ES2913103T3 - Pantalla que comprende una guía de ondas óptica para visualizar una imagen - Google Patents

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Abstract

Un aparato de visualización para su uso en la visualización de una imagen a un espectador, que comprende: una guía de ondas óptica (8) dispuesta para recibir luz portadora de imágenes en la guía de ondas óptica para guiar la luz portadora de imágenes recibida a lo largo de la misma a una parte de salida de la guía de ondas óptica para su salida, la guía de ondas óptica que comprende una rejilla de difracción de entrada (12) para recibir luz portadora de imágenes y dirigir la luz portadora de imágenes recibida hacia la guía de ondas óptica por difracción, para guiarla a lo largo y la parte de salida comprende una rejilla de difracción de salida (5) para emitir la luz portadora de imágenes en el que los períodos de la rejilla de difracción de entrada y de la rejilla de difracción de salida coinciden; y, un combinador (70) dispuesto junto a la parte de salida de la guía de ondas óptica para reflejar la salida de luz portadora de imágenes por la guía de ondas en una dirección que pasa de regreso a través de la guía de ondas óptica y para permitir que la luz de una escena externa pase a través del combinador en dicha dirección a través de la guía de ondas óptica para combinarse con dicha luz portadora de imágenes reflejada de modo que dicha luz portadora de imágenes se superponga a la luz de dicha escena externa para que la vea un espectador en el que la parte de salida de la guía de ondas óptica es sustancialmente plana y la rejilla de difracción de salida está dispuesta para emitir dicha luz portadora de imágenes en una dirección de salida que es sustancialmente perpendicular al plano de la misma, y el combinador tiene una superficie generalmente plana que está orientada oblicuamente con respecto al plano de la parte de salida para dicha reflexión oblicua de la luz portadora de imágenes.

Description

DESCRIPCIÓN
Pantalla que comprende una guía de ondas óptica para visualizar una imagen
Campo de la invención
La invención se refiere a pantallas y métodos para mostrar una imagen para que la vea un usuario. En particular, aunque no exclusivamente, la invención es adecuada para pantallas de proyección tales como para uso en una pantalla de visualización frontal o de otro tipo.
Antecedentes
El documento US2005140644 se refiere a una unidad de pantalla de imágenes.
El documento US2006039046A1 se relaciona con un combinador de imágenes y visualización de imágenes.
El documento US2010111472A1 se refiere a un relé guiado por sustrato con acoplador de entrada de expansión de pupila.
El documento JPH08113059A se refiere a un dispositivo de visualización frontal para vehículos.
El documento US2012069413A1 se relaciona con una pantalla cercana al ojo con simetría en el eje.
El documento US2008239422A1 se refiere a un miembro óptico unido, un aparato de visualización de imágenes y una pantalla montada en la cabeza,
El documento WO2012143701 A1 se relaciona con una pantalla de proyección.
El documento WO2010119240A1 se refiere a una guía de ondas óptica y un dispositivo de visualización.
Las pantallas de guía de ondas son particularmente útiles para proporcionar un medio para mostrar una imagen en una región de espacio limitado. En una pantalla de guía de ondas, la luz portadora de imágenes se inyecta en una guía de ondas y luego se libera de la guía de ondas para su visualización, por ejemplo, un dispositivo de visualización montado en un casco o pantalla de visualización frontal.
En tales dispositivos, la luz portadora de imágenes puede enfocarse en el infinito, y un observador ve/recibe la luz liberada directamente. De esta forma, el observador se enfoca en una imagen vista al mirar/a través del área de salida de la guía de ondas transparente y esto permite que la luz de una escena ambiental, externa y del mundo real también ingrese al ojo del espectador a través del área de salida de la guía de ondas (sin ser guiada). De esta forma, se puede ver una imagen deseada superpuesta a la escena externa. Las guías de ondas ópticas para dispositivos de visualización de este tipo a menudo insertan inicialmente luz portadora de imágenes en la guía de ondas mediante un proceso de difracción, de modo que la luz insertada se propaga a lo largo de la guía de ondas por reflexión interna total hacia una parte de salida dispuesta para liberar luz guiada desde la guía de ondas mediante un proceso adicional de difracción, para su visualización. Estas guías de ondas pueden ser delgadas, como una guía de ondas de losa o una guía de ondas de barra, y por lo tanto ocupan un volumen relativamente pequeño. La Figura 1 muestra esquemáticamente un ejemplo de esto. Una guía de ondas óptica de losa 1 está orientada verticalmente y recibe luz portadora de imágenes 2 en una región de entrada superior 3 de la guía de ondas, generalmente por encima del espectador 4, para guiar a una región de salida inferior 5 generalmente en frente del espectador, en una dirección hacia un espectador
La luz 6 de una escena externa puede pasar a través de la parte de salida de la guía de ondas hacia el espectador de manera que la luz portadora de la imagen se superpone a la escena externa tal como la ve el espectador.
Debido a que la dirección de salida de la salida de luz portadora de imágenes desde la parte de salida de la guía de ondas es generalmente perpendicular al plano de la guía de ondas 1, esto dicta que la guía de ondas debe ser generalmente vertical para permitir que la luz de salida se vea en la horizontal, una orientación deseada en las pantallas de visualización frontal. Esto puede ser problemático cuando hay un espacio/altura vertical limitado disponible en un vehículo/avión, o en un casco, para acomodar la guía de ondas.
En la Figura 2 se muestra una disposición alternativa en la que la guía de ondas 1 está orientada en el plano horizontal por encima del espectador, que ya no ve directamente la parte de salida de la guía de ondas. Un combinador 7 está ubicado frente al espectador y comprende una lámina plana de material (por ejemplo, un vidrio) generalmente reflectante para la luz que porta la imagen mientras que generalmente transmite la luz externa 7 de una escena externa. Por lo tanto, el combinador es capaz de combinar la luz portadora de imágenes (reflejada) y la luz de una escena externa (transmitida) para que el observador las vea simultáneamente.
Sin embargo, este posicionamiento elevado de la guía de ondas puede conducir a limitaciones y problemas de espacio libre para el espectador. Además, la distancia entre la parte de salida de la guía de ondas y el combinador da como resultado una mayor longitud de trayectoria para la luz portadora de imágenes desde la salida de la guía de ondas hasta el ojo del espectador. Esto tiene como resultado la reducción del campo de visión instantáneo visto por el espectador.
La invención tiene como objetivo proporcionar una visualización de guía de ondas mejorada.
Sumario de la invención
En su forma más general, la invención consiste en colocar una unidad de pantalla de guía de ondas entre una unidad de combinación y la posición de visualización prevista de un usuario, y para dirigir la salida de la unidad de pantalla de guía de ondas hacia la unidad de combinación para retrorreflejarla al espectador a través de la unidad de pantalla de guía de ondas.
Se ha descubierto que esta geometría un tanto contraria a la intuición es sorprendentemente eficaz y permite una disposición compacta de la unidad de pantalla de guía de ondas y la unidad de combinación que generalmente es deseable, especialmente en entornos con espacio limitado, como dentro de vehículos o aeronaves (por ejemplo, una cabina).
En un primer aspecto, la invención puede proporcionar un aparato de visualización para su uso en la visualización de una imagen a un espectador, que comprende una guía de ondas óptica dispuesta para recibir luz portadora de imágenes en la guía de ondas óptica para guiar la luz portadora de imágenes recibida a lo largo de una parte de salida de la guía de ondas óptica para su salida, la guía de ondas óptica que comprende una rejilla de difracción de entrada para recibir luz portadora de imágenes y dirigir la luz portadora de imágenes recibida hacia la guía de ondas óptica por difracción, para guiarla a lo largo de la misma y la parte de salida comprende una rejilla de difracción de salida para emitir la luz portadora de imágenes en la que los períodos de la rejilla de difracción de entrada y de la rejilla de difracción de salida coinciden, y un combinador dispuesto junto a la parte de salida de la guía de ondas óptica para reflejar la luz portadora de imágenes emitida por la guía de ondas en una dirección que pasa de vuelta a través de la guía de ondas guía de onda óptica y para permitir que la luz de una escena externa pase a través del combinador en dicha dirección a través de la guía de ondas óptica para combinarse con la luz portadora de la imagen reflejada de modo que la luz portadora de la imagen se superponga a la luz de la escena externa para que la vea un espectador, en el que la parte de salida de la guía de ondas óptica es sustancialmente plana y la rejilla de difracción de salida es dispuesto para emitir dicha luz portadora de imágenes en una dirección de salida que es sustancialmente perpendicular al plano de la misma, y el combinador tiene una superficie generalmente plana que está orientada oblicuamente con respecto al plano de la parte de salida para dicha reflexión oblicua de la luz portadora de imágenes.
La guía de ondas óptica es sustancialmente plana y el combinador es sustancialmente plano, y la guía de ondas óptica y el combinador pueden estar orientados mutuamente para converger uno hacia el otro en o junto a la parte de salida de la guía de ondas óptica. La guía de ondas óptica es sustancialmente transparente a la luz que transmite la luz portadora de imágenes y la escena externa. El combinador puede ser sustancialmente transparente a la luz que transmite la escena externa y más reflectante que transmisivo a la luz que transmite la luz portadora de la imagen.
El combinador puede incluir un revestimiento reflectante que es predominantemente reflectante a la luz portadora de imágenes (por ejemplo, en longitudes de onda ópticas que transmiten esa luz) y predominantemente transmisiva a la luz que transmite la escena externa (por ejemplo, en longitudes de onda ópticas que transmiten eso).
Esto ayuda a aumentar la reflexión de la luz portadora de la imagen desde el mismo y la transmisión de la luz que transporta la escena externa a través del mismo.
El combinador puede incluir un revestimiento antirreflectante que es predominantemente transmisivo en longitudes de onda ópticas que transmiten la escena externa, aumentando así la eficacia de transmisión de la luz que transmite la escena externa a su través.
La guía de ondas incluye una rejilla de difracción de entrada para recibir luz portadora de imágenes y dirigir la luz portadora de imágenes recibida en la guía de ondas óptica por difracción, para guiarla a lo largo.
La guía de ondas puede incluir una rejilla de difracción intermedia entre la rejilla de difracción de entrada y la parte de salida para recibir luz portadora de imágenes desde la rejilla de difracción de entrada y expandir la luz portadora de imágenes en una primera dimensión generalmente transversal a la dirección de guía de la luz hacia el parte de salida La parte de salida incluye una rejilla de difracción de salida para expandir la luz portadora de imágenes en una segunda dimensión generalmente transversal a la primera dimensión, y para emitir el resultado por difracción.
El aparato de visualización puede incluir una fuente de imágenes dispuesta para proporcionar una salida de luz portadora de imágenes, para la entrada a la guía de ondas óptica.
La guía de ondas óptica puede ser una guía de ondas en forma de placa dispuesta para guiar la luz a lo largo de la misma por reflexión interna total entre los lados opuestos sustancialmente paralelos de la guía de ondas.
La guía de ondas óptica es una guía de ondas en forma de barra dispuesta para guiar la luz a lo largo de la misma por reflexión interna total entre los lados opuestos sustancialmente paralelos de la guía de ondas.
La invención puede proporcionar un aparato de visualización de proyección que comprende el aparato de visualización descrito anteriormente para proyectar la luz que contiene la imagen y la luz desde dicha escena externa al mismo tiempo que un espectador, de modo que la luz que contiene la imagen se superpone a la luz de la escena externa para que el espectador la vea.
En otro aspecto, la invención puede proporcionar un avión o vehículo que incluye un toldo o parabrisas transparente y un aparato de visualización o un aparato de visualización de proyección como se describe anteriormente en el que el combinador está ubicado y dispuesto para permitir que un ocupante vea a través del combinador y a través de la guía de ondas óptica siendo la escena externa una escena externa a la aeronave o vehículo, de manera que la luz portadora de la imagen se superpone a la luz de la escena externa.
En otro aspecto más, la invención puede proporcionar un método para mostrar una imagen a un espectador, que comprende proporcionar una guía de ondas óptica y recibir luz portadora de imágenes en la guía de ondas óptica para guiar la luz portadora de imágenes recibida a lo largo de la misma a una parte de salida de la guía de ondas ópticos, la guía de ondas óptica que comprende una rejilla de difracción de entrada para recibir luz portadora de imágenes y dirigir la luz portadora de imágenes recibida hacia la guía de ondas óptica por difracción, para guiarla a lo largo de la misma y la parte de salida comprende una rejilla de difracción de salida para emitir la luz portadora de imágenes en el que los períodos de la rejilla de difracción de entrada y de la rejilla de difracción de salida coinciden, y emitir la luz portadora de imágenes recibida de la misma, y la provisión de un combinador dispuesto junto a la parte de salida de la guía de ondas óptica y la salida de luz portadora de imágenes reflejada por la guía de ondas en una dirección que pasa a través de la guía de ondas óptica y permite que la luz de una escena externa pasar a través del combinador en dicha dirección a través de la guía de ondas óptica para combinarse con la luz portadora de imágenes reflejada de manera que la luz portadora de imágenes se superponga a la luz de la escena externa para que la vea un espectador, en donde la parte de salida de la guía de ondas óptica es sustancialmente plana y la rejilla de difracción de salida está dispuesta para emitir dicha luz portadora de imágenes en una dirección de salida que es sustancialmente perpendicular al plano de la misma, y el combinador tiene una superficie generalmente plana que está orientada oblicuamente en relación con el plano de la parte de salida para dicho reflejo de la luz portadora de imágenes oblicuamente.
El aparato de visualización, o el aparato de visualización de proyección, puede formar parte de una Pantalla de Visualización Frontal (HUD).
Breve descripción de los dibujos
Ahora se describirán ejemplos no limitativos de la invención, para ilustrar mejores ejemplos de la invención en realizaciones preferidas con referencia a los dibujos adjuntos, de los cuales:
la Figura 1 muestra esquemáticamente una unidad de pantalla de guía de ondas colocada para visualización directa de una imagen de salida;
la Figura 2 muestra esquemáticamente una unidad de pantalla de guía de ondas colocada para visualización indirecta de una imagen de salida a través de una unidad de combinación;
la Figura 3 muestra esquemáticamente una realización preferida de la invención que comprende una unidad de pantalla de guía de ondas situada para la visualización indirecta de una imagen de salida a través de una unidad de combinación;
la Figura 4 ilustra una vista en sección transversal de un combinador;
la Figura 5 muestra esquemáticamente una guía de ondas óptica de losa.
Descripción detallada
La Figura 3 muestra una vista esquemática de un aparato de visualización según una forma de realización de la presente invención.
Una unidad de pantalla 8 de guía de ondas de losa plana se coloca dentro de una cabina de un avión (o cabina de un vehículo) entre una unidad de combinación 70 y la posición de visualización prevista de un espectador 4 (por ejemplo, piloto o conductor). La unidad de guía de ondas está dispuesta tal como se muestra en detalle en la Figura 5, que muestra una vista esquemática de la guía de ondas óptica según una realización de la invención.
La guía de ondas 8 plana (por ejemplo, losa) proporciona superficies opuestas planas (9, 10) para guiar los rayos de luz 11 a lo largo de la guía de ondas entre las superficies opuestas por reflexión interna total sucesiva (TIR) en superficies alternas internamente. Un rayo de luz de entrada 2 se dirige a la guía de ondas con un ángulo de incidencia bajo que no es suficientemente oblicuo a cualquiera de las superficies opuestas de la guía de ondas para permitir la TIR allí. Una rejilla de difracción de entrada 12 se coloca sobre una superficie de la guía de ondas para recibir la luz de entrada 2 y difractar la luz recibida en una dirección que forma un ángulo de incidencia con las superficies opuestas (9, 10) de la guía de ondas internamente que permite TIR. El guiado del rayo de luz 2 se produce hasta que la luz guiada incide sobre una rejilla de difracción de salida 5 dispuesta sobre la misma superficie 9 de la guía de ondas que lleva la rejilla de entrada 12. La rejilla de salida difracta la luz recibida en una dirección que forma un ángulo de incidencia con la superficie opuesta 10 de la guía de ondas internamente que no permite la TIR, y el rayo de luz sale de la guía de ondas para su visualización. La luz portadora de imágenes puede enfocarse en el infinito.
La guía de ondas incluye una rejilla de difracción intermedia 13 entre la rejilla de difracción de entrada y la parte de salida para recibir luz portadora de imágenes desde la rejilla de difracción de entrada y expandir la luz portadora de imágenes en una primera dimensión generalmente transversal a la dirección de guía de la luz hacia la rejilla de salida.
La rejilla de difracción de salida está dispuesta para luego expandir la luz portadora de imágenes desde la rejilla intermedia en una segunda dimensión generalmente transversal a la primera dimensión (por ejemplo, en la dirección de guía de la luz), y para emitir el resultado por difracción.
De esta manera, una pequeña pupila de entrada de luz portadora de imágenes puede expandirse en dos direcciones perpendiculares entre sí para producir una pupila de salida expandida de luz portadora de imágenes para visualización. En la solicitud de patente internacional número PCT/GB2010/000734, publicado como WO2010/119240A1 el 21 de octubre de 2010, titulado "Optical Waveguide and Display Device". Alternativamente, el aparato de visualización incluye una fuente de imágenes (no mostrada) dispuesta para proporcionar una salida de luz portadora de imágenes, preferiblemente colimada, para la entrada a la guía de ondas óptica. Las fuentes de imágenes adecuadas para este fin están fácilmente disponibles para los expertos y no se describirán aquí.
Más detalladamente, la orientación de las ranuras de la rejilla intermedia está inclinada en un ángulo de, por ejemplo, 60° con respecto al eje corto/ancho (la "dimensión x") de la guía de ondas. La luz portadora de imágenes que incide sobre la rejilla de difracción de entrada se difracta y dirige de manera que el rayo principal de la luz portadora de imágenes se propaga e incide sobre las ranuras de la región de difracción intermedia, por ejemplo, 30° con respecto a la normal a las ranuras.
La luz que contiene la imagen se difracta parcialmente y se expande en una primera dimensión, aquí la dimensión x, y se gira para propagarse a través de la guía de ondas a una rejilla de difracción de salida 5 de baja eficiencia (2 % a 20 %) que tiene líneas de rejilla/ranuras que se encuentran en la dirección x. Los rayos difractados de la luz portadora de imágenes inciden de manera sustancialmente normal en esta rejilla y se difractan parcialmente fuera de la guía de ondas, la difracción parcial sirve para expandir la pupila de entrada en una segunda dimensión, aquí el eje largo (la "dimensión y").
En general, una rejilla o superficie de difracción puede exhibir grandes cantidades de dispersión de la luz portadora de la imagen incidente.
Esto puede resultar en rayos de luz que tienen ángulos de campo iguales o similares, pero que difieren en la longitud de onda, siendo difractados en diferentes ángulos dentro, dentro o desde un ensamblaje de guía de ondas, causando potencialmente grandes cantidades de aberración cromática en la salida de una pantalla. Sin embargo, si la dispersión asociada con una rejilla de entrada a una guía de ondas coincide sustancialmente en un sentido opuesto con la dispersión asociada con una rejilla de salida de la guía de ondas, entonces la dispersión cromática neta se aproximará o será sustancialmente igual a cero.
La coincidencia correcta de las rejillas de difracción de la guía de ondas tiene el efecto de mitigar la aberración cromática. En el conjunto de guía de ondas de las realizaciones preferidas de la invención, la aberración cromática neta provocada por las tres regiones de difracción mostradas en la Figura 5 puede ser preferiblemente cero o sustancialmente cero. Por ejemplo, la rejilla de entrada 12 y la rejilla intermedia 13 pueden combinarse con la rejilla de salida 5 para proporcionar una dispersión cromática neta sustancialmente cero. Este resultado es ventajoso para una pantalla de visualización frontal o una pantalla utilizada en aplicaciones montadas en la cabeza o en el casco que incorporan un conjunto de guía de ondas de este tipo, ya que permite el uso de una fuente de luz de generación de imágenes pequeña, barata y de banda ancha en lugar de una relativamente costosa. fuente de luz monocromática voluminosa y de alta potencia, por ejemplo un láser, para iluminar el conjunto de guía de ondas. Tal resultado también permite que el aparato de visualización presente correctamente imágenes o información de visualización en múltiples colores o a todo color a un espectador.
Se puede demostrar que el ángulo de salida 0o de la salida de luz por la rejilla de salida está relacionado con el ángulo de entrada 0i, de la entrada de luz en la rejilla de entrada, mediante la ecuación:
Figure imgf000006_0001
Donde di y do son los periodos de las rejillas de entrada y salida respectivamente.
En consecuencia, si los períodos de las rejillas son iguales, el término anterior multiplicado por A se cancela y 0o es igual a 0i. Por lo tanto, los períodos de rejilla se hacen coincidir para evitar la aberración cromática de las fuentes de luz distintas de las fuentes monocromáticas, como un láser. Se apreciará que si se requiere hacer coincidir las rejillas de esta manera para evitar la aberración cromática, la luz debe salir de la guía de ondas generalmente de forma perpendicular y, siendo este el caso, no es posible hacer coincidir las rejillas y también emitir la luz en un ángulo que no sea generalmente 90 grados. Sin embargo, en la presente invención, el combinador adicional y la guía de ondas pueden orientarse mutuamente para ocupar espacio eficientemente incluso cuando están sujetos a la restricción de un ángulo de salida de 90 grados de la guía de ondas y, por lo tanto, la invención proporciona una ventaja notable.
La Figura 4 muestra una vista en sección transversal del combinador 70. El combinador comprende un sustrato plano ópticamente transparente 71 hecho típicamente de vidrio. Se proporciona un revestimiento ópticamente reflectante 72 sobre una superficie del sustrato. El recubrimiento puede ser un recubrimiento dieléctrico multicapa que tenga espesores y propiedades dieléctricas seleccionadas para ser reflectante a las longitudes de onda presentes en la luz portadora de imágenes 73 (por ejemplo, monocromática o multiespectral) que sale de la guía de ondas pero que transmite a las longitudes de onda en la luz 74 de la escena del mundo exterior. Se proporciona una capa antirreflectante 75 en una superficie opuesta del sustrato configurada para aumentar la eficiencia de transmisión de la luz a través del combinador. La capa antirreflectante puede tener, por ejemplo, un espesor de un cuarto de longitud de onda diseñado para producir interferencia para permitir una mayor transmisión.
El recubrimiento selectivo de longitud de onda 72 en el combinador mejora la eficiencia al aumentar la reflectancia de las longitudes de onda utilizadas por el dispositivo de visualización al mismo tiempo que permite la transmisión de la escena externa.
Volviendo a la Figura 3, la unidad de guía de ondas está dispuesta para emitir la luz portadora de imágenes desde la rejilla de salida en una dirección generalmente alejada del espectador, y hacia la unidad de combinación para su reflexión desde la superficie plana de la unidad de combinación que generalmente mira hacia la rejilla de salida y el visor.
La unidad de combinación está posicionada y orientada para dirigir la salida de la unidad de pantalla de guía de ondas hacia la unidad de combinación para retrorreflexión hacia el espectador a través de la unidad de pantalla de guía de ondas. Esto permite una disposición compacta de la unidad de pantalla de guía de ondas y la unidad de combinación que generalmente es deseable en entornos con espacio limitado, como dentro de vehículos o aeronaves (por ejemplo, una cabina).
La luz portadora de la imagen reflejada vuelve entonces a la unidad de guía de ondas y alcanza la rejilla de salida de la misma. Al mismo tiempo, la luz externa de una escena ambiental, externa y del mundo real puede pasar a través de la unidad de combinación en dirección a la unidad de guía de ondas y, desde allí, al espectador. En consecuencia, el combinador combina la luz portadora de imágenes y la luz de la escena externa y continúan juntas hacia la unidad de guía de ondas y el espectador.
Aquí, la mayoría de la luz combinada (luz reflejada y luz de la escena externa) se transmite a través de la unidad de guía de ondas sin sufrir difracción por la rejilla de salida. Como resultado, la mayor parte de la luz combinada pasa a través de la unidad de guía de ondas y llega al espectador para que la vea sustancialmente sin desviarse.
El espectador finalmente ve/recibe la luz liberada indirectamente a través del reflejo de la unidad de combinación, y puede enfocarse en una imagen vista al mirar/a través del área de salida de la guía de ondas transparente que permite que la luz ambiental, externa y de la escena del mundo real también ingrese el ojo del espectador a través del área de salida de la guía de ondas (sin ser guiado). De esta forma, se puede ver una imagen deseada superpuesta a la escena externa.
Las realizaciones descritas anteriormente están destinadas a proporcionar ejemplos ilustrativos de la invención para facilitar la comprensión y se apreciará que las modificaciones, los equivalentes y las variantes de estas realizaciones, como serían fácilmente evidentes para el experto en la materia, se incluyen dentro del alcance de la invención como se define en las reivindicaciones.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un aparato de visualización para su uso en la visualización de una imagen a un espectador, que comprende:
    una guía de ondas óptica (8) dispuesta para recibir luz portadora de imágenes en la guía de ondas óptica para guiar la luz portadora de imágenes recibida a lo largo de la misma a una parte de salida de la guía de ondas óptica para su salida, la guía de ondas óptica que comprende una rejilla de difracción de entrada (12) para recibir luz portadora de imágenes y dirigir la luz portadora de imágenes recibida hacia la guía de ondas óptica por difracción, para guiarla a lo largo y la parte de salida comprende una rejilla de difracción de salida (5) para emitir la luz portadora de imágenes en el que los períodos de la rejilla de difracción de entrada y de la rejilla de difracción de salida coinciden; y,
    un combinador (70) dispuesto junto a la parte de salida de la guía de ondas óptica para reflejar la salida de luz portadora de imágenes por la guía de ondas en una dirección que pasa de regreso a través de la guía de ondas óptica y para permitir que la luz de una escena externa pase a través del combinador en dicha dirección a través de la guía de ondas óptica para combinarse con dicha luz portadora de imágenes reflejada de modo que dicha luz portadora de imágenes se superponga a la luz de dicha escena externa para que la vea un espectador
    en el que la parte de salida de la guía de ondas óptica es sustancialmente plana y la rejilla de difracción de salida está dispuesta para emitir dicha luz portadora de imágenes en una dirección de salida que es sustancialmente perpendicular al plano de la misma, y el combinador tiene una superficie generalmente plana que está orientada oblicuamente con respecto al plano de la parte de salida para dicha reflexión oblicua de la luz portadora de imágenes.
  2. 2. Un aparato de visualización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha guía de ondas óptica (8) es sustancialmente plana y dicho combinador es sustancialmente plano, y la guía de ondas óptica (8) y el combinador (70) están orientados mutuamente para converger uno hacia el otro en o adyacentes al parte de salida de la guía de ondas óptica (8).
  3. 3. Un aparato de visualización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha guía de ondas óptica (8) es sustancialmente transparente a la luz en las longitudes de onda ópticas que transmiten dicha luz portadora de imágenes y dicha escena externa, y dicho combinador (70) es sustancialmente transparente a la luz en las longitudes de onda ópticas que transmiten dicha escena externa y más reflexiva que transmisiva en longitudes de onda ópticas que transportan dicha luz portadora de imágenes.
  4. 4. Un aparato de visualización de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el combinador (70) incluye un revestimiento reflectante que es predominantemente reflectante en longitudes de onda ópticas que transmiten dicha luz portadora de imágenes y predominantemente transmisivo en longitudes de onda ópticas que transmiten dicha escena externa, para aumentar así la reflexión de la imagen de la luz portadora de imágenes desde el mismo y la transmisión de luz que transporta dicha escena externa a través del mismo.
  5. 5. Un aparato de visualización de acuerdo con la reivindicación 4 o 5 en el que el combinador (70) incluye un revestimiento antirreflectante que es predominantemente transmisivo en longitudes de onda ópticas que transmiten dicha escena externa, para aumentar así la eficiencia de transmisión de la luz que transmite dicha escena externa a través del mismo.
  6. 6. Un aparato de visualización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la guía de ondas (8) incluye una rejilla de difracción intermedia (13) entre la rejilla de difracción de entrada (12) y la parte de salida para recibir luz portadora de imágenes desde la rejilla de difracción de entrada (12) y expandir la luz portadora de imágenes en una primera dimensión generalmente transversal a la dirección de conducción de la luz hacia la parte de salida.
  7. 7. Un aparato de visualización de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la rejilla de difracción de salida (5) es para expandir la luz portadora de imágenes en una segunda dimensión generalmente transversal a la primera dimensión.
  8. 8. Un aparato de visualización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye una fuente de imágenes dispuesta para proporcionar una salida de luz portadora de imágenes, para la entrada a la guía de ondas óptica (8).
  9. 9. Aparato de visualización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la guía de ondas óptica (8) es una guía de ondas en forma de placa dispuesta para guiar la luz por reflexión interna total entre los lados opuestos sustancialmente paralelos de la guía de ondas (8).
  10. 10. Un aparato de visualización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la guía de ondas óptica (8) es una guía de ondas en forma de varilla dispuesta para guiar la luz a lo largo de la misma por reflexión interna total entre los lados opuestos sustancialmente paralelos de la guía de ondas (8).
  11. 11. Un aparato de visualización de proyección que comprende el aparato de visualización de cualquier reivindicación anterior para proyectar dicha luz portadora de imágenes y la luz desde dicha escena externa al mismo tiempo a un espectador de modo que dicha luz portadora de imágenes se superponga a la luz de dicha escena externa para ser vista por el espectador.
  12. 12. Una aeronave o vehículo que incluye un toldo o parabrisas transparente y un aparato de visualización o un aparato de visualización de proyección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el combinador está ubicado y dispuesto para permitir que un ocupante vea a través del combinador (70) y a través de la guía de ondas óptica (8) siendo dicha escena externa una escena externa a la aeronave o vehículo, de manera que dicha luz portadora de imágenes se superpone a la luz de dicha escena externa.
  13. 13. Un método para mostrar una imagen a un espectador, que comprende:
    proporcionar una guía de ondas óptica (8) y recibir luz portadora de imágenes en la guía de ondas óptica (8) para guiar la luz portadora de imágenes recibida a lo largo de la misma a una parte de salida de la guía de ondas óptica y emitir la luz portadora de imágenes recibida desde la misma, la guía de ondas óptica (8) que comprende una rejilla de difracción de entrada (12) para recibir luz portadora de imágenes y dirigir la luz portadora de imágenes recibida hacia la guía de ondas óptica por difracción, para guiarla a lo largo de la misma y la parte de salida comprende una rejilla de difracción de salida (5) para emitir la luz portadora de imágenes en la que los períodos de la rejilla de difracción de entrada y de la rejilla de difracción de salida coinciden;
    proporcionar un combinador (70) dispuesto junto a la parte de salida de la guía de ondas óptica (8) y reflejar la salida de luz portadora de imágenes por la guía de ondas (8) en una dirección que pasa de regreso a través de la guía de ondas óptica (8) y permitir que la luz de un escena externa pase a través del combinador (70) en dicha dirección a través de la guía de ondas óptica (8) para combinarse con dicha luz portadora de imágenes reflejada de modo que dicha luz portadora de imágenes se superponga a la luz de dicha escena externa para que la vea un espectador, en donde la parte de salida de la guía de ondas óptica (8) es sustancialmente plana y la rejilla de difracción de salida (5) está dispuesta para emitir dicha luz portadora de imágenes en una dirección de salida que es sustancialmente perpendicular al plano de la misma, y el combinador (70) tiene una superficie generalmente plana que está orientada oblicuamente con respecto al plano de la parte de salida para dicha reflexión oblicua de la luz portadora de imágenes.
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