(57)【要約】本明細書中で提供されるのは、シースルー頭部装着型コンピュータディスプレイのための衝撃抵抗ガラス導波路構成の例である。実施形態において、構成は、エレクトロクロミックおよび／またはフォトクロミックシステムを通じた視覚補正およびコンテンツ密度制御を含む。本発明の光学スタックは、導波路と、導波路の第１の側に配置される第１の保護層と、導波路の第２の側に配置される第２の保護層と、導波路の第１の側に配置される視覚補正オプティクと、導波路の第２の側に配置されるエレクトロクロミック層とを備える。
2021522552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学スタックであって、前記光学スタックは、
導波路と、
前記導波路の第１の側に配置される第１の保護層と、
前記導波路の第２の側に配置される第２の保護層と、
前記導波路の前記第１の側に配置される視覚補正オプティクと、
前記導波路の前記第２の側に配置されるエレクトロクロミック層と
を備える、光学スタック。
【請求項２】
前記第１の保護層は、ポリカーボネートを備える、請求項１に記載の光学スタック。
【請求項３】
前記第１の保護層は、保護プレートを備える、請求項１に記載の光学スタック。
【請求項４】
前記視覚補正オプティクは、ユーザの眼と前記第１の保護層との間に配置される、請求項１に記載の光学スタック。
【請求項５】
前記視覚補正オプティクは、エラストマを備える、請求項１に記載の光学スタック。
【請求項６】
前記視覚補正オプティクは、表面接着を介して前記第１の保護層に結合される、請求項１に記載の光学スタック。
【請求項７】
前記第１の保護層は、前記視覚補正オプティクを備える、請求項１に記載の光学スタック。
【請求項８】
前記導波路と前記第１の保護層との間に配置される第１の空気ギャップと、
前記導波路と前記第２の保護層との間に配置される第２の空気ギャップと
をさらに備える、請求項１に記載の光学スタック。
【請求項９】
前記エレクトロクロミック層は、前記導波路と前記第２の保護層との間に配置される、請求項１に記載の光学スタック。
【請求項１０】
前記エレクトロクロミック層は、前記第２の保護層に直接結合される、請求項９に記載の光学スタック。
【請求項１１】
前記エレクトロクロミック層と前記第２の保護層との間に配置される基板層をさらに備え、前記エレクトロクロミック層は、前記基板層に直接結合される、請求項９に記載の光学スタック。
【請求項１２】
前記導波路、前記第１の保護層、および前記第２の保護層は、実質的に同一の屈折率を有する、請求項１に記載の光学スタック。
【請求項１３】
前記導波路は、ホログラフィック表面を備える、請求項１に記載の光学スタック。
【請求項１４】
前記光学スタックは、ユーザに画像光および景色光を提示するように構成され、
前記景色光の源は、前記導波路の前記第２の側に配置され、
前記導波路の前記第１の側は、前記ユーザに向くように構成される、
請求項１に記載の光学スタック。
【請求項１５】
前記ユーザに画像光を提示することは、前記導波路の全内反射を介して前記画像光を提示することを備える、請求項１４に記載の光学スタック。
【請求項１６】
景色光の強度レベルに基づいて、前記ユーザに提示される前記景色光の量を調節するように構成されるフォトクロミック層をさらに備える、請求項１４に記載の光学スタック。
【請求項１７】
前記第２の保護層は、前記フォトクロミック層を備える、請求項１６に記載の光学スタック。
【請求項１８】
前記フォトクロミック層は、前記第２の保護層の第１の側に配置され、前記第２の保護層の前記第１の側は、前記ユーザに向いている、請求項１６に記載の光学スタック。
【請求項１９】
前記フォトクロミック層は、前記第２の保護層の第２の側に配置され、前記第２の保護層の前記第２の側は、前記ユーザの反対にある、請求項１６に記載の光学スタック。
【請求項２０】
前記エレクトロクロミック層は、制御信号に基づいて、前記ユーザに提示される景色光の量を調節するように構成されるように構成される、請求項１４に記載の光学スタック。
【請求項２１】
前記制御信号は、装着可能頭部デバイスの１または複数のプロセッサによって提供される、請求項２０に記載の光学スタック。
【請求項２２】
前記光学スタックは、装着可能頭部デバイスに結合される、請求項１に記載の光学スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
この出願は、２０１８年４月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／６６１，７２０号の優先権を主張し、その内容は、参照によってその全体が本明細書中に援用される。
【０００２】
（背景）
本発明の分野
この発明は、視覚補正および／または増加されたコンテンツ密度を有するシースルーコンピュータディスプレイシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の説明
頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）および特に環境のシースルービューを提供するＨＭＤは高価な器具である。シースルーディスプレイにおけるコンテンツの提示は、ユーザ体験が最適化されるのを確実にすることを試行するときには、複雑な動作であり得る。シースルーディスプレイにおいてコンテンツを提示するための向上されたシステムおよび方法が、ユーザ体験を向上させるために要求される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（概要）
本発明の側面は、視覚補正と、景色光を低減することによって増加されたコンテンツ密度とを含む、導波路を有するシースルーコンピュータディスプレイシステムのための方法およびシステムに関する。
【０００５】
本発明のこれらおよび他のシステム、方法、物体、特徴および利点は、以下の好ましい実施形態の詳細な説明および図面から当業者に明らかであろう。本明細書中で言及される全ての書類は、参照によってその全体が本明細書に援用される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
（図面の簡単な説明）
実施形態は、以下の図面を参照して説明される。
【０００７】
図面において示される同様の特徴および構成要素を参照するために、全体にわたって同一の番号が用いられ得る。
【０００８】
【図１】図１は、本発明の原理による頭部搭載型コンピュータエコシステムを図示する。
【０００９】
【図２】図２は、本発明の原理による光学システムを有する頭部搭載型システムを図示する。
【００１０】
【図３】図３は、本発明の原理による例示的な画像転送モジュールを図示する。
【００１１】
【図４】図４は、本発明の原理による、視覚補正および制御された景色光の伝送を通した増加されたコンテンツ密度を有する導波路構築を図示する。
【００１２】
本発明は、特定の好ましい実施形態に関連して説明されたが、他の実施形態が、当業者によって理解され、本明細書中に包含され得る。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（好ましい実施形態（単数または複数）の詳細な説明）
本発明の側面は、頭部装着型コンピューティング（ＨＷＣ）システムに関する。いくつかの例では、ＨＷＣは、頭部装着型の眼鏡またはサングラスの外観を模したシステムに関係する。眼鏡は、眼鏡のレンズの各々においてユーザの眼に提示されるコンピュータディスプレイを含むもの等の、完全に開発されたコンピューティングプラットフォームであり得る。実施形態において、レンズおよびディスプレイは、眼鏡を装着する人が、デジタル画像を見ると同時にレンズを通して環境も見ることを可能とするように構成され得、デジタル画像は、環境のデジタル拡張画像、または拡張現実（ＡＲ）として人に知覚される重なった画像を形成する。
【００１４】
ＨＷＣは、単に人の頭部にコンピューティングシステムを設置することだけに関係するものではない。システムは、軽量、コンパクトかつ完全に機能的なコンピュータディスプレイとして設計される必要があり得、例えば、コンピュータディスプレイは、表示されるデジタルコンテンツおよび周囲の環境のシースルービューからなる高いレベルの出現を提供する高解像度のデジタルディスプレイを含む。ＨＷＣデバイスに適したユーザインタフェースおよび制御システムは、ラップトップ等のより従来的なコンピュータのために使用されるものと異なることが要求され得る。最も効率的なＨＷＣおよび関連システムのために、眼鏡は、環境的条件、地理的場所、他の対象ポイントに対する相対的な位置付け、ユーザまたは接続されたグループ内の他のユーザによる画像化および動きによって特定される物体、ならびに同様のものを決定するためのセンサが装備され得る。それから、ＨＷＣは、一般的にコンテキスト認識ＨＷＣと称される方法で、条件、場所、位置付け、動きおよび同様のものに適合する動作モードを変化させ得る。眼鏡はまた、無線で、または別様に、ローカルにまたはネットワークを通してのいずれかで他のシステムへ接続される必要があり得る。眼鏡を制御することは、外部デバイスの使用を通して、コンテキストにより収集された情報を通して自動的に、眼鏡センサによって捕捉されるユーザのジェスチャを通して、および同様のものを通して、達成され得る。各技術は、眼鏡において用いられるソフトウェアアプリケーションに依存してさらに洗練され得る。さらに、眼鏡は、眼鏡に関連付けられる外部デバイスを制御するかまたはこれと連携するために用いられ得る。
【００１５】
図１を参照すると、ＨＷＣシステム１００の概略図が提示される。示されるように、ＨＷＣシステム１００は、ＨＷＣ１０２を備え、この例においてＨＷＣ１０２は、ＨＷＣ１０２が環境１１４内の物体および条件を知覚するようなセンサを有する頭部に装着される眼鏡として構成される。この例では、ＨＷＣ１０２はまた、ジェスチャおよび動き１１６等の制御入力を受け取りかつ解釈する。ＨＷＣ１０２は、外部ユーザインタフェース１０４と通信し得る。外部ユーザインタフェース１０４は、ＨＷＣ１０２および外部ユーザインタフェース１０４のユーザから制御指示を採取するために、物理的なユーザインタフェースを提供し得、ＨＷＣ１０２は、ユーザのコマンドに影響を及ぼし、かつフィードバックを外部デバイス１０８に提供するように、双方向に通信し得る。ＨＷＣ１０２はまた、外部で制御または連携されるローカルデバイス１０８と双方向に通信し得る。例えば、外部ユーザインタフェース１０４は、外部で制御または連携されるローカルデバイス１０８を制御するために、ＨＷＣ１０２と接続して用いられ得る。外部で制御または連携されるローカルデバイス１０８は、フィードバックをＨＷＣ１０２に提供し得、カスタマイズされたＧＵＩは、デバイスのタイプまたは特に特定のデバイス１０８に基づいてＨＷＣ１０２において提示され得る。ＨＷＣ１０２はまた、ネットワーク接続１１０を通して遠隔デバイスおよび情報源１１２と相互作用し得る。再度、外部ユーザインタフェース１０４は、外部ユーザインタフェース１０４が外部で制御または連携されるローカルデバイス１０８を制御するかまたは別様にこれと相互作用するために用いられるときと同様に、遠隔デバイス１０８および情報源１１２のいずれかを制御するか、または別様にこれらと相互作用するように、ＨＷＣ１０２と接続して用いられ得る。同様にして、ＨＷＣ１０２は、ローカルデバイス１０８または遠隔のデバイス１１２のいずれかを制御するために、（例えば、カメラ（単数または複数）、距離計、ＩＲセンサ等の前方、下方、上方、後方を向いたセンサから捕捉される）ジェスチャ１１６または環境１１４において感知される環境的条件を解釈し得る。
【００１６】
ここで、図１で描写される主たる要素の各々をより詳細に説明する。しかし、これらの説明は、概略的なガイダンスを提供することを意図されており、限定するものとして解されるべきではない。各々の要素の追加的な説明も、本明細書中でさらに説明され得る。
【００１７】
ＨＷＣ１０２は、人の頭部に装着されることを意図されるコンピューティングプラットフォームである。ＨＷＣ１０２は、多くの異なる機能的要件に適合するように、多くの異なる形態をとり得る。いくつかの状況では、ＨＷＣ１０２は、従来の眼鏡の形態で設計される。眼鏡は、アクティブコンピュータグラフィックスディスプレイを有してもよいし、そうでなくともよい。ＨＷＣ１０２が統合されたコンピュータディスプレイを有する場合、ディスプレイは、デジタル画像が環境１１４のユーザのビューに対して重なり得るようなシースルーディスプレイとして構成され得る。反射型ディスプレイ（例えば、ＬＣｏＳ、ＤＬＰ）、発光型ディスプレイ（例えば、ＯＬＥＤ、ｍｉｃｒｏ−ＬＥＤ）、ホログラフィック表面、ＴＩＲ導波路、および同様のものを有する設計を含む、使用され得る多数のシースルー光学設計が存在する。実施形態において、ディスプレイオプティクスに関連して用いられる照明システムは、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、量子ドット、量子ドットＬＥＤ等のソリッドステート照明システムであり得る。加えて、光学構成は、単眼または双眼であり得る。それは、視覚補正光学構成要素も含み得る。他の実施形態では、ＨＷＣ１０２は、シースルーシールドを有するヘルメット、サングラス、安全眼鏡、ゴーグル、マスク、シースルーシールドを有する防火ヘルメット、シースルーシールドを有する警察ヘルメット、シースルーシールドを有する軍隊ヘルメット、特定のワークタスク（例えば、在庫管理、ロジスティクス、修理、メンテナンス等）にカスタマイズされた利用形態、および同様のものの形態であり得る。
【００１８】
ＨＷＣ１０２はまた、統合されたプロセッサ、統合されたパワー管理、通信構造（例えば、セルネット、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ローカルエリア接続、メッシュ接続、リモート接続（クライアントサーバ等））、および同様のもの等の多数の統合されたコンピューティング設備を有し得る。ＨＷＣ１０２はまた、ＧＰＳ、電子コンパス、高度計、傾斜センサ、ＩＭＵ、および同様のもの等の多数の位置知覚センサを有し得る。ＨＷＣ１０２はまた、カメラ、距離計、ハイパースペクトルカメラ、ガイガーカウンタ、マイクロホン、スペクトル照射検出器、温度センサ、化学センサ、生体センサ、湿度センサ、超音波センサ、および同様のもの等の他のセンサを有し得る。
【００１９】
ＨＷＣ１０２はまた、統合された制御技術を有し得る。統合された制御技術は、コンテキストベースの制御、パッシブ制御、アクティブ制御、ユーザ制御、および同様のものであり得る。例えば、ＨＷＣ１０２は、統合された処理システムがジェスチャを解釈し、かつＨＷＣ１０２のための制御コマンドを生成するようなユーザの手または体のジェスチャ１１６を捕捉する統合されたセンサ（例えばカメラ）を有し得る。別の例では、ＨＷＣ１０２は、加速度計、ジャイロおよび他の慣性測定器を含む、動き（例えば、頷き、頭部の振り、および同様のもの）を検出するセンサを有し得、統合されたプロセッサは、動きを解釈し、応答の制御コマンドを生成し得る。ＨＷＣ１０２はまた、測定または知覚された環境条件に基づいて、それ自身を自動で制御し得る。例えば、環境内で明るい場合、ＨＷＣ１０２は、表示される画像の明るさまたはコントラストを増加させ得る。実施形態において、統合された制御技術は、ユーザが直接的にＨＷＣ１０２と相互作用し得るように、ＨＷＣ１０２に搭載され得る。例えば、ＨＷＣ１０２は、ボタン（単数または複数）、接触式静電容量インタフェース、および同様のものを有し得る。
【００２０】
本明細書中で説明されるように、ＨＷＣ１０２は、外部のユーザインタフェース１０４と通信し得る。外部のユーザインタフェースは、多くの異なる形態があり得る。例えば、携帯電話のスクリーンは、ＨＷＣ１０２の一側面の制御のためのユーザ入力を採用するように適合し得る。外部のユーザインタフェースは、キーボード、タッチ表面、ボタン（単数または複数）、ジョイスティック、および同様のもの等の専用ＵＩであり得る。実施形態において、外部のコントローラは、指輪、腕時計、バイク、車、および同様のもの等の別のデバイス内に統合され得る。各々の場合において、外部のユーザインタフェース１０４は、ＨＷＤ１０４を制御するための追加的入力を提供するために、センサ（例えば、ＩＭＵ、加速度計、コンパス、高度計、および同様のもの）を含み得る。
【００２１】
本明細書中で説明されるように、ＨＷＣ１０２は、他のローカルデバイス１０８を制御するかまたはそれらと連携し得る。外部デバイス１０８は、オーディオデバイス、視覚デバイス、自動車、携帯電話、コンピュータ、および同様のものであり得る。例えば、ローカル外部デバイス１０８は、別のＨＷＣ１０２であり得、この場合、情報は、別個のＨＷＣ１０８の間で交換され得る。
【００２２】
ＨＷＣ１０２がローカルデバイス１０６を制御するかまたはそれらと連携し得るのと同様に、ＨＷＣ１０２は、ネットワーク１１０を通してリモートデバイス１１２と通信するＨＷＣ１０２等の、リモートデバイス１１２を制御するかまたはそれらと連携し得る。また、リモートデバイス１１２の形態は、多くの形態を有し得る。これらの形態には、別のＨＷＣ１０２が含まれる。例えば、各々のＨＷＣ１０２は、全てのＨＷＣ１０２が、ＨＷＣ１０２の全てが位置付けられている場所を知っているように、そのＧＰＳ位置を通信し得る。
【００２３】
図２は、画像生産モジュール２０２および画像伝送光学モジュール２０４を含む光学システムを有するＨＷＣ１０２を図示する。モジュール２０２および２０４は別個のモジュールとして概略的に説明される一方で、これは、例示的なだけであり、本発明は、２つのモジュールが単一のモジュール内に組み合わされるとき、または、２つのモジュールを形づくる要素が２より多いモジュール内に構成される場合等の、他の物理的構成を含むことが理解されるはずである。実施形態において、画像生産モジュール２０２は、コンピュータ制御されるディスプレイ（例えば、ＬＣｏＳ、ＤＬＰ、ＯＬＥＤ、ｍｉｃｒｏ−ＬＥＤ等）を含み、画像伝送光学モジュール２０４に画像光を送信または投射するように配置される。実施形態において、画像伝送光学モジュール２０４は、画像光を受信しかつ画像光をＨＷＣの装着者の眼に送達するように構成される眼送達オプティクスを含む。伝送光学モジュールは、反射性、屈折性、ホログラフィック、ＴＩＲ等の表面を含み得る。光学モジュール２０２および２０４が、画像光が装着者の１つの眼に送達され得るようなＨＷＣの一側面において図示されるが、実施形態は、各々の眼のための２つの画像光の送達システムを含むことが本発明によって構想されることが留意されるべきである。画像生産モジュール２０２が上記で画像伝送モジュール２０４として図２に描写されるが、発明者は、他の構成も構想することも留意されるべきである。画像は、頂部から、底部から、角において、後方から、前方から等で画像伝送モジュール２０４に投射され得る。これらの構成は、どのオプティクスがモジュール内に含まれるかに基づき得る。
【００２４】
図３は、特定のタイプの画像伝送モジュール２０４を図示する。図３は、導波路内で画像光を指向するために画像光の指向表面３０２を有する導波路を図示する。ホログラフィック、単層ホログラフィック、複層ホログラフィック、厚膜ホログラフィック、外面ホログラフィック、プリズム、表面レリーフ、アクティブホログラフィック等の画像光の指向表面を有する多数の異なるタイプの導波路が存在する。指向表面を有する導波路のいくつかの例を提供するために、ｈｔｔｐｓ：／／ｕｐｌｏａｄｖｒ．ｃｏｍ／ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ―ｓｍａｒｔｇｌａｓｓｅｓ／への参照がなされ、これは、本明細書に援用される。図３に図示される例では、画像生産モジュール２０２は、画像光を導波路３０２の区域内に投射し、導波路３０２は、入力表面３０４を含み、入力表面３０４は、画像光を、全内反射（ＴＩＲ）を通して折り表面３０８に内部へ方向転換させるように適合され、折り表面３０８は、導波路３０２内の画像光を、出力表面３１０に方向転換させ、出力表面３１０は、導波路３０２から出る光をユーザの眼に向かって方向転換させるように適合される。実施形態において、入力表面および出力表面は、画像光が導波路３０２の外に方向転換されるとユーザの広大な視野を形成するように、画像光を拡大するようにさらに設計される。表面３０４、３０８および３１０の各々は、プリズム、ホログラフィック、アクティブ、パッシブ、多層、単層、導波路の内部、導波路の外部等であり得る。図３に提供される例は、単に、画像光を管理するために指向表面を有する種々のタイプの導波路が存在することを、読者が理解することを助けるための本質的な例に過ぎない。さらにこの点において、図示される構成は、画像生産モジュール、導波路および種々の表面の特定の配置および向きを示す一方で、発明者は、作用する他の構成が存在すること、および構成は概して完成品の要件に依存することを構想することが理解されるべきである。
【００２５】
図４は、本発明の原理による、制御された景色光の送信を通じた視覚補正および増加されたコンテンツ密度を有する導波路構築を図示する。本発明者は、導波路が、スマート眼鏡のために有用でありかつ非常に良いフォームファクターである一方で、それらはガラスで作製されているため脆弱であることを発見した。それらはまた、価格が高く、そのため、対のガラスである眼鏡を壊すことは良くない。加えて、それらはガラスであるため、いかなる損壊も、ユーザの眼の怪我という結果となり得る。図４に図示される実施形態は、損壊および／または衝撃にあまり影響を受けないように、導波路を硬くしている。加えて、図４の実施形態は、導波路を通して提供されるコンテンツに背景照明を提供する景色照明の制御に起因した、補正可能な視覚要素および増加されたコンテンツ密度を有する導波路シースルー拡張現実ソリューションを提供する。
【００２６】
図示において他の構成要素が追加される場合、図４の導波路３０２は、アセンブリの一部である。図示されるように、いくつかの構成要素は、画像伝送モジュール２０４の例の少なくとも一部を形成するように、共に積み重なる。スタックは、スタックのユーザの眼４１４の側にある内側保護層（例えば、ポリカーボネート、保護プレート等）４０２を有する導波路３０２を含む。スタックはまた、導波路３０２の反対側に外側保護層（例えば、ポリカーボネート、保護プレート等）４０４を含む。実施形態において、空気ギャップ４１２は、導波路が適切に動作するように、導波路３０２の各側に維持される。つまり、光学要素の積み重ねは、導波路の内側での反射の全内反射性質が破壊されないように、導波路の両側に空気ギャップを含む。空気ギャップ４１２は、材料導波路３０２と次の材料への遷移との間の実質的な屈折率の差を保つ。
【００２７】
図４の光学スタックは、視覚補正オプティク４１０（例えば、表面接着を通じて内側保護層４０２に貼り付く成形エラストマ、保護内側層４０２に接着されるガラスまたはプラスチックの視覚補正オプティク等）をさらに含む。視覚補正オプティクは、他の度付きレンズと同一の方法でユーザの視覚を補正するための手段であるが、この実施形態では、それは内側保護層４０２に設置され、そのため、周囲の環境のユーザのビューだけでなく導波路３０２を通して提示されるコンテンツのユーザのビューも補正する。実施形態において、視覚補正オプティク４１０は、表面接着を通じて内側保護層４０２に貼り付く成形エラストマである。これは、特にユーザのために作製される視覚補正オプティク４１０の迅速かつ容易な適用を可能とする。眼科医または補正レンズの他の処方者は、補正レンズを作製かつ販売し得、補正レンズは、その後、主に内側保護層４０２の外側の表面上にオプティクを貼付することによって、ユーザによって適用され得る。勿論、処方者が要求されない状況では、ユーザは単に、補正レンズを購入し、それを内側保護層４０２（例えば、増加された拡大のための「読者」オプティク）に適用し得る。実施形態においては、視覚補正オプティク４１０が適切に作用するように、鉛直かつ平坦な導波路３０２および／またはユーザの眼の前に位置付けられる鉛直かつ平坦な（例えば、少なくとも視覚補正オプティク４１０が搭載される表面にわたって平坦である）内側保護層４０２を有することが重要である。導波路３０２が実質的に鉛直に位置付けられるとき、画像光は、導波路表面から実質的に９０度で、導波路からユーザの眼に向かって送信する。これは、典型的な補正オプティク４１０が鉛直に位置付けられるときにそれらを通して見られるように光学的に設計されるためである。これは、ユーザが眺めている角度を埋め合わせるために視覚補正オプティク４１０について非常に複雑な処方をなす必要を回避する。代替となる実施形態では、導波路３０２が鉛直でない角度である場合、内側保護層４０２は、その外側の表面（すなわち、眼４１４に最も近い表面）の角度を含むか、または、視覚補正オプティクが取り付けられるときにそれがユーザの眼４１４に対して鉛直であるように、導波路３０２に対してある角度で取り付けられ得る。実施形態において、ユーザが視覚補正オプティク４１０を位置合わせすることを助けるために、内側保護層４０２は、１または複数のマーキングを含み得るか、またはテンプレートが提供され得る。
【００２８】
実施形態において、内側保護層４０２は、それ自体が視覚補正部分を含み得る。内側保護層は、ポリカーボネートまたは他の適切な材料から形成され得、ユーザのために補正した度に成形され得る。それから、視覚補正された内側保護層は、空気ギャップ４１２が保たれるように、導波路３０２に取り付けられ得る。これは、別個の材料が内側保護層４０２に適用される必要性を除去する。勿論、この構成は、視覚補正された内側保護層４０２を据え置くために、より入り組んだ製造またはユーザプロセスを要求し得る。
【００２９】
図４に図示されるように、実施形態において、スタックは、外側保護層４０４を含み得、外側保護層４０４は、頭部搭載型シースルーコンピュータディスプレイにおいてユーザの眼にコンピュータコンテンツを送達しているときに導波路の適切な全内反射を保つために、外側保護層４０４と導波路３０２との間に空気ギャップ４１２を提供するように位置付けられる。スタックはまた、頭部装着型コンピュータ１０２内のプロセッサによって制御され得るエレクトロクロミック層４０８を含み得る。エレクトロクロミック層は、導波路３０２に達する景色光の量を迅速に低減または増加させるように制御されるコンピュータであり得る。景色光は、導波路３０２のシースルーな性質のために、導波路３０２内に提示されるコンピュータ画像のためのバックグラウンド光を主に形成する。導波路３０２の外側（すなわち、ユーザの眼の反対側）が高い透過性を有すると、導波路３０２内に提示されるコンピュータコンテンツは、透明であり得、かつ／またはコンテンツが景色光を克服するために高い明るさを要求し得る。エレクトロクロミック層４０８が活性化されて景色光の調光を提供すると、克服するべき景色光がそれほど多く存在しないため、コンピュータコンテンツは、透明性がより低くなり得、かつ／または、コンテンツの明るさが低減され得る。実施形態において、エレクトロクロミック層４０８は、外側保護層４０４に直接付与される。別の実施形態では、エレクトロクロミック層４０８は、中間層に付与される。
【００３０】
本発明者は、エレクトロクロミック表面を眼鏡のフォーマットに付与するときに、有意な困難性が存在することを発見した。エレクトロクロミック表面は、標準的な補正ガラスレンズまたはサングラスのレンズのような複合半径を含む複雑な形状にはうまく付与されない傾向がある。その表面を表面内の単一の曲線に付与することはいくらかより容易となる。エレクトロクロミック表面が平坦な表面に付与されるときには、最も容易であり、最も良い結果を生み出す。実施形態において、本明細書中で説明される空気ギャップ設計は、任意の成形されたエレクトロクロミック表面に関して用いられ得る。
【００３１】
実施形態において、外側保護層４０４は、フォトクロミック材料（単数または複数）を含み得る。これは、景色光の強度に基づく景色光の自動調光を提供し得る。フォトクロミック層は、外側保護層のいずれかの側に別個の層で提供され得る。典型的には、エレクトロクロミック層がフォトクロミック層の性能の影響を有しないように、フォトクロミック層は、エレクトロクロミック層よりもユーザの眼から離して位置付けられ得る。
【００３２】
実施形態において、反射防止コーティングは、乱反射を防ぐために頭部装着型コンピュータ１０２の使用中の反射を防ぐように、最終的なアセンブリ内の空気に曝露される図４に関して図示された光学スタックの表面のいずれかまたは全てに付与され得る。
【００３３】
実施形態において、内側保護層４０２および外側保護層４０８は、導波路３０２に使用される材料の屈折率を実質的に一致させる材料を保護層に用いることによって、空気ギャップ４１２を残すことなく導波路３０２に付与され得る。屈折率一致材を用いることによって、導波路の全内反射は、保護層の外側の表面を用い得る。そのような構成では、空気ギャップは、内側保護層４０２と補正オプティク４１０との間に提供され得る。さらに、そのような構成では、空気ギャップは、外側保護層４０４とエレクトロクロミック層４０８との間に提供され得る。
【００３４】
実施形態において、導波路３０２またはその一部は、導波路の強度を増加させるために化学処理されたガラス（例えば、Ｇｏｒｉｌｌａ  Ｇｌａｓｓ）で作製され得る。
【００３５】
ある実施形態において、頭部装着型シースルーコンピュータディスプレイは、第１の内側表面を有するガラス導波路であって、第１の内側表面は、少なくとも、画像光がガラス導波路からユーザの眼に向かって投射される領域内に、平坦な区域を有し、ガラス導波路は、第１の内側表面を基準としておよそ９０度でそこから画像光が送信するようにさらに構成される、ガラス導波路と、ガラス導波路とユーザの眼との間に位置付けられる保護内側層であって、保護内側層は、ガラス導波路と保護内側層との間に第１の空気ギャップを提供するようにさらに位置付けられる、保護内側層と、保護内側層に搭載されかつ保護内側層とユーザの眼との間に位置付けられる視覚補正オプティクとを含み得る。ガラス導波路は、少なくとも１つのホログラフィック表面を含み得る。少なくとも１つのホログラフィック表面は、複数のホログラフィック表面を含む。ガラス導波路は、ユーザの眼の前に鉛直に位置付けられ得る。保護内側層は、視覚補正オプティクが搭載される外側表面を有し得、外側表面は、ユーザの眼の前に鉛直に位置付けられ得る。頭部装着型シースルーコンピュータディスプレイは、保護内側層の反対の導波路側に位置付けられる保護外側層をさらに含み得、保護外側層は、保護外側層とガラス導波路との間に第２の空気ギャップを提供するようにさらに位置付けられ得る。頭部装着型シースルーコンピュータディスプレイは、景色光の少なくとも一部がガラス導波路に到達することを制御可能に防止するために、プロセッサによって制御されるエレクトロクロミック表面をさらに含む。エレクトロクロミック表面は、保護外側層とガラス導波路との間に位置付けられ得る。エレクトロクロミック表面は、保護外側層に付与され得、第２の空気ギャップは、エレクトロクロミック表面とガラス導波路との間にあり得る。保護外側層は、フォトクロミックであり得る。視覚補正オプティクは、表面張力で保護内側層に付着するエラストマオプティクを含み得る。
【００３６】
ＨＷＣの実施形態は、特徴、システム、コンピュータプロセス、および／または方法に特有の言葉で説明されたが、添付の特許請求の範囲は、説明された特定の特徴、システム、コンピュータプロセス、および／または方法に必ずしも限定されない。むしろ、特定の特徴、システム、コンピュータプロセス、および／または、および方法は、ＨＷＣの非限定的な例示的実施として開示される。本明細書中で参照される全ての書類は、参照によって本明細書に援用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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