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公開番号2025105728
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2025069444,2023047793
出願日2025-04-21,2016-09-21
発明の名称軸外イメージャを用いた眼の撮像
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 20060101AFI20250703BHJP(光学)
要約【課題】好適な軸外イメージャを用いた眼の撮像を提供すること。
【解決手段】頭部搭載型ディスプレイ(HMD)と併用するためのイメージングシステムの実施例が、開示される。イメージングシステムは、前向きイメージングカメラを含むことができ、HMDのディスプレイの表面は、光をイメージングカメラに反射させるように構成される、軸外回折光学要素(DOE)またはホットミラーを含むことができる。DOEまたはホットミラーは、セグメント化されることができる。イメージングシステムは、眼追跡、バイオメトリック識別、眼の3次元形状の多視点再構成等のために使用されることができる。
【選択図】図7A
特許請求の範囲【請求項１】
本明細書に記載の発明。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１５年９月２３日に出願され“ＥＹＥＩＭＡＧＩＮＧＷＩＴＨＡＮＯＦＦ－ＡＸＩＳＩＭＡＧＥＲ”と題された米国仮出願第６２／２２２，６７１号に対する３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）のもとでの優先権の利益を主張するものであり、該仮出願は、その全体が参照により本明細書中に援用される。
続きを表示（約 3,400 文字）【０００２】
（背景）
本開示は、仮想現実および拡張現実イメージングおよび可視化システムに関し、特に、眼の画像を取得するためのイメージングシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
（関連分野の説明）
現代のコンピューティングおよびディスプレイ技術は、デジタル的に再現された画像またはその一部が、本物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、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いる。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して透過性を伴わずに、デジタルまたは仮想画像情報の提示を伴う、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の拡張としてデジタルもしくは仮想画像情報の提示を伴う、または複合現実「ＭＲ」は、物理的および仮想オブジェクトが、共存し、リアルタイムで相互作用する、新しい環境を生成するための実世界と仮想世界の融合に関連する。結論から述べると、ヒト視知覚系は、非常に複雑であって、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かつ自然な感覚で豊かな提示を促進する、ＶＲ、ＡＲ、またはＭＲ技術を生成することは、困難である。本明細書に開示されるシステムおよび方法は、ＶＲ、ＡＲ、およびＭＲ技術に関連する種々の課題に対処する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）の実施形態が、開示される。ＨＭＤは、一対の耳用支えを備える、フレームと、一対の光学要素がそれぞれユーザの眼の正面に配置されることが可能であるように、フレームによって支持される一対の光学要素と、一対の耳用支えのうちの１つに搭載される、前向きイメージャと、一対の光学要素のうちの１つ内または上に配置される、反射要素であって、反射要素によって反射された赤外線光を受信するように構成される、前向きイメージャに向かって赤外線光を反射させるように構成される、反射要素とを備える。一対の光学要素はそれぞれ、可視光に透過性であることができる。反射要素は、同一または異なる光学性質を有する、複数のセグメントを含むことができる。イメージャは、ＨＭＤの装着者の眼の画像を取得するように構成されることができる。ＨＭＤは、眼追跡、バイオメトリック識別、眼の形状の多視点再構成のために、イメージャによって取得された画像を分析する、眼の遠近調節状態を推定する、または眼の網膜を撮像する、プロセッサを含むことができる。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）であって、前記ＨＭＤは、
一対の耳用支えを備える、フレームと、
一対の光学要素であって、前記一対の光学要素のそれぞれは、前記ユーザの眼の正面に配置されることが可能であるように、前記フレームによって支持される、一対の光学要素と、
前記一対の耳用支えのうちの１つに搭載される、前向きイメージャと、
前記一対の光学要素のうちの１つ内または上に配置される、反射要素であって、前記反射要素によって反射された赤外線光を受信するように構成される、前記前向きイメージャに向かって赤外線光を反射させるように構成される、反射要素と
を備える、ＨＭＤ。
（項目２）
前記一対の光学要素のそれぞれは、可視光に透過性である、項目１に記載のＨＭＤ。
（項目３）
前記一対の光学要素のそれぞれは、画像を前記ユーザに表示するように構成される、項目１に記載のＨＭＤ。
（項目４）
前記一対の光学要素のそれぞれは、ライトフィールドディスプレイを備える、項目３に記載のＨＭＤ。
（項目５）
前記ライトフィールドディスプレイは、前記画像を前記ユーザに出力するように構成される、導波管スタックを備える、項目４に記載のＨＭＤ。
（項目６）
前記反射要素は、ホットミラー、軸外回折光学要素（ＤＯＥ）、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）、または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を備える、項目１から５のいずれか１項に記載のＨＭＤ。
（項目７）
前記反射要素は、可視光に透過性である、項目１に記載のＨＭＤ。
（項目８）
前記反射要素は、複数のセグメントを備え、前記複数のセグメント内の各セグメントは、前記複数のセグメント内の少なくとも１つの他のセグメントの光学性質と異なる、光学性質を有する、項目１に記載のＨＭＤ。
（項目９）
前記光学性質は、反射角度または屈折力を含む、項目８に記載のＨＭＤ。
（項目１０）
前記複数のセグメントは、２、３、４、５、６、７、８、または９つのセグメントを備える、項目８に記載のＨＭＤ。
（項目１１）
前記前向きイメージャは、前記一対の耳用支えのうちの１つのこめかみ部分に搭載される、項目１に記載のＨＭＤ。
（項目１２）
前記イメージャは、遠近制御レンズアセンブリを備える、項目１に記載のＨＭＤ。
（項目１３）
前記遠近制御レンズアセンブリは、偏移レンズ、傾斜レンズ、または偏移－傾斜レンズを備える、項目１２に記載のＨＭＤ。
（項目１４）
ディスプレイシステムであって、
画像をユーザに表示するように構成される光学要素であって、前記光学要素は、前記ユーザの眼の正面に位置付けられるように構成される、光学要素と、
前向きイメージャと、
前記光学要素内または上に配置される反射要素であって、前記反射要素は、前記前向きイメージャに向かって、前記ユーザの眼から受信された赤外線光を反射させるように構成される、反射要素と
を備える、ディスプレイシステム。
（項目１５）
前記光学要素は、ライトフィールドディスプレイを備える、項目１４に記載のディスプレイシステム。
（項目１６）
前記反射要素は、ホットミラー、軸外回折光学要素（ＤＯＥ）、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）、または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を備える、項目１４に記載のディスプレイシステム。
（項目１７）
前記反射要素は、異なる屈折力または異なる反射角度を有する、複数のセグメントを備える、項目１４に記載のディスプレイシステム。
（項目１８）
前記前向きイメージャによって得られる前記ユーザの眼の画像を記憶するように構成される、非一過性メモリと、
前記非一過性メモリと通信するハードウェアプロセッサであって、前記ハードウェアプロセッサは、
前記眼の画像にアクセスすることと、
前記ユーザの眼を追跡すること、
【０００５】
本明細書に説明される主題の１つまたはそれを上回る実装の詳細が、付随の図面および以下の説明に記載される。他の特徴、側面、および利点は、説明、図面、および請求項から明白となるであろう。本概要または以下の発明を実施するための形態のいずれも、本発明の主題の範囲を定義または限定することを主張するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、人物によって視認されるある仮想現実オブジェクトおよびある実際の現実オブジェクトを伴う、拡張現実シナリオの例証を描写する。
【０００７】
図２は、ウェアラブルディスプレイシステムの実施例を図式的に図示する。
【０００８】
図３は、複数の深度平面を使用して３次元画像をシミュレートするためのアプローチの側面を図式的に図示する。
【０００９】
図４は、画像情報をユーザに出力するための導波管スタックの実施例を図式的に図示する。
【００１０】
図５は、導波管によって出力され得る、例示的出射ビームを示す。
（【００１１】以降は省略されています）

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