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JP-2026077711-A - 選択的照明を含む光学システム

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Abstract

【課題】ニアアイディスプレイシステムなどの光学システムは、典型的には、画像品質の低減をもたらす潜在的な収差につながる可能性のある方法でユーザの眼を照明する。 【解決手段】 実施形態では、少なくとも１つのプロセッサを含む装置が開示される。少なくとも１つのプロセッサは、アイモーションボックスに対する眼の瞳孔の場所に少なくとも部分的に基づいて、複数の光源から光源を選択するように構成されている。選択された光源は、光ビームで瞳孔の場所に対応するアイモーションボックスの部分を照明するように構成されている。少なくとも１つのプロセッサは、選択された光源を活性化して、アイモーションボックスの部分を照明するように更に構成されている。 【選択図】図１

Inventors

  • シモン・グレイバーニク
  • ツィオン・アイゼンフェルト

Assignees

  • ルーマス リミテッド

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20260209
Priority Date
20201206

Claims (20)

  1. 少なくとも１つのプロセッサを備える装置であって、前記少なくとも１つのプロセッサが、 アイモーションボックスに対する眼の瞳孔の場所に少なくとも部分的に基づいて、複数の光源から光源を選択することであって、前記選択された光源が、光ビームで前記瞳孔の前記場所に対応する前記アイモーションボックスの部分を照明するように構成されている、選択することと、 前記選択された光源を活性化して、前記アイモーションボックスの前記部分を照明することと、を行うように構成されている、装置。
  2. 前記選択された光源が、前記光ビームで前記瞳孔の部分のみに対応する前記アイモーションボックスの前記部分を照明するように構成されている、請求項１に記載の装置。
  3. 前記少なくとも１つのプロセッサが、 前記選択された光源に少なくとも部分的に基づいて、前記光ビームに適用される歪みを判定することと、 前記判定された歪みに少なくとも部分的に基づいて、前記光ビームの修正を引き起こすことと、を行うように構成されている、請求項１に記載の装置。
  4. 前記選択された光源に少なくとも部分的に基づいて、前記光ビームに適用される前記歪みを判定することが、コリメータによって誘導される収差のための前記光ビームへの補正を判定することを含む、請求項３に記載の装置。
  5. 前記判定された歪みに少なくとも部分的に基づいて、前記光ビームの前記修正を引き起こすことが、前記判定された歪みに少なくとも部分的に基づいて、空間光変調器に前記光ビームを修正させることを含む、請求項３に記載の装置。
  6. 前記光ビームが、カップリングアウト配置の複数の要素に少なくとも部分的に基づいて、前記アイモーションボックスの前記部分を照明し、前記要素の各々の反射率及び強度のうちの少なくとも１つが、少なくとも２つの状態の間で選択的に調整可能であり、 前記少なくとも１つのプロセッサが、 前記選択された光源に少なくとも部分的に基づいて、前記複数の要素のうちの所与の要素の標的状態を判定することと、 前記所与の要素を前記標的状態に設定させることと、を行うように更に構成されている、請求項１に記載の装置。
  7. 前記光源が、第１の光源であり、 前記少なくとも１つのプロセッサが、前記複数の光源のうちの第２の光源を選択するように構成されており、前記第２の光源が、前記アイモーションボックスの前記部分を照明するように構成されている、請求項１に記載の装置。
  8. 方法であって、 アイモーションボックスに対する眼の瞳孔の場所に少なくとも部分的に基づいて、複数の光源から光源を選択することであって、前記選択された光源が、光ビームで前記瞳孔の前記場所に対応する前記アイモーションボックスの部分を照明するように構成されている、選択することと、 前記選択された光源を活性化して、前記アイモーションボックスの前記部分を照明することと、を含む、方法。
  9. 前記選択された光源が、前記光ビームで前記瞳孔の部分のみに対応する前記アイモーションボックスの前記部分を照明するように構成されている、請求項８に記載の方法。
  10. 前記選択された光源に少なくとも部分的に基づいて、前記光ビームに適用される歪みを判定することと、 前記判定された歪みに少なくとも部分的に基づいて、前記光ビームの修正を引き起こすことと、を更に含む、請求項８に記載の方法。
  11. 前記選択された光源に少なくとも部分的に基づいて、前記光ビームに適用される前記歪みを判定することが、コリメータによって誘導される収差のための前記光ビームへの補正を判定することを含む、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記判定された歪みに少なくとも部分的に基づいて、前記光ビームの前記修正を引き起こすことが、前記判定された歪みに少なくとも部分的に基づいて、空間光変調器に前記光ビームを修正させることを含む、請求項１０に記載の方法。
  13. 前記光ビームが、カップリングアウト配置の複数の要素に少なくとも部分的に基づいて、前記アイモーションボックスの前記部分を照明し、前記要素の各々の反射率及び強度のうちの少なくとも１つが、少なくとも２つの状態の間で選択的に調整可能であり、 前記方法が、 前記選択された光源に少なくとも部分的に基づいて、前記複数の要素のうちの所与の要素の標的状態を判定することと、 前記所与の要素を前記標的状態に設定させることと、を更に含む、請求項８に記載の方法。
  14. 前記光源が、第１の光源であり、 前記方法が、前記複数の光源のうちの第２の光源を選択することを更に含み、前記第２の光源が、前記アイモーションボックスの前記部分を照明するように構成されている、請求項８に記載の方法。
  15. 光学システムであって、 複数の光源と、 導光光学要素であって、前記複数の光源から受け取った光ビームを前記光学システムのアイモーションボックスに向かって方向付けるように構成されているカップリングアウト配置を備える、導光光学要素と、 コントローラであって、 前記アイモーションボックスに対する眼の瞳孔の場所に少なくとも部分的に基づいて、前記複数の光源から光源を選択することであって、前記選択された光源が、前記カップリングアウト配置によって方向付けられたときに、前記瞳孔の前記場所に対応する前記アイモーションボックスの部分を照明する光ビームを発するように構成されている、選択することと、 前記選択された光源を活性化して、前記アイモーションボックスの前記部分を照明することと、行うように構成されている、コントローラと、を備える、光学システム。
  16. 前記瞳孔の前記場所を判定するように構成されているアイモーショントラッキングシステムを更に備え、前記コントローラが、前記アイモーショントラッキングシステムによって判定された前記瞳孔の前記場所に対応する前記アイモーションボックスの前記部分を判定するように構成されている、請求項１５に記載の光学システム。
  17. 前記複数の光源と前記導光光学要素との間に配設された空間光変調器を更に備え、 前記コントローラが、前記選択された光源に少なくとも部分的に基づいて、前記光ビームに適用される歪みを判定するように構成されており、 前記空間光変調器が、前記判定された歪みに少なくとも部分的に基づいて、前記光ビームを修正するように構成されている、請求項１５に記載の光学システム。
  18. 前記選択された光源から前記空間光変調器に向かって前記光ビームを方向付けるように構成されている光学配置を更に備え、前記光学配置が、 第１のレンズと、 第２のレンズと、 前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に配設された第１のマイクロレンズアレイと、 前記第１のマイクロレンズアレイと前記第２のレンズとの間に配設された第２のマイクロレンズアレイと、を備える、請求項１７に記載の光学システム。
  19. 前記複数の光源が、前記第１のレンズの焦点面に位置しており、前記第２のマイクロレンズアレイが、前記第１のマイクロレンズアレイの焦点面に位置しており、前記空間光変調器が、前記第２のレンズの前記焦点面に位置している、請求項１８に記載の光学システム。
  20. 前記カップリングアウト配置が、複数の要素を備え、前記コントローラが、前記要素の各々の反射率及び強度のうちの少なくとも１つを、少なくとも２つの状態の間で選択的に調整するように構成されている、請求項１５に記載の光学システム。

Description

関連出願の相互参照 本出願は、２０２０年１２月２８日に出願された「ＤＩＳＰＬＡＹＳ ＥＭＰＬＯＹＩＮＧ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥ ＥＹＥ ＰＵＰＩＬ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＯＰＴＩＯＮＡＬ ＬＩＧＨＴ ＦＩＥＬＤ ＰＲＯＪＥＣＴＩＯＮ」と題する米国仮出願第６３／１３０，９５７号の利益、及び２０２０年１２月６日に出願された「ＤＩＳＰＬＡＹＳ ＥＭＰＬＯＹＩＮＧ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥ ＥＹＥ ＭＯＴＩＯＮ ＢＯＸ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ」と題する米国仮出願第６３／１２１，９３７号の利益を主張し、これらの各々の内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。 本開示は、光学システムに関する。より具体的には、本開示は、いくつかの実施形態では、ニアアイディスプレイシステムで使用され得る、選択的照明を有する光学システムに関する。 ニアアイディスプレイシステムなどの光学システムは、典型的には、画像品質の低減をもたらす潜在的な収差につながる可能性のある方法でユーザの眼を照明する。例えば、光学システムは、画像の光ビームで瞳孔全体を照明し得る。例えば、コマ収差、非点収差、又は他の収差などの光ビームの収差のために、画像の部分は、それらの部分が瞳孔を通過して網膜に到達すると、ぼやけて、歪む可能性がある。 実施形態では、少なくとも１つのプロセッサを含む装置が開示される。少なくとも１つのプロセッサは、アイモーションボックスに対する眼の瞳孔の場所に少なくとも部分的に基づいて、複数の光源から光源を選択するように構成されている。選択された光源は、光ビームで瞳孔の場所に対応するアイモーションボックスの一部分を照明するように構成されている。少なくとも１つのプロセッサは、選択された光源を活性化して、アイモーションボックスの部分を照明するように更に構成されている。 いくつかの実施形態では、選択された光源は、光ビームで瞳孔の部分のみに対応するアイモーションボックスの部分を照明するように構成されている。 実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、選択された光源に少なくとも部分的に基づいて光ビームに適用される歪みを判定し、かつ判定された歪みに少なくとも部分的に基づいて光ビームの修正を引き起こすように構成されている。 別の実施形態では、選択された光源に少なくとも部分的に基づいて、光ビームに適用される歪みを判定することは、コリメータによって誘導される収差についての光ビームへの補正を判定することを含む。 いくつかの実施形態では、判定された歪みに少なくとも部分的に基づいて光ビームの修正を引き起こすことは、判定された歪みに少なくとも部分的に基づいて、空間光変調器に光ビームを修正させることを含む。 実施形態では、光ビームは、カップリングアウト配置の複数の要素に少なくとも部分的に基づいて、アイモーションボックスの部分を照明する。要素の各々の反射率及び強度のうちの少なくとも１つは、少なくとも２つの状態の間で選択的に調整可能である。少なくとも１つのプロセッサは、選択された光源に少なくとも部分的に基づいて複数の要素のうちの所与の要素の標的状態を判定し、所与の要素を標的状態に設定させるように更に構成されている。 別の実施形態では、光源は第１の光源であり、少なくとも１つのプロセッサは、複数の光源のうちの第２の光源を選択するように構成されている。第２の光源は、アイモーションボックスの部分を照明するように構成されている。 いくつかの実施形態では、アイモーションボックスに対する眼の瞳孔の場所に少なくとも部分的に基づいて、複数の光源から光源を選択することを含む方法が開示される。選択された光源は、光ビームで瞳孔の場所に対応するアイモーションボックスの部分を照明するように構成されている。方法は、選択された光源を活性化して、アイモーションボックスの部分を照明することを更に含む。 いくつかの実施形態では、選択された光源は、光ビームで瞳孔の部分のみに対応するアイモーションボックスの部分を照明するように構成されている。 実施形態では、方法は、選択された光源に少なくとも部分的に基づいて光ビームに適用される歪みを判定することと、判定された歪みに少なくとも部分的に基づいて、光ビームの修正を引き起こすこととを更に含む。 別の実施形態では、選択された光源に少なくとも部分的に基づいて、光ビームに適用される歪みを判定することは、コリメータによって誘導される収差についての光ビームへの補正を判定することを含む。 いくつかの実施形態では、判定された歪みに少なくとも部分的に基づいて光ビームの修正を引き起こすことは、判定された歪みに少なくとも部分的に基づいて、空間光変調器に光ビームを修正させることを含む。 実施形態では、光ビームは、要素の各々の反射率及び強度のうちの少なくとも１つが、少なくとも２つの状態の間で選択的に調整可能である、カップリングアウト配置の複数の要素に少なくとも部分的に基づいて、アイモーションボックスの部分を照明する。方法は、選択された光源に少なくとも部分的に基づいて、複数の要素のうちの所与の要素の標的状態を判定し、所与の要素を標的状態に設定させることを更に含む。 別の実施形態では、光源は第１の光源であり、方法は、複数の光源のうちの第２の光源を選択することを更に含む。第２の光源は、アイモーションボックスの部分を照明するように構成されている。 一実施形態では、光学システムが開示される。光学システムは、複数の光源を含み、導光光学要素は、複数の光源から受け取った光ビームを光学システムのアイモーションボックスに向かって方向付けるように構成されているカップリングアウト配置を含む。光学システムは、アイモーションボックスに対する眼の瞳孔の場所に少なくとも部分的に基づいて、複数の光源から光源を選択するように構成されているコントローラを更に含む。選択された光源は、カップリングアウト配置によって指示されたときに、瞳孔の場所に対応するアイモーションボックスの部分を照明する光ビームを発するように構成されている。コントローラは、選択された光源を活性化して、アイモーションボックスの部分を照明するように更に構成されている。 いくつかの実施形態では、光学システムは、瞳孔の場所を判定するように構成されているアイモーショントラッキングシステムを更に含む。コントローラは、アイモーショントラッキングシステムによって判定された瞳孔の場所に対応するアイモーションボックスの部分を判定するように構成されている。 実施形態では、光学システムは、複数の光源と導光光学要素との間に配設された空間光変調器を更に含む。コントローラは、選択された光源に少なくとも部分的に基づいて、光ビームに適用される歪みを判定するように構成されており、空間光変調器は、判定された歪みに少なくとも部分的に基づいて、光ビームを修正するように構成されている。 別の実施形態では、光学システムは、選択された光源から空間光変調器に向かって光ビームを方向付けるように構成されている光学配置を更に含む。光学配置は、第１のレンズ、第２のレンズ、第１のレンズと第２のレンズとの間に配設された第１のマイクロレンズアレイ、及び第１のマイクロレンズアレイと第２のレンズとの間に配設された第２のマイクロレンズアレイを含む。 いくつかの実施形態では、複数の光源は、第１のレンズの焦点面に位置しており、第２のマイクロレンズアレイは、第１のマイクロレンズアレイの焦点面に位置しており、空間光変調器は、第２のレンズの焦点面に位置している。 実施形態では、カップリングアウト配置は、複数の要素を含む。コントローラは、少なくとも２つの状態の間で、要素の各々の反射率及び強度のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている。 前述の概要は、例解的であるにすぎず、いかなる形であれ限定することを意図するものではない。図面及び以下の詳細な説明を参照することで、上で説明される例解的な態様、実施形態、及び特徴に加えて、更なる態様、実施形態、及び特徴が明らかになるであろう。図面において、同様の参照番号は、同じ、又は機能的に同様の要素を示す。 実施形態による、例示的な光学システムの概略図である。実施形態による、２Ｄ瞳孔拡大のための図１の光学システムの例示的な画像投影アセンブリを例解する概略図である。実施形態による、２Ｄ瞳孔拡大のための図１の光学システムの例示的な画像投影アセンブリを例解する概略図である。実施形態による、２Ｄ瞳孔拡大のための図１の光学システムの例示的な画像投影アセンブリを例解する概略図である。実施形態による、１Ｄ瞳孔拡大のための図１の光学システムの例示的な画像投影アセンブリを例解する概略図である。実施形態による、光ビームの表面上への投影を例解する図である。実施形態による、サブ開口を通る図４の光ビームの表面上への投影を例解する図である。実施形態による、図２Ａ～図２Ｃの例示的な画像投影アセンブリの投影光学デバイス（ＰＯＤ）の全開口によって投影される光のビームを例解する概略図である。実施形態による、眼に投影されている図６Ａの光のビームを例解する図である。実施形態による、図２Ａ～図２Ｃの例示的な画像投影アセンブリのＰＯＤの第１のサブ開口によって投影される光のビームを例解する概略図である。実施形態による、眼に投影されている図７Ａの光のビームを例解する図である。実施形態による、図２Ａ～図２Ｃの例示的な画像投影アセンブリのＰＯＤの第２のサブ開口によって投影される光のビームを例解する概略図である。実施形態による、眼上に投影されている図８Ａの光のビームを例解する図である。実施形態による、眼上に投影される図６Ａ～図８Ｂの光のビームの例示的な収差プロットを例解する。実施形態による、眼上に投影される図６Ａ～図８Ｂの光のビームの例示的な収差プロットを例解する。実施形態による、眼上に投影される図６Ａ～図８Ｂの光のビームの例示的な収差プロットを例解する。実施形態による、図１の光学システムの例示的なＰＯＤを例解する概略図である。実施形態による、図１の光学システムの例示的なＰＯＤを例解する概略図である。実施形態による、図１０及び図１１のＰＯＤの空間光変調器（ＳＬＭ）を制御するコントローラを備えた、図１の光学システムを例解する概略図である。実施形態による、部分的な眼瞳孔照明及び選択的アイモーションボックス（ＥＭＢ）照明のための例示的なプロセスを例解する図である。実施形態による、図１３Ａの例示的なプロセスによる例示的な収差プロットを例解する図である。実施形態による、図１３Ａの例示的なプロセスによる例示的な収差プロットを例解する図である。実施形態による、図１３Ａの例示的なプロセスのフロー図である。実施形態による、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）を有する図１の光学システムの例示的なＰＯＤを例解する概略図である。実施形態による、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）を有する図１の光学システムの例示的なＰＯＤを例解する概略図である。実施形態による、図１の光学システムの例示的な画像投影アセンブリを例解する概略図である。実施形態による、図１の光学システムの例示的な画像投影アセンブリを例解する概略図である。実施形態による、図１の光学システムの例示的な画像投影アセンブリを例解する概略図である。実施形態による、図１０のＰＯＤによって図１の光学システムの導光光学要素（ＬＯＥ）内に投影され、ＥＭＢに方向付けられた光ビームを例解する概略図である。実施形態による、眼の瞳孔の場所に対する、図１０のＰＯＤの異なる開口及び異なる視野（ＦＯＶ）からの光ビームの経路を例解する図である。実施形態による、眼の瞳孔の場所に対する、図１０のＰＯＤの異なる開口及び異なる視野（ＦＯＶ）からの光ビームの経路を例解する図である。実施形態による、眼の瞳孔の場所に対する、図１０のＰＯＤの異な