KR20230165389A - Method of Calibration for Holographic Energy Directing Systems - Google Patents
Method of Calibration for Holographic Energy Directing Systems Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230165389A KR20230165389A KR1020237041092A KR20237041092A KR20230165389A KR 20230165389 A KR20230165389 A KR 20230165389A KR 1020237041092 A KR1020237041092 A KR 1020237041092A KR 20237041092 A KR20237041092 A KR 20237041092A KR 20230165389 A KR20230165389 A KR 20230165389A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- energy
- properties
- locations
- waveguide array
- clause
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 112
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims abstract description 65
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 10
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 40
- 230000006870 function Effects 0.000 description 35
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 17
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 15
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 15
- 238000013461 design Methods 0.000 description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 12
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 210000002265 sensory receptor cell Anatomy 0.000 description 9
- 102000027509 sensory receptors Human genes 0.000 description 9
- 108091008691 sensory receptors Proteins 0.000 description 9
- 101150064138 MAP1 gene Proteins 0.000 description 8
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 8
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 8
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 7
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 6
- 101100400452 Caenorhabditis elegans map-2 gene Proteins 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000003238 somatosensory effect Effects 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 210000000887 face Anatomy 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 2
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- 235000002566 Capsicum Nutrition 0.000 description 1
- 206010027646 Miosis Diseases 0.000 description 1
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 1
- 239000006002 Pepper Substances 0.000 description 1
- 235000016761 Piper aduncum Nutrition 0.000 description 1
- 235000017804 Piper guineense Nutrition 0.000 description 1
- 244000203593 Piper nigrum Species 0.000 description 1
- 235000008184 Piper nigrum Nutrition 0.000 description 1
- 240000000136 Scabiosa atropurpurea Species 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000001339 gustatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000003547 miosis Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000002207 retinal effect Effects 0.000 description 1
- 230000021317 sensory perception Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 230000001720 vestibular Effects 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/0005—Adaptation of holography to specific applications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/32—Holograms used as optical elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/0486—Improving or monitoring the quality of the record, e.g. by compensating distortions, aberrations
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
- G03H1/2202—Reconstruction geometries or arrangements
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/20—Image signal generators
- H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
- H04N13/246—Calibration of cameras
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0132—Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems
- G02B2027/0134—Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems of stereoscopic type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
홀로그래픽 에너지 지향 시스템은 도파관 어레이 및 릴레이 요소를 포함할 수 있다. 개시된 캘리브레이션 방식은 에너지 위치들의 맵핑 및 4 차원 플렌옵틱 시스템에서 규정된 에너지의 각도 방향에 대한 에너지 위치들의 맵핑을 가능하게 한다. 도파관 어레이 및 릴레이 요소로 인한 왜곡도 또한 보상될 수 있다.The holographic energy directing system may include waveguide arrays and relay elements. The disclosed calibration method enables mapping of energy positions and mapping of energy positions to a defined angular direction of energy in a four-dimensional plenoptic system. Distortions due to waveguide arrays and relay elements can also be compensated.
Description
본 발명은 일반적으로 홀로그램 에너지 시스템의 캘리브레이션 방법들에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 홀로그램 에너지 시스템의 릴레이 요소들 및 도파관 요소들을 캘리브레이션하는 방법들에 관한 것이다.The present invention relates generally to methods for calibrating holographic energy systems, and more particularly to methods for calibrating relay elements and waveguide elements of holographic energy systems.
Gene Roddenberry의 스타 트랙(Star Trek)에 의해 대중화되고 1900년대 초에 작가인 Alexander Moszkowski에 의해 처음 구상되었던 "홀로덱(holodeck)" 챔버 내에서의 상호작용식 가상 세계의 꿈은 거의 한 세기 동안 과학 소설과 기술 혁신에 영감을 주었다. 하지만, 문학, 미디어 및 어린이와 성인의 집단적 상상력 외에는 이 경험에 대한 강력한 구현은 존재하지 않는다.Popularized by Gene Roddenberry's Star Trek and first conceived by author Alexander Moszkowski in the early 1900s, the dream of interactive virtual worlds within "holodeck" chambers has been a science topic for nearly a century. Inspired novels and technological innovations. However, there is no compelling embodiment of this experience outside of literature, media, and the collective imagination of children and adults.
본 발명의 일 실시예는 에너지 릴레이 요소에 대한 캘리브레이션 방법에 관한 것이며, 에너지 릴레이 요소는 에너지 릴레이 요소를 통해 전파되는 에너지가 종 배향으로 더 높은 전송 효율을 가지도록 구성된다. 상기 방법은 에너지 릴레이 요소의 제 1 표면에서의 제 1 복수의 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 수신하는 단계로서, 제 1 복수의 에너지 위치에서의 에너지는 종 배향을 따라 에너지 릴레이 요소를 통해 제 2 복수의 에너지 위치로부터 중계되는, 상기 수신하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 제 2 복수의 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 사전결정된 데이터 및 제 1 복수의 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 상관시켜 캘리브레이션된 릴레이 함수를 생성하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 캘리브레이션된 릴레이 함수는 제 1 복수의 에너지 위치에서의 에너지 속성들의, 제 2 복수의 에너지 위치에서의 에너지 속성들로의 맵핑(mapping)을 포함한다.One embodiment of the invention relates to a calibration method for an energy relay element, wherein the energy relay element is configured such that energy propagating through the energy relay element has a higher transmission efficiency in longitudinal orientation. The method includes receiving data of energy properties of energy at a first plurality of energy positions on a first surface of an energy relay element, wherein the energy at the first plurality of energy positions is distributed along a longitudinal orientation of the energy relay element. and receiving, wherein the energy is relayed from a second plurality of locations. The method further includes correlating predetermined data of energy properties of the energy in the second plurality of energy locations with data of energy properties of the energy in the first plurality of energy locations to generate a calibrated relay function. In one embodiment, the calibrated relay function includes a mapping of energy properties at a first plurality of energy locations to energy properties at a second plurality of energy locations.
에너지 도파관 어레이에 대한 캘리브레이션 방법의 일 실시예가 개시되며, 에너지 도파관 어레이는 에너지 도파관 어레이의 제 1 면으로부터 제 2 면까지 연장되는 금지되지 않은(uninhibited) 에너지 전파 경로들을 따라 에너지를 향하게 하도록 동작 가능하고, 금지되지 않은 에너지 전파 경로들은 제 1 면 상에서 복수의 에너지 위치들로 연장되고, 제 1 면 상의 각각의 에너지 위치에 따라 에너지 도파관 어레이에 대해 상이한 각도 방향을 따라, 제 2 면 상에서 연장된다. 상기 방법은 도파관 어레이의 제 2 면 상에서 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따라 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 복수의 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 데이터와, 도파관 어레이의 제 2 면 상에서 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따르는 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 상관시켜서, 에너지 도파관 어레이에 대한 캘리브레이션된 4 차원(4D) 플렌옵틱 함수(plenoptic function)를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 캘리브레이션된 4D 플렌옵틱 함수는 복수의 에너지 위치들과 금지되지 않은 에너지 전파 경로들의 각각의 각도 방향들 간의 맵핑을 포함한다.One embodiment of a calibration method for an energy waveguide array is disclosed, wherein the energy waveguide array is operable to direct energy along uninhibited energy propagation paths extending from a first side to a second side of the energy waveguide array, , the uninhibited energy propagation paths extend to a plurality of energy positions on the first side and along a different angular direction with respect to the energy waveguide array depending on each energy position on the first side, on the second side. The method may include receiving data of energy properties of energy along uninhibited energy propagation paths on a second side of the waveguide array. The method correlates data of the energy properties of the energy at a plurality of energy locations with data of the energy properties of the energy along uninhibited energy propagation paths on the second side of the waveguide array, thereby producing a calibrated 4 for the energy waveguide array. A step of generating a dimensional (4D) plenoptic function may be further included. In one embodiment, the calibrated 4D plenoptic function includes a mapping between a plurality of energy locations and respective angular directions of uninhibited energy propagation paths.
에너지 지향 시스템에 대한 캘리브레이션 방법이 개시되며, 여기서 에너지 지향 시스템의 에너지 릴레이 요소는 에너지 릴레이 요소를 통해 전파되는 에너지가 종 배향으로 보다 높은 전송 효율을 갖도록 구성되고, 에너지 지향 시스템의 에너지 도파관 어레이는 에너지 도파관 어레이의 제 1 면으로부터 제 2 면까지 연장되는 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따라 에너지를 향하게 하도록 동작 가능하며, 금지되지 않은 에너지 전파 경로들은 제 1 면 상에서 복수의 릴레이된 에너지 위치들로 연장되고, 제 1 면 상의 각각의 에너지 위치에 따라 에너지 도파관 어레이에 대해 상이한 각도 방향을 따라 제 2 면 상에서 연장된다. 상기 방법은 에너지 릴레이 요소의 제 1 표면에서 복수의 중계된 에너지 위치에서 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 수신하는 단계로서, 제 1 복수의 에너지 위치에서의 에너지는 종 배향을 따라 에너지 릴레이 요소를 통해 복수의 소스 에너지 위치로부터 중계되는, 상기 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 복수의 소스 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 사전결정된 데이터와 복수의 중계된 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 상관시켜 캘리브레이션된 릴레이 함수를 생성하는 단계로서, 캘리브레이션된 릴레이 함수는, 제 1 복수의 에너지 위치에서의 에너지 속성들의, 제 2 복수의 에너지에서의 에너지 속성들로의 맵핑을 포함하는, 상기 캘리브레이션된 릴레이 함수를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 도파관 어레이의 제 2 면 상에서 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따르는 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 수신하는 단계 및 복수의 중계된 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 데이터와, 도파관 어레이의 제 2 면 상에서 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따르는 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 상관시켜서 에너지 도파관 어레이에 대한 캘리브레이션된 4 차원(4D) 플렌옵틱 함수를 생성하는 단계로서, 캘리브레이션 4D 플렌옵틱 함수는 복수의 에너지 위치들과 금지되지 않은 에너지 전파 경로들의 각각의 각도 방향들 간의 맵핑을 포함하는, 상기 캘리브레이션된 4D 플렌옵틱 함수를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.A calibration method for an energy-directed system is disclosed, wherein an energy relay element of the energy-directed system is configured such that energy propagating through the energy relay element has a higher transmission efficiency in a longitudinal orientation, and an energy waveguide array of the energy-directed system is configured to transmit the energy. operable to direct energy along uninhibited energy propagation paths extending from a first side to a second side of the waveguide array, wherein the uninhibited energy propagation paths extend to a plurality of relayed energy locations on the first side; , which extends on the second side along different angular directions relative to the energy waveguide array depending on each energy location on the first side. The method includes receiving data of energy properties of energy at a plurality of relayed energy locations on a first surface of an energy relay element, wherein the energy at the first plurality of energy locations is transmitted through the energy relay element along a longitudinal orientation. and the step of receiving, relayed from a source energy location. The method comprises correlating predetermined data of energy properties of energy at a plurality of source energy locations with data of energy properties of energy at a plurality of relayed energy locations to generate a calibrated relay function, the calibrated relay function The step may further include generating the calibrated relay function comprising mapping energy properties at a first plurality of energy locations to energy properties at a second plurality of energies. The method includes receiving data of energy properties of energy along uninhibited energy propagation paths on a second side of the waveguide array and data of energy properties of the energy at a plurality of relayed energy locations, the second side of the waveguide array Generating a calibrated four-dimensional (4D) plenoptic function for the energy waveguide array by correlating data of energy properties of energy along non-inhibited energy propagation paths in a plane, wherein the calibrated 4D plenoptic function is a plurality of energy positions. The method may further include generating the calibrated 4D plenoptic function, including a mapping between the respective angular directions of the non-inhibited energy propagation paths.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.It is included in the content of the present invention.
실시예들이 첨부 도면들에 예로서 도시되어 있으며, 동일한 도면 부호들은 유사한 부분들을 나타낸다:
도 1은 에너지 지향 시스템에 대한 설계 파라미터들을 도시하는 개략도이다.
도 2는 기계적 엔벨로프를 가진 능동 장치 영역을 갖는 에너지 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 3은 에너지 릴레이 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 4는 베이스 구조체에 함께 접착되어 고정된 에너지 릴레이 요소들의 일 실시예를 도시하는 개략도이다.
도 5a는 멀티-코어 광섬유들을 통한 중계된 이미지의 일 예를 도시하는 개략도이다.
도 5b는 횡방향 앤더슨 편재(Transverse Anderson Localization) 원리의 특성들을 나타내는 에너지 릴레이를 통해 중계되는 이미지의 일 예를 도시하는 개략도이다.
도 6은 에너지 표면으로부터 뷰어로 전파되는 광선들을 나타내는 개략도이다.
도 7은 4차원 플렌옵틱 함수(four-dimensional plenoptic function)들에 따라 에너지를 지향하도록 동작 가능한 시스템 아키텍처를 도시하는 개략도이다.
도 8은 4 차원 플렌옵틱 에너지 지향 시스템에 대한 에너지 위치들 및 에너지 전파 경로들을 맵핑하기 위한 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
도 9는 4 차원 플렌옵틱 에너지 지향 시스템에서 에너지 릴레이 요소를 캘리브레이션하기 위한 캘리브레이션 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 10a 내지 도 10c는 도 8의 프로세스에서의 맵핑들의 실시예들이다.
도 11은 에너지 위치들을 맵핑하기 위한 프로세스의 일 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 12는 에너지 위치들을 맵핑하기 위한 프로세스의 다른 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 13은 4 차원 플렌옵틱 에너지 지향 시스템에 대한 에너지 위치들 및 에너지 경로들을 맵핑하기 위한 프로세스의 일 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 14는 4 차원 플렌옵틱 에너지 지향 시스템에서 에너지 도파관 요소를 캘리브레이션하기 위한 캘리브레이션 시스템을 도시하는 개략도이다.Embodiments are shown by way of example in the accompanying drawings, where like reference numerals indicate like parts:
1 is a schematic diagram showing design parameters for an energy directed system.
Figure 2 is a schematic diagram showing an energy system with an active device area with a mechanical envelope.
Figure 3 is a schematic diagram showing an energy relay system.
Figure 4 is a schematic diagram showing one embodiment of energy relay elements glued and secured together to a base structure.
Figure 5A is a schematic diagram showing an example of an image relayed over multi-core optical fibers.
Figure 5b is a schematic diagram showing an example of an image relayed through an energy relay demonstrating characteristics of the Transverse Anderson Localization principle.
Figure 6 is a schematic diagram showing rays propagating from the energy surface to the viewer.
Figure 7 is a schematic diagram showing a system architecture operable to direct energy according to four-dimensional plenoptic functions.
8 is a flow diagram illustrating a process for mapping energy locations and energy propagation paths for a four-dimensional plenoptic energy directing system.
Figure 9 is a schematic diagram showing a calibration system for calibrating energy relay elements in a four-dimensional plenoptic energy directing system.
Figures 10A-10C are embodiments of mappings in the process of Figure 8.
Figure 11 is a flow diagram illustrating one embodiment of a process for mapping energy locations.
Figure 12 is a flow diagram illustrating another embodiment of a process for mapping energy locations.
FIG. 13 is a flow diagram illustrating one embodiment of a process for mapping energy locations and energy paths for a four-dimensional plenoptic energy directing system.
Figure 14 is a schematic diagram showing a calibration system for calibrating energy waveguide elements in a four-dimensional plenoptic energy directing system.
본 개시의 다양한 실시예들의 제작 및 사용이 이하에서 상세히 논의되지만, 본 발명은 다양한 특정 상황들에서 구체화될 수 있는 많은 적용 가능한 발명적 개념을 제공한다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에서 논의된 특정 실시예는 단지 본 개시물을 제작하고 사용하는 특정 방법의 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. Although the making and use of various embodiments of the present disclosure are discussed in detail below, it should be understood that the present invention provides many applicable inventive concepts that may be implemented in a variety of specific situations. The specific embodiments discussed herein are merely illustrative of specific ways to make and use the present disclosure and do not limit the scope of the invention.
홀로덱("홀로덱 설계 파라미터들"이라고 통칭함)의 실시예는 가상의 사회적 상호작용식 환경 내에서 수신된 에너지 자극들이 실제적이라고 믿게 하기 위해 인간의 감각 수용체들을 속이기에 충분한 에너지 자극을 제공하며, 다음을 제공한다: 1) 외부 액세서리들 없이 양안 디스패러티, 머리 장착식 안경류 또는 기타 주변 장치들; 2) 임의의 수의 관찰자들을 위해 동시에 시인 체적(viewing volume) 전체에 걸친 정확한 운동 시차(motion parallax), 오클루젼(occlusion) 및 혼탁(opacity); 3) 모든 인지된 광선에 대한 눈의 동기식 수렴(convergence), 원근조절(accommodation) 및 축동(miosis)을 통한 시각 초점(visual focus); 및 4) 시각, 청각, 촉각, 미각, 후각 및/또는 균형을 위한 인간의 감각 "해상도"를 초과하는 충분한 밀도 및 해상도의 수렴 에너지 파 전파.Embodiments of the holodeck (collectively referred to as “Holodeck Design Parameters”) provide sufficient energy stimulation to fool human sensory receptors into believing that the energy stimulation received within the virtual social interactive environment is real; , provides: 1) binocular disparity without external accessories, head-mounted eyewear or other peripheral devices; 2) accurate motion parallax, occlusion and opacity across the viewing volume for an arbitrary number of observers simultaneously; 3) visual focus through synchronous convergence, accommodation, and miosis of the eyes for all perceived rays; and 4) converging energy wave propagation of sufficient density and resolution that exceeds the human sensory “resolution” for sight, hearing, touch, taste, smell and/or balance.
시각계, 청각계, 체성감각계, 미각계, 후각계 및 전정(vestibular)계를 포함하는 홀로덱 설계 파라미터들에 의해 제안되는 바와 같은 강력한 방식으로 모든 수용장들(receptive fields)을 위해 제공할 수 있는 기술이, 현재까지의 종래 기술에 기초하여, 수 세기는 아니더라도, 수 십년이 걸렸다. It can serve all receptive fields in a powerful way as suggested by the Holodeck design parameters, including visual, auditory, somatosensory, gustatory, olfactory and vestibular systems. The technology that exists, based on prior art to date, is decades, if not centuries, old.
본 개시에서, 라이트 필드(light field) 및 홀로그램이라는 용어들은 임의의 감각 수용체 반응의 자극에 대한 에너지 전파를 정의하기 위해 상호교환 가능하게 사용될 수 있다. 초기 개시들은 홀로그래픽 이미지 및 부피 측정 햅틱스를 위한 에너지 표면들을 통한 전자기 및 기계 에너지 전파의 예들을 지칭할 수 있는 한편, 모든 형태의 감각 수용체들이 이 개시에서 구상된다. 또한, 전파 경로들을 따른 에너지 전파를 위해 본원에 개시된 원리들은 에너지 방출 및 에너지 캡처 양방 모두에 적용 가능할 수 있다.In this disclosure, the terms light field and hologram may be used interchangeably to define energy propagation upon stimulation of any sensory receptor response. Initial disclosures may refer to examples of electromagnetic and mechanical energy propagation through energy surfaces for holographic imaging and volumetric haptics, while all types of sensory receptors are envisioned in this disclosure. Additionally, the principles disclosed herein for energy propagation along propagation paths may be applicable to both energy emission and energy capture.
렌티큘러 프린팅(lenticular printing), 페퍼의 유령(Pepper's Ghost), 안경없는 스테레오스코픽(stereoscopic) 디스플레이, 수평 시차 디스플레이, 머리 장착식 VR 및 AR 디스플레이(HMD) 및 "폭슬로그래피(fauxlography)"로서 일반화된 이러한 다른 환상(illusions)을 포함하는 홀로그램과 종종 불행하게도 혼동되는 많은 기술들이 오늘날 존재한다. 이러한 기술들은 진정한 홀로그램 디스플레이의 원하는 특성들 중 일부를 나타낼 수 있기는 하지만, 4개의 식별된 홀로덱 설계 파라미터들 중 적어도 2개를 해결하기에 충분한 임의의 방식으로 인간의 시각적 감각 반응을 자극하는 능력이 부족하다.Generalized as lenticular printing, Pepper's Ghost, glasses-free stereoscopic displays, horizontal parallax displays, head-mounted VR and AR displays (HMDs), and "fauxlography". Many technologies exist today that are often unfortunately confused with holograms, including these other illusions. Although these technologies may exhibit some of the desired characteristics of a true holographic display, the ability to stimulate human visual sensory responses in a random manner sufficient to address at least two of the four identified holodeck design parameters. This is not enough.
이러한 도전들은 홀로그램 에너지 전파에 충분한 심리스 에너지 표면을 생성하기 위해 종래 기술에 의해 성공적으로 구현되지 못했다. 패럴랙스 배리어(parallax barriers), 호겔(hogels), 복셀(voxels), 회절 광학, 멀티 뷰 투영, 홀로그램 디퓨저(diffuser)들, 회전 거울, 다층형 디스플레이, 시간 순차 디스플레이, 머리 장착식 디스플레이 등을 포함하는 체적 및 방향 다중화 라이트 필드 디스플레이를 구현하기 위한 다양한 접근법들이 있기는 하지만, 종래의 접근법들은 이미지 품질, 해상도, 각도 샘플링 밀도, 크기, 비용, 안전성, 프레임 속도 등에 대한 타협을 수반할 수 있으며, 이는 궁극적으로 실현 불가능한 기술을 초래할 수 있다.These challenges have not been successfully implemented by prior art to create a seamless energy surface sufficient for holographic energy propagation. Includes parallax barriers, hogels, voxels, diffractive optics, multi-view projection, holographic diffusers, rotating mirrors, multilayer displays, time-sequential displays, head-mounted displays, etc. Although there are various approaches to implement volumetric and direction multiplexed light field displays, conventional approaches may involve compromises on image quality, resolution, angular sampling density, size, cost, safety, frame rate, etc. Ultimately, this may result in an unfeasible technology.
시각계, 청각계, 체성감각계들에 대한 홀로덱 설계 파라미터들을 달성하기 위해 각 계들의 각각의 인간의 예민성(acuity)이 연구되고 이해되어 인간의 감각 수용체들을 충분히 속일 수 있도록 에너지 파들을 전파한다. 시각계는 약 1각분(arc min)으로 분해할 수 있으며, 청각계는 배치에 있어서의 차이를 적게는 3도만큼 구별할 수 있으며 손에 있는 체성감각계는 2-12mm로 분리된 지점들을 식별할 수 있다. 이러한 예민성을 측정하기 위한 다양하고 상충되는 방식이 존재하기는 하지만, 이러한 값들은 에너지 전파의 인지를 자극하기 위한 시스템들과 방법들을 이해하기에 충분하다.To achieve the holodeck design parameters for the visual, auditory, and somatosensory systems, the human acuity of each system is studied and understood to propagate energy waves sufficiently to fool human sensory receptors. . The visual system can resolve to about 1 arc minute, the auditory system can distinguish differences in placement by as little as 3 degrees, and the somatosensory system in the hand can distinguish points separated by 2-12 mm. You can. Although there are various and conflicting ways to measure this sensitivity, these values are sufficient to understand systems and methods for stimulating the perception of energy propagation.
언급된 감각 수용체들 중에서 인간의 시각계는, 심지어 단일 광자조차도 감각을 유발할 수 있음을 고려하면, 단연코 가장 민감하다. 이러한 이유로, 이 소개의 대부분은 시각적인 에너지 파 전파에 초점을 맞출 것이고, 개시된 에너지 도파관 표면 내에 커플링된 상당히 낮은 해상도의 에너지 시스템들은 홀로그램 감각 인지를 유도하기 위해 적절한 신호들을 수렴할 수 있다. 달리 언급하지 않는 한, 모든 개시는 모든 에너지 및 감각 도메인들에 적용된다.Among the sensory receptors mentioned, the human visual system is by far the most sensitive, considering that even single photons can trigger sensations. For this reason, most of this introduction will focus on visual energy wave propagation, and fairly low resolution energy systems coupled within the disclosed energy waveguide surfaces can converge appropriate signals to induce holographic sensory perception. Unless otherwise stated, all disclosures apply to all energy and sensory domains.
시인 체적 및 시인 거리(viewing distance)가 주어진 시각계에 대한 에너지 전파의 효과적인 설계 파라미터들을 계산할 때, 원하는 에너지 표면은 많은 기가픽셀의 유효 에너지 위치 밀도를 포함하도록 설계될 수 있다. 넓은 시인 체적 또는 근접 필드 시인(near field viewing)에 대해서는, 원하는 에너지 표면의 설계 파라미터들이 수백 기가픽셀 또는 그 이상의 유효 에너지 위치 밀도를 포함할 수 있다. 이와 비교하여, 원하는 에너지 소스는 볼륨 햅틱의 초음파 전파를 위한 1 내지 250메가픽셀의 에너지 위치 밀도 또는 입력 환경 변수들에 따른 홀로그램 사운드의 음향 전파를 위한 36 내지 3,600개의 유효 에너지 위치들의 어레이를 갖도록 설계될 수 있다. 주목해야 할 중요한 점은 개시된 양방향 에너지 표면 아키텍처를 이용하면 모든 컴포넌트가 홀로그램 전파를 가능하게 하기 위해 임의의 에너지 영역에 대해 적합한 구조체들을 형성하도록 구성될 수 있다는 것이다. When calculating the effective design parameters of energy propagation for a visual system given the viewing volume and viewing distance, the desired energy surface can be designed to contain an effective energy location density of many gigapixels. For large viewing volumes or near field viewing, design parameters of the desired energy surface may include an effective energy location density of hundreds of gigapixels or more. In comparison, the desired energy source is designed to have an energy site density of 1 to 250 megapixels for ultrasonic propagation of volume haptics or an array of 36 to 3,600 effective energy sites for acoustic propagation of holographic sounds depending on input environmental variables. It can be. An important point to note is that using the disclosed bidirectional energy surface architecture, all components can be configured to form suitable structures for arbitrary energy regions to enable holographic propagation.
하지만, 오늘날 홀로덱을 사용하기 위한 주요 과제는 이용 가능한 시각적 기술들과 전자기 장치 제한들을 수반한다. 청각 및 초음파 장치들은, 복잡성이 과소 평가되어서는 안되지만, 각각의 수용장에서의 감각 예민성에 기초하여 원하는 밀도에 있어서의 규모 차이의 순서들이 주어지면 덜 어렵다. 홀로그램 에멀젼은 정적 이미지에서 간섭 패턴들을 인코딩하기 위해 원하는 밀도를 초과하는 해상도로 존재하지만, 최첨단 디스플레이 장치들은 해상도, 데이터 스루풋 및 제조 가능성에 의해 제한된다. 현재까지, 고유 디스플레이 장치는 시력에 대해 거의 홀로그램 해상도를 갖는 라이트 필드를 의미있게 생성할 수 없었다.However, major challenges for using holodecks today involve limitations in the available visual technologies and electromagnetic devices. Hearing and ultrasound devices, the complexity of which should not be underestimated, are less difficult given the order of magnitude difference in the desired density based on the sensory acuity in each receptive field. Holographic emulsions exist at resolutions exceeding the desired densities for encoding interference patterns in static images, but state-of-the-art display devices are limited by resolution, data throughput, and manufacturability. To date, native display devices have not been able to meaningfully generate light fields with nearly holographic resolution for vision.
강력한 라이트 필드 디스플레이를 위해 원하는 해상도를 충족시킬 수 있는 단일 실리콘 기반의 장치를 제작하는 것은 실용적이지 않을 수 있으며 현재의 제조 능력을 넘어선 극히 복잡한 제조 공정들을 수반할 수 있다. 다수의 기존 디스플레이 장치를 함께 타일링하는 것에 대한 제한은, 패키징, 전자 장치, 인클로저, 광학 및 필연적으로 이미징, 비용 및/또는 크기 관점으로부터 실행 불가능한 기술을 초래하는 다수의 다른 과제들의 물리적 크기에 의해 형성된 심 및 갭을 수반한다. Fabricating a single silicon-based device capable of meeting the desired resolution for a powerful light field display may not be practical and may involve extremely complex manufacturing processes beyond current manufacturing capabilities. Limitations to tiling multiple existing display devices together are shaped by the physical dimensions of packaging, electronics, enclosures, optics, and a host of other challenges that inevitably render the technology unfeasible from an imaging, cost, and/or size perspective. It involves seams and gaps.
본원에 개시된 실시예들은 홀로덱을 구축하기 위한 실제 경로를 제공할 수 있다.Embodiments disclosed herein can provide a practical path for building a holodeck.
예시적인 실시예들은 이제 본 명세서의 일부를 형성하고, 실시될 수 있는 예시적인 실시예들을 도시하는 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 개시 및 첨부된 청구항들에서 사용된 바와 같이, "실시예", "예시적인 실시예" 및 "예시의 실시예"라는 용어들은 반드시 단일 실시예를 지칭하는 것이 아니며, 예시적인 실시예들의 범위 또는 사상으로부터 벗어나지 않으면서, 다양한 예시적인 실시예들이 용이하게 결합되고 상호교환될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위한 것이지, 제한하려고 의도되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "에서"는 "안에" 및 "위에"를 포함할 수 있고, 용어 "하나", "일" 및 "그"는 단수 및 복수의 참조들을 포함할 수 있다. 또한, 본원에 사용된 용어 "~에 의해"는 또한 문맥에 따라 "~로부터"를 의미할 수도 있다. 또한, 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "~이면"은 또한 문맥에 따라 "~일 때" 또는 "~할 때"를 의미할 수도 있다. 또한, 본원에 사용된 바와 같이, "및/또는"이라는 단어는 관련된 목록화된 항목들 중 하나 이상의 임의의 그리고 모든 가능한 조합들을 지칭하고 포괄할 수 있다.Exemplary embodiments will now be described with reference to the accompanying drawings, which form a part of this specification and illustrate example embodiments in which they may be practiced. As used in the disclosure and appended claims, the terms “embodiment,” “exemplary embodiment,” and “exemplary embodiment” do not necessarily refer to a single embodiment, but rather a range or range of exemplary embodiments. Without departing from the spirit, various exemplary embodiments can be easily combined and interchanged. Additionally, the terminology used herein is for the purpose of describing example embodiments only and is not intended to be limiting. In this regard, as used herein, the term "in" may include "in" and "on" and the terms "a", "an" and "the" may include singular and plural references. You can. Additionally, as used herein, the term “by” may also mean “from” depending on the context. Additionally, as used herein, the term “if” may also mean “if” or “when” depending on the context. Additionally, as used herein, the word “and/or” can refer to and encompass any and all possible combinations of one or more of the associated listed items.
홀로그램 시스템 고려사항:Holographic system considerations:
*라이트 필드 에너지 전파 해상도의 개요 * Overview of light field energy propagation resolution
라이트 필드 및 홀로그램 디스플레이는 에너지 표면 위치들이 시인 체적 내에서 전파되는 각도, 색 및 강도 정보를 제공하는 복수의 투영들의 결과이다. 개시된 에너지 표면은, 부가적인 정보가 공존하고, 동일한 표면을 통해 전파되어 다른 감각계 반응들을 유도할 수 있는 기회들을 제공한다. 스테레오스코픽 디스플레이와는 달리, 공간에서의 수렴된 에너지 전파 경로들의 보이는 위치는 관찰자가 시인 체적 주위를 이동함에 따라 변하지 않으며, 임의의 수의 보는 사람들이 실제로 거기에 존재하는 것처럼 전파된 물체들을 실제 공간에서 동시에 볼 수 있다. 일부 실시예들에서, 에너지의 전파는 동일한 에너지 전파 경로에 위치될 수도 있지만 반대 방향에 위치될 수도 있다. 예를 들어, 에너지 전파 경로를 따른 에너지 방출 및 에너지 포획은 양방 모두가 본 발명의 일부 실시예들에서 가능하다. Light fields and holographic displays are the result of multiple projections whose energy surface positions provide angular, color and intensity information propagated within a viewing volume. The disclosed energy surface provides opportunities for additional information to coexist and propagate through the same surface, eliciting different sensory responses. Unlike stereoscopic displays, the visible position of the converged energy propagation paths in space does not change as the viewer moves around the viewing volume, and an arbitrary number of viewers can view the propagated objects in real space as if they were actually there. can be viewed at the same time. In some embodiments, the propagation of energy may be located in the same energy propagation path but in opposite directions. For example, both energy release and energy capture along the energy propagation path are possible in some embodiments of the invention.
도 1은 감각 수용체 반응의 자극에 관련된 변수들을 나타내는 개략도이다. 이들 변수들은 표면 대각선(101), 표면 폭(102), 표면 높이(103), 결정된 타겟 시팅(seating) 거리(118), 디스플레이의 중심으로부터의 뷰의 시야(view field)의 타겟 시팅 필드(104), 눈 사이의 샘플들로서 여기에서 보여진 중간 샘플들의 수(105), 평균 성인의 안구 간격(106), 각분에서 인간의 눈의 평균 해상도(107), 타겟 관찰자 위치와 표면 폭 사이에 형성된 수평 시야(108), 타겟 관찰자 위치와 표면 높이 사이에 형성된 수직 시야(109), 표면에 걸친, 결과적인 수평 도파관 요소 해상도 또는 요소들의 전체 수(110), 표면에 걸친, 결과적인 수직 도파관 요소 해상도 또는 요소들의 전체 수(111), 눈 사이의 안구 간격과 눈 사이의 각도 투영을 위한 중간 샘플들의 수에 기초한 샘플 거리(112), 샘플 거리 및 타겟 시팅 거리에 기초할 수 있는 각도 샘플링(113), 원하는 각도 샘플링으로부터 도출된 도파관 요소 당 전체 해상도 수평도(114), 원하는 각도 샘플링으로부터 도출된 도파관 요소당 전체 해상도 수직도(115), 원하는 이산(discreet) 에너지 소스들의 결정된 수의 계수(count)인 장치 수평도(116), 그리고 원하는 이산 에너지 소스들의 결정된 수의 계수인 장치 수직도(117)를 포함할 수 있다.1 is a schematic diagram showing variables related to stimulation of sensory receptor responses. These variables include surface diagonal (101), surface width (102), surface height (103), determined target seating distance (118), and target seating field (104) of the view field from the center of the display. ), the number of intermediate samples shown here as samples between the eyes (105), the average adult interocular distance (106), the average resolution of the human eye per minute (107), the horizontal field of view formed between the target observer position and the surface width. (108), the vertical field of view formed between the target observer position and the surface height (109), the total number of resulting horizontal waveguide element resolutions or elements across the surface (110), the resulting vertical waveguide element resolution or elements across the surface. total number of 111, sample distance 112 based on the inter-ocular spacing and the number of intermediate samples for the angle projection between the eyes, angular sampling 113 which may be based on the sample distance and target seating distance, desired A device wherein the device is a full resolution horizontal degree per waveguide element derived from angular sampling (114), a full resolution vertical degree per waveguide element derived from desired angular sampling, 115, and a count of a determined number of desired discrete energy sources. It may include a horizontality 116, and a device verticality 117 which is a coefficient of a determined number of desired discrete energy sources.
원하는 최소 해상도를 이해하는 방법은, 시각적(또는 다른) 감각 수용체 반응의 충분한 자극을 보장하기 위해 다음의 기준, 즉, 표면 크기(예컨대, 84" 대각선), 표면 종횡비(예컨대, 16:9), 시팅 거리(예컨대, 디스플레이로부터 128"), 시팅 시야(예컨대, 디스플레이의 센터를 중심으로 120도 또는 +/-60도), 일 거리에 있는 원하는 중간 샘플들(예컨대, 눈 사이에서의 하나의 부가적인 전파 경로), 성인의 평균 안구 간격(약 65mm), 그리고 인간의 눈의 평균 해상도(약 1각분)에 기초할 수 있다. 이러한 예시적인 값들은 특정 애플리케이션 설계 파라미터들에 따른 플레이스홀더(placeholders)로 간주되어야 한다. One way to understand the minimum desired resolution is to use the following criteria to ensure sufficient stimulation of visual (or other) sensory receptor responses: surface size (e.g., 84" diagonal), surface aspect ratio (e.g., 16:9), Seating distance (e.g., 128" from the display), seating field of view (e.g., 120 degrees or +/-60 degrees centered on the center of the display), desired intermediate samples at a distance (e.g., one addition between the eyes) potential transmission path), the average interocular distance of an adult (approximately 65 mm), and the average resolution of the human eye (approximately 1 arcminute). These example values should be considered placeholders according to specific application design parameters.
또한, 시각 감각 수용체에 기인한 값들의 각각은 원하는 전파 경로 파라미터들을 결정하기 위해 다른 시스템들로 대체될 수 있다. 다른 에너지 전파의 실시예들에 대해서는, 청각계의 각도 민감도는 3도 정도로 낮을 수 있고, 손의 체성감각계의 공간 해상도는 2-12mm 정도로 작을 수 있음이 고려될 수 있다. Additionally, each of the values attributed to the visual sensory receptors can be replaced by other systems to determine the desired propagation path parameters. For other embodiments of energy propagation, it can be considered that the angular sensitivity of the auditory system may be as low as 3 degrees, and the spatial resolution of the somatosensory system of the hand may be as small as 2-12 mm.
이러한 감각 예민성을 측정하기 위한 다양하고 상충되는 방식이 존재하기는 하지만, 이러한 값들은 가상의 에너지 전파의 인지를 자극하기 위한 시스템들과 방법들을 이해하기에 충분하다. 설계 해상도를 고려하는 많은 방식들이 있으며, 아래 제안된 방법은 실용적인 제품 고려사항을 감각계의 생물학적 분해 한계와 결합시킨다. 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 다음의 개요는 임의의 그러한 시스템 설계의 단순화이며, 단지 예시의 목적을 위해 고려되어야 한다.Although there are various and conflicting ways to measure this sensory acuity, these values are sufficient to understand systems and methods for stimulating the perception of virtual energy propagation. There are many ways to consider design resolution, and the method proposed below combines practical product considerations with the biological degradation limits of sensory systems. As can be appreciated by those skilled in the art, the following outline is a simplification of the design of any such system and should be considered for illustrative purposes only.
이해된 감각계의 해상도 한계로, 전체 에너지 도파관 요소 밀도는, 다음과 같은, 수신 감각계가 인접한 요소로부터 단일 에너지 도파관 요소를 식별할 수 없도록 계산될 수 있다:With the resolution limits of the sensory system understood, the total energy waveguide element density can be calculated such that the receiving sensory system cannot distinguish a single energy waveguide element from adjacent elements, as follows:
표면 종횡비 = Surface aspect ratio =
위의 계산들은 대략적으로 32Х18°의 시야를 초래하고, 이는 약 1920Х1080(가장 가까운 형식으로 반올림됨) 에너지 도파관 요소들이 요구되는 것을 초래한다. 또한, (u, v) 양방 모두가 에너지 위치들의 보다 규칙적인 공간 샘플링(예컨대, 픽셀 종횡비)을 제공하기 위해 시야가 일정하도록 변수들이 제약될 수 있다. 시스템의 각도 샘플링은, 다음과 같은, 최적화된 거리에 있는 두 지점들 사이에 정의된 타겟 시인 체적 위치와 부가적인 전파 에너지 경로들을 가정한다:The above calculations result in a field of view of approximately 32Х18°, which results in approximately 1920Х1080 (rounded to the nearest fraction) energy waveguide elements being required. Additionally, both (u, v) variables can be constrained such that the field of view is constant to provide a more regular spatial sampling of energy positions (e.g., pixel aspect ratio). The angular sampling of the system assumes a target visual volume location and additional propagation energy paths defined between two points at an optimized distance, as follows:
이 경우, 주어진 거리만큼 적절한 샘플 수를 설명하기 위해 임의의 메트릭(metric)이 활용될 수 있지만, 안구간 거리는 샘플 거리를 계산하기 위해 활용된다. 위의 변수들을 고려할 때, 0.57°당 약 1개의 광선이 요구될 수 있으며, 독립적인 감각계 당 전체 계의 해상도는 다음과 같이 결정될 수 있다:In this case, any metric can be utilized to describe the appropriate number of samples for a given distance, but the interocular distance is utilized to calculate the sample distance. Considering the above variables, approximately 1 ray per 0.57° may be required, and the resolution of the entire system per independent sensory system can be determined as follows:
시력 시스템에 대해 해결된 에너지 표면 및 각도 해상도의 크기를 고려한 상기의 시나리오를 이용하면, 결과적인 에너지 표면은 바람직하게는 약 400kХ225k 픽셀의 에너지 해상도 위치들, 또는 90기가픽셀의 홀로그램 전파 밀도를 포함할 수 있다. 제공된 이러한 변수들은 오직 예시의 목적으로 제공되며, 에너지의 홀로그램 전파의 최적화를 위해 많은 다른 감각 및 에너지 계측 고려사항이 고려되어야 한다. 추가적인 실시예에서, 입력 변수들에 기초하여 1기가픽셀의 에너지 해상도 위치들이 바람직할 수 있다. 추가적인 실시예에서, 입력 변수들에 기초하여 1,000기가픽셀의 에너지 해상도 위치들이 요구될 수 있다.Using the above scenario, taking into account the size of the energy surface and angular resolution resolved for the vision system, the resulting energy surface would preferably contain energy resolution positions of about 400kХ225k pixels, or a holographic propagation density of 90 gigapixels. You can. These parameters provided are for illustrative purposes only, and many other sensory and energy metrology considerations must be considered for optimization of holographic propagation of energy. In a further embodiment, energy resolution positions of 1 gigapixel may be desirable based on input variables. In a further embodiment, 1,000 gigapixel energy resolution positions may be required based on the input variables.
현재 기술 제한사항:Current technology limitations:
능동 영역, 소자 전자 장치, 패키징 및 기계적 엔벨로프Active area, device electronics, packaging and mechanical envelope
도 2는 소정의 기계적 폼 팩터를 갖는 능동 영역(220)을 갖는 장치(200)를 나타낸다. 장치(200)는 능동 영역(220)에 전력을 공급하고 인터페이스하기 위한 드라이버(230) 및 전자 장치(240)를 포함할 수 있으며, 능동 영역은 x 및 y 화살표들로 나타낸 치수를 갖는다. 이 장치(200)는 컴포넌트를 구동, 전력 및 냉각시키기 위한 케이블류 및 기계적 구조들을 고려하지 않고, 플렉스(flex) 케이블을 장치(200)에 도입함으로써 기계적 풋프린트가 더 최소화될 수 있다. 이러한 장치(200)의 최소 풋프린트는 또한 M:x 및 M:y 화살표들로 나타낸 치수를 갖는 기계적 엔벨로프(210)로 지칭될 수 있다. 이 장치(200)는 단지 설명의 목적일 뿐이고 주문형 전자 설계는 기계적 엔벨로프 오버헤드를 더 감소시킬 수 있지만, 거의 모든 경우에 장치의 능동 영역의 정확한 크기가 아닐 수 있다. 일 실시예에서, 이 장치(200)는 마이크로 OLED, DLP 칩 또는 LCD 패널에 대한 능동 이미지 영역(220), 또는 이미지 조명의 목적을 갖는 임의의 다른 기술에 관한 전자 장치의 의존성을 나타낸다.Figure 2 shows a device 200 having an active area 220 with a given mechanical form factor. Device 200 may include electronics 240 and a driver 230 for powering and interfacing with active region 220, with dimensions indicated by x and y arrows. The mechanical footprint of the device 200 can be further minimized by introducing flex cables into the device 200 without considering cabling and mechanical structures for driving, powering, and cooling the components. The minimal footprint of this device 200 may also be referred to as mechanical envelope 210 with dimensions indicated by the M:x and M:y arrows. This device 200 is for illustrative purposes only and custom electronic design may further reduce mechanical envelope overhead, but in almost all cases may not be the exact size of the active area of the device. In one embodiment, the device 200 represents the dependence of the electronics on the active image area 220 for a micro OLED, DLP chip or LCD panel, or any other technology with the purpose of image illumination.
일부 실시예들에서, 다른 투영 기술들을 고려하여 다수의 이미지를 더 큰 전체 디스플레이에 집성(aggregate)하는 것이 또한 가능할 수 있다. 하지만, 이것은, 투사 거리, 최소 초점, 광학 품질, 균일한 필드 해상도, 색수차(chromatic aberration), 열 특성, 교정(calibration), 정렬, 부가적인 크기 또는 폼 팩터에 대한 더 큰 복잡성의 대가를 치를 수 있다. 대부분의 실제 애플리케이션들에 대해서는, 수 십 또는 수 백개의 이들 투영 소스(200)를 호스팅하는 것은 신뢰성이 떨어지면서 훨씬 더 큰 설계를 초래할 수 있다.In some embodiments, it may also be possible to aggregate multiple images into a larger overall display taking into account other projection techniques. However, this may come at the cost of greater complexity in terms of throw distance, minimum focus, optical quality, uniform field resolution, chromatic aberration, thermal characteristics, calibration, alignment, and additional size or form factor. there is. For most practical applications, hosting dozens or hundreds of these projection sources 200 may result in a much larger design with less reliability.
오직 예시적인 목적으로, 3840Х2160개의 사이트의 에너지 위치 밀도를 갖는 에너지 장치들을 가정하면, 다음과 같이 주어진, 에너지 표면에 대해 요구되는 개별 에너지 장치(예컨대, 장치(100))의 수를 결정할 수 있다:For illustrative purposes only, assuming energy devices with an energy site density of 3840Х2160 sites, one can determine the number of individual energy devices (e.g., devices 100) required for an energy surface, given by:
상기의 해상도 고려사항을 고려하면, 도 2에 나타낸 것과 유사한 약 105Х105 장치들이 요구된다. 많은 장치들이 정규 그리드에 맵핑될 수도 있고 맵핑되지 않을 수도 있는 다양한 픽셀 구조체들을 포함한다는 것에 유의해야 한다. 각각의 전체 픽셀 내에 부가적인 서브 픽셀 또는 위치가 존재하는 경우, 이들이 활용되어 부가적인 해상도 또는 각도 밀도를 생성할 수 있다. 픽셀 구조체(들)의 지정 위치에 따라 라이트 필드를 올바른 (u, v) 좌표로 변환하는 방법을 결정하기 위해 부가적인 신호 처리가 사용될 수 있으며, 알려지고 교정된 각 장치의 명시적인 특성이 될 수 있다. 또한, 다른 에너지 도메인들은 이들 비율들 및 장치 구조들의 상이한 취급을 수반할 수 있고, 당업자는 원하는 주파수 도메인의 각각 사이의 직접적인 본질적인 관계를 이해할 것이다. 이것은 이후의 개시에서보다 상세히 설명되고 논의될 것이다.Taking the above resolution considerations into account, approximately 105Х105 devices similar to those shown in Figure 2 are required. It should be noted that many devices contain various pixel structures that may or may not be mapped to a regular grid. If additional sub-pixels or locations exist within each total pixel, these may be utilized to create additional resolution or angular density. Additional signal processing may be used to determine how to transform the light field into the correct (u, v) coordinates, depending on the specified location of the pixel structure(s), which may be an explicit characteristic of each device as it is known and calibrated. there is. Additionally, different energy domains may involve different handling of these ratios and device structures, and one skilled in the art will understand the direct essential relationship between each of the desired frequency domains. This will be explained and discussed in more detail in later disclosures.
결과적인 계산은 얼마나 많은 이러한 개별 장치들이 전체 해상도 에너지 표면을 생성하기를 원하는지를 이해하는 데 사용될 수 있다. 이 경우, 약 105Х105 또는 약 11,080개의 장치들이 시력 임계치를 달성하는 데 필요할 수 있다. 충분한 감각 홀로그램 전파를 위해 이러한 가용 에너지 위치들로부터 심리스 에너지 표면을 제작하는 과정 내에는 과제와 신규함이 존재한다.The resulting calculations can be used to understand how many of these individual devices are desired to produce a full-resolution energy surface. In this case, about 105Х105 or about 11,080 devices may be needed to achieve the vision threshold. Challenges and novelties exist within the process of creating seamless energy surfaces from these available energy locations for sufficient sensory holographic propagation.
심리스 에너지 표면들의 개요:Overview of seamless energy surfaces:
에너지 릴레이들의 어레이들의 구성 및 설계Construction and design of arrays of energy relays
일부 실시예들에서, 장치들에 대한 기계적 구조의 제한으로 인해 심을 갖지 않는 개별 장치들의 어레이로부터 고에너지 위치 밀도를 생성하는 과제를 해결하기 위한 접근법들이 개시된다. 일 실시예에서, 에너지 전파 릴레이 시스템은 능동 소자 영역의 유효 크기를 증가시켜 기계적 치수들을 충족시키거나 초과하여 릴레이들의 어레이를 구성하고 고유 심리스 에너지 표면을 형성할 수 있다.In some embodiments, approaches are disclosed to solve the challenge of generating high energy site density from an array of individual devices that do not have shims due to limitations in mechanical structures for the devices. In one embodiment, an energy propagating relay system can increase the effective size of the active element area to meet or exceed mechanical dimensions to form an array of relays and form a unique seamless energy surface.
도 3은 이러한 에너지 릴레이 시스템(300)의 일 실시예를 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 릴레이 시스템(300)은 기계적 엔벨로프(320)에 장착된 장치(310)를 포함할 수 있으며, 에너지 릴레이 요소(330)는 장치(310)로부터 에너지를 전파한다. 릴레이 요소(330)는 장치의 다수의 기계적 엔벨로프(320)가 다수의 장치(310)의 어레이 내에 배치될 때 생성될 수 있는 임의의 갭(340)을 완화시키는 능력을 제공하도록 구성될 수 있다.Figure 3 shows one embodiment of such an energy relay system 300. As shown, relay system 300 may include device 310 mounted on mechanical envelope 320, with energy relay elements 330 propagating energy from device 310. Relay element 330 may be configured to provide the ability to alleviate any gaps 340 that may be created when multiple mechanical envelopes 320 of devices are placed within an array of multiple devices 310.
예를 들어, 장치의 능동 영역(310)이 20mmХ10mm이고 기계적 엔벨로프(320)가 40mmХ20mm라면, 에너지 릴레이 요소(330)는 축소형 단부(화살표 A) 상에서 약 20mmХ10mm이고 확대형 단부(화살표 B) 상에서 40mmХ20mm인 테이퍼 형상을 생성하도록 2:1의 배율로 설계될 수 있으며, 각각의 장치(310)의 기계적 엔벨로프(320)를 변경하거나 이와 충돌시키지 않으면서 이들 요소(330)의 어레이를 함께 심리스로(seamlessly) 정렬하는 능력을 제공한다. 기계적으로, 릴레이 요소들(330)은 장치들(310) 사이의 최소 심 갭(340)을 보장하면서 정렬 및 연마하기 위해 함께 접합되거나 융합될 수 있다. 이러한 일 실시예에서, 눈의 시력 한계보다 작은 심 갭(340)을 달성하는 것이 가능하다. For example, if the active area 310 of the device is 20mmХ10mm and the mechanical envelope 320 is 40mmХ20mm, then the energy relay element 330 is approximately 20mmХ10mm on the reduced end (arrow A) and 40mmХ20mm on the expanded end (arrow B). An array of these elements 330 can be designed at a scale of 2:1 to create a tapered shape, seamlessly forming an array of these elements 330 together without altering or colliding with the mechanical envelope 320 of each device 310. ) Provides the ability to sort. Mechanically, relay elements 330 may be bonded or fused together for alignment and polishing while ensuring minimal seam gap 340 between devices 310 . In one such embodiment, it is possible to achieve a seam gap 340 that is less than the visual acuity limit of the eye.
도 4는 함께 형성되고 부가적인 기계적 구조(430)에 견고하게 고정된 에너지 릴레이 요소들(410)을 갖는 베이스 구조체(400)의 일례를 나타낸다. 심리스 에너지 표면(420)의 기계적 구조는 릴레이 요소들(410, 450)을 장착하기 위해 접합 또는 다른 기계적 공정을 통해 동일한 베이스 구조체에 직렬로 다수의 에너지 릴레이 요소들(410, 450)을 커플링하는 능력을 제공한다. 일부 실시예들에서, 각각의 릴레이 요소(410)는 융합, 결합, 접착, 압력 맞춤, 정렬 또는 그렇지 않은 방식으로 함께 부착되어 결과적인 심리스 에너지 표면(420)을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 장치(480)는 릴레이 요소(410)의 후방에 장착될 수 있고, 결정된 공차(tolerance) 내에서 적절한 에너지 위치 정렬이 유지되는 것을 보장하기 위해 수동적으로 또는 능동적으로 정렬될 수 있다.Figure 4 shows an example of a base structure 400 with energy relay elements 410 formed together and rigidly secured to an additional mechanical structure 430. The mechanical structure of the seamless energy surface 420 couples multiple energy relay elements 410, 450 in series to the same base structure through bonding or other mechanical processes to mount the relay elements 410, 450. Provides ability. In some embodiments, each relay element 410 may be fused, bonded, glued, pressure-fitted, aligned, or otherwise attached together to form the resulting seamless energy surface 420. In some embodiments, device 480 may be mounted rearward of relay element 410 and may be passively or actively aligned to ensure that proper energy position alignment is maintained within determined tolerances. there is.
일 실시예에서, 심리스 에너지 표면은 하나 이상의 에너지 위치들을 포함하고, 하나 이상의 에너지 릴레이 요소 스택들은 제 1 및 제 2 면을 포함하고, 각각의 에너지 릴레이 요소 스택은 하나 이상의 에너지 위치들과 심리스 디스플레이 표면 사이에서 연장되는 전파 경로들을 따라 에너지를 지향시키는 고유 심리스 디스플레이 표면을 형성하도록 배치되며, 여기서, 말단 에너지 릴레이 요소들의 임의의 2개의 인접한 제 2 표면들의 에지들 사이의 이격 거리는, 고유 심리스 디스플레이 표면의 폭보다 큰 거리를 두고 20/100 시력보다 좋은 시력을 갖는 인간의 눈의 시력에 의해 정의되는 최소 인지 가능한 윤곽보다 작다.In one embodiment, the seamless energy surface includes one or more energy sites, one or more energy relay element stacks include a first and second side, each energy relay element stack includes one or more energy sites and a seamless display surface. arranged to form an inherently seamless display surface that directs energy along propagation paths extending therebetween, wherein the separation distance between the edges of any two adjacent second surfaces of the distal energy relay elements is equal to or greater than that of the unique seamless display surface. It is smaller than the minimum perceptible contour defined by the visual acuity of the human eye with better than 20/100 visual acuity at a distance greater than the width.
일 실시예에서, 심리스 에너지 표면들의 각각은 횡 배향 및 종 배향(longitudinal orientation)을 갖는 제 1 및 제 2 표면을 형성하는 하나 이상의 구조체들을 각각 갖는 하나 이상의 에너지 릴레이 요소들을 포함한다. 제 1 릴레이 표면은 포지티브 또는 네거티브 확대를 초래하는 제 2 릴레이 표면과는 상이한 영역을 가지며, 제 2 릴레이 표면을 통해 에너지를 통과시키는 제 1 및 제 2 표면 양방 모두에 대해 명시적인 표면 윤곽들로 구성되어 제 2 릴레이 표면 전체에 걸친 표면 윤곽의 법선에 대해 +/-10도의 각도를 실질적으로 채운다.In one embodiment, each of the seamless energy surfaces includes one or more energy relay elements each having one or more structures forming first and second surfaces having a transverse and longitudinal orientation. The first relay surface has a different area than the second relay surface that results in positive or negative magnification, and consists of explicit surface contours for both the first and second surfaces that pass energy through the second relay surface. and substantially fills an angle of +/-10 degrees with respect to the normal of the surface contour across the second relay surface.
일 실시예에서, 다수의 에너지 도메인들은 시각, 청각, 촉각 또는 다른 에너지 도메인들을 포함하는 하나 이상의 감각 홀로그램 에너지 전파 경로들을 지향하도록 단일 에너지 릴레이 내에 또는 다수의 에너지 릴레이들 사이에 구성될 수 있다. In one embodiment, multiple energy domains may be configured within a single energy relay or between multiple energy relays to direct one or more sensory holographic energy propagation paths including visual, auditory, tactile or other energy domains.
일 실시예에서, 심리스 에너지 표면은 시스템 전체에 걸쳐 양방향 에너지 전파를 제공하기 위해 하나 이상의 에너지 도메인들을 동시에 수신 및 방출하기 위해 각각의 제 2 면에 대한 2이상의 제 1 면들을 포함하는 에너지 릴레이들로 구성된다.In one embodiment, the seamless energy surface is comprised of energy relays comprising two or more first faces to each second face to simultaneously receive and emit one or more energy domains to provide bidirectional energy propagation throughout the system. It is composed.
일 실시예에서, 에너지 릴레이들은 느슨한 코히어런트(coherent) 요소들로서 제공된다.In one embodiment, the energy relays are provided as loose coherent elements.
컴포넌트 엔지니어드 구조체들에 대한 소개:Introduction to component engineered structures:
횡방향 앤더슨 편재 에너지 릴레이들에서의 개시된 진전들Initiated advances in transverse Anderson omnipresent energy relays
에너지 릴레이들의 특성들은 횡방향 앤더슨 편재를 유도하는 에너지 릴레이 요소들에 대해 본원에 개시된 원리들에 따라 상당히 최적화될 수 있다. 횡방향 앤더슨 편재는 횡방향으로 무질서하지만 종방향으로 일정한 재료를 통해 전송되는 광선의 전파이다.The properties of energy relays can be significantly optimized according to the principles disclosed herein for energy relay elements leading to transverse Anderson localization. Transverse Anderson localization is the propagation of light rays transmitted through a material that is transversely disordered but longitudinally constant.
이것은 앤더슨 편재 현상을 유도하는 재료들의 효과는 다중 산란 경로들 사이의 무작위화에 의한 것보다 전체 내부 반사에 의한 영향이 더 적을 수 있으며, 여기서, 파 간섭은 종 배향으로 계속되면서 횡 배향(transverse orientation)으로의 전파를 완전히 제한할 수 있음을 의미한다.This suggests that the effect of materials inducing Anderson localization may be less due to total internal reflection than to randomization between multiple scattering paths, where wave interference continues in the longitudinal orientation while continuing in the transverse orientation. ) means that the spread to can be completely limited.
중요한 부가적인 이점은 전통적인 다중-코어 광섬유 재료들의 클래딩(cladding)의 제거이다. 클래딩은 섬유들 사이의 에너지의 산란을 기능적으로 제거하는 것이지만, 동시에 에너지의 광선들에 대한 장벽으로서 작용하므로, 적어도 코어 대 클래드 비율(예컨대, 70:30의 코어 대 클래드 비율은 수신된 에너지 송신을 최대 70%로 송신할 것이다)에 의해 송신을 감소시키고, 부가적으로 전파된 에너지에서 강한 픽셀화 패터닝을 형성한다.An important additional advantage is the elimination of cladding of traditional multi-core optical fiber materials. The cladding functionally eliminates the scattering of energy between the fibers, but at the same time acts as a barrier to rays of energy, so that at least a core to clad ratio (e.g. a core to clad ratio of 70:30) reduces the transmission of received energy. It reduces transmission by up to 70%) and additionally forms strong pixelated patterning in the propagated energy.
도 5a는 광섬유의 본질적인 특성으로 인해 픽실레이션(pixilation) 및 광섬유 노이즈가 나타날 수 있는 다중-코어 광섬유를 통해 이미지가 릴레이되는, 이러한 비-앤더슨 편재(non-Anderson Localization) 에너지 릴레이(500)의 예의 단면도를 나타낸다. 종래의 다중-모드 및 다중-코어 광섬유를 사용하면, 중계된 이미지들이 코어들 사이의 혼선(cross-talk)이 변조 전달 함수를 감소시키고 번짐(blurring)을 증가시킬, 중계된 이미지들은 코어들의 개별 어레이의 전체 내부 반사의 특성들로 인해 본질적으로 픽셀화 될 수 있다. 종래의 다중-코어 광섬유를 이용하여 생성된 결과 이미지는 도 3에 나타낸 것과 유사한 잔류 고정형 노이즈 섬유 패턴을 갖는 경향이 있다.FIG. 5A is an example of such a non-Anderson Localization energy relay 500, where images are relayed through a multi-core optical fiber that may exhibit pixilation and fiber noise due to the inherent properties of optical fiber. Shows a cross-sectional view. Using conventional multi-mode and multi-core optical fiber, the relayed images are transmitted from the individual cores, where cross-talk between the cores reduces the modulation transfer function and increases blurring. Due to the overall internal reflection properties of the array, it can be inherently pixelated. The resulting images produced using conventional multi-core optical fibers tend to have residual static noise fiber patterns similar to those shown in Figure 3.
도 5b는 도 5a로부터의 고정형 섬유 패턴과 비교하여, 중계된 패턴이 더 큰 밀도의 결정립 구조들을 갖는 횡방향 앤더슨 편재의 특성들을 나타내는 재료들을 포함하는 에너지 릴레이를 통해 동일한 중계된 이미지(550)의 예를 나타낸다. 일 실시예에서, 무작위화된 미세(microscopic) 컴포넌트 엔지니어드 구조체들을 포함하는 릴레이들은 횡방향 앤더슨 편재를 유도하고 상업적으로 이용 가능한 다중 모드 유리 광섬유보다 더 높은 분해 가능 해상도의 전파를 이용하여 광을 보다 효율적으로 전송한다. FIG. 5B shows the same relayed image 550 via an energy relay comprising materials where the relayed pattern exhibits characteristics of transverse Anderson localization with a greater density of grain structures, compared to the fixed fiber pattern from FIG. 5A . Shows an example. In one embodiment, relays containing randomized microscopic component engineered structures induce transverse Anderson localization and utilize higher resolvable resolution propagation than commercially available multimode glass optical fibers to transmit light more efficiently. send to
유사한 광학 등급의 유리 재료가 실시예 내에서 생성된 동일한 재료에 대한 비용보다 10 내지 100배 이상 비싸고 무게가 나가는, 비용 및 중량 양방 모두의 측면에서 횡방향 앤더슨 편재 재료 특성들에 상당한 이점이 존재하며, 여기서, 개시된 시스템들 및 방법들은 당업계에 공지된 다른 기술들에 비해 비용 및 품질 양방 모두를 개선할 수 있는 중요한 기회들을 시사하는 무작위화된 미세 컴포넌트 엔지니어드 구조체들을 포함한다.There are significant advantages to the transverse Anderson unidirectional material properties in terms of both cost and weight, where glass materials of similar optical grade cost and weigh 10 to 100 times more than the cost and weight for the same materials produced in the examples. , wherein the disclosed systems and methods include randomized microcomponent engineered structures that present significant opportunities for both cost and quality improvements over other techniques known in the art.
일 실시예에서, 횡방향 앤더슨 편재를 나타내는 릴레이 요소는 차원 격자로 배치된 3개의 직교 평면들의 각각에 복수의 적어도 2개의 상이한 컴포넌트 엔지니어드 구조체들을 포함할 수 있으며, 복수의 구조는 차원 격자 내의 횡방향 평면에서의 재료 파 전파 특성들의 무작위화된 분포들 그리고 차원 격자 내의 종방향 평면에서 재료 파 전파 특성들의 유사한 값들의 채널들을 형성하며, 여기서, 에너지 릴레이를 통해 전파되는 편재형 에너지 파들은 횡 배향에 비해 종 배향에서 더 높은 전송 효율을 갖는다.In one embodiment, a relay element exhibiting transverse Anderson localization may include a plurality of at least two different component engineered structures in each of three orthogonal planes arranged in a dimensional grid, the plurality of structures being transversely located within the dimensional grid. Randomized distributions of the material wave propagation properties in the plane and form channels of similar values of the material wave propagation properties in the longitudinal plane in the dimensional grid, where localized energy waves propagating through the energy relay have a transverse orientation. It has higher transmission efficiency in longitudinal orientation compared to
일 실시예에서, 다수의 에너지 도메인들은 시각, 청각, 촉각 또는 다른 에너지 도메인들을 포함하는 하나 이상의 감각 홀로그램 에너지 전파 경로들을 지향하도록 단일 에너지 릴레이 내에 또는 다수의 횡방향 앤더슨 편재 에너지 릴레이들 사이에 구성될 수 있다. In one embodiment, multiple energy domains may be configured within a single energy relay or between multiple transverse Anderson omnipresent energy relays to direct one or more sensory holographic energy propagation paths including visual, auditory, tactile or other energy domains. You can.
일 실시예에서, 심리스 에너지 표면은 시스템 전체에 걸쳐 양방향 에너지 전파를 제공하기 위해 하나 이상의 에너지 도메인들을 동시에 수신 및 방출하기 위해 각각의 제 2 면에 대한 2이상의 제 1 면들을 포함하는 횡방향 앤더슨 편재 에너지 릴레이들로 구성된다.In one embodiment, the seamless energy surface has a transverse Anderson localization comprising two or more first faces to each second face to simultaneously receive and emit one or more energy domains to provide bidirectional energy propagation throughout the system. It consists of energy relays.
일 실시예에서, 횡방향 앤더슨 편재 에너지 릴레이들은 느슨한 코히어런트 또는 가요성 에너지 릴레이 요소들로서 구성된다.In one embodiment, transverse Anderson localized energy relays are configured as loose coherent or flexible energy relay elements.
4D 플렌옵틱(Plenoptic) 함수들에 대한 고려사항:Considerations for 4D Plenoptic functions:
홀로그램 도파관 어레이들을 통한 에너지의 선택적 전파Selective propagation of energy through holographic waveguide arrays
전술한 바와 같이, 본 명세서 전반에 걸쳐서, 라이트 필드 디스플레이 시스템은 일반적으로 에너지 소스(예컨대, 조명 소스) 및 상기의 설명에서 언급된 바와 같이 충분한 에너지 위치 밀도로 구성된 심리스 에너지 표면을 포함한다. 다수의 릴레이 요소들은 에너지를 에너지 장치들로부터 심리스 에너지 표면으로 중계하는 데 사용될 수 있다. 필요한 에너지 위치 밀도로 심리스 에너지 표면에 에너지가 전달되면, 에너지는 개시된 에너지 도파관 시스템을 통해 4D 플렌옵틱 함수에 따라 전파될 수 있다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 4D 플렌옵틱 함수는 본 기술분야에 잘 알려져 있으며 본원에서는 더 이상 설명되지 않을 것이다.As mentioned above and throughout this specification, light field display systems generally include an energy source (eg, an illumination source) and a seamless energy surface comprised of sufficient energy site density as noted in the description above. Multiple relay elements can be used to relay energy from energy devices to a seamless energy surface. Once energy is transferred to the seamless energy surface with the required energy position density, the energy can propagate according to a 4D plenoptic function through the disclosed energy waveguide system. As understood by those skilled in the art, 4D plenoptic functions are well known in the art and will not be described further herein.
에너지 도파관 시스템은, 4D 플렌옵틱 함수의 각도 컴포넌트를 나타내는, 통과하는 에너지 파들의 각도 방향을 변경하도록 구성된 구조를 갖는 4D 플렌옵틱 함수의 공간 좌표를 나타내는 심리스 에너지 표면을 따르는 복수의 에너지 위치들을 통해 에너지를 선택적으로 전파하되, 전파된 에너지 파들은 4D 플렌옵틱 함수에 의해 지향된 복수의 전파 경로들에 따라 공간에서 수렴할 수 있다. The energy waveguide system transmits energy through a plurality of energy positions along a seamless energy surface representing the spatial coordinates of a 4D plenoptic function having a structure configured to change the angular direction of passing energy waves, representing the angular component of the 4D plenoptic function. propagates selectively, but the propagated energy waves can converge in space according to a plurality of propagation paths directed by a 4D plenoptic function.
이제 4D 플렌옵틱 함수에 따른 4D 이미지 공간에서의 라이트 필드 에너지 표면의 예를 나타내는 도 6을 참조한다. 이 도면은 시인 체적 내의 다양한 위치들로부터 에너지의 광선들이 공간(630)에서 수렴하는 방법을 설명하는 관찰자(620)에 대한 에너지 표면(600)의 광선 트레이스(trace)들을 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 각각의 도파관 요소(610)는 에너지 표면(600)을 통한 에너지 전파(640)를 기술하는 정보의 4차원을 정의한다. 2개의 공간 차원들(본원에서 x 및 y로 지칭됨)은 이미지 공간에서 볼 수 있는 물리적인 복수의 에너지 위치들이고, 가상 공간에서 관찰되는 각도 성분들인 세타(theta) 및 파이(phi)(본원에서 u 및 v로 지칭됨)이며, 이것은 에너지 도파관 어레이를 통해 투영될 때 가상 공간에서 관찰된다. 일반적으로 그리고 4D 플렌옵틱 함수에 따라, 복수의 도파관(예컨대, 렌즈릿(lenslet)들)은, 본원에 기술된 홀로그램 또는 라이트 필드 시스템을 형성함에 있어서, x, y 차원로부터 가상 공간에서의 고유한 위치로 u, v 각도 컴포넌트에 의해 정의된 방향을 따라 에너지 위치를 지향시킬 수 있다. Reference is now made to Figure 6, which shows an example of a light field energy surface in 4D image space according to a 4D plenoptic function. This figure shows ray traces of the energy surface 600 for an observer 620 illustrating how rays of energy converge in space 630 from various locations within the viewing volume. As shown, each waveguide element 610 defines four dimensions of information describing the propagation of energy 640 through the energy surface 600. The two spatial dimensions (referred to herein as x and y) are the physical plurality of energy positions as seen in image space, and the angular components theta and phi (herein referred to as referred to as u and v), which is observed in virtual space when projected through the energy waveguide array. In general and according to the 4D plenoptic function, a plurality of waveguides (e.g., lenslets) form a holographic or light field system described herein, forming a unique waveguide in virtual space from the x, y dimensions. The position allows the energy location to be directed along a direction defined by the u and v angle components.
하지만, 라이트 필드 및 홀로그램 디스플레이 기술들에 대한 중요한 도전은 회절, 산란, 확산, 각도 방향, 교정, 포커스, 시준(collimation), 곡률, 균일성, 요소 혼선뿐만 아니라 감소된 유효 해상도 그리고 충분한 충실도로 정확하게 에너지를 수렴하는 것에 대한 불능에 기여하는 다수의 다른 파라미터들 중 임의의 것을 정확히 설명하지 않은 설계들로 인해 제어되지 않은 에너지의 전파로부터 발생한다는 것을 당업자는 이해할 것이다. However, significant challenges to light field and holographic display technologies include diffraction, scattering, diffusion, angular direction, calibration, focus, collimation, curvature, uniformity, element crosstalk, as well as reduced effective resolution and accuracy with sufficient fidelity. Those skilled in the art will understand that the inability to converge the energy results from uncontrolled propagation of energy due to designs that do not accurately account for any of the numerous other parameters that contribute to the inability to converge the energy.
일 실시예에서, 홀로그램 디스플레이와 연관된 도전 과제들을 해결하기 위한 선택적 에너지 전파에 대한 접근법은 에너지 금지 요소들을 포함할 수 있고, 4D 플렌옵틱 함수에 의해 정의된 환경 내에 거의 시준된 에너지를 갖는 도파관 개구들을 실질적으로 채우는 것을 포함할 수 있다.In one embodiment, an approach to selective energy propagation to address challenges associated with holographic displays may include energy prohibition elements and waveguide openings with nearly collimated energy within an environment defined by a 4D plenoptic function. It may include substantial filling.
일 실시예에서, 에너지 도파관들의 어레이는 규정된 4D 함수에 의해 정의된 고유한 방향들로 도파관 요소의 유효 개구를 연장통과하여, 단일 도파관 요소만을 통과하도록 각각의 에너지 위치의 전파를 제한하도록 배치된 하나 이상의 요소들에 의해 금지된 심리스 에너지 표면을 따르는 복수의 에너지 위치들에 실질적으로 채우도록 구성된 각각의 도파관 요소에 대한 복수의 에너지 전파 경로들 을 정의할 수 있다.In one embodiment, an array of energy waveguides extends through the effective aperture of the waveguide element in unique directions defined by a defined 4D function, arranged to limit the propagation of each energy location to pass only through a single waveguide element. A plurality of energy propagation paths may be defined for each waveguide element configured to substantially populate a plurality of energy positions along a seamless energy surface that is inhibited by one or more elements.
일 실시예에서, 다수의 에너지 도메인들은 시각, 청각, 촉각 또는 다른 에너지 도메인들을 포함하는 하나 이상의 감각 홀로그램 에너지 전파들을 지향하도록 단일 에너지 릴레이 내에 또는 다수의 에너지 도파관들 사이에 구성될 수 있다. In one embodiment, multiple energy domains may be configured within a single energy relay or between multiple energy waveguides to direct one or more sensory holographic energy propagations including visual, auditory, tactile or other energy domains.
일 실시예에서, 에너지 도파관들 및 심리스 에너지 표면은 시스템 전체에 걸쳐 양방향 에너지 전파를 제공하기 위해 하나 이상의 에너지 도메인들을 수신 및 방출하도록 구성된다.In one embodiment, the energy waveguides and seamless energy surface are configured to receive and emit one or more energy domains to provide bidirectional energy propagation throughout the system.
일 실시예에서, 에너지 도파관들은, 벽, 테이블, 바닥, 천장, 실내 또는 기타 기하학적 구조 기반의 환경들을 포함하는 임의의 심리스 에너지 표면 배향을 위해 디지털 방식으로 인코딩된, 회절식, 굴절식, 반사식, 그린식(grin), 홀로그램, 프레넬(Fresnel) 등의 도파관 구성들을 활용하여, 비-송신 공극(void) 영역들을 포함하는 비선형 또는 비규칙적 에너지의 분포들을 전파하도록 구성된다. 추가적인 실시예에서, 에너지 도파관 요소는 임의의 표면 프로파일 및/또는 탁상 시인(tabletop viewing)을 제공하는 다양한 기하학적 구조들을 생성하도록 구성되어, 사용자가 360도 구성에서 에너지 표면 주위의 모든 곳에서 홀로그램 이미지를 볼 수 있게 한다. In one embodiment, the energy waveguides are digitally encoded, diffractive, refractive, reflective, for orientation of any seamless energy surface, including walls, tables, floors, ceilings, rooms, or other geometry-based environments. It is configured to propagate non-linear or irregular distributions of energy, including non-transmitting void regions, utilizing waveguide configurations such as grin, holographic, Fresnel, etc. In additional embodiments, the energy waveguide elements are configured to create arbitrary surface profiles and/or various geometries that provide tabletop viewing, allowing the user to view holographic images anywhere around the energy surface in a 360-degree configuration. make it visible
일 실시예에서, 에너지 도파관 어레이 요소들은 반사 표면들일 수 있고, 요소들의 배치는 육각형, 정사각형, 불규칙형, 반정칙형(semi-regular), 만곡형, 비평면형, 구형, 원통형, 틸트형(tilted) 규칙형, 틸트형 불규칙형, 공간적 변화형 및/또는 다중 계층형일 수 있다.In one embodiment, the energy waveguide array elements may be reflective surfaces, and the arrangement of the elements may be hexagonal, square, irregular, semi-regular, curved, non-planar, spherical, cylindrical, tilted, etc. ) may be regular, tilted, irregular, spatially variable, and/or multi-layered.
심리스 에너지 표면 내의 임의의 컴포넌트에 대해서는, 도파관, 또는 릴레이 컴포넌트들은, 광섬유, 실리콘, 유리, 폴리머, 광학 릴레이들, 회절, 홀로그램, 굴절, 또는 반사 요소들, 광학면 판, 에너지 결합기들, 빔 스플리터들, 프리즘들, 편광 요소들, 공간 광 변조기들, 능동 픽셀들, 액정 셀들, 투명 디스플레이들, 또는 앤더슨 편재 또는 전체 내부 반사를 나타내는 유사한 재료들을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.For any component within the seamless energy surface, waveguide, or relay components may include optical fibers, silicon, glass, polymers, optical relays, diffractive, holographic, refractive, or reflective elements, optical surface plates, energy couplers, beam splitters, etc. may include, but are not limited to, fields, prisms, polarizing elements, spatial light modulators, active pixels, liquid crystal cells, transparent displays, or similar materials that exhibit Andersen localization or total internal reflection.
홀로덱을 실현하는 것:Making the holodeck possible:
홀로그램 환경들 내에서 인간의 감각 수용체들을 자극하는 심리스 에너지 표면 시스템들의 집성A collection of seamless energy surface systems that stimulate human sensory receptors within holographic environments
전체 룸(room)들을 포함하는 임의의 크기들, 형상들, 윤곽들 또는 폼 팩터들을 형성하는 다수의 심리스 에너지 표면들을 함께 타일링(tiling), 융합, 본딩, 부착 및/또는 스티칭(stitching)함으로써 심리스 에너지 표면 시스템들의 대규모 환경들을 구축하는 것이 가능하다. 각각의 에너지 표면 시스템은 양방향 홀로그램 에너지 전파, 방출, 반사 또는 감지를 위해 집합적으로 구성된 베이스 구조체, 에너지 표면, 릴레이들, 도파관, 장치들 및 전자 장치를 갖는 어셈블리를 포함할 수 있다. Seamless by tiling, fusing, bonding, attaching and/or stitching multiple seamless energy surfaces together to form arbitrary sizes, shapes, contours or form factors encompassing entire rooms. It is possible to build large-scale environments of energy surface systems. Each energy surface system may include an assembly having a base structure, energy surface, relays, waveguides, devices and electronics collectively configured for bi-directional holographic energy propagation, emission, reflection or detection.
일 실시예에서, 타일링된 심리스 에너지 시스템들의 환경은 주어진 환경에서 모든 표면들을 포함하는 설비들을 포함하는 큰 심리스 평면 또는 곡선 벽들을 형성하도록 집성되며, 심리스, 불연속의 평면, 패시트, 만곡형, 원통형, 구형, 기하 또는 비규칙적 기하학적 구조의 임의의 조합으로서 구성된다.In one embodiment, an environment of tiled seamless energy systems is aggregated to form large seamless planar or curved walls containing fixtures that include all surfaces in a given environment, including seamless, discrete planar, faceted, curved, and cylindrical surfaces. , consisting of any combination of spherical, geometric or irregular geometric structures.
일 실시예에서, 평면의 표면들의 집성된 타일(tile)들은 무대 또는 장소 기반의 홀로그램 엔터테인먼트를 위한 벽 크기의 시스템들을 형성한다. 일 실시예에서, 평면의 표면들의 집성된 타일들은 동굴 기반의 홀로그램 설비들을 위해 천장과 바닥 양방 모두를 포함하는 4개 내지 6개의 벽들을 갖는 룸을 커버한다. 일 실시예에서, 곡면들의 집성된 타일들은 몰입형(immersive) 홀로그램 설비들을 위한 원통형의 심리스 환경을 생성한다. 일 실시예에서, 심리스 구형 표면들의 집성된 타일들은 몰입형 홀로덱 기반의 경험들을 위한 홀로그램 돔을 형성한다. In one embodiment, aggregated tiles of planar surfaces form wall-scale systems for stage- or venue-based holographic entertainment. In one embodiment, aggregated tiles of planar surfaces cover a room with four to six walls including both the ceiling and floor for cave-based holographic installations. In one embodiment, aggregated tiles of curved surfaces create a cylindrical seamless environment for immersive holographic installations. In one embodiment, aggregated tiles of seamless spherical surfaces form a holographic dome for immersive holodeck-based experiences.
일 실시예에서, 심리스 만곡형 에너지 도파관들의 집성된 타일들은 에너지 도파관 구조체 내의 에너지 금지 요소들의 경계를 따른 정확한 패턴을 따르는 기계적 에지들을 제공하여, 인접한 도파관 표면들의 인접한 타일링된 기계적 에지들을 결합, 정렬 또는 융합함으로써 모듈식 및 심리스 에너지 도파관 시스템을 초래한다.In one embodiment, aggregated tiles of seamless curved energy waveguides provide mechanical edges that follow a precise pattern along the boundaries of the energy-barring elements within the energy waveguide structure to join, align, or otherwise align adjacent tiled mechanical edges of adjacent waveguide surfaces. The fusion results in a modular and seamless energy waveguide system.
집성된 타일링 환경의 다른 실시예에서, 에너지는 다수의 동시 에너지 도메인들에 대해 양방향으로 전파된다. 추가적인 실시예에서, 에너지 표면은 라이트 필드 데이터가 도파관을 통해 조명원에 의해 투영되고 동시에 동일한 에너지 표면을 통해 수신될 수 있도록 설계된 도파관들을 갖는 동일한 에너지 표면으로부터 동시에 디스플레이 및 캡처하는 능력을 제공한다. 추가적인 실시예에서, 추가 깊이 감지 및 능동 스캐닝 기술들이 활용되어 정확한 세계 좌표계에서 에너지 전파와 관찰자 사이의 상호 작용을 허용할 수 있다. 추가적인 실시예에서, 에너지 표면 및 도파관은 주파수들을 방출, 반사 또는 수렴하여 촉각 감각 또는 체적 햅틱 피드백을 유도하도록 동작 가능하다. 일부 실시예들에서, 양방향 에너지 전파 및 집성된 표면들의 임의의 조합이 가능하다.In another embodiment of an aggregated tiling environment, energy propagates bidirectionally over multiple simultaneous energy domains. In a further embodiment, an energy surface provides the ability to simultaneously display and capture light field data from the same energy surface with waveguides designed such that light field data can be projected by an illumination source through the waveguide and simultaneously received through the same energy surface. In additional embodiments, additional depth sensing and active scanning technologies may be utilized to allow for interaction between energy propagation and an observer in a precise world coordinate system. In a further embodiment, the energy surface and waveguide are operable to radiate, reflect, or converge frequencies to induce a tactile sensation or volumetric haptic feedback. In some embodiments, any combination of bidirectional energy propagation and integrated surfaces is possible.
일 실시예에서, 시스템은 적어도 2개의 에너지 장치를 심리스 에너지 표면의 동일한 부분에 페어링(pair)할 수 있도록 2개 이상의 경로 에너지 결합기들과 독립적으로 페어링된 하나 이상의 에너지 장치들을 이용하여 에너지 표면을 통한 에너지의 양방향 방출 및 감지가 가능한 에너지 도파관을 포함하거나, 또는 하나 이상의 에너지 장치들이 베이스 구조체에 또는 오프-축(off-axis)의 직접 또는 반사 투영 또는 감지를 위해 도파관의 FOV의 전방 및 외측에서의 위치에 고정된 부가적인 컴포넌트에 근접하여 에너지 표면 뒤에 고정되고, 또한 결과적인 에너지 표면은 도파관이 에너지를 수렴할 수 있게 하는 에너지의 양방향 송신, 에너지를 방출하는 제 1 장치 및 에너지를 감지하는 제 2 장치를 제공하며, 여기서, 정보는 전파된 에너지 패턴들, 깊이 추정, 근접도, 모션 추적, 이미지, 색상 또는 사운드 형성 또는 기타 에너지 주파수 분석 내에서 4D 플렌옵틱 눈 및 망막 추적 또는 간섭의 감지를 포함하는, 하지만 이에 한정되지는 않는, 컴퓨터 비전 관련 작업들을 수행하도록 처리된다. 추가적인 실시예에서, 추적된 위치들은 양방향 캡처된 데이터와 투영 정보 간의 간섭에 기초하여 에너지의 위치들을 능동적으로 계산 및 수정한다.In one embodiment, the system utilizes one or more energy devices independently paired with two or more path energy couplers to enable pairing of at least two energy devices to the same portion of a seamless energy surface. comprising an energy waveguide capable of bi-directional emission and detection of energy, or one or more energy devices in front and outside the FOV of the waveguide for direct or reflected projection or sensing of an off-axis or on the base structure. It is fixed behind the energy surface in close proximity to an additional component fixed in position, the resulting energy surface having a two-way transmission of energy allowing the waveguide to converge the energy, a first device emitting the energy and a second device detecting the energy. Apparatus is provided, wherein the information includes detection of 4D plenoptic eye and retinal tracking or interference within propagated energy patterns, depth estimation, proximity, motion tracking, image, color or sound formation or other energy frequency analysis. It is processed to perform computer vision-related tasks, including but not limited to: In a further embodiment, the tracked positions actively calculate and modify positions of energy based on interference between bidirectional captured data and projection information.
일부 실시예들에서, 초음파 센서, 가시적인 전자기 디스플레이 및 초음파 방출 장치를 포함하는 3개의 에너지 장치들의 복수의 조합들은, 각각의 장치의 에너지 도메인, 그리고 초음파 및 전자기 에너지 각각을 위해 구성된 2개의 엔지니어드 도파관 요소들에 특정한 엔지니어드 특성들을 포함하는 3개의 제 1 표면들의 각각과 함께 단일의 제 2 에너지 릴레이 표면에 결합된 에너지를 전파하는 3개의 제 1 릴레이 표면들의 각각에 대해 함께 구성되어, 별도의 에너지 도메인을 위해 구성된 다른 도파관 요소들에 의해 독립적으로 그리고 실질적으로 영향을 받지 않은 각각의 장치의 에너지를 지향 및 수렴하는 능력을 제공한다. In some embodiments, multiple combinations of three energy devices, including an ultrasonic sensor, a visible electromagnetic display, and an ultrasonic emitting device, comprise an energy domain of each device, and two engineered waveguides each configured for ultrasonic and electromagnetic energy. A separate energy domain configured together for each of the three first relay surfaces to propagate energy coupled to a single second energy relay surface with each of the three first surfaces comprising engineered properties specific to the elements. Provides the ability to direct and converge the energy of each device independently and substantially unaffected by other waveguide elements configured for it.
일부 실시예들에서, 시스템 아티팩트(artifact)들을 제거하고 인코딩/디코딩 기술들과 함께 사용하기 위해 결과적인 에너지 표면의 기하학적 맵핑을 생성하기 위한 효율적인 제조를 가능하게 하는 교정 절차뿐만 아니라 교정된 구성 파일들에 기초하여 데이터를 에너지 전파에 적절한 교정된 정보로 변환하기 위한 전용 통합 시스템이 개시된다.In some embodiments, calibrated configuration files as well as a calibration procedure to remove system artifacts and enable efficient manufacturing to generate a geometric mapping of the resulting energy surface for use with encoding/decoding techniques. Based on this, a dedicated integrated system for converting data into corrected information suitable for energy propagation is disclosed.
일부 실시예들에서, 일련의 부가적인 에너지 도파관들 및 하나 이상의 에너지 장치들이 불투명한 홀로그램 픽셀들을 생성하기 위해 시스템에 통합될 수 있다. In some embodiments, a series of additional energy waveguides and one or more energy devices may be integrated into the system to create opaque holographic pixels.
일부 실시예들에서, 도파관의 직경보다 큰 공간 해상도 및/또는 각도 해상도를 제공하기 위해 또는 다른 초해상도(super-resolution) 목적을 위해 에너지 금지 요소들, 빔 스플리터들, 프리즘들, 능동 시차 배리어들 또는 편광 기술들을 포함하는 부가적인 도파관 요소가 통합될 수 있다.In some embodiments, energy-inhibiting elements, beam splitters, prisms, active parallax barriers are used to provide spatial and/or angular resolution greater than the diameter of the waveguide or for other super-resolution purposes. Alternatively, additional waveguide elements containing polarization techniques may be incorporated.
일부 실시예들에서, 개시된 에너지 시스템은 또한 가상 현실(VR) 또는 증강 현실(AR)과 같은 착용형 양방향 장치로서 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 에너지 시스템은 디스플레이되거나 수신된 에너지로 하여금 관찰자를 위한 공간에서 결정된 평면에 근접하게 포커싱되도록 하는 조정 광학 요소(들)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도파관 어레이는 홀로그램 헤드 장착식 디스플레이에 통합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 시스템은 관찰자가 에너지 시스템 및 실제 환경(예컨대, 투과형 홀로그램 디스플레이) 양방 모두를 볼 수 있게 하는 다수의 광학 경로들을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 시스템은 다른 방법들에 더하여 근접 필드로서 제공될 수 있다.In some embodiments, the disclosed energy system may also be configured as a wearable interactive device, such as virtual reality (VR) or augmented reality (AR). In other embodiments, the energy system may include steering optical element(s) that causes the displayed or received energy to be focused proximately to a determined plane in space for the viewer. In some embodiments, a waveguide array may be integrated into a holographic head mounted display. In other embodiments, the system may include multiple optical paths that allow an observer to view both the energy system and the real-world environment (eg, a transmissive holographic display). In this case, the system can be provided as a near field in addition to other methods.
일부 실시예들에서, 데이터의 송신은 정보 및 메타데이터의 임의의 데이터세트를 수신하는 선택 가능하거나 가변적인 압축 비율들로 프로세스들을 인코딩하는 것; 상기 데이터세트를 분석하고, 더 희박한 데이터세트를 형성하는 재료 특성들, 벡터들, 표면 ID들, 새로운 픽셀 데이터를 수신 또는 할당하며, 수신된 데이터는 2차원, 스테레오스코픽, 멀티 뷰, 메타데이터, 라이트 필드, 홀로그램, 기하학적 구조, 벡터들 또는 벡터화된 메타데이터를 포함하고, 인코더/디코더는, 깊이 메타데이터를 갖거나 갖지 않은 깊이 추정 알고리즘들을 통해, 2D; 2D + 깊이, 메타데이터 또는 기타 벡터화된 정보; 스테레오스코픽, 스테레오스코픽 + 깊이, 메타데이터 또는 기타 벡터화된 정보; 멀티 뷰; 멀티 뷰 + 깊이, 메타데이터 또는 기타 벡터화된 정보; 홀로그램; 또는 라이트 필드 콘텐츠에 대한 이미지 처리를 포함하여 실시간 또는 오프라인에서의 데이터를 변환하는 능력을 제공할 수 있으며, 역 광선 추적 방법은 특성화된 4D 플렌옵틱 함수를 통해 다양한 2D, 스테레오스코픽, 다중 뷰, 체적, 라이트 필드 또는 홀로그램 데이터로부터의 역 광선 추적에 의해 생성된 결과적인 변환 데이터를 실제 좌표들에 적절히 맵핑한다. 이들 실시예에서, 원하는 전체 데이터 송신은 원시 라이트 필드 데이터세트보다 다수의 자리수만큼 덜 송신된 정보일 수 있다.In some embodiments, transmission of data includes encoding processes with selectable or variable compression ratios to receive any dataset of information and metadata; Analyze the dataset and receive or assign material properties, vectors, surface IDs, new pixel data to form a sparser dataset, and the received data includes two-dimensional, stereoscopic, multi-view, metadata, Contains a light field, hologram, geometry, vectors or vectorized metadata, and the encoder/decoder can be configured to: 2D; via depth estimation algorithms with or without depth metadata; 2D + depth, metadata or other vectorized information; stereoscopic, stereoscopic + depth, metadata or other vectorized information; multi view; Multi-view + depth, metadata or other vectorized information; hologram; Alternatively, it can provide the ability to transform data in real-time or offline, including image processing for light field content, and inverse ray tracing methods can provide a variety of 2D, stereoscopic, multi-view, and volumetric ray tracing methods via characterized 4D plenoptic functions. , appropriately maps the resulting transformation data generated by inverse ray tracing from light field or holographic data to real-world coordinates. In these embodiments, the desired overall data transmission may be several orders of magnitude less information transmitted than the raw light field dataset.
4D 플렌옵틱 에너지 지향 시스템 아키텍처의 개요Overview of 4D plenoptic energy-directed system architecture
도 7은 4 차원(4D) 플렌옵틱 에너지 지향 시스템(700)의 일 실시예의 아키텍처의 개요를 나타낸다. 에너지 지향 시스템(700)은 규칙적인 그리드 상에 있는 에너지 위치들(704)을 포함할 수 있는 LCD, LED 또는 OLDED와 같은 하나 이상의 에너지 장치들(702)을 포함할 수 있다. 에너지 위치(704)로부터의 에너지는 에너지 릴레이 요소(708)를 통해 에너지 표면(706) 상의 에너지 위치들(712)로 지향될 수 있으며, 에너지 릴레이 요소(708)는 테이퍼형 에너지 릴레이, 가요성 에너지 릴레이 또는 페이스 플레이트를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않으며, 이들 각각은 일부 실시예들에서 앤더슨 횡방향 편재의 원리에 따라 동작할 수 있다. 에너지 시스템(700)은 이들 에너지 장치들(702) 및 릴레이 요소들(708)의 모자이크를 포함할 수 있다. 각 릴레이 요소(708)는 에너지 장치 평면 상의 규칙적인 그리드 패턴이 에너지 표면(706) 상에 더 이상 규칙적이지 않도록 워핑(warping)과 같은 고유한 왜곡(710)을 도입할 수 있다. 에너지 표면(706) 상에, 에너지 시스템(700)은 에너지 도파관들의 어레이(720)를 더 포함할 수 있다. 가시적 전자기 에너지에 대한 일 실시예에서, 에너지 도파관들의 어레이(720)는 렌즈들의 어레이일 수 있다. 에너지 장치(702) 내의 에너지 위치들(704)은 에너지 표면 상의 그것의 (x, y) 좌표에 의해 정의된 바와 같은 에너지 표면(706) 상의 중계된 에너지 위치들(712)을 가질 수 있다. 에너지 시스템(700)은 에너지의 전파를 금지하기 위한 금지 요소(714)를 더 포함할 수 있다. 금지 요소(714) 및 에너지 도파관 어레이(720)는 에너지 위치들(712) 각각이 도파관 어레이 위치(x, y)를 통해 금지되지 않은 전파 경로를 가질 수 있도록 협력할 수 있다. 에너지 위치들(712)의 금지되지 않은 전파 경로는 각도 좌표(u, v)에 의해 정의된 경로 각도에 의해 특징지어질 수 있으며, 콜리메이트된 에너지 파는 각도 좌표(u, v)에서 금지되지 않은 전파 경로를 따라 전파할 수 있다. 함께, 4개의 파라미터(x, y, u, v) - 도파관 위치들 및 도파관 요소들을 통한 전파 경로들의 각도 좌표 - 는 4D 플렌옵틱 좌표계를 정의한다. 캘리브레이션의 목표 중 하나는 가능한 한 정확하게 각 에너지 위치(712)에 대한 4D 파라미터들을 결정하는 것이다.7 shows an overview of the architecture of one embodiment of a four-dimensional (4D) plenoptic energy directing system 700. Directed energy system 700 may include one or more energy devices 702, such as an LCD, LED, or OLDED, which may include energy locations 704 on a regular grid. Energy from energy location 704 can be directed to energy locations 712 on energy surface 706 via energy relay element 708, which is a tapered energy relay, flexible energy relay. It may include, but is not limited to, a relay or a face plate, each of which may operate according to the principle of Anderson transverse localization in some embodiments. Energy system 700 may include a mosaic of these energy devices 702 and relay elements 708. Each relay element 708 may introduce its own distortion 710, such as warping, such that the regular grid pattern on the energy device plane is no longer regular on the energy surface 706. On energy surface 706, energy system 700 may further include an array of energy waveguides 720. In one embodiment for visible electromagnetic energy, the array of energy waveguides 720 may be an array of lenses. Energy locations 704 within energy device 702 may have relayed energy locations 712 on energy surface 706 as defined by its (x, y) coordinates on the energy surface. The energy system 700 may further include an inhibition element 714 to inhibit the propagation of energy. Inhibition element 714 and energy waveguide array 720 may cooperate so that each of energy locations 712 has an uninhibited propagation path through the waveguide array location (x, y). The uninhibited propagation path of energy positions 712 can be characterized by a path angle defined by the angular coordinates (u, v), and the collimated energy wave is uninhibited in the angular coordinates (u, v). It can spread along the propagation path. Together, the four parameters (x, y, u, v) - the waveguide positions and the angular coordinates of the propagation paths through the waveguide elements - define a 4D plenoptic coordinate system. One of the goals of calibration is to determine the 4D parameters for each energy location 712 as accurately as possible.
캘리브레이션 절차의 개요Overview of the calibration procedure
도 8은 에너지 위치 맵핑 프로세스(802) 및 도파관 맵핑 프로세스(804)를 포함할 수 있는 캘리브레이션 프로세스(800)의 일 실시예를 도시하는 흐름도이다. 일 실시예에서, 에너지 위치 맵핑 프로세스(802)는 도파관(720) 없이 릴레이 요소(708)에 대한 캘리브레이션을 포함할 수 있다. 에너지 위치 맵핑 프로세스(802)는 에너지 표면(706) 상의 각 에너지 위치(704)에 대한 물리적 공간에서의 실제 좌표(x, y)를 정의할 수 있다. 에너지 위치 맵핑 프로세스(802)는 또한 에너지 표면(706) 상의 각 에너지 위치(712)와 에너지 소스 장치(702) 상의 각 에너지 위치(704) 사이의 맵핑을 정의할 수 있다. 일 실시예에서, 에너지 위치 맵핑 프로세스(802)는 릴레이 요소(708)가 도입할 수 있는 임의의 왜곡 또는 아티팩트들(710)을 제거할 수 있다. 필드 모자이크(타일로 지칭됨)의 각 개별 에너지 릴레이가 분석되고, 그 타일에 대한 에너지 표면(706)과 대응 에너지 장치(702) 사이의 전체 맵핑이 결정된다. 미세 단계 동안, 각 타일의 더 작지만 더 상세한 부분들이 한번에 분석되고, 에너지 표면(706)과 에너지 장치(702) 사이의 맵핑이 훨씬 더 정확하게 이루어진다. 일 실시예에서, 에너지 위치 맵핑 프로세스(802)는 또한 각 릴레이 요소 타일에 대한 이득 맵을 적용하는 단계, 및 에너지 시스템(700)에서 모든 다른 것과 매칭되도록 각 릴레이 요소 타일의 전체 에너지 강도를 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 캘리브레이션 프로세스(800)의 도파관 어레이 맵핑 프로세스(804)는 에너지 위치 맵핑 프로세스(802) 이후에 및 에너지 도파관들(720)이 정렬되고 고정된 이후에 수행될 수 있다. 도파관 어레이 맵핑 프로세스(804)는 일반적으로 에너지 도파관들(720) 아래에서 각 에너지 위치를 통해 전파하는 에너지에 대한 에너지 전파 경로 각도를 정의할 수 있다. 도파관 맵핑 프로세스(804)는 각 에너지 위치(712)에 대해 정확한 (u, v) 각도 좌표를 산출할 수 있다. 일 실시예에서, 이 캘리브레이션 절차는 각 도파관(720)의 중심 아래에 에너지 위치(712)를 위치시키고 에너지 위치(712)를 할당하고 최종적으로 직접 측정 및 보간을 통해 이들 (u, v) 할당을 검증하고 정제한다. FIG. 8 is a flow diagram illustrating one embodiment of a calibration process 800 that may include an energy location mapping process 802 and a waveguide mapping process 804. In one embodiment, the energy location mapping process 802 may include calibration for the relay element 708 without the waveguide 720. The energy location mapping process 802 may define actual coordinates (x, y) in physical space for each energy location 704 on the energy surface 706. The energy location mapping process 802 may also define a mapping between each energy location 712 on the energy surface 706 and each energy location 704 on the energy source device 702. In one embodiment, the energy location mapping process 802 may remove any distortion or artifacts 710 that the relay element 708 may introduce. Each individual energy relay in the field mosaic (referred to as a tile) is analyzed, and the overall mapping between the energy surface 706 and the corresponding energy device 702 for that tile is determined. During the fine step, smaller but more detailed parts of each tile are analyzed at once, and the mapping between the energy surface 706 and the energy device 702 is made much more accurate. In one embodiment, the energy location mapping process 802 also includes applying a gain map for each relay element tile, and adjusting the overall energy intensity of each relay element tile to match all others in the energy system 700. May include steps. In one embodiment, the waveguide array mapping process 804 of the calibration process 800 may be performed after the energy location mapping process 802 and after the energy waveguides 720 are aligned and secured. The waveguide array mapping process 804 may generally define an energy propagation path angle for energy propagating through each energy location under the energy waveguides 720. The waveguide mapping process 804 can produce accurate (u, v) angular coordinates for each energy location 712. In one embodiment, this calibration procedure places an energy location 712 below the center of each waveguide 720, assigns the energy locations 712, and finally assigns these (u, v) through direct measurement and interpolation. Verify and refine.
에너지 위치에 대한 캘리브레이션 설정의 개요Overview of calibration settings for energy location
도 9는 에너지 위치 맵핑 프로세스(802)에 대한 캘리브레이션 시스템(900)의 개략도이다. 일 실시예에서, 캘리브레이션 시스템(900)은 에너지 센서(902)를 포함할 수 있다. 에너지 센서(902)는 에너지 장치(702) 및 릴레이 요소(708)로부터 에너지를 수신하도록 구성된 임의의 장치일 수 있다. 예를 들어, 에너지 센서(902)는 카메라, 라인 스캐닝 장치, 공간 어레이에 배치된 복수의 압력 센서들 또는 공간 어레이에 배치된 복수의 음향 센서들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 에너지 센서(902)는 자동화된 데이터 수집을 위해 컴퓨터를 통해 원격 조작될 수 있는 20 MPix보다 큰 상용 카메라를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 에너지 센서(902)의 센서 크기는 개별 릴레이 요소(708)의 에너지 표면(706) 측의 크기와 같도록 선택될 수 있고, 수평 평면에서 각 치수의 픽셀들의 수는 에너지 위치(712 또는 704)의 수보다 크게 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 에너지 센서는 에너지 표면(706) 상에 포커싱된 매크로 렌즈(macro lens)를 포함할 수 있으며, 개별 릴레이 요소(708)의 에너지 표면(706) 측보다 10% 큰 이미징 시야를 제공하여, 전체 릴레이 요소 타일을 이미징한다. 에너지 시스템(700)은 에너지 표면(706)에 평행한 x 및 y 좌표로 에너지 센서(902) 아래의 에너지 시스템(700)을 이동시키는 캘리브레이션 시스템(900)의 전동식 이동 가능한 플랫폼(904) 상에 장착될 수 있다. 일 실시예에서, 캘리브레이션 시스템(900)은 에너지 센서(902) 및 이동 가능한 플랫폼(904)과 전기적으로 통신하는 제어기 모듈(906)을 더 포함하여, 이동 가능한 플랫폼(904)은 자동화를 위해 원격으로 이동하도록 제어기 모듈(906)에 의해 제어될 수 있다.9 is a schematic diagram of a calibration system 900 for the energy location mapping process 802. In one embodiment, calibration system 900 may include energy sensor 902. Energy sensor 902 can be any device configured to receive energy from energy device 702 and relay element 708. For example, the energy sensor 902 may include a camera, a line scanning device, a plurality of pressure sensors arranged in a spatial array, or a plurality of acoustic sensors arranged in a spatial array. In one embodiment, energy sensor 902 may include a commercially available camera greater than 20 MPix that can be remotely operated via a computer for automated data collection. In one embodiment, the sensor size of the energy sensor 902 may be selected to be equal to the size of the energy surface 706 side of the individual relay element 708, with the number of pixels in each dimension in the horizontal plane being the energy location ( The number may be selected to be greater than 712 or 704). In one embodiment, the energy sensor may include a macro lens focused on the energy surface 706, providing an imaging field of view that is 10% larger than the energy surface 706 side of the individual relay elements 708. Thus, the entire relay element tile is imaged. The energy system 700 is mounted on a motorized movable platform 904 in a calibration system 900 that moves the energy system 700 below the energy sensor 902 in x and y coordinates parallel to the energy surface 706. It can be. In one embodiment, the calibration system 900 further includes an energy sensor 902 and a controller module 906 in electrical communication with the movable platform 904 so that the movable platform 904 can be remotely operated for automation. It can be controlled by the controller module 906 to move.
일 실시예에서, 에너지 시스템(700)은 2 자유도를 갖는 틸트 스테이지(tilt stage) 상에 장착될 수 있으며, 이동 가능한 플랫폼(904)의 모션 평면과 동일 평면이 되도록 에너지 표면(706)의 조정을 허용한다. 틸트는 전체 에너지 표면(706)이 에너지 센서(902)에 대한 광학체의 일 실시예에서의 대물 렌즈의 필드의 얕은 깊이에 불구하고 초점을 유지할 때까지 시행 착오에 의해 조정될 수 있다.In one embodiment, the energy system 700 may be mounted on a tilt stage with two degrees of freedom and adjust the energy surface 706 to be coplanar with the plane of motion of the moveable platform 904. Allowed. The tilt can be adjusted by trial and error until the entire energy surface 706 remains in focus despite the shallow depth of field of the objective lens in one embodiment of the optics for the energy sensor 902.
에너지 위치 맵핑 프로세스(802)는 에너지 장치(702)에서의 에너지 위치들(712)의 실제 좌표와 에너지 위치들(704)의 디지털 좌표 사이의 맵핑을 허용할 수 있다.The energy location mapping process 802 may allow mapping between the physical coordinates of energy locations 712 and the digital coordinates of energy locations 704 in the energy device 702.
그렇게 하기 위한 하나의 접근법은 에너지 센서(902)를 사용하여 에너지 표면(706) 상에 배치된 제 1 기준 패턴을 갖는 데이터를 먼저 캡처하는 것이다. 기준 패턴의 결과 데이터는 에너지 표면(706)의 평면에 공지된 기준 패턴을 갖는 센서의 디지털 공간에 존재한다. 도 10a는 센서(902)의 디지털 공간에 기록된 에너지 릴레이에 대한 에너지 표면(706)의 윤곽을 나타낸다. 센서 데이터는 특정 릴레이 모자이크 타일의 경계들을 포함할 수 있다. 도 10a에 도시된 타일이 직사각형이지만, 타일의 이미지는 핀-쿠션 왜곡과 같은 미묘한 왜곡이 있을 수 있다. 도 10b는 물리적 기준 공간에 정의된 에너지 표면(706)의 실제 좌표를 나타낸다. 기준 패턴의 특징을 이용하여, 디지털 기준 공간에 정의된 센서 좌표와 표면(706) 상의 실제 좌표 사이에 맵을 생성하는 것이 가능하다. 편의상, 이 맵은 본 명세서에 "맵 1(Map 1)"이라 지칭된다. 일 실시예에서, 맵 1은 디지털 센서 좌표를 길이 단위(예를 들어, mm)의 실제 좌표로 변환한다.One approach to do so is to first capture data with a first reference pattern placed on the energy surface 706 using the energy sensor 902 . The resulting data of the reference pattern resides in the digital space of the sensor with a known reference pattern in the plane of the energy surface 706. Figure 10A outlines the energy surface 706 for the energy relay recorded in the digital space of the sensor 902. Sensor data may include boundaries of specific relay mosaic tiles. Although the tile shown in Figure 10A is rectangular, the image of the tile may have subtle distortion, such as pin-cushion distortion. Figure 10b shows the actual coordinates of the energy surface 706 defined in physical reference space. Using the features of the reference pattern, it is possible to create a map between sensor coordinates defined in digital reference space and actual coordinates on surface 706. For convenience, this map is referred to herein as “Map 1.” In one embodiment, Map 1 converts digital sensor coordinates to real world coordinates in units of length (e.g., mm).
일 실시예에서, 제 1 기준 패턴을 제거한 이후에, 제 2기준 패턴이 에너지 소스 장치(702) 상의 에너지 위치들(702)에 존재할 수 있다. 이것으로 인해 이 제 2 기준 패턴이 제 1 표면(706)으로 중계된다. 릴레이 요소(708)는 표면(706)으로 중계됨에 따라 제 2 기준 패턴을 워핑할 수 있다. 이 제 2 기준 패턴에 대한 센서 데이터가 디지털 기준 공간에 기록될 수 있다. 이 시점에서, 맵 1이 디지털 센서 좌표에 적용되어 이 제 2 기준 패턴을 물리적 기준 공간에서의 실제 좌표로 변환할 수 있다. 일 실시예에서, 특징 검출을 통해, 그리고 소스 장치(702) 상에 존재하는 제 2 기준 패턴을 알고 있는 것에 의해서, 표면(706)의 실제 좌표를 에너지 소스 평면(702)의 디지털 좌표로 맵핑하는 것이 가능하며, 본 명세서에 "맵 2(Map 2)"로 지칭되는 맵을 생성한다. 일 실시예에서, 맵 2 는 에너지 표면(706)의 (x, y) 좌표를 에너지 소스 평면(702)의 디지털 좌표로 변환한다. 이 순방향 맵핑은 페어링된 역 맵핑을 갖는다. 도 10c는 릴레이(706)의 표면의 물리적 에지들에 맵핑하는 에너지 소스 평면 좌표들의 윤곽을 갖는 에너지 소스 평면(702)의 디지털 좌표에서 에너지 표면(706)을 나타낸다.In one embodiment, after removing the first reference pattern, a second reference pattern may be present at energy locations 702 on the energy source device 702. This causes this second reference pattern to be relayed to the first surface 706. Relay element 708 may warp the second reference pattern as it is relayed to surface 706. Sensor data for this second reference pattern may be recorded in a digital reference space. At this point, Map 1 can be applied to the digital sensor coordinates to transform this second reference pattern into actual coordinates in physical reference space. In one embodiment, mapping the real coordinates of the surface 706 to the digital coordinates of the energy source plane 702 through feature detection and by knowing a second reference pattern present on the source device 702. This is possible, creating a map referred to herein as “Map 2”. In one embodiment, Map 2 converts the (x, y) coordinates of the energy surface 706 to digital coordinates of the energy source plane 702. This forward mapping has a paired reverse mapping. FIG. 10C shows the energy surface 706 in digital coordinates of the energy source plane 702 with contoured energy source plane coordinates mapping to physical edges of the surface of the relay 706.
도 11은 에너지 위치 맵핑 프로세스(1100)의 일 실시예를 도시하는 흐름도이다. 맵핑 프로세스(1100)는 에너지 릴레이 요소(708)의 제 1 표면(706)에 있는 제 1 복수의 에너지 위치(712)에서의 에너지의 에너지 속성에 대한 데이터가 수신되는 단계(1102)를 포함할 수 있다. 제 1 복수의 에너지 위치들(712)에서의 에너지는 릴레이 요소(708)의 종 배향을 따라 에너지 릴레이 요소(708)를 통해 제 2 복수의 에너지 위치들(704)로부터 중계되었다. 맵핑 프로세스(1100)는 제 2 복수의 에너지 위치들(704)에서의 에너지의 에너지 속성의 미리 결정된 데이터 및 제 1 복수의 에너지 위치들(712)에서의 에너지의 에너지 속성의 데이터가, 제 1 복수의 에너지 위치들(712)에서의 에너지 속성을 제 2 복수의 에너지(704)에서의 에너지 속성으로 맵핑하는 것을 포함하는 캘리브레이션된 릴레이 함수를 생성하기 위해 상관되는 단계(1104)를 더 포함할 수 있다. 단계(1104)에서 상관되어 맵핑되는 에너지 속성은 위치, 색, 강도, 주파수, 진폭, 콘트라스트 및 해상도로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 에너지 속성을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 일 실시예에서, 캘리브레이션 맵핑은 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 릴레이 속성을 보상하도록 적용될 수 있다: 강도 변화, 색 변화, 감쇠 영역 및 공간 왜곡.FIG. 11 is a flow diagram illustrating one embodiment of an energy location mapping process 1100. The mapping process 1100 may include a step 1102 in which data is received about the energetic properties of the energy at the first plurality of energy locations 712 on the first surface 706 of the energy relay element 708. there is. Energy at the first plurality of energy locations 712 was relayed from the second plurality of energy locations 704 through the energy relay element 708 along the longitudinal orientation of the relay element 708. The mapping process 1100 may include predetermined data of the energy properties of the energy in the second plurality of energy locations 704 and data of the energy properties of the energy in the first plurality of energy locations 712 in the first plurality of energy locations 712. A step 1104 of correlating to generate a calibrated relay function comprising mapping the energy attributes at the energy positions 712 to the energy attributes at the second plurality of energies 704. . It should be understood that the energy properties correlated and mapped in step 1104 may include at least one energy property selected from the group consisting of position, color, intensity, frequency, amplitude, contrast, and resolution. In one embodiment, calibration mapping may be applied to compensate for at least one relay property selected from the group consisting of: intensity change, color change, attenuation area, and spatial distortion.
일 실시예에서, 제 1 복수의 에너지 위치들(712)에서의 에너지 속성은 물리적 기준 공간에서 정의되는 위치 좌표를 적어도 포함할 수 있으며, 제 2 복수의 에너지 위치들(704)에서의 에너지 속성은 제 1 디지털 기준 공간에서 정의되는 위치 좌표를 적어도 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 디지털 기준 공간은 에너지 장치(702)에서 에너지 위치들(704)에 의해 정의될 수 있다. 에너지 장치(702)가 디스플레이를 포함하는 일 실시예에서, 디스플레이의 픽셀들이 디지털 "픽셀" 기준 공간을 정의할 수 있다. 일 실시예에서, 물리적 기준 공간에서 정의되는 위치 좌표는 변환 함수를 사용하여 제 2 디지털 기준 공간으로부터 변환될 수 있다. 제 2 디지털 공간은 센서(902)의 감지 유닛들에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 센서(902)에 의해 캡처되는 데이터는 데이터 내의 캡처된 픽셀 위치들을 포함할 수 있으며, 실제의 물리적 측정값으로의 캡처된 픽셀 위치들의 변환 함수는 물리적 측정에서 제 1 복수의 에너지 위치들(712)에서의 에너지 속성을 변환하는데 사용될 수 있다.In one embodiment, the energy properties at the first plurality of energy locations 712 may include at least position coordinates defined in physical reference space, and the energy properties at the second plurality of energy locations 704 may include It may include at least position coordinates defined in the first digital reference space. For example, the first digital reference space may be defined by energy positions 704 in energy device 702. In one embodiment where energy device 702 includes a display, the pixels of the display may define a digital “pixel” reference space. In one embodiment, position coordinates defined in a physical reference space can be transformed from a second digital reference space using a transformation function. The second digital space may be defined by the sensing units of sensor 902. For example, data captured by sensor 902 may include captured pixel positions within the data, and a conversion function of the captured pixel positions to actual physical measurements may be used to convert the first plurality of energy positions from the physical measurement to a first plurality of energy positions. It can be used to transform the energy properties in fields 712.
일 실시예에서, 제 1 복수의 에너지 위치들(712)의 에너지의 속성의 데이터는 제 1 복수의 에너지 위치들(712)로부터 에너지를 캡처하는 에너지 센서(902)에 의해 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 에너지 센서(902)는 미리 결정된 명령에 따라 에너지 센서(902)를 작동시키도록 프로그래밍될 수 있는, 제어기(906)로부터의 에너지 센서(902)의 작동 파라미터를 수신하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 작동 파라미터는 제어기(906)로부터의 디지털 신호로 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 작동 파라미터는 제어기(906)가 미리 결정된 명령에 따라 센서(902)를 포지셔닝하도록 프로그래밍되는 위치 명령을 포함할 수 있다.In one embodiment, data characterizing the energy of the first plurality of energy locations 712 may be generated by an energy sensor 902 that captures energy from the first plurality of energy locations 712 . In one embodiment, energy sensor 902 may be configured to receive operating parameters of energy sensor 902 from a controller 906, which may be programmed to operate energy sensor 902 according to predetermined commands. there is. In one embodiment, operating parameters may be provided as digital signals from controller 906. In one embodiment, the operating parameters may include position commands by which the controller 906 is programmed to position the sensor 902 according to predetermined commands.
일 실시예에서, 제 1 복수의 에너지 위치들(712)에서의 에너지의 속성의 데이터는, 에너지 릴레이 요소(708)가 위치되는 이동 가능한 플랫폼(904)을 포지셔닝함으로써, 그리고 에너지 릴레이 요소(708)가 미리 결정된 위치에 위치될 때 제 1 복수의 에너지 위치(712)로부터 에너지를 캡처하도록 에너지 센서(902)를 작동시킴으로써 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 이동 가능한 플랫폼(904) 및 센서(902)는 미리 결정된 명령에 따라 에너지 센서(902) 및 이동 가능한 플랫폼(904)을 작동시키도록 프로그래밍될 수 있는, 제어기(906)로부터의 디지털 신호들을 수신하도록 구성된다. 일 실시예에서, 디지털 신호들은 에너지 센서(902) 및 이동 가능한 플랫폼(904)에 대한 위치 명령들을 포함할 수 있으며, 제어기(906)는 미리 결정된 명령에 따라 에너지 센서(902) 및 이동 가능한 플랫폼(904)을 포지셔닝하도록 프로그래밍된다.In one embodiment, data of the nature of the energy at the first plurality of energy locations 712 is obtained by positioning the movable platform 904 on which the energy relay element 708 is positioned and the energy relay element 708 may be generated by activating the energy sensor 902 to capture energy from the first plurality of energy locations 712 when positioned at a predetermined location. In one embodiment, the movable platform 904 and sensors 902 receive digital signals from a controller 906 that can be programmed to operate the energy sensors 902 and movable platform 904 according to predetermined commands. It is configured to receive signals. In one embodiment, the digital signals may include position commands for the energy sensor 902 and the movable platform 904, and the controller 906 may control the energy sensor 902 and the movable platform 904 according to predetermined commands. 904) is programmed to position.
도 12는 변환 함수를 사용하여 디지털 공간의 에너지 속성을 물리적 공간의 에너지 속성으로 변환시키는 에너지 위치 맵핑 프로세스(1200)의 일 실시예를 도시하는 흐름도이다. 맵핑 프로세스(1200)는 에너지 릴레이 요소(708)의 제 1 표면(706)에 있는 제 1 복수의 에너지 위치들(712)에서 캡처된 기준 에너지의 캡처 기준 에너지 속성에 대한 데이터가 수신되는 단계(1206)를 포함할 수 있다. 기준 에너지는 물리적 기준 공간에서 정의된 미리 결정된 기준 에너지 속성, 예를 들어 실제 측정치를 가질 수 있다. 미리 결정된 기준 에너지 속성은 위치, 색, 강도, 주파수, 진폭, 콘트라스트 및 해상도로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 에너지 속성을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 기준 에너지는 기준 공간 패턴을 형성하며, 또한 여기서 제 1 표면(706)에 있는 제 1 복수의 에너지 위치들(712)에서 캡처된 기준 에너지는 캡처 패턴을 형성한다. 일 실시예에서는, 기준 공간 패턴의 위치 속성들이 물리적 기준 공간에서 알려져 있다.FIG. 12 is a flow diagram illustrating one embodiment of an energy location mapping process 1200 that converts energy attributes in digital space to energy attributes in physical space using a transformation function. The mapping process 1200 includes the steps 1206 in which data regarding capture reference energy properties of the reference energy captured at the first plurality of energy locations 712 on the first surface 706 of the energy relay element 708 are received ( 1206 ). ) may include. The reference energy may have predetermined reference energy properties defined in a physical reference space, for example actual measurements. The predetermined reference energy attribute may include at least one energy attribute selected from the group consisting of position, color, intensity, frequency, amplitude, contrast, and resolution. In one embodiment, the reference energy forms a reference spatial pattern, wherein the reference energy captured at the first plurality of energy positions 712 on the first surface 706 forms a capture pattern. In one embodiment, the positional properties of the reference space pattern are known in physical reference space.
일 실시예에서, 맵핑 프로세스(1200)는 물리적 기준 공간에서 정의된 미리 결정된 기준 에너지 속성을 디지털 기준 공간에서 캡처된 기준 에너지 속성과 상관시킴으로써 변환 함수가 생성되는 단계(1208)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 이 맵핑은 이미지 픽셀 좌표를 길이 단위(예를 들어, mm)의 실제 좌표로 변환시킨 상기 맵 1과 유사하며, 도 10a 및 도 10b 사이에서 나타낸 맵핑이다.In one embodiment, the mapping process 1200 may include a step 1208 in which a transformation function is generated by correlating predetermined reference energy properties defined in a physical reference space with reference energy properties captured in a digital reference space. In one embodiment, this mapping is similar to Map 1 above, with image pixel coordinates converted to real coordinates in units of length (e.g., mm), and is the mapping shown between FIGS. 10A and 10B.
맵핑 프로세스(1200)는 에너지 릴레이 요소(708)의 제 1 표면(706)에 있는 제 1 복수의 에너지 위치들(712)에서의 에너지의 에너지 속성에 대한 디지털 데이터가 수신되는 단계(1202)를 포함할 수 있다. 제 1 복수의 에너지 위치들(712)에서의 에너지는 릴레이 요소(708)의 종 배향을 따라 에너지 릴레이 요소(708)를 통해 제 2 복수의 에너지 위치들(704)로부터 중계되었다. 맵핑 프로세스(1200)는 디지털 기준 공간에서 정의된 에너지의 에너지 속성을 물리적 기준 공간에서의 에너지 속성에 맵핑하기 위해, 단계(1208)에서 생성된 변환 함수가 단계(1202)에서 수신된 디지털 데이터에 적용되는 단계(1204)를 더 포함할 수 있다.The mapping process 1200 includes a step 1202 in which digital data is received about the energetic properties of the energy at the first plurality of energy locations 712 on the first surface 706 of the energy relay element 708. can do. Energy at the first plurality of energy locations 712 was relayed from the second plurality of energy locations 704 through the energy relay element 708 along the longitudinal orientation of the relay element 708. The mapping process 1200 applies the transformation function generated in step 1208 to the digital data received in step 1202 to map the energy properties of the energy defined in the digital reference space to the energy properties in the physical reference space. A step 1204 may be further included.
일 실시예에서, 맵핑 프로세스(1200)는 물리적 기준 공간에서 정의된 제 1 복수의 에너지 위치들(712)에서의 에너지 속성과 디지털 기준 공간에서 정의된 제 2 복수의 에너지 위치들(704)에서의 에너지 속성 사이의 맵핑을 생성하는 단계(1210)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 이 맵핑은 길이 단위(예를 들어, mm)의 실제 좌표를 에너지 소스 디지털 픽셀 좌표로 변환시키는 상기 맵 2와 유사하며, 도 10b 및 도 10c 사이에 나타낸 맵핑이다.In one embodiment, the mapping process 1200 combines an energy attribute at a first plurality of energy locations 712 defined in a physical reference space with an energy attribute at a second plurality of energy locations 704 defined in a digital reference space. A step 1210 of generating a mapping between energy properties may be further included. In one embodiment, this mapping is similar to Map 2 above, which converts real-world coordinates in length units (e.g., mm) to energy source digital pixel coordinates, and is the mapping shown between FIGS. 10B and 10C.
예시적인 구현예 1Illustrative Implementation 1
본 발명의 원리를 설명하기 위해, 맵핑 프로세스들(1100 및 1200)의 실시예들을 구현하는 일 예가 디스플레이 표면 및 이미지를 디스플레이 표면에 제공할 수 있는 조명 소스들의 픽셀들을 갖는 디스플레이 시스템과 관련하여 아래에 제공된다. 본 발명의 원리들에 따른 다른 구현예들은 음향, 적외선, 자외선, 마이크로파, x-선, 전자기, 광학-기계 또는 촉각 에너지 시스템과 같은 다른 타입의 에너지 시스템들에 대해 수행될 수도 있음을 이해해야 한다.To illustrate the principles of the invention, an example implementing embodiments of mapping processes 1100 and 1200 is shown below in the context of a display system having pixels of a display surface and illumination sources capable of providing an image to the display surface. provided. It should be understood that other implementations according to the principles of the present invention may be performed with other types of energy systems, such as acoustic, infrared, ultraviolet, microwave, x-ray, electromagnetic, opto-mechanical, or tactile energy systems.
1. 디스플레이 표면 상에 고해상도 기준 체커보드 차트(checkerboard chart)를 직접 배치한다. 이것은 실제 좌표를 캘리브레이션하는데 사용되는 알려진 피치가 있는 기준 격자이며, 마일러(Mylar) 또는 유리와 같은 투명 매체에 인쇄된다. 이 차트의 어두운 부분들은 광 비투과성이어야 하며, 차트의 밝은 부분은 광학적으로 투과성이어야 한다. 체커보드 차트가 예를 들어 유리의 두께로부터 임의의 경로 길이를 추가하는 경우, 이 차트가 없는 디스플레이 표면의 이미징 중에 보정 경로 길이가 또한 포함되어야 한다. 적어도 하나의 실시예에서, 기준 체커보드의 피치는 125um이다.1. Place a high-resolution reference checkerboard chart directly on the display surface. This is a reference grid with a known pitch used to calibrate real-world coordinates, and is printed on a transparent medium such as Mylar or glass. The dark areas of the chart must be optically opaque, and the bright areas of the chart must be optically transparent. If the checkerboard chart adds arbitrary path length, for example from the thickness of the glass, the corrected path length must also be included during imaging of the display surface without this chart. In at least one embodiment, the pitch of the reference checkerboard is 125um.
2. 광학 릴레이 모자이크의 각 타일에 대한 차트의 이미지를 캡처하거나, 타일들이 없는 경우, 카메라의 FOV와 일치하는 디스플레이의 각 부분에 대해 약간의 이웃한 프레임 오버랩이 있다. 체커보드 차트는 에너지 소스 평면을 균일하게 비추는 것에 의해서 백라이트 되어야 한다. 도 2에 나타낸 이동 스테이지에 의해 카메라 아래로 디스플레이를 이동시킨다.2. Capture an image of the chart for each tile of the optical relay mosaic, or if there are no tiles, there is some neighboring frame overlap for each part of the display matching the camera's FOV. The checkerboard chart should be backlit by uniformly illuminating the energy source plane. The display is moved below the camera by the moving stage shown in Figure 2.
3. 기준 체커보드 격자 패턴을 식별한다.3. Identify the reference checkerboard grid pattern.
4. 이미지 공간에서 실제 좌표로의 맵 1을 생성시킨다. 이것에 의해 거리가 캘리브레이션되고, 렌즈 또는 불완전한 카메라 정렬로 인한 왜곡이 제거된다. 이 맵핑은 이 시점 이후의 모든 캘리브레이션 이미지에 적용되어야 한다.4. Create map 1 from image space to real coordinates. This calibrates the distance and eliminates distortions due to lens or imperfect camera alignment. This mapping should be applied to all calibration images after this point.
5. 디스플레이 표면 상에 배치된 고해상도 체커보드 차트를 제거한다.5. Remove the high-resolution checkerboard chart placed on the display surface.
6. 균일하게 조명하면서 광학 릴레이 모자이크의 단일 타일에 대한 화이트 이미지를 캡처한다.6. Capture a white image of a single tile of the optical relay mosaic while uniformly illuminating.
7. 이 화이트 이미지에서 에지 검출을 수행하여 광학 릴레이 타일의 경계를 결정한다.7. Perform edge detection on this white image to determine the boundaries of the optical relay tiles.
8. 이미지에서 광학 릴레이 타일의 회전을 계산하고, 역 회전을 적용함으로써 광학 릴레이 타일 경계가 이미지 경계와 함께 회전되지 않고 직선형인 광학 릴레이 타일 경계를 가지도록 한다.8. Calculate the rotation of the optical relay tiles in the image, and apply a reverse rotation to ensure that the optical relay tile boundaries are not rotated with the image boundaries, but rather have straight optical relay tile boundaries.
9. 에너지 소스 평면 상에 공지된 체커보드 패턴을 배치한다. 적어도 하나의 실시예에서, 체커보드 사각형은 각각 4 내지 12 픽셀 폭이다. 표면화된 디스플레이 상의 체커보드 패턴은, 존재하는 경우, 광학 릴레이를 통과한 이후에 광학 왜곡될 수 있다.9. Place a known checkerboard pattern on the energy source plane. In at least one embodiment, the checkerboard squares are each 4 to 12 pixels wide. The checkerboard pattern on the surfaced display, if present, may be optically distorted after passing through the optical relay.
10. 광학 릴레이 타일의 이미지를 캡처하고, 광학 릴레이를 통해 임의의 흠이나 강도 변화를 제거(정규화)하기 위해 화이트 이미지를 갖는 픽셀 단위로 그것을 분할한다.10. Capture the image of the optical relay tile and segment it pixel by pixel with a white image to remove (normalize) any blemishes or intensity variations through the optical relay.
11. 맵 1을 적용하여 이 이미지를 실제 좌표로 변환한다.11. Apply Map 1 to convert this image to real coordinates.
12. 체커보드 이미지의 격자 패턴, 및 광학 모자이크 타일의 경계를 식별한다.12. Identify the grid pattern of the checkerboard image, and the boundaries of the optical mosaic tiles.
13. 이 이미지에 맵1을 적용하여 디스플레이 표면에서 격자 패턴의 실제 좌표를 결정한다.13. Apply Map1 to this image to determine the actual coordinates of the grid pattern on the display surface.
14. 디스플레이 표면 실제 좌표로부터 조명 엔진 픽셀 좌표로의 맵핑 맵 2를 결정한다. 이러한 맵핑은 상부-좌측 모서리와 같은 디스플레이 표면 상의 알려진 위치에 대한 조명 소스 디스플레이를 위한 적어도 하나의 오프셋 픽셀 기준 위치를 사용할 수 있다.14. Determine the mapping map 2 from display surface real world coordinates to lighting engine pixel coordinates. This mapping may use at least one offset pixel reference location for the illumination source display relative to a known location on the display surface, such as the top-left corner.
15. 이제 맵 1 및 맵 2의 두 맵핑이 식별된다.15. Two mappings are now identified: Map 1 and Map 2.
16. 디스플레이 표면이 광학 릴레이 타일로 구성되는 경우, 각 타일은 균일한 화이트 이미지로 촬영해야 한다. 그런 다음 평균 조명을 결정할 수 있으며, 각 타일의 전체 조명을 조정하여 균일한 디스플레이 표면을 얻을 수 있다.16. If the display surface consists of optical relay tiles, each tile must be imaged as a uniform white image. The average illumination can then be determined, and the overall illumination of each tile can be adjusted to achieve a uniform display surface.
4D 캘리브레이션의 개요Overview of 4D Calibration
전술한 에너지 위치 캘리브레이션은 에너지 표면(706)에 대한 실제 좌표와 에너지 장치(702) 내의 에너지 위치들(704)에 대한 좌표 사이의 맵핑을 정의할 수 있다. 이러한 에너지 위치 캘리브레이션은 에너지 도파관 어레이(720) 없이 수행될 수 있다. 4D 캘리브레이션은 일단 도파관(720)이 설치되면 각 에너지 위치들(712)에 대한 에너지 전파 경로에 대해 각도 좌표를 정의할 수 있다. 4D 캘리브레이션 프로세스의 목적은 모든 에너지 위치(712)에 대한 4D 플렌옵틱 좌표 (x, y, u, v)를 정의하는 것이다.The energy location calibration described above may define a mapping between the actual coordinates for the energy surface 706 and the coordinates for the energy locations 704 within the energy device 702. This energy position calibration can be performed without the energy waveguide array 720. 4D calibration can define angular coordinates for the energy propagation path for each energy location 712 once the waveguide 720 is installed. The purpose of the 4D calibration process is to define 4D plenoptic coordinates (x, y, u, v) for every energy location 712.
도 13 및 도 14를 참조하면, 일 실시예에서, 에너지 도파관 요소(720a)는 에너지 도파관 요소(720a)의 제 1 측면으로부터 제 2 측면까지 연장되는 금지되지 않은 에너지 전파 경로들(1402, 1404)을 따라 에너지를 지향시키도록 작동 가능할 수 있다. 금지되지 않은 에너지 전파 경로들(1402 및 1404)은, 에너지 릴레이 요소(706)의 제 1 측면 상에서 복수의 에너지 위치들(1406, 1408)로 각각 연장될 수 있고, 제 1 측면 상의 각각의 에너지 위치들(1406, 1408)에 의존하여 에너지 도파관 요소(720a)에 대하여 제 2 측면 상에서 상이한 각도 방향들 (u1, v1), (u2, v2)을 따라 연장될 수 있다. 13 and 14, in one embodiment, energy waveguide element 720a has uninhibited energy propagation paths 1402, 1404 extending from a first side to a second side of energy waveguide element 720a. It may be operable to direct energy along . Uninhibited energy propagation paths 1402 and 1404 may extend to a plurality of energy locations 1406 and 1408, respectively, on a first side of energy relay element 706, each energy location on the first side Depending on the energy waveguide element 720a, fields 1406 and 1408 may extend along different angular directions (u 1 , v 1 ), (u 2 , v 2 ) on the second side.
일 실시예에서, 4D 캘리브레이션을 위한 프로세스(1300)는 도파관 어레이의 제 2측면 상의 금지되지 않은 에너지 전파 경로들(1402, 1404)을 따라 에너지의 에너지 속성들에 대한 데이터가 수신되는 단계(1302) 및 에너지 도파관 요소의 제 1측면 상의 복수의 에너지 위치(1406, 1408)에서의 에너지의 에너지 속성 데이터와 제 2측면 상의 금지되지 않은 에너지 전파 경로(1402 및 1404)를 따르는 에너지의 에너지 속성 데이터를 상관시켜서 도파관 요소(720a)에 대한 캘리브레이션된 4 차원(4D) 플렌옵틱 함수를 생성하는 단계(1304)를 포함할 수 있다. 캘리브레이션된 4D 플렌옵틱 함수는 복수의 에너지 위치(1406, 1408)와 에너지 전파 경로(1402, 1404)의 각각의 각도 방향 사이의 맵핑을 포함할 수 있다.In one embodiment, the process 1300 for 4D calibration includes the step of receiving 1302 data about energy properties of energy along uninhibited energy propagation paths 1402, 1404 on the second side of the waveguide array. and correlating energy property data of energy at a plurality of energy locations (1406, 1408) on the first side of the energy waveguide element with energy property data of energy along uninhibited energy propagation paths (1402 and 1404) on the second side. generating a calibrated four-dimensional (4D) plenoptic function for the waveguide element 720a (step 1304). The calibrated 4D plenoptic function may include a mapping between a plurality of energy locations 1406 and 1408 and respective angular directions of the energy propagation paths 1402 and 1404.
일 실시예에서, 도파관 어레이의 제 2 측면 상의 금지되지 않은 에너지 전파 경로들(1402, 1404)을 따른 에너지의 데이터 속성의 데이터는 도파관 어레이의 제 2 측면 상의 금지되지 않은 에너지 전파 경로들(1402, 1404)을 따라 에너지를 캡처하는 에너지 센서(902)에 의해 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 에너지 센서(902)는 미리 결정된 명령에 따라 에너지 센서(902)를 작동하도록 프로그래밍될 수 있는, 제어기(906)로부터의 에너지 센서(902)의 작동 파라미터를 수신하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 작동 파라미터는 제어기(906)로부터의 디지털 신호에서 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 작동 파라미터는 제어기(906)가 미리 결정된 명령에 따라 센서(902)를 포지셔닝하도록 프로그래밍되는 위치 명령을 포함할 수 있다. In one embodiment, the data of the data attribute of energy along the non-inhibited energy propagation paths 1402, 1404 on the second side of the waveguide array include the data of the data attribute of the energy along the non-inhibited energy propagation paths 1402, 1404 on the second side of the waveguide array. It may be generated by an energy sensor 902 that captures energy along 1404). In one embodiment, energy sensor 902 may be configured to receive operating parameters of energy sensor 902 from a controller 906, which may be programmed to operate energy sensor 902 according to predetermined commands. . In one embodiment, operating parameters may be provided in digital signals from controller 906. In one embodiment, the operating parameters may include position commands by which the controller 906 is programmed to position the sensor 902 according to predetermined commands.
일 실시에에서, 도파관 어레이의 제 2 측면 상의 금지되지 않은 에너지 전파 경로들(1402, 1404)을 따른 에너지의 에너지 속성의 데이터는 에너지 릴레이 요소(708)가 위치하는 이동 가능한 플랫폼(904)을 포지셔닝함으로써 생성될 수 있고, 에너지 릴레이 요소(708)가 미리 결정된 위치에 위치될 때 도파관 어레이의 제 2 측면 상의 금지되지 않은 에너지 경로들(1402, 1404)을 따른 에너지를 캡처하기 위해 에너지 센서(902)를 작동함으로써 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 이동 가능한 플랫폼(904) 및 센서(902)는 미리 결정된 명령에 따라 에너지 센서(902) 및 이동 가능한 플랫폼(904)을 작동시키도록 프로그래밍될 수 있는, 제어기(906)로부터의 디지털 신호들을 수신하도록 구성된다. 일 실시예에서, 디지털 신호들은 에너지 센서(902) 및 이동 가능한 플랫폼(904)에 대한 위치 명령들을 포함할 수 있으며, 제어기(906)는 미리 결정된 명령에 따라 에너지 센서(902) 및 이동 가능한 플랫폼(904)을 포지셔닝하도록 프로그래밍된다. In one embodiment, data of the energy properties of energy along the uninhibited energy propagation paths 1402, 1404 on the second side of the waveguide array are used to position the movable platform 904 on which the energy relay element 708 is located. an energy sensor 902 to capture energy along the uninhibited energy paths 1402, 1404 on the second side of the waveguide array when the energy relay element 708 is positioned at a predetermined position. It can be created by operating . In one embodiment, the movable platform 904 and sensors 902 receive digital signals from a controller 906 that can be programmed to operate the energy sensors 902 and movable platform 904 according to predetermined commands. It is configured to receive signals. In one embodiment, the digital signals may include position commands for the energy sensor 902 and the movable platform 904, and the controller 906 may control the energy sensor 902 and the movable platform 904 according to predetermined commands. 904) is programmed to position.
단계(1304)에서 상관되어 맵핑되는 에너지 속성은 위치, 색, 강도, 주파수, 진폭, 콘트라스트 및 해상도로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 에너지 속성을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 일 실시예에서, 캘리브레이션된 4D 플렌옵틱 함수는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 도파관 어레이 속성을 보상하기 위해 적용될 수 있다: 강도 변화, 색 변화, 감쇠 영역 및 공간 왜곡. 일 실시예에서는, 프로세스(1100 또는 1200)가 적어도 하나의 릴레이 속성을 보상하기 위해 수행될 수 있고, 적어도 하나의 도파관 어레이 속성을 보상하기 위해 프로세스(1300)가 뒤따라 이루어지며, 이에 의해 전체적으로 에너지 지향 시스템(700)을 보상할 수 있다. It should be understood that the energy properties correlated and mapped in step 1304 may include at least one energy property selected from the group consisting of position, color, intensity, frequency, amplitude, contrast, and resolution. In one embodiment, a calibrated 4D plenoptic function may be applied to compensate for at least one waveguide array property selected from the group consisting of: intensity variation, color variation, attenuation area, and spatial distortion. In one embodiment, process 1100 or 1200 may be performed to compensate for at least one relay property, followed by process 1300 to compensate for at least one waveguide array property, thereby providing overall energy direction. System 700 may be compensated.
일 실시예에서, 에너지 도파관 요소(720a)의 제 2 측면 상의 금지되지 않은 에너지 전파 경로들(1402, 1404)를 따른 에너지의 에너지 속성은 금지되지 않은 에너지 전파 경로들(1402, 1404)의 적어도 각도 좌표 (u1, v1), (u2, v2)를 포함하며, 에너지 도파관 요소(720a)의 1 측면 상의 복수의 에너지 위치들(1406, 1408)에서의 에너지의 에너지 속성은 복수의 에너지 위치들의 위치 좌표를 적어도 포함한다. 일 실시예에서, 복수의 에너지 위치들(1406, 1408)에 대한 위치 좌표는 프로세스들(1100 및 1200)과 관련하여 전술한 바와 같이 변환 함수를 사용하여 물리적 기준 공간에서 정의되거나 디지털 기준 공간에서 물리적 기준 공간으로 변환될 수 있다.In one embodiment, the energy nature of the energy along the uninhibited energy propagation paths 1402, 1404 on the second side of the energy waveguide element 720a is at least the angle of the uninhibited energy propagation paths 1402, 1404. The energy properties of the energy at the plurality of energy positions 1406, 1408 on one side of the energy waveguide element 720a include the coordinates (u 1 , v 1 ), (u 2 , v 2 ), and the energy attribute of the energy is the plurality of energies. Contains at least the location coordinates of the locations. In one embodiment, the position coordinates for the plurality of energy locations 1406, 1408 are defined in physical reference space using a transformation function as described above with respect to processes 1100 and 1200, or are defined in physical reference space in digital reference space. It can be converted to reference space.
일 실시예에서, 1100의 에너지 위치 맵핑 프로세스가 프로세스(1300) 이전에 수행됨으로써, 복수의 에너지 위치들(1406, 1408)에 대한 위치 좌표가 물리적 기준 공간에서 각각 금지되지 않은 에너지 전파 경로들(1402, 1404)의 각도 좌표 (u1, v1), (u2, v2)를 결정하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 물리적 기준 공간에서의 금지되지 않은 에너지 전파 경로들(1402, 1404)의 각도 좌표 (u1, v1), (u2, v2)는 에너지 도파관 요소(720a)의 공지된 기준 위치, 센서(902)와 도파관 요소(720a) 사이의 공지된 거리(1410) 및 기준 에너지 위치(712a)의 공지된 위치를 사용하여 결정될 수 있으며, 이들은 모두 동일한 물리적 기준 공간에 정의된다. 예를 들어, 에너지 전파 축(1412)이 도파관 요소(720a)에 정의되어 기준 위치로서 사용될 수 있다. 센서(902)와 도파관 요소(720a) 사이의 거리(1410)는 당업계에 공지된 다수의 측정 방법들에 따라 결정될 수 있다. 물리적 공간에서 이러한 공지된 기준 파라미터가 주어지면, 금지되지 않은 에너지 전파 경로들(1402, 1404)의 각도 좌표 (u1, v1), (u2, v2)는 물리적 기준 공간에서 공지된 기준 파라미터들로 센서(902)에 의해 데이터 포인트들의 삼각 측량을 사용하여 결정될 수 있다.In one embodiment, the energy location mapping process of 1100 is performed prior to process 1300 such that the location coordinates for the plurality of energy locations 1406, 1408 are aligned with each of the uninhibited energy propagation paths 1402 in physical reference space. , 1404) can be used to determine the angular coordinates (u 1 , v 1 ), (u 2 , v 2 ). In one embodiment, the angular coordinates (u 1 , v 1 ), (u 2 , v 2 ) of the uninhibited energy propagation paths 1402 and 1404 in physical reference space are the known coordinates of the energy waveguide element 720a. It can be determined using the reference position, the known distance 1410 between the sensor 902 and the waveguide element 720a, and the known location of the reference energy location 712a, all of which are defined in the same physical reference space. For example, an energy propagation axis 1412 can be defined in waveguide element 720a and used as a reference position. The distance 1410 between sensor 902 and waveguide element 720a can be determined according to a number of measurement methods known in the art. Given these known reference parameters in physical space, the angular coordinates (u 1 , v 1 ), (u 2 , v 2 ) of the uninhibited energy propagation paths 1402, 1404 are determined by the known reference parameters in physical reference space. The parameters may be determined using triangulation of data points by sensor 902.
예시적인 구현예 2Illustrative Implementation 2
본 개시의 원리를 설명하기 위해, 맵핑(1300)의 실시예들을 구현하는 예가 디스플레이 표면 및 디스플레이 표면과 도파관 어레이 예를 들어 4D 프레놉틱 함수에 따라 관측할 디스플레이 표면으로부터 광을 지향시키는 마이크로 렌즈에 이미지를 제공할 수 있는 조명 소스의 픽셀들을 갖는 디스플레이 시스템과 관련하여 이하에 제공된다. 본 개시의 원리들에 따른 다른 구현예들은 음향, 적외선, 자외선, 마이크로파, x-선, 전자기, 광학-기계 또는 촉각 에너지 시스템과 같은 다른 타입의 에너지 시스템들에 대해 수행될 수도 있음을 이해해야 한다.To illustrate the principles of the present disclosure, an example implementing embodiments of mapping 1300 may be used to image a display surface and a waveguide array, e.g., to a microlens that directs light from the display surface for viewing according to a 4D preoptic function. Provided below is a display system having pixels of an illumination source capable of providing . It should be understood that other implementations according to the principles of the present disclosure may be performed with other types of energy systems, such as acoustic, infrared, ultraviolet, microwave, x-ray, electromagnetic, opto-mechanical, or tactile energy systems.
1. 알려진 수직 기준 레이저 빔과 디스플레이 코너 사이의 거리를 측정한다.1. Measure the distance between the known vertical reference laser beam and the corner of the display.
2. 측정할 렌즈 위치들을 결정한다. 이것은 디스플레이 표면에 걸친 정규 샘플링일 수 있다.2. Determine the lens positions to be measured. This may be regular sampling across the display surface.
3. 알려진 렌즈 위치 지오메트리를 사용하여 이동 스테이지에 지시함으로써 카메라가 각 렌즈 중심 바로 위에 있게 되도록 디스플레이를 이동시킨다.3. Move the display so that the camera is directly over the center of each lens by instructing the moving stage using the known lens position geometry.
4. 렌즈 아래의 각 픽셀을 조명한다. 각각에 대해, 카메라 센서의 빔 위치를 측정한다.4. Illuminate each pixel under the lens. For each, measure the beam position of the camera sensor.
5. 이 빔 위치와 렌즈 위의 센서의 알려진 높이를 사용하여 x-z 평면 () 및 y-z 평면 ()에서 수직 z 축과 빔이 이루는 각을 결정한다. 이 각도들은 정규화된 (u, v) 좌표로 변환될 수 있다.5. Using this beam position and the known height of the sensor above the lens, determine the angle the beam makes with the vertical z axis in the x-z plane () and y-z plane (). These angles can be converted to normalized (u, v) coordinates.
6. 렌즈 아래의 다수의 픽셀들에 대해 이것을 반복한다.6. Repeat this for multiple pixels under the lens.
7. 디스플레이 표면에 걸쳐 디스크들을 정규 샘플링하기 위해 이 절차를 반복한다.7. Repeat this procedure to regularly sample the disks across the display surface.
8. 디스크 중심에서 픽셀 오프셋의 함수로서 (u, v) 좌표를 찾고, 이 파라미터의 변형을 전체 디스플레이 표면의 폭과 높이를 따라 각 축에서의 다항식에 맞춘다.8. Find the (u, v) coordinates as a function of the pixel offset from the disk center, and fit a transformation of these parameters to a polynomial in each axis along the width and height of the entire display surface.
본원에 개시된 원리들에 따라 다양한 실시예들이 위에서 설명되었지만, 이들은 단지 예로서 제시되었고 제한적인 것이 아니라는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명(들)의 폭 및 범위는 전술한 예시적인 실시예들 중 임의의 것에 의해 제한되어서는 안되며, 오직 본 개시로부터 공표된 청구항들 및 그 등가물들에 따라 정의되어야 한다. 또한, 전술한 장점들 및 특징들은 설명된 실시예들에서 제공되지만, 이러한 공표된 청구항들의 적용을 상기의 장점들의 일부 또는 전부를 달성하는 공정들 및 구조들로 제한해서는 안된다.While various embodiments have been described above in accordance with the principles disclosed herein, it should be understood that they are presented by way of example only and not by way of limitation. Accordingly, the breadth and scope of the present invention(s) should not be limited by any of the foregoing exemplary embodiments, but should be defined only in accordance with the claims and their equivalents issued from this disclosure. Additionally, while the foregoing advantages and features are provided in the described embodiments, the application of these published claims should not be limited to processes and structures that achieve any or all of the above advantages.
본 개시의 주요 특징은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 실시예에서 채용될 수 있음은 이해될 것이다. 당업자는 일상적인 실험만을 사용하여 본원에 기재된 특정 절차들에 대한 다수의 등가물들을 인식하거나 또는 확인할 수 있을 것이다. 이러한 등가물들은 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 간주되고 청구항들에 의해 커버된다.It will be understood that the key features of the present disclosure may be employed in various embodiments without departing from the scope of the invention. Those skilled in the art will recognize, or be able to ascertain using no more than routine experimentation, many equivalents to the specific procedures described herein. Such equivalents are considered to be within the scope of this disclosure and are covered by the claims.
또한, 본원에서 섹션 표제들은 37 CFR 1.77에 따른 제안사항과의 일관성을 위해, 또는 그렇지 않으면 구조적 단서를 제공하기 위해 제공된다. 이 표제들은 이 개시로부터 공표할 수 있는 임의의 청구항들에 기술된 발명(들)을 제한하거나 특성을 부여하지 않는 것이다. 구체적으로, 예로서, 표제들이 "발명의 분야"를 지칭하고는 있지만, 그러한 주장들은 이 표제 하에서의 언어에 의해 제한되어서는 안되며, 소위 기술 분야를 설명하는 것이다. 또한, "발명의 배경" 섹션에서의 기술의 설명은 기술이 본 개시에서 임의의 발명(들)에 대한 선행 기술이라는 것을 인정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 또한 "개요"는 공표된 청구항들에 명시된 발명(들)의 특성으로 간주되어서는 안된다. 게다가, 본 개시에서의 "발명"에 대한 임의의 참조는 이 개시에서 오직 단일한 지점의 신규성만이 존재함을 논증하는 데 사용되어서는 안된다. 다수의 발명들은 본 개시로부터 공표된 다수의 청구항들의 한계들에 따라 명시될 수 있으며, 따라서 그러한 청구항들은 그에 의해 보호되는 발명(들) 및 그 등가물들을 정의한다. 모든 경우에, 그러한 청구항들의 범위는 본 개시에 비추어 그 자체의 장점들에 대해 고려되어야 하지만 본원에 명시된 표제들에 의해 제약되어서는 안된다.Additionally, section headings herein are provided for consistency with the suggestions under 37 CFR 1.77 or otherwise to provide structural clues. These headings are not intended to limit or characterize the invention(s) described in any claims that may emerge from this disclosure. Specifically, by way of example, although the headings refer to "fields of invention," such claims should not be limited by the language under this heading, but rather describe so-called technical fields. Additionally, the description of the technology in the “Background of the Invention” section should not be construed as an admission that the technology is prior art to any invention(s) in this disclosure. Additionally, the “Summary” should not be considered a characterization of the invention(s) specified in the published claims. Moreover, any reference to “invention” in this disclosure should not be used to argue that only a single point of novelty exists in this disclosure. Numerous inventions may be specified within the scope of the multiple claims issued from this disclosure, such claims thereby defining the invention(s) protected thereby and equivalents thereof. In all cases, the scope of such claims should be considered on their own merits in light of this disclosure but should not be limited by the headings specified herein.
하나 또는 "하나의"라는 용어의 사용은, 청구항들 및/또는 명세서에서 용어 "포함하는"과 함께 사용되는 경우, "하나"를 의미할 수도 있지만, "하나 이상", "적어도 하나", 그리고 "하나 또는 하나 초과"의 의미와 일치한다. 본 개시는 단지 대안들 그리고 "및/또는"만을 지칭하는 정의를 지지하기는 하지만, 청구항들에서 "또는"이라는 용어의 사용은 명시적으로 대안들만을 지칭하는 것으로 나타내거나 대안들이 상호 배타적인 경우를 제외하고는 "및/또는"을 의미하는 것으로 사용된다. 본 출원의 전반에서, 용어 "약"은 값이 장치에 대한 오차의 고유한 변화를 포함하는 것을 나타내는 데 사용되며, 방법은 값, 또는 연구 주제들 사이에 존재하는 변동을 결정하기 위해 채용된다. 일반적으로, 전술한 논의에 종속되지만, "약"과 같은 근사의 단어에 의해 수정된 본원에서의 수치는 언급된 값으로부터 적어도 ±1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 12 또는 15%만큼 변경될 수 있다.The use of the term one or "an", when used in conjunction with the term "comprising" in the claims and/or specification, may mean "one", but also "one or more", "at least one", and It is consistent with the meaning of “one or more than one.” Although the present disclosure supports definitions that refer only to the alternatives and "and/or," the use of the term "or" in the claims explicitly indicates that it refers only to the alternatives or when the alternatives are mutually exclusive. Except, it is used to mean “and/or”. Throughout this application, the term "about" is used to indicate that a value includes the inherent variation in error for the device and method employed to determine the value, or the variation that exists between study subjects. In general, and subject to the foregoing discussion, numerical values herein as modified by words of approximation such as “about” are at least ±1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 12 from the stated value. Or it can change by 15%.
본 명세서 및 청구항(들)에서 사용된 바와 같이, "포함하는"(및 임의의 형태의 포함하는, 이를테면 "포함한다" 및 "포함하고"), "갖는"(및 임의의 형태의 갖는, 이를테면 "갖다" "가진다"), "포함시키는"(및 임의의 형태의 포함시키는, 이를테면 "포함시킨다" 및 "포함시키고"), 또는 "함유하는"(및 임의의 형태의 함유하는, 이를테면 "함유한다" 및 "함유하고")은 포괄적이거나 확장 가능(open-ended)하며, 부가적인 언급되지 않은 요소들이나 방법 단계들을 배제하지 않는다.As used in the specification and claim(s), “comprising” (and any form of including, such as “comprises” and “comprises”), “having” (and any form of having, such as “to have,” “to have,” “to include,” (and any form of containing, such as “including” and “including”), or “containing” (and any form of containing, such as “containing”) “Does” and “contains”) are inclusive or open-ended and do not exclude additional unstated elements or method steps.
"그 시간에", "등가의", "도중에", "완료된" 등과 같은 비교, 측정 및 타이밍의 단어들은 "실질적으로 그 시간에", "실질적으로 등가의", "실질적으로 도중에", "실질적으로 완료된" 등을 의미하며, 여기서, "실질적으로"는 이러한 비교, 측정 및 타이밍이 묵시적으로 또는 명시적으로 언급된 원하는 결과를 달성하기 위해 실행 가능하다는 것을 의미한다. 근처의, "근접한" 및 "인접한"과 같은 요소들의 상대적 위치와 관련된 단어들은 각각의 시스템 요소 상호 작용에 물리적인 영향을 미치기에 충분히 가깝다는 것을 의미하는 것이다. 근사의 다른 단어들은, 유사하게는, 그렇게 수정될 때 반드시 절대적이거나 완전하지는 않지만, 당업자에게 충분히 가깝다고 생각되는 것으로 이해되는 조건을 지칭하여, 그 조건을 존재하는 것으로 간주하는 것을 보증한다. 설명이 변경될 수 있는 정도는 변경이 얼마나 크게 도입될 수 있는지에 달려 있으며, 여전히 당업자는 수정되지 않은 특징의 원하는 특성들 및 능력들을 여전히 가지면서 수정된 특징을 인식한다.Words of comparison, measurement, and timing, such as “at the time,” “equivalent,” “during,” “done,” etc., are used to refer to “substantially at the time,” “substantially equivalent,” “substantially en route,” “ “substantially completed,” etc., where “substantially” means that such comparisons, measurements, and timing are practicable to achieve the desired results, implicitly or explicitly stated. Words relating to the relative position of elements, such as nearby, "nearby" and "adjacent", mean close enough to have a physical effect on the interaction of each system element. Other words for approximation similarly refer to conditions that are not necessarily absolute or complete when so modified, but are understood to be sufficiently close to those of ordinary skill in the art to warrant considering those conditions as existing. The extent to which the description can be changed will depend on how large the change can be introduced, yet those skilled in the art will recognize the modified feature while still retaining the desired characteristics and capabilities of the unmodified feature.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "또는 그의 조합"은 용어 앞에 기재된 나열된 항목들의 모든 순열 및 조합을 지칭한다. 예를 들어, A, B, C 또는 이들의 조합은 A, B, C, AB, AC, BC 또는 ABC 중 적어도 하나를 포함하도록 의도되며, 특정 문맥에서 순서가 중요하다면 BA, CA, CB, CBA, BCA, ACB, BAC 또는 CAB를 포함하도록 의도된다. 이 예를 계속하면 BB, AAA, AB, BBC, AAABCCCC, CBBAAA, CABABB 등과 같이 하나 이상의 항목 또는 용어를 반복하여 포함하는 조합이 명시적으로 포함된다. 당업자는 통상적으로 문맥으로부터 명백하지 않는 한 임의의 조합으로 항목들 또는 용어들의 수에 제한이 없다는 것을 이해할 것이다.As used herein, the term “or combination thereof” refers to all permutations and combinations of the listed items preceding the term. For example, A, B, C, or any combination thereof, is intended to include at least one of A, B, C, AB, AC, BC, or ABC, or, if the order is important in a particular context, BA, CA, CB, CBA , is intended to include BCA, ACB, BAC or CAB. Continuing with this example, combinations containing repeated occurrences of one or more items or terms are explicitly included, such as BB, AAA, AB, BBC, AAABCCCC, CBBAAA, CABABB, etc. One of ordinary skill in the art will understand that there is no limitation on the number of items or terms in any combination unless otherwise obvious from the context.
본원에 개시되고 청구된 모든 구성들 및/또는 방법들은 본 개시에 비추어 과도한 실험없이 제조되고 실행될 수 있다. 본 개시의 구성들 및 방법들은 바람직한 실시예들의 관점에서 기재되었지만, 본 개시의 개념, 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한, 변형예들이 구성들 및/또는 방법들에 그리고 본원에 기재된 방법의 단계들에서 또는 단계들의 시퀀스에서 적용될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 당업자에게 명백한 이러한 모든 유사한 대체예들 및 변형예들은 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 개시의 사상, 범위 및 개념 내에 있는 것으로 간주된다.All structures and/or methods disclosed and claimed herein can be made and practiced without undue experimentation in light of the present disclosure. Although the configurations and methods of the present disclosure have been described in terms of preferred embodiments, modifications may be made to the configurations and/or methods and steps of the methods described herein without departing from the concept, spirit, and scope of the disclosure. Alternatively, it will be clear to a person skilled in the art that it can be applied in a sequence of steps. All such similar alternatives and modifications apparent to those skilled in the art are deemed to be within the spirit, scope and concept of the disclosure as defined by the appended claims.
Claims (36)
상기 에너지 릴레이 요소는 상기 에너지 릴레이 요소를 통해 전파되는 에너지가 종방향으로 더 높은 전송 효율을 가지도록 구성되고,
상기 방법은,
에너지 릴레이 요소의 제1 표면에서의 제1 복수의 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 수신하는 단계로서, 상기 제1 복수의 에너지 위치에서의 에너지는 상기 종방향을 따라 상기 에너지 릴레이 요소를 통해 제2 복수의 에너지 위치로부터 릴레이되는, 상기 수신하는 단계; 및
상기 제2 복수의 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 사전결정된 데이터 및 상기 제1 복수의 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 상관시켜 캘리브레이션된 릴레이 함수를 생성하는 단계를 포함하되,
상기 캘리브레이션된 릴레이 함수는 상기 제1 복수의 에너지 위치에서의 상기 에너지 속성들의, 상기 제2 복수의 에너지 위치에서의 상기 에너지 속성들에의 맵핑(mapping)을 포함하는 방법.A calibration method for an energy relay element, comprising:
The energy relay element is configured so that energy propagating through the energy relay element has higher transmission efficiency in the longitudinal direction,
The above method is,
Receiving data of energy properties of energy at a first plurality of energy locations on a first surface of an energy relay element, wherein the energy at the first plurality of energy locations is directed to the energy relay element along the longitudinal direction. the receiving step, wherein the energy is relayed from a second plurality of locations; and
Correlating predetermined data of energy properties of energy in the second plurality of energy locations with data of energy properties of energy in the first plurality of energy locations to generate a calibrated relay function,
The method of claim 1, wherein the calibrated relay function includes a mapping of the energy properties at the first plurality of energy locations to the energy properties at the second plurality of energy locations.
상기 제1 복수의 에너지 위치에서의 에너지 속성들은 물리적 기준 공간에서 규정된 적어도 하나의 위치 좌표를 포함하고, 상기 제2 복수 에너지 위치에서의 에너지 속성들은 적어도 제1 디지털 기준 공간에서 규정된 위치 좌표를 포함하는 방법.According to paragraph 1,
The energy properties at the first plurality of energy locations include at least one position coordinate defined in a physical reference space, and the energy properties at the second plurality of energy locations include at least a position coordinate defined in a first digital reference space. How to include it.
상기 물리적 기준 공간에서 규정된 위치 좌표는 제2 디지털 기준 공간으로부터 변환되는 방법.According to paragraph 2,
A method in which position coordinates defined in the physical reference space are converted from a second digital reference space.
상기 방법은,
상기 에너지 릴레이 요소의 상기 제1 표면에서의 상기 제1 복수의 에너지 위치에서 캡처된 기준 에너지의 캡처된 기준 에너지 속성들의 데이터를 수신하는 단계로서, 상기 기준 에너지는 물리적 기준 공간에서 규정된 사전결정된 기준 에너지 속성들을 가지는, 상기 수신하는 단계;
상기 사전결정된 기준 에너지 속성들을 상기 캡처된 기준 에너지 속성들과 상관시켜서 변환 함수를 생성하는 단계; 및
디지털 기준 시스템에 규정된 에너지의 에너지 속성들을 상기 물리적 기준 공간에서의 에너지의 에너지 속성들에 맵핑하기 위해 상기 제1 복수의 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들에 상기 변환 함수를 적용하는 단계를 더 포함하되,
상기 캘리브레이션된 릴레이 함수의 맵핑은 상기 제1 복수의 에너지 위치에서의 에너지 속성들을 상기 제2 복수의 에너지에서의 에너지 속성들에 맵핑하고,
상기 제1 복수의 에너지 위치에서의 에너지 속성들은 상기 물리적인 기준 공간에서 규정되고, 상기 제2 복수의 에너지에서의 에너지 속성들은 상기 디지털 기준 공간에서 규정되는 방법.According to paragraph 1,
The above method is,
Receiving data of captured reference energy properties of a reference energy captured at the first plurality of energy locations on the first surface of the energy relay element, wherein the reference energy is a predetermined reference defined in physical reference space. the receiving step having energy properties;
Correlating the predetermined reference energy properties with the captured reference energy properties to generate a transformation function; and
further comprising applying the transformation function to energy properties of the energy at the first plurality of energy locations to map energy properties of the energy defined in a digital reference system to energy properties of the energy in the physical reference space. Including,
the mapping of the calibrated relay function maps energy properties at the first plurality of energy locations to energy properties at the second plurality of energies,
The method of claim 1 , wherein energy properties at the first plurality of energy locations are defined in the physical reference space and energy properties at the second plurality of energies are defined in the digital reference space.
상기 사전결정된 기준 에너지 속성들은 위치, 색, 강도, 주파수, 진폭, 콘트라스트 및 해상도로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 에너지 속성들을 포함하는 방법.According to paragraph 4,
The method of claim 1, wherein the predetermined reference energy properties include at least one energy property selected from the group consisting of position, color, intensity, frequency, amplitude, contrast and resolution.
상기 기준 에너지는 기준 공간 패턴을 형성하고, 상기 제1 표면에서의 상기 제1 복수의 에너지 위치에서 캡처된 기준 에너지는 캡처된 패턴을 형성하는 방법.According to paragraph 4,
The method of claim 1, wherein the reference energy forms a reference spatial pattern, and the reference energy captured at the first plurality of energy locations on the first surface forms a captured pattern.
상기 기준 공간 패턴의 위치 속성들은 상기 물리적 기준 공간에서 알려져 있는 방법.According to clause 5,
Wherein the positional properties of the reference space pattern are known in the physical reference space.
상기 제1 복수의 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 데이터는 상기 제1 복수의 에너지 위치로부터의 에너지를 캡처하는 에너지 센서에 의해 생성되는 방법.According to paragraph 1,
A method wherein data of energy properties of energy at the first plurality of energy locations is generated by an energy sensor that captures energy from the first plurality of energy locations.
상기 에너지 센서는 카메라, 라인 스캐닝 장치, 공간 어레이에 배치된 복수의 압력 센서, 또는 공간 어레이에 배치된 복수의 음향 센서를 포함하는 방법.According to clause 8,
The method of claim 1, wherein the energy sensor includes a camera, a line scanning device, a plurality of pressure sensors disposed in a spatial array, or a plurality of acoustic sensors disposed in a spatial array.
상기 센서는 제어기로부터 상기 에너지 센서의 동작 파라미터를 수신하도록 구성되고, 상기 제어기는 사전결정된 명령어(instruction)에 따라 상기 에너지 센서를 동작시키도록 프로그래밍되는 방법.According to clause 8,
The method of claim 1, wherein the sensor is configured to receive operating parameters of the energy sensor from a controller, and the controller is programmed to operate the energy sensor according to predetermined instructions.
상기 동작 파라미터는 상기 제어기로부터의 디지털 신호로 제공되는 방법.According to clause 10,
The method of claim 1, wherein the operating parameters are provided as digital signals from the controller.
상기 동작 파라미터는 위치 명령어를 포함하고, 상기 제어기는 상기 사전결정된 명령어에 따라 상기 센서를 포지셔닝시키도록 프로그래밍되는 방법.According to clause 11,
The method of claim 1, wherein the operating parameters include position instructions, and the controller is programmed to position the sensor according to the predetermined instructions.
상기 제1 복수의 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 데이터는 상기 에너지 릴레이 요소가 위치하는 이동 가능한 플랫폼을 포지셔닝시킴으로써, 그리고, 에너지 릴레이 요소가 사전결정된 위치에 포지셔닝될 때 상기 제1 복수의 에너지 위치로부터 에너지를 캡처하도록 상기 에너지 센서를 동작시킴으로써, 생성되는 방법.According to clause 8,
Data of energy properties of energy at the first plurality of energy locations are obtained by positioning a movable platform on which the energy relay element is positioned, and when the energy relay element is positioned at a predetermined location. A method created by operating the energy sensor to capture energy from.
상기 이동 가능한 플랫폼 및 상기 에너지 센서는 제어기로부터 디지털 신호들을 수신하도록 구성되며, 상기 제어기는 상기 사전결정된 명령어에 따라 상기 에너지 센서 및 상기 이동 가능한 플랫폼을 동작시키도록 프로그래밍된 방법.According to clause 13,
The method of claim 1 , wherein the movable platform and the energy sensor are configured to receive digital signals from a controller, wherein the controller is programmed to operate the energy sensor and the movable platform according to the predetermined instructions.
상기 디지털 신호는 상기 에너지 센서 및 상기 이동 가능한 플랫폼에 대한 위치 명령어를 포함하고, 상기 제어기는 상기 사전결정된 명령어에 따라 상기 에너지 센서 및 상기 이동 가능한 플랫폼을 포지셔닝시키도록 프로그래밍되는 방법.According to clause 14,
The method of claim 1, wherein the digital signal includes positioning instructions for the energy sensor and the movable platform, and the controller is programmed to position the energy sensor and the movable platform according to the predetermined instructions.
상기 제1 복수의 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들은 위치, 색, 강도, 주파수, 진폭, 콘트라스트 및 해상도로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 에너지 속성들을 포함하는 방법.According to paragraph 1,
The method of claim 1 , wherein the energy properties of the energy at the first plurality of energy locations include at least one energy property selected from the group consisting of location, color, intensity, frequency, amplitude, contrast, and resolution.
상기 제2 복수의 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들은 위치, 색, 강도, 주파수, 진폭, 콘트라스트 및 해상도로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 에너지 속성들을 포함하는 방법.According to paragraph 1,
The method of claim 1 , wherein the energy properties of the energy at the second plurality of energy locations include at least one energy property selected from the group consisting of location, color, intensity, frequency, amplitude, contrast, and resolution.
상기 캘리브레이션 맵핑은 강도 변화, 색 변화, 감쇠 영역 및 공간 왜곡으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 릴레이 속성들을 보상하도록 적용되는 방법.According to paragraph 1,
The calibration mapping is applied to compensate for at least one relay property selected from the group consisting of intensity change, color change, attenuation area, and spatial distortion.
상기 에너지 도파관 어레이는 상기 에너지 도파관 어레이의 제1 면으로부터 제2 면까지 연장되는 금지되지 않은(uninhibited) 에너지 전파 경로들을 따라 에너지를 향하게 하도록 동작 가능하고, 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들은 상기 제1 면 상에서 복수의 에너지 위치들로 연장되고, 상기 제1 면 상의 각각의 에너지 위치에 따라 상기 에너지 도파관 어레이에 대해 상이한 각도 방향을 따라, 상기 제2 면 상에서 연장되며,
상기 방법은,
상기 도파관 어레이의 상기 제2 면 상에서 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따라 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 수신하는 단계; 및
상기 복수의 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 데이터와, 상기 도파관 어레이의 상기 제2 면 상에서 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따르는 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 상관시켜서, 상기 에너지 도파관 어레이에 대한 캘리브레이션된 4 차원(4D) 플렌옵틱 함수(plenoptic function)를 생성하는 단계를 포함하되;
상기 캘리브레이션된 4D 플렌옵틱 함수는, 상기 복수의 에너지 위치들과 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들의 각각의 각도 방향들 간의 맵핑을 포함하는 방법.A calibration method for an energy waveguide array, comprising:
The energy waveguide array is operable to direct energy along uninhibited energy propagation paths extending from a first side to a second side of the energy waveguide array, wherein the uninhibited energy propagation paths extend from the first side to the second side of the energy waveguide array. extending to a plurality of energy positions on a plane, and extending on the second side along a different angular direction relative to the energy waveguide array depending on each energy position on the first side;
The above method is,
receiving data of energy properties of energy along the uninhibited energy propagation paths on the second side of the waveguide array; and
Calibrating the energy waveguide array by correlating data of energy properties of energy at the plurality of energy locations with data of energy properties of energy along the uninhibited energy propagation paths on the second side of the waveguide array. Including generating a four-dimensional (4D) plenoptic function;
The method of claim 1 , wherein the calibrated 4D plenoptic function includes a mapping between the plurality of energy locations and respective angular directions of the uninhibited energy propagation paths.
상기 도파관 어레이의 상기 제2 면 상에서 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따르는 에너지의 에너지 속성들의 데이터는 에너지 센서가, 상기 도파관 어레이의 상기 제2 면 상에서 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따르는 에너지를 캡처함으로써 생성되는 방법.According to clause 19,
Data on energy properties of energy along the uninhibited energy propagation paths on the second side of the waveguide array may be configured to allow an energy sensor to capture energy along the uninhibited energy propagation paths on the second side of the waveguide array. How it is created by doing.
상기 에너지 센서는 카메라, 라인 스캐닝 장치, 공간 어레이에 배치된 복수의 압력 센서, 또는 공간 어레이에 배치된 복수의 음향 센서를 포함하는 방법.According to clause 20,
The method of claim 1, wherein the energy sensor includes a camera, a line scanning device, a plurality of pressure sensors disposed in a spatial array, or a plurality of acoustic sensors disposed in a spatial array.
상기 에너지 센서는 제어기로부터 상기 에너지 센서의 동작 파라미터를 수신하도록 구성되며, 상기 제어기는 사전결정된 명령어에 따라 상기 에너지 센서를 동작시키도록 프로그래밍된 방법.According to clause 20,
The energy sensor is configured to receive operating parameters of the energy sensor from a controller, and the controller is programmed to operate the energy sensor according to a predetermined command.
상기 동작 파라미터는 상기 제어기로부터 디지털 신호로 제공되는 방법.According to clause 22,
A method wherein the operating parameters are provided as digital signals from the controller.
상기 동작 파라미터는 위치 명령어를 포함하고, 상기 제어기는 상기 사전결정된 명령어에 따라 상기 센서를 포지셔닝시키도록 프로그래밍되는 방법.According to clause 23,
The method of claim 1, wherein the operating parameters include position instructions, and the controller is programmed to position the sensor according to the predetermined instructions.
상기 도파관 어레이의 상기 제2 면 상에서 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따르는 에너지의 에너지 속성들의 데이터는, 상기 에너지 릴레이 요소가 위치하는 이동 가능한 플랫폼을 포지셔닝시킴으로써, 그리고, 상기 에너지 도파관 어레이가 사전결정된 위치에 포지셔닝될 때 에너지 센서가 상기 도파관 어레이의 제2 면 상에서 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따르는 에너지를 캡처하도록 상기 에너지 센서를 동작시킴으로써 생성되는 방법.According to clause 20,
Data of energy properties of energy along the uninhibited energy propagation paths on the second side of the waveguide array are obtained by positioning a movable platform on which the energy relay element is located, and when the energy waveguide array is positioned at a predetermined position. .
상기 이동 가능한 플랫폼 및 상기 에너지 센서는 제어기로부터 디지털 신호를 수신하도록 구성되며, 상기 제어기는 사전결정된 명령어에 따라 상기 에너지 센서 및 상기 이동 가능한 플랫폼을 동작시키도록 프로그래밍되는 방법.According to clause 25,
The method of claim 1 , wherein the movable platform and the energy sensor are configured to receive a digital signal from a controller, and the controller is programmed to operate the energy sensor and the movable platform according to predetermined instructions.
상기 디지털 신호는 상기 에너지 센서 및 상기 이동 가능한 플랫폼에 대한 위치 명령어를 포함하고, 상기 제어기는 상기 사전결정된 명령어에 따라 상기 에너지 센서 및 상기 이동 가능한 플랫폼을 포지셔닝시키도록 프로그래밍되는 방법.According to clause 26,
The method of claim 1, wherein the digital signal includes positioning instructions for the energy sensor and the movable platform, and the controller is programmed to position the energy sensor and the movable platform according to the predetermined instructions.
상기 에너지 도파관 어레이의 상기 제2 면 상에서 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따르는 에너지의 에너지 속성들은 적어도, 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들의 각도 좌표를 포함하고,
상기 에너지 도파관 어레이의 상기 제1 면 상의 상기 복수의 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들은 적어도 상기 복수의 에너지 위치의 위치 좌표를 포함하는 방법.According to clause 19,
Energy properties of energy along the uninhibited energy propagation paths on the second side of the energy waveguide array include at least an angular coordinate of the uninhibited energy propagation paths,
The method of claim 1 , wherein energy properties of energy at the plurality of energy locations on the first side of the energy waveguide array include at least position coordinates of the plurality of energy locations.
상기 위치 좌표는 물리적 기준 공간에 규정되는 방법.According to clause 20,
A method in which the location coordinates are defined in a physical reference space.
상기 위치 좌표는 변환 함수를 이용하여 디지털 기준 공간으로부터 물리적인 기준 공간으로 변환되는 방법.According to clause 29,
A method in which the position coordinates are converted from a digital reference space to a physical reference space using a conversion function.
상기 각도 좌표는 물리적 기준 공간에서 규정되는 방법.According to clause 20,
A method in which the angular coordinates are defined in physical reference space.
상기 도파관 어레이의 상기 제2 면 상에서 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따르는 에너지의 에너지 속성들의 데이터는, 에너지 센서가, 상기 도파관 어레이의 상기 제2 면 상에서 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따르는 에너지를 캡처함으로써 생성되며,
상기 물리적 기준 공간에서 규정된 각도 좌표는, 상기 에너지 도파관 어레이의 알려져 있는 기준 위치, 상기 에너지 센서와 도파관 어레이 간의 알려져 있는 거리, 및 상기 기준 에너지 위치의 알려져 있는 위치를 사용하여 결정되며,
상기 에너지 도파관 어레이의 알려져 있는 기준 위치, 상기 에너지 센서와 도파관 어레이 간의 알려져 있는 거리, 및 상기 기준 에너지 위치의 알려져 있는 위치는 모두가 동일한 물리적 기준 공간에서 규정된 방법.According to clause 31,
Data on energy properties of energy along the uninhibited energy propagation paths on the second side of the waveguide array may be configured to allow an energy sensor to detect energy along the uninhibited energy propagation paths on the second side of the waveguide array. Created by capturing,
The angular coordinates defined in the physical reference space are determined using a known reference position of the energy waveguide array, a known distance between the energy sensor and the waveguide array, and a known position of the reference energy position,
A method wherein the known reference location of the energy waveguide array, the known distance between the energy sensor and the waveguide array, and the known location of the reference energy location are all defined in the same physical reference space.
상기 복수의 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들은 위치, 색, 강도, 주파수, 진폭, 콘트라스트 및 해상도로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 에너지 속성들을 포함하는 방법.According to clause 19,
The method of claim 1 , wherein the energy properties of the energy at the plurality of energy locations include at least one energy property selected from the group consisting of location, color, intensity, frequency, amplitude, contrast, and resolution.
상기 에너지 도파관 어레이의 상기 제2 면 상에서 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따르는 에너지의 에너지 속성들은 위치, 색, 강도, 주파수, 진폭, 콘트라스트 및 해상도로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 에너지 속성들을 포함하는 방법.According to clause 19,
The energy properties of the energy along the uninhibited energy propagation paths on the second side of the energy waveguide array include at least one energy property selected from the group consisting of position, color, intensity, frequency, amplitude, contrast and resolution. How to.
상기 캘리브레이션 맵핑은 강도 변화, 색 변화, 감쇠 영역 및 공간 왜곡으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 릴레이 속성들을 보상하도록 적용되는 방법.According to clause 19,
The calibration mapping is applied to compensate for at least one relay property selected from the group consisting of intensity change, color change, attenuation area, and spatial distortion.
상기 에너지 지향 시스템의 에너지 릴레이 요소는 상기 에너지 릴레이 요소를 통해 전파되는 에너지가 종방향으로 보다 높은 전송 효율을 갖도록 구성되고,
상기 에너지 지향 시스템의 에너지 도파관 어레이는 상기 에너지 도파관 어레이의 제1 면으로부터 제2 면까지 연장되는 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따라 에너지를 향하게 하도록 동작 가능하며,
상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들은 상기 제1 면 상에서 복수의 릴레이된 에너지 위치들로 연장되고, 상기 제1 면 상의 각각의 에너지 위치에 따라 상기 에너지 도파관 어레이에 대해 상이한 각도 방향을 따라 상기 제2 면 상에서 연장되며,
상기 방법은,
상기 에너지 릴레이 요소의 제1 표면에서 복수의 릴레이된 에너지 위치에서 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 수신하는 단계로서, 상기 제1 복수의 에너지 위치에서의 에너지는 상기 종방향을 따라 상기 에너지 릴레이 요소를 통해 복수의 소스 에너지 위치로부터 릴레이된, 상기 수신하는 단계;
상기 복수의 소스 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 사전결정된 데이터와 상기 복수의 릴레이된 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 상관시켜 캘리브레이션된 릴레이 함수를 생성하는 단계로서, 상기 캘리브레이션된 릴레이 함수는, 상기 제1 복수의 에너지 위치에서의 상기 에너지 속성들의, 상기 제2 복수의 에너지에서의 상기 에너지 속성들로의 맵핑을 포함하며,
상기 도파관 어레이의 제2 면 상에서 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따르는 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 수신하는 단계; 및
상기 복수의 릴레이된 에너지 위치에서의 에너지의 에너지 속성들의 데이터와, 상기 도파관 어레이의 상기 제2 면 상에서 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들을 따르는 에너지의 에너지 속성들의 데이터를 상관시켜서 상기 에너지 도파관 어레이에 대한 캘리브레이션된 4 차원(4D) 플렌옵틱 함수를 생성하는 단계로서, 상기 캘리브레이션 4D 플렌옵틱 함수는 상기 복수의 에너지 위치들과 상기 금지되지 않은 에너지 전파 경로들의 각각의 각도 방향들 간의 맵핑을 포함하는, 상기 캘리브레이션된 4D 플렌옵틱 함수를 생성하는 단계를 포함하는 방법.A calibration method for an energy-directed system, comprising:
The energy relay element of the energy directing system is configured so that energy propagating through the energy relay element has higher transmission efficiency in the longitudinal direction,
wherein the energy waveguide array of the energy directing system is operable to direct energy along uninhibited energy propagation paths extending from a first side to a second side of the energy waveguide array,
The uninhibited energy propagation paths extend to a plurality of relayed energy locations on the first side and extend to the second side along a different angular direction relative to the energy waveguide array depending on each energy location on the first side. extends from above,
The above method is,
Receiving data of energy properties of energy at a plurality of relayed energy locations on a first surface of the energy relay element, wherein energy at the first plurality of energy locations passes through the energy relay element along the longitudinal direction. receiving, relayed from a plurality of source energy locations;
Correlating predetermined data of energy properties of energy at the plurality of source energy locations with data of energy properties of energy at the plurality of relayed energy locations to generate a calibrated relay function, the calibrated relay function comprises a mapping of the energy properties at the first plurality of energy positions to the energy properties at the second plurality of energies,
receiving data of energy properties of energy along the uninhibited energy propagation paths on a second side of the waveguide array; and
for the energy waveguide array by correlating data of energy properties of energy at the plurality of relayed energy locations with data of energy properties of energy along the uninhibited energy propagation paths on the second side of the waveguide array. generating a calibrated four-dimensional (4D) plenoptic function, wherein the calibrated 4D plenoptic function includes a mapping between the plurality of energy positions and respective angular directions of the uninhibited energy propagation paths. A method comprising generating a calibrated 4D plenoptic function.
Applications Claiming Priority (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201662366076P | 2016-07-24 | 2016-07-24 | |
US62/366,076 | 2016-07-24 | ||
US201762507500P | 2017-05-17 | 2017-05-17 | |
US62/507,500 | 2017-05-17 | ||
PCT/US2017/042275 WO2018014009A1 (en) | 2016-07-15 | 2017-07-14 | Energy propagation and transverse anderson localization with two-dimensional, light field and holographic relays |
USPCT/US2017/042276 | 2017-07-14 | ||
PCT/US2017/042276 WO2018014010A1 (en) | 2016-07-15 | 2017-07-14 | Selective propagation of energy in light field and holographic waveguide arrays |
USPCT/US2017/042275 | 2017-07-14 | ||
KR1020197004343A KR102609331B1 (en) | 2016-07-15 | 2017-07-18 | Calibration method for holographic energy directed systems |
PCT/US2017/042679 WO2018014049A1 (en) | 2016-07-15 | 2017-07-18 | Method of calibration for holographic energy directing systems |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020197004343A Division KR102609331B1 (en) | 2016-07-15 | 2017-07-18 | Calibration method for holographic energy directed systems |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230165389A true KR20230165389A (en) | 2023-12-05 |
Family
ID=66495632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020237041092A KR20230165389A (en) | 2016-07-24 | 2017-07-18 | Method of Calibration for Holographic Energy Directing Systems |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20230165389A (en) |
CN (2) | CN109791391B (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112255787B (en) * | 2020-10-23 | 2022-06-07 | 中国人民解放军陆军装甲兵学院 | Depth of field extension method and system of integrated imaging display system |
CN113848654A (en) * | 2021-09-18 | 2021-12-28 | 湖南美景创意文化建设有限公司 | Exhibition room dielectric-free aerial imaging display screen with gesture interaction function |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000510974A (en) * | 1996-05-10 | 2000-08-22 | アイオプティックス インコーポレイテッド | Matching method and matching device for retrieving information from two-dimensional data array |
US6256447B1 (en) * | 1998-12-31 | 2001-07-03 | Physical Optics Corporation | Backlight for correcting diagonal line distortion |
AU1124201A (en) * | 1999-10-26 | 2001-05-08 | Centre National De La Recherche Scientifique | Self-processing of diffractive optical components in hybrid sol-gel glasses |
US6525683B1 (en) * | 2001-09-19 | 2003-02-25 | Intel Corporation | Nonlinearly converting a signal to compensate for non-uniformities and degradations in a display |
US7203005B2 (en) * | 2002-05-22 | 2007-04-10 | Chelix Technologies, Inc. | Real image configuration for a high efficiency heads-up display (HUD) using a polarizing mirror and a polarization preserving screen |
CN1910823A (en) * | 2003-05-19 | 2007-02-07 | 金泰克斯公司 | Rearview mirror assemblies incorporating hands-free telephone components |
US7088440B2 (en) * | 2003-12-22 | 2006-08-08 | Electronic Scripting Products, Inc. | Method and apparatus for determining absolute position of a tip of an elongate object on a plane surface with invariant features |
US7180656B2 (en) * | 2004-04-07 | 2007-02-20 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Compact optical amplifier |
DE102005041229A1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-08-03 | Volkswagen Ag | Display device for motor vehicle, includes windshield with light emission layer, reflector between optical source and windshield, and projector between optical source and reflector |
US20090314929A1 (en) * | 2006-01-19 | 2009-12-24 | The Regents Of The University Of California | Biomimetic Microfabricated Compound Eyes |
WO2008048360A2 (en) * | 2006-03-15 | 2008-04-24 | Zebra Imaging, Inc. | Dynamic autostereoscopic displays |
DE602008004330D1 (en) * | 2008-07-04 | 2011-02-17 | Sick Ivp Aktiebolag | Calibration of a profile measuring system |
US8121472B2 (en) * | 2009-09-10 | 2012-02-21 | Babak Forutanpour | Signal measurements employed to affect photographic parameters |
KR102094528B1 (en) * | 2010-07-06 | 2020-03-31 | 시리얼 테크놀로지즈 에스.에이. | Beam divergence and various collimators for holographic or stereoscopic displays |
EP2761362A4 (en) * | 2011-09-26 | 2014-08-06 | Microsoft Corp | Video display modification based on sensor input for a see-through near-to-eye display |
US9671566B2 (en) * | 2012-06-11 | 2017-06-06 | Magic Leap, Inc. | Planar waveguide apparatus with diffraction element(s) and system employing same |
US9874749B2 (en) * | 2013-11-27 | 2018-01-23 | Magic Leap, Inc. | Virtual and augmented reality systems and methods |
US10241616B2 (en) * | 2014-02-28 | 2019-03-26 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Calibration of sensors and projector |
US9360668B2 (en) * | 2014-08-07 | 2016-06-07 | Continental Automotive Systems, Inc. | Dynamically calibrated head-up display |
-
2017
- 2017-07-18 KR KR1020237041092A patent/KR20230165389A/en active Application Filing
- 2017-07-18 CN CN201780056889.7A patent/CN109791391B/en active Active
- 2017-07-18 CN CN202110159133.3A patent/CN112859563B/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112859563B (en) | 2022-07-05 |
CN112859563A (en) | 2021-05-28 |
CN109791391B (en) | 2021-02-02 |
CN109791391A (en) | 2019-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102609331B1 (en) | Calibration method for holographic energy directed systems | |
WO2018014049A1 (en) | Method of calibration for holographic energy directing systems | |
KR20230165389A (en) | Method of Calibration for Holographic Energy Directing Systems | |
NZ743820B (en) | Method of calibration for holographic energy directing systems | |
NZ743821B (en) | High-density energy directing devices for two-dimensional, stereoscopic, light field and holographic head-mounted displays | |
NZ743819B (en) | Encoded energy waveguides for holographic super resolution |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent |