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公開番号2024155946
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2024134864,2021537776
出願日2024-08-13,2019-12-20
発明の名称左眼および右眼のための共有ディスプレイを伴う拡張および仮想現実ディスプレイシステム
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 27/02 20060101AFI20241024BHJP(光学)
要約【課題】好適な左眼及び右眼用共有ディスプレイを伴う拡張及び仮想現実ディスプレイシステムの提供。
【解決手段】ウェアラブルディスプレイシステムは、1以上の発光型マイクロディスプレイ、例、マイクロLEDディスプレイを有する光投影システムを含む。光投影システムは、偏光器、切替可能偏光回転子を有する光学ルータを通し通過する時間多重化された左眼及び右眼画像を投影する。光学ルータは、光投影システムによる画像の生成と同期され、第1偏光を左眼画像に異なる第2偏光を右眼画像に付与する。第1偏光の光は光を左、右眼の一方に出力するために1以上の導波管を有する接眼レンズの中に内部結合される一方、第2偏光の光は光を左、右眼の他方に出力するために1以上の導波管を有する別の接眼レンズの中に内部結合され得る。各接眼レンズは、可変量の波面発散を伴って、内部結合された光を出力し、異なる遠近調節応答をユーザの眼から誘発し得る。
【選択図】図32
特許請求の範囲【請求項１】
頭部搭載型ディスプレイシステムであって、
頭部搭載可能フレームと、
発光型マイクロディスプレイを備える光投影システムであって、前記光投影システムは、右眼画像を形成するための右眼画像光と時間多重化される左眼画像を形成するための左眼画像光を備える画像光を出力するように構成される、光投影システムと、
前記フレームによって支持される左接眼レンズと、
前記フレームによって支持される右接眼レンズと、
機械的に切替可能なデバイスを備える
光学ルータであって、
前記機械的に切替可能なデバイスは、
前記光投影システムからの前記画像光を受け取ることと、
異なる時間に、前記左眼画像光を前記左接眼レンズに、前記右眼画像光を前記右接眼レンズに
指向
することと
を行うように構成される、光学ルータと
を備え
る、
頭部搭載型ディスプレイシステム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
制御電子機器であって、
前記光投影システムによる左眼画像画像の生成および前記光学ルータによる前記左接眼レンズへの前記左眼画像光のルーティングと、
前記光投影システムによる右眼画像の生成および前記光学ルータによる前記右接眼レンズへの前記右眼画像光のルーティングと
を同期させるように構成される、制御電子機器
をさらに備え、
前記機械的に切替可能なデバイス
は、前記制御電子機器によって、前記光投影システムと同期され、
前記
左眼画像光を
前記左接眼レンズに指向
し、
前記
右眼画像光を
前記右接眼レンズに指向
する、請求項
１
に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項３】
前記左接眼レンズは、左眼導波管アセンブリを形成する１つ以上の左眼導波管を備え、各左眼導波管は、
画像光を前記左眼導波管の中に内部結合するように構成される左眼内部結合光学要素と、
内部結合される画像光を前記左眼導波管から外に外部結合するように構成される左眼外部結合光学要素と
を備え、
前記右接眼レンズは、右眼導波管アセンブリを形成する１つ以上の右眼導波管を備え、各右眼導波管は、
画像光を前記右眼導波管の中に内部結合するように構成される右眼内部結合光学要素と、
内部結合される画像光を前記右眼導波管から外に外部結合するように構成される右眼外部結合光学要素と
を備える、請求項１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項４】
前
記左眼導波管アセンブリは、複数の深度平面に対応する可変量の波面発散を伴って、前記内部結合される光を出力するように構成され、前記右眼導波管アセンブリは、前記複数の深度平面に対応する可変量の波面発散を伴って、前記外部結合された光を出力するように構成される、請求項
３
に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項５】
前
記左眼導波管アセンブリは、第１の導波管のスタックを備え、前記右眼導波管アセンブリは、第２の導波管のスタックを備え、前記光投影システムは、複数の原色の光を出力するように構成され、前記左眼および右眼導波管アセンブリはそれぞれ、各原色の光のための少なくとも１つの専用導波管を備える、請求項
３
に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項６】
前記発光型マイクロディスプレイは、マイクロＬＥＤディスプレイを備える、請求項１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項７】
複数の発光型マイクロディスプレイをさらに備え、各マイクロＬＥＤディスプレイは、モノクロであり、原色の光を放出するように構成される、請求項１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項８】
Ｘ－立方体プリズムをさらに備え、前記発光型マイクロＬＥＤディスプレイはそれぞれ、前記Ｘ－立方体プリズムの異なる側に面する、請求項
７
に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項９】
各マイクロＬＥＤディスプレイは、光エミッタのアレイを備え、光コリメータの複数のアレイをさらに備え、各マイクロディスプレイは、光コリメータの関連付けられるアレイを有し、光コリメータの各アレイは、前記マイクロディスプレイからの光の角度放出プロファイルを捕捉および低減させるように構成される、請求項
８
に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項１０】
前記光コリメータは、マイクロレンズを備える、請求項
９
に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
（優先権の主張）
本願は、２０１９年６月７日に出願され、「ＡＵＧＭＥＮＴＥＤＡＮＤＶＩＲＴＵＡＬＲＥＡＬＩＴＹＤＩＳＰＬＡＹＳＹＳＴＥＭＳＷＩＴＨＳＨＡＲＥＤＤＩＳＰＬＡＹＦＯＲＬＥＦＴＡＮＤＲＩＧＨＴＥＹＥＳ」と題された、米国仮出願第６２／８５８，９２７号、２０１９年２月１日に出願され、「ＶＩＲＴＵＡＬＡＮＤＡＵＧＭＥＮＴＥＤＲＥＡＬＩＴＹＤＩＳＰＬＡＹＳＹＳＴＥＭＳＷＩＴＨＥＭＩＳＳＩＶＥＭＩＣＲＯ－ＤＩＳＰＬＡＹＳ」と題された、米国仮出願第６２／８００，３６３号、２０１９年１０月４日に出願され、「ＡＵＧＭＥＮＴＥＤＡＮＤＶＩＲＴＵＡＬＲＥＡＬＩＴＹＤＩＳＰＬＡＹＳＹＳＴＥＭＳＷＩＴＨＳＨＡＲＥＤＤＩＳＰＬＡＹＦＯＲＬＥＦＴＡＮＤＲＩＧＨＴＥＹＥＳ」と題された、米国仮出願第６２／９１１，０１８号、および２０１８年１２月２８日に出願され、「ＬＯＷＭＯＴＩＯＮ－ＴＯ－ＰＨＯＴＯＮＬＡＴＥＮＣＹＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥＦＯＲＡＵＧＭＥＮＴＥＤＡＮＤＶＩＲＴＵＡＬＲＥＡＬＩＴＹＤＩＳＰＬＡＹＳＹＳＴＥＭＳ」と題された、米国仮出願第６２／７８６，１９９号の優先権を主張する。上記の出願は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 2,500 文字）【０００２】
本願は、参照することによって、以下、すなわち、２０１４年１１月２７日に出願され、２０１５年７月２３日に米国特許公開第２０１５／０２０５１２６号として公開された、米国特許出願第１４／５５５，５８５号、２０１５年４月１８日に出願され、２０１５年１０月２２日に米国特許公開第２０１５／０３０２６５２号として公開された、米国特許出願第１４／６９０，４０１号、２０１４年３月１４日に出願され、２０１６年８月１６日に発行された、現米国特許第９，４１７，４５２号である、米国特許出願第１４／２１２，９６１号、２０１４年７月１４日に出願され、２０１５年１０月２９日に米国特許公開第２０１５／０３０９２６３号として公開された、米国特許出願第１４／３３１，２１８号、２０１８年３月１日に公開された、米国特許出願公開第２０１８／００６１１２１号、２０１８年１２月１４日に出願された、米国特許出願第１６／２２１０６５号、２０１８年９月２７日に公開された、米国特許出願公開第２０１８／０２７５４１０号、２０１８年１２月２８日に出願された、米国仮出願第６２／７８６，１９９号、２０１８年１２月１４日に出願された、米国特許出願第１６／２２１，３５９号、２０１８年７月２４日に出願された、米国仮出願第６２／７０２，７０７号、および２０１７年４月６日に出願された、米国特許出願第１５／４８１，２５５号のそれぞれの全体を組み込む。
（技術分野）
【０００３】
本開示は、ディスプレイシステムに関し、より具体的には、拡張および仮想現実ディスプレイシステムに関する。
【背景技術】
【０００４】
現代のコンピューティングおよびディスプレイ技術は、いわゆる「仮想現実」または「拡張現実」体験のためのシステムの開発を促進しており、デジタル的に再現された画像またはその一部が、現実であるように見える、またはそのように知覚され得る様式でユーザに提示される。仮想現実、すなわち、「ＶＲ」シナリオは、典型的には、他の実際の実世界の視覚的入力に対する透過性を伴わずに、デジタルまたは仮想画像情報の提示を伴い、拡張現実、すなわち、「ＡＲ」シナリオは、典型的には、ユーザの周囲の実際の世界の可視化に対する拡張としてのデジタルまたは仮想画像情報の提示を伴う。複合現実または「ＭＲ」シナリオは、一種のＡＲシナリオであって、典型的には、自然世界の中に統合され、それに応答する、仮想オブジェクトを伴う。例えば、ＭＲシナリオは、実世界内のオブジェクトによってブロックされて見える、または別様にそれと相互作用するように知覚される、ＡＲ画像コンテンツを含んでもよい。
【０００５】
図１を参照すると、拡張現実場面１０が、描写されている。ＡＲ技術のユーザには、人々、木々、背景における建物、コンクリートプラットフォーム３０を特徴とする、実世界公園状設定２０が見える。ユーザはまた、実世界プラットフォーム３０上に立っているロボット像４０と、マルハナバチの擬人化のように見える、飛んでいる漫画のようなアバタキャラクタ５０等の「仮想コンテンツ」を「見ている」と知覚する。これらの要素５０、４０は、実世界には存在しないという点で、「仮想」である。ヒトの視知覚系は、複雑であって、他の仮想または実世界画像要素の中で仮想画像要素の快適で、自然な感覚で、かつ豊かな提示を促進する、ＡＲ技術を生産することは、困難である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
いくつかの実施形態では、頭部搭載型ディスプレイシステムは、頭部搭載可能フレームと、光投影システムと、フレームによって支持される、左接眼レンズと、フレームによって支持される、右接眼レンズと、光学ルータとを備える。光投影システムは、発光型マイクロディスプレイを備え、右眼画像を形成するための右眼画像光と時間多重化される、左眼画像を形成するための左眼画像光を備える、画像光を出力するように構成される。光学ルータは、光投影システムからの画像光を受け取り、異なる時間に、左眼画像光を左接眼レンズに、右眼画像光右に接眼レンズに提供するように構成される。
【０００７】
実施形態のいくつかの付加的実施例は、下記に提供される。
【０００８】
（実施例１）
頭部搭載型ディスプレイシステムであって、
頭部搭載可能フレームと、
発光型マイクロディスプレイを備える光投影システムであって、光投影システムは、右眼画像を形成するための右眼画像光と時間多重化される左眼画像を形成するための左眼画像光を備える画像光を出力するように構成される、光投影システムと、
フレームによって支持される左接眼レンズと、
フレームによって支持される右接眼レンズと、
光学ルータであって、
光投影システムからの画像光を受け取ることと、
異なる時間に、左眼画像光を左接眼レンズに、右眼画像光を右接眼レンズに提供することと
を行うように構成される、光学ルータと
を備える、頭部搭載型ディスプレイシステム。
【０００９】
（実施例２）
光学ルータは、
偏光器であって、偏光器は、画像光を受け取り、画像光を第１の偏光状態で出力するように構成される、偏光器と、
切替可能な偏光回転子であって、切替可能な偏光回転子は、第１の偏光状態を伴う画像光を受け取り、受け取られた画像光の偏光状態を第２の偏光状態に選択的に変化させるように構成される、切替可能な偏光回転子と
を備える、実施例１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【００１０】
（実施例３）
電気的に切替可能な偏光回転子は、切替可能な半波長板（ＨＷＰ）を備える、実施例２に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
（【００１１】以降は省略されています）

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