(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-31
(54)【発明の名称】大型アイボックスを有する湾曲薄型シースルーライトガイド
(51)【国際特許分類】
G02B 27/02 20060101AFI20241024BHJP
H04N 5/64 20060101ALI20241024BHJP
【FI】
G02B27/02 Z
H04N5/64 511A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024526926
(86)(22)【出願日】2022-11-04
(85)【翻訳文提出日】2024-05-28
(86)【国際出願番号】 US2022048914
(87)【国際公開番号】W WO2023086269
(87)【国際公開日】2023-05-19
(32)【優先日】2021-11-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】502208397
【氏名又は名称】グーグル エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】Google LLC
【住所又は居所原語表記】1600 Amphitheatre Parkway 94043 Mountain View, CA U.S.A.
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】カクマクシ,オザン
【テーマコード(参考)】
2H199
【Fターム(参考)】
2H199CA02
2H199CA12
2H199CA23
2H199CA24
2H199CA25
2H199CA29
2H199CA42
2H199CA45
2H199CA53
2H199CA59
2H199CA65
2H199CA66
2H199CA67
2H199CA68
2H199CA86
2H199CA88
2H199CA92
2H199CA94
(57)【要約】
ディスプレイシステムは、マイクロディスプレイと、マイクロディスプレイからの光をユーザの眼に向けて拡大する湾曲ライトガイドとを含む。ディスプレイシステムは、マイクロディスプレイからの光を湾曲ライトガイドに結合させるための、湾曲ライトガイドよりも厚いインカプラと、ディスプレイ光の2回の跳ね返りを受けて湾曲ライトガイドからディスプレイ光を結合させるための、ある角度で傾けられたアウトカプラとを含み、その結果、大きなアイボックスが得られる。いくつかの実施形態では、湾曲ライトガイドは、サイド画像光が逃げる間隙を有するワールド側表面上の低反射コーティングと、サイド画像光を吸収するレンズ上のサングラスコーティングとを含む。湾曲ライトガイドは、メイン画像の入力偏光を直交する偏光にフリップするための半波長板(HWP)と、サイド画像を暗くするための微弱アナライザとして作用する誘電体ミラーとを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
デバイスであって、
マイクロディスプレイと、
湾曲ライトガイドとを備え、前記湾曲ライトガイドは、前記マイクロディスプレイからのディスプレイ光を受け取り、前記ディスプレイ光を前記湾曲ライトガイドの近位端から前記湾曲ライトガイドの遠位端に透過するように構成され、
前記デバイスは、
前記マイクロディスプレイからの光を前記湾曲ライトガイドに向けるように構成されたインカプラをさらに備え、前記インカプラは、前記湾曲ライトガイドよりも厚くなっており、
前記デバイスは、
前記湾曲ライトガイドの前記遠位端に配置されたアウトカプラをさらに備え、前記アウトカプラは、前記ディスプレイ光の一部を前記湾曲ライトガイドからユーザの眼に向けるように構成され、前記アウトカプラは、前記アウトカプラのワールド側で前記ディスプレイ光の2つの相互作用を受けるように前記湾曲ライトガイドに対してある角度で配置される、デバイス。
【請求項2】
レンズを支えるフレームをさらに備え、前記湾曲ライトガイドの少なくとも一部および前記インカプラの第1の部分は前記レンズ内に配置され、前記インカプラの第2の部分は前記フレーム内に配置される、請求項1に記載のデバイス。
【請求項3】
前記インカプラの前記第1の部分は球状の眼側表面を有し、前記インカプラの前記第2の部分は非球状の眼側表面を有する、請求項2に記載のデバイス。
【請求項4】
前記湾曲ライトガイドは、
低反射コーティングでコーティングされたワールド側表面の第1の部分と、
前記低反射コーティングのない前記ワールド側表面の第2の部分と
を備え、サイド画像光は前記第2の部分に入射する、請求項1~請求項3のいずれかに記載のデバイス。
【請求項5】
前記レンズは偏光コーティングおよび光吸収コーティングのうちの少なくとも1つでコーティングされる、請求項2~請求項4のいずれかに記載のデバイス。
【請求項6】
前記湾曲ライトガイドを透過したディスプレイ光を受け取るための半波長板と、
前記アウトカプラおよび前記湾曲ライトガイドの眼側表面のうちの少なくとも1つに配置された誘電体ミラーと
をさらに備える、請求項1~請求項5のいずれかに記載のデバイス。
【請求項7】
前記半波長板は、前記ディスプレイ光によって生成されるサイド画像の線形偏光を保持しながら、前記ディスプレイ光によって生成されるメイン画像の入力偏光を直交する偏光にフリップするものであり、
前記誘電体ミラーは、前記サイド画像を暗くするものである、請求項6に記載のデバイス。
【請求項8】
方法であって、
マイクロディスプレイからインカプラで受け取った光をレンズ内に配置された湾曲ライトガイドに向けることを含み、前記インカプラは、前記湾曲ライトガイドよりも厚くなっており、
前記方法は、
前記湾曲ライトガイドで前記光を受け取り、前記湾曲ライトガイドの近位端から前記湾曲ライトガイドの遠位端まで前記光を透過することと、
前記湾曲ライトガイドの前記遠位端に配置されたアウトカプラにおいて前記光の一部を、前記湾曲ライトガイドからユーザの眼に向けることと
をさらに含み、前記アウトカプラは、前記アウトカプラのワールド側で前記光の2つの相互作用を受けるように前記湾曲ライトガイドに対してある角度で配置される、方法。
【請求項9】
前記インカプラの第1の部分は球状の眼側表面を有し、前記インカプラの第2の部分は非球状の眼側表面を有する、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記湾曲ライトガイドは、
低反射コーティングでコーティングされたワールド側表面の第1の部分と、
前記低反射コーティングのない前記ワールド側表面の第2の部分と
を備え、サイド画像光は前記第2の部分に入射する、請求項8または請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記レンズは偏光コーティングおよび光吸収コーティングのうちの少なくとも1つでコーティングされる、請求項8~請求項10のいずれかに記載の方法。
【請求項12】
前記湾曲ライトガイドの近位端において前記インカプラで受け取った光を、半波長板を通して誘電体ミラーに向けること
をさらに含む、請求項8~請求項11のいずれかに記載の方法。
【請求項13】
前記誘電体ミラーは、前記アウトカプラおよび前記湾曲ライトガイドの眼側のうちの少なくとも1つに配置される、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記半波長板において、前記光によって生成されるサイド画像の線形偏光を保持しながら、前記光によって生成されるメイン画像の入力偏光を直交する偏光にフリップすることと、
前記誘電体ミラーにおいて前記サイド画像を暗くすることと
をさらに含む、請求項12または請求項13に記載の方法。
【請求項15】
アイウェアディスプレイデバイスであって、
マイクロディスプレイと、
湾曲ライトガイドとを備え、前記湾曲ライトガイドは、前記マイクロディスプレイからのディスプレイ光を受け取り、前記ディスプレイ光を前記湾曲ライトガイドの近位端から半波長板を通って誘電体ミラーへ、前記湾曲ライトガイドの遠位端まで透過するように構成され、
前記アイウェアディスプレイデバイスは、
前記湾曲ライトガイドの前記遠位端に配置されたアウトカプラをさらに備え、前記アウトカプラは、前記ディスプレイ光の一部を前記湾曲ライトガイドからユーザの眼に向けるように構成される、アイウェアディスプレイデバイス。
【請求項16】
前記半波長板は、前記ディスプレイ光によって生成されるサイド画像の線形偏光を保持しながら、前記ディスプレイ光によって生成されるメイン画像の入力偏光を直交する偏光にフリップするものであり、
前記誘電体ミラーは、前記サイド画像を暗くするものである、請求項15に記載のアイウェアディスプレイデバイス。
【請求項17】
ディスプレイ光を発するように構成されたマイクロディスプレイと、
偏光コーティングおよび光吸収コーティングのうちの少なくとも1つでコーティングされたレンズと、
湾曲ライトガイドとを備え、前記湾曲ライトガイドは、前記マイクロディスプレイからのディスプレイ光を受け取り、前記ディスプレイ光を前記湾曲ライトガイドの近位端から前記湾曲ライトガイドの遠位端に透過するように構成され、前記湾曲ライトガイドは、前記レンズ内に配置され、
低反射コーティングでコーティングされたワールド側表面の第1の部分と、
前記低反射コーティングのない前記ワールド側表面の第2の部分と
を含み、サイド画像光は前記第2の部分に入射する、アイウェアディスプレイデバイス。
【請求項18】
前記マイクロディスプレイからのディスプレイ光を前記湾曲ライトガイドに結合するインカプラをさらに備え、前記インカプラは前記湾曲ライトガイドよりも厚くなっており、
前記アイウェアディスプレイデバイスは、
前記湾曲ライトガイドの前記遠位端に配置されたアウトカプラをさらに備え、前記アウトカプラは、前記ディスプレイ光の一部を前記湾曲ライトガイドからユーザの眼に向けるように構成され、前記アウトカプラは、前記アウトカプラのワールド側で前記ディスプレイ光の2つの相互作用を受けるように前記湾曲ライトガイドに対してある角度で配置される、請求項17に記載のアイウェアディスプレイデバイス。
【請求項19】
前記湾曲ライトガイドのワールド側に配置され、メイン画像光の偏光をフリップし、メイン画像光の偏光を保持するための半波長板と、
サイド画像光を暗くするための誘電体ミラーと
をさらに備える、請求項18に記載のアイウェアディスプレイデバイス。
【請求項20】
前記誘電体ミラーは、前記アウトカプラおよび前記湾曲ライトガイドの眼側表面のうちの少なくとも1つに配置される、請求項19に記載のアイウェアディスプレイデバイス。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
背景
ウェアラブル電子アイウェアデバイスは、ディスプレイ画像を拡大し、ユーザの視野(FOV:field of view)に仮想画像を提供する光学系を含む。場合によっては、ウェアラブル電子アイウェアデバイスは、ユーザがレンズまたはシースルーのアイピースを通して外界を見ることを可能にもする。一部のウェアラブル電子アイウェアデバイスは、ニアアイ光学系を組み込んでユーザにコンテンツを表示する。これらのデバイスは時にアイウェアディスプレイと呼ばれる。例えば、従来のアイウェアディスプレイ設計には、従来の眼鏡のような頭部ウェアラブルフレームのテンプルまたはリム領域に位置付けられるマイクロディスプレイ(「ディスプレイ」)が含まれる。ディスプレイは、頭部ウェアラブルディスプレイフレームのレンズに搭載された湾曲ライトガイドなどの光学素子によって、ユーザのFOVに伝達されるコンピュータ生成画像(CGI)などの画像を生成する。したがって、ウェアラブル電子アイウェアディスプレイデバイスは、拡張現実(AR)または複合現実(MR)を実現するためのハードウェアプラットフォームとして機能することができる。拡張現実の様々なモードとして、光学シースルー型拡張現実、ビデオシースルー型拡張現実、または不透明(VR)モードがある。
【0002】
アイウェアディスプレイデバイスにおいてマイクロディスプレイからユーザの眼に透過される光は、一般に、多重反射、屈折、回折、および/または偏光の変化を受け、系内に迷光を生じる可能性がある。アイウェアディスプレイデバイス内の迷光は、画像コントラストを低下させ、視野中にかすみおよびゴースト画像を作り出す可能性がある。アイウェアディスプレイデバイス内の迷光を最小限に抑えることで、ユーザにより楽しめる視聴体験を与えつつ、眼の疲労を軽減する。
【発明の概要】
【0003】
概要
本開示は、拡張型アイボックスを有するアイウェアディスプレイの実施形態、およびアーチファクトを軽減するための技術を説明する。
【0004】
例示の一実施形態では、デバイスは、マイクロディスプレイと、マイクロディスプレイからのディスプレイ光を受け取り、ディスプレイ光を湾曲ライトガイドの近位端から湾曲ライトガイドの遠位端に透過するように構成された、湾曲ライトガイドと、マイクロディスプレイからの光を湾曲ライトガイドに向けるように構成されたインカプラとを含み、インカプラは湾曲ライトガイドよりも厚くなっており、デバイスは、湾曲ライトガイドの遠位端に配置されたアウトカプラをさらに含み、アウトカプラはディスプレイ光の一部を湾曲ライトガイドからユーザの眼に向けるように構成され、アウトカプラは、アウトカプラのワールド側でディスプレイ光の2つの相互作用を受けるように湾曲ライトガイドに対してある角度で配置される。
【0005】
いくつかの実施形態では、デバイスは、レンズを支えるフレームを含み、湾曲ライトガイドの少なくとも一部およびインカプラの第1の部分はレンズ内に配置され、インカプラの第2の部分はフレーム内に配置される。いくつかの実施形態では、インカプラの第1の部分は球状の眼側表面を有し、インカプラの第2の部分は非球状の眼側表面を有する。
【0006】
いくつかの実施形態では、湾曲ライトガイドは、低反射コーティングでコーティングされたワールド側表面の第1の部分と、低反射コーティングのないワールド側表面の第2の部分とを含み、サイド画像光は第2の部分に入射する。いくつかの実施形態では、レンズは偏光コーティングおよび光吸収コーティングのうちの少なくとも1つでコーティングされる。
【0007】
いくつかの実施形態では、デバイスは、湾曲ライトガイドを透過したディスプレイ光を受け取るための半波長板と、アウトカプラおよび湾曲ライトガイドの眼側表面のうちの少なくとも1つに配置された誘電体ミラーとを含む。半波長板は、ディスプレイ光によって生成されるサイド画像の線形偏光を保持しながら、ディスプレイ光によって生成されるメイン画像の入力偏光を直交する偏光にフリップする。誘電体ミラーは、サイド画像を暗くする。
【0008】
別の例示の実施形態は、アイボックスを拡張する方法を説明する。方法は、マイクロディスプレイからインカプラで受け取った光をレンズ内に配置された湾曲ライトガイドに向けることを含み、インカプラは湾曲ライトガイドよりも厚くなっている。方法は、湾曲ライトガイドで光を受け取り、湾曲ライトガイドの近位端から湾曲ライトガイドの遠位端まで光を透過することをさらに含む。方法はまた、湾曲ライトガイドの遠位端に配置されたアウトカプラにおいて光の一部を、湾曲ライトガイドからユーザの眼に向けることを含み、アウトカプラは、アウトカプラのワールド側で光の2つの相互作用を受けるように湾曲ライトガイドに対してある角度で配置される。
【0009】
いくつかの実施形態では、インカプラの第1の部分は球状の眼側表面を有し、インカプラの第2の部分は非球状の眼側表面を有する。いくつかの実施形態では、湾曲ライトガイドは、低反射コーティングでコーティングされたワールド側表面の第1の部分と、低反射コーティングのないワールド側表面の第2の部分とを含み、サイド画像光は第2の部分に入射する。いくつかの実施形態では、レンズは偏光コーティングおよび光吸収コーティングのうちの少なくとも1つでコーティングされる。
【0010】
いくつかの実施形態では、方法は、湾曲ライトガイドの近位端においてインカプラで受け取った光を、半波長板を通して誘電体ミラーに向けることを含む。いくつかの実施形態では、誘電体ミラーは、アウトカプラおよび湾曲ライトガイドの眼側のうちの少なくとも1つに配置される。いくつかの実施形態では、方法は、半波長板において、光によって生成されるサイド画像の線形偏光を保持しながら、光によって生成されるメイン画像の入力偏光を直交する偏光にフリップすることと、誘電体ミラーにおいてサイド画像を暗くすることとを含む。
【0011】
別の例示の実施形態では、アイウェアディスプレイデバイスは、マイクロディスプレイと、マイクロディスプレイからのディスプレイ光を受け取り、ディスプレイ光を湾曲ライトガイドの近位端から半波長板を通って誘電体ミラーへ、湾曲ライトガイドの遠位端まで透過するように構成された、湾曲ライトガイドと、湾曲ライトガイドの遠位端に配置されたアウトカプラとを含み、アウトカプラはディスプレイ光の一部を湾曲ライトガイドからユーザの眼に向けるように構成される。
【0012】
いくつかの実施形態では、半波長板は、ディスプレイ光によって生成されるサイド画像の線形偏光を保持しながら、ディスプレイ光によって生成されるメイン画像の入力偏光を直交する偏光にフリップするものであり、誘電体ミラーは、サイド画像を暗くするものである。
【0013】
別の例示の実施形態では、アイウェアディスプレイデバイスは、ディスプレイ光を発するように構成されたマイクロディスプレイと、偏光コーティングおよび光吸収コーティングのうちの少なくとも1つでコーティングされたレンズと、マイクロディスプレイからのディスプレイ光を受け取り、ディスプレイ光を湾曲ライトガイドの近位端から湾曲ライトガイドの遠位端に透過するように構成された、湾曲ライトガイドとを含む。湾曲ライトガイドはレンズ内に配置され、低反射コーティングでコーティングされたワールド側表面の第1の部分と、低反射コーティングのないワールド側表面の第2の部分とを含み、サイド画像光は第2の部分に入射する。
【0014】
いくつかの実施形態では、アイウェアディスプレイデバイスは、マイクロディスプレイからのディスプレイ光を湾曲ライトガイドに結合するインカプラを含み、インカプラは湾曲ライトガイドよりも厚くなっている。アイウェアディスプレイデバイスはまた、湾曲ライトガイドの遠位端に配置されたアウトカプラを含み、アウトカプラはディスプレイ光の一部を湾曲ライトガイドからユーザの眼に向けるように構成され、アウトカプラは、アウトカプラのワールド側でディスプレイ光の2つの相互作用を受けるように湾曲ライトガイドに対してある角度で配置される。
【0015】
いくつかの実施形態では、アイウェアディスプレイデバイスは、湾曲ライトガイドのワールド側に配置され、メイン画像光の偏光をフリップし、メイン画像光の偏光を保持するための半波長板と、サイド画像光を暗くするための誘電体ミラーとを含む。いくつかの実施形態では、誘電体ミラーは、アウトカプラおよび湾曲ライトガイドの眼側表面のうちの少なくとも1つに配置される。
【0016】
本開示は、添付の図面を参照することにより、よりよく理解され、その多数の特徴および利点が当業者に明らかになるであろう。異なる図面において同一参照符号が使用される場合、類似または同一の項目を示す。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【
図1】いくつかの実施形態による、拡大されたアイボックスを作り出すように構成されたインカプラおよびアウトカプラを含むディスプレイシステムのブロック図である。
【
図2】いくつかの実施形態による、湾曲ライトガイドよりも厚いインカプラと、ディスプレイ光の2回の跳ね返りを受け取るように角度を付けられたアウトカプラとを含む湾曲ライトガイドを示す図である。
【
図3】いくつかの実施形態による、眼鏡フレームによって支えられるディスプレイシステムを示す図である。
【
図4】いくつかの実施形態による、ディスプレイシステムのレンズに対するアイボックスを示す図である。
【
図5】いくつかの実施形態による、ディスプレイ光と湾曲ライトガイドのアウトカプラとの相互作用により可視となり得るサイド画像を示す図である。
【
図6】いくつかの実施形態による、メイン画像光を反射するための低反射コーティングと、サイド画像光が湾曲ライトガイドから逃げて、ディスプレイシステムのレンズ上のサングラスコーティングによって吸収されることを可能にするための低反射コーティング中の間隙との配置を示す図である。
【
図7】いくつかの実施形態による、アーチファクトを軽減するように低反射コーティング中に間隙を有するディスプレイシステムを示す図である。
【
図8】いくつかの実施形態による、湾曲ライトガイドのワールド側におけるメイン画像光とサイド画像光の跳ね返り数の差を示す図である。
【
図9】いくつかの実施形態による、誘電体ミラーコーティングによる偏光スプリットを示す図である。
【
図10】いくつかの実施形態による、半波長板および誘電体ミラーコーティングからのサイド画像を暗くすることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
詳細な説明
アイウェアディスプレイの潜在的なユーザの人口は、鼻形状の分布、耳頂点から耳頂点までの距離の分布、および瞳孔間距離(すなわち、ユーザの瞳孔の中心同士の距離)の分布によって特徴付けられる多様な顔面形状を示す。単一のアイウェアディスプレイデバイスのデザインでは、ウェアラブルデバイスの物理的および形状的な制約をすべて満たしつつ、すべてのユーザに最適な体験を提供する可能性は低い。例えば、ユーザの瞳孔がアイウェアディスプレイデバイスに実装された光学系によって作り出された「アイボックス」内に収まる場合にのみ、ユーザはこのデバイスによって表示された画像の全体を見ることができる。しかしながら、従来のアイウェアディスプレイデバイスは、顔面形状の分布すべてに対して瞳孔の場所を包含しないが比較的小さなアイボックスを作り出す。その結果、すべてのユーザがアイウェアディスプレイに表示された画像を見ることができるわけではない。
【0019】
「アイボックス」という用語は、1つまたは複数の視聴体験基準を満たすために眼の瞳孔が位置付けられる空間内の3次元(3D)ボリュームを指す。視聴体験基準の一例は、ユーザが拡大された仮想画像の4つのエッジを見ることである。この場合、アイボックスは、拡大された仮想画像の4つのエッジを見るようにユーザの瞳孔が位置付けられる空間内の3Dボリュームである。いくつかの実施形態では、電子アイウェアデバイスによって作り出されるアイボックスのボリュームは、瞳孔径、電子アイウェアデバイスによって作り出される発光円錐の角度範囲、一組の基準、および基準の閾値に基づいて評価される。したがって、瞳孔径を大きくするとアイウェアディスプレイのアイボックスが大きくなり、このことは、顔の大きさおよび形状が異なる、より多くの人口の潜在的ユーザがアイウェアディスプレイを使用できることを意味する。
【0020】
現在の平面導波路アーキテクチャには、光学系、製造、厚さ、および処方レンズの制約がある。例えば、光学系はバッテリ寿命、解像度および色の均一性などの画質の課題、ならびにコストによって制限される。加えて、光学系は、光漏れ、レンズの後方反射、回折アーチファクト、およびレンズ内部からの可視構造によって制約される。これまでの湾曲ライトガイド設計は、光学効率約10%を目標としており、光コンバイナ傾斜角が、すべての光線が全内部反射(TIR)を受けるように設計されることを意味していた。しかしながら、すべての光線に対してTIRをもたらす傾斜角では、幾何学的にアイボックスをライトガイドの厚さに制限する。光源が高輝度化(100万nitのオーダー)を実現するに伴い、TIRの対象となる光線の割合は緩和することができる。
【0021】
図1~
図10は、湾曲ライトガイドよりも厚い少なくとも1つのインカプラ、および比較的大きな瞳孔径(すなわち、アイボックス)を実現するべく、ディスプレイ光を湾曲ライトガイドからユーザの眼に向かって結合する前にディスプレイ光の少なくとも2つの相互作用を受けるように、湾曲ライトガイドに対してある角度で配置されたアウトカプラを採用する薄型の湾曲ライトガイドを示す。いくつかの実施形態では、湾曲ライトガイドの厚さは、約4mmである。湾曲ライトガイドは、眼鏡フォームファクタを有するデバイスを含め、多様なアイウェアディスプレイデバイスに実装することができる。一般に、「インカプラ」および「アウトカプラ」という用語は、インカプラまたはアウトカプラに光を透過させ、透過中、設計された光学的機能を光に適用させる透過型格子(例えば、透過型回折格子または透過型ホログラフィック格子)を含むが、これらに限定されない、ある種の光学構造体を指す。いくつかの実施形態では、所与のインカプラまたはアウトカプラは、インカプラまたはアウトカプラに光を反射させ、反射中、設計された光学的機能を光に適用させる反射格子(例えば、反射回折格子または反射ホログラフィック格子)である。いくつかの実施形態では、アウトカプラは自由形状ミラーである。
【0022】
アウトカプラ(時に光コンバイナとも呼ばれる)は、コンバイナの外部からの環境光と、導波路(ライトガイドとも呼ばれる)を介してコンバイナに向けられるマイクロディスプレイから透過される光などの2つの光源を組み合わせる。アイウェアディスプレイデバイス内の光コンバイナは、ニアアイディスプレイと呼ばれることもあり、テキスト、画像、またはビデオコンテンツなどのコンピュータ生成コンテンツを、アイウェアディスプレイを通して見たユーザの環境に重ね合わせてユーザが見えるようにし、拡張現実(AR)体験または複合現実(MR)体験を作り出すことができる。
【0023】
より厚いインカプラは、湾曲ライトガイドと同じ厚さのインカプラで可能な場合よりも、より多くのディスプレイ光を湾曲ライトガイドに結合する。追加的なインカップリングされたディスプレイ光と、ディスプレイ光の2回の跳ね返りを受けるように傾斜したアウトカプラにより、アイボックスは大きくなるが、湾曲ライトガイドを透過するアーチファクト光も加わる。例えば、アイウェアディスプレイ内でマイクロディスプレイから高角度で放射される光によって余計なサイド画像が作り出される。アイウェアディスプレイのライトガイドに結合された高角度の光線は、メイン画像に加えてサイド画像を作り出す。跳ね返りの数に応じて、メイン画像でN回の跳ね返りがあった場合、N+1回およびN-1回の跳ね返りにより、アーチファクト画像(サイド画像とも呼ばれる)が作り出される。サイド画像はユーザのワールドの視界を邪魔し、アイウェアディスプレイの使用感を損なうものである。
【0024】
インカプラをより厚くすることで、メイン画像光とサイド画像光の両方を含むディスプレイ光を湾曲ライトガイドにより多く入射させることができ、メイン画像光とサイド画像光の両方のフットプリントを拡大する。メイン画像光とサイド画像光のそれぞれのフットプリントは、一部のエリアでは重なるが、他のエリアではフットプリントは重ならない。サイド画像を暗くするために、湾曲ライトガイドの表面は、メイン画像光の相互作用(すなわち、跳ね返り)を経験するエリアでは低反射コーティングでコーティングされ、サイド画像光の相互作用を経験するエリアでは低反射コーティングでコーティングされない。このため、メイン画像光は低反射コーティングで反射して湾曲ライトガイド内に留まるが、サイド画像光は低反射コーティング中の間隙を透過して湾曲ライトガイドの外に出る。ディスプレイシステムのレンズは、偏光コーティングまたは光吸収コーティング(すなわち、サングラスコーティング)でコーティングされ、このコーティングは低反射コーティング中の間隙を通って湾曲ライトガイドから逃げるサイド画像光を吸収する。
【0025】
本明細書で説明するいくつかの実施形態は、偏光光源を半波長板(HWP)と組み合わせて利用することで、湾曲ライトガイドにおいてサイド画像を暗くするための技術に関する。メイン画像を生成するためにライトガイド内を進行する光線は、ライトガイド内で偶数回の相互作用(跳ね返り)を受けるが、サイド画像を生成するためにライトガイドを進行する光線は、ライトガイド内で奇数回の跳ね返りを受ける。メイン画像光の跳ね返りは偶数回であり、サイド画像光の跳ね返りは奇数回であるため、HWPはメイン画像の入力偏光を直交する偏光にフリップし、サイド画像の線形偏光を保持する。いくつかの実施形態では、HWPは、ライトガイドの眼側またはワールド側に配置された湾曲HWPである。メイン画像の偏光がフリップされると、ディスプレイ光は、微弱なアナライザとして作用してサイド画像を1桁暗くする誘電体ミラーに向けられる。メイン画像の偏光は、輝度を高くするためにs偏光に、サイド画像では画像を暗くするためにp偏光に揃えられる。
【0026】
図1は、いくつかの実施形態による、拡大されたアイボックスを作り出すように構成されたインカプラおよびアウトカプラを含む、例示のアイウェアディスプレイシステム100を示す。アイウェアディスプレイシステム100は、プロジェクタ(例えば、レーザプロジェクタ、マイクロLEDプロジェクタ、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)プロジェクタなど)を収容するアーム104を含む支持構造102を有する。プロジェクタは、湾曲ライトガイドを介してユーザの眼に向かって画像を投影するように構成されており、そのことにより、ユーザは、投影された画像がレンズ要素108、110の一方または両方においてディスプレイの視野(FOV)エリア106に表示されていると認識する。描かれている実施形態では、アイウェアディスプレイシステム100は、支持構造102がユーザの頭部に装着されるように構成され、眼鏡(例えば、サングラス)フレームの一般的な形状および外観(つまり、フォームファクタ)を有するWHUDの形態のニアアイディスプレイシステムである。
【0027】
支持構造102は、プロジェクタおよび湾曲ライトガイドなど、そのような画像をユーザの眼に向けて投影することを容易にするための様々な構成要素を収容する、または含む。いくつかの実施形態では、支持構造102は、1つまたは複数の前方カメラ、後方カメラ、他の光センサ、モーションセンサ、加速度計などの様々なセンサをさらに含む。いくつかの実施形態では、支持構造102は、1つまたは複数の高周波(RF)インターフェース、またはBluetooth(商標)インターフェース、WiFiインターフェースなどの他の無線インターフェースを含む。さらに、いくつかの実施形態では、支持構造102は、アイウェアディスプレイシステム100の電気的な構成要素に電力を供給するための1つまたは複数のバッテリまたは他のポータブル電源をさらに含む。いくつかの実施形態では、アイウェアディスプレイシステム100のこれらの構成要素の一部またはすべては、支持構造102の領域112内のアーム104内など、支持構造102の内側ボリューム内に完全にまたは部分的に収容される。例示のフォームファクタが描かれているが、他の実施形態では、アイウェアディスプレイシステム100は、
図1に描かれている眼鏡フレームとは異なる形状および外観を有していてもよいことが理解されることに留意されたい。本明細書において「または」という用語の存在は、特に断りのない限り、「または」の非排他的な定義を指すものと理解されたい。例えば、本明細書において「XまたはY」という言い回しは、「XまたはYのいずれか、あるいは両方」を意味する。
【0028】
レンズ要素108、110の一方または両方は、アイウェアディスプレイシステム100によって使用され、レンダリングされたグラフィカルコンテンツを、レンズ要素108、110を通してユーザによって知覚される現実世界のビューの上に重ね合わせるか、または他のやり方で現実世界のビューと併せて提供することができる拡張現実(AR)ディスプレイを実現する。例えば、様々な実施形態によれば、アイウェアディスプレイシステム100の投影システムは、光を使用して、投影システム、対応するレンズ要素108または110に少なくとも部分的に形成された湾曲ライトガイド、および1つまたは複数の光学素子(例えば、プロジェクタと湾曲ライトガイドとの間に配置された、または湾曲ライトガイドと一体化された、1つもしくは複数のスキャンミラー、1つもしくは複数の光リレー、または1つもしくは複数のコリメーションレンズ)のプロジェクタを介してディスプレイ光をユーザの眼に投影することによって、認識可能な画像または一連の画像を形成する。
【0029】
レンズ要素108、110の一方または両方は、湾曲ライトガイドのインカプラが受け取ったディスプレイ光を湾曲ライトガイドのアウトカプラにルーティングする湾曲ライトガイドの少なくとも一部を含み、アイウェアディスプレイシステム100のユーザの眼に向けてディスプレイ光を出力する。ディスプレイ光は、ユーザがディスプレイ光を画像として認識するように変調され、ユーザの眼に投影される。加えて、レンズ要素108、110の各々は、画像が現実世界環境の少なくとも一部の上に重ね合わされて見えるように、ユーザの現実世界環境の視野を提供するために、ユーザがレンズ要素を透かし見ることができるよう十分に透明である。
【0030】
いくつかの実施形態では、ディスプレイ100の投影システムのプロジェクタは、デジタル光処理ベースのプロジェクタ、走査レーザプロジェクタ、またはレーザもしくは1つもしくは複数の発光ダイオード(LED)などの変調光源と、1つもしくは複数の動的スキャナ、反射パネル、もしくはデジタル光プロセッサ(DLP)などの動的反射器機構との任意の組み合わせである。いくつかの実施形態では、プロジェクタは、マイクロLEDディスプレイパネル(例えば、マイクロAMOLEDディスプレイパネル、またはマイクロ無機LED(i-LED)ディスプレイパネル)またはマイクロ液晶ディスプレイ(LCD)ディスプレイパネル(例えば、低温ポリシリコン(LTPS)LCDディスプレイパネル、高温ポリシリコン(HTPS)LCDディスプレイパネル、またはIn-Planeスイッチング(IPS)LCDディスプレイパネル)などのマイクロディスプレイパネルを含む。いくつかの実施形態では、プロジェクタはLCOS(Liquid Crystal on Silicon)ディスプレイパネルを含む。いくつかの実施形態では、プロジェクタのディスプレイパネルは、光(表示用の画像または画像の一部を表す)をプロジェクタのライトガイドに出力するように構成される。湾曲ライトガイドはディスプレイ光を拡張し、アウトカプラを介してディスプレイ光をユーザの眼に向けて出力する。
【0031】
プロジェクタは、コントローラと、コントローラによって実行されるとコントローラにプロジェクタの動作を制御させるプロセッサ実行可能命令およびその他のデータを記憶する非一時的なプロセッサ可読記憶媒体またはメモリとに通信可能に結合される。いくつかの実施形態では、コントローラは、FOVエリア106の場所およびサイズを選択的に設定するようにプロジェクタを制御する。いくつかの実施形態では、コントローラは、アイウェアディスプレイシステム100に表示されるコンテンツを生成する1つまたは複数のプロセッサ(図示せず)に通信可能に結合される。プロジェクタは、湾曲ライトガイドを介してアイウェアディスプレイシステム100のFOVエリア106に向けてディスプレイ光を出力する。いくつかの実施形態では、湾曲ライトガイドのアウトカプラの少なくとも一部は、FOVエリア106に重なる。本明細書では、ディスプレイを見ることができる様々なユーザの眼の位置の範囲は、ディスプレイのアイボックスと呼ばれる。
【0032】
アイウェアディスプレイシステム100のアイボックスを拡大するために、インカプラは湾曲ライトガイドよりも厚く、アウトカプラは湾曲ライトガイドに対して傾斜しており、ディスプレイ光が湾曲ライトガイドから外に向けられる前にディスプレイ光の2回以上の相互作用(跳ね返り)を受けるようになっている。より厚いインカプラおよび複数のアウトカプラ光の跳ね返りによってもたらされるサイド画像を暗くするために、アイウェアディスプレイシステム100は、1つまたは複数のアーチファクト軽減技術を採用する。
【0033】
第1のアーチファクト軽減技術によれば、アイウェアディスプレイシステム100は、レンズ上のサングラスコーティングと、メイン画像光の相互作用(跳ね返り)を受ける湾曲ライトガイドの部分上の低反射コーティングと、サイド画像光の相互作用を受ける湾曲ライトガイドの1つまたは複数の部分上の低反射コーティングの間隙とを含む。メイン画像光は低反射コーティングで反射されて湾曲ライトガイド内に留まるが、サイド画像光は低反射コーティングの間隙から、サイド画像光を吸収するためのレンズ上のグラスコーティングに逃げる。
【0034】
第2のアーチファクト軽減技術によれば、アイウェアディスプレイシステム100は、偏光光源と、湾曲ライトガイドの一方の側(ワールド側または眼側のいずれか)に沿って配置された半波長板(HWP)と、誘電体ミラーとを含む。メイン画像は湾曲ライトガイドのワールド側で奇数回跳ね返り、サイド画像は湾曲ライトガイドのワールド側で偶数回跳ね返るので、HWPはメイン画像の入力偏光を直交する偏光にフリップし、サイド画像の線形偏光を保持する。そして誘電体ミラーの偏光スプリットは、サイド画像を1桁暗くするための微弱なアナライザとして作用する。
【0035】
図2は、ワールド側表面208および眼側表面210を有する薄い湾曲ライトガイド206を含むディスプレイシステム200の一実施形態を示す。湾曲ライトガイド206は、近位端でマイクロディスプレイ202からディスプレイ光214を受け取り、湾曲ライトガイド206を通ってディスプレイ光214を、全内部反射を介して遠位端にアウトカプラ212まで透過するように構成され、このアウトカプラ212は湾曲ライトガイド206からのディスプレイ光214をユーザの眼216に結合する。ディスプレイシステム200は、マイクロディスプレイ202からのディスプレイ光214を湾曲ライトガイド206に向けるように構成された、湾曲ライトガイド206よりも厚いインカプラ204と、アウトカプラ212がディスプレイ光214の2回の跳ね返りを受けるような角度で湾曲ライトガイド206に対して傾斜しているアウトカプラ212とを含む。
【0036】
ディスプレイシステム200のマイクロディスプレイ202は、ディスプレイ表面にほぼ垂直に中心合わせされ、全幅に画像を発光する。瞳孔で評価すると、ラグランジュの不変量は25単位となる。
【0037】
【0038】
したがって、2.5mmハーフハイトのディスプレイ光源では、10度のハーフ発光円錐がこのラグランジュの不変量要件を満たすことになる。これはマイルドな発光円錐であり、十分な輝度を持つほとんどの光源はランバーティアンで、円錐角度要件を簡単に満たす。厚いインカプラ204は、湾曲ライトガイド206の厚さに制限されるインカプラよりも、マイクロディスプレイ202から発せられるディスプレイ光の大部分を受け取り、そのため、より多くのディスプレイ光を湾曲ライトガイド206に結合する。同様に、アウトカプラ212を傾けてディスプレイ光214の跳ね返りを2回以上受け取ることにより、アウトカプラ212は、ディスプレイ光214の跳ね返りを1回だけ受け取るアウトカプラよりも大きなアイボックスに湾曲ライトガイド206からのディスプレイ光を結合する。アウトカプラ212における追加的な跳ね返りは、ディスプレイ光214の追加的な損失をもたらすが、より多くのディスプレイ光214を発するマイクロディスプレイ202の出現は、アウトカプラ212におけるディスプレイ光214の追加的な損失を軽減する。
【0039】
図3は、湾曲ライトガイド206を収容するように構成された眼鏡フレーム300を示している。いくつかの実施形態では、眼鏡フレーム300は、湾曲ライトガイド206の少なくとも一部を含むレンズ304を支える。図示される例では、インカプラ204の少なくとも一部および湾曲ライトガイド206の一部は、眼鏡フレーム300のタブ部分302の内側にある。眼鏡フレーム300のタブ部分302は、インカプラ204の厚みを曖昧にし、ディスプレイシステム100の美観が厚いインカプラ204によって悪影響を受けないようにしている。加えて、タブ部分302は、いくつかの実施形態では、アーチファクトを軽減するためにブラックニングが起こり得る場所のガイドラインを提供する。標準的な70mmの眼科用パック寸法306も重ねて図示されている。いくつかの実施形態では、「タブ」302はエッジャで実現される。アーチファクト軽減手法には、コーティング、開口部、ブラックニング、マイクロディスプレイの発光円錐の調整、マイクロディスプレイの傾きの調整、インカプラ形状の調整、およびアウトカプラ形状の調整などがある。
【0040】
いくつかの実施形態では、インカプラ204は、レンズ304内で支えられる球状の眼側表面部分と、眼鏡フレーム300のタブ部分302内で支えられる非球状の眼側表面部分とを含む。いくつかの実施形態では、レンズ304は、アーチファクト光を暗くする偏光子または吸収体として作用するサングラスコーティングでコーティングされる。
【0041】
図4は、アイウェアディスプレイの瞳孔径402を示す。
図400では、湾曲ライトガイド(図示せず)はレンズ304内に配置されている。マイクロディスプレイ202は眼鏡フレーム(図示せず)内に収容され、厚いインカプラ204はマイクロディスプレイ202からのディスプレイ光を湾曲ライトガイドに結合し、瞳孔径402内にディスプレイを作り出す。瞳孔径402を大きくするとアイウェアディスプレイのアイボックスが大きくなり、そのことにより、より広範な顔の大きさおよび形状を持つ、より多くの人口の潜在的ユーザがアイウェアディスプレイを使用できる。
図404は、レンズ304よりも厚く、したがってレンズ304内に配置された湾曲ライトガイドよりも必然的に厚いインカプラ204の厚さを示す。
【0042】
図5は、軽減技術がない場合に、アウトカプラ212を通るディスプレイ光の透過が、湾曲ライトガイド206からの3つのサイド画像によって引き起こされるアーチファクトをどのように引き起こすかを示している。
図500では、ディスプレイ光214は、湾曲ライトガイド206を通ってアウトカプラ212に透過され、このアウトカプラ212は、湾曲ライトガイド206の眼側表面210からディスプレイ光214を外に向ける前にディスプレイ光214の2回の跳ね返りを受けるようにある角度で傾けられている。
図510では、メイン画像520は左から3番目の画像であり、格子パターンとして表示される。メイン画像の左側の2つのサイド画像512、514は、アウトカプラ212を透過したディスプレイ光によるアーチファクトである。メイン画像520の右側のサイド画像516は、コンバイナの眼に面した側の跳ね返りにより引き起こされたアーチファクトである。
【0043】
図6は、メイン画像光を反射するために湾曲ライトガイド206のワールド側表面208に低反射コーティング606を配置し、サイド画像光を湾曲ライトガイド206から逃がすように低反射コーティング606に間隙604を配置することを示す
図600である。低反射コーティング606中の間隙604を通って逃げるサイド画像光は、いくつかの実施形態によるディスプレイシステム100のレンズ304上のサングラスコーティング608によって吸収される。
【0044】
偏光されたディスプレイ光602は、厚いインカプラ(図示せず)を介して湾曲ライトガイド206に入力される。偏光されたディスプレイ光602は、メイン画像520の光と、サイド画像512、514、516などのサイド画像の光とを含む。メイン画像光とサイド画像光は、重ならないエリアを持つ別々のフットプリントを持っている。低反射コーティング606により、入射光は湾曲ライトガイド206内で反射され、ユーザの眼216に向けられる。間隙604を低反射コーティング606中、湾曲ライトガイド206のワールド側208にサイド画像光のみが入射する(メイン画像光は入射しない)場所に配置することにより、ディスプレイシステム100は、間隙604において湾曲ライトガイド206のワールド側表面208に入射したサイド画像光を、間隙604を介して湾曲ライトガイド206の外に透過させることができる。サングラスコーティング608は、間隙604を通って逃げるサイド画像光を吸収する。
【0045】
図7は、サイド画像光がライトガイドから逃げてレンズ304上の光吸収コーティングまたは偏光コーティングによって暗くされる間隙604の配置の
図700を示す。図示される例では、マイクロディスプレイ202は、厚いインカプラ204に向かってディスプレイ光を発する。厚いインカプラ204は、ディスプレイ光214を湾曲ライトガイド(図示せず)に結合する。領域702は、メイン画像光の跳ね返り場所を示し、領域704は、サイド画像光が湾曲ライトガイド206のワールド側208で跳ね返りを経験するが、メイン画像光が跳ね返りを経験しないエリアを示す。領域702は低反射コーティングでコーティングされているが、領域704は低反射コーティングでコーティングされていない。そのため、間隙604は領域704内にある。
【0046】
サイド画像光は間隙604を通って湾曲ライトガイドから逃げ、レンズ304上のサングラスコーティング(図示せず)によって吸収される。メイン画像光は、低反射コーティングに対し全内部反射を経験し、メイン画像光がアウトカプラ212(図示せず)を介して湾曲ライトガイドからユーザの眼216に対して向けられるまで、湾曲ライトガイド206内に留まる。
【0047】
さらなるアーチファクト軽減技術は、メイン画像光とサイド画像光が経験するワールド側跳ね返りの数の違いを利用して、サイド画像をさらに暗くする。
図8は、左サイド画像802、メイン画像804、および右サイド画像806が経験する湾曲ライトガイドのワールドに面した側での跳ね返りの回数を示している。図示される例では、左サイド画像802と右サイド画像806の両方は、湾曲ライトガイド206のワールド側208で偶数回の跳ね返りを受け、左サイド画像802は2回の跳ね返りを受け、そして右サイド画像806は4回の跳ね返りを受ける。それとは対照的に、メイン画像804は、湾曲ライトガイド206のワールド側208上で奇数回(図示される例では3回)の跳ね返りを受ける。
【0048】
メイン画像804を保持しながらサイド画像802、806を暗くすることを容易にするために、湾曲ライトガイド206は誘電体ミラー810と併せて半波長板(HWP)808を含む。HWP808は、サイド画像802、806の線形偏光を保持しながら、メイン画像804の入力偏光を直交する偏光にフリップする。いくつかの実施形態では、HWP808は湾曲ライトガイド206のワールド側208の曲線に沿っている。いくつかの実施形態では、HWP808は、湾曲ライトガイド206のワールド側208上のフィルムである。
【0049】
誘電体ミラー810の偏光スプリットは、サイド画像802、806を1桁暗くするための微弱なアナライザとして作用する。いくつかの実施形態では、誘電体ミラー810は約1:4のコントラストを与える。いくつかの実施形態では、メイン画像の偏光は、輝度を高くするためにs偏光となるように、サイド画像では画像を暗くするためにp偏光となるように揃えられる。誘電体ミラー810は、湾曲ライトガイド206のアウトカプラ212および眼側210のうちの少なくとも1つに位置付けられる。
【0050】
図9は、誘電体ミラー810の偏光スプリットを示すグラフ900である。図示される例では、誘電体ミラー810は、nb2o5とsi02の交互層を約1:4でコーティングした7層偏光スプリット誘電体ミラーコーティングである。x軸は波長をナノメートル単位で、y軸は反射率を%で示す。実線曲線906はp-反射率、破線曲線902はs-反射率を示す。
【0051】
したがって、誘電体ミラー810はs偏光された光よりもp偏光された光を多く反射する。ディスプレイ光602がp偏光を有する場合、HWP808は、湾曲ライトガイド206のワールド側表面208に対するメイン画像光の跳ね返りが奇数回であるため、メイン画像光をs偏光にフリップし、湾曲ライトガイド206のワールド側表面208に対するサイド画像光の跳ね返りが偶数回であるため、サイド画像光のp偏光を保持する。湾曲ライトガイド206の眼側210およびアウトカプラ212上の誘電体ミラー810は、サイド画像光よりもメイン画像光を多く反射し、それによりサイド画像802、806をさらに暗くする。
【0052】
図10は、ベースラインの左サイド画像、メイン画像、および右サイド画像に対する対数輝度1000と、いくつかの実施形態のHWP808および誘電体ミラー810から得られる暗くされたサイド画像に対する対数輝度1002とを示す。
図10に示すように、約100milの光線では、サイド画像はベースラインと比較して1桁暗くなる。
【0053】
いくつかの実施形態では、上述した技術のとある態様は、ソフトウェアを実行する処理システムの1つまたは複数のプロセッサによって実施され得る。ソフトウェアは、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に記憶された、または他のやり方で非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に有形に具体化された実行可能命令の1つまたは複数のセットを含む。ソフトウェアは、1つまたは複数のプロセッサによって実行されると、1つまたは複数のプロセッサを操作して、上述の技術の1つまたは複数の態様を実行する命令およびある種のデータを含むことができる。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、例えば、磁気ディスクもしくは光ディスク記憶デバイス、フラッシュメモリなどのソリッドステート記憶デバイス、キャッシュ、ランダムアクセスメモリ(RAM)または他の1つもしくは複数の不揮発性メモリデバイスなどを含むことができる。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に記憶される実行可能命令は、ソースコード、アセンブリ言語コード、オブジェクトコード、または1つもしくは複数のプロセッサによって解釈される、もしくは他のやり方で実行可能な他の命令形式であってもよい。
【0054】
コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータシステムに命令および/またはデータを提供するために使用中にコンピュータシステムによってアクセス可能な任意の記憶媒体、または記憶媒体の組み合わせを含むことができる。このような記憶媒体としては、光学媒体(例えば、コンパクトディスク(CD)、デジタルバーサタイルディスク(DVD)、ブルーレイディスク)、磁気媒体(例えば、フロッピーディスク、磁気テープ、または磁気ハードドライブ)、揮発性メモリ(例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)またはキャッシュ)、不揮発性メモリ(例えば、読み取り専用メモリ(ROM)またはフラッシュメモリ)、または微小電気機械システム(MEMS)ベースの記憶媒体を挙げることができるが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピューティングシステムに埋め込まれていてもよいし(例えば、システムRAMまたはROM)、コンピューティングシステムに固定的に取り付けられていてもよいし(例えば、磁気ハードドライブ)、コンピューティングシステムに取り外し可能に取り付けられていてもよいし(例えば、光ディスクまたはユニバーサルシリアルバス(USB)ベースのフラッシュメモリ)、有線または無線ネットワークを介してコンピュータシステムに結合されていてもよい(例えば、ネットワークアクセス可能ストレージ(NAS))。
【0055】
一般的な説明で上述した行為または要素のすべてが必要とされるわけではなく、特定の行為またはデバイスの一部が必要とされない場合もあり、また、説明したものに加えて、1つまたは複数のさらなる行為が実行されてもよいし、要素が含まれてもよいことに留意されたい。さらに言えば、行為が列挙される順序は、必ずしも実行される順序ではない。また、特定の実施形態を参照して概念を説明してきた。しかしながら、当業者であれば、以下の特許請求の範囲に記載される本開示の範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を行うことができることを理解するものである。したがって、本明細書および図面は、制限的な意味ではなく例示的な意味で見なされるべきであり、そのような修正はすべて本開示の範囲内に含まれることが意図されている。
【0056】
以上、特定の実施形態に関して、利益、その他の利点、および問題に対する解決策を説明した。しかしながら、利益、利点、問題に対する解決策、および利益、利点、または解決策を発生させるか、またはより顕著にさせる可能性のあるあらゆる特徴は、いずれかまたはすべての特許請求の範囲の重要な特徴、必要とされる特徴、または本質的な特徴として解釈されるものではない。その上、開示される主題は、本明細書の教示の利益を得る当業者に明らかな、異なるが等価な様式で修正および実践され得るので、上記に開示された特定の実施形態は例示に過ぎない。以下の特許請求の範囲に記載されている以外の、本明細書に示されている構造または設計の詳細については、いかなる制限も意図されていない。したがって、上記に開示された特定の実施形態は、改変または修正が可能であり、そのようなすべての変形は、開示される主題の範囲内にあると考えられることは明らかである。したがって、本明細書で求める保護は、以下の特許請求の範囲に記載されている通りである。
【手続補正書】
【提出日】2024-08-08
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
デバイスであって、
マイクロディスプレイと、
湾曲ライトガイドとを備え、前記湾曲ライトガイドは、前記マイクロディスプレイからのディスプレイ光を受け取り、前記ディスプレイ光を前記湾曲ライトガイドの近位端から前記湾曲ライトガイドの遠位端に透過するように構成され、
前記デバイスは、
前記マイクロディスプレイからの光を前記湾曲ライトガイドに向けるように構成されたインカプラをさらに備え、前記インカプラは、前記湾曲ライトガイドよりも厚くなっており、
前記デバイスは、
前記湾曲ライトガイドの前記遠位端に配置されたアウトカプラをさらに備え、前記アウトカプラは、前記ディスプレイ光の一部を前記湾曲ライトガイドからユーザの眼に向けるように構成され、前記アウトカプラは、前記アウトカプラのワールド側で前記ディスプレイ光の2つの相互作用を受けるように前記湾曲ライトガイドに対してある角度で配置される、デバイス。
【請求項2】
レンズを支えるフレームをさらに備え、前記湾曲ライトガイドの少なくとも一部および前記インカプラの第1の部分は前記レンズ内に配置され、前記インカプラの第2の部分は前記フレーム内に配置される、請求項1に記載のデバイス。
【請求項3】
前記インカプラの前記第1の部分は球状の眼側表面を有し、前記インカプラの前記第2の部分は非球状の眼側表面を有する、請求項2に記載のデバイス。
【請求項4】
前記湾曲ライトガイドは、
低反射コーティングでコーティングされたワールド側表面の第1の部分と、
前記低反射コーティングのない前記ワールド側表面の第2の部分と
を備え、サイド画像光は前記第2の部分に入射する、請求項
1に記載のデバイス。
【請求項5】
前記レンズは偏光コーティングおよび光吸収コーティングのうちの少なくとも1つでコーティングされる、請求項
2に記載のデバイス。
【請求項6】
前記湾曲ライトガイドを透過したディスプレイ光を受け取るための半波長板と、
前記アウトカプラおよび前記湾曲ライトガイドの眼側表面のうちの少なくとも1つに配置された誘電体ミラーと
をさらに備える、請求項1~請求項5のいずれかに記載のデバイス。
【請求項7】
前記半波長板は、前記ディスプレイ光によって生成されるサイド画像の線形偏光を保持しながら、前記ディスプレイ光によって生成されるメイン画像の入力偏光を直交する偏光にフリップするものであり、
前記誘電体ミラーは、前記サイド画像を暗くするものである、請求項6に記載のデバイス。
【請求項8】
方法であって、
マイクロディスプレイからインカプラで受け取った光をレンズ内に配置された湾曲ライトガイドに向けることを含み、前記インカプラは、前記湾曲ライトガイドよりも厚くなっており、
前記方法は、
前記湾曲ライトガイドで前記光を受け取り、前記湾曲ライトガイドの近位端から前記湾曲ライトガイドの遠位端まで前記光を透過することと、
前記湾曲ライトガイドの前記遠位端に配置されたアウトカプラにおいて前記光の一部を、前記湾曲ライトガイドからユーザの眼に向けることと
をさらに含み、前記アウトカプラは、前記アウトカプラのワールド側で前記光の2つの相互作用を受けるように前記湾曲ライトガイドに対してある角度で配置される、方法。
【請求項9】
前記インカプラの第1の部分は球状の眼側表面を有し、前記インカプラの第2の部分は非球状の眼側表面を有する、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記湾曲ライトガイドは、
低反射コーティングでコーティングされたワールド側表面の第1の部分と、
前記低反射コーティングのない前記ワールド側表面の第2の部分と
を備え、サイド画像光は前記第2の部分に入射する、請求項8または請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記レンズは偏光コーティングおよび光吸収コーティングのうちの少なくとも1つでコーティングされる、請求項
8に記載の方法。
【請求項12】
前記湾曲ライトガイドの近位端において前記インカプラで受け取った光を、半波長板を通して誘電体ミラーに向けること
をさらに含む、請求項
8に記載の方法。
【請求項13】
前記誘電体ミラーは、前記アウトカプラおよび前記湾曲ライトガイドの眼側のうちの少なくとも1つに配置される、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記半波長板において、前記光によって生成されるサイド画像の線形偏光を保持しながら、前記光によって生成されるメイン画像の入力偏光を直交する偏光にフリップすることと、
前記誘電体ミラーにおいて前記サイド画像を暗くすることと
をさらに含む、請求項12または請求項13に記載の方法。
【請求項15】
アイウェアディスプレイデバイスであって、
マイクロディスプレイと、
湾曲ライトガイドとを備え、前記湾曲ライトガイドは、前記マイクロディスプレイからのディスプレイ光を受け取り、前記ディスプレイ光を前記湾曲ライトガイドの近位端から半波長板を通って誘電体ミラーへ、前記湾曲ライトガイドの遠位端まで透過するように構成され、
前記アイウェアディスプレイデバイスは、
前記湾曲ライトガイドの前記遠位端に配置されたアウトカプラをさらに備え、前記アウトカプラは、前記ディスプレイ光の一部を前記湾曲ライトガイドからユーザの眼に向けるように構成される、アイウェアディスプレイデバイス。
【請求項16】
前記半波長板は、前記ディスプレイ光によって生成されるサイド画像の線形偏光を保持しながら、前記ディスプレイ光によって生成されるメイン画像の入力偏光を直交する偏光にフリップするものであり、
前記誘電体ミラーは、前記サイド画像を暗くするものである、請求項15に記載のアイウェアディスプレイデバイス。
【請求項17】
ディスプレイ光を発するように構成されたマイクロディスプレイと、
偏光コーティングおよび光吸収コーティングのうちの少なくとも1つでコーティングされたレンズと、
湾曲ライトガイドとを備え、前記湾曲ライトガイドは、前記マイクロディスプレイからのディスプレイ光を受け取り、前記ディスプレイ光を前記湾曲ライトガイドの近位端から前記湾曲ライトガイドの遠位端に透過するように構成され、前記湾曲ライトガイドは、前記レンズ内に配置され、
低反射コーティングでコーティングされたワールド側表面の第1の部分と、
前記低反射コーティングのない前記ワールド側表面の第2の部分と
を含み、サイド画像光は前記第2の部分に入射する、アイウェアディスプレイデバイス。
【請求項18】
前記マイクロディスプレイからのディスプレイ光を前記湾曲ライトガイドに結合するインカプラをさらに備え、前記インカプラは前記湾曲ライトガイドよりも厚くなっており、
前記アイウェアディスプレイデバイスは、
前記湾曲ライトガイドの前記遠位端に配置されたアウトカプラをさらに備え、前記アウトカプラは、前記ディスプレイ光の一部を前記湾曲ライトガイドからユーザの眼に向けるように構成され、前記アウトカプラは、前記アウトカプラのワールド側で前記ディスプレイ光の2つの相互作用を受けるように前記湾曲ライトガイドに対してある角度で配置される、請求項17に記載のアイウェアディスプレイデバイス。
【請求項19】
前記湾曲ライトガイドのワールド側に配置され、メイン画像光の偏光をフリップし、メイン画像光の偏光を保持するための半波長板と、
サイド画像光を暗くするための誘電体ミラーと
をさらに備える、請求項18に記載のアイウェアディスプレイデバイス。
【請求項20】
前記誘電体ミラーは、前記アウトカプラおよび前記湾曲ライトガイドの眼側表面のうちの少なくとも1つに配置される、請求項19に記載のアイウェアディスプレイデバイス。
【国際調査報告】