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公開番号2023129718
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-09-14
出願番号2023124314,2021180235
出願日2023-07-31,2014-01-15
発明の名称超高分解能の走査ファイバディスプレイ
出願人マジックリープ, インコーポレイテッド,Magic Leap,Inc.
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G02B 26/10 20060101AFI20230907BHJP(光学)
要約【課題】複数のファイバコアを介した像処理を伴う構成を提供すること。
【解決手段】本発明は、概して、像を捕捉および/または投影する際に使用するためのコンパクト結像システムに関し、より具体的には、複数のファイバコアを介した像処理を伴う構成に関する。一実施形態は、それぞれ、少なくとも1つの電磁放射源に動作可能に結合され、第1の導波管および第2の導波管からの出力が、像の少なくとも一部を形成するために、1つ以上の軸に沿って変調および走査される、輝度であるように構成される、第1の導波管および第2の導波管を備える、電磁結像放射を走査するためのコンパクトシステムを対象とする。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
システム、デバイス、方法等。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
（関連出願データ）
本願は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃセクション１１９に基づき、米国仮出願第６１／７５２，９７２号（２０１３年１月１５日出願）の利益を主張するものである。該米国仮出願の全体は、参照により本明細書中に援用される。
続きを表示（約 2,300 文字）【０００２】
本発明は、概して、像を捕捉および／または投影する際に使用するためのコンパクト結像システムに関し、より具体的には、複数のファイバコアを介した像処理を伴う構成に関する。
【背景技術】
【０００３】
軍操縦士ならびに民間操縦士にとって、状況認識は、非常に重要である。例えば、操縦可能状態の航空機の墜落（ＣＦＩＴ）事故は、環境との差し迫った破滅的衝突に関する情報の欠如から生じる。操縦士のコックピットを通した視野は、可視性条件（夜の暗闇、荒天）によって、あるいは天蓋のカーテンまたは電子暗転を介して、視野を意図的に遮蔽し、直接エネルギー脅威から保護する必要性のため、妨害され得る。
【０００４】
航空機システムのステータスに関する情報、飛行経路、高度、対気速度、飛行姿勢、および多数の他の飛行パラメータもまた、全体的状況認識に重要である。加えて、限定ではないが、天候情報、敵軍の場所、飛行機対飛行機および地面対飛行機脅威、ミッション情報、および地形詳細を含む、コックピット内リアルタイム情報（ＲＴＩＣ）概念におけるようなオフボードまたはオンボードデータベースを介して操縦士に現在利用可能な豊富なデータが存在する。別の情報源は、高分解能オンボードセンサ、例えば、前方監視赤外線（ＦＬＩＲ）および暗視センサから生じる。このような膨大な量の利用可能なデータの流入が、ヘッドダウンディスプレイ（ＨＤＤ）、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、または両方のある組み合わせのいずれかを通して、乗組員に提示され得る。ＨＤＤは、コックピット外の景色に嵌め込まれ、そこに焦点が当てられるのではなく、操縦士の頭部が下を向くという明白な不利点を有する。ＨＵＤは、情報が、典型的には、航空機の視程に固定される、アイボックスを通してのみ視認可能であるという不利点がある。
【０００５】
１つ以上のヘルメット搭載型マイクロディスプレイからの出力を光学的に中継し、操縦士の視野（ＦＯＶ）内に像を表示する、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）は、関連状況データを、視覚的景色の上部にオーバーレイされた視覚的合図または記号論として提示しながら、またはさらに、可視性が損なわれる場合には、コックピットの外側の地形および景色の完全人工レンダリングとして提示しながら、操縦士が、コックピット外側に焦点を当てたままであることを可能にする。ディスプレイシステムは、操縦士の頭部に伴って移動するため、常時、表示される情報をその視野（ＦＯＶ）内に保つことができる。
【０００６】
ヒト視覚系の広範な能力を完全に利用するために、ＨＭＤは、広水平および垂直ＦＯＶ、高空間分解能、および大色深度を提供すべきである。加えて、輝度も、シースルーディスプレイが、高グレア背景に対して情報を明確に表示可能であるために十分に明るくなければならないため、非常に重要である。航空機大気速度、近傍高速移動物体および情報、ならびに操縦士による高速頭部移動は、高フレーム率も同様に必要であることを意味する。
【０００７】
ＨＭＤのＦＯＶは、視認光学とともに、マイクロディスプレイ像サイズによって決定され得る。ヒト視覚系は、約２００°水平×１３０°水平の合計ＦＯＶを有するが、ほとんどのＨＭＤは、約４０°ＦＯＶを提供する。大量の操作データが利用可能である、合成視覚用途の場合、ヒト視覚能力のものに近い、はるかに大きい視野は、操縦士によるヘッド走査を減少させ、かつ自己安定化についての彼らの感覚を増加させる、周辺視覚合図の存在を可能にするであろう。約５０～６０弧秒の角度分解能は、２０／２０視力性能の閾値であって、マイクロディスプレイの画素密度によって決定される。平均ヒト視覚系の能力に最良一致するために、ＨＭＤは、４０°×４０°ＦＯＶを上回る２０／２０視力を提供すべきであって、したがって、５０弧秒の角度分解能では、これは、約８メガ画素（Ｍｐｘ）に匹敵する。これを所望の１２０°×８０°まで増加させるために、ＦＯＶは、約５０Ｍｐｘを要求するであろう。
【０００８】
今日、いくつかのＨＭＤシステムが利用可能であるが、その多くは、約１２ｍｍ対角線像源に、本ディスプレイサイズのために設計される中継および視認光学とともに、規格化されているため、最大限に可用性であるために、新しいディスプレイ技術を本封入体内に適合させ、かつ本質的に、すでに存在するマイクロディスプレイと取り替え可能であることが有用である。
【０００９】
８Ｍｐｘを本１２ｍｍ形式に適合させるために、画素サイズは、３ミクロン以下であり得る。ＨＭＤマイクロディスプレイ技術における現在の最先端技術は、将来的な操縦士ＨＭＤの最小の所望の（２０／２０視力）視覚要件を提供するために必要とされる高フレーム率において、十分な分解能およびＦＯＶをもたらさない。ＡＭＯＬＥＤ、ＡＭ－ＬＣＤ、およびＬＣＯＳ等の現在展開されている像源の画素密度は、最小達成可能画素サイズによって制約される。これらの技術のそれぞれに対して、カラーディスプレイは、３つのサイドバイサイド要素を要求し、これは、有効画素ピッチおよび得られる角度分解能をさらに制約し、したがって、新しい実施可能技術が、追求されなければならない。
【００１０】
ＨＭＤ用途等の種々の用途において利用され得る、改良されたコンパクト結像システムの必要性がある。本課題に対処するための種々の実施形態が、本明細書に提示される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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