JP2019528474A5

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Publication number: JP2019528474A5
Application number: JP2019510397A
Authority: JP
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2020-08-13
Anticipated expiration: 2037-08-22

Description

本明細書に説明される実施形態および実装のうちの１つ以上のものは、異なる実装の組み合わせによって可能にされる機能性を提供するために組み合わせられてもよいことに留意されたい。故に、本明細書に説明される実施形態は、特定の用途の必要に応じて、独立して、または組み合わせて、実装されることができる。当業者は、多くの変形例、修正、および代替を認識するであろう。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
画像を視認者の眼に投影させるための接眼レンズであって、前記接眼レンズは、
正面表面および背面表面を有する平面導波管であって、前記平面導波管は、第１の波長範囲内の光を伝搬するように構成される、平面導波管と、
前記平面導波管の背面表面に結合された格子であって、前記格子は、前記平面導波管内を伝搬する前記光の第１の部分を前記平面導波管の平面から第１の方向に向かって回折し、前記平面導波管内を伝搬する前記光の第２の部分を前記平面導波管の平面から前記第１の方向と反対の第２の方向に向かって回折するように構成される、格子と、
前記平面導波管の正面表面に結合された波長選択的反射体であって、前記波長選択的反射体は、前記波長選択的反射体が前記光の第２の部分の少なくとも一部を前記第１の方向に向かって後方反射させるように、前記第１の波長範囲内の光を反射させ、前記第１の波長範囲外の光を透過させるように構成される、波長選択的反射体と
を備える、接眼レンズ。
（項目２）
前記第１の方向は、前記視認者の眼に向かう方向であり、前記第２の方向は、前記視認者の眼から離れる方向である、項目１に記載の接眼レンズ。
（項目３）
前記波長選択的反射体は、前記第１の波長範囲内の反射率ピークを有する反射率スペクトルによって特徴付けられる、項目１に記載の接眼レンズ。
（項目４）
前記第１の波長範囲は、赤色光、緑色光、または青色光のうちの１つに対応する、項目３に記載の接眼レンズ。
（項目５）
前記反射率ピークは、前記導波管内を伝搬する前記光のスペクトル帯域幅に実質的に合致する半値全幅によって特徴付けられる、項目４に記載の接眼レンズ。
（項目６）
前記反射率ピークは、前記導波管内を伝搬する前記光のスペクトル帯域幅を上回る半値全幅によって特徴付けられる、項目４に記載の接眼レンズ。
（項目７）
前記波長選択的反射体は、多層薄膜、メタ表面、または体積位相ホログラムのうちの１つを備える、項目１に記載の接眼レンズ。
（項目８）
前記格子は、第１の偏光状態における光を前記第１の方向に向かって回折し、前記第１の偏光状態に直交する第２の偏光状態における光を前記第２の方向に向かって回折するために最適化され、前記波長選択的反射体は、前記第２の偏光状態における光を反射させるために最適化される、項目１に記載の接眼レンズ。
（項目９）
画像を視認者の眼に投影させるための接眼レンズであって、前記接眼レンズは、
第１の正面表面および第１の背面表面を有する第１の平面導波管であって、前記第１の平面導波管は、第１の波長範囲内の第１の光を伝搬するように構成される、第１の平面導波管と、
前記第１の平面導波管と略平行かつその正面に配置される第２の平面導波管であって、前記第２の平面導波管は、第２の正面表面および第２の背面表面を有し、第２の波長範囲内の第２の光を伝搬するように構成される、第２の平面導波管と、
前記第２の平面導波管と略平行かつその正面に配置される第３の平面導波管であって、前記第３の平面導波管は、第３の正面表面および第３の背面表面を有し、第３の波長範囲内の第３の光を伝搬するように構成される、第３の平面導波管と、
前記第１の平面導波管の第１の背面表面に結合される第１の格子であって、前記第１の格子は、前記第１の平面導波管内を伝搬する前記第１の光の第１の部分を前記第１の平面導波管の平面から第１の方向に向かって回折し、前記第１の光の第２の部分を前記第１の平面導波管の平面から前記第１の方向と反対の第２の方向に向かって回折するように構成される、第１の格子と、
前記第２の平面導波管の第２の背面表面に結合される第２の格子であって、前記第２の格子は、前記第２の平面導波管内を伝搬する前記第２の光の第１の部分を前記第２の平面導波管の平面から前記第１の方向に向かって回折し、前記第２の光の第２の部分を前記第２の平面導波管の平面から前記第２の方向に向かって回折するように構成される、第２の格子と、
前記第３の平面導波管の第３の背面表面に結合される第３の格子であって、前記第３の格子は、前記第３の平面導波管内を伝搬する前記第３の光の第１の部分を前記第３の平面導波管の平面から前記第１の方向に向かって回折し、前記第３の光の第２の部分を前記第３の平面導波管の平面から前記第２の方向に向かって回折するように構成される、第３の格子と、
前記第１の平面導波管の第１の正面表面に結合される第１の波長選択的反射体であって、前記第１の波長選択的反射体は、前記第１の波長選択的反射体が前記第１の光の第２の部分の少なくとも一部を前記第１の方向に向かって後方反射させるように、前記第１の波長範囲内の光を反射させ、前記第１の波長範囲外の光を透過させるように構成される、第１の波長選択的反射体と、
前記第２の平面導波管の第２の正面表面に結合される第２の波長選択的反射体であって、前記第２の波長選択的反射体は、前記第２の波長選択的反射体が前記第２の光の第２の部分の少なくとも一部を前記第１の方向に向かって後方反射させるように、前記第２の波長範囲内の光を反射させ、前記第２の波長範囲外の光を透過させるように構成される、第２の波長選択的反射体と、
前記第３の平面導波管の第３の正面表面に結合される第３の波長選択的反射体であって、前記第３の波長選択的反射体は、前記第３の波長選択的反射体が前記第３の光の第２の部分の少なくとも一部を前記第１の方向に向かって後方反射させるように、前記第３の波長範囲内の光を反射させ、前記第３の波長範囲外の光を透過させるように構成される、第３の波長選択的反射体と
を備える、接眼レンズ。
（項目１０）
前記第１の方向は、前記視認者の眼に向かう方向であり、前記第２の方向は、前記視認者の眼から離れる方向である、項目９に記載の接眼レンズ。
（項目１１）
前記第１の波長選択的反射体、前記第２の波長選択的反射体、および前記第３の波長選択的反射体はそれぞれ、多層薄膜、メタ表面、または体積位相ホログラムのうちの１つを備える、項目９に記載の接眼レンズ。
（項目１２）
前記第１の波長選択的反射体、前記第２の波長選択的反射体、および前記第３の波長選択的反射体はそれぞれ、所定の入射角範囲のために最適化されるメタ表面または体積ホログラムを備える、項目９に記載の接眼レンズ。
（項目１３）
前記第１の波長範囲は、赤色光に対応し、
前記第２の波長範囲は、緑色光に対応し、
前記第３の波長範囲は、青色光に対応する、
項目９に記載の接眼レンズ。
（項目１４）
前記第１の波長選択的反射体は、緑色光および青色光を透過させるように構成され、前記第２の波長選択的反射体は、青色光を透過させるように構成される、項目１３に記載の接眼レンズ。
（項目１５）
前記第１の波長選択的反射体、前記第２の波長選択的反射体、および前記第３の波長選択的反射体はそれぞれ、メタ表面または体積ホログラムを備え、複数の領域を含み、各領域は、前記視認者の眼に到達する光線に対応する個別の入射角範囲のために最適化される、項目１３に記載の接眼レンズ。
（項目１６）
前記複数の領域は、部分的に、相互に重複する、項目１５に記載の接眼レンズ。
（項目１７）
前記第１の波長選択的反射体、前記第２の波長選択的反射体、および前記第３の波長選択的反射体はそれぞれ、複数の交互配置された領域を含むメタ表面を備え、各領域は、個別の入射角範囲のために最適化される、項目９に記載の接眼レンズ。
（項目１８）
画像を視認者の眼に投影させるための接眼レンズであって、前記接眼レンズは、
第１の正面表面および第１の背面表面を有する第１の平面導波管であって、前記第１の平面導波管は、第１の波長範囲内の第１の光を伝搬するように構成される、第１の平面導波管と、
前記第１の平面導波管と略平行かつその正面に配置される第２の平面導波管であって、前記第２の平面導波管は、第２の正面表面および第２の背面表面を有し、第２の波長範囲内の第２の光を伝搬するように構成される、第２の平面導波管と、
前記第２の平面導波管と略平行かつその正面に配置される第３の平面導波管であって、前記第３の平面導波管は、第３の正面表面および第３の背面表面を有し、第３の波長範囲内の第３の光を伝搬するように構成される、第３の平面導波管と、
前記第１の平面導波管の第１の正面表面に結合される第１の格子であって、前記第１の格子は、前記第１の平面導波管内を伝搬する前記第１の光の第１の部分を前記第１の平面導波管の平面から第１の方向に向かって回折し、前記第１の光の第２の部分を前記第１の平面導波管の平面から前記第１の方向と反対の第２の方向に向かって回折するように構成される、第１の格子と、
前記第２の平面導波管の第２の正面表面に結合される第２の格子であって、前記第２の格子は、前記第２の平面導波管内を伝搬する前記第２の光の第１の部分を前記第２の平面導波管の平面から前記第１の方向に向かって回折し、前記第２の光の第２の部分を前記第２の平面導波管の平面から前記第２の方向に向かって回折するように構成される、第２の格子と、
前記第３の平面導波管の第３の正面表面に結合される第３の格子であって、前記第３の格子は、前記第３の平面導波管内を伝搬する前記第３の光の第１の部分を前記第３の平面導波管の平面から前記第１の方向に向かって回折し、前記第３の光の第２の部分を前記第３の平面導波管の平面から前記第２の方向に向かって回折するように構成される、第３の格子と、
前記第２の平面導波管の第２の背面表面に結合される第１の波長選択的反射体であって、前記第１の波長選択的反射体は、前記第１の波長選択的反射体が前記第１の光の第２の部分の少なくとも一部を前記第１の方向に向かって後方反射させるように、前記第１の波長範囲内の光を反射させ、前記第１の波長範囲外の光を透過させるように構成される、第１の波長選択的反射体と、
前記第３の平面導波管の第３の背面表面に結合される第２の波長選択的反射体であって、前記第２の波長選択的反射体は、前記第２の波長選択的反射体が前記第２の光の第２の部分の少なくとも一部を前記第１の方向に向かって後方反射させるように、前記第２の波長範囲内の光を反射させ、前記第２の波長範囲外の光を透過させるように構成される、第２の波長選択的反射体と、
前記第３の平面導波管と略平行かつその正面に配置される正面カバープレートと、
前記正面カバープレートの表面に結合される第３の波長選択的反射体であって、前記第３の平面導波管は、前記第３の波長選択的反射体が前記第３の光の第２の部分の少なくとも一部を前記第１の方向に向かって後方反射させるように、前記第３の波長範囲内の光を反射させ、前記第３の波長範囲外の光を透過させるように構成される、第３の波長選択的反射体と
を備える、接眼レンズ。
（項目１９）
前記第１の波長選択的反射体、前記第２の波長選択的反射体、および前記第３の波長選択的反射体はそれぞれ、メタ表面または体積位相ホログラムを備え、複数の領域を含み、各領域は、前記視認者の眼に到達する光線に対応する個別の入射角範囲のために最適化される、項目１８に記載の接眼レンズ。
（項目２０）
前記第１の波長範囲は、赤色光に対応し、
前記第２の波長範囲は、緑色光に対応し、
前記第３の波長範囲は、青色光に対応する、
項目１８に記載の接眼レンズ。

Claims

画像を視認者の眼に投影させるための接眼レンズであって、前記接眼レンズは、
正面表面および背面表面を有する平面導波管であって、前記平面導波管は、第１の波長範囲内の光を伝搬するように構成される、平面導波管と、
前記平面導波管の前記背面表面に結合された格子であって、前記格子は、前記平面導波管内を伝搬する前記光の第１の部分を前記平面導波管の平面から第１の方向に向かって回折し、前記平面導波管内を伝搬する前記光の第２の部分を前記平面導波管の平面から前記第１の方向と反対の第２の方向に向かって回折するように構成される、格子と、
前記平面導波管の前記正面表面に結合された波長選択的反射体であって、前記波長選択的反射体は、前記波長選択的反射体が前記光の第２の部分の少なくとも一部を前記第１の方向に向かって後方反射させるように、前記第１の波長範囲内の光を反射させ、前記第１の波長範囲外の光を透過させるように構成される、波長選択的反射体と
を備える、接眼レンズ。
前記平面導波管の前記正面表面は、前記視認者の眼から離れる方向に向いており、前記平面導波管の前記背面表面は、前記視認者の眼に向かって向いており、前記第１の方向は、前記視認者の眼に向かう方向であり、前記第２の方向は、前記視認者の眼から離れる方向である、請求項１に記載の接眼レンズ。
前記波長選択的反射体は、前記第１の波長範囲内の反射率ピークを有する反射率スペクトルによって特徴付けられる、請求項１に記載の接眼レンズ。
前記第１の波長範囲は、赤色光、緑色光、または青色光のうちの１つに対応する、請求項３に記載の接眼レンズ。
前記反射率ピークは、前記平面導波管内を伝搬する前記光のスペクトル帯域幅に実質的に合致する半値全幅によって特徴付けられる、請求項４に記載の接眼レンズ。
前記反射率ピークは、前記平面導波管内を伝搬する前記光のスペクトル帯域幅を上回る半値全幅によって特徴付けられる、請求項４に記載の接眼レンズ。
前記波長選択的反射体は、多層薄膜、メタ表面、または体積位相ホログラムのうちの１つを備える、請求項１に記載の接眼レンズ。
前記格子は、第１の偏光状態における光を前記第１の方向に向かって回折し、前記第１の偏光状態に直交する第２の偏光状態における光を前記第２の方向に向かって回折するために最適化され、前記波長選択的反射体は、前記第２の偏光状態における光を反射させるために最適化される、請求項１に記載の接眼レンズ。
画像を視認者の眼に投影させるための接眼レンズであって、前記接眼レンズは、
第１の正面表面および第１の背面表面を有する第１の平面導波管であって、前記第１の平面導波管は、第１の波長範囲内の第１の光を伝搬するように構成される、第１の平面導波管と、
前記第１の平面導波管と略平行かつその正面に配置される第２の平面導波管であって、前記第２の平面導波管は、第２の正面表面および第２の背面表面を有し、第２の波長範囲内の第２の光を伝搬するように構成される、第２の平面導波管と、
前記第２の平面導波管と略平行かつその正面に配置される第３の平面導波管であって、前記第３の平面導波管は、第３の正面表面および第３の背面表面を有し、第３の波長範囲内の第３の光を伝搬するように構成される、第３の平面導波管と、
前記第１の平面導波管の前記第１の背面表面に結合される第１の格子であって、前記第１の格子は、前記第１の平面導波管内を伝搬する前記第１の光の第１の部分を前記第１の平面導波管の平面から第１の方向に向かって回折し、前記第１の光の第２の部分を前記第１の平面導波管の平面から前記第１の方向と反対の第２の方向に向かって回折するように構成される、第１の格子と、
前記第２の平面導波管の前記第２の背面表面に結合される第２の格子であって、前記第２の格子は、前記第２の平面導波管内を伝搬する前記第２の光の第１の部分を前記第２の平面導波管の平面から前記第１の方向に向かって回折し、前記第２の光の第２の部分を前記第２の平面導波管の平面から前記第２の方向に向かって回折するように構成される、第２の格子と、
前記第３の平面導波管の前記第３の背面表面に結合される第３の格子であって、前記第３の格子は、前記第３の平面導波管内を伝搬する前記第３の光の第１の部分を前記第３の平面導波管の平面から前記第１の方向に向かって回折し、前記第３の光の第２の部分を前記第３の平面導波管の平面から前記第２の方向に向かって回折するように構成される、第３の格子と、
前記第１の平面導波管の前記第１の正面表面に結合される第１の波長選択的反射体であって、前記第１の波長選択的反射体は、前記第１の波長選択的反射体が前記第１の光の第２の部分の少なくとも一部を前記第１の方向に向かって後方反射させるように、前記第１の波長範囲内の光を反射させ、前記第１の波長範囲外の光を透過させるように構成される、第１の波長選択的反射体と、
前記第２の平面導波管の前記第２の正面表面に結合される第２の波長選択的反射体であって、前記第２の波長選択的反射体は、前記第２の波長選択的反射体が前記第２の光の第２の部分の少なくとも一部を前記第１の方向に向かって後方反射させるように、前記第２の波長範囲内の光を反射させ、前記第２の波長範囲外の光を透過させるように構成される、第２の波長選択的反射体と、
前記第３の平面導波管の前記第３の正面表面に結合される第３の波長選択的反射体であって、前記第３の波長選択的反射体は、前記第３の波長選択的反射体が前記第３の光の第２の部分の少なくとも一部を前記第１の方向に向かって後方反射させるように、前記第３の波長範囲内の光を反射させ、前記第３の波長範囲外の光を透過させるように構成される、第３の波長選択的反射体と
を備える、接眼レンズ。
前記第１の平面導波管の前記第１の正面表面は、前記視認者の眼から離れる方向に向いており、前記第１の平面導波管の前記第１の背面表面は、前記視認者の眼に向かって向いており、前記第２の平面導波管の前記第２の正面表面は、前記視認者の眼から離れる方向に向いており、前記第２の平面導波管の前記第２の背面表面は、前記視認者の眼に向かって向いており、前記第３の平面導波管の前記第３の正面表面は、前記視認者の眼から離れる方向に向いており、前記第３の平面導波管の前記第３の背面表面は、前記視認者の眼に向かって向いており、前記第１の方向は、前記視認者の眼に向かう方向であり、前記第２の方向は、前記視認者の眼から離れる方向である、請求項９に記載の接眼レンズ。
前記第１の波長選択的反射体、前記第２の波長選択的反射体、および前記第３の波長選択的反射体はそれぞれ、多層薄膜、メタ表面、または体積位相ホログラムのうちの１つを備える、請求項９に記載の接眼レンズ。
前記第１の波長選択的反射体、前記第２の波長選択的反射体、および前記第３の波長選択的反射体はそれぞれ、所定の入射角範囲のために最適化されるメタ表面または体積ホログラムを備える、請求項９に記載の接眼レンズ。
前記第１の波長範囲は、赤色光に対応し、
前記第２の波長範囲は、緑色光に対応し、
前記第３の波長範囲は、青色光に対応する、
請求項９に記載の接眼レンズ。
前記第１の波長選択的反射体は、緑色光および青色光を透過させるように構成され、前記第２の波長選択的反射体は、青色光を透過させるように構成される、請求項１３に記載の接眼レンズ。
前記第１の波長選択的反射体、前記第２の波長選択的反射体、および前記第３の波長選択的反射体はそれぞれ、メタ表面または体積ホログラムを備え、複数の領域を含み、各領域は、前記視認者の眼に到達する光線に対応する個別の入射角範囲のために最適化される、請求項１３に記載の接眼レンズ。
前記複数の領域は、部分的に、相互に重複する、請求項１５に記載の接眼レンズ。
前記第１の波長選択的反射体、前記第２の波長選択的反射体、および前記第３の波長選択的反射体はそれぞれ、複数の交互配置された領域を含むメタ表面を備え、各領域は、個別の入射角範囲のために最適化される、請求項９に記載の接眼レンズ。
画像を視認者の眼に投影させるための接眼レンズであって、前記接眼レンズは、
第１の正面表面および第１の背面表面を有する第１の平面導波管であって、前記第１の平面導波管は、第１の波長範囲内の第１の光を伝搬するように構成される、第１の平面導波管と、
前記第１の平面導波管と略平行かつその正面に配置される第２の平面導波管であって、前記第２の平面導波管は、第２の正面表面および第２の背面表面を有し、第２の波長範囲内の第２の光を伝搬するように構成される、第２の平面導波管と、
前記第２の平面導波管と略平行かつその正面に配置される第３の平面導波管であって、前記第３の平面導波管は、第３の正面表面および第３の背面表面を有し、第３の波長範囲内の第３の光を伝搬するように構成される、第３の平面導波管と、
前記第１の平面導波管の前記第１の正面表面に結合される第１の格子であって、前記第１の格子は、前記第１の平面導波管内を伝搬する前記第１の光の第１の部分を前記第１の平面導波管の平面から第１の方向に向かって回折し、前記第１の光の第２の部分を前記第１の平面導波管の平面から前記第１の方向と反対の第２の方向に向かって回折するように構成される、第１の格子と、
前記第２の平面導波管の前記第２の正面表面に結合される第２の格子であって、前記第２の格子は、前記第２の平面導波管内を伝搬する前記第２の光の第１の部分を前記第２の平面導波管の平面から前記第１の方向に向かって回折し、前記第２の光の第２の部分を前記第２の平面導波管の平面から前記第２の方向に向かって回折するように構成される、第２の格子と、
前記第３の平面導波管の前記第３の正面表面に結合される第３の格子であって、前記第３の格子は、前記第３の平面導波管内を伝搬する前記第３の光の第１の部分を前記第３の平面導波管の平面から前記第１の方向に向かって回折し、前記第３の光の第２の部分を前記第３の平面導波管の平面から前記第２の方向に向かって回折するように構成される、第３の格子と、
前記第２の平面導波管の前記第２の背面表面に結合される第１の波長選択的反射体であって、前記第１の波長選択的反射体は、前記第１の波長選択的反射体が前記第１の光の第２の部分の少なくとも一部を前記第１の方向に向かって後方反射させるように、前記第１の波長範囲内の光を反射させ、前記第１の波長範囲外の光を透過させるように構成される、第１の波長選択的反射体と、
前記第３の平面導波管の前記第３の背面表面に結合される第２の波長選択的反射体であって、前記第２の波長選択的反射体は、前記第２の波長選択的反射体が前記第２の光の第２の部分の少なくとも一部を前記第１の方向に向かって後方反射させるように、前記第２の波長範囲内の光を反射させ、前記第２の波長範囲外の光を透過させるように構成される、第２の波長選択的反射体と、
前記第３の平面導波管と略平行かつその正面に配置される正面カバープレートと、
前記正面カバープレートの表面に結合される第３の波長選択的反射体であって、前記第３の波長選択的反射体は、前記第３の波長選択的反射体が前記第３の光の第２の部分の少なくとも一部を前記第１の方向に向かって後方反射させるように、前記第３の波長範囲内の光を反射させ、前記第３の波長範囲外の光を透過させるように構成される、第３の波長選択的反射体と
を備える、接眼レンズ。
前記第１の波長選択的反射体、前記第２の波長選択的反射体、および前記第３の波長選択的反射体はそれぞれ、メタ表面または体積位相ホログラムを備え、複数の領域を含み、各領域は、前記視認者の眼に到達する光線に対応する個別の入射角範囲のために最適化される、請求項１８に記載の接眼レンズ。
前記第１の波長範囲は、赤色光に対応し、
前記第２の波長範囲は、緑色光に対応し、
前記第３の波長範囲は、青色光に対応する、
請求項１８に記載の接眼レンズ。