JP2022160457A - ウェアラブルディスプレイのための照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2013年6月27日に出願された米国仮特許出願第61/957,258号の非仮出願である、2014年6月23に位置に出願された国際出願PCT/US2014/000153の部分継続出願(CIP)である。
LCD、LCOS、マイクロミラー又はマイクロシャッターの表示装置と、
前記表示装置を駆動する回路と、
眼鏡レンズとテンプルと、
眼鏡レンズに取り付けられたホログラフィック光学素子(HOE)又は回折光学素子(DOE)のシースルー光学素子と、
少なくとも1つの自由形状面を有する少なくとも1つのレンズと、空気を介して眼鏡に画像光を投射する少なくとも1つのミラーとを有するテンプル内に埋め込まれた投影光学系と、
固体光源によって活性化されたレーザー、LED、OLED又は蛍光体の発光デバイスを有する複数の色の光源又は複数の色の光源を単一のビームに組み合わせるダイクロックプリズム、PBS、光ファイバー、自由形状レンズ、DOE、HOE又は平面光導波回路による光コンバイナーと、前記合成された光ビームの前記表示装置への入射角が10度より大きい全反射プリズムと、により構成される照明装置と、
を備えるシースルー表示システム。
[2]
[1]に記載のシースルー表示システムのコンバイナーであって、
光源のビームは、ダイクロイックプリズムによって、空気よりも高い屈折率を有する長方形管の群と光ファイバーとの光パイプに結合される。
[3]
[1]に記載のシースルー表示システムのコンバイナーであって、
光源のビームは、偏光ビームスプリッタによって、空気よりも高い屈折率を有する矩形管の群からの光パイプと光ファイバーとに結合される。
[4]
[1]に記載のシースルー表示システムであって、
ライトパイプ、マイクロレンズアレイ又は拡散板のホモジナイザーは、均質化されたものが、コンバイナーと表示装置との間に配置される。
[5]
[1]に記載のシースルー表示システムであって、
表示装置はLCOSであり、
スプリッタ面上の偏光子の層とLCOS表示面に平行な1/4波長板とLCOSからのPBSの反対側にある2つの三角プリズムからなる立方体偏光ビームスプリッタを用いて、単一のPBSが必要な画像光を投影レンズに伝達する。
[6]
[1]に記載のシースルー表示システムであって、
コンバイナーは、
前記光源からの光ビームを光パイプ、光ファイバー又は拡散板から光ガイドに導く回折光学素子(DOE)又はホログラフィック光学素子(HOE)の光学素子で構成される。
[7]
LCOSの表示装置と、
前記表示装置を駆動する回路と、
眼鏡レンズとテンプルと
であって、
レーザー、LED又はOLEDの発光デバイスを有する複数の色の光源と、複数の波長を含む光束を集光するマイクロレンズアレイと、複数の色の光源を単一のビームに組み合わせる光コンバイナーと、を含む照明装置と、
を備える照明装置であって、
前記光コンバイナーは、ダイクロイックプリズム、PBS、光ファイバー又は平面光導波回路であり、前記合成されたビームの前記表示装置への入射角は20度より大きいウェアラブルディスプレイのための照明装置。
[8]
[7]に記載の照明装置であって、
マイクロレンズアレイは、ホログラフィック光学素子又は回折光学素子によるDOEのアレイである。
[9]
[7]に記載の照明装置であって、
マイクロレンズアレイは、自由形状レンズのアレイである。
[10]
[7]に記載の照明装置であって、
PBSは、第1の偏光子がP波を通過し対角線の内面にS波を反射する第1の偏光子と、
S波を通過させ第1の偏光子に垂直な別の対角線の内面にP波を反射する第2の偏光子と
を有するクロスプリズムである。
本発明の特定の実施形態が本明細書に図示され説明されてきたが、当業者には他の修正および変更が行われることが理解される。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲内にあるすべての改変および変更を包含することが意図されていることを理解されたい。
Claims (11)
- 眼鏡レンズと、
テンプルと、
複数の色の光源から出射された複数のビームを単一のビームに組み合わせる光コンバイナーと、
前記光コンバイナー側から入射したビームを画像光として反射する表示装置と、
前記表示装置を駆動する回路と、
前記光コンバイナーからのビームの一部の偏光成分を反射して前記表示装置に導光し、前記表示装置により偏光方向が90度変換されて反射された画像光を透過させ、且つ、前記表示装置から出射されて透過した後にミラーにより反射された画像光を反射する偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタに対して前記表示装置とは反対側に設けられたミラーとの間に配置された1/4λ波長板と、
前記眼鏡レンズに取り付けられたホログラフィック光学素子(HOE)又は回折光学素子(DOE)のシースルー光学素子と、
を備えるシースルー表示システム。 - 請求項1に記載のシースルー表示システムであって、
前記光コンバイナーは、複数の色の光源から出射された複数のビームを、単一のビームに組み合わせる一組のダイクロイックミラーを有する。 - 請求項1に記載のシースルー表示システムであって、
前記光コンバイナーは、青色レーザー又はLEDにより出射された青色光、赤蛍光体プレートにより青色光から変換された赤色光、及び緑色蛍光体プレートにより青色光から変換された緑色光を、出力ビームの一部として導光する複数のダイクロイックミラーを備える。 - 請求項1に記載のシースルー表示システムであって、
前記光コンバイナーと前記表示装置との間には、単一に組み合わせられたビームを均一化する光パイプ、マイクロレンズアレイ又は拡散板が配置される。 - 請求項1に記載のシースルー表示システムであって、
前記表示装置はLCOSであり、
前記画像光は、前記偏光ビームスプリッタにより投影レンズに伝達される。 - 請求項1に記載のシースルー表示システムであって、
前記光コンバイナーは、
前記光源からの光ビームを光パイプ、光ファイバー又は拡散板から光ガイドに導く回折光学素子(DOE)又はホログラフィック光学素子(HOE)の光学素子で構成される。 - 眼鏡レンズ及びテンプル内に埋め込み可能な照明装置であって、
複数の色の光源から出射された複数のビームを単一のビームに組み合わせる光コンバイナーと、
前記光コンバイナー側から入射したビームを画像光として反射する表示装置と、
前記表示装置を駆動する回路と、
前記光コンバイナーからのビームの一部の偏光成分を反射して前記表示装置に導光し、前記表示装置により偏光方向が90度変換されて反射された画像光を透過させ、且つ、前記表示装置から出射されて透過した後にミラーにより反射された画像光を反射する偏光ビームスプリッタ又は偏光子と、
前記偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタに対して前記表示装置とは反対側に設けられたミラーとの間に配置された1/4λ波長板と、
前記眼鏡レンズに取り付けられたホログラフィック光学素子(HOE)又は回折光学素子(DOE)のシースルー光学素子と、
を備える照明装置。 - 請求項7に記載の照明装置であって、
前記光コンバイナーと前記表示装置との間には、単一に組み合わせられたビームを均一化する光パイプ、マイクロレンズアレイ又は拡散板が配置される。 - 請求項7に記載の照明装置であって、
前記表示装置はLCOSであり、
前記画像光は、前記偏光ビームスプリッタにより投影レンズに伝達される。 - 請求項7に記載の照明装置であって、
前記偏光ビームスプリッタは、第1の偏光子がP波を通過し対角線の内面にS波を反射する第1の偏光子と、S波を通過させ第1の偏光子に垂直な別の対角線の内面にP波を反射する第2の偏光子とを有する。 - 眼鏡レンズと、
テンプルと、
複数の色の光源から出射された複数のビームを単一のビームに組み合わせる光コンバイナーと、
前記光コンバイナー側から入射したビームを画像光として反射する表示装置と、
前記表示装置を駆動する回路と、
前記光コンバイナーからのビームの一部の偏光成分を透過して前記表示装置に導光し、前記表示装置により偏光方向が90度変換されて反射された画像光を反射させる偏光子と、
前記眼鏡レンズに取り付けられたホログラフィック光学素子(HOE)又は回折光学素子(DOE)であるシースルー光学素子と、
を備えるシースルー表示システム。
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