JP2021516771A - Cプレートを用いたアポクロマティックPancharatnam Berry位相構成要素の角度性能の改善 - Google Patents
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-
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-
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Abstract
Description
[0001] 本願は、「Computer Generated Reality」と題され、2018年3月15日に出願された、米国仮特許出願第62/643,691号の優先権利益を主張し、また、「Angular Performance of Apochromatic Pancharatnam Berry Phase Components Using a C−Plate」と題され、2018年6月12日に出願された、米国特許出願第16/006,701号の優先権利益を主張する。これらの出願の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
[0002] 本開示の実施形態は、概して、ニアアイディスプレイに関し、より具体的には、アポクロマティックPancharatnam Berry位相構成要素の角度性能を改善するための一または複数のCプレートの使用に関する。
[0003] Pancharatnam Berry位相(PBP)、または幾何学的位相構成要素は、例えば、仮想現実(VR)システム、拡張現実(AR)システム、複合現実(MR)システム、またはこれらの任意の組合せの一部であり得るヘッドマウントディスプレイ(HMD)の光学アセンブリで使用することができる。PBP構成要素は、液晶(LC)またはメタ材料によって作製することができる。PBP構成要素は、PBP回折格子および/またはPBPレンズとして実装することができる。しかしながら、両タイプのPBP構成要素は、波長に比較的強く依存して動作する。例えば、PBP構成要素の回折角度または焦点距離は、光の波長に基づいて変化する。このような特徴は、PBP構成要素を採用し、複数の波長またはカラーチャネルを含む光学系の画質を低下させ得る。
光軸に合わせて整列された幾何学的位相素子と、光軸から軸が外れた幾何学的位相素子に入射する光に第1の偏光位相シフトをもたらす幾何学的位相素子の複屈折と、
幾何学的位相素子に隣接し光軸に合わせて整列されたCプレートであって、光に第2の偏光位相シフトをもたらすCプレートと、を含み、第2の偏光位相シフトは、Cプレートに入射する光の光軸に対する角度に少なくとも部分的に依存し、第1の偏光位相シフトは、第2の偏光位相シフトと反対である。
第2のカラーチャネルに対応する第2の幾何学的位相素子と、
第2の幾何学的位相素子に隣接する第2のCプレートと、
を含みうる。
赤、緑、および青(RGB)のカラーチャネルを含む画像光を放射するように構成された電子ディスプレイと、
光軸上および光軸の周りで画像光を受け取るように構成された光学スタックとを含んでよく、該光学スタックは、
第1のPancharatnam Berry位相(PBP)幾何学的位相素子と、
第1のPBP幾何学的位相素子に隣接する第1の色選択性波長板であって、RGBカラーチャネルのうちの第1のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、RGBカラーチャネルのうちの少なくとも第2のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用するように構成される、第1の色選択性波長板と、
第1の色選択性波長板に隣接するCプレートであって、RGBカラーチャネルのうちの第1のカラーチャネルに第1の偏光位相シフトを提供し、第1の偏光位相シフトは、Cプレートに入射するRGBカラーチャネルのうちの第1のカラーチャネルの光軸に対する角度に少なくとも部分的に依存し、第1の偏光位相シフトは、第1の色選択性波長板によって生成される第2の偏光位相シフトを少なくとも部分的に補償する、Cプレートと、
第2のPBP幾何学的位相素子と、
第2のPBP幾何学的位相要素に隣接する第2の色選択波性長板であって、RGBカラーチャネルのうちの第2のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、RGBカラーチャネルのうちの少なくとも第1のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用するように構成された、第2の色選択性波長板と、を備える。
赤、緑、および青(RGB)のカラーチャネルを含む画像光を放射するように構成された電子ディスプレイと、
光軸上および光軸の周りで画像光を受け取るように構成された光学スタックとを含んでよく、該光学スタックは、
RGBカラーチャネルのうちの第1のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、RGBカラーチャネルのうちの少なくとも第2のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用する第1のPancharatnam Berry位相(PBP)幾何学的位相素子と、
第1の色選択性波長板に隣接するCプレートであって、RGBカラーチャネルのうちの第1のカラーチャネルに第1の偏光位相シフトを提供し、第1の偏光位相シフトは、Cプレートに入射するRGBカラーチャネルのうちの第1のカラーチャネルの光軸に対する角度に少なくとも部分的に依存し、第1の偏光位相シフトは、第1のPBP幾何学的位相素子によって生成される第2の偏光位相シフトを少なくとも部分的に補償する、Cプレートと、
RGBカラーチャネルのうちの第2のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、RGBカラーチャネルのうちの少なくとも第1のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用する第2のPBP幾何学的位相素子と、を備える。
[0049] 本明細書に開示される一または複数の実施形態は、複数のPancharatnam Berry位相(PBP)素子および少なくとも1つのCプレートを備えるPBP構造のアポクロマティック構成に関する。幾何学的位相素子とも呼ばれるPBP素子は、例えば、光配向技術を用いて配置されたアクティブ液晶または液晶ポリマーを含み得る。PBP素子は、レンズとして設計された場合には、複数のまたは変化する焦点距離を達成することができ、ステアリング素子(「回折格子」とも称される)として設計された場合には、複数のステアリング角度を達成することができる。いくつかの実施形態では、PBP素子は、表示装置の静的な操作または能動的な操作のために使用されてもよい。
[0056] 図1Aは、いくつかの実施形態によるニアアイディスプレイ(NED)100の図である。NED100は、前部剛体105とバンド110を含む。前部剛体105は、電子ディスプレイの一または複数の電子ディスプレイ要素(図示せず)、慣性計測ユニット(IMU)115、一または複数の位置センサ120、およびロケータ125を含む。図1Aに示された実施形態では、位置センサ120はIMU115内に配置されているが、IMU115も位置センサ120もユーザには見えない。IMU115、位置センサ120、およびロケータ125については、図13に関連して以下で詳細に説明する。様々な実施形態では、NED100がARデバイスまたはMRデバイスとして働く場合、NED100の一部および/またはその内部構成要素は、少なくとも部分的に透明である。
前記幾何学的位相素子に隣接し前記光軸に合わせて整列されたCプレートであって、該Cプレートに入射する前記光の前記光軸に対する角度に少なくとも部分的に応じて、第2の偏光位相シフトを前記光にもたらすCプレートと、を備え、前記第1の偏光位相シフトは、前記第2の偏光位相シフトと反対である、光学系。
光軸上および光軸の周りで前記画像光を受け取るように構成された光学スタックと、
を備えるヘッドマウントディスプレイ(HMD)であって、前記光学スタックは、
第1のPancharatnam Berry位相(PBP)幾何学的位相素子と、
第1のPBP幾何学的位相素子に隣接する第1の色選択性波長板であって、前記RGBカラーチャネルのうちの第1のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記RGBカラーチャネルのうちの少なくとも第2のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用するように構成される、第1の色選択性波長板と、
前記第1の色選択性波長板に隣接するCプレートであって、前記RGBカラーチャネルのうちの前記第1のカラーチャネルに第1の偏光位相シフトを提供し、第1の偏光位相シフトは、前記Cプレートに入射する前記RGBカラーチャネルのうちの前記第1のカラーチャネルの前記光軸に対する角度に、少なくとも部分的に依存し、前記第1の偏光位相シフトは、前記第1の色選択性波長板によって生成される第2の偏光位相シフトを少なくとも部分的に補償する、Cプレートと、
第2のPBP幾何学的位相素子と、
前記第2のPBP幾何学的位相素子に隣接する第2の色選択性波長板であって、前記RGBカラーチャネルのうちの前記第2のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記RGBカラーチャネルのうちの少なくとも前記第1のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用するように構成される、第2の色選択性波長板と、
を備える、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)。
光軸上および光軸の周りで前記画像光を受け取るように構成された光学スタックとを備える光学系であって、前記光学スタックは、
前記RGBカラーチャネルのうちの第1のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記RGBカラーチャネルのうちの少なくとも第2のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用する第1のPancharatnam Berry位相(PBP)幾何学的位相素子と、
前記第1の色選択性波長板に隣接するCプレートであって、前記RGBカラーチャネルのうちの第1のカラーチャネルに第1の偏光位相シフトを提供し、第1の偏光位相シフトは、Cプレートに入射するRGBカラーチャネルのうちの前記第1のカラーチャネルの前記光軸に対する角度に少なくとも部分的に依存し、前記第1の偏光位相シフトは、前記第1のPBP幾何学的位相素子によって生成される第2の偏光位相シフトを少なくとも部分的に補償する、Cプレートと、
前記RGBカラーチャネルのうちの前記第2のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記RGBカラーチャネルのうちの少なくとも前記第1のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用する第2のPBP幾何学的位相素子と、
を備える、光学系。
Claims (36)
- 光軸に合わせて整列された幾何学的位相素子であって、該幾何学的位相素子の複屈折が、前記光軸から軸が外れて該幾何学的位相素子に入射する光に第1の偏光位相シフトをもたらす幾何学的位相素子と、
前記幾何学的位相素子に隣接し前記光軸に合わせて整列されたCプレートであって、該Cプレートに入射する前記光の前記光軸に対する角度に少なくとも部分的に応じて、第2の偏光位相シフトを前記光にもたらすCプレートと、を備え、前記第1の偏光位相シフトは、前記第2の偏光位相シフトと反対である、光学系。 - 前記光は、第1のカラーチャネルおよび第2のカラーチャネルを含み、前記幾何学的位相素子は、前記第1のカラーチャネルに対応し、前記光学系はさらに、
前記第2のカラーチャネルに対応する第2の幾何学的位相素子と、
前記第2の幾何学的位相素子に隣接する第2のCプレートと、
を備える、請求項1に記載の光学系。 - 第1の幾何学的位相素子は、前記第1のカラーチャネルに関連する前記光の第1の部分を焦点に集束するように構成され、前記第2の幾何学的位相素子は、前記第2のカラーチャネルに関連する前記光の第2の部分を特定の焦点に集束するように構成される、請求項2に記載の光学系。
- 前記幾何学的位相素子は、前記第1のカラーチャネルに関連する前記光の第1の部分をビームステアリング角度で導き、前記第2の幾何学的位相素子は、前記第2のカラーチャネルに関連する前記光の第2の部分を特定のビームステアリング角度で導く、請求項2に記載の光学系。
- 前記第1の幾何学的位相素子に隣接する第1の色選択性波長板と、前記光の第1の波長に対して半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記光の少なくとも第2の波長に対して全波長偏光シフトの倍数を適用する第1のCプレートとをさらに備える、請求項2に記載の光学系。
- 前記第2の幾何学的位相素子および前記第2のCプレートに隣接する第2の色選択性波長板であって、前記光の前記第2の波長に対して半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記光の少なくとも前記第1の波長に対して全波長偏光シフトの倍数を適用するように構成される、第2の色選択性波長板をさらに備える、請求項5に記載の光学系。
- 前記第1の幾何学的位相素子および前記第1の色選択性波長板は、前記第1のカラーチャネルに関連する前記光の第1の部分を特定の焦点に集束し、前記第2の幾何学的位相素子および前記第2の色選択性波長板は、前記第2のカラーチャネルに関連する前記光の第2の部分を前記特定の焦点に集束する、請求項6に記載の光学系。
- 前記第1の幾何学的位相素子および前記第1の色選択性波長板は、前記第1のカラーチャネルに関連する前記光の第1の部分をビームステアリング角度で導き、前記第2の幾何学的位相素子および前記第2の色選択性波長板は、前記第2のカラーチャネルに関連する前記光の第2の部分を特定のビームステアリング角度で導く、請求項6に記載の光学系。
- 前記Cプレートは、前記幾何学的位相素子の角度複屈折と反対の角度複屈折を有する多層複屈折膜である、請求項1に記載の光学系。
- 前記幾何学的位相素子は、前記幾何学的位相素子に関連する焦点距離を調節するため、電気的に切り替え可能である、請求項1に記載の光学系。
- 前記幾何学的位相素子は、Pancharatnam Berry位相(PBP)レンズである、請求項1に記載の光学系。
- 前記幾何学的位相素子は、Pancharatnam Berry位相(PBP)回折格子である、請求項1に記載の光学系。
- 前記光学系は、ヘッドマウント装置に含まれる、請求項1に記載の光学系。
- 前記光軸に沿って、かつ光源と前記幾何学的位相素子との間に液晶ディスプレイ(LCD)装置をさらに備える、請求項1に記載の光学系。
- 赤、緑、および青(RGB)のカラーチャネルを含む画像光を放射するように構成された電子ディスプレイと、
光軸上および光軸の周りで前記画像光を受け取るように構成された光学スタックと
を備えるヘッドマウントディスプレイ(HMD)であって、前記光学スタックは、
第1のPancharatnam Berry位相(PBP)幾何学的位相素子と、
前記第1のPBP幾何学的位相素子に隣接する第1の色選択性波長板であって、前記RGBカラーチャネルのうちの前記第1のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記RGBカラーチャネルのうちの少なくとも第2のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用するように構成された、第1の色選択性波長板と、
前記第1の色選択性波長板に隣接するCプレートであって、前記RGBカラーチャネルのうちの前記第1のカラーチャネルに第1の偏光位相シフトを提供し、前記第1の偏光位相シフトは、Cプレートに入射する前記RGBカラーチャネルのうちの前記第1のカラーチャネルの前記光軸に対する角度に少なくとも部分的に依存し、前記第1の偏光位相シフトは、前記第1の色選択性波長板によって生成される第2の偏光位相シフトを少なくとも部分的に補償する、Cプレートと、
第2のPBP幾何学的位相素子と、
前記第2のPBP幾何学的位相素子に隣接する第2の色選択性波長板であって、前記RGBカラーチャネルのうちの前記第2のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記RGBカラーチャネルのうちの少なくとも前記第1のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用するように構成された、第2の色選択性波長板と
を備える、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)。 - 前記第1のPBP幾何学的位相素子は、第1のピッチを有する第1のPBP回折格子であり、前記第2のPBP幾何学的位相素子は、前記第1のピッチとは異なる第2のピッチを有する第2のPBP回折格子である、請求項15に記載のHMD。
- 前記第1のPBP幾何学的位相素子は、前記RGBカラーチャネルのうちの前記第1のカラーチャネルの光を第1の位置に実質的に集束させるように構成されている第1のPBPレンズであり、前記第2のPBP幾何学的位相素子は、前記RGBカラーチャネルのうちの前記第2のカラーチャネルの光を前記第1の位置に実質的に集束させるように構成されている第2のPBPレンズである、請求項15に記載のHMD。
- 前記第1のPBP幾何学的位相素子と前記第2のPBP幾何学的位相素子との間に一または複数の追加のCプレートをさらに備える、請求項15に記載のHMD。
- 前記第1のPBP幾何学的位相素子および前記第2のPBP幾何学的位相素子は、前記第1のPBP幾何学的位相素子および前記第2のPBP幾何学的位相素子に関連するそれぞれの焦点距離を調整するため、電気的に切り替え可能である、請求項15に記載のHMD。
- 前記Cプレートの角度複屈折が、前記Cプレートの領域にわたって不連続に変化する、請求項15に記載のHMD。
- 赤、緑、および青(RGB)のカラーチャネルを含む画像光を放射するように構成された電子ディスプレイと、
光軸上および光軸の周りで前記画像光を受け取るように構成された光学スタックと
を備える光学系であって、前記光学スタックは、
前記RGBカラーチャネルのうちの第1のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記RGBカラーチャネルのうちの少なくとも第2のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用する第1のPancharatnam Berry位相(PBP)幾何学的位相素子と、
第1の色選択性波長板に隣接するCプレートであって、前記RGBカラーチャネルのうちの前記第1のカラーチャネルに第1の偏光位相シフトを提供し、前記第1の偏光位相シフトは、前記Cプレートに入射する前記RGBカラーチャネルのうちの前記第1のカラーチャネルの前記光軸に対する角度に少なくとも部分的に依存し、前記第1の偏光位相シフトは、前記第1のPBP幾何学的位相素子によって生成される第2の偏光位相シフトを少なくとも部分的に補償する、Cプレートと、
前記RGBカラーチャネルのうちの前記第2のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記RGBカラーチャネルのうちの少なくとも前記第1のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用する第2のPBP幾何学的位相素子と、
を備える、光学系。 - 光軸に合わせて整列された幾何学的位相素子であって、該幾何学的位相素子の複屈折が、前記光軸から軸が外れて該幾何学的位相素子に入射する光に第1の偏光位相シフトをもたらす幾何学的位相素子と、
前記幾何学的位相素子に隣接し前記光軸に合わせて整列されたCプレートであって、該Cプレートに入射する前記光の前記光軸に対する角度に少なくとも部分的に応じて、第2の偏光位相シフトを前記光にもたらすCプレートと、を備え、前記第1の偏光位相シフトは、前記第2の偏光位相シフトと反対である、光学系。 - 前記光は、第1のカラーチャネルおよび第2のカラーチャネルを含み、前記幾何学的位相素子は、前記第1のカラーチャネルに対応し、前記光学系はさらに、
前記第2のカラーチャネルに対応する第2の幾何学的位相素子と、
前記第2の幾何学的位相素子に隣接する第2のCプレートと、
を備える、請求項22に記載の光学系。 - 前記第1の幾何学的位相素子は、前記第1のカラーチャネルに関連する前記光の第1の部分を焦点に集束させるように構成され、前記第2の幾何学的位相素子は、前記第2のカラーチャネルに関連する前記光の第2の部分を特定の焦点に集束させるように構成され、かつ/または、
前記幾何学的位相素子は、前記第1のカラーチャネルに関連する前記光の第1の部分をビームステアリング角で導き、前記第2の幾何学的位相素子は、前記第2のカラーチャネルに関連する前記光の第2の部分を特定のビームステアリング角で導く、請求項23に記載の光学系。 - 前記第1の幾何学的位相素子に隣接する第1の色選択性波長板と、前記光の第1の波長に対して半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記光の少なくとも第2の波長に対して全波長偏光シフトの倍数を適用する第1のCプレートと、をさらに備え、
任意選択により、前記第2の幾何学的位相素子および前記第2のCプレートに隣接する第2の色選択性波長板であって、前記光の前記第2の波長に対して半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記光の少なくとも前記第1の波長に対して全波長偏光シフトの倍数を適用するように構成される、第2の色選択性波長板をさらに備える、請求項23または24に記載の光学系。 - 前記第1の幾何学的位相素子および前記第1の色選択性波長板は、前記第1のカラーチャネルに関連する前記光の第1の部分を特定の焦点に集束させ、前記第2の幾何学的位相素子および前記第2の色選択性波長板は、前記第2のカラーチャネルに関連する前記光の第2の部分を前記特定の焦点に集束させ、かつ/または、
前記第1の幾何学的位相素子および前記第1の色選択性波長板は、前記第1のカラーチャネルに関連する前記光の第1の部分をビームステアリング角で導き、前記第2の幾何学的位相素子および前記第2の色選択性波長板は、前記第2のカラーチャネルに関連する前記光の第2の部分を特定のビームステアリング角で導く、
請求項25に記載の光学系。 - 前記Cプレートは、前記幾何学的位相素子の角度複屈折と反対の角度複屈折を有する多層複屈折膜である、請求項22から26のいずれか一項に記載の光学系。
- 前記幾何学的位相素子は、前記幾何学的位相素子に関連する焦点距離を調節するため、電気的に切り替え可能であり、かつ/または、
前記幾何学的位相素子は、Pancharatnam Berry Phase(PBP)レンズであり、かつ/または、
前記幾何学的位相素子は、Pancharatnam Berry Phase(PBP)回折格子である、
請求項22から27のいずれか一項に記載の光学系。 - 前記光学系がヘッドマウント装置に含まれる、請求項22から28のいずれか一項に記載の光学系。
- 前記光軸に沿って、かつ光源と前記幾何学的位相素子との間に液晶ディスプレイ(LCD)装置をさらに備える、請求項22から29のいずれか一項に記載の光学系。
- 赤、緑、および青(RGB)のカラーチャネルを含む画像光を放射するように構成された電子ディスプレイと、
光軸上および光軸の周りで前記画像光を受け取るように構成された光学スタックと、
を備えるヘッドマウントディスプレイ(HMD)であって、前記光学スタックは、
第1のPancharatnam Berry位相(PBP)幾何学的位相素子と、
第1のPBP幾何学的位相素子に隣接する第1の色選択性波長板であって、前記RGBカラーチャネルのうちの第1のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記RGBカラーチャネルのうちの少なくとも第2のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用するように構成される、第1の色選択性波長板と、
前記第1の色選択性波長板に隣接するCプレートであって、前記RGBカラーチャネルのうちの前記第1のカラーチャネルに第1の偏光位相シフトを提供し、第1の偏光位相シフトは、前記Cプレートに入射する前記RGBカラーチャネルのうちの前記第1のカラーチャネルの前記光軸に対する角度に少なくとも部分的に依存し、前記第1の偏光位相シフトは、前記第1の色選択性波長板によって生成される第2の偏光位相シフトを少なくとも部分的に補償する、Cプレートと、
第2のPBP幾何学的位相素子と、
前記第2のPBP幾何学的位相素子に隣接する第2の色選択性波長板であって、前記RGBカラーチャネルのうちの前記第2のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記RGBカラーチャネルのうちの少なくとも前記第1のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用するように構成される、第2の色選択性波長板と、
を備える、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)。 - 前記第1のPBP幾何学的位相素子は、第1のピッチを有する第1のPBP回折格子であり、前記第2のPBP幾何学的位相素子は、前記第1のピッチとは異なる第2のピッチを有する第2のPBP回折格子であり、かつ/または、
前記第1のPBP幾何学的位相素子は、前記RGBカラーチャネルのうちの前記第1のカラーチャネルの光を第1の位置に実質的に集束させるように構成された第1のPBPレンズであり、前記第2のPBP幾何学的位相素子は、前記RGBカラーチャネルのうちの前記第2のカラーチャネルの光を前記第1の位置に実質的に集束させるように構成された第2のPBPレンズである、請求項31に記載のHMD。 - 前記第1のPBP幾何学的位相素子と前記第2のPBP幾何学的位相素子との間に一または複数の追加のCプレートをさらに備える、請求項31または32に記載のHMD。
- 前記第1のPBP幾何学的位相素子および前記第2のPBP幾何学的位相素子は、前記第1のPBP幾何学的位相素子および前記第2のPBP幾何学的位相素子に関連するそれぞれの焦点距離を調整するため、電気的に切り替え可能である、請求項31から33のいずれか一項に記載のHMD。
- 前記Cプレートの角度複屈折が、前記Cプレートの領域にわたって不連続に変化する、請求項31から34のいずれか一項に記載のHMD。
- 赤、緑、および青(RGB)カラーチャネルを含む画像光を放射するように構成された電子ディスプレイと、
光軸上および光軸の周りで前記画像光を受け取るように構成された光学スタックと、
を備える、特に請求項22から30のいずれか一項に記載の光学系であって、前記光学スタックは、
前記RGBカラーチャネルのうちの第1のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記RGBカラーチャネルのうちの少なくとも第2のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用する第1のPancharatnam Berry位相(PBP)幾何学的位相素子と、
第1の色選択性波長板に隣接するCプレートであって、前記RGBカラーチャネルのうちの前記第1のカラーチャネルに第1の偏光位相シフトを提供し、前記第1の偏光位相シフトは、前記Cプレートに入射する前記RGBカラーチャネルのうちの前記第1のカラーチャネルの前記光軸に対する角度に少なくとも部分的に依存し、前記第1の偏光位相シフトは、前記第1のPBP幾何学的位相素子によって生成される第2の偏光位相シフトを少なくとも部分的に補償する、Cプレートと、
前記RGBカラーチャネルのうちの前記第2のカラーチャネルに対して実質的に半波長偏光シフトの倍数を適用し、前記RGBカラーチャネルのうちの少なくとも前記第1のカラーチャネルに対して実質的に全波長偏光シフトの倍数を適用する、第2のPBP幾何学的位相素子と、
を備える、光学系。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR20190126124A (ko) * | 2017-03-21 | 2019-11-08 | 매직 립, 인코포레이티드 | 분할된 동공들을 위한 공간 광 변조기 조명을 갖는 디스플레이 시스템 |
US20220026721A1 (en) * | 2018-03-15 | 2022-01-27 | Facebook Technologies, Llc | Polarization-sensitive components in optical systems for large pupil acceptance angles |
TWI676071B (zh) * | 2018-10-04 | 2019-11-01 | 國立交通大學 | 電控變焦的消色差透鏡 |
US11009766B2 (en) * | 2019-06-28 | 2021-05-18 | Intel Corporation | Foveated virtual reality near eye displays |
CN112630868A (zh) * | 2019-10-08 | 2021-04-09 | 三星电子株式会社 | 超透镜和包括超透镜的光学装置 |
US11598964B2 (en) | 2020-01-24 | 2023-03-07 | Meta Platforms Technologies, Llc | Freeform varifocal optical assembly |
US11815684B2 (en) * | 2020-02-06 | 2023-11-14 | Valve Corporation | Spatially and time varying polarization correction optic for scan beam systems |
US20240045210A1 (en) * | 2021-01-05 | 2024-02-08 | Apple Inc. | Electronic Device Display Having a Selective Light Redirecting Layer |
CN112859337A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-05-28 | 上海交通大学 | 一种超多视点显示系统 |
WO2022182831A1 (en) * | 2021-02-24 | 2022-09-01 | Meta Platforms Technologies, Llc | Thin liquid crystal stack for polarization conversion |
US11650429B2 (en) | 2021-02-24 | 2023-05-16 | Meta Platforms Technologies, Llc | Thin liquid crystal stack for polarization conversion |
US20220365264A1 (en) * | 2021-05-17 | 2022-11-17 | Facebook Technologies, Llc | Apochromatic liquid crystal polarization hologram device |
WO2022245614A1 (en) * | 2021-05-17 | 2022-11-24 | Meta Platforms Technologies, Llc | Apochromatic liquid crystal polarization hologram device |
US11796801B2 (en) | 2021-05-24 | 2023-10-24 | Google Llc | Reducing light leakage via external gaze detection |
US11741864B2 (en) | 2021-06-14 | 2023-08-29 | Meta Platforms Technologies, Llc | Headset for virtual reality applications with variable field of view and resolution |
TW202305455A (zh) * | 2021-06-14 | 2023-02-01 | 美商元平台技術有限公司 | 具有可變視野及解析度的虛擬實境應用頭戴式裝置 |
US20230017964A1 (en) * | 2021-07-19 | 2023-01-19 | Meta Platforms Technologies, Llc | Balanced switchable configuration for a pancharatnam-berry phase (pbp) lens |
US11953796B2 (en) | 2021-07-21 | 2024-04-09 | Meta Platforms Technologies, Llc | Tunable polarization holographic lenses |
TW202305414A (zh) * | 2021-07-21 | 2023-02-01 | 美商元平台技術有限公司 | 可調式偏振全像透鏡 |
CN115704958A (zh) * | 2021-08-16 | 2023-02-17 | 华为技术有限公司 | 一种光学成像系统及控制方法 |
CN113917591A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-11 | 中国人民解放军国防科技大学 | 任意偏振转换超表面及将任意偏振光进行偏振转换的方法 |
US20230176377A1 (en) | 2021-12-06 | 2023-06-08 | Facebook Technologies, Llc | Directional illuminator and display apparatus with switchable diffuser |
US20230176376A1 (en) * | 2021-12-06 | 2023-06-08 | Meta Platforms Technologies, Llc | Lightguides with color- and time-sequential gratings |
CN114815290A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-29 | 东南大学 | 一种基于pb相位的可切换三维显示装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009540340A (ja) * | 2006-07-07 | 2009-11-19 | シャープ株式会社 | 液晶セルおよび表示装置 |
JP2012098657A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Jvc Kenwood Corp | 位相差板 |
US20160047956A1 (en) * | 2014-04-16 | 2016-02-18 | Nelson V. Tabirian | Diffractive Waveplate Lenses and Applications |
JP2016519327A (ja) * | 2013-03-13 | 2016-06-30 | ノース・キャロライナ・ステイト・ユニヴァーシティ | 幾何学的位相ホログラムを用いる偏光変換システム |
CN105911697A (zh) * | 2016-07-05 | 2016-08-31 | 苏州市齐科光学科技有限公司 | 基于Pancharatnam-Berry相位液晶透镜的智能眼镜 |
WO2016205249A1 (en) * | 2015-06-15 | 2016-12-22 | Magic Leap, Inc. | Virtual and augmented reality systems and methods |
Family Cites Families (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3413885B2 (ja) * | 1993-07-29 | 2003-06-09 | ソニー株式会社 | ディスプレイ装置及び該装置を用いる眼鏡型映像表示装置 |
AU6623200A (en) | 1999-08-03 | 2001-02-19 | Digilens Inc. | Display system with eye tracking |
WO2005091628A1 (en) | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Brightness regulation in lcd projection systems |
ATE409886T1 (de) * | 2004-05-27 | 2008-10-15 | Toshiba Matsushita Display Tec | Flüssigkristallanzeigevorrichtung |
WO2006064956A1 (en) * | 2004-12-15 | 2006-06-22 | Fujifilm Corporation | Phase difference compensator, light modurating system, liquid crystal display and liquid crystal projector |
CN101846811A (zh) * | 2005-03-01 | 2010-09-29 | 荷兰聚合物研究所 | 介晶膜中的偏振光栅 |
US7848020B2 (en) | 2006-06-02 | 2010-12-07 | Jds Uniphase Corporation | Thin-film design for positive and/or negative C-plate |
US20080226844A1 (en) | 2007-03-12 | 2008-09-18 | Jds Uniphase Corporation | Space-Variant Liquid Crystal Waveplate |
US20080309854A1 (en) * | 2007-06-15 | 2008-12-18 | Zhibing Ge | Wide Viewing Angle and Broadband Circular Polarizers for Transflective Liquid Crystal Displays |
US8531646B2 (en) | 2007-09-11 | 2013-09-10 | Kent State University | Tunable liquid crystal devices, devices using same, and methods of making and using same |
DK2163923T3 (en) | 2008-09-12 | 2015-02-09 | Jds Uniphase Corp | Optiskhvirvel-delaying microarray |
WO2011014743A2 (en) | 2009-07-31 | 2011-02-03 | North Carolina State University | Beam steering devices including stacked liquid crystal polarization gratings and related methods of operation |
WO2014016403A1 (de) | 2012-07-27 | 2014-01-30 | Seereal Technologies S.A. | Polarisationsgitter für schräge einfallswinkel |
US9335548B1 (en) | 2013-08-21 | 2016-05-10 | Google Inc. | Head-wearable display with collimated light source and beam steering mechanism |
JP6726110B2 (ja) | 2014-07-31 | 2020-07-22 | イマジンオプティクス・コーポレイション | 光学素子、及び回折光学素子 |
US9494799B2 (en) | 2014-09-24 | 2016-11-15 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Waveguide eye tracking employing switchable diffraction gratings |
EP3796201A3 (en) | 2014-12-15 | 2021-04-07 | Ubiq Security, Inc. | Systems and methods for diffracted data retrieval |
US10634881B2 (en) | 2015-03-26 | 2020-04-28 | Kent State University | Compact non-mechanical zoom lens having focal lengths dependent upon left- or right-handedness of circularly polarized light |
US9976911B1 (en) | 2015-06-30 | 2018-05-22 | Beam Engineering For Advanced Measurements Co. | Full characterization wavefront sensor |
US10247858B2 (en) | 2015-10-25 | 2019-04-02 | Facebook Technologies, Llc | Liquid crystal half-wave plate lens |
US10725290B2 (en) | 2016-04-29 | 2020-07-28 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Device components formed of geometric structures |
US10451947B1 (en) | 2016-10-31 | 2019-10-22 | Facebook Technologies, Llc | Apochromatic pancharatnam berry phase (PBP) liquid crystal structures for head-mounted displays |
US10248001B1 (en) | 2016-11-16 | 2019-04-02 | Facebook Technologies, Llc | Varifocal structure comprising a liquid lens structure in optical series with a liquid crystal lens in a head-mounted display |
CN115657363A (zh) * | 2016-12-14 | 2023-01-31 | 奇跃公司 | 使用具有表面对准图案的软压印复制对液晶图案化 |
US10151961B2 (en) * | 2016-12-29 | 2018-12-11 | Facebook Technologies, Llc | Switchable bragg gratings for chromatic error correction of pancharatnam berry phase (PBP) components |
KR102664388B1 (ko) * | 2017-01-23 | 2024-05-08 | 삼성전자주식회사 | 영상 디스플레이 장치 |
US10120193B2 (en) | 2017-01-27 | 2018-11-06 | Oculus Vr, Llc | Geometric phase lens alignment in an augmented reality head mounted display |
CN114200562A (zh) * | 2017-01-27 | 2022-03-18 | 奇跃公司 | 由具有不同取向的纳米梁的超表面形成的衍射光栅 |
WO2018156784A1 (en) * | 2017-02-23 | 2018-08-30 | Magic Leap, Inc. | Variable-focus virtual image devices based on polarization conversion |
AU2018239511A1 (en) | 2017-03-22 | 2019-10-17 | Magic Leap, Inc. | Depth based foveated rendering for display systems |
US10451885B2 (en) | 2017-03-28 | 2019-10-22 | Facebook Technologies, Llc | Multifocal system using pixel level polarization controllers and folded optics |
US10969585B2 (en) | 2017-04-06 | 2021-04-06 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Waveguide display with increased uniformity and reduced cross-coupling between colors |
KR20240023213A (ko) | 2017-06-12 | 2024-02-20 | 매직 립, 인코포레이티드 | 깊이 평면들을 변경하기 위한 다중-엘리먼트 적응형 렌즈를 갖는 증강 현실 디스플레이 |
KR102485447B1 (ko) * | 2017-08-09 | 2023-01-05 | 삼성전자주식회사 | 광학 윈도우 시스템 및 이를 포함하는 투시형 디스플레이 장치 |
US10546430B1 (en) * | 2017-08-29 | 2020-01-28 | Facebook Technologies, Llc | Image plane adjustment in a near-eye display |
US10574973B2 (en) | 2017-09-06 | 2020-02-25 | Facebook Technologies, Llc | Non-mechanical beam steering for depth sensing |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009540340A (ja) * | 2006-07-07 | 2009-11-19 | シャープ株式会社 | 液晶セルおよび表示装置 |
JP2012098657A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Jvc Kenwood Corp | 位相差板 |
JP2016519327A (ja) * | 2013-03-13 | 2016-06-30 | ノース・キャロライナ・ステイト・ユニヴァーシティ | 幾何学的位相ホログラムを用いる偏光変換システム |
US20160047956A1 (en) * | 2014-04-16 | 2016-02-18 | Nelson V. Tabirian | Diffractive Waveplate Lenses and Applications |
WO2016205249A1 (en) * | 2015-06-15 | 2016-12-22 | Magic Leap, Inc. | Virtual and augmented reality systems and methods |
CN105911697A (zh) * | 2016-07-05 | 2016-08-31 | 苏州市齐科光学科技有限公司 | 基于Pancharatnam-Berry相位液晶透镜的智能眼镜 |
Non-Patent Citations (1)
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---|
LEE, YUN-HAN ET AL.: "Recent progress in Pancharatnam-Berry phase optical elements and the applications for virtual/augmen", OPT. DATA PROCESS. STORAGE, vol. 3, no. 1, JPN7022005519, 2017, US, pages 79 - 88, XP055894359, ISSN: 0005027982, DOI: 10.1515/odps-2017-0010 * |
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