KR20230152724A - 필드 렌즈를 구비한 프로젝터 - Google Patents

필드 렌즈를 구비한 프로젝터 Download PDF

Info

Publication number
KR20230152724A
KR20230152724A KR1020237033251A KR20237033251A KR20230152724A KR 20230152724 A KR20230152724 A KR 20230152724A KR 1020237033251 A KR1020237033251 A KR 1020237033251A KR 20237033251 A KR20237033251 A KR 20237033251A KR 20230152724 A KR20230152724 A KR 20230152724A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
display
projector
prism
image
light beam
Prior art date
Application number
KR1020237033251A
Other languages
English (en)
Inventor
로버트 매튜 베이츠
데이비드 지. 플리자르
Original Assignee
스냅 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스냅 인코포레이티드 filed Critical 스냅 인코포레이티드
Publication of KR20230152724A publication Critical patent/KR20230152724A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2066—Reflectors in illumination beam
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/04—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using prisms only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0856—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors
    • G02B17/086—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors wherein the system is made of a single block of optical material, e.g. solid catadioptric 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
    • G02B27/01—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
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/18—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical projection, e.g. combination of mirror and condenser and objective
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C11/00—Non-optical adjuncts; Attachment thereof
    • G02C11/10—Electronic devices other than hearing aids
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/10—Projectors with built-in or built-on screen
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62—Translucent screens
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B33/00—Colour photography, other than mere exposure or projection of a colour film
    • G03B33/10—Simultaneous recording or projection
    • G03B33/12—Simultaneous recording or projection using beam-splitting or beam-combining systems, e.g. dichroic mirrors
    • 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
    • G02B2027/0138—Head-up displays characterised by optical features comprising image capture systems, e.g. camera
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)

Abstract

곡선 필드 렌즈 및 변위된 광 변조 디스플레이를 갖는 프로젝터가 제공된다. 시스템은 유색 광빔들을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 광원 및 광빔들을 디스플레이로 라우팅하는 프리즘을 포함한다. 곡선 필드 렌즈는 프리즘의 면에 결합되며, 프리즘 및 곡선 필드 렌즈는 함께 프리즘 면으로부터 광빔을 디센터링시키고 디스플레이를 균일하게 비춘다. 디스플레이의 중심이 투사 렌즈 광학 축선으로부터 변위된다. 디센터링된 광빔 및 변위된 디스플레이는 함께, 생성된 이미지의 유리한 시프트된 조준을 생성한다. 프로젝터의 구성요소들의 치수들은 곡선 필드 렌즈의 곡률의 함수이다. 곡선 필드 렌즈의 곡률이 클수록 구성요소들과 전체 프로젝터의 치수들은 작아진다. 프로젝터가 아이웨어에 사용될 수 있다.

Description

필드 렌즈를 구비한 프로젝터
[0001] 본 출원은 2021년 2월 28일자로 출원된 미국 출원 제17/187,823호에 대한 우선권을 주장하며, 그 내용들은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
[0002] 본 주제(subject matter)는 프로젝터들의 분야에 관한 것이다.
[0003] 많은 유형들의 프로젝터들은 아이웨어 디바이스에서 사용되는 것과 같이 사용자가 볼 수 있는 이미지를 생성한다.
[0004] 도시되어 있는 도면들은 하나 이상의 구현예들을 제한들로서가 아닌 단지 예로서 묘사한 것이다. 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 동일하거나 유사한 요소들을 참조한다.
[0005] 도 1a는 아이웨어 디바이스의 일 예의 하드웨어 구성에 대한 측면도로서, 이미지 디스플레이를 갖는 우측 광학 조립체를 도시하며, 시야 조정들은 사용자에 의해 검출된 머리 또는 눈의 움직임에 기초하여 이미지 디스플레이 상에 제시된 사용자 인터페이스에 적용되는 측면도이고;
[0006] 도 1b는 가시 광 카메라, 아이웨어 디바이스의 사용자의 머리 움직임을 추적하기 위한 머리 움직임 추적기 및 회로 기판을 묘사하는 도 1a의 아이웨어 디바이스의 템플에 대한 상부 단면도이고;
[0007] 도 2a는 아이웨어 디바이스의 사용자를 식별하기 위한 시스템에서 사용하기 위한 프레임 상의 안구 스캐너를 포함하는 아이웨어 디바이스의 일 예의 하드웨어 구성의 배면도이고;
[0008] 도 2b는 아이웨어 디바이스의 사용자를 식별하기 위한 시스템에서 사용하기 위한, 템플 상의 안구 스캐너를 포함하는 다른 아이웨어 디바이스의 일 예의 하드웨어 구성의 배면도이고;
[0009] 도 2c 및 도 2d는 2 개의 서로 다른 유형들의 이미지 디스플레이들을 포함하는, 아이웨어 디바이스의 예의 하드웨어 구성들에 대한 배면도들이고:
[0010] 도 3은 적외선 방출기, 적외선 카메라, 프레임 전면, 프레임 후면 및 회로 기판을 묘사하는 도 2a의 아이웨어 디바이스의 배면 사시도를 도시하고;
[0011] 도 4는 도 3의 아이웨어 디바이스의 적외선 방출기 및 프레임을 통해 취해진 단면도이고;
[0012] 도 5는 눈의 시선 방향 검출을 예시하고;
[0013] 도 6은 눈의 포지션 검출을 예시하고;
[0014] 도 7은 좌측 원시 이미지로서 좌측 가시 광 카메라에 의해 포착된 가시광빔 및 우측 원시 이미지로서 우측 가시 광 카메라에 의해 포착된 가시광빔의 일 예를 묘사하고;
[0015] 도 8a는 시각 이미지를 생성하도록 구성된 프로젝터의 측면도이고;
[0016] 도 8b는 도 8a를 참조하여 설명된 시스템의 구성요소들을 포함하는 하우징의 측단면도이고;
[0017] 도 8c는 프로젝터의 조명부인 시스템의 부분 및 투사 렌즈인 프로젝터의 부분을 예시하고;
[0018] 도 8d는 필드 렌즈의 곡률의 함수로서 시스템 치수들의 그래프들을 예시하고;
[0019] 도 8e는 필드 렌즈를 통과하는 디센터링된 광빔을 생성하고, 각도 조준 오프셋을 갖는 디스플레이 이미지를 생성하기 위해 디스플레이를 변위시키는 방법을 예시하고; 그리고
[0020] 도 9는 프로젝터를 포함하는 아이웨어 디바이스의 전자 구성요소들에 대한 블록도를 예시한다
[0021] 본 개시는 곡면 필드 렌즈 및 변위 광 변조 디스플레이를 갖는 프로젝터에 관한 것이다. 이 시스템은 유색 광빔들을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 광원 및 광빔들을 디스플레이로 라우팅하는 프리즘을 포함한다. 곡선 필드 렌즈는 프리즘의 면에 결합되어 광빔을 디스플레이로 지향시키고 반사된 광을 포착하여 이를 투사 렌즈로 유도한다. 디스플레이의 중심은 투사 렌즈의 광학 축선으로부터 벗어나 있다. 프리즘은 필드 렌즈와 함께 설계되어 디센터링된 디스플레이를 균일하게 비춘다. 디센터링된 광빔 및 변위된 디스플레이는 함께 생성된 이미지의 유리한 시프트된 조준을 생성한다. 프로젝터의 구성요소들의 치수들은 곡면 필드 렌즈의 곡률의 함수이다. 곡선 필드 렌즈의 곡률이 클수록 구성요소들과 전체 프로젝터의 치수들은 작아진다. 프로젝터는 아이웨어에 사용될 수 있다.
[0022] 본 예들의 추가적인 목적들, 장점들 및 새로운 특징들은 부분적으로 이하의 설명에 개시될 것이며, 부분적으로 당업자들에게는 이하의 그리고 첨부된 도면들을 검토함으로써 명백해지거나, 예들의 생산 또는 작동에 의해 학습될 수 있을 것이다. 본 주제의 목적들 및 장점들은 첨부된 청구항들에 특별히 지적된 방법론들, 수단들 및 조합들을 통해 실현 및 달성될 수 있다.
[0023] 이하의 상세한 설명에서는, 관련 교시내용들에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 수많은 구체적인 상세들이 예들로서 제시된다. 그러나, 당업자들에게는 그러한 상세들 없이 본 교시내용들이 실시될 수 있음이 명백해야 한다. 다른 예들에서, 잘 알려진 방법들, 절차들, 구성요소들 및 회로는 본 개시내용들의 불필요하게 모호한 양태들을 피하기 위해 상세 없이 비교적 높은 수준에서 설명되었다.
[0024] 본 명세서에 사용되는 바와 같이 "결합된"이라는 용어는, 하나의 시스템 요소에 의해 생성되거나 공급되는 신호들 또는 광이 다른 결합된 요소에 부여되는 임의의 논리적, 광학적, 물리적 또는 전기적 연결, 링크 등을 지칭한다. 달리 설명되지 않는 한, 결합된 요소들 또는 디바이스들은 반드시 서로 직접 연결될 필요는 없으며, 광 또는 신호들을 수정, 조작 또는 전달할 수 있는 중간 구성요소들, 요소들 또는 통신 매체들에 의해 분리될 수 있다.
[0025] 도면들 중 임의의 도면에 도시된 바와 같은 안구 스캐너 및 카메라를 통합하는 아이웨어 디바이스, 연관된 구성요소들 및 임의의 완전한 디바이스들의 배향들은, 예시 및 논의 목적들로 오직 예로서만 제공된다. 특정 가변 광학 처리 적용예를 위해 작동할 때, 아이웨어 디바이스는 아이웨어 디바이스의 특정 적용예에 적합한 임의의 다른 방향, 예를 들어 위, 아래, 측면들 또는 임의의 다른 배향으로 배향될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 범위 내에서, 전방, 후방, 내측, 외측, 향하여, 좌측, 우측, 측부, 길이방향, 위로, 아래로, 상부, 하부, 최상부, 저부 및 측면과 같은 임의의 방향 용어는 단지 예로서만 사용되며, 본 명세서에 달리 설명된 바와 같이 구성된 임의의 광학기 또는 광학기의 구성요소의 방향 또는 배향에 대해 제한하는 것은 아니다.
[0026] 이제, 첨부된 도면들에 예시되고 아래에서 논의되는 예들을 상세히 참조한다.
[0027] 도 1a는 아이웨어 디바이스(100)의 일 예의 하드웨어 구성의 측면도로서, 이미지 디스플레이(180D)(도 2a)를 구비한 우측 광학 조립체(180B)를 포함한다. 아이웨어 디바이스(100)는 스테레오 카메라를 형성하는 다수의 가시 광 카메라들(114A-B)(도 7)을 포함하며, 그 중 우측 가시 광 카메라(114B)는 우측 템플(110B)에 로케이팅된다.
[0028] 좌측 및 우측 가시 광 카메라들(114A-B)은 가시 광빔 범위의 파장에 민감한 이미지 센서를 갖는다. 가시 광 카메라들(114A-B) 각각은 서로 다른 정면을 향하는 촬영각을 갖는데, 예를 들어 가시 광 카메라(114B)는 묘사된 촬영각(111B)을 갖는다. 촬영각은 가시 광 카메라(114A-B)의 이미지 센서가 전자기 복사를 포착하여 이미지들을 생성하는 각도 범위이다. 이러한 가시 광 카메라(114A-B)의 예들로는 고해상도 상보형 금속 산화막 반도체(CMOS) 이미지 센서 및 640 p(예를 들어, 총 0.3 메가픽셀들의 640 x 480 픽셀들), 720 p 또는 1080 p와 같은 비디오 그래픽 어레이(VGA) 카메라가 포함된다. 가시 광 카메라들(114A-B)로부터의 이미지 센서 데이터는 지오로케이션 데이터와 함께 포착되고, 이미지 프로세서에 의해 디지털화되어 메모리에 저장된다.
[0029] 입체 영상을 제공하기 위해, 가시 광 카메라들(114A-B)은 장면의 이미지가 포착되는 타임스탬프와 함께 디지털 처리를 위한 이미지 프로세서(도 9의 요소(912))에 결합될 수 있다. 이미지 프로세서(912)는, 가시 광 카메라(114A-B)로부터 신호들을 수신하고 가시 광 카메라들(114A-B)로부터의 이들 신호들을 메모리(도 9의 요소(934))에 저장하기에 적합한 포맷으로 처리하는 회로를 포함한다. 타임스탬프는 가시 광 카메라들(114A-B)의 동작을 제어하는 이미지 프로세서(912) 또는 다른 프로세서에 의해 추가될 수 있다. 가시 광 카메라들(114A-B)은 스테레오 카메라가 인간의 양안 시력을 시뮬레이션할 수 있도록 한다. 스테레오 카메라들은 각각 동일한 타임스탬프를 갖는 가시 광 카메라들(114A-B)로부터 포착된 두 개의 이미지들(도 7의 요소들(758A-B))에 기초하여 3 차원 이미지들(도 7의 요소(715))을 재생할 수 있는 기능을 제공한다. 이러한 3 차원 이미지들(715)은 예를 들어, 가상 현실 또는 비디오 게임과 같은 몰입감 있는 실제와 같은 경험을 가능하게 한다. 입체 영상의 경우, 이미지들(758A-B)의 쌍은 제때의 주어진 순간―좌측 및 우측 가시 광 카메라들(114A-B) 각각에 대해 하나의 이미지―에 생성된다. 좌측 및 우측 가시 광 카메라들(114A-B)의 전면을 향하는 면 시야(FOV)(111A-B)로부터 생성된 이미지들(758A-B)의 쌍이 (예를 들어, 이미지 프로세서(912)에 의해) 함께 스티칭될 때, 광학 조립체(180A-B)에 의해 심도 인식(depth perception)이 제공된다.
[0030] 일 예에서, 사용자 인터페이스 시야 조정 시스템은 아이웨어 디바이스(100)를 포함한다. 아이웨어 디바이스(100)는 프레임(105), 프레임(105)의 우측 측면(170B)으로부터 연장되는 우측 템플(110B) 및 사용자에게 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하기 위해 광학 조립체(180B)를 포함하는 투시 이미지 디스플레이(180D)(도 2a 내지 도 2b)를 포함한다. 아이웨어 디바이스(100)는 좌측 템플(110A) 또는 프레임(105)에 연결된 좌측 가시 광 카메라(114A)를 포함하여 장면의 제1 이미지를 포착한다. 아이웨어 디바이스(100)는 우측 템플(110B) 또는 프레임(105)에 연결된 우측 가시 광 카메라(114B)를 더 포함하여, 제1 이미지와 부분적으로 중첩되는 장면의 제2 이미지를 (예를 들어, 좌측 가시 광 카메라(114A)와 동시에) 포착한다. 도 1a 내지 도 1b에는 도시되어 있지 않지만, 사용자 인터페이스 시야 조정 시스템은, 아이웨어 디바이스(100)에 결합되고 가시 광 카메라들(114A-B)에 연결된 프로세서(932), 프로세서(932)에 액세스 가능한 메모리(934), 및 예를 들어, 아이웨어 디바이스(100) 자체 또는 사용자 인터페이스 시야 조정 시스템의 다른 부분 내의 메모리(934) 내 프로그래밍을 더 포함한다.
[0031] 도 1a에는 도시되어 있지 않지만, 아이웨어 디바이스(100)는 머리 움직임 추적기(도 1b의 요소(109)) 또는 안구 움직임 추적기(도 2b의 요소(213))를 더 포함한다. 아이웨어 디바이스(100)는, 각각 디스플레이된 이미지들의 시퀀스를 제시하기 위한 광학 조립체(180A-B)의 투시 이미지 디스플레이들(180C-D) 및 디스플레이된 이미지들(715)의 시퀀스를 제시하도록 광학 조립체(180A-B)의 이미지 디스플레이들(180C-D)을 제어하기 위해 광학 조립체(180A-B)의 투시 이미지 디스플레이들(180C-D)에 결합되는 이미지 디스플레이 드라이버(도 9의 요소(942))를 더 포함하며, 이들은 이하에서 더 상세하게 설명한다. 아이웨어 디바이스(100)는 메모리(934), 및 이미지 디스플레이 드라이버(942) 및 메모리(934)에 대한 액세스를 갖는 프로세서(932)를 더 포함한다. 아이웨어 디바이스(100)는 메모리 내의 프로그래밍(도 9의 요소(934))을 더 포함한다. 프로세서(932)에 의한 프로그래밍의 실행에 의해, 아이웨어 디바이스(100)는 투시 이미지 디스플레이들(180C-D)을 통해, 디스플레이된 이미지들의 시퀀스의 초기 디스플레이된 이미지, 초기 머리 방향 또는 초기 시선 방향(도 5의 요소(230))에 대응하는 초기 시야를 갖는 초기 디스플레이된 이미지를 제시하는 기능들을 포함하는 기능들을 수행하도록 구성된다.
[0032] 프로세서(932)에 의한 프로그래밍의 실행은 추가로, 아이웨어 디바이스(100)가 아이웨어 디바이스의 사용자의 움직임을, (ⅰ) 머리 움직임 추적기(도 1b의 요소(109))를 통해, 사용자의 머리의 머리 움직임을 추적하거나, 또는 (ⅱ) 안구 움직임 추적기(도 2b, 도 5의 요소(213))를 통해, 아이웨어 디바이스(100)의 사용자의 눈의 안구 움직임을 추적함으로써 검출하도록 구성한다. 프로세서(932)에 의한 프로그래밍의 실행은 추가로, 사용자의 검출된 움직임에 기초하여 초기 디스플레이된 이미지의 초기 시야에 대한 시야 조정을 결정하도록 아이웨어 디바이스(100)를 구성한다. 시야 조정은 연속적인 머리 방향 또는 연속적인 안구 방향에 대응하는 연속적인 시야를 포함한다. 프로세서(932)에 의한 프로그래밍의 실행은 추가로, 시야 조정에 기초하여 디스플레이된 이미지들의 시퀀스의 연속적인 디스플레이된 이미지를 생성하도록 아이웨어 디바이스(100)를 구성한다. 프로세서(932)에 의한 프로그래밍의 실행은 추가로, 광학 조립체(180A-B)의 투시 이미지 디스플레이들(180C-D)을 통해 연속적으로 디스플레이된 이미지들을 제시하도록 아이웨어 디바이스(100)를 구성한다.
[0033] 도 1b는 도 1a의 아이웨어 디바이스(100)의 템플에 대한 상부 단면도로서, 우측 가시 광 카메라(114B), 머리 움직임 추적기(109) 및 회로 기판을 묘사한다. 좌측 가시 광 카메라(114A)의 구성 및 배치는 연결부들 및 커플링이 좌측 측면(170A)에 있다는 점을 제외하고는 우측 가시 광 카메라(114B)와 실질적으로 유사하다. 도시된 바와 같이, 아이웨어 디바이스(100)는 우측 가시 광 카메라(114B) 및 연성 인쇄 회로 기판(PCB)(140)일 수 있는 회로 기판을 포함한다. 우측 힌지(126B)는 우측 템플(110B)을 아이웨어 디바이스(100)의 우측 템플(125B)에 연결한다. 일부 예들에서, 우측 가시 광 카메라(114B), 연성 PCB(140) 또는 다른 전기 커넥터들 또는 접점들의 구성요소들은 우측 템플(125B) 또는 우측 힌지(126B)에 로케이팅될 수 있다.
[0034] 도시된 바와 같이, 아이웨어 디바이스(100)는 예를 들어, 관성 측정 유닛(IMU)을 포함하는 머리 움직임 추적기(109)를 갖는다. 관성 측정 유닛은 가속도계들 및 자이로스코프들, 때로는 자력계들의 조합을 사용하여 신체의 특정 힘, 각속도 및 때로는 신체를 둘러싼 자기장을 측정 및 보고하는 전자 디바이스이다. 관성 측정 유닛은 하나 이상의 가속도계들을 사용하여 선형 가속도를, 그리고 하나 이상의 자이로스코프들을 사용하여 회전 속도를 검출하는 방식으로 작동한다. 관성 측정 유닛들의 전형적인 구성들은 좌우 움직임에 대한 수평 축선(X), 최상부와 저부 간의 움직임에 대한 수직 축선(Y) 및 상하 움직임에 대한 깊이 또는 거리 축선(Z)의 3 개의 축선들 각각에 대해 축선당 가속도계, 자이로 및 자력계가 하나씩 포함된다. 가속도계는 중력 벡터를 검출한다. 자력계는 방향 기준을 생성하는 나침반과 같이 자기장의 회전(예를 들어, 남쪽, 북쪽 등)을 정의한다. 위에서 정의된 수평, 수직 및 깊이 축선을 따라 가속도를 검출하는 3 개의 가속도계들은 지면, 아이웨어 디바이스(100) 또는 아이웨어 디바이스(100)를 착용하는 사용자에 대하여 정의될 수 있다.
[0035] 아이웨어 디바이스(100)는 머리 움직임 추적기(109)를 통해 사용자의 머리의 머리 움직임을 추적함으로써 아이웨어 디바이스(100)의 사용자의 움직임을 검출한다. 머리 움직임은 이미지 디스플레이에 초기 디스플레이된 이미지가 제시되는 동안 초기 머리 방향으로부터 수평 축선, 수직 축선 또는 이들의 조합에 대한 머리 방향의 변동을 포함한다. 일 예에서, 머리 움직임 추적기(109)를 통해 사용자의 머리의 머리 움직임을 추적하는 것은 관성 측정 유닛(109)을 통해 수평 축선(예를 들어, X 축선), 수직 축선(예를 들어, Y 축선) 또는 이들의 조합(예를 들어, 가로 또는 대각선 움직임)에서의 초기 머리 방향을 측정하는 것을 포함한다. 머리 움직임 추적기(109)를 통해, 사용자의 머리의 머리 움직임을 추적하는 것은 관성 측정 유닛(109)을 통해, 초기 디스플레이된 이미지가 제시되는 동안 수평 축선, 수직 축선 또는 이들의 조합에 대한 연속적인 머리 방향을 측정하는 것을 더 포함한다.
[0036] 머리 움직임 추적기(109)를 통해 사용자의 머리의 머리 움직임을 추적하는 것은, 초기 머리 방향 및 연속적인 머리 방향 둘 모두에 기초하여 머리 방향의 변화를 결정하는 것을 더 포함한다. 아이웨어 디바이스(100)의 사용자의 움직임을 검출하는 것은, 머리 움직임 추적기(109)를 통해 사용자의 머리의 머리 움직임을 추적하는 것에 응답하여, 머리 방향의 변화가 수평 축선, 수직 축선 또는 이들의 조합에 대한 편차 각도 임계값을 초과하는 것을 결정하는 것을 더 포함한다. 편차 각도 임계값은 약 3° 내지 10°이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 각도를 지칭할 때 "약"이라는 용어는 명시된 양으로부터 ± 10 ％를 의미한다.
[0037] 수평 축선을 따르는 변화는 예를 들어, 3 차원 객체의 가시성을 숨기거나, 숨기지 않거나 또는 다른 방식으로 조정함으로써, 캐릭터들, 비트모지들, 애플리케이션 아이콘들 등과 같은 3 차원 객체들을 시야 안팎으로 슬라이드시킨다. 예를 들어, 사용자가 위쪽을 바라볼 때 수직 축선을 따라 변화하는 경우, 일 예에서는 날씨 정보, 시간, 날짜, 캘린더 약속들 등을 디스플레이한다. 다른 예에서, 사용자가 수직 축선에서 아래쪽을 바라볼 때, 아이웨어 디바이스(100)의 전원이 꺼질 수 있다.
[0038] 우측 템플(110B)은 템플 본체(211) 및 템플 캡을 포함하는데, 도 1b의 단면에서는 템플 캡이 생략되어 있다. 우측 템플(110B) 내부에 배치된 PCB들 또는 연성 PCB들과 같은 다양한 상호연결 회로 기판들은 우측 가시광 카메라(114B), 마이크(들)(130), 스피커(들)(132), 저전력 무선 회로(예를 들어, 블루투스상표(BluetoothTM)를 통한 무선 단거리 네트워크 통신용), 고속 무선 회로(예를 들어, 와이파이(WiFi)를 통한 무선 근거리 네트워크 통신용)를 위한 제어기 회로들을 포함한다.
[0039] 우측 가시 광 카메라(114B)는 연성 PCB(240)에 결합되거나 배치되고, 우측 템플(110B)에 형성된 개구부(들)를 통해 조준되는 가시 광 카메라 커버 렌즈에 의해 커버된다. 일부 예들에서, 우측 템플(110B)에 연결된 프레임(105)은 가시 광 카메라 커버 렌즈용 개구부(들)를 포함한다. 프레임(105)은 사용자의 눈으로부터 바깥쪽을 향하도록 구성된 전면을 향하는 면을 포함한다. 가시 광 카메라 커버 렌즈용 개구부는 전면을 향하는 면에 형성되고 이를 관통한다. 동 예에서, 우측 가시 광 카메라(114B)는 아이웨어 디바이스(100)의 사용자의 우측 눈의 시선 또는 원근에 대해 외측을 향하는 촬영각(111B)을 갖는다. 가시 광 카메라 커버 렌즈는 또한, 촬영각이 외측을 향하는 개구부가 형성되는 우측 템플(110B)의 외측을 향하는 면에 부착될 수 있지만, 서로 다른 외측 방향으로 부착될 수 있다. 커플링은 또한 개재된 구성요소들을 통해 간접적으로 이루어질 수도 있다.
[0040] 좌측(제1) 가시 광 카메라(114A)는 좌측 광학 조립체(180A)의 좌측 투시 이미지 디스플레이(180C)에 연결되어, 제1 연속적으로 디스플레이된 이미지의 제1 배경 장면을 생성한다. 우측(제2) 가시 광 카메라(114B)는 우측 광학 조립체(180B)의 우측 투시 이미지 디스플레이(180D)에 연결되어 제2 연속적으로 디스플레이된 이미지의 제2 배경 장면을 생성한다. 제1 배경 장면 및 제2 배경 장면은 부분적으로 중첩되어 연속적으로 디스플레이된 이미지의 3 차원 관찰 가능 영역을 제시한다.
[0041] 연성 PCB(140)는 우측 템플(110B) 내부에 배치되고, 우측 템플(110B)에 수용된 하나 이상의 다른 구성요소들에 결합된다. 우측 템플(110B)의 회로 기판들 상에 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 우측 가시 광 카메라(114B)는 좌측 템플(110A), 템플들(125A-B) 또는 프레임(105)의 회로 기판들 상에 형성될 수 있다.
[0042] 도 2a는 아이웨어 디바이스(100)의 착용자/사용자의 눈 포지션 및 시선 방향을 결정하기 위한 시스템에서 사용하기 위한, 프레임(105) 상의 안구 스캐너(113)를 포함하는 아이웨어 디바이스(100)의 일 예의 하드웨어 구성의 배면도이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 아이웨어 디바이스(100)는 사용자가 착용하도록 구성된 형태를 가지며, 도 2a의 예에서는 안경이다. 아이웨어 디바이스(100)는 다른 형태들을 취할 수 있는데, 다른 유형들의 프레임워크들, 예를 들어 헤드기어, 헤드셋 또는 헬멧을 통합할 수 있다.
[0043] 안경의 예에서, 아이웨어 디바이스(100)는 사용자의 코에 맞게 조정된 브리지(106)를 통해 우측 림(107B)에 연결된 좌측 림(107A)을 포함하는 프레임(105)을 포함한다. 좌측 및 우측 림들(107A-B)은 렌즈 및 투시 디스플레이들(180C-D)과 같은 개개의 광학 요소(180A-B)를 보유지지하는 개개의 애퍼처들(175A-B)을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 렌즈라는 용어는 광이 수렴/발산을 일으키거나 또는 수렴/발산을 거의 또는 전혀 일으키지 않는 곡면 및 평평한 표면들을 갖는 유리 또는 플라스틱의 투명 또는 반투명 피스들을 포함하는 것을 의미한다.
[0044] 비록, 2 개의 광학 요소들(180A-B)을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 아이웨어 디바이스(100)는 아이웨어 디바이스(100)의 적용예 또는 의도된 사용자에 따라 단일 광학 요소와 같은 다른 배열들을 포함할 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 아이웨어 디바이스(100)는 프레임(105)의 좌측 측면(170A)에 인접한 좌측 템플(110A) 및 프레임(105)의 우측 측면(170B)에 인접한 우측 템플(110B)을 포함한다. 템플들(110A-B)은 (예시된 바와 같이) 개개의 측면들(170A-B)의 프레임(105)에 통합되거나, 또는 개개의 측면들(170A-B)의 프레임(105)에 부착된 별도의 구성요소들로 구현될 수 있다. 대안적으로, 템플들(110A-B)은 프레임(105)에 부착된 템플들(도시되지 않음)에 통합될 수 있다.
[0045] 도 2a의 예에서, 안구 스캐너(113)는 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)를 포함한다. 가시 광 카메라들은 전형적으로 적외선 검출을 차단하기 위한 청색 광 필터를 포함하며, 일 예에서 적외선 카메라(120)는 청색 필터가 제거된 저해상도 비디오 그래픽 어레이(VGA) 카메라(예를 들어, 총 0.3 메가픽셀들의 640 x 480 픽셀들)와 같은 가시 광 카메라이다. 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)는 프레임(105)에 공동 로케이팅되며, 예를 들어 둘 모두 좌측 림(107A)의 상부 부분에 연결된 것으로 도시된다. 프레임(105) 또는 좌측 및 우측 템플들(110A-B) 중 하나 이상은 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)를 포함하는 회로 기판(도시되지 않음)을 포함한다. 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)는 예를 들어, 납땜에 의해 회로 기판에 연결될 수 있다.
[0046] 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)가 모두 우측 림(107B)에 있거나, 프레임(105) 상의 서로 다른 로케이션들에, 예를 들어 적외선 방출기(115)가 좌측 림(107A)에 있고 적외선 카메라(120)가 우측 림(107B)에 있는 배열들을 포함하여, 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)의 다른 배열들이 구현될 수 있다. 다른 예에서, 적외선 방출기(115)는 프레임(105)에 있고 적외선 카메라(120)는 템플들(110A-B) 중 하나에 있거나, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 적외선 방출기(115)는 본질적으로 프레임(105), 좌측 템플(110A) 또는 우측 템플(110B)의 어느 곳에나 연결되어 적외선 패턴을 방출할 수 있다. 마찬가지로, 적외선 카메라(120)는 방출된 적외선 패턴에서 적어도 하나의 반사 변화를 포착하기 위해 본질적으로 프레임(105), 좌측 템플(110A) 또는 우측 템플(110B)의 어느 곳에나 연결될 수 있다.
[0047] 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)는 개개의 눈 포지션 및 시선 방향을 식별하기 위해, 눈의 일부 또는 전체 시야로 사용자의 눈을 향해 안쪽을 향하도록 배열된다. 예를 들어, 적외선 방출기(115) 및 적외선 카메라(120)는 눈 바로 앞, 프레임(105)의 상부 또는 프레임(105)의 양쪽 단부들에 있는 템플들(110A-B)에 포지셔닝된다.
[0048] 도 2b는 다른 아이웨어 디바이스(200)의 일 예의 하드웨어 구성의 배면도이다. 이 예의 구성에서, 아이웨어 디바이스(200)는 우측 템플(210B)에 안구 스캐너(213)를 포함하는 것으로 묘사되어 있다. 도시된 바와 같이, 적외선 방출기(215) 및 적외선 카메라(220)는 우측 템플(210B)에 공동 로케이팅된다. 안구 스캐너(213) 또는 안구 스캐너(213)의 하나 이상의 구성요소들은 좌측 템플(210A) 및 아이웨어 디바이스(200)의 다른 로케이션들, 예를 들어 프레임(105)에 로케이팅될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 적외선 방출기(215) 및 적외선 카메라(220)는 도 2a의 것과 같지만, 안구 스캐너(213)는 앞서 도 2a에서 설명한 바와 같이 서로 다른 광 파장들에 민감하도록 변화될 수 있다.
[0049] 도 2a와 유사하게, 아이웨어 디바이스(200)는 브리지(106)를 통해 우측 림(107B)에 연결되는 좌측 림(107A)을 포함하는 프레임(105)을 포함하며; 좌측 및 우측 림들(107A-B)은 투시 디스플레이(180C-D)를 포함하는 개개의 광학 요소들(180A-B)을 보유지지하는 개개의 애퍼처들을 포함한다.
[0050] 도 2c 내지 도 2d는 두 가지 서로 다른 유형들의 투시 이미지 디스플레이들(180C-D)을 포함하는 아이웨어 디바이스(100)의 예의 하드웨어 구성들의 배면도이다. 일 예에서, 광학 조립체(180A-B)의 이러한 투시 이미지 디스플레이들(180C-D)은 통합 이미지 디스플레이를 포함한다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 광학 조립체들(180A-B)은 액정 디스플레이(LCD), 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 도파관 디스플레이, 또는 임의의 다른 이러한 디스플레이와 같은 임의의 적합한 유형의 적합한 디스플레이 매트릭스(180C-D)를 포함한다.
[0051] 광학 조립체(180A-B)는 렌즈들, 광학 코팅들, 프리즘들, 미러들, 도파관들, 광 스트립들 및 임의의 조합의 다른 광학 구성요소들을 포함할 수 있는 광학 층 또는 층들(176)을 더 포함한다. 광학 층들(176A-N)은, 적절한 크기 및 구성을 갖고 디스플레이 매트릭스로부터 광을 수신하기 위한 제1 표면 및 사용자의 눈에 광을 방출하기 위한 제2 표면을 포함하는 프리즘을 포함할 수 있다. 광학 층들(176A-N)의 프리즘은 사용자의 눈이 대응하는 좌측 및 우측 림들(107A-B)을 통해 볼 때 사용자가 프리즘의 제2 표면을 볼 수 있도록 좌측 및 우측 림들(107A-B)에 형성된 개개의 애퍼처들(175A-B)의 전부 또는 적어도 일부에 걸쳐 연장된다. 광학 층들(176A-N)의 프리즘의 제1 표면은 프레임(105)으로부터 위쪽을 향하고 디스플레이 매트릭스가 프리즘을 덮어 디스플레이 매트릭스에 의해 방출된 광자들 및 광이 제1 표면에 충돌하도록 한다. 프리즘은 광이 프리즘 내에서 굴절되어 광학 층들(176A-N)의 프리즘의 제2 표면에 의해 사용자의 눈을 향하도록 크기 및 형상이 설정된다. 이와 관련하여, 광학 층들(176A-N)의 프리즘의 제2 표면은 볼록하여 광을 눈의 중심을 향하도록 할 수 있다. 프리즘은 선택적으로, 투시 이미지 디스플레이들(180C-D)에 의해 투사된 이미지를 확대하도록 크기 및 형상이 설정될 수 있고, 광은 프리즘을 통과하여 제2 표면으로부터 보이는 이미지가 투시 이미지 디스플레이들(180C-D)로부터 방출되는 이미지보다 하나 이상의 치수들에서 더 커지도록 이동한다.
[0052] 다른 예에서, 광학 조립체(180A-B)의 투시 이미지 디스플레이들(180C-D)은 도 2d에 도시된 바와 같이 투사 이미지 디스플레이를 포함한다. 광학 조립체(180A-B)는 스캐닝 미러, 검류계, 레이저 프로젝터, 또는 다른 유형들의 프로젝터들을 사용하는 3 색 프로젝터일 수 있는 프로젝터(150)를 포함한다. 작동 중에, 프로젝터(150)와 같은 광원은 아이웨어 디바이스(100)의 템플들(125A-B) 중 하나에 또는 그 위에 배치된다. 광학 조립체(180A-B)는 광학 조립체(180A-B)의 렌즈의 폭을 가로질러 또는 렌즈의 전면 표면과 후면 표면 사이의 렌즈의 깊이를 가로질러 이격된 하나 이상의 광학 스트립들(155A-N)을 포함한다. 프로젝터의 상세한 예는 도 8a 내지 도 8e에 도시된다.
[0053] 프로젝터(150)에 의해 투사된 광자들이 광학 조립체(180A-B)의 렌즈를 가로질러 이동함에 따라, 광자들은 광학 스트립들(155A-N)과 마주친다. 특정 광자가 특정 광학 스트립을 만나면, 그 광자는 사용자의 눈 쪽으로 방향을 바꾸거나 다음 광학 스트립으로 나아간다. 프로젝터(150)의 변조와 광학 스트립들의 변조의 조합은 특정 광자들 또는 광빔들을 제어할 수 있다. 일 예에서, 프로세서는 기계적, 음향적 또는 전자기적 신호들을 개시함으로써 광학 스트립들(155A-N)을 제어한다. 2 개의 광학 조립체들(180A-B)을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 아이웨어 디바이스(100)는 단일 또는 3 개의 광학 조립체들과 같은 다른 배열들을 포함할 수 있거나, 광학 조립체(180A-B)는 아이웨어 디바이스(100)의 적용예 또는 의도된 사용자에 따라 서로 다른 배열로 배열될 수 있다.
[0054] 도 2c 내지 도 2d에 추가로 도시되어 있는 바와 같이, 아이웨어 디바이스(100)는 프레임(105)의 좌측 측면(170A)에 인접한 좌측 템플(110A) 및 프레임(105)의 우측 측면(170B)에 인접한 우측 템플(110B)을 포함한다. 템플들(110A-B)은 (예시된 바와 같이) 개개의 측면들(170A-B)의 프레임(105)에 통합되거나, 또는 개개의 측면들(170A-B)의 프레임(105)에 부착된 별도의 구성요소들로서 구현될 수 있다. 대안적으로, 템플들(110A-B)은 프레임(105)에 부착된 템플들(125A-B)에 통합될 수 있다.
[0055] 일 예에서, 투시 이미지 디스플레이들은 제1 투시 이미지 디스플레이(180C) 및 제2 투시 이미지 디스플레이(180D)를 포함한다. 아이웨어 디바이스(100)는 개개의 제1 및 제2 광학 조립체(180A-B)를 보유지지하는 제1 및 제2 애퍼처들(175A-B)을 포함한다. 제1 광학 조립체(180A)는 제1 투시 이미지 디스플레이(180C)(예를 들어, 도 2c의 디스플레이 매트릭스 또는 광학 스트립들(155A-N') 및 프로젝터(150A))를 포함한다. 제2 광학 조립체(180B)는 제2 투시 이미지 디스플레이(180D)(예를 들어, 도 2c의 디스플레이 매트릭스 또는 광학 스트립들(155A-N") 및 프로젝터(150B))를 포함한다. 연속적으로 디스플레이된 이미지의 연속적인 시야는 수평으로, 수직으로 또는 대각선으로 측정된 약 15° 내지 30°, 보다 구체적으로는 24°의 시야각을 포함한다. 연속적인 시야를 갖는 연속적으로 디스플레이된 이미지는 제1 및 제2 이미지 디스플레이들에 제시된 2 개의 디스플레이된 이미지들의 스티칭을 통해 볼 수 있는 결합된 3 차원 관찰 가능 영역을 나타낸다.
[0056] 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "시야각"은 광학 조립체(180A-B)의 좌측 및 우측 이미지 디스플레이들(180C-D) 각각에 제시된 디스플레이된 이미지들과 연관된 시야의 각도 범위를 설명한다. "촬영각"은 가시 광 카메라들(114A-B) 또는 적외선 카메라(220)의 렌즈가 이미지화할 수 있는 각도 범위를 설명한다. 전형적으로, 렌즈에 의해 생성되는 이미지 원은 필름 또는 센서를 완전히 덮을 수 있을 정도로 충분히 크며, 일부 비네팅(즉, 이미지 중앙에 비해 주변부로 갈수록 이미지의 밝기 또는 채도가 감소하는 현상)을 포함할 수 있다. 렌즈의 촬영각이 센서를 완전히 채우지 못하면, 전형적으로 에지를 향해 강한 비네팅이 있는 이미지 원이 표시되며 유효 화각은 촬영각에 제한된다. "시야"는 아이웨어 디바이스(100)의 사용자가 광학 조립체(180A-B)의 좌측 및 우측 이미지 디스플레이들(180C-D)에 제시된 디스플레이된 이미지들을 통해 그 또는 그녀의 눈들을 거쳐 볼 수 있는 관찰 가능한 영역의 범위를 설명하기 위한 것이다. 광학 조립체(180A-B)의 이미지 디스플레이(180C)는 15° 내지 30°, 예를 들어 24°의 촬영각을 갖는 시야를 가질 수 있고, 480 x 480 픽셀들의 해상도를 가질 수 있다.
[0057] 도 3은 도 2a의 아이웨어 디바이스의 배면 사시도를 도시한다. 아이웨어 디바이스(100)는 적외선 방출기(215), 적외선 카메라(220), 프레임 전면(330), 프레임 후면(335) 및 회로 기판(340)을 포함한다. 도 3에서, 아이웨어 디바이스(100)의 프레임의 좌측 림의 상부 부분은 프레임 전면(330) 및 프레임 후면(335)을 포함함을 알 수 있다. 프레임 후면(335)에는 적외선 방출기(215)를 위한 개구부가 형성되어 있다.
[0058] 프레임의 좌측 림의 상부 중간 부분에 있는 원형 단면(4)에 도시된 바와 같이, 연성 PCB(340)인 회로 기판이 프레임 전면(330)과 프레임 후면(335) 사이에 끼워져 있다. 또한, 좌측 힌지(126A)를 통해 좌측 템플(110A)을 좌측 템플(325A)에 부착하는 것이 더 상세하게 도시되어 있다. 일부 예들에서, 적외선 방출기(215), 연성 PCB(340), 또는 다른 전기 커넥터들 또는 접점들을 포함하는 안구 움직임 추적기(213)의 구성요소들은 좌측 템플(325A) 또는 좌측 힌지(126A)에 로케이팅될 수 있다.
[0059] 도 4는 도 3의 아이웨어 디바이스의 원형 단면(4)에 대응하는 적외선 방출기(215) 및 프레임을 통과하는 단면도이다. 도 4의 단면도에는 아이웨어 디바이스(100)의 다수의 층들이 예시되어 있으며, 도시되어 있는 바와 같이 프레임은 프레임 전면(330) 및 프레임 후면(335)을 포함한다. 연성 PCB(340)는 프레임 전면(330) 상에 배치되고 프레임 후면(335)에 연결된다. 적외선 방출기(215)는 연성 PCB(340) 상에 배치되고 적외선 방출기 커버 렌즈(445)로 덮여 있다. 예를 들어, 적외선 방출기(215)는 연성 PCB(340)의 후면에 리플로우된다. 리플로우링은 두 구성요소들을 연결하기 위해 솔더 페이스트를 녹이는 제어된 열에 연성 PCB(340)를 노출시킴으로써 적외선 방출기(215)를 연성 PCB(340)의 후면에 형성된 접촉 패드(들)에 부착시킨다. 일 예에서, 리플로우잉은 적외선 방출기(215)를 연성 PCB(340)에 표면 장착하고 두 구성요소들을 전기적으로 연결하기 위해 사용된다. 그러나, 예를 들어 상호연결부들을 통해 적외선 방출기(215)로부터 연성 PCB(340)로 리드들을 연결하기 위해 관통 구멍들이 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
[0060] 프레임 후면(335)은 적외선 방출기 커버 렌즈(445)를 위한 적외선 방출기 개구부(450)를 포함한다. 적외선 방출기 개구부(450)는 사용자의 눈을 향해 안쪽을 향하도록 구성되는 프레임 후면(335)의 후면을 향하는 면에 형성된다. 예로서, 연성 PCB(340)는 연성 PCB 접착제(460)를 통해 프레임 전면(330)에 연결될 수 있다. 적외선 방출기 커버 렌즈(445)는 적외선 방출기 커버 렌즈 접착제(455)를 통해 프레임 후면(335)에 연결될 수 있다. 커플링은 또한 개재된 구성요소들을 통해 간접적으로 이루어질 수도 있다.
[0061] 일 예에서, 프로세서(932)는 도 5에 도시된 바와 같이 안구 추적기(213)를 이용하여 착용자의 눈(234)의 시선 방향(230)을 결정하고, 도 6에 도시된 바와 같이 아이박스(eyebox) 내에서 착용자의 눈(234)의 눈 포지션(236)을 결정한다. 안구 추적기(213)는 눈(234)으로부터 적외선 광의 반사 변화들의 포착된 이미지에 적외선 조명(예를 들어, 근적외선, 단파장 적외선, 중파장 적외선, 장파장 적외선, 또는 원적외선)을 사용하여 눈(234)의 동공(232)의 시선 방향(230) 및 이에 더해 투시 디스플레이(180D)에 대한 눈 포지션(236)을 결정하는 스캐너이다.
[0062] 도 7은 카메라들(114A-B)로 가시광빔을 포착하는 일 예를 묘사한다. 가시광빔은 원형 시야(FOV)를 갖는 좌측 가시 광 카메라(114A)에 의해 포착된다. 선택된 직사각형의 좌측 원시 이미지(758A)는 이미지 프로세서(912)(도 9)에 의한 이미지 처리에 사용된다. 가시광빔은 원형 FOV(111B)를 갖는 우측 가시 광 카메라(114B)에 의해 포착된다. 이미지 프로세서(912)에 의해 선택된 직사각형의 우측 원시 이미지(758B)는 프로세서(912)에 의한 이미지 처리에 사용된다. 좌측 원시 이미지(758A)와 우측 원시 이미지(758B)의 처리에 기초하여, 이하 몰입 이미지로 지칭되는 3 차원 장면의 3 차원 이미지(715)가 프로세서(912)에 의해 생성되고 사용자가 볼 수 있는 디스플레이들(180C 및 180D)에 의해 디스플레이된다.
[0063] 도 8a는 도 2d에 프로젝터(150)로서 도시되고 설명되는 바와 같은 이미지를 생성하도록 구성된 프로젝터(150)의 측면도이다. 프로젝터(150)는 적색/청색 발광 다이오드(LED) 라이트(814) 및 녹색 LED 라이트(816)로서 도시된, 이미지를 생성하기 위해 하나 이상의 유색 광원들로부터 충돌하는 광빔들을 변조하도록 구성된 디스플레이(812)를 포함한다. 적색/청색 LED 라이트(814)는 적색 및 청색 광빔(832)을 선택적으로 방출하는데, 이는 개개의 콘덴서 렌즈들(818)을 통과하고, 이색 렌즈(820)에서 반사되고, 플라이 아이(822)를 통과하고, 평면 스페이서(828)에 의해 서로 분리된 역총내반사(RTIR) 라이트 프리즘(826) 및 파워 프리즘(824)을 통과하여 도시된 바와 같이 RTIR 라이트 프리즘(826)의 저부 출력부(830)에서 디스플레이(812)로 출력된다. 녹색 라이트(816)는 개개의 콘덴서 렌즈들(818)을 통해 선택적으로 녹색 광빔(832)을 방출하고, 이색 렌즈(820), 플라이 아이(822), 파워 프리즘(824), 플랜트 스페이서(828) 및 RTIR 광 프리즘(826)을 통과하여 저부 RTIR 광 프리즘 출력부(830)로부터 디스플레이(812)로 출력된다. 유색 라이트들(814 및 816)은 한 번에 하나의 라이트만 켜지도록 광 제어기(829)에 의해 시간 순서가 지정되고, 디스플레이(812)는 한 번에 하나의 유색 광빔(832)만 변조한다. 디스플레이(812)로부터 변조된 광은 저부 출력부(830)를 통해 RTIR 광 프리즘(826)으로 다시 향하는 이미지를 생성하고, 평면 스페이서(828)에서 반사되며, 수직 RTIR 광 프리즘 출력부(834)를 통해 이미지 평면에 디스플레이하기 위해 투사 렌즈 요소들(836)로 빠져나간다. 사람의 눈은 이미지 평면에 디스플레이된 변조된 유색 광빔들을 통합하여 색상 이미지를 인식한다. 디스플레이(812)는 다른 디스플레이들도 가능하지만, 텍사스주 댈러스에 소재한 텍사스 인스트루먼츠(Texas Instruments)에서 제조한 디지털 마이크로미러 디바이스(digital micromirror device)(디엠디(등록상표)(DMD)®) 디스플레이일 수 있다. 본 명세서에서 지금까지 설명된 프로젝터(810)의 이 부분만이 텍사스주 댈러스 소재의 텍사스 인스트루먼츠에 의해 제조된 것과 같은 공지된 디지털 광 투사(digital light projection)(디엘피(등록상표)(DLP)®) 시스템 아키텍처이다.
[0064] 설명된 이 DLP(등록상표) 프로젝터의 시야(FOV)를 대각선 25 도 FOV로부터 대각선 46 도 FOV로 증가시키고, 해상도 및 디스플레이 픽셀 피치를 유지하기 위해, 이는 디스플레이 이미지 대각선의 1.9 배 배율을 초래할 것이다. 투사 렌즈의 f-스톱 넘버(f/#)를 유지하고 투사 렌즈의 텔레센트릭 특성(telecentricity)을 유지하면, 디스플레이 대각선의 증가는 전형적으로 투사 렌즈에서 가장 큰 요소의 직경의 1.9 배 배율로 직접 변환될 수 있다. 추가적으로, 유색 광빔들을 RTIR 프리즘(26)을 통과시켜야 하기 때문에, 투사 렌즈의 후면 초점 길이도 확장되어 전체 길이도 증가하게 된다.
[0065] 본 개시에 따르면, 도 8a 내지 도 8e를 참조하여 도시되고 설명되는 바와 같이, 포지티브 파워 필드 렌즈(positive power field lens)를 통합함으로써, 투사 렌즈의 텔레센트릭 특성은 유지되지만, 마지막 요소에서의 광빔 다발은 상당히 감소되고, 또한 투사 렌즈의 후면 초점 거리 및 전체 길이에 필요한 크기를 감소시킨다. 필드 렌즈는, 대물렌즈 뒤에 위치하며 이미지 평면 근처에 놓여 있는 포지티브 파워 렌즈이다. 필드 렌즈의 파워로 인해 파워 프리즘(824) 표면들의 크기가 줄어들기 때문에, 프로젝터의 조명 측면에서도 추가적인 이점을 얻게 된다. 본 개시에서, 선택된 필드 렌즈 파워는 각각의 치수(x, y, z)에서 최대 길이를 17 ％ 감소시킨다.
[0066] 그러나, 필드 렌즈는 특히 DLP(등록상표) 디스플레이 프로젝터에 대한 도전 과제가 있다. DLP(등록상표) 디스플레이 프로젝터는 34 도의 큰 입력 각도에서 DMD(등록상표) 디스플레이(812)의 조명을 필요로 하고, DMD(등록상표) 디스플레이(812) 위에 센터링된 필드 렌즈는 DMD(등록상표) 디스플레이(812)의 한쪽에의 균일한 조명에 대한 문제가 발생한다. 본 개시에 따르면, 이러한 제한을 극복하기 위해, 투사 렌즈는 훨씬 더 큰 이미지 원 직경을 지지하도록 설계되고, 또한 디스플레이(812)는 이미지 평면에서 보다 균일한 포지션을 향해 측면으로 변위/시프트된다. 이러한 디스플레이(812) 변위는 조준 시프트(즉, 프로젝터의 FOV가 광학 대칭 회전 축선에 평행한 상태로부터 시프트됨)를 초래한다. 이는 증강 현실(AR) 시스템에서 유리한데, 이는 아이웨어 광학기들에 사용되는 것과 같이 도파관에 대해 비법선 각도의 프로젝터를 가능하게 하여, 더 큰 팬토스코픽 틸트를 지원하는 산업 디자인에 더 잘 맞출 수 있기 때문이다.
[0067] 본 개시에 따르면, 곡면 필드 렌즈(840)는 RTIR 광 프리즘(826)의 저부 출력부(830)를 형성하는 저부 프리즘 면(831)에 인접하여 결합된다. 곡면 필드 렌즈(840)는 파워 프리즘(824)과 함께 유색 광빔들(832)을 도시된 바와 같이 저부 프리즘 면(831)으로부터 각도(A)로 각도 조절 및 디센터링하고, 이미지 평면에서 우측으로 시프트된 디스플레이(812)를 균일하게 비추도록 구성된다. 파워 프리즘(824) 및 필드 렌즈(840)는 저부 프리즘 면(831)의 법선에 대하여 각도(A)로 광빔들(832)의 각도를 조절하여, 광빔들(832)이 프리즘 면(831)의 법선에 수직으로 출력되지 않도록 한다.
[0068] 디스플레이(812)의 중심(846)은 투사 렌즈(836) 광학 축선의 우측으로 거리(D)만큼 시프트된다. 필드 렌즈(840) 및 파워 프리즘(824)에 의해 생성된 유색 광빔들(832)의 디센터링과 디스플레이(812)의 시프트/포지셔닝은, 투사 렌즈 요소들(836)을 빠져나오는 838로 표시된 바와 같이 디스플레이(812)에 의해 생성되는 유리한 시프트된 조준 이미지를 초래한다. 곡면 필드 렌즈(840)는 더 작은 시스템 구성요소들의 사용을 가능하게 하는데, 도 8d를 참조하여 논의되는 바와 같이, 곡면 필드 렌즈(840)의 곡률이 클수록 더 작은 프로젝터(150)가 가능하다.
[0069] 도 8b를 참조하면, 도 8a를 참조하여 설명된 프로젝터(150)의 구성요소들을 포함하는 하우징(860)의 측단면도가 도시되어 있다. 하우징(860)은 금속 또는 합성 물질들과 같이 광빔들(832)에 의해 생성되는 것과 같은 고온들을 견딜 수 있는 물질로 구성될 수 있다.
[0070] 도 8c를 참조하면, 프로젝터(150)의 조명부(870)인 프로젝터(150)의 부분 및 투사 렌즈(872)인 프로젝터(150)의 부분이 예시되어 있다. 조명부(870)는 라이트(816)로부터 투사 렌즈 요소들(836)에 근접한 RTIR 광 프리즘(826)의 수직 프리즘 면에 의해 형성된 수직 출력부(834)까지 연장되는 것으로 간주된다. 투사 렌즈(872)는 투사 렌즈(840)의 좌측으로부터 투사 렌즈 요소들(836)의 우측 단부까지 연장되는 것으로 간주된다.
[0071] 도 8d를 참조하면, 필드 렌즈(840)의 곡률의 함수로서 시스템 치수들의 그래프들이 도시되어 있다.
[0072] 그래프(A)는 필드 렌즈(840)의 곡률의 함수로서 출력부(830)에서의 RTIR 광 프리즘(826)의 프리즘 면(831)의 폭 치수를 묘사한다. 볼 수 있는 바와 같이, 필드 렌즈(840)의 곡률이 클수록, RTIR 프리즘(826)의 프리즘 면(831)은 좁아지고/작아지고, 시스템(150)의 크기는 작아진다.
[0073] 그래프(B)는 필드 렌즈 곡률의 함수로서 투사 렌즈 요소들(836) 중 가장 큰 것의 직경을 묘사한다. 볼 수 있는 바와 같이, 필드 렌즈(840)의 곡률이 클수록, 투사 렌즈 요소들(836)의 직경은 작아진다.
[0074] 그래프(C)는 필드 렌즈(840)의 곡률의 함수로서 투사 렌즈(836)의 길이를 묘사한다. 볼 수 있는 바와 같이, 필드 렌즈(840)의 곡률이 클수록, 투사 렌즈(836)의 길이가 짧아진다.
[0075] 도 8e를 참조하면, 필드 렌즈를 사용하여 디센터링된 광빔을 생성하고, 디스플레이 이미지를 생성하는 방법(880)이 도시되어 있다.
[0076] 블록(882)에서, 광 제어기(829)는 적색, 녹색 및 청색(RGB) 유색 광빔을 선택적으로 생성하기 위해 유색 광원들(814 및 816)을 제어한다. 광원들은 한 번에 하나의 유색 광빔(832)만 생성되도록 선택적으로 제어된다.
[0077] 블록(884)에서, 파워 프리즘(824) 및 RTIR 프리즘(826)은 광빔들(832)을 통과시킨다. 광빔들(832)은 출력부(830)를 형성하는 프리즘 면(831)에 제공되어 굴절된다.
[0078] 블록(886)에서, 파워 프리즘(824) 및 곡면 필드 렌즈(840)는 함께 프리즘 면(831)으로부터 광빔들(832)을 디센터링시킨다. 필드 렌즈(840)의 곡률은 프리즘 면(831)에 대하여 광빔들(832)을 각도(A)로 각도 조절하여, 각도(A)가 프리즘 면(831)에 대하여 법선이 아니게 된다.
[0079] 블록(888)에서, 광빔들(832)은 필드 렌즈(840)에 의해 디스플레이(812)로 유도되고, 디스플레이(812)는 광빔들(832)을 변조하여 시각적 이미지를 형성한다. 디스플레이(812)의 중심은 프리즘 면(831)의 중심에 대해 시프트되고, 변조된 광빔들(832)은 디스플레이를 균일하게 조명한다. 광 이미지는 838로 도시된 바와 같이 하향 조준을 갖는다.
[0080] 조명부(870)의 치수는 곡면 필드 렌즈(840)의 곡률의 함수이고, 투사 렌즈(872)의 치수는 곡면 필드 렌즈(840)의 곡률의 함수이다. 필드 렌즈(840)의 곡률이 클수록, 프로젝터(150)를 형성하는 구성요소들의 치수들은 작아지고, 따라서 조명부(870) 및 투사 렌즈(872)의 치수들은 작아진다.
[0081] 도 9는 아이웨어(100 및 200)에 배치된 예의 전자 구성요소들을 포함하는 고수준 기능 블록도를 묘사한다. 예시된 전자 구성요소들은 프로세서(932), 메모리(934) 및 투시 이미지 디스플레이(180C 및 180D)를 포함한다.
[0082] 메모리(934)는 이미지(715)에서 제어하기 위한 프로세서(932)용 명령들을 포함하여, 아이웨어(100/200)의 기능성을 구현하기 위한 프로세서(932)에 의한 실행 명령들을 포함한다. 프로세서(932)는 배터리(도시되지 않음)로부터 전력을 공급받고, 아이웨어(100/200)의 기능성을 수행하기 위해 메모리(934)에 저장되거나 프로세서(932) 온-칩과 통합된 명령들을 실행하고, 무선 연결들을 통해 외부 디바이스들과 통신한다.
[0083] 사용자 인터페이스 조정 시스템(900)은 웨어러블 디바이스를 포함하고, 웨어러블 디바이스는 안구 움직임 추적기(213)(예를 들어, 도 2b에서 적외선 방출기(215) 및 적외선 카메라(220)로 도시됨)를 구비한 아이웨어 디바이스(100)이다. 사용자 인터페이스 조정들 시스템(900)은 다양한 네트워크들을 통해 연결된 모바일 디바이스(990) 및 서버 시스템(998)을 더 포함한다. 모바일 디바이스(990)는 스마트폰, 태블릿, 랩톱 컴퓨터, 액세스 포인트, 또는 저전력 무선 연결(925) 및 고속 무선 연결(937) 둘 모두를 사용하여 아이웨어 디바이스(100)와 연결할 수 있는 임의의 다른 이러한 디바이스일 수 있다. 모바일 디바이스(990)는 서버 시스템(998) 및 네트워크(995)에 연결된다. 네트워크(995)는 유선 및 무선 연결들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
[0084] 아이웨어 디바이스(100)는 적어도 2 개의 가시 광 카메라들(114A-B)(하나는 좌측 측면(170A)과 연관되고, 하나는 우측 측면(170B)과 연관됨)을 포함한다. 아이웨어 디바이스(100)는 광학 조립체(180A-B)의 2 개의 투시 이미지 디스플레이들(180C-D)(하나는 좌측 측면(170A)과 연관되고, 하나는 우측 측면(170B)과 연관됨)을 더 포함한다. 아이웨어 디바이스(100)는 이미지 디스플레이 드라이버(942), 이미지 프로세서(912), 저전력 회로(920) 및 고속 회로(930)를 더 포함한다. 도 9에 도시된 아이웨어 디바이스(100 및 200)에 대한 구성요소들은 템플들 내의 하나 이상의 회로 기판들, 예를 들어 PCB 또는 연성 PCB 상에 로케이팅된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 묘사된 구성요소들은 아이웨어 디바이스(100 및 200)의 템플들, 프레임들, 힌지들 또는 브리지에 로케이팅될 수 있다. 좌측 및 우측 가시 광 카메라들(114A-B)은 상보성 금속 산화막 반도체(CMOS) 이미지 센서, 전하 결합 디바이스, 렌즈, 또는 미지의 객체들이 있는 장면들의 이미지들을 포함하여 데이터를 포착하는 데 사용될 수 있는 임의의 다른 개개의 가시 또는 광 포착 요소들과 같은 디지털 카메라 요소들을 포함할 수 있다.
[0085] 안구 움직임 추적 프로그래밍(945)은 아이웨어 디바이스(100)가 안구 움직임 추적기(213)를 통해 아이웨어 디바이스(100)의 사용자의 눈의 안구 움직임을 추적하도록 하는 것을 포함하여, 사용자 인터페이스 시야 조정 명령들을 구현한다. 다른 구현된 명령들(기능들)은 아이웨어 디바이스(100 및 200)가 연속적인 안구 방향에 대응하는 사용자의 검출된 안구 움직임에 기초하여 초기 FOV(111A-B)에 대한 FOV 조정을 결정하게 한다. 추가로 구현된 명령들은 시야 조정에 기초하여 일련의 디스플레이된 이미지들의 연속적인 디스플레이된 이미지를 생성한다. 연속적으로 디스플레이된 이미지는 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 가시적 출력으로서 생성된다. 이러한 가시적 출력은 광학 조립체(180A-B)의 투시 이미지 디스플레이들(180C-D)에 나타나며, 이미지 디스플레이 드라이버(934)에 의해 구동되어 초기 시야를 갖는 초기 디스플레이된 이미지 및 연속 시야를 갖는 연속 디스플레이된 이미지를 포함하는 디스플레이된 이미지들의 시퀀스를 제시한다.
[0086] 도 9에 도시된 바와 같이, 고속 회로(930)는 고속 프로세서(932), 메모리(934) 및 고속 무선 회로(936)를 포함한다. 본 예에서, 이미지 디스플레이 드라이버(942)는 광학 조립체(180A-B)의 좌측 및 우측 이미지 디스플레이들(180C-D)을 구동하기 위해, 고속 회로(930)에 결합되고 고속 프로세서(932)에 의해 동작한다. 고속 프로세서(932)는 아이웨어 디바이스(100)에 필요한 임의의 일반 컴퓨팅 시스템의 고속 통신들 및 동작을 관리할 수 있는 임의의 프로세서일 수 있다. 고속 프로세서(932)는 고속 무선 회로(936)를 사용하여 고속 무선 연결부(937)에서 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN)로의 고속 데이터 전송들을 관리하는 데 필요한 처리 리소스들을 포함한다. 특정 예들에서, 고속 프로세서(932)는 아이웨어 디바이스(100)의 리눅스 운영 체제 또는 다른 운영 체제와 같은 운영 체제를 실행하고, 운영 체제는 실행을 위해 메모리(934)에 저장된다. 임의의 다른 책임들 이외에, 아이웨어 디바이스(100)를 위한 소프트웨어 아키텍처를 실행하는 고속 프로세서(932)는 고속 무선 회로(936)와의 데이터 전송들을 관리하는 데 사용된다. 특정 예들에서, 고속 무선 회로(936)는 본 명세서에서 와이파이라고도 하는 전기전자기술자협회(IEEE) 802.11 통신 표준들을 구현하도록 구성된다. 다른 예들에서, 다른 고속 통신들 표준들은 고속 무선 회로(936)에 의해 구현될 수 있다.
[0087] 아이웨어 디바이스(100 및 200)의 저전력 무선 회로(924) 및 고속 무선 회로(936)는 단거리 트랜시버들(블루투스상표) 및 무선 광역, 로컬 또는 광역 네트워크 트랜시버들(예를 들어, 셀룰러 또는 와이파이)을 포함할 수 있다. 저전력 무선 연결(925) 및 고속 무선 연결(937)을 통해 통신하는 트랜시버들을 포함한 모바일 디바이스(990)는, 네트워크(995)의 다른 요소들과 마찬가지로, 아이웨어 디바이스(100)의 아키텍처의 상세들을 사용하여 구현될 수 있다.
[0088] 메모리(934)는 다양한 데이터 및 애플리케이션들을 저장할 수 있는 임의의 저장 디바이스를 포함하며, 여기에는 특히 컬러 맵들, 좌측 및 우측 가시 광 카메라들(114A-B) 및 이미지 프로세서(912)에 의해 생성된 카메라 데이터, 및 광학 조립체(180A-B)의 투시 이미지 디스플레이들(180C-D)에 이미지 디스플레이 드라이버(942)에 의해 디스플레이되도록 생성된 이미지들이 포함된다. 메모리(934)가 고속 회로(930)와 통합된 것으로 도시되어 있지만, 다른 예들에서, 메모리(934)는 아이웨어 디바이스(100)의 독자적인 독립형 요소일 수 있다. 이러한 특정 예들에서, 전기 라우팅 라인들은 고속 프로세서(932)를 포함하는 칩을 통해 이미지 프로세서(912) 또는 저전력 프로세서(922)로부터 메모리(934)로의 연결을 제공할 수 있다. 다른 예들에서, 고속 프로세서(932)는 메모리(934)를 포함하는 읽기 또는 쓰기 동작이 필요할 때마다 저전력 프로세서(922)가 고속 프로세서(932)를 부팅하도록 메모리(934)의 어드레싱을 관리할 수 있다.
[0089] 서버 시스템(998)은 서비스 또는 네트워크 컴퓨팅 시스템의 일부로서의 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스들일 수 있으며, 예를 들어 프로세서, 메모리 및 네트워크 통신 인터페이스를 포함하여 네트워크(995)를 통해 모바일 디바이스(990) 및 아이웨어 디바이스(100/200)와 통신할 수 있다. 아이웨어 디바이스(100 및 200)는 호스트 컴퓨터와 연결된다. 예를 들어, 아이웨어 디바이스(100)는 고속 무선 연결부(937)를 통해 모바일 디바이스(990)와 페어링되거나 네트워크(995)를 통해 서버 시스템(998)에 연결된다.
[0090] 아이웨어 디바이스(100)의 출력 구성요소들은 도 2c 내지 도 2d에 설명된 바와 같이 광학 조립체(180A-B)의 좌측 및 우측 이미지 디스플레이들(180C-D)과 같은 시각적 구성요소들(예를 들어, 액정 디스플레이(LCD), 플라스마 디스플레이 패널(PDP), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 프로젝터 또는 도파관과 같은 디스플레이)을 포함한다. 광학 조립체(180A-B)의 이미지 디스플레이들(180C-D)은 이미지 디스플레이 드라이버(942)에 의해 구동된다. 아이웨어 디바이스(100)의 출력 구성요소들은 음향 구성요소들(예를 들어, 스피커들), 햅틱 구성요소들(예를 들어, 진동 모터), 기타 신호 발생기들 등을 더 포함한다. 아이웨어 디바이스(100 및 200), 모바일 디바이스(990) 및 서버 시스템(998)의 입력 구성요소들은 영숫자 입력 구성요소들(예를 들어, 키보드, 영숫자 입력을 수신하도록 구성된 터치 스크린, 광 광학 키보드, 또는 다른 영숫자 입력 구성요소들), 포인트 기반 입력 구성요소들(예를 들어, 마우스, 터치패드, 트랙볼, 조이스틱, 모션 센서 또는 기타 포인팅 기기들), 촉각 입력 구성요소들(예를 들어, 물리적 버튼, 터치들 또는 터치 동작들의 로케이션과 힘을 제공하는 터치 스크린 또는 기타 촉각 입력 구성요소들), 오디오 입력 구성요소들(예를 들어, 마이크) 등을 포함할 수 있다.
[0091] 아이웨어 디바이스(100)는 선택적으로 추가적인 주변 디바이스 요소들(919)을 포함할 수 있다. 이러한 주변 디바이스 요소들은 주변 광 및 스펙트럼 센서들, 생체인식 센서들, 추가 센서들, 또는 아이웨어 디바이스(100)와 통합된 디스플레이 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 주변 디바이스 요소들(919)은 출력 구성요소들, 모션 구성요소들, 포지션 구성요소들, 또는 본 명세서에 설명된 임의의 다른 이러한 요소들을 포함하는 임의의 I/O 구성요소들을 포함할 수 있다. 아이웨어 디바이스(100)는 다른 형태들을 취할 수 있으며, 다른 유형들의 프레임워크들, 예를 들어 헤드기어, 헤드셋 또는 헬멧을 통합할 수 있다.
[0092] 예를 들어, 사용자 인터페이스 시야 조정부(900)의 생체인식 구성요소들은 표현들(예를 들어, 손 표현들, 얼굴 표현들, 음성 표현들, 몸동작들, 또는 시선 추적)을 검출하고, 생체 신호들(예를 들어, 혈압, 심박수, 체온, 땀 또는 뇌파들)을 측정하고, 사람을 식별(예를 들어, 음성 식별, 망막 식별, 안면 식별, 지문 식별 또는 뇌전도 기반 식별)하는 등의 것을 수행하는 구성요소들을 포함한다. 모션 구성요소들은 가속도 센서 구성요소들(예를 들어, 가속도계), 중력 센서 구성요소들, 회전 센서 구성요소들(예를 들어, 자이로스코프) 등을 포함한다. 포지션 구성요소들은 로케이션 좌표들을 생성하는 로케이션 센서 구성요소들(예를 들어, 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 수신기 구성요소), 포지셔닝 시스템 좌표들을 생성하는 와이파이 또는 블루투스상표 트랜시버들, 고도 센서 구성요소들(예를 들어, 고도를 도출할 수 있는 기압을 검출하는 고도계들 또는 기압계들), 배향 센서 구성요소들(예를 들어, 자력계들) 등을 포함한다. 이러한 포지셔닝 시스템 좌표들은 또한 저전력 무선 회로(924) 또는 고속 무선 회로(936)를 통해 모바일 디바이스(990)로부터 무선 연결들(925 및 937)을 통해 수신될 수 있다.
[0093] 일부 예들에 따르면, "애플리케이션" 또는 "애플리케이션들"은 프로그램들에서 정의된 기능들을 실행하는 프로그램(들)이다. 객체 지향 프로그래밍 언어들(예를 들어, 오브젝트-C, 자바 또는 C++) 또는 절차적 프로그래밍 언어들(예를 들어, C 또는 어셈블리 언어)과 같은 다양한 방식들로 구조화된 애플리케이션들 중 하나 이상을 생성하기 위해 다양한 프로그래밍 언어들이 이용될 수 있다. 구체적인 예에서, 제3 자 애플리케이션(예를 들어, 특정 플랫폼의 공급업체가 아닌 다른 주체가 안드로이드상표(ANDROID™) 또는 아이오에스상표(IOS™) 소프트웨어 개발 키트(SDK)를 사용하여 개발한 애플리케이션)은 IOS상표, 안드로이드상표, 윈도우즈(등록상표)(WINDOWS®) 폰 또는 다른 모바일 운영 체제들과 같은 모바일 운영 체제에서 실행되는 모바일 소프트웨어일 수 있다. 본 예에서 제3 자 애플리케이션은 운영 체제에 의해 제공되는 API 호출들을 호출하여 본 명세서에 설명된 기능성을 용이하게 할 수 있다.
[0094] 본 명세서에 사용된 용어들 및 표현들은, 본 명세서에 특정 의미들이 달리 명시된 경우를 제외하고, 대응하는 개개의 조사 및 연구 분야들과 관련하여 그러한 용어들 및 표현들에 부여되는 통상적인 의미를 갖는 것으로 이해될 것이다. 제1 및 제2 등과 같은 관계적 용어들은 그러한 개체들 또는 행위들 간에 임의의 실제 그러한 관계나 순서를 반드시 요구하거나 암시하지 않고 하나의 개체 또는 행위를 다른 개체 또는 행위와 구별하기 위해서만 사용될 수 있다. "포함하다", "포함하는", "구성하다", "구성하는" 또는 이들의 임의의 다른 변형된 용어들은 비배타적인 포함을 포함하기 위한 것으로, 요소들 또는 단계들의 목록을 포함하거나 이들로 구성되는 프로세스, 방법, 물품 또는 장치가 이들 요소들 또는 단계들만을 포함하지 않고 이러한 프로세스, 방법, 물품 또는 장치에 명시적으로 나열되거나 내재되어 있지 않은 다른 요소들 또는 단계들을 포함할 수 있음을 의미한다. 단수를 나타내는 단어가 앞에 오는 요소는 추가적인 제약들 없이 해당 요소를 포함하는 프로세스, 방법, 물품 또는 장치에 동일한 요소들이 추가로 존재한다는 것을 배제하지 않는다.
[0095] 달리 명시되지 않는 한, 후속하는 청구항들을 포함하여 본 명세서에 기재된 임의의 그리고 모든 측정들, 값들, 등급들, 포지션들, 규모들, 크기들 및 기타 사양들은 정확한 것이 아니라 근사치이다. 이러한 양들은 해당 양들이 관련된 기능들 및 해당 기술 분야에서 통상적인 것과 일치하는 합리적인 범위를 갖도록 의도되었다. 예를 들어, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 파라미터 값 등은 명시된 양으로부터 ± 10 ％ 정도까지 달라질 수 있다.
[0096] 또한, 전술한 [발명을 실시하기 위한 구체적인 내용]란에서는, 본 개시의 간소화를 위해 다양한 특징들이 다양한 예들에서 함께 그룹화되어 있음을 알 수 있다. 이러한 개시의 방법은 청구된 예들이 각각의 청구항에 명시적으로 기재된 것보다 더 많은 특징들을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이하의 청구항들이 반영하는 바와 같이, 보호받고자 하는 주제는 개시된 임의의 단일 예의 모든 특징들에 한정되지 않는다. 따라서, 이하의 청구항들은 [발명을 실시하기 위한 구체적인 내용]에 통합되며, 각각의 청구항은 개별적으로 청구된 주제로서 독립적으로 존재한다.
[0097] 전술한 바와 같이, 최상의 모드로 간주되는 것들 및 다른 예들을 설명하였으나, 다양한 수정들이 이루어질 수 있고, 본 명세서에 개시된 주제는 다양한 형태들 및 예들로 구현될 수 있고, 수많은 적용예들에 적용될 수 있으며, 그 중 일부만이 본 명세서에 설명되었다는 것이 이해될 것이다. 이하의 청구항들은 본 개념들의 진정한 범위 내에 속하는 임의의 그리고 모든 수정들 및 변형들을 청구하고자 한다.

Claims (20)

  1. 프로젝터로서,
    광빔을 생성하도록 구성된 광원;
    상기 광원을 제어하도록 구성된 제어기;
    상기 광빔을 변조하여 이미지를 생성하도록 구성되고, 디스플레이 중심을 갖는 디스플레이;
    프리즘 면을 가지며 상기 광원으로부터 상기 디스플레이로 상기 광빔을 라우팅하도록 구성된 프리즘;
    광학 축선을 갖는 투사 렌즈; 및
    상기 프리즘 면에 결합되고 상기 프리즘 면으로부터 상기 디스플레이로 상기 광빔을 라우팅하도록 구성된 곡면 필드 렌즈
    를 포함하고,
    상기 곡면 필드 렌즈 및 상기 프리즘은 상기 프리즘 면으로부터 상기 광빔을 디센터링하도록 구성되는, 프로젝터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 곡면 필드 렌즈는 상기 프리즘 면으로부터 상기 디스플레이로의 상기 광빔의 각도를 조정하여 상기 각도가 상기 프리즘 면에 수직이 되지 않도록 하는, 프로젝터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디스플레이는 상기 광빔에 의해 균일하게 비추어지도록 구성되는, 프로젝터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 중심은 투사 렌즈 광학 축선으로부터 거리를 두고 이미지 평면에 포지셔닝되는, 프로젝터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이 중심은 투사 렌즈 광학 축선으로부터 거리를 두고 이미지 평면에 포지셔닝되는, 프로젝터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로젝터는 상기 곡면 필드 렌즈의 곡률의 함수인 치수를 갖는 조명부를 구비하는 프로젝터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로젝터는 상기 곡면 필드 렌즈의 곡률의 함수인 치수를 갖는 투사 렌즈를 구비하는, 프로젝터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 투사 렌즈가 상기 디스플레이에 근접하여 있는, 프로젝터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 투사 렌즈는 상기 광빔을 상기 디스플레이로 전달하고, 그리고 상기 디스플레이로부터도 전달하도록 구성되는, 프로젝터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이가 결합되는 아이웨어를 더 포함하는, 프로젝터.
  11. 프로젝터의 사용 방법으로서,
    광빔을 생성하는 광원;
    상기 광원을 제어하는 제어기;
    상기 광빔을 변조하여 이미지를 생성하고, 디스플레이 중심을 갖는 디스플레이;
    프리즘 면을 가지며 상기 광원으로부터 상기 디스플레이로 광 광빔을 라우팅하는 프리즘;
    광학 축선을 갖는 투사 렌즈; 및
    상기 프리즘 면에 결합되는 곡면 필드 렌즈
    를 포함하고,
    상기 곡면 필드 렌즈 및 상기 프리즘은 상기 프리즘 면으로부터 상기 광빔을 디센터링하는, 프로젝터의 사용 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 곡선 필드 렌즈는 상기 프리즘 면으로부터 상기 디스플레이로의 상기 광빔의 각도를 조정하여 상기 각도가 상기 프리즘 면에 수직이 되지 않도록 하는, 프로젝터의 사용 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 디스플레이는 상기 광빔에 의해 균일하게 비추어지는, 프로젝터의 사용 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 중심은 투사 렌즈 광학 축선으로부터 거리를 두고 이미지 평면에 포지셔닝되는, 프로젝터의 사용 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 디스플레이 중심은 투사 렌즈 광학 축선으로부터 거리를 두고 이미지 평면에 포지셔닝되는, 프로젝터의 사용 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 프로젝터는 상기 곡면 필드 렌즈의 곡률의 함수인 치수를 갖는 조명부를 구비하는, 프로젝터의 사용 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 프로젝터는 상기 곡면 필드 렌즈의 곡률의 함수인 치수를 갖는 투사 렌즈를 구비하는, 프로젝터의 사용 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 투사 렌즈가 상기 디스플레이에 근접하여 있는, 프로젝터의 사용 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 투사 렌즈는 상기 광빔을 상기 디스플레이로 전달하고, 그리고 상기 디스플레이로부터도 전달하도록 구성되는, 프로젝터의 사용 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 프로젝터는 아이웨어를 포함하고, 상기 디스플레이는 상기 아이웨어에 결합되는, 프로젝터의 사용 방법.
KR1020237033251A 2021-02-28 2022-02-09 필드 렌즈를 구비한 프로젝터 KR20230152724A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/187,823 US11792371B2 (en) 2021-02-28 2021-02-28 Projector with field lens
US17/187,823 2021-02-28
PCT/US2022/015800 WO2022182519A1 (en) 2021-02-28 2022-02-09 Projector with field lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230152724A true KR20230152724A (ko) 2023-11-03

Family

ID=80628558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237033251A KR20230152724A (ko) 2021-02-28 2022-02-09 필드 렌즈를 구비한 프로젝터

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11792371B2 (ko)
EP (1) EP4298473A1 (ko)
KR (1) KR20230152724A (ko)
CN (1) CN117083541A (ko)
WO (1) WO2022182519A1 (ko)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI333592B (en) * 2007-04-19 2010-11-21 Coretronic Corp Projection apparatus
US8210689B2 (en) 2007-12-31 2012-07-03 3M Innovative Properties Company Projection system
WO2009095406A1 (en) 2008-01-28 2009-08-06 Upstream Engineering Oy Double-reverse total-internal-reflection-prism optical engine
US9756300B2 (en) * 2013-11-20 2017-09-05 Texas Instruments Incorporated Compact optical projection apparatus
US9978180B2 (en) * 2016-01-25 2018-05-22 Microsoft Technology Licensing, Llc Frame projection for augmented reality environments
CN109946907A (zh) 2017-12-20 2019-06-28 中强光电股份有限公司 投影装置
CN112805997A (zh) * 2018-06-30 2021-05-14 石井房雄 增强现实（ar）显示器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022182519A1 (en) 2022-09-01
US11792371B2 (en) 2023-10-17
US20220279151A1 (en) 2022-09-01
CN117083541A (zh) 2023-11-17
EP4298473A1 (en) 2024-01-03
US20230412778A1 (en) 2023-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11284058B2 (en) Utilizing dual cameras for continuous camera capture
US11675217B2 (en) Wearable proximity sensing array for the visually impaired
CN116249873A (zh) 具有异步滚动快门相机的护目镜
US11619819B2 (en) Eyewear display for generating an immersive image
US20230252918A1 (en) Eyewear projector brightness control
US11933977B2 (en) Eyewear eye-tracking using optical waveguide
US11982814B2 (en) Segmented illumination display
US11880039B2 (en) Polarized reflective pinhole mirror display
US20230185090A1 (en) Eyewear including a non-uniform push-pull lens set
US11792371B2 (en) Projector with field lens
US20220342222A1 (en) Eyewear having a projector with heat sink shields
US11852500B1 (en) Navigation assistance for the visually impaired
US11860371B1 (en) Eyewear with eye-tracking reflective element
KR20240005959A (ko) 다수의 틴트 영역들을 갖는 아이웨어 전기 변색 렌즈
KR20230162082A (ko) 통합된 안테나를 갖는 프로젝터