公开(公告)号：US06752498B2

公开(公告)日：2004-06-22

申请号：US09854699

申请日：2001-05-14

申请人： Edward Covannon ,  John A. Agostinelli ,  Joshua M. Cobb ,  Michael E. Miller ,  David Kessler

发明人： Edward Covannon ,  John A. Agostinelli ,  Joshua M. Cobb ,  Michael E. Miller ,  David Kessler

IPC分类号： A61B302

CPC分类号： G06F3/011 ,  G02B27/225 ,  H04N13/286 ,  H04N13/346 ,  H04N13/363 ,  H04N13/373 ,  H04N13/376 ,  H04N13/38 ,  H04N13/393 ,  H04N13/398

摘要： An autostereoscopic image display apparatus (10) that adapts to sensed feedback data about an observer (12) in order to conform its operation to adapt to the position and intraocular dimensions of the observer. The apparatus (10) uses ball lens projection optics to provide wide field-of-view pupil imaging, providing separate left- and right-eye images to the left and right eye pupils (14l,14r) of the observer (12), respectively. The apparatus (10) compensates for positional variables such as variable interocular distance and variable observer distance from projection optics. At least one observer feedback sensor (52) is disposed to provide feedback data about the observer (12). The feedback data can be used by a control logic processor (50) that, based on the data, adjusts left- and right viewing pupil forming apparatus (36l,36r). The control logic processor (50), based on sensed feedback data, may also vary image content or provide other stimuli such as smell, movement, and sound.

摘要翻译： 一种自动立体图像显示装置（10），其适应于关于观察者（12）的感测反馈数据，以便使其符合其操作以适应观察者的位置和眼内尺寸。 装置（10）使用球透镜投影光学器件来提供宽视野光瞳成像，分别向观察者（12）的左眼瞳孔和右眼瞳孔（14l，14r）提供单独的左眼图像和右眼图像 。 装置（10）补偿诸如可变的眼间距离和距离投影光学器件的可变观察距离的位置变量。 设置至少一个观察者反馈传感器（52）以提供关于观察者（12）的反馈数据。 反馈数据可以由控制逻辑处理器（50）使用，该控制逻辑处理器（50）基于该数据来调整左和右视野光瞳形成装置（36l，36r）。 基于感测到的反馈数据，控制逻辑处理器（50）还可以改变图像内容或提供诸如气味，运动和声音的其它刺激。

公开(公告)号：US06522474B2

公开(公告)日：2003-02-18

申请号：US09878701

申请日：2001-06-11

申请人： Joshua M. Cobb ,  John A. Agostinelli ,  David Kessler

发明人： Joshua M. Cobb ,  John A. Agostinelli ,  David Kessler

IPC分类号： G02B2714

CPC分类号： G02B27/0172 ,  G02B2027/0132

摘要： A head-mounted optical apparatus (10) providing pupil imaging with a very wide field of view. The head-mounted optical apparatus (10) employs a monocentric arrangement of optical components providing stereoscopic display of a virtual image, electronically generated and projected as left and right images from curved surfaces (68). For each right and left image, a ball lens assembly (30) is used to project a displayed intermediate image from the curved display surface (68) toward a beamsplitter (16), which directs an intermediate image toward the front focal surface of a curved mirror (24) that collimates the image to form a virtual image. The beamsplitter (16) transmits the virtual image for each eye to the observer.

摘要翻译： 一种头戴式光学装置（10），提供具有非常宽的视野的瞳孔成像。 头戴式光学设备（10）采用提供虚拟图像的立体显示的光学部件的单中心布置，由弯曲表面（68）电子地生成和投影为左和右图像。 对于每个左右图像，球透镜组件（30）用于将显示的中间图像从弯曲显示表面（68）投影到分束器（16），分束器（16）将中间图像引导到弯曲的 镜像（24），准直图像以形成虚像。 分束器（16）将每个眼睛的虚拟图像发送给观察者。

公开(公告)号：US06702442B2

公开(公告)日：2004-03-09

申请号：US10095341

申请日：2002-03-08

申请人： John A. Agostinelli ,  Joshua M. Cobb

发明人： John A. Agostinelli ,  Joshua M. Cobb

IPC分类号： G03B2100

CPC分类号： G02B27/225 ,  H04N13/194 ,  H04N13/324 ,  H04N13/363

摘要： A substantially monocentric arrangement of optical components provides stereoscopic display of a virtual image, electronically scanned by resonant actuation of a resonant fiber scanner (137) using a flexible optical waveguide and projected, as a real intermediate image, near the focal surface (22) of a curved mirror (24) by means of a ball lens assembly (30). To form each left and right intermediate image component, separate left and right image generation systems (70) each comprise a resonant fiber scanner (137) that itself comprises a resonant cantilever portion (139) of optical fiber (138) that directs a modulated beam onto a curved surface (40) for projection by a ball lens assembly (30). A monocentric arrangement of optical components images the left and right scanning ball lens pupil at the corresponding left and right viewing pupil (14) of the observer (12) and essentially provides a single center of curvature for projection components. Use of such a monocentric arrangement with a curved intermediate image source and ball lens assemblies (30) provides an exceptionally wide field of view with large viewing pupils (14).

摘要翻译： 光学部件的基本上单中心布置提供虚拟图像的立体显示，通过使用柔性光波导的谐振光纤扫描器（137）的谐振致动电子扫描，并将其作为实际中间图像投影在焦点表面（22）附近 一个通过球形透镜组件（30）的曲面镜（24）。 为了形成每个左和右中间图像分量，单独的左和右图像生成系统（70）各自包括谐振光纤扫描器（137），其自身包括光纤（138）的共振悬臂部分（139），其引导调制束 到由球形透镜组件（30）突出的弯曲表面（40）上。 光学部件的单中心布置使左右扫描球透镜光瞳在观察者（12）的相应左和右视瞳（14）上成像，并且基本上为投影部件提供单个曲率中心。 这种单中心布置与弯曲的中间图像源和球透镜组件（30）的使用提供了具有大的观察瞳孔（14）的非常宽的视场。

公开(公告)号：US06550918B1

公开(公告)日：2003-04-22

申请号：US10101291

申请日：2002-03-19

申请人： John A. Agostinelli ,  Joshua M. Cobb

发明人： John A. Agostinelli ,  Joshua M. Cobb

IPC分类号： H01L2700

CPC分类号： G02B27/225 ,  G02B6/3502 ,  G02B6/3566 ,  G02B26/101 ,  G02B2006/0098

摘要： A substantially monocentric arrangement of optical components provides stereoscopic display of a real image, electronically scanned by resonant actuation of a resonant fiber scanner (137) using a flexible optical waveguide and projected toward a curved retro-reflective surface (124). To form each left and right intermediate image component, separate left and right image generation systems (70) each comprise a resonant fiber scanner (137) that itself comprises a resonant cantilever portion (139) of optical fiber (138) that directs a modulated beam in a curved pattern for projection, such as by a ball lens assembly (30). A monocentric arrangement of optical components images the left and right ball lens pupil at the corresponding left and right viewing pupil (14) of the observer (12) and essentially provides a single center of curvature for projection components. Use of such a monocentric arrangement provides an exceptionally wide field of view with large viewing pupils (14).

摘要翻译： 光学部件的基本上单中心布置提供了真实图像的立体显示，通过谐振光纤扫描器（137）的谐振致动而使用柔性光波导电子扫描并向弯曲的反射表面（124）投射。 为了形成每个左和右中间图像分量，单独的左和右图像生成系统（70）各自包括谐振光纤扫描器（137），其自身包括光纤（138）的共振悬臂部分（139），其引导调制束 用于投影的弯曲图案，例如通过球透镜组件（30）。 光学部件的单中心布置在观察者（12）的相应左和右视瞳（14）处对左右球透镜光瞳进行成像，并且基本上为投影部件提供单个曲率中心。 使用这种单中心布置提供了具有大的观察瞳孔（14）的非常宽的视场。

公开(公告)号：US07334897B2

公开(公告)日：2008-02-26

申请号：US11684844

申请日：2007-03-12

申请人： Barry D. Silverstein ,  Joshua M. Cobb ,  David Kessler

发明人： Barry D. Silverstein ,  Joshua M. Cobb ,  David Kessler

IPC分类号： G03B21/14

CPC分类号： H04N9/315 ,  G02F1/1362 ,  H04N9/3105 ,  H04N9/3114 ,  H04N9/3117

摘要： A projection apparatus (10) has an illumination section with a light source (20) providing a substantially unpolarized illumination beam of multiple wavelengths. A multiple wavelength polarizer polarizes the substantially unpolarized illumination beam to provide a substantially polarized illumination beam of multiple wavelengths. A uniformizer conditions the substantially polarized illumination beam of multiple wavelengths to provide a uniformized polarized beam of multiple wavelengths. A color scrolling element provides a repeating, scrolled sequence of colors from a set of colors, thereby providing first, second, and third component wavelength illumination. A component wavelength modulating section accepts the sequence of first, second, and third component wavelength illumination from the color scrolling element and sequentially modulates the first, second, and third component wavelength illumination at a transmissive liquid crystal modulator panel (118) to provide a modulated component wavelength beam to a lens for projection toward a display surface (40).

摘要翻译： 投影装置（10）具有带有光源（20）的照明部分，其提供多个波长的基本上非偏振的照明光束。 多波长偏振器使基本上非偏振的照明光束偏振，以提供多个波长的基本偏振的照明光束。 均匀化器调节多个波长的基本偏振的照明光束以提供多个波长的均匀化的偏振光束。 颜色滚动元件从一组颜色提供重复的，滚动的颜色序列，从而提供第一，第二和第三分量波长照明。 分量波长调制部分从彩色滚动元件接收第一，第二和第三分量波长照明的顺序，并且在透射型液晶调制器面板（118）上依次调制第一，第二和第三分量波长照明，以提供调制 分量波长束到透镜，用于向显示表面（40）突出。

公开(公告)号：US06834961B1

公开(公告)日：2004-12-28

申请号：US10662208

申请日：2003-09-12

申请人： Joshua M. Cobb ,  David Kessler ,  James E. Roddy

发明人： Joshua M. Cobb ,  David Kessler ,  James E. Roddy

IPC分类号： G03B2100

CPC分类号： G02B17/08 ,  G02B27/225 ,  H04N13/302

摘要： An autostereoscopic optical apparatus (10) provides a stereoscopic virtual image to be viewed by an observer at a left viewing pupil (14l) and a right viewing pupil (14r). Apparatus (10) has left and right image generation systems (100l) for forming left and right curved images, each image generation system having a curved mirror (92), a beamsplitter (102) disposed between the vertex of the curved mirror (92) and the mirror's center of curvature, and an image source (94) for providing image-bearing light to the curved mirror (92). The curved mirror (92) cooperates with the beamsplitter to form an intermediate image of the image source (94). A field lens (112) is disposed near the intermediate image for imaging the mirror center of curvature toward the image center of curvature. A ball lens segment (130) is centered at the image center of curvature for forming the curved image from the intermediate image. A ball lens imaging spherical mirror (24) cooperates with a beamsplitter (16) to form images of left and right ball lens segments (130l, 30r) at left and right viewing pupils (14l, 14r).

摘要翻译： 自动立体光学装置（10）提供立体虚拟图像，以便在左视野瞳孔（14l）和右视瞳孔（14r）上由观察者观看。 装置（10）具有用于形成左右弯曲图像的左右图像生成系统（100l），每个图像生成系统具有曲面镜（92），设置在曲面镜（92）的顶点之间的分束器（102） 和反射镜的曲率中心，以及用于将图像承载光提供给曲面镜（92）的图像源（94）。 曲面镜（92）与分束器配合以形成图像源（94）的中间图像。 在中间图像附近设置场透镜（112），用于将镜像中心向图像中心成像。 球形透镜段（130）以图像中心为中心，用于从中间图像形成弯曲图像。 球透镜成像球面镜（24）与分束器（16）配合，以在左和右观察瞳孔（14l，14r）处形成左右球透镜片段（130l，30r）的图像。

公开(公告)号：US07198373B2

公开(公告)日：2007-04-03

申请号：US11120331

申请日：2005-05-03

申请人： Barry D. Silverstein ,  Joshua M. Cobb ,  David Kessler

发明人： Barry D. Silverstein ,  Joshua M. Cobb ,  David Kessler

IPC分类号： G03B21/14

CPC分类号： G02B27/149 ,  G02B27/1046 ,  G02B27/1053 ,  G02B27/123 ,  H04N9/3105 ,  H04N9/3117 ,  H04N9/315

摘要： A projection apparatus (10) has an illumination section (68) that provides at least a first, a second, and a third component wavelength illumination. At least two component wavelength modulating sections accept and modulate the component wavelength illumination to provide a modulated component wavelength beam. Each component wavelength modulating section has a portion of a monochrome transmissive liquid crystal modulator panel (118) that has been segmented into at least a first, a second, and a third spatially separate portion. A component wavelength polarizer directs substantially polarized light to the corresponding portion of the monochrome transmissive liquid crystal modulator panel. An illumination path Fresnel lens focuses incident illumination from the component wavelength polarizer through the corresponding portion of the monochrome transmissive liquid crystal modulator panel. An analyzer conditions the polarization of the modulated component wavelength beam. A lens forms an image of superimposed component wavelength beams for projection onto a display surface (40).

摘要翻译： 投影装置（10）具有提供至少第一，第二和第三分量波长照明的照明部分（68）。 至少两个分量波长调制部分接受和调制分量波长照明以提供调制分量波长光束。 每个分量波长调制部分具有分割成至少第一，第二和第三空间分离部分的单色透射型液晶调制器面板（118）的一部分。 分量波长偏振器将大致偏振光引导到单色透射型液晶调制器面板的对应部分。 照明路径菲涅尔透镜将来自分量波长偏振器的入射照明聚焦到单色透射型液晶调制器面板的相应部分。 分析仪调节调制分量波长光束的极化。 A透镜形成用于投影到显示表面（40）上的叠加分量波长束的图像。

公开(公告)号：US06871956B1

公开(公告)日：2005-03-29

申请号：US10827043

申请日：2004-04-19

申请人： Joshua M. Cobb ,  David Kessler ,  James E. Roddy

发明人： Joshua M. Cobb ,  David Kessler ,  James E. Roddy

IPC分类号： G02B17/08 ,  G02B27/22 ,  H04N13/00 ,  G03B21/00 ,  G03B21/28 ,  G02F1/1335

CPC分类号： G02B17/08 ,  G02B17/0804 ,  G02B27/225 ,  H04N13/302 ,  H04N13/363

摘要： An autostereoscopic optical apparatus (10) for viewing a stereoscopic virtual image comprises a left image to be viewed by an observer (12) at a left viewing pupil (14l) and a right image to be viewed by the observer at a right viewing pupil (14r). The apparatus comprises a left pupil imaging system for forming the left image. A right pupil imaging system forms the right image.

摘要翻译： 一种用于观看立体虚拟图像的自动立体光学装置（10）包括由左视角光瞳（14l）上的观察者（12）观看的左图像和观看者在右视角瞳孔处观看的右图像（ 14r）。 该装置包括用于形成左图像的左瞳孔成像系统。 正确的瞳孔成像系统形成正确的图像。

公开(公告)号：US06676260B2

公开(公告)日：2004-01-13

申请号：US10131871

申请日：2002-04-25

申请人： Joshua M. Cobb ,  David Kessler

发明人： Joshua M. Cobb ,  David Kessler

IPC分类号： G03B2114

CPC分类号： H04N9/3105 ,  H04N5/7441 ,  H04N9/3164

摘要： A digital projection apparatus (10) for projection of a multicolor image includes a magnifying relay lens assembly (28) as part of the light modulation assembly (38) for each component color. The relay lens assembly (28) increases the effective f/# of incident light to the V-plate assembly (25) or V-prism assembly (27) that serves as dichroic combiner, used to combine modulated light of each color from each light modulation assembly (38) in order to form the multicolor image. The magnifying relay lens assembly (28) also provides a reduced working distance for the projection lens (32), allowing a lower-cost design and facilitating substitution of the projection lens (32) best suited for a display surface (40).

摘要翻译： 用于投影多色图像的数字投影设备（10）包括作为用于每种组分颜色的光调制组件（38）的一部分的放大中继透镜组件（28）。 中继透镜组件（28）将入射光的有效f /λ增加到用作二​​向色组合器的V形板组件（25）或V形棱镜组件（27），用于将来自每个光的每种颜色的调制光 调制组件（38），以形成多色图像。 放大中继透镜组件（28）还为投影透镜（32）提供减小的工作距离，允许更低成本的设计并且便于替代最适合于显示表面（40）的投影透镜（32）。

公开(公告)号：US06416181B1

公开(公告)日：2002-07-09

申请号：US09738747

申请日：2000-12-15

申请人： David Kessler ,  Joshua M. Cobb ,  John Agostinelli

发明人： David Kessler ,  Joshua M. Cobb ,  John Agostinelli

IPC分类号： G03B2100

CPC分类号： G02B27/225

摘要： A monocentric autostereoscopic optical apparatus (10) for viewing a virtual image, electronically generated and projected on a curved surface. For each left and right image component, a separate optical system comprises an image generation system (701, 70r) and projection system (72), the projection system comprising a spherical diffusive surface (40) and a ball lens (30) to provide wide field of view. A monocentric arrangement of optical components images the ball lens pupil (48) at the viewing pupil (14) and essentially provides a single center of curvature (C) for projection components. Use of such a monocentric arrangement, diffusive surface (40), and ball lens (30) provides an exceptionally wide field of view with large viewing pupil (14).

摘要翻译： 一种用于观看虚拟图像的单中心自动立体光学设备（10），电子地生成并投影在曲面上。 对于每个左和右图像分量，单独的光学系统包括图像生成系统（701,70r）和投影系统（72），所述投影系统包括球形漫射表面（40）和球透镜（30），以提供宽 视野 光学部件的单中心布置使球形透镜光瞳（48）在观察瞳孔（14）处成像，并且基本上为投影部件提供单个曲率中心（C）。 使用这种单中心布置，漫射表面（40）和球形透镜（30）提供了具有大的观察瞳孔（14）的非常宽的视场。