는 광학 시스템을 도시한다.
도 10은 일부 실시예들에 따른 빔 조향 부재를 사용하여 확장된 인지 시야(FOV)를 생성하는 광학 시스템을 도시한다.
도 1 내지 도 10은 다양한 치수, 특히, 상이한 체적의 아이박스를 생성하고, 따라서, 예를 들어, 이미지를 생성하는 디스플레이와 사용자가 장치를 착용하고 있을 때 이미지를 사용자의 눈 쪽으로 향하게 하는 광학 광도체 사이의 광학 경로를 따라 제1 빔 조향 부재를 배치함으로써 더 큰(또는 조절 가능한) 아이박스를 생성하는 웨어러블 전자 안경류 장치가 구현된 광학 이미징 시스템을 개시하고 있다. 제1 빔 조향 부재의 일부 실시예들은 아이박스를 생성하는 회절된 광선의 차수에 따라 상이한 오프셋만큼 아이박스를 이동시키는 전환 가능한 편광 격자를 포함한다. 예를 들어, 편광 격자는 회절된 광의 차수를 생성하고, 각각의 차수는 관련된 원형 방향성(handedness)을 갖는다. 편광 격자는 우측 원형으로 편광된 광에 대한 양의 오프셋 각도 및 좌측 원형으로 편광된 광에 대한 음의 오프셋 각도만큼 광을 회절시킨다. 따라서, 아이박스의 위치는 편광 격자의 +1 및 -1 차수에 해당하는 우측 및 좌측 원형 편광 사이를 전환함으로써 전환될 수 있다. 일부 실시예들은 전환 가능한 편광 의존 필터를 사용하여 우측 원형 편광과 좌측 원형 편광 사이를 전환한다. 일부 실시예들에서, 광학 이미징 시스템은 곡선형 광학 광도체의 출력 영역에 근접한 제2 빔 조향 부재를 배치함으로써 더 큰 시야(FOV)를 생성한다. 제2 빔 조향 부재는 사용자에 의해 인지되는 바와 같은 더 큰 유효 FOV를 렌더링하기 위해 (예를 들어, 상이한 FOV를 나타내는 프레임을 인터레이스함으로써) FOV의 상이한 부분을 나타내는 시간 다중화 콘텐츠로 편광 사이를 전환하는 전환 가능한 편광 격자를 포함할 수 있다. 웨어러블 전자 안경류 장치의 일부 실시예들은 제1 빔 조향 부재, 제2 빔 조향 부재, 또는 제1 및 제2 빔 조향 부재 둘 다를 포함한다.
도 1은 귀 정점 분포 대 동공 간 거리(IPD) 분포의 산점도(100)이다. 산점도(100)의 수직축은 개체의 귀 정점 사이의 폭(밀리미터, mm)를 나타내고, 수평축은 개체의 IPD(밀리미터)를 나타낸다. 산점도(100)의 각각의 점은 개체에 대한 폭 및 IPD의 측정값을 나타낸다. 각각의 폭의 측정값을 갖는 개체의 수가 분포(105)에 투영되고, 각각의 IPD의 측정값을 갖는 개체의 수가 분포(110)에 투영된다. 분포들(105, 110)은 평균값(μ)과 표준 편차(σ)로 특징지어진다. 예를 들어, IPD 분포(110)는 μ_IPD=62 mm, σ_IPD=3.9 mm로 특징지어진다. 폭 분포(105)는 μ_EtE=145.6 mm, σ_EtE=7.5 mm로 특징지어진다. EtE는 귀-대-귀 폭을 나타낸다.
도 2는 전자 안경류 장치의 광학 광도체로부터 나오는 광에 대해 상이한 방출 콘으로 생성된 아이박스(210, 215)의 2개의 비교(200, 201)를 도시한다. 본원 명세서에서 사용되는 바와 같이, "아이박스"라는 용어는 하나 이상의 시청 경험 기준을 만족시키기 위해 눈의 동공이 위치되는 공간의 3차원(3D) 체적을 지칭한다. 시청 경험 기준의 일 예는 사용자가 확대된 가상 이미지의 4개의 에지부를 보는 것이다. 이 경우 아이박스는 확대된 가상 이미지의 4개의 에지부를 보기 위해 사용자의 동공이 위치되는 공간의 3D 체적이다. 일부 실시예들에서, 전자 안경류 장치에 의해 생성된 아이박스의 체적 및 배향은 동공 직경, 전자 안경류 장치에 의해 생성된 방출 콘의 각도 범위, 기준 세트 및 기준에 대한 임계치에 기초하여 평가된다.
아이박스(210)는 수평 치수에서 50°및 수직 치수에서 30°의 반전치폭(full width/half maximum)(FWHM)을 갖는 방출 콘을 사용하여 생성된다. 아이박스(210)의 치수는 x-방향으로 8.2mm이고, y-방향으로 4.8mm이다. 아이박스(215)는 수평 치수에서 30°및 수직 치수에서 50°의 FWHM을 갖는 방출 콘을 사용하여 생성된다. 아이박스(215)의 치수는 x-방향으로 6.7mm이고, y-방향으로 4.8mm이다. 따라서, 수평 치수의 추가적인 20°FWHM 개선은 아이박스(215)에 대해 아이박스(210)를 1.5mm만큼 증가시킨다. 도시된 실시예에서, 광학 시스템의 두께는 y-방향을 따른 아이박스들(210, 215)의 크기를 제한한다.
도 3은 일부 실시예들에 따른 확장된 아이박스를 제공하는 전자 안경류 장치의 디자인(300)의 블록도이다. 디자인(300)은 본원 명세서에 논의된 바와 같이, 이미지를 생성하는 디스플레이, 이미지를 나타내는 광선의 방향을 선택적으로 수정하는 빔 조향 부재 및 이미지를 나타내는 광선을 사용자의 눈으로 향하게 하는 광학 광도체를 사용하여 구현되는 광학 시스템(305)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 광학 시스템(305)은 상이한 아이박스를 생성하는 2개의 상태 중 하나로 선택적으로 작동한다. 제1 상태에서, 광학 시스템(305)은 이미지를 나타내는 광선을 제1 아이박스(310)로 지향시키고, 제2 상태에서, 광학 시스템(305)은 광선을 제2 아이박스(315)로 지향시킨다. 따라서, 광학 시스템(305)에 의해 생성된 유효 아이박스는 제1 아이박스(310)와 제2 아이박스(315)의 조합과 동일하다. 광학 시스템(305)은 50°× 30°FWHM의 방출 콘을 생성하고, 아이박스들(310, 315)에 대한 조향 각도는 각각
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15°이다. 광학 시스템(305)의 일부 실시예들은 2개 초과의 상이한(잠재적으로 중첩되는) 아이박스를 생성하는 2개 초과의 상태로 작동한다. 광학 시스템(305)은 또한 상이한 FWHM 방출 콘 또는 조향 각도를 생성할 수 있다.
도 4는 일부 실시예들에 따른 각각의 사용자 눈에 대한 빔 조향 부재(401) 및 디스플레이(405)를 갖는 전자 안경류 장치(400)의 사시도이다. 본원 명세서에 논의된 바와 같이, 빔 조향 부재(401)는 일부 실시예들에서 편광 의존 격자 및 전환 가능한 편광 의존 필터를 포함한다. 장치(400)는 적어도 프레임(410), 한 쌍의 광도체(402), 및 각각의 사용자 눈에 대한 빔 조향 부재(401) 및 디스플레이(405)를 포함한다. 빔 조향 부재(401)는 또한 빔 조향 부재를 통과하는 광의 적어도 하나의 특성을 변경하는 편광 격자 렌즈로 지칭된다. 장치(400)는 AR 및 VR 기반 비전을 제공하는 다양한 유형의 안경류 장치에서 사용하기 위한 구성요소 및 구성요소의 배열을 광범위하게 도시한다. 장치(400)는 양안 AR 기반 비전을 제공한다. 사용자의 눈은 명확성을 위해 이 도면에서 도시되지 않는다.
장치(400)는 일반 안경과 같은 외관을 가지며 내부에 장착된 디스플레이(405)로부터 빛샘이 거의 또는 전혀 없다. 예시된 실시예에서, 디스플레이(405) 및 빔 조향 부재(101)는 장치(400)의 각각의 관자놀이 위치(120)에 위치된다. 일부 실시예들에서, 광도체(402)는 곡선형이고, 다른 실시예들에서, 광도체(402)는 실질적으로 평면이다. 프레임(410)은 상부 측(114)과 하부 측(122) 사이에 광도체(402)를 고정한다. 프레임(410)과 광도체(402)는 일반 안경의 렌즈와 같은 형태로 형성된다. 일반적으로, 광도체(402)는 투명하고 보기용 렌즈로 작동한다. 광도체(402)는 사용자 전방에 위치되며, 각각의 디스플레이(405)로부터의 광(406)을 사용자의 눈으로 지향시킨다.
각각의 디스플레이(405)에 대해, 각각의 광도체(402)는 결합기로서 작용하는 유전체 미러 코팅을 갖는 표면을 포함하고, 디스플레이(405)로부터의 광(406)과 세계 측(413)으로부터 들어오는 광(404)은 장치(400)의 눈-측(415)에 있는 사용자 눈 쪽으로 지향되는 결과적인 이미지(417)로 결합된다. 세계-측(413)으로부터의 광(404)은 광도체(402)를 통해 광도체(402)의 눈-측(415)으로 통과하고, 광(404)은 안경류 장치(400)의 세계-측(413) 상의 볼 수 있는 장면으로부터 발생한다.
도시된 바와 같이, 각각의 디스플레이(405)는 각각의 광도체(402)의 관자놀이 위치(420)에서 광도체(402)의 에지부(425)에 장착되고, 각각의 디스플레이(405)는 프레임(410) 내부 또는 프레임(410)에 근접하게 위치된다. 광도체(402)는 명료함을 위해 이 도면에서 별도로 표시되지 않은 결합기 표면에서 반사된 디스플레이 광(406)과 주변 광(404)을 결합할 수 있게 한다. 프레임(410)은 프레임(410)의 양쪽에서 프레임(410)의 관자놀이 위치로부터 사용자의 귀(도시되지 않음)를 향하여 귀 위로 연장되는 2개의 암(411)을 포함한다.
일부 실시예들에서, 장치(400)는 이미지 데이터 신호를 수신하고, 이미지 데이터 신호를 디스플레이(405)에 제공하기 위한 구성요소를 포함하거나 이를 수용한다. 이미지 데이터 신호는 디스플레이 광(406)에 대한 소스 입력이다. 예를 들어, 하나의 암(411)은 이미지 데이터 신호를 포함하는 무선 신호를 수신하는 무선 구성요소를 포함한다. 전력은 배터리, 태양광 패널 또는 장치(400)에 국한된 다른 형태의 에너지와 같은 로컬 에너지 소스에 의해 제공된다. 다른 예에서, 코드(도시되지 않음)는 외부 소스로부터 디스플레이(405) 및 그들의 각각의 전자 패키지를 포함하는 다양한 구성요소에 전력을 제공하는 메커니즘의 역할을 한다. 전력을 위한 와이어를 갖는 것 외에도, 장치(400)의 하나 이상의 와이어는 이미지 데이터 신호를 디스플레이(405)에 전달한다. 특정 실시예들에서, 이미지 데이터 신호는 컴퓨팅 장치 또는 다른 디스플레이 구동 데이터 소스(도시되지 않음)로부터 발생한다.
광도체(402)의 외측 측면에 디스플레이(405)를 배치하는 것은 디스플레이(405) 배치의 일례이다. 다른 실시예들에서, 디스플레이(405)는 프레임(410)의 상부 부분에 또는 상부 부분 내에 위치된다. 각각의 광도체(402)는 눈-측 표면(424) 및 세계-측 표면(423)을 포함한다. 디스플레이 광(406)은 사용자의 눈에 도달하기 전에 각각의 표면(423, 424) 상에서 이러한 표면(423, 424) 사이에서 적어도 한 번 반사된다.
특정 실시예들에 따르면, 광도체 표면(423, 424) 각각은 곡선형이고, 적어도 1차원에서 구형이며(예를 들어, 각각의 광도체(402)의 초점에 대해 고정된 반경을 따라 균일함), 이들 표면(423, 424) 각각은 제로 광학 배율(디옵터) 광학 투과 기능을 구현하기 위해 서로 유사하거나 거의 동일한 크기의 특성 치수(예를 들어, 구면 치수, 반경, 곡률 파라미터 세트)를 갖는다. 눈 측 및 세계 측 표면은 광도체의 일부로 도수(prescription) 보정을 통합하도록 설계될 수도 있다.
설명의 편의상, 세계-측 측면(423)은 제1 표면이고, 눈-측 표면(424)은 제2 표면이다. 표면들(423, 424) 각각은 장치(400)에서 동일하거나 상이한 물리적 구성요소에 의해 제공된다. 특정 실시예들에 따르면, 디스플레이(405) 및 빔 조향 부재(401)에 인접한 광도체(402)의 표면(425)은 장치(400)의 구성요소의 특정 배열로 인해 디스플레이(405) 및 이로부터 방출된 광(406)에 대해 난시(astigmatism)를 보정하기 위해 곡선형 또는 자유형이다. 디스플레이(405)에 인접한 광도체(402)의 표면(425)은 장치(400)의 제3 표면이고, 장치(400)의 눈-측(415)에서 결과적인 이미지(417)에 대해 1차원 또는 2차원으로 만곡되어 있다.
결합기(419)의 표면과 같은 광도체(402)의 다른 (제4) 표면은 디스플레이(405)로부터 사용자 눈을 향한 광(406)의 최종 반사를 제공하고, 광도체(402)의 이 제4 표면은 또한 만곡되고, 적어도 일부 실시예들에서 자유형 방식으로 만곡된다. 이 최종 표면은 본원 명세서에서 결합기(419) 또는 결합기 표면으로 동일하게 지칭된다. 결합기로부터 반사된 이미지(417)는 광 필드로 지칭되며 사용자의 눈에 제공된다. 결합기(419)의 다른 실시예들에서, 광도체(402)의 최종 반사 표면은 회전 대칭 비구면 형상 표면, 아나모픽 비구면 형상 표면, 토로이드 형상 표면, 제르니케(Zernike) 다항식 형상 표면, 방사상 기저 함수 형상 표면, x-y 다항식 형상 표면 또는 불균일한 유리성(rational) b-스플라인 형상 표면이다.
작동시, 빔 조향 부재(401)가 제1 상태에서 제2 상태로 변경될 때, 이미지(417)는 제2 이미지(418)에 의해 도시된 바와 같이, 제1 위치에서 제2 위치로 이동된다. 제1 이미지(417)와 제2 이미지(418) 사이의 이동은 실질적으로 도 1에서 수직 방향이지만, 이동은 수직이거나 다른 실시예에서 수직과 수평의 조합이다. 일부 실시예들에서, 제1 이미지(417) 및 결합기(419)의 표면 상의 그 위치는 제2 이미지(418)의 위치와 중첩되지만, 명료함을 위해 별개의 개별 위치로서 도시된다. 빔 조향 부재(401)의 제1 상태와 제2 상태 사이에서, 빔 조향 부재(401)가 꺼져 있을 때, 하나 이상의 도면에 도시된 바와 같이, 디스플레이(405)로부터 이미지의 도시되지 않은 위치가 투영되어, 제1 이미지(417)와 제2 이미지(418) 사이에서 눈에 제공된다.
일부 실시예들에서, 장치(400)의 광도체(402)의 구성요소 중 적어도 일부는 디스플레이(405)로부터 방출된 광(406)에 대한 광학 확대경으로서, 서로에 대한 배열 및 이들의 구성 및 형상으로 인해 작동한다. 본원 명세서에 설명된 기술은 안경, 헬멧, 헤드 마운트 디스플레이(HMD) 장치 및 윈드쉴드와 같은 모든 유형의 투명 장치에 적용될 수 있으며, 안경류 장치(400)와 같은 안경류 장치만이 설명되고 도시되더라도 컴퓨터 생성 장면과 현실 세계 장면의 광학적 병합이 결합된 뷰를 형성할 수 있게 한다.
(예를 들어, 명확성을 위해 도 1에 도시되지 않은 스위치, 버튼, 또는 다른 장치를 사용하여) 안경류 장치(400)를 제1 상태 또는 제2 상태로 선택적으로 배치하는 것은 제1 이미지(417) 및 제2 이미지(418)에 대응하는 범위를 통해 아이박스를 이동시킨다. 따라서, 아이박스의 유효 크기는 전환 가능한 빔 조향 부재(401)를 구현함으로써 증가된다. 아이박스의 크기는 AR 또는 VR 기반 장치에서 인구 범위를 검토하는데 사용되는 측정 가능한 파라미터이다. 많은 상황에서, 아이박스의 크기는 HMD 안경류 장치(400)를 착용할 때 얼마나 많은 사용자가 디스플레이 이미지를 볼 수 있는지를 결정한다. 본원 명세서에 설명된 기술을 사용하여 AR 및 VR 애플리케이션을 위한 안경류 장치는 일반 인구의 증가된 사람 수를 수용하기 위해 큰 아이박스와 함께 생성된다. 따라서, 이미지들(417, 418)을 포함하는 아이박스의 위치 또는 배향은 빔 조향 부재(401)의 사용을 통해 일 위치에서 다른 위치로 이동될 수 있다. 일반적으로, 아이박스의 크기는 디스플레이(405) 및 그 발광 부재의 해상도, 발광 부재의 색상 균일성, 필드 곡률, 왜곡 및 동공 스윔(swim)을 포함하는 특정 장치와 관련된 여러 변수 및 파라미터의 인자이다.
도 5는 일부 실시예들에 따른 도 4의 안경류 장치(400)와 같은 안경류 장치(500)의 대안적인 실시예의 림 프레임 부분(510)의 정면도이다. 장치(500)를 위한 암은 명확성을 위해 도시되지 않았다. 장치(500)의 치수는 동공 중심(526)에 대해 위치된 대략 4mm의 동공 직경(527)에 기초한다. 동공 직경(527)은 동공 크기로도 지칭된다. 좌안 및 우안(도시되지 않음)용 광도체(502) 각각은 50mm 내지 60mm 사이와 같이, 약 53mm의 프레임 수평 박스 거리(524) 및 40mm와 50mm 사이와 같이, 약 44mm의 프레임 수직 박스 거리(531)에 기초한다. 광도체(502)는 약 17.5mm의 브리지 길이(525)에 의해 분리된다. 브리지 길이(525)는 일반적으로 안경류 장치(500)가 사용자에 의해 착용될 때 내측 위치(530)에 중심이 맞춰진다. 피팅 높이(532)는 광도체(502)의 하부 측(522)에서 상부 에지부(526)를 향한 거리이고, 피팅 높이는 하부 측(522)에서 동공 중심(526)까지 대략 23mm이다. 림 프레임 부분(510)은 약 3.9mm의 하나의 표준 편차를 갖는 62mm의 IPD(534)에 기초하는 것과 같이, 약 60mm 내지 65mm 범위의 동공 간 거리(IPD)(534)에 기초한다. 장치들(400, 500) 및 이들의 구성요소는 이 측정에서 62mm의 IPD(534) 및 2개의 표준 편차를 갖는 사용자를 수용하도록 크기가 정해진다. 장치(400)의 암(411)과 같은 암은 장치들(400, 500)에 대해 크기 및 위치가 지정되어 약 7.5mm의 하나의 표준 편차와 15mm의 2개의 표준 편차로 145.6mm와 같이, 약 140 내지 150mm 범위의 귀 정점을 수용한다.
안경류 장치(500)에 대한 예시적인 치수와 관련하여, 광도체(502)의 특정 실시예들의 두께는 최대 약 5mm, 바람직하게는 최대 약 4mm 이내이다. 디스플레이(505)를 포함하는 광학 부품은 장치(500)의 림 프레임 부분(510)에 숨겨진 공간의 약 3.5mm를 차지한다. 림 프레임 부분(510)의 상부 부분은 최대 5mm의 (상부) 림 두께(233)를 갖고, 일부 실시예들에서는 3.5mm 이하의 림 두께(233)를 가지며, 광도체(502) 이외의 광학 및 전자 구성요소 둘 다를 포함하는 다양한 구성요소를 수용한다.
디스플레이(505) 및 PG(201)를 포함하는 전자 구성요소를 지원하기 위해, 전자 코드(212)가 도시되고, 하나 이상의 안경류 암, 림 프레임 부분(510), 또는 이들의 조합에 결합되거나 또는 그 일부에 결합될 것이다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 안경류 암(111)은 디스플레이(405) 및 이를 지원하는 전자 패키지를 포함하는 다양한 구성요소에 전력을 공급하고 컴퓨팅 장치 또는 다른 디스플레이 구동 데이터 소스(도시되지 않음)로부터 디스플레이(405)에 이미지 데이터 신호를 제공하기 위해 2개 이상의 와이어를 갖는 코드(212)를 수용한다. 다른 실시예들에서, 림 프레임 부분(510) 또는 하나 이상의 암은 신호를 수신하고, 신호를 디스플레이(405)에 무선으로 제공하기 위한 구성요소를 포함하거나 이를 수용한다. 일부 실시예들에서, 전력은 배터리 또는 장치(500)에 국부적인 에너지의 다른 형태에 의해 또는 장치(500) 외부의 소스로부터 제공된다.
도시된 실시예에서, 디스플레이(505)는 림 프레임 부분(510)의 상부 부분의 림 두께(533)의 내부에 위치되어 약 3:1의 폭-대-높이 비율의 이미지를 제공한다. 대응하는 두께는 특정 장치 구성요소를 수용하기 위해 림 프레임 부분(510)의 상부(림 두께(233) 내)의 헤드 공간의 대략 3.5mm이다. 폭-대-높이 비율이 약 8:1인 이미지(517, 518)를 생성하는 디스플레이(505)의 경우, 림 두께(533) 내의 헤드 공간은 최대 약 4mm이다. 안경류 장치(500)의 중량을 가볍게 하기 위해 도시되지는 않았지만 특정 실시예들은 장치(500)의 AR 또는 VR 기반 비전에서 단안(단 하나의 광도체(502), 하나의 디스플레이(505), 및 하나의 빔 조향 부재(501)를 가짐)인 반면, 다른 실시예들은 2개의 광도체(502) 각각에 대해 2개의 디스플레이(505) 및 2개의 빔 조향 부재(501)를 갖는다.
도 6은 일부 실시예들에 따른 빔 조향 부재(605)를 사용하여 강화된 아이박스를 생성하는 광학 시스템(600)을 도시한다. 광학 시스템(600)은 도 3에 도시된 광학 시스템(305)의 일부 실시예를 그리고 도 4 및 도 5 각각에 도시된 안경류 장치들(400, 500)의 일부를 도시한다. 광학 시스템(600)은 이미지를 생성하고, 필터링된 광선을 빔 조향 부재(605)에 제공하는 각도 필터(615)에 이미지에 표현된 광선을 제공하는 마이크로 디스플레이(610)를 포함한다. 빔 조향 부재(605)의 일부 실시예들은 본원 명세서에서 논의되는 바와 같이, 액정 편광 격자로서 구현된다. 광학 시스템(600)은 또한 빔 조향 부재(605)로부터 수신된 광선을 사용자의 눈(625) 전방에 위치된 광도체(620) 내의 출구 위치로 전달하는 광도체(620)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 빔 조향 부재(605)는 화살표로 표시된 바와 같이, 빔 조향 부재(605)로부터 나오는 2개의 상이한 조향 각도에 대응하는 2개의 상태 사이에서 그리고 화살표로 표시된 바와 같이, 광도체(620)로부터 눈(625) 방향으로 나오는 2개의 상이한 아이박스 체적 사이에서 전환 가능하다.
도 7은 일부 실시예들에 따른 무채색 편광 격자(700)를 도시한다. 무채색 편광 격자(700)는 도 3에 도시된 광학 시스템(305), 도 4에 도시된 빔 조향 부재(401), 도 5에 도시된 빔 조향 부재(501) 및 도 6에 도시된 빔 조향 부재(605)의 일부 실시예들을 구현하는데 사용된다. 예를 들어, 무채색 편광 격자(700)는 전환 가능한 편광 필터(명확성을 위해 도 7에 도시되지 않음)와 조합하여 구현되어 전환 가능한 편광 격자를 형성할 수 있다. 무채색 편광 격자(700)의 일부 실시예들은 반대 트위스트 감각을 갖는 2개의 비대칭 키랄 원형 편광 격자를 사용하여 가시 파장 범위에 걸쳐 ~100% 효율성으로 유색 및 편광 분리를 동시에 수행하는 중합성 액정으로 형성된다.
작동시, 무채색 편광 격자(700)는 상이한 원형 편광을 갖는 출사 광(710, 715)을 형성하기 위해 무채색 편광 격자(700)에 의해 회절되는 비편광 광(705)을 수신한다. 출사 광(710)은 회절 패턴에서 +1 차수를 나타내고, 우측 원형으로 편광된다. 출사 광(710)에 대한 조향 각도는 θ+1이다. 출사 광(715)은 회절 패턴에서 -1 차수를 나타내고, 좌측 원형으로 편광된다. 출사광(715)에 대한 조향 각도는 θ-1이다. 출사 광(710) 또는 출사 광(715) 중 어느 하나는 편광 의존 필터(명확성을 위해 도 7에 도시되지 않음)의 상태를 사용하여 광도체(도 6에 도시된 광도체(620)와 같은)에 선택적으로 제공된다. 예를 들어, 편광 의존 필터는 제1 상태의 우측 원형으로 편광된 광(710) 및 제2 상태의 좌측 원형으로 편광된 광(715)을 투과시킬 수 있다.
도 8은 일부 실시예들에 따른 제1 상태(801) 및 제2 상태(802)로 작동하는 빔 조향 부재(800)의 블록도이다. 빔 조향 부재(800)는 도 3에 도시된 광학 시스템(305), 도 4에 도시된 빔 조향 부재(401), 도 5에 도시된 빔 조향 부재(501) 및 도 6에 도시된 빔 조향 부재(605)의 일부 실시예들을 구현하는데 사용된다. 도시된 실시예에서, 빔 조향 부재(800)는 도 7에 도시된 무채색 편광 격자(700)와 같은 편광 격자(805), 편광 의존 필터(810) 및 편광 의존 필터(810)가 제1 원형 편광을 필터링하는 제1 작동 상태와 편광 의존 필터(810)가 제2 원형 편광을 필터링하는 제2 작동 상태 사이에서 편광 의존 필터(810)의 작동 상태를 변경하도록 신호를 제공하는 컨트롤러(815)를 포함한다.
빔 조향 부재(800)는 비편광 광(820)을 수신하지만, 일부 실시예들에서 광(820)은 적어도 부분적으로 편광된다. 편광 격자(805)는 직교하는 원형 편광, 예를 들어, 우측 원형 편광 및 좌측 원형 편광을 갖는
Figure pct00002
1 차수로 광(820)을 회절시킨다. 회절된 광은 화살표(825, 830)로 표시되고, 직교 원형 편광은 제1 원형 편광(135) 및 제2 원형 편광(840)으로 표시된다. 회절된 광(825, 830)은 편광 의존 필터(810)에 충돌한다. 제1 상태(801)로 작동할 때, 편광 의존 필터(810)는 제2 원형 편광(840)을 갖는 광(830)을 걸러내고, 제1 원형 편광(835)을 갖는 광(825)만이 투과된다. 제2 상태(802)로 작동할 때, 편광 의존 필터(810)는 제1 원형 편광(835)을 갖는 광(825)을 걸러내고, 제2 원형 편광(840)을 갖는 광(830)만이 투과된다.
도 9는 일부 실시예들에 따른 확장된 아이박스를 생성하기 위해 선택적 빔 조향을 구현하는 광학 시스템을 도시한다. 제1 상태(901)의 광학 시스템(800)이 도시되어 있고, 이는 제1 상태(901)의 광학 시스템이 비편광 광, 즉, 광학 시스템에서 구현된 편광 격자의 0 차수를 투과하기 때문에 공칭 상태로 간주된다. 제1 상태(901)에서, 광학 시스템의 디스플레이에 의해 생성된 제1 이미지(911)는 사용자의 시야(FOV) 내의 제1 위치에 나타난다. 제2 상태(902)로 작동할 때, 광학 시스템은 제1 원형 편광, 예를 들어, 광학 시스템에서 구현된 편광 격자에 의해 생성된 +1 차수를 갖는 광을 선택적으로 투과시킨다. 제2 상태(902)에서, 디스플레이에 의해 생성된 제2 이미지(912)는 제1 이미지(911)의 위치에 대해 사용자의 FOV에서 오프셋된 제2 위치에 나타난다. 제3 상태(903)로 작동할 때, 광학 시스템은 제2 원형 편광, 예를 들어, 광학 시스템에서 구현된 편광 격자에 의해 생성된 -1 차수를 갖는 광을 선택적으로 투과시킨다. 제3 상태(903)에서, 디스플레이에 의해 생성된 제3 이미지(913)는 제1 이미지(911)의 위치에 대해 사용자의 FOV에서 그리고 제2 이미지(912)로부터 반대 방향으로 오프셋된 제3 위치에 나타난다.
도 10은 일부 실시예들에 따른 빔 조향 부재(1005)를 사용하여 확장된 인지 시야(FOV)를 생성하는 광학 시스템(1000)을 도시한다. 광학 시스템(1000)은 이미지를 생성하고, 빔 조향 부재(1005)에 근접한 출구 위치로 광선을 전달하는 광도체(1025)에 필터링된 광선을 제공하는 광학 부재(1015, 1020)에 이미지에 표현된 광선을 제공하는 마이크로 디스플레이(1010)를 포함한다. 빔 조향 부재(1005)의 일부 실시예들은 본원 명세서에서 논의되는 바와 같이, 액정 편광 격자로서 구현된다. 도시된 실시예에서, 빔 조향 부재(1005)는 2개의 상이한 전환 각도스위칭 각도(
Figure pct00003
α)에 대응하는 2개의 상태 사이에서 전환 가능하다.
빔 조향 부재(1005)가 없는 경우(또는 빔 조향 부재(1005)에서 편광 격자의 0 차수에서), 광도체(1025)에서 나오는 광은 공칭 FOV(1030)를 덮는다. 그러나, 전환 각도(
Figure pct00004
α)에 해당하는 상태들 사이의 전환은 예를 들어, 전환이 충분히 높은 주파수에서 발생하는 경우 사용자가 인지되는 유효 FOV를 확장한다. 일부 실시예들에서, 디스플레이(1010)는 상이한 FOV로부터의 장면의 사용을 나타내는 인터레이스된 프레임을 생성하고, 프레임은 전환 각도(
Figure pct00005
α)에 대응하는 상태들 사이의 전환으로 조정된다. 인터레이스된 프레임은 전환 각도(+α)에 의해 지시된 방향으로 광을 회절시키는 빔 조향 부재(1005)의 제1 상태와 전환 각도(-α)에 의해 지시된 방향으로 광을 회절시키는 빔 조향 부재(1005)의 제2 상태 사이의 시간 다중화에 의해 생성된다. 시간 다중화, 인터레이스된 프레임에 의해 생성된 결과적인 유효 FOV(1035)는 공칭 FOV(1030)에 추가 개방 각도(2α)를 더한 값과 동일하다. 도 10에 도시되지는 않았지만, 광학 시스템(1000)의 일부 실시예들은 또한 본원 명세서에 논의된 바와 같이, 광학 부재(1015, 1020) 사이에 배치되고 향상된 아이박스 체적을 제공하기 위해 다중 상태 사이에서 전환되는 추가적인 빔 조향 부재(도 8에 도시된 빔 조향 부재(800)와 같은)를 포함한다.
대체로, 위에서 설명된 바와 같이, 실시예들은 사용자 눈에 결합된 뷰 또는 결합된 이미지를 형성하기 위해 컴퓨터 생성 및 현실 세계의 광을 병합하는 안경, 헬멧 및 윈드쉴드와 같은 투명 HMD 장치에 관한 것이다. 특정 실시예들에 따르면, 이전의 기하학적 구조 및 디자인을 개선하기 위해, 디스플레이는 기존의 안경과 같이 유사한 방식으로 프레임에 의해 사용자의 눈 또는 눈 전방의 제 위치에 유지되는 광도체의 상부 또는 측면에 배치된다.
본원 명세서에 설명된 HMD 장치에서 사용되는 기술은 다양한 유형의 디스플레이와 함께 사용하는데 적용될 수 있다. 예를 들어, 이 기술은 유기 발광 디스플레이(OLED), 능동 매트릭스 OLED(AMOLED) 디스플레이, 실리콘 액정(LCOS) 디스플레이, 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD) 및 TFT(박막 트랜지스터) LCD 디스플레이와 함께 사용될 수 있다. 본원 명세서에서 광도체에 대한 언급은 광이 사용자 눈을 향해 지향되기 전에 광도체 표면 사이의 실질적인 또는 내부 전반사(TIR)에 따라 광을 반사하는 하나 이상의 구성요소를 포함한다. 설명된 실시예들은 사용자 눈에 결합된 이미지를 제공하기 위해 주변 광이 디스플레이 광과 결합되는 VR-기반 장치 또는 AR-기반 장치의 특정 구성요소와 광도체를 결합한다.
일부 실시예들에서, 위에서 설명된 기술의 특정 양태들은 전자 디스플레이를 구동하고 콘텐츠를 제공하며 PG를 작동하는 것과 같은 소프트웨어를 실행하는 처리 시스템의 하나 이상의 프로세서를 통해 구현된다. 소프트웨어는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되거나 유형적으로 구현되는 하나 이상의 실행 가능한 명령 세트를 포함한다. 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 위에서 설명된 기술의 하나 이상의 양태를 수행하도록 하나 이상의 프로세서를 조작하는 명령 및 특정 데이터를 포함한다. 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 예를 들어, 자기 또는 광 디스크 저장 장치, 플래시 메모리, 캐시, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 기타 비-휘발성 메모리 장치 또는 장치들과 같은 솔리드 상태 저장 장치를 포함할 수 있다. 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장된 실행 가능한 명령은 소스 코드, 어셈블리 언어 코드, 목적 코드, 또는 하나 이상의 프로세서에 의해 해석되거나 달리 실행 가능한 다른 명령 포맷일 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 명령 및/또는 데이터를 컴퓨터 시스템에 제공하기 위해 사용 동안 컴퓨터 시스템에 의해 액세스 가능한 임의의 저장 매체, 또는 저장 매체의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 저장 매체는 광학 매체(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다목적 디스크(DVD), 블루레이 디스크), 자기 매체(예를 들어, 플로피 디스크, 자기 테이프 또는 자기 하드 드라이브), 휘발성 메모리(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 캐시), 비-휘발성 메모리(예를 들어, 판독 전용 메모리(ROM) 또는 플래시 메모리), 또는 마이크로전자기계 시스템(MEMS)-기반 저장 매체를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 컴퓨팅 시스템(예를 들어, 시스템 RAM 또는 ROM)에 내장될 수 있고, 컴퓨팅 시스템(예를 들어, 자기 하드 드라이브)에 고정적으로 부착되거나 컴퓨팅 시스템(예를 들어, 광학 디스크 또는 유니버설 직렬 버스(USB)-기반 플래시 메모리)에 제거 가능하게 부착되거나 또는 유선이나 무선 네트워크(예를 들어, 네트워크 액세스 가능 스토리지(NAS))를 통해 컴퓨터 시스템에 결합된다.
일반적인 설명에서 위에 설명된 모든 동작이나 부재 필요한 것은 아니며, 특정 동작이나 장치의 일부가 필요하지 않을 수 있고, 설명된 것들에 더하여 하나 이상의 추가 동작이 수행되거나 또는 추가 부재가 포함될 수 있다. 또한, 동작이 나열된 순서가 반드시 수행되는 순서는 아니다. 또한, 구체적인 실시예들을 참조하여 개념이 설명되었다. 그러나, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 아래의 특허청구범위에 기재된 바와 같은 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음을 인식한다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 이러한 모든 변형은 본 개시의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.
이익, 다른 이점, 및 문제에 대한 해결책은 특정 실시예들과 관련하여 위에서 설명되었다. 그러나, 임의의 이익, 이점 또는 해결책을 발생시키거나 더욱 두드러지게 할 수 있는 이익, 이점, 문제에 대한 해결책 및 임의의 특징(들)은 임의의 또는 모든 청구항의 중요한, 요구되는 또는 본질적인 특징으로 해석되어서는 안된다. 더욱이, 위에 개시된 실시예들은 단지 예시적이며, 개시된 주제는 본원 명세서의 교시의 이점을 갖는 통상의 기술자자에게 명백하지만 동등한 방식으로 상이하게 수정 및 실시될 수 있다. 아래의 청구항에 기술된 것 외에는 본원 명세서에 도시된 구성 또는 디자인의 세부사항에 제한을 두지 않는다. 따라서, 위에 개시된 특정 실시예들이 변경되거나 수정될 수 있고 이러한 모든 변경이 개시된 주제의 범위 내에서 고려된다는 것이 명백하다. 따라서, 본원 명세서에서 추구하는 보호는 아래의 청구범위에 명시된 바와 같다.

Claims (24)

  1. 안경류 장치로,
    세계-측 표면 및 눈-측 표면을 갖는 광도체;
    광도체를 향해 광을 방출하도록 배향되는 디스플레이;
    디스플레이와 광도체 사이의 광학 경로를 따라 위치된 제1 편광 격자를 포함하는 빔 조향 부재로, 제1 편광 격자는 디스플레이에 의해 방출된 광을 상이한 편광을 갖는 차수로 회절시키도록 구성되고, 차수는 상이한 아이박스로 선택적으로 전달되는, 빔 조향 부재; 및
    광도체, 디스플레이 및 제1 편광 격자를 지지하는 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 안경류 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상이한 편광은 우측 원형 편광 또는 좌측 원형 편광을 포함하는 것을 특징으로 하는 안경류 장치.
  3. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    우측 원형 편광은 편광 격자의 +1 차수에 대응하고, 좌측 원형 편광은 편광 격자의 -1 차수에 대응하는 것을 특징으로 하는 안경류 장치.
  4. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 편광 격자는 우측 원형으로 편광된 광에 대한 양의 오프셋 각도 및 좌측 원형으로 편광된 광에 대한 음의 오프셋 각도만큼 광을 회절시키는 것을 특징으로 하는 안경류 장치.
  5. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 편광 격자는 실질적으로 무채색 액정 편광 격자인 것을 특징으로 하는 안경류 장치.
  6. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    빔 조향 부재는 제1 편광 격자로부터 수신된 광을 필터링하는 편광 의존 필터를 포함하고, 편광 의존 필터는 제1 상태의 우측 원형으로 편광된 광 및 제2 상태의 좌측 원형으로 편광된 광을 필터링하는 것을 특징으로 하는 안경류 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    광도체의 눈-측 표면에 근접하게 위치되는 제2 편광 격자를 또한 포함하고, 제2 편광 격자는 디스플레이에 의해 방출된 광을 상이한 시야(FOV)로 선택적으로 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안경류 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    제2 편광 격자는 안경류 장치를 착용한 사용자에 의해 인지되는 바와 같은 더 큰 유효 FOV를 렌더링하기 위해 상이한 FOV를 나타내는 콘텐츠를 시간 다중화하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안경류 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    제2 편광 격자는 상이한 FOV를 나타내는 콘텐츠를 시간 다중화하기 위해 편광 사이를 전환하는 전환 가능한 편광 격자를 포함하는 것을 특징으로 하는 안경류 장치.
  10. 방법으로,
    세계-측 표면 및 눈-측 표면을 갖는 광도체를 포함하는 안경류 장치에서 디스플레이로부터 제1 편광 격자를 향해 광을 방출하는 단계;
    제1 편광 격자로부터 수신된 광을 상이한 편광을 갖는 차수로 회절시키는 단계; 및
    제1 편광 격자를 통해 회절된 차수 중 하나를 광도체의 눈-측 표면을 통해 복수의 아이박스 중 하나로 선택적으로 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    디스플레이에 의해 방출된 광을 복수의 아이박스 중 하나로 선택적으로 전달하는 단계는 우측 원형 편광 및 좌측 원형 편광을 갖는 차수를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    우측 원형 편광은 편광 격자의 +1 차수에 대응하고, 좌측 원형 편광은 편광 격자의 -1 차수에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    디스플레이에 의해 방출된 광을 회절시키는 단계는 우측 원형으로 편광된 광에 대한 양의 오프셋 각도 및 좌측 원형으로 편광된 광에 대한 음의 오프셋 각도만큼 광을 회절시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 편광 격자는 실질적으로 무채색 액정 편광 격자인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    회절된 차수 중 하나를 선택적으로 전달하는 단계는 편광 의존 필터에서 제1 상태의 우측 원형으로 편광된 광 및 제2 상태의 좌측 원형으로 편광된 광을 필터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    광도체의 눈-측 표면에 근접하게 위치된 제2 편광 격자에서 디스플레이에 의해 방출된 광을 상이한 시야(FOV)로 선택적으로 전달하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    광을 선택적으로 전달하는 단계는 안경류 장치를 착용한 사용자에 의해 인지되는 바와 같은 더 큰 유효 FOV를 렌더링하기 위해 상이한 FOV를 나타내는 콘텐츠를 시간 다중화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    콘텐츠를 시간 다중화하는 단계는 상이한 FOV와 연관된 원형 편광 사이를 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 안경류 장치로,
    세계-측 표면 및 눈-측 표면을 갖는 광도체;
    광도체를 향해 광을 방출하도록 배향되는 디스플레이;
    광도체의 눈-측 표면과 안경류 장치의 사용자의 눈 사이의 광학 경로를 따라 위치된 편광 격자를 포함하는 빔 조향 부재로, 편광 격자는 디스플레이에 의해 방출된 광을 상이한 시야(FOV)로 선택적으로 전달하도록 구성되는, 빔 조향 부재; 및
    광도체, 디스플레이 및 편광 격자를 지지하는 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 안경류 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    빔 조향 부재는 안경류 장치를 착용한 사용자에 의해 인지되는 바와 같은 더 큰 유효 FOV를 렌더링하기 위해 상이한 FOV를 나타내는 콘텐츠를 시간 다중화하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안경류 장치.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    빔 조향 부재는 상이한 FOV를 나타내는 콘텐츠를 시간 다중화하기 위해 편광 사이를 전환하는 전환 가능한 편광 격자를 포함하는 것을 특징으로 하는 안경류 장치.
  22. 방법으로,
    세계-측 표면 및 눈-측 표면을 갖는 도파관을 포함하는 안경류 장치에서 디스플레이로부터 제1 편광 격자를 향해 광을 방출하는 단계;
    제1 편광 격자를 통해 디스플레이에 의해 방출된 광을 상이한 시야(FOV)로 선택적으로 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    디스플레이에 의해 방출된 광을 선택적으로 전달하는 단계는 안경류 장치를 착용한 사용자에 의해 인지되는 바와 같은 더 큰 유효 FOV를 렌더링하기 위해 상이한 FOV를 나타내는 콘텐츠를 시간 다중화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    디스플레이에 의해 방출된 광을 선택적으로 전달하는 단계는 전환 가능한 편광 격자를 사용하여 상이한 FOV를 나타내는 콘텐츠를 시간 다중화하기 위해 편광 사이를 전환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116413911A (zh) * 2021-12-31 2023-07-11 北京耐德佳显示技术有限公司 一种超薄型镜片、使用其的虚像成像装置和近眼显示器
GB2620124A (en) * 2022-06-28 2024-01-03 Envisics Ltd Light turning element

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9335548B1 (en) * 2013-08-21 2016-05-10 Google Inc. Head-wearable display with collimated light source and beam steering mechanism
US10095045B2 (en) * 2016-09-12 2018-10-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Waveguide comprising a bragg polarization grating
US11175507B2 (en) * 2018-03-15 2021-11-16 Facebook Technologies, Llc Polarization-sensitive components in optical systems for large pupil acceptance angles
DE112019001603A5 (de) * 2018-03-26 2021-02-04 Seereal Technologies S.A. Anzeigevorrichtung
US10902820B2 (en) * 2018-04-16 2021-01-26 Facebook Technologies, Llc Display device with dynamic resolution enhancement

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