JP2020501183A - 仮想コンテンツディスプレイを生成すること - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、米国仮出願第62/427,984号(2016年11月30日出願)の出願日の利益を主張する。米国仮出願第62/427,984号の内容は、その全体が参照により本明細書に引用される。
本発明は、仮想画像ディスプレイを生成することに関する。
現代のコンピューティングおよびディスプレイ技術は、いわゆる「仮想現実」または「拡張現実」体験のためのシステムの開発を促進しており、デジタル的に再現された画像またはその一部が、現実であるように見え得る様式、またはそのように知覚され得る様式でユーザに提示される。仮想現実または「VR」シナリオは、典型的には、他の実際の実世界視覚的入力に対する透過性を伴わずに、デジタルまたは仮想画像情報の提示を伴い、拡張現実または「AR」シナリオは、典型的には、ユーザの周囲の実際の世界の可視化に対する拡張としてのデジタルまたは仮想画像情報の提示を伴う。
本明細書に説明される主題の革新的側面は、仮想画像を生成するための方法において具現化され得、方法は、光ビームを接眼レンズの第1の側に向かわせることであって、第1の側に向かわせることは、光ビームを接眼レンズの第1の導波管の中に伝送することを含む、ことと、第1の導波管の1つ以上の第1の回折要素によって、光ビームの第1の部分を接眼レンズの第2の導波管に向かって偏向させることであって、光ビームの第1の部分は、光の第1の位相に関連付けられている、ことと、接眼レンズの第1の側上に位置付けられた2つ以上の突出部によって、光ビームの第2の部分を接眼レンズの第2の導波管に向かって偏向させることであって、光ビームの第2の部分は、第1の位相と異なる光の第2の位相に関連付けられている、ことと、第2の導波管の1つ以上の第2の回折要素によって、光ビームの第1および第2の部分の一部を偏向させ、仮想画像に関連付けられた出射光ビームを提供することとを含み、出射光ビームは、第1および第2の位相に基づいている。
図1は、仮想コンテンツディスプレイを生成するための光学投影接眼レンズシステム100を図示する。システム100は、第1の導波管102と、第2の導波管104と、光生産要素106と、内部結合格子(ICG)107とを含む。一般に、導波管102、104は、光ビーム(画像情報)を光生産要素106から観察者の眼108に伝搬する。具体的には、光生産要素106は、画像情報を搬送する光ビーム110を生成し、それをICG107に入力する。ICG107は、光ビーム110を第1の導波管102に偏向させる回折要素を含む。第1の導波管102は、直交瞳孔拡張(OPE)回折要素を含み、光ビーム110の一部を第2の導波管104に偏向光112として偏向させる。第2の導波管104は、偏向光112を受け取る。第2の導波管104は、射出瞳拡張(EPE)回折要素を含み、偏向光112の一部を観察者の眼108に出射光114として偏向させる。いくつかの例では、偏向光112の残りの部分は、全内部反射(TIR)を通して、第2の導波管104を通って移動する。
Claims (18)
- 仮想画像を生成する方法であって、前記方法は、
光ビームを接眼レンズの第1の側に向かわせることであって、前記第1の側に向かわせることは、前記光ビームを前記接眼レンズの第1の導波管の中に伝送することを含む、ことと、
前記第1の導波管の1つ以上の第1の回折要素によって、前記光ビームの第1の部分を前記接眼レンズの第2の導波管に向かって偏向させることであって、前記光ビームの前記第1の部分は、光の第1の位相に関連付けられている、ことと、
前記接眼レンズの前記第1の側上に位置付けられた2つ以上の突出部によって、前記光ビームの第2の部分を前記接眼レンズの前記第2の導波管に向かって偏向させることであって、前記光ビームの前記第2の部分は、前記第1の位相と異なる光の第2の位相に関連付けられている、ことと、
前記第2の導波管の1つ以上の第2の回折要素によって、前記光ビームの前記第1および第2の部分の一部を偏向させ、前記仮想画像に関連付けられた出射光ビームを提供することと
を含み、
前記出射光ビームは、前記第1および第2の位相に基づいている、方法。 - 前記光ビームの前記第2の部分は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するためのパターンを有する前記2つ以上の突出部によって偏向させられる、請求項1に記載の方法。
- 前記光ビームの前記第2の部分は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するためのパターン密度を有する前記2つ以上の突出部によって偏向させられる、請求項1に記載の方法。
- 前記2つ以上の突出部は、円筒形であり、前記光ビームの前記第2の部分は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するための直径を有する前記2つ以上の突出部によって偏向させられる、請求項1に記載の方法。
- 前記2つ以上の突出部の前記直径は、10〜900ミクロンである、請求項4に記載の方法。
- 前記光ビームの前記第2の部分は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するための高さを有する前記2つ以上の突出部によって偏向させられる、請求項1に記載の方法。
- 前記2つ以上の突出部の前記高さは、10〜500ナノメートルである、請求項6に記載の方法。
- 光学投影接眼レンズであって、前記光学投影接眼レンズは、
光ビームを受け取るように構成された第1の側と、
第1および第2の導波管であって、前記第1の導波管は、前記光ビームの第1の部分を前記第2の導波管に向かって偏向させるように構成された1つ以上の第1の回折要素を含み、前記光ビームの前記第1の部分は、光の第1の位相に関連付けられている、第1および第2の導波管と、
前記接眼レンズの前記第1の側上に位置付けられた2つ以上の突出部と
を備え、
前記2つ以上の突出部は、前記光ビームの第2の部分を前記接眼レンズの前記第2の導波管に向かって偏向させるように配列され、前記光ビームの前記第2の部分は、前記第1の位相と異なる光の第2の位相に関連付けられており、
前記第2の導波管は、1つ以上の第2の回折要素を含み、前記1つ以上の第2の回折要素は、前記光ビームの前記第1および第2の部分の一部を偏向させ、仮想画像に関連付けられた出射光ビームを提供するように構成され、前記出射光ビームは、前記第1および第2の位相に基づいている、光学投影接眼レンズ。 - 前記2つ以上の突出部は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するためのパターンを有する、請求項8に記載の光学投影接眼レンズ。
- 前記2つ以上の突出部は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するためのパターン密度を有する、請求項8に記載の光学投影接眼レンズ。
- 前記2つ以上の突出部は、円筒形であり、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するための直径を有する、請求項8に記載の光学投影接眼レンズ。
- 前記2つ以上の突出部の前記直径は、10〜900ミクロンである、請求項11に記載の光学投影接眼レンズ。
- 前記2つ以上の突出部は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するための高さを有する、請求項8に記載の光学投影接眼レンズ。
- 前記2つ以上の突出部の前記高さは、10〜500ナノメートルである、請求項13に記載の光学投影接眼レンズ。
- 前記2つ以上の突出部の第1の部分は、第1の幾何学的構造に関連付けられ、前記2つ以上の突出部の第2の異なる部分は、第2の異なる幾何学的構造に関連付けられている、請求項8に記載の光学投影接眼レンズ。
- 前記2つ以上の突出部は、格子パターンを有する、請求項8に記載の光学投影接眼レンズ。
- 前記2つ以上の突出部の第1の部分は、第1の屈折率に関連付けられ、前記2つ以上の突出部の第2の異なる部分は、第2の異なる屈折率に関連付けられている、請求項8に記載の光学投影接眼レンズ。
- 前記第1の導波管、前記第2の導波管、または両方は、前記2つ以上の突出部の位相、偏光、または両方に関連付けられている、請求項8に記載の光学投影接眼レンズ。
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