JP2012502317A - フラットパネルレンズ - Google Patents

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Abstract

ファンアウトに対する最小限のマージンを有するか又はマージンが全くないテーパー形の光ガイドフラットパネルレンズシステム。テーパー形の光ガイドは、薄端及びベベル反射鏡又は光学的に同等である厚端を含む。薄端の一点を介し注入された光線が、光ガイド面のうちの１つから平行にされて出現し、光が薄端に注入され、光ガイド面のうちの１つを介し適切な角度で注入された平行にされた光線が、薄端の一点から出現するように反射される。ブラッグ回折格子は、カラー実装にも利用され得る。テーパー形の光ガイドが、押出成形、射出成形、又は押出成形と射出成形との組み合わせ／変形、並びに一般的に知られている別の技法によって単一部品として製造され得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学的システムに関し、具体的には、フラットパネルレンズシステムに関する。
[0001]レンズの焦点面内の一点から放射する光線が平行にされ、レンズに入射された平行な光線が一点に集中されることがよく知られている。フラットパネルレンズは、一点から放射する光線を平行にするが、光線が点と光線の視準面との間においてファンアウトするための体積は必要ない。しかしながら、フラットパネルレンズにおいては、点と平面の周辺とが離れていて、点と平面の周辺との間に望ましくないマージンが存在する。
[0002]通常のレンズとその焦点面それぞれとの間に空間が存在し、これも光学的システムを分厚くし得る。提案されている一解決策は、薄いテーパー形の光ガイド内部の一点又は一点からフラットパネルレンズへ放射する光線を平行にするフラットパネルレンズを開示している。焦点及び出口面は近似的に同一平面上にあるが、光ガイドのスラブが、光線が焦点から出口面へファンアウトし得るために２つの間に配置されるので、相互に置き換えられる。
[0003]背面投射型テレビは通常、画像が画面を満たすために映像投射器と拡散性の画面との間に空間が必要とされるために分厚くなる。空間はフラットパネルレンズによって置き換えられ得るが、画面が必ず平行を壊すので光を平行にする必要が全くない。かくして、一様な横断面を有する単純なテーパー形の光導波板で十分であり得る。しかしながら、その内部で投射器からの光線がファンアウトする光ガイドのスラブは、ユーザーが画面を満たしている画像をむしろ見たがっている画面上において、空白のマージンを形成する。
[0004]代替として、１組のプリズムが、画面後部のスラブを折り重ねるために使用され得るが、スラブ、テーパー形の導波板、及びプリズムは、慎重に配列される必要があって、これが高価になる可能性を有している。更に試みられる別の解決策においては、光線の方向が、線形の光学的システムすべてにおいて逆方向に向けられ得、テーパー形の光ガイドが、カメラと撮影対象との間の空間を除去するために使用され得る。しかしながら今度は、光線がファンインし得る光ガイドスラブがまた一方で要求される。結果として、マージンが折り畳みプリズムとともに除去され得るけれども、これらはまた一方で非常に高価になり得る。
本発明の目的は、ディスプレイ上でファンアウトするマージンを縮小するか又はマージンを除去するためのテーパー形の光ガイドフラットパネルレンズシステムを提供することである。
[0005]以下は、本明細書に記載した新規ないくつかの実施形態に関する基本的な理解を提供するために、簡易化した概要を提示している。この概要は、広範囲に及ぶ概要ではなく、主要な要素／重要な要素を特定することも範囲を詳細に説明することも意図されていない。唯一の目的は、後で提示される、より詳細な説明に対する前置きとして簡易化した形式で概念のいくつかを提示することである。
[0006]開示したものは、最小限のマージンを有するか又はマージンのないテーパー形の光ガイドとしてのフラットパネルレンズである。フォールディングプリズムが全く利用されず、光ガイドが、単一の透明物質の部品から形成され得る。一実装において、テーパー形の光ガイドは、薄端及びベベル反射鏡か又は光学的に同等である厚端を含む。ベベル反射鏡は、薄端において、一点を介し注入された光線が、光ガイド面の１つから平行にされて出てきて、光ガイド面の１つを介し適切な角度で注入された平行光線が、薄端において一点から出てくるものである。
[0007]光ガイドは、数例を挙げると（例えば、マウス及びキーボードのような従来の入力装置から独立した）人間の直接的な接触による対話動作、カメラ及び投射型テレビを提供しているディスプレイ及びフラットパネルディスプレイに対する特定の用途を見出している。テーパー形の光ガイドが、押出成形、射出成形、又は押出成形と射出成形との組み合わせ／変形、並びに一般的に知られている別の技法によって単一部品として製造され得る。
[0008]上記及び関連する目的を達成するための例示的ないくつかの態様が、以下の説明及び添付の図面に関連し本明細書に記載されている。これらの態様は、本明細書に開示した原理が実施され得る様々な方法を示していて、態様及びその同等物すべてが請求対象項目の範囲内にあるように意図されている。別の利点及び新規的な特徴は、図面に関連し考えられたとき、以下詳細な説明から明らかになるであろう。
[0009]ディスプレイ上のマージンを縮小又は除去する特性及び寸法を有するレンズシステムを例示している。 [0010]光源から光ガイドの受光面へ異なる角度で注入される光及び厚端における反射面から偏向された光の例を示している。 [0011]臨界角に従って第１のガイドを抜け出る反射光を提供するための、適切な異なる角度で方向付けられた受光面を伴う光ガイドを有する代替光ガイドを例示している。 [0012]光ガイドの薄端の中心へ注入される光線が、光ガイドの幅へファンアウトし得ることを例示している。 [0013] 反射面がフレネル面の代替反射鏡角度として構成され得ることを例示している。 [0014]すべての光線が抜け出る前に、同一数の反射を受ける曲面を有する光ガイドの代替実施形態を例示している。 [0015]光線が反射面と出合う前に、テーパー形の部分から平行側のセクションへの円滑な遷移を提供する光ガイドを例示している。 [0016]厚端の曲率半径が光ガイドの長さの２倍であり得ることを例示している。 [0017]厚端それぞれが、図７及び図８に記載した実装に従って曲線状になっている複製した光ガイドの表現を使用した略図を例示している。 [0018]光ガイド面が平面であるとき、光ガイドの最小限の厚みを導き出すための技法を例示している。 [0019]光ガイド面のどちらかの末端に入力している光線が薄端から離れたときに出合うように図１０を球面上に描写するための技法を例示している。 [0020] 厚端において反射面に関して使用され得る光学的性質を例示している。 [0021]反射面がブラッグ反射体によって置き換えられ得るレンズシステムを例示している。 [0022] 反射面が１組のブラッグ反射体によって置き換えられ得ることを例示している。 [0023]光ガイドが薄端と厚端との間の段階的指標（graded index）を使用したレンズシステムの代替実施形態を例示している。 [0024]開示した構造に従ってレンズシステムを使用するために作動可能な計算システムのブロック図を例示している。
[0025]開示したものは、ウェッジ形（又はテーパー形）の光ガイドであって、点光源が薄端に置かれていて、厚端が光線と光ガイドの水準面との間の角度を縮小するように傾斜した反射体である。反射体は、ジグザグ（又はフレネル（Ｆｒｅｓｎｅｌｌａｔｅｄ））面を含み得る。厚端は、ウェッジの薄端からテーパー軸の平行方向にウェッジの１つの長さを単位として離れた点の周囲で曲げられ得る。加えて、厚端は薄端の２倍の厚みがあり得る。ウェッジの厚みのプロファイルは、sin（ｚ＋Ｌ）／ｋＬに比例し、ここでｚは薄端からの距離、Ｌはウェッジの長さ、ｋは定数である。
[0026]ここで図面への参照が実行され、同一の参照番号が、始めから終わりまで全体を通して同様のエレメントを参照するために使用される。以下の説明において、説明のための多くの特定の詳細が、その徹底的な理解を提供するために詳述される。しかしながら、これらの特定の詳細がなくても新規的な実施形態を実践可能なことは明らかであり得る。別の例において、周知の構造及び装置がその説明を容易にするためにブロック図の形式で示されている。本意図は、請求対象項目の趣旨及び範囲内に収まる修正、同等物、及び代替手段のすべてを対象にすることである。
[0027]図１は、ディスプレイ上のマージンを減少するか又は除去するレンズシステム（１００）の特性及び特徴を例示している。レンズシステム（１００）は、厚端（１０８）から薄端（１１０）へのテーパー形の第１のガイド面（１０４）及び第２のガイド面（１０６）を有するウェッジ形の光ガイド（１０２）を含む。光ガイド（１００）は、光ガイド（１０２）の中へ注入される光（１１４）を薄端（１１０）において受信するための受光面（１１２）と、入射光線（１１８）を逆に第１のガイド面（１０４）（及び場合によっては第２のガイド板（１０６））へ偏向するための光ガイド（１０２）の厚端（１０８）における（ベベル反射鏡か又は傾斜反射鏡、及び反射面としても参照されている）反射面（１１６）であって、偏向された入射光線（又は反射光）（１２０）が、受光面（１１２）に達する前に、第１のガイド面（１０４）（又は表示面）を抜け出るものと、も含む。
[0028]図２は、光源（２０２）から異なる角度で光ガイド（１０２）の受光面（１１２）へ注入される光と、厚端（１０８）における反射面（１１６）から偏向された光と、の例（２００）を示している。反射面（１１６）（ベベル反射鏡）によって、薄端（１１０）において注入された光線は、臨界角（光が内部的に反射するよりむしろ光ガイド（１０２）を出る角度）に達するような方法によって偏向され、光源（２０２）によって注入される関連した角度に従う一点において、テーパー形の導波板（光ガイド（１０２））から出る。反射面（１１６）は、入射光線を偏向し、偏向された入射光線は、薄端（１１０）に向かっているが、光ガイド（１０２）の水準（２０６）に垂直な軸（２０４）に対し非常に減少した角度で戻る。偏向後、それぞれの光線による薄端（１１０）の方向で出合う厚みを減少させることによって、光線の角度が（光ガイド（１０２）の特定の材料に関する）臨界角より小さくなるまで光線の角度を減少させ、その一点において光線が、光ガイド（１０２）のガイド面（第１のガイド面（１０４）及び／又は第２のガイド面（１０６））から出てくる。
[0029]最上部の例（２００）において、光源（２０２）から注入された光線は、小さな
角度でガイド（１０２）に入り、第１のガイド（１０２）を抜け出る前に、光を反射面（１１６）で偏向し、ほとんどが受光面（１１２）へ戻る。中央の例（２００）において、光源（２０２）から注入された光線は、最上部の例より大きな角度でガイド（１０２）に入り、反射面（１１６）で光を偏向して戻り、第１のガイド（１０２）を抜け出る前に臨界角を小さくし、光ガイド（１０２）の中央近くで抜け出る。最下部の例（２００）において、光源（２０２）から注入された光線は、中央の例よりもより大きな角度で光ガイド（１０２）に入り、反射面（１１６）で光を偏向し戻って、反射面（１１６）に近い第１の面（１０２）において光ガイド（１０２）を抜け出る。かくして、光源が光を受光面（１１２）へ注入する角度を調整することによって、第１の面（１０４）から見られたときのマージンが縮小され得るか又は除去され得ることを理解することは容易である。
[0030]図３は、臨界角に従って第１のガイド面（１０４）を抜け出る反射光を提供するために、適切な異なる角度に方向付けられた受光面（３０４）を用いた光ガイド（３０２）を有する代替光ガイドシステム（３００）を例示している。反射面（１１６）（ベベル反射鏡）は、受光面（３０４）へ薄端（１１０）において注入される光線を臨界角の範囲に関し、光源（２０２）によって関連付けられた注入角度に従う一点においてテーパー形の導波板（光ガイド（３０２））を出るような方法によって偏向させる。偏向された入射光線（又は反射光線）は、薄端（１１０）へ向かって戻るが、反射面（１１６）が、光ガイド（３０２）の水準（３０８）に垂直の軸（３０６）対し大きく縮小した角度で入射光線を偏向する。反射後、それぞれの光線が薄端（１１０）の方向で出合う厚みの減少によって臨界角より小さくなるまで光線の角度が縮小され、その一点において光線が、光ガイド（３０２）のガイド面（第１のガイド面（１０４）及び／又は第２のガイド面（１０６））から出てくる。
[0031]図４は、光ガイド（１０２）の薄端（１１０）の中心へ注入された光線（４００）が、光ガイド（１０２）の幅へファンアウトし得、（ベベル反射鏡とも参照されている）反射面（１１６）の厚端（１０８）において偏向した後、光線（４００）が（第１のガイド面（１０４）と同様の）前面（４０２）の全域（全体）を照らす光ガイド（１０２）を例示している。前面（４０２）の全領域を抜け出る光が、前面（４０２）の４つの角それぞれの近くを抜け出る光線の矢印によって示されている。したがって、光源（２０２）近くの光ガイド（１０２）の下側半分において従来のシステムのように光線がファンアウトし得る空白マージンの必要はない。
[0032]滑らかな光ガイドに関しては、光ガイドの垂線に対する光線の余弦角と光ガイドの厚みとの積が従来定数であることが示されている。また、光ガイドの水準面に対する光線の正弦角の厚み分を倍した定数に従っている。小さな角度の正弦角は、角度自体に近似的に比例するので、光線の角度自体と厚みとの積は、近似的に一定と言うことができる。光線は、０と臨界角との間において一様に分散した範囲の角度で厚端（１０８）において（例えば、レーザー、ＬＥＤ）光源（２０２）によって光ガイド（１０２）へ注入されることと、光ガイド（１０２）が、（例えば薄端（１１０）において）徐々に入力の厚みの半分までテーパー形になることと、を考えられたい。薄端（１１０）に達する光線角度が２倍になっているので、注入された光線の半分は、臨界角を超えていて、もはや導光されない。
[0033]代わりに開示された技法として光線は薄端（１１０）において注入され、光線（４００）の角度すべてが厚端（１０８）においては臨界角の半分にも満たない。適切に傾斜した反射面（１１６）は、すべての光線（４００）が臨界角の半分よりも大きな角度で戻るように光線（４００）を反射する。かくして、すべての光線（４００）が薄端（１１０）に達する前に、光ガイド（１０２）から離れる。故に、一実装において、光ガイド（１０２）の厚端（１０８）は、薄端（１１０）の厚みの２倍か又はおよそ２倍である。
[0034]図２の最上部、中央、及び最下部の例（２００）に示した３つの光線はすべて、光ガイド（１０２）の左手から厚端（１０８）における反射面（１１６）上における入射である。しかしながら、光線は右手からの入射もあって、これらの光線は、光ガイド（１０２）の下側へ伝播し戻り、薄端（１１０）を介しシステムに失われ、投射される画像内に欠落部が存在し得る。
[0035]図５は、反射面（１１６）が、フレネル面（５００）の別の反射鏡角度として構成され得ることを例示している。フレネル面（５００）は、どんな入射光線（５０２）に対しても光線（５０２）の一部（５０４）がなくなることを保証するために厚端（１０８）上でエンボス加工され得るが、正反射部分（５０６）は画像（５０８）を形成し続け、画像は一様であってギャップのない（マージン）が形成される。したがって、厚端（１０８）上の反射面（１１６）に関しフレネル面（５００）は反射面の組（５１０及び５１２）を含んでいて、その垂線は、光ガイド（１０２）の水準面において分割される同一のコンポーネントを共有しているが、光ガイド（１０２）の水準面に対し垂直な向きと等しいコンポーネント及び反対のコンポーネントを有している。
[0036]直線側を有するテーパー形の光ガイドを介し投射される画像における不連続性は一点において形成し、そこで光線の入射角における小さな変化が、余分な反射を光線にもたらす。図４の前面（４０２）に投射される画像の下部が、上部よりも光源（２０２）（例えば投射器）の近くにあるので、厚端（１０８）の反射面（１１６）が平面であることを理由に、映像が台形歪み（画像を台形と同様に見せる画像の次元の歪み）を被られ得る。
[0037]図６は、すべての光線が抜け出る前に、同一数の反射を受ける曲面を有する光ガイド（６００）の代替実施形態を例示している。反射面（１１６）は、光ガイド（６００）の水準面に対し垂直な軸（６０２）の周囲で曲線状になっていて、光ガイド（６００）の長さの２倍に等しい曲率半径を有する。光線は、反射後、もはやファンアウトせず、台形歪みは除去される。しかしながら、表示の縁は一直線であることが望まれ得る。かくして、代わりの反射面（１１６）は、フレネル面であり得、この（図５の）反射面（５１０）及び（５１２）の作用を用いて平行にする作用が、単一のプリズム面へ組み入れられ得る。
[0038]反射面（１１６）を曲げることによって提供される面は、近似的に筒状である。筒状の反射鏡（又は面）の不利な点は、解像度を落とし得る非点収差の導入である。これは以下のように解決される。
[0039]図７は、光線が反射面（１１６）と出合う前にテーパー形の一部分（７０２）から平行側を有する一部分（７０４）への円滑な移行を提供する光ガイド（７００）を例示している。光ガイド（７００）の末端において反射面（１１６）が一定の曲率半径を用いて曲げられ、第１の導光面（１０４）と曲面反射面（１１６）とによって定義される第１の角（７０６）と、第２のガイド面（１０６）と曲面反射面（１１６）とによって定義される第２の角（７０８）双方が直角である。図５のフレネル面（５００）を使用するとき、反射面（５１０及び５１２）は、反射面（１１６）と関連した平面（５１０及び５１２）それぞれによって作られる角度が一定であるこの湾曲に従っている。
[0040]図８は、厚端（１０８）の曲率半径（８００）が光ガイド（１０２）の長さの２倍であり得ることを例示している。前述したように本明細書の一実装において、光ガイド（１０２）の厚端（１０８）は、薄端（１１０）の厚みの２倍が最適であり得る。更にその上、光ガイド（１０２）は、平面（第１のガイド面（１０４）及び第２のガイド面（１
０６））を有しているため、厚端（１０８）における曲率半径は、光ガイド（１０２）の長さの２倍に等しい。これは、反射面（１１６）が台形歪みを最小限にするための軸（６０２）の周りで示したように、図６に示した軸（６０４）の周りの同一の曲率半径を有することを意味している。したがって組み合わせた厚端（１０８）の湾曲は球状であって、その場合、反射面（１１６）は、非点収差を全く導入せず解像度は低下されない。
[0041]光ガイドを介した光線経路は、上下の面へ光線の跡を交互に辿り、それぞれの面からの反射角を計算することによって見出され得るが、これは困難であって完全な情報を与えることができない。光ガイドが平らな面を有している場合には、光線が大気中に実際に出てくるとき、光線が交差点で臨界角より小さな角度で交差するまで、テーパー形の光ガイドの複製のスタックを介し直線的に光線を描くことは、より簡単でかつ光学的に等価である。光線を逆方向に描くことによる逆のアプローチを使用することも許されていて、言い換えると、光ガイドの１つの端において光線を注入し、光線が表面から出てくるまで光線の進行を辿るというよりもむしろ、光線が、臨界角で表面から離れ、臨界角を決して超えないとう条件を用いて、光ガイドのスタック面から光ガイドの末端へ辿られ得る。
[0042]図９は、それぞれの厚端（１０８）が図７及び図８に記載した実装に従って曲げられた複製した光ガイド（９０２）の表現を使用した図（９００）を例示している。前述した逆のアプローチを使用し、実際には（第１のガイド面（１０４）と同様の）出口面（９０６）であり得るものへもたらされる入射光線（９０４）は、厚端（１０８）の反射面（１１６）から反射する。複製した光ガイド（９０２）が厚端（１０８）において一定の半径の曲線と結合し、その結果、曲線の曲率半径の半分と等しい距離において、近似的に平行な光線を一点（９０８）に集める。
[0043]厚端（１０８）が完全に滑らかである場合、この点（９０８）は、複製した光ガイド（９０２）の最上部の光ガイドの薄端（１１０）にあるが、フレネル面（図５の（５１０及び（５１２））の作用は、光線それぞれの半分を偏向することであって、偏向された焦点の半分は、スタック内の下位にある複製（９０２）のうち１つの薄端（１１０）に存在している。最適な実装において、すべての光線は、入口と出口との間において同一数の反射を受ける。図９は、それぞれの光線が別の任意の光線と同一数の光ガイドインターフェースと交差するので、これは例示した実施形態が自明の事項であることを示している。
[0044]図９の平面に垂直に、薄端（１１０）から辿られる光線は、反射面（１１６）の球面からの反射によって近似的に平行にされるので、光ガイドを介し投射される画像は、ほとんど歪みを経験しない。平行にされた光線は、歪みを全く有しておらず、そのため投射される画像は一様性を提示する。
[0045]加えて光線は、表示面の任意の点から出てくるように光ガイドの薄端で受光面へ注入され得、その結果、マージンを減少するか又は完全に除去する。光ガイドの側面は、光ガイドを介し投射される画像の解像度を維持することを支援するどんな湾曲も有していない。これは、更にその上、レンズシステムを作成することも簡易であることを意味している。
[0046]テーパー形の光ガイドの面（例えば、第１のガイド面（１０４）及び第２のガイド面（１０６））を作るための研磨機の基盤は、傾斜した、最上部がワックスを塗られた高度の透明性のガラスの薄板であって、研き上げられた平面であり得る。球状に曲げられた反射面（１１６）（ベベル反射鏡）を作るための、そのようなテーパー形の光ガイドのいくつかは、従来のレンズ面のように、スタック内で一緒にワックスを塗られた末端上で磨かれた球であり得る。フレネル面（５１０及び５１２）は、その後、フィルム上にキャ
スティングされ得、球状の反射面（１１６）全体に延ばされ、その後、糊付けされ得る。
[0047]図１０は、光ガイド面が平らな面であるとき、光ガイドの最小限の厚みを導き出すための技法（１０００）を例示している。反射面（１１６）上の球面曲率は、有限の厚みの点ではなくて小さな円形領域へ、平行な光線を反射し、光ガイドは、小さな円形領域の大きさよりも、より薄くならないように設計され得る。図１０は、形状を図９に適用して、この最小限の厚みがどのように計算され得るか示している。２つの光線（１００２及び１００４）が示されていて、光線（１００２）の出口（１００６）の一点は薄端（１１０）に最も近いが、光線（１００４）の出口（１００６）の一点は厚端（１０８）に最も近い。すべての光線（１００２及び１００４）は、抜け出る直前の臨界角φである。双方の光線（１００２及び１００４）をこの角度で後方に辿ることは、光ガイドの複製（９０２）のスタックを介し光線（１００２及び１００４）が厚端（１０８）で出会うまで間を置かずに実行される。
[0048]フレネル面（５１０及び５１２）を使用するとき、厚端（１０８）のフレネル面（５１０）における反射後、光線（１００２）が光ガイドの複製の水準面に平行な薄端（１１０）へ逆に辿ることが実行され得る。反射した光線（１００２）の一部分は、入射光線部分に対するある角度θであって、その角度θが計算され得、一方、フレネル面（５１０）は、反射面（１１６）の球面曲率に対する角度θ／２である。
[0049]光線（１００４）は、同一のフレネル面（５１０）から反射する。かくして反射した光線（１００４）の一部の角度が計算され得る。光線（１００２）及び光線（１００４）が薄端（１１０）で出会う場合、対称性によってこの角度はθに等しい。形状計算は、臨界角φが４２度に等しい場合、θが２１度に等しいことを示しているが、代わりに光線（１００４）は、ウェッジ面（例えば第１のガイド面（１０４））に対し約３度の差である２４度で反射される。
[0050]焦点は、非常に薄い光ガイドが作られる場合、改善され得る。しかしながら、図９の対称性は、厚端（１０８）が単純な曲線状であることを示している。厚端（１０８）の形状を変更するよりもむしろ、テーパー形の光ガイドの側面が曲げられ得、そのような図９の方法によって加えられる多くの光ガイドが、分割された蜜柑の皮のスライスと同様に、球体上にマッピングされる。非常に細いテーパー形の光ガイドの所望の面曲率は、湾曲の半径が厚端（１０８）から反射されるすべての光線が一点に集まるように、球体の図１０を描くことによって見出され得る。これが今から説明される。
[0051]図１１は、薄端（１１０）から離れるとき、光ガイド面のどちらかの末端に入る光線が満たしている球面上に図１０を描くための技法（１１００）を例示している。図１１は、北極点Ｎを有する球の断面図（１１０２）を示していて、図１０の光線（１００２）が、北極点Ｎに対しψ度の緯度の位置ｂから、南西角φで軌跡と呼ばれるベクトルに従って動く。光線（１００２）は、ベクトルaによって示される最終的な位置の緯度２ψで停止する。最初、光線（１００２）の方向は、光線（１００２）が大圏針路に沿って動くｔであるので、ｂとｔとの線形和として示され得る。大圏針路の円弧ｂａが、球の中心Ｃに対し角λを有している場合、
となる。
[0052]位置aは２ψの緯度であって、aのｊ成分はｃｏｓ２ψと等しく
となるので
そうすると
である。
[0053]これはｓｉｎλ、λ，そしてａを得るための解き得る二次方程式である。光線（１００２）が動く距離は球の半径のλ倍であるが、光線（１００２）が位置aに達する方向θを知っていることが望ましい。これは、まさに光線（１００２）が伝播している大圏針路に対する垂線ｎを計算することによって決定され得、ｎはｂ及びｔ双方に垂直であるので、したがって、
となる。
[0054]最終的な光線の場所を通過する円の経線に対し垂直であるベクトルは、ｊ×ａ
を計算することによって得られ得る。
[0055]ここでθは光が進む線とaを通過する経度線との間の角度に等しいので、角θもこれらの線双方に対する垂線との間の角度と等しい。したがって
となる。
[0056]これを例えば表計算ソフトウェアへ入力し、θ＝２４度までψを変更することによると、それが２４°でなければならないことが明らかになる。ウェッジ（テーパー形の光ガイド（１０２））の長さＬは、弧度（ラジアン）ψを球面半径のＲ倍したものと等しいので、それはＲ＝Ｌ／ψに従っていて２．３９Ｌに等しい。
[0057]球面上に描かれるウェッジの長さＬを用いて厚みの変動を計算することが残っている。北極点Ｎから緯度βにおける緯度線の半径は、Ｒｓｉｎβである。ウェッジは緯度Ｌ／Ｒから２／Ｒまで動いて、ウェッジの厚みＴはsin（ｚ＋Ｌ）／２．３９Ｌに比例し、ここでｚは薄端から厚端までのウェッジに沿った距離である。これは、光ガイドがsin（ｚ＋Ｌ）／ｋＬに比例した厚みのプロファイルを有しているものとして、より一般的に評価され得、ここでｚは薄端からの距離であって、Ｌは光ガイドの長さであって、ｋは定数である。
[0058]図５の反射面（１１６）が光の半分を浪費する。以下は、この損失を除去する方法を説明している。反射する光線だけによってフレネル面（５１０）及び（５１２）が照らされる場合、損失は減少され得るか又は除去され得、薄端からフレネル面が光ガイド面からでてくるか、又は同様に（光線が光ガイド面へ導入されたとき、薄端から）逆方向へ出てくる。例えば、振動反射鏡によって走査されるレーザー光線が薄端へ方向付けられる
場合、光線が、図５の正反射部分（５０６）のような反射を生み出したとき、光線は、スイッチが投入される必要があるが、光線が反射の一部分（５０４）を生み出したとき、スイッチが切断される必要がある。光センサーは、薄端に配置され得、望まれない反射の一部分（５０４）が検出されるときはいつでもレーザーのスイッチを切るために使用され得る。
[0059]レーザー光線はまた、光線の正面に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を置くことと、ＬＣＤ上の回折格子を表わすこと、によって走査され得、画像は、ホログラフィック投影として知られている技法の回折格子の重ね合わせによって製造され得る。この場合、ＬＣＤ上のパターンが一部分（５０４）のような無駄な光を製造しないフレネル面へ光を方向付ける格子だけから構成されることを確実にすることによって、損失は最小化される。
[0060]小さな一面（例えばフレネル面（５１０）及び（５１２））から反射された光は、解像度を落とす開口部の回折にさらされることがよく知られている。（屈折率が２つの値の間で交互に入れ替え、厚みが２つの値の間で交互に入れ替えるレイアを含む構造の）ブラッグ回折格子が使用される場合、開口部の回折が除去され得る。適切な厚み及び指標の選択によって所望した角度の範囲の全域で単色光を反射する反射面、さもなければ、透過である反射面（１１６）を設計することが可能である。
[0061]図１２は、反射面（１１６）のための厚端において使用され得る光学的性質を例示している。グラフ（１２００）は、θ0から２θ0の範囲において光線を偏向するために使用され得る単一の反射面（１１６）を示している。第２の反射面は、０からθ0の範囲において光線を処理するために反射面（１１６）と組み合わせて使用され得る。
[0062]図１３は、反射面がブラッグ反射体（１３０２）によって置き換えられ得るレンズシステム（１３００）を例示している。したがって反射体（１３０２）は、テーパー形の光ガイド（１０２）の下部の面（第２のガイド（１０６））からすべての光線（例えば光線（１３０４））を反射するが、上部の面（第１のガイド面（１０４））からそれらの光線すべてを送信するように設計され得る。従来の平面反射鏡又はフレネル反射鏡は、その後、上部の面（例えば第１のガイド面（１０２））から光線を反射するために反射体（１３０２）上にエンボス加工され得る。
[0063]図１４は、１組のブラッグ反射器（１４００）によって置き換えられ得る反射面を例示している。２つのブラッグ回折格子(１４００)は、第１の回折格子（１４０２）が光ガイド（１０２）の下部の面（第２のガイド面（１０６））からの光線及び（第１のガイド面（１０４））の上部の面から別の光線を反射するように重ね合わせられ得る。代替として２つの格子(１４００)が双方の機能を実行する単一の回折格子（１４０６）へ空間的に重ね合わせられ得る。
[0064]カラーディスプレイは、赤、緑、及び青（ＲＧＢ）の光を用いて照らされ、少なくとも３つの波長が、ブラッグ回折格子によって反射され得る。これらは、例えば、背面投射型テレビにおいて映像投射器を照らすレーザー波長であり得る。３組の別個の格子は、左手側及び右手側双方から３つの入射波長すべての入射光線を反射するのに十分であるが、それぞれの組は、それ自身の波長の光だけを反射する。以下の段落が詳述しているように、最も一般的な透明な物質の典型的な屈折率を用いた光ガイドに対し回折格子が設計されている場合にこれが発生することは、幸いである。
[0065]一般的なポリ（メチルメタクリレート）のような透明な物質又はＰＭＭＡは、４２度の空気中において１．４９２の屈折率及び臨界角を有している。かくして、この物質から生成される光ガイドは、光ガイドの水準面に対し０度と４８度との間の角度における
光線すべてを制限する。厚端が薄端の厚みの２倍を有しているので、光線は厚端において２４度よりも小さな角度の入射し、すべての光線が薄端に向かって伝播し戻るとき、２４度より大きな角度で反射され、表示面から出てくる。具体的には、２４度での光線の入射は、あたかもマイナスの１２度で傾斜した反射面（反射鏡）から反射するように、マイナスの４８度で反射される。
[0066]これを実行するブラッグ回折格子は、波長あたりｃｏｓ｛[２４°−（−４８°）]／２｝＝０．８１の２倍に等しい入射波、及び反射波ベクトルのベクトル和の大きさと等しい周期を有する。通常の入射光線は、波長あたり２つの周期を有する回折格子から反射し、そのため緑色光線は、緑色との青の波長比が０．８１である場合、青に対し設計された格子を通り抜ける。緑と赤の波長比は同一であって、ＲＧＢの波長４３０、５３２、及び６５５ナノメートル（ｎｍ）それぞれを満たす。
[0067]これらの波長に従って選択されたとき、どの波長も別の２つの波長用に設計された格子による影響を受けないで３組の格子が、単一のフィルムに重ね合わせられ得る。しかしながら、６５５ｎｍにおいて目の感度は小さい。そのような場合、光ガイドの臨界角が、よりわずかな波長間の比率を許すように、増やされ得る。
[0068]所望した角度の精度でブラッグ反射鏡を光ガイドの末端上に適用することは困難であり得る。代替技術は、光ガイドの側面を介しイオン光線を方向付けることによってブラッグ回折格子を生成することである。ポリマーを介したエネルギーイオンの通過は、接着を壊し、屈折率の変化をもたらし得ることがよく知られている。故に、イオン光線は、ブラッグ回折格子を構成する大きな屈折率及び小さな屈折率を交互に入れ替えるレイアを生成するために使用され得る。
[0069]一般的だが網羅的でない一概要において、厚端が薄端の２倍の厚みである厚端から薄端へのテーパー形の表示面及び第２のガイド面を有するテーパー形の光ガイドと、光ガイドへ注入される光を薄端において受信するための受光面と、光ガイドの厚端において、入射光線から表示面へ逆に偏向するための反射面と、反射光線が受光面に達する前に表示面を抜け出るように光ガイドの水準面に対する反射光線の角度を小さくするための傾斜反射面と、を含むレンズシステムの実装が提供される。
[0070]傾斜した反射面がフレネル面であって、テーパー形の軸と平行した向きに１つの光ガイドの長さを単位として薄端から離れた一点の周囲で曲げられ得る。光ガイドは、sin（ｚ＋Ｌ）／ｋＬに比例する厚みのプロフィールを有していて、ここでｚは薄端からの距離、Ｌは光ガイドの長さ、及びｋは定数である。反射面は、２つの指標値の間で交互に入れ替える屈折率指標と、２つの厚みの値との間で交互に入れ替える厚みと、を持ったレイアを有する１つ以上の反射回折格子を含んでいて、１つ以上の反射格子が開口部の回折を除去する。
[0071]反射面が、一定の曲率半径にしたがって球状に曲げられ、表示面と曲面反射面との間に形成される角度が、第２の面と曲面反射面との間に形成される角度と同等であって、表示面及び第２のガイド面がそれぞれ、厚端において反射面に対し直角を形成する。
[0072]受光面に入る注入光は、表示面を抜け出る前に、そのすべてが同一数の反射を受ける光線を含む。反射面は、表示面を照らすための赤、緑、及び青色を使用した３組のブラッグ回折格子から成る。光ガイドは、ポリ（メチルメタクリレート）から構成され得る。
[0073]図１５は、光ガイド（１５０２）が薄端（１１０）と厚端（１０８）との間にお
いて段階的指標を使用するレンズシステム（１５００）の代替実施形態を例示している。レンズシステム（１５００）は、厚端（１０８）から薄端（１１０）への平行か又はテーパー形であり得る第１のガイド面（１０４）及び第２のガイド面（１０６）を有する光ガイド（１５０２）を含む。光ガイド（１５０２）は、薄端（１１０）において光ガイド（１５０２）へ注入される光（１１４）を受信する受光面（１１２）と、光ガイド（１５０２）の厚端（１０８）において、第１のガイド面（１０４）（及び場合によっては第２のガイド面（１０６））へ入射光線（１１８）を逆に偏向するための（ベベル反射鏡又は傾斜反射鏡としても参照されている）反射面（１１６）と、を含んでいて、偏向された入射光線（１２０）（又は反射光）は、受光面（１１２）に達する前に第１のガイド面（１０４）を抜け出る。光ガイド（１５０２）の段階的指標特性は、薄端（１１０）からの距離が大きくなるに従って小さくなる屈折率を含んでいて、光線は、薄端（１１０）から厚端（１０８）への正弦関数の経路に従う。
[0074]ここで図１６を参照すると、開示した構造に従ったレンズシステムを使用するために作動可能な計算システム（１６００）のブロック図が例示されている。図１６及び以下の論述は、様々なその態様に関する付加的な文脈を提供するための様々な態様が実装され得る適切な計算システム（１６００）に関する簡潔で一般的な説明を提供するように意図されている。上記説明は、１つ以上の計算機上で実行し得る計算機実行可能命令に関する一般的な文脈にあるが、当業者は、その他のプログラムモジュールとの組み合わせ及び／又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせなど、新規的な実施形態も実装され得ることも認めよう。
[0075]計算システム（１６００）は、様々な態様を実装するための処理ユニット（単数又は複数）（１６０４）を有する計算機（１６０２）、システムメモリー（１６０６）、及びシステムバス（１６０８）を含む。処理ユニット（単数又は複数）（１６０４）は、単一プロセッサー、マルチプロセッサー、単一ユニット、マルチコアユニットのような様々な任意の商用利用可能なプロセッサーであり得る。その上更に当業者は、新規的な本方法が、作動的に１つ以上の関連装置に作動可能に接続され得るミニコンピューター、メインフレームコンピューター、パーソナルコンピューター（例えば、デスクトップ、ラップトップなど）、携帯用計算装置、マイクロプロセッサーベースか又はプログラマブルの家庭用電化製品など、それぞれを含む別の計算機システム構成を用いて実施され得ることを十分に理解されよう。
[0076]システムメモリー（１６０６）は、揮発性（ＶＯＬ）メモリー（１６１０）（例えば、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ））及び不揮発性メモリー（ＮＯＮ−ＶＯＬ）（１６１２）（例えば、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなど）を含み得る。始動時など、データ及び信号に関する通信を容易にする基本的なルーチンを含む基本入力／出力システム（ＢＩＯＳ）が、計算機（１６０２）内のコンポーネント間に不揮発性メモリー（１６１２）にストアされ得る。揮発性メモリー（１６１０）は、データをキャッシュするためのスタティックＲＡＭのような高速ＲＡＭも含み得る。
[0077]システムバス（１６０８）は、メモリーサブシステム（１６０６）を含むがこれに限定しないシステムコンポーネントに関する処理ユニット（単数又は複数）（１６０４）とのインターフェースを提供する。システムバス（１６０８）は、（メモリーコントローラーの有無にかかわらず）更にメモリーバスと相互接続し得る任意のタイプのバスアーキテクチャ、及び様々な商用利用可能な任意のバスアーキテクチャを使用した任意の（例えば、ＰＣＩ、ＰＣＩｅ、ＡＧＰ、ＬＰＣなど）周辺装置用のバスであり得る。
[0078]計算機（１６０２）は、更に、ストレージサブシステム（１６１４）並びにシステムバス（１６０８）及び所望の別の計算機コンポーネントとストレージサブシステム（
単数又は複数）（１６１４）を接続するためのストレージインターフェース（１６１６）を含む。ストレージサブシステム（単数又は複数）（１６１４）は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、磁気フロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）、及び／又は光学式ディスクストレージドライブ（例えば、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ）のうち１つ以上を含み得る。ストレージインターフェース（単数又は複数）（１６１６）は、例えば、ＥＩＤＥ、ＡＴＡ、ＳＡＴＡ、及びＩＥＥＥ１３９４などのインターフェース技術を含み得る。
[0079]データは、１つ以上のプログラム、メモリーサブシステム（１６０６）にストアされる取り外し可能メモリーサブシステム（１６１８）（例えば、フラッシュドライブ形態の要素技術）、及び／又はストレージサブシステム（単数又は複数）（１６１４）であり得る、オペレーティングシステム（１６２０）、１つ以上のアプリケーションプログラム（１６２２）、その他のプログラムモジュール（１６２４）、及びプログラムデータ（１６２６）を含む。通常、プログラムは、ルーチン、方法、データ構造、特定のタスクを実行するか又は特定の抽象データタイプを実装する別のソフトウェアコンポーネントなどを含む。オペレーティングシステム（１６２０）、アプリケーション（１６２２）、モジュール（１６２４）、及び／又はデータ（１６２６）すべて又は一部分も例えば、揮発性メモリー（１６１０）のようなメモリーにキャッシュされ得る。開示した構造が商用利用可能な様々なオペレーティングシステム又はオペレーティングシステムの組み合わせを用いて（例えば仮想計算機として）実装され得ることを十分理解されよう。
[0080]ストレージサブシステム（単数又は複数）（１６１４）及びメモリーサブシステム（１６０６及び１６１８）は、揮発性及び不揮発性データストレージ用の計算機可読媒体、データ構造、計算機実行可能命令などとしての役目を果たす。計算機可読媒体は、計算機（１６０２）によってアクセスされ得る利用可能な任意の媒体であり得、揮発性及び不揮発性媒体、取り外し可能及び取り外し不可能媒体を含む。媒体は、計算機（１６０２）に関する適切な任意のデジタル形式のデータストレージを提供する。開示したアーキテクチャの新規的な方法を実行するための計算機実行可能命令をストアするためのジップドライブ、磁気テープ、フラッシュメモリーカード、カートリッジなどのような別のタイプの計算機可読媒体が使用され得ることを当業者は十分理解されたい。
[0081]ユーザーは、キーボード及びマウスのような外付けのユーザー入力装置（１６２８）を使用し、計算機（１６０２）、プログラム、及びデータと対話し得る。その他の外付けのユーザー入力装置（１６２８）は、マイクロフォン、ＩＲ（赤外線）遠隔操作、ジョイスティック、ゲームパッド、カメラ認識システム、スタイラスペン、タッチスクリーン、ゼスチャーシステム（例えば、眼球の動き、頭の動きなど）、及び／又は同様のものを含み得る。ユーザーは、例えば、計算機（１６０２）が携帯型計算機であるところにおいて、タッチパッド、マイクロフォン、キーボードなどのような内蔵のユーザー入力装置（１６３０）を使用し、計算機（１６０２）、プログラム、及びデータと対話し得る。これらの装置及びその他の入力装置は、システムバス（１６０８）を介した入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスインターフェース（単数又は複数）（１６３２）を介し、処理ユニット（単数又は複数）（１６０４）と接続されるが、パラレルポート、ＩＥＥＥ１３９４シリアルポート、ゲームポート、ＵＳＢポート、ＩＲインターフェースのような別のインターフェースによって接続され得る。Ｉ／Ｏデバイスインターフェース（単数又は複数）（１６３２）は、プリンター、オーディオ装置、カメラ機器、サウンドカード、及び／又は内蔵の音声処理機能のような周辺の出力装置（１６３４）の使用も容易にする。
[0082]（一般的にグラフィック処理装置（ＧＰＵ）としても参照されている）１つ以上のグラフィックインターフェース（単数又は複数）（１６３６）は、計算機（１６０２）と外付けの（例えば、ＬＣＤ、プラズマ）ディスプレイ（単数又は複数）（１６３８）と
の間にグラフィックス信号及び映像信号を提供し、及び／又は（例えばポータブルコンピューター用）内蔵のディスプレイ（１６４０）を提供する。グラフィックインターフェース（単数又は複数）（１６３６）は、コンピューターシステムボードの一部としても製造され得る。外付けのディスプレイ（単数又は複数）（１６３８）及び／又は内蔵のディスプレイ（１６４０）は、本明細書に開示したレンズシステムを含み得る。
[0083]計算機（１６０２）は、１つ以上のネットワーク及び／又はその他の計算機に対する有線／無線通信サブシステム（１６４２）を介し論理的接続を使用するネットワーク環境（例えばＩＰ）において作動し得る。その他の計算機は、ワークステーション、サーバー、ルーター、パーソナルコンピューター、マイクロプロセッサーベースの娯楽家電製品、ピア装置又は一般的な別のネットワークノードを含んでいて、典型的に、計算機（１６０２）に関連し説明されるエレメントの多くか又はすべてを含み得る。論理的接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、ホットスポットなどに対する有線／無線接続性を含み得る。ＬＡＮ及びＷＡＮネットワーク環境は、オフィス及び会社において一般的であって、イントラネットのような企業規模の計算機ネットワークを容易にし、そのすべてはグローバル通信ネットワーク、例えばインターネットと接続し得る。
[0084]ネットワーク環境において使用されるとき、計算機（１６０２）は、（例えば、ネットワークインターフェースアダプター、内蔵の送受信装置サブシステムなどの）有線／無線通信サブシステム（１６４２）を介しネットワークと接続し、有線／無線ネットワーク、有線／無線プリンター、有線／無線入力装置（１６４４）などと通信する。計算機（１６０２）は、モデムを含み得るか又はネットワークを介した通信を確立するための別の手段を有し得る。ネットワーク環境において、計算機（１６０２）に関連したプログラム及びデータは、分散システムに関連付けられるようなリモートのメモリー／記憶装置にストアされ得る。示したネットワーク接続は例示的であって、計算機間の通信接続を確立するための別の手段が使用され得ることを十分理解されよう。
[0085]計算機（１６０２）は、例えば、プリンター、スキャナー、デスクトップ計算機、及び／又は携帯型計算機、携帯情報端末（ＰＤＡ）、通信衛星、無線検出可能なタグを用いて関連付けられている任意の設備の一部又は位置（例えば、キオスク、新聞売店、トイレ）、及び電話と無線通信（例えば、過剰、空気変調技法ＩＥＥＥ８０２．１１）で作動的に配置された無線装置のようなＩＥＥＥ８０２規格ｘｘシリーズなどの無線通信技術を使用した有線／無線装置又はエンティティと通信するように作動可能である。これは、ホットスポット、ＷｉＭａｘ、及びブルートゥース（登録商標）の無線技術に関する無線ＬＡＮ（又はワイヤレスフェデリティ）を少なくとも含む。かくして、通信は、少なくとも２つの機器間の従来のネットワーク又は単純なアドホック通信に関連する所定の構造であり得る。無線ＬＡＮネットワークは、セキュアで信頼できる高速無線接続性を提供するためのＩＥＥＥ８０２．１１ｘ（ａ，ｂ，ｇなど）と呼ばれる無線通信技術を使用する。無線ＬＡＮネットワークは、インターネット及び（ＩＥＥＥ８０２．３に関連した媒体及び機能の）有線ネットワークと計算機を相互に接続するために使用され得る。
[0086]例示した態様は、一定のタスクが通信ネットワークを介し接続されたリモート処理装置によって実行される分散計算環境においても実施され得る。分散計算環境において、プログラムモジュールは、ローカル及び／又はリモートのストレージ及び／又はメモリーシステムに配置され得る。
[0087]前述されているものは、開示したアーキテクチャの例を含む。当然のこととして、想像可能なコンポーネント及び／又は方法論すべての組み合わせを記述することは可能でないが、当業者は、多くの更なる組み合わせ及び順列があり得ることを認めよう。した
がって、新規的な本アーキテクチャが、添付した請求項の趣旨及び範囲内に収まるような変更、修正、及び変形すべてを包含するように意図されている。更に、詳細説明又は請求項のどちらか一方において、用語「含む」、「有する」、「含んでいる」などが使用される範囲内において、そのような用語は、「構成する」が請求項において遷移的な語句として使用されるように解釈されるように、同様の意味によって用語「構成する」が、包括的であるように意図されている。
１００ レンズシステム
１０２ 光ガイド
１０４ 第１のガイド面
１０６ 第２のガイド面
１０８ 厚端
１１０ 薄端
１１２ 受光面
１１４ 光
１１６ 反射面
１１８ 入射光線
１２０ 偏向された入射光線
２００ 光源から異なる角度で光ガイドの受光面へ注入される光、及び厚端における反射面から偏向された光の例
２０２ 光源
２０４ 光ガイドの水準面に垂直な軸
２０６ 光ガイドの水準面
３００ 代替光ガイドシステム
３０２ 光ガイド
３０４ 受光面
３０６ 光ガイドの水準面に垂直な軸
３０８ 光ガイドの水準面
４００ 注入された光線
４０２ 前面
５００ フレネル面
５０２ 入射光線
５０４ 反射の一部分
５０６ 正反射部分
５０８ 画像
５１０ フレネル面
５１２ フレネル面
６００ 光ガイド
６０２ 光ガイドの水準面に垂直な軸
６０４ 軸
７００ 光ガイド
７０２ テーパー形の一部分
７０４ 平行側を有する一部分
７０６ 第１の導光面と曲面反射面とによって定義される第１の角
７０８ 第２のガイド面と曲面反射面とによって定義される第２の角
８００ 曲率半径
９００ それぞれの厚端が曲げられた光ガイドの複製表現
９０２ 複製した光ガイド
９０４ 入射光線
９０６ 出口面
９０８ 光が集められる一点
１０００ 光ガイド面が平らな面のとき光ガイドの最小限の厚みを導き出すための技法
１００２ 光線
１００４ 光線
１００６ 出口
１１００ 球面上に光線を描くための技法
１１０２ 北極点Ｎを有する球の断面図
１２００ θ0から２θ0の範囲において光線を偏向するために使用され得る単一の反射面のグラフ
１３００ 反射面がブラッグ反射体によって置き換えられ得るレンズシステム
１３０２ ブラッグ反射体
１３０４ 光線
１４００ ブラッグ回折格子
１４０２ 第１の回折格子
１４０４ 第２の回折格子
１４０６ 単一の回折格子
１５００ 光ガイドが薄端と厚端との間において段階的指標を使用するレンズシステム
１５０２ 光ガイド
１６００ 計算システム
１６０２ 計算機
１６０４ 処理ユニット（単数又は複数）
１６０６ メモリーサブシステム
１６０８ システムバス
１６１０ 揮発性メモリー
１６１２ 不揮発性メモリー
１６１４ ストレージサブシステム（単数又は複数）
１６１６ ストレージインターフェース（単数又は複数）
１６１８ 取り外し可能メモリーサブシステム
１６２０ オペレーティングシステム
１６２２ アプリケーションプログラム
１６２４ その他のプログラムモジュール
１６２６ プログラムデータ
１６２８ 外付けのユーザー入力装置
１６３０ 内蔵のユーザー入力装置
１６３２ 入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスインターフェース（単数又は複数）
１６３４ 周辺の出力装置
１６３６ グラフィックインターフェース（単数又は複数）
１６３８ 外付けのディスプレイ（単数又は複数）
１６４０ 内蔵のディスプレイ
１６４２ 有線／無線通信サブシステム
１６４４ 有線／無線ネットワーク、有線／無線プリンター、有線／無線入力装置

Claims (15)

  1. 厚端から薄端へのテーパー形の第１の面及び第２の面を有するテーパー形の光ガイド（１０２）と、
    前記光ガイドへ注入される光を受けるための前記薄端の受光面（１１２）と、
    入射光線を偏向し、前記第１の面及び第２の面へ戻すための前記光ガイドの前記厚端における反射面（１１６）であって、前記偏向された光が、前記受光面に達する前に前記第１の面を抜け出るものと、を含むレンズシステム（１００）。
  2. 前記反射面が、前記注入され前記反射面において偏向された光が平行にされた光として前記第１の面又は前記第２の面を抜け出る角度で形成されることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  3. 前記反射面が、前記第１の面又は前記第２の面において受信した平行にされた光が前記受光面を一点において抜け出る角度で形成されることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  4. 前記注入された光が、前記第１の面全体を照らすように前記受光面からファンアウトし、前記反射面から偏向することを特徴とする請求項１記載のシステム。
  5. 前記反射面が、一定の曲率半径に従って球状に曲がっていて、前記第１の面と前記曲面反射面との間に形成される角度が、前記第２の面と前記曲面反射面との間に形成される角度と同等であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  6. 前記第１の面及び第２の面が、平面であって、前記厚端が、前記薄端の２倍の厚みであることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  7. 前記受光面に入力する前記注入光が、前記受光面を抜け出てから前記光ガイドを抜け出るまで、同一数の反射を受ける光線すべてを含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
  8. 前記反射面が、２つの指数値の間で交互に入れ替わる屈折率及び２つの厚みの値の間で交互に入れ替わる厚みを持ったレイアを有する反射回折格子であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  9. 表示面と、薄端の厚みの２倍ある厚端から薄端へテーパーの形をした第２のガイド面を有しているテーパー形の光ガイド（１０２）と、
    前記薄端において前記光ガイドへ注入される光を受けるための受光面（１１２）と、
    前記表示面へ戻る入射光を偏向するための前記光ガイドの前記厚端の反射面（１１６）であって、前記反射光線が、前記受光面に達する前に前記表示面を抜け出るように、前記反射面が、前記光ガイドの水準面に対する反射光線の角度を相対的に減少させるために傾斜しているものと、を含むレンズシステム（１００）。
  10. 前記傾斜反射面がフレネル面か、又は前記テーパー形の軸と平行した方向に１つの光ガイドの長さ前記薄端から離れた一点の周囲で曲げられていることを特徴とする請求項９記載のシステム。
  11. 前記反射面が、２つの指数値の間で交互に入れ替わる屈折率及び２つの厚みの値の間で交互に入れ替わる厚みを持ったレイアを有する１つ以上の反射回折格子を含んでいて、前記１つ以上の反射格子が、開口部の回折を除去することを特徴とする請求項９記載のシステム。
  12. 前記反射面が、一定の曲率半径に従って球状に曲がっていることと、前記表示面と前記曲面反射面との間に形成される角度が、前記第２の面と前記曲面反射面との間に形成される角度と同等であることと、前記表示面及び前記第２のガイド面それぞれが、前記厚端において前記反射面に対し直角を形成することを特徴とする請求項９記載のシステム。
  13. 前記反射面が、前記表示面を赤、緑、及び青色を使用して照らすための３組のブラッグ回折格子を含むことを特徴とする請求項９記載のシステム。
  14. ファンアウトする空白マージンを除去するために、前記光が、前記薄端の中心に注入されることを特徴とする請求項９記載のシステム。
  15. 前記反射光が前記光の注入角度に依存した一点において前記表示面を
    抜け出るように、前記反射面が、前記入射光を偏向することを特徴とする請求項９記載のシステム。
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