JP2022546000A - ディスプレイのアクティブ輪帯照明のための切り替え可能な偏光リターダ配列 - Google Patents

Abstract

空間光変調器の１つまたは複数の部分を照らすための光学デバイスは、導波路、調節可能リターダの配列、および偏光選択性光素子を含む。それぞれの調節可能リターダは、導波路からの光を受信するために光学的に連結される。それぞれの調節可能リターダは、それぞれの調節可能リターダに第１の方向において第１の偏光を有する光を方向付けさせる、第１の状態と、それぞれの調節可能リターダに第１の方向において第１の偏光とは異なる第２の偏光を有する光を方向付けさせる、第２の状態とを有する。第１の偏光を有する光が、第２の方向において偏光選択性光素子から伝播し、第２の偏光を有する光が、第２の方向とは異なる第３の方向において偏光選択性光素子から伝播するように、偏光選択性光素子は、調節可能リターダの配列に隣接して位置する。【選択図】図４Ｄ

Description

関連出願
本出願は、参照によりその全部が本明細書に組み込まれる、２０１９年９月１０日に出願された、米国仮特許出願第６２／８９８，５１１号の利益および優先権を主張する。本出願は、参照によりその全部が本明細書に組み込まれる、本明細書と同時に出願された「Ｄｉｓｐｌａｙ ｗｉｔｈ Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ Ｒｅｔａｒｄｅｒ Ａｒｒａｙ」という題名の米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿号（代理人整理番号０１０２３５－０１－５３４６－ＵＳ）に関連する。

これは、概してディスプレイデバイスに関し、より詳細には、ヘッドマウント式ディスプレイデバイスに関する。

ヘッドマウント式ディスプレイデバイス（本明細書でヘッドマウント式ディスプレイとも称される）は、視覚情報をユーザに提供するための手段として人気を得ている。たとえば、ヘッドマウント式ディスプレイデバイスは、仮想現実および拡張現実動作のために使用される。

仮想現実および／または拡張現実動作でユーザ体験を向上させるための高解像度を有するヘッドマウント式ディスプレイデバイスが必要とされている。反射空間光変調器（ＳＬＭ：ｓｐａｔｉａｌ ｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）ディスプレイ、たとえば、エルコス（ＬＣｏＳ：ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）ディスプレイ、は、高輝度および高効率を提供し、小型ディスプレイ（たとえば、マイクロディスプレイ）に適しているので、ヘッドマウント式ディスプレイデバイス向けに望ましい。

したがって、ヘッドマウント式ディスプレイデバイスのために適用可能な効率的でコンパクトで軽量なＳＬＭディスプレイが必要とされている。

本発明の態様は、添付の特許請求の範囲において述べられている。いくつかの実施形態によれば、空間光変調器の１つまたは複数の部分を照らすための光学デバイスは、導波路、調節可能リターダの配列、および偏光選択性光素子を含む。調節可能リターダの配列は、調節可能リターダの配列のそれぞれの調節可能リターダが導波路からの光を受信するように、導波路に対して配置される。それぞれの調節可能リターダは、それぞれの調節可能リターダに第１の方向において第１の偏光を方向付ける、第１の状態と、それぞれの調節可能リターダに第１の方向において第２の偏光を有する光を方向付ける、第１の状態とは異なる、第２の状態とを有する。第２の偏光は、第１の偏光とは異なる。第１の偏光を有する光が、第２の方向において偏光選択性光素子から伝播し、第２の偏光を有する光が、第２の方向とは異なる第３の方向において偏光選択性光素子から伝播するように、偏光選択性光素子は、調節可能リターダの配列に隣接して位置する。

いくつかの実施形態によれば、ディスプレイデバイスは、空間光変調器および空間光変調器を照らすように構成された光学デバイスを含む。空間光変調器の１つまたは複数の部分を照らすための光学デバイスは、導波路、調節可能リターダの配列および偏光選択性光素子を含む。調節可能リターダの配列のそれぞれの調節可能リターダが、導波路からの光を受信するように、調節可能リターダの配列は、導波路に対して配置される。それぞれの調節可能リターダは、それぞれの調節可能リターダに第１の方向において第１の偏光を方向付ける、第１の状態と、それぞれの調節可能リターダに第１の方向において第２の偏光を有する光を方向付ける、第１の状態とは異なる、第２の状態とを有する。第２の偏光は、第１の偏光とは異なる。第１の偏光を有する光が、第２の方向において偏光選択性光素子から伝播し、第２の偏光を有する光が、第２の方向とは異なる第３の方向において偏光選択性光素子から伝播するように、偏光選択性光素子は、調節可能リターダの配列に隣接して位置する。

いくつかの実施形態によれば、空間光変調器の１つまたは複数の部分を照らすための方法は、導波路、調節可能リターダの配列、および調節可能リターダの配列に隣接して位置する偏光選択性光素子を含む光学デバイスにおいて実行される。方法は、導波路から、それぞれの調節可能リターダによって光を受信することと、それぞれの調節可能リターダが第１の状態にある間に、それぞれの調節可能リターダによって第１の偏光を有する光を提供することとを含む。方法は、それぞれの調節可能リターダが第２の状態にある間に、それぞれの調節可能リターダによって第２の偏光を有する光を提供することをさらに含む。方法はまた、空間光変調器の１つまたは複数の部分のうちの対応する部分に向けて第１の方向において第１の偏光を有する光を、偏光選択性光素子で、方向付けることと、第１の方向とは異なる第２の方向において第２の偏光を有する光を、偏光選択性光素子で、方向付けることとを含む。

いくつかの実施形態によれば、ディスプレイデバイスは、導波路および導波路と接触する調節可能リターダの配列を含む。調節可能リターダの配列のそれぞれの調節可能リターダは、導波路からの光を受信する。それぞれの調節可能リターダは、それぞれの調節可能リターダに第１の方向において第１の偏光を方向付ける、第１の状態と、それぞれの調節可能リターダに第１の方向において第１の偏光とは異なる第２の偏光を有する光を方向付ける、第１の状態とは異なる、第２の状態とを有する。第１の偏光を有する光が、第２の方向において偏光選択性光素子から伝播し、第２の偏光を有する光が、第２の方向とは異なる第３の方向において偏光選択性光素子から伝播するように、ディスプレイデバイスはまた、調節可能リターダの配列に隣接して位置する偏光選択性光素子を含む。

いくつかの実施形態によれば、方法は、導波路、調節可能リターダの配列および調節可能リターダの配列に隣接して位置する偏光選択性光素子を含むディスプレイデバイスにおいて実行される。方法は、それぞれの調節可能リターダによって導波路からの光を受信することと、それぞれの調節可能リターダが第１の状態にある間に、それぞれの調節可能リターダによって第１の方向において第１の偏光を有する光を提供することとを含む。方法はまた、それぞれの調節可能リターダが第２の状態にある間に、それぞれの調節可能リターダによって第１の方向において第２の偏光を有する光を提供することを含む。方法はまた、第２の方向において第１の偏光を有する光および第１の方向とは異なる第３の方向において第２の偏光を有する光を、偏光選択性光素子で、方向付けることを含む。

いくつかの実施形態によれば、空間光変調器の１つまたは複数の部分を照らすための光学デバイスは、導波路、調節可能リターダの配列および偏光選択性光素子を含む。調節可能リターダの配列のそれぞれの調節可能リターダが、第１の偏光を有する光を受信するように、調節可能リターダの配列は、導波路に対して配置される。第１の状態にある間、それぞれの調節可能リターダは、第１の方向において第２の偏光を有する光を提供し、そして、第１の状態とは異なる第２の状態にある間、それぞれの調節可能リターダは、第１の方向において第３の偏光を有する光を提供する。第３の偏光は、第２の偏光とは異なる。第２の偏光を有する光が、第２の方向において偏光選択性光素子から伝播し、第３の偏光を有する光が、第２の方向とは異なる第３の方向において偏光選択性光素子から伝播するように、偏光選択性光素子は、調節可能リターダの配列に隣接して位置する。

いくつかの実施形態によれば、ディスプレイデバイスは、空間光変調器および空間光変調器を照らすように構成された光学デバイスを含む。空間光変調器の１つまたは複数の部分を照らすための光学デバイスは、導波路、調節可能リターダの配列および偏光選択性光素子を含む。調節可能リターダの配列のそれぞれの調節可能リターダが、第１の偏光を有する光を受信するように、調節可能リターダの配列は、導波路に対して配置される。第１の状態にある間、それぞれの調節可能リターダは、第１の方向において第２の偏光を有する光を提供し、そして、第１の状態とは異なる第２の状態にある間、それぞれの調節可能リターダは、第１の方向において第３の偏光を有する光を提供する。第３の偏光は、第２の偏光とは異なる。第２の偏光を有する光が、第２の方向において偏光選択性光素子から伝播し、第３の偏光を有する光が、第２の方向とは異なる第３の方向において偏光選択性光素子から伝播するように、偏光選択性光素子は、調節可能リターダの配列に隣接して位置する。

いくつかの実施形態によれば、空間光変調器の１つまたは複数の部分を照らすための方法は、導波路、調節可能リターダの配列、および調節可能リターダの配列に隣接して位置する偏光選択性光素子を含む光学デバイスにおいて実行される。方法は、それぞれの調節可能リターダによって第１の偏光を有する光を受信することと、第１の状態にある間に、それぞれの調節可能リターダによって第２の偏光を有する光を提供することを含む。方法はさらに、第２の状態にある間に、それぞれの調節可能リターダによって第３の偏光を有する光を提供することを含む。方法はまた、空間光変調器の１つまたは複数の部分のうちの対応する部分に向けて第１の方向において第２の偏光を有する光を、偏光選択性光素子で、提供することと、第１の方向とは異なる第２の方向において第３の偏光を有する光を、偏光選択性光素子で、方向付けることとを含む。

いくつかの実施形態によれば、ディスプレイデバイスは、導波路および導波路内部に組み込まれた調節可能リターダの配列を含む。調節可能リターダの配列のそれぞれの調節可能リターダが、第１の偏光を有する光を受信する。それぞれの調節可能リターダが第１の状態にある間に、それぞれの調節可能リターダは、第１の方向において第２の偏光を有する光を提供し、そして、それぞれの調節可能リターダが、第１の状態とは異なる第２の状態にある間に、それぞれの調節可能リターダは、第１の方向において第２の偏光とは異なる第３の偏光を有する光を提供する。第２の偏光を有する光は、第２の方向において偏光選択性光素子から伝播し、第３の偏光を有する光は、第２の方向とは異なる第３の方向において偏光選択性光素子から伝播するように、ディスプレイデバイスはまた、調節可能リターダの配列に隣接して位置する偏光選択性光素子を含む。

いくつかの実施形態によれば、方法は、導波路、調節可能リターダの配列および調節可能リターダの配列に隣接して位置する偏光選択性光素子を含むディスプレイデバイスにおいて実行される。方法は、それぞれの調節可能リターダによって第１の偏光を有する光を受信することと、それぞれの調節可能リターダが第１の状態にある間に、それぞれの調節可能リターダによって第１の方向において第２の偏光を有する光を提供することとを含む。方法はまた、それぞれの調節可能リターダが第２の状態にある間に、それぞれの調節可能リターダによって第１の方向において第３の偏光を有する光を提供することを含む。方法はまた、第２の方向における第２の偏光を有する光および第１の方向とは異なる第３の方向における第３の偏光を有する光を、偏光選択性光素子で、方向付けることを含む。

様々な記載されている実施形態の理解を深めるためには、類似の参照番号が図を通して対応する部分を参照する、以下の図面と併せて、実施形態の説明が参照されるべきである。

いくつかの実施形態によるディスプレイデバイスの透視図である。 いくつかの実施形態によるディスプレイデバイスを含むシステムのブロック図である。 いくつかの実施形態によるディスプレイデバイスの等角図である。 いくつかの実施形態による、空間光変調器（ＳＬＭ）を照らすための光学デバイスを示す模式図である。 いくつかの実施形態による、ＳＬＭを照らすための光学デバイスを示す模式図である。 いくつかの実施形態による、ＳＬＭを照らすための光学デバイスを示す模式図である。 いくつかの実施形態による、図４Ｂの光学デバイスにおいて伝播する光を示す模式図である。 いくつかの実施形態による、調節可能リターダの配列を示す模式図である。 いくつかの実施形態による、図４Ｂの光学デバイスにおいて伝播する光の偏光を示す模式図である。 いくつかの実施形態による、ディスプレイデバイスを示す模式図である。 いくつかの実施形態による、ディスプレイデバイスを示す模式図である。 いくつかの実施形態による偏光体積ホログラフィック格子を示す模式図である。

これらの図は、別段の指示がない限り、正確な縮尺率ではない。
詳細な説明

反射空間光変調器（ＳＬＭ）ディスプレイ、たとえば、エルコス（ＬＣｏＳ）ディスプレイ、は、高い輝度および高い効率を提供するので、ヘッドマウント式ディスプレイデバイス向けに望ましく、小型ディスプレイ（たとえば、マイクロディスプレイ）に適している。さらに、画素に必要とされる回路素子が、画素の周りではなくて、画素の後ろに配置されるので、反射ＳＬＭは、従来の透過型ディスプレイと比較してスクリーンドア効果（たとえば、画素間のギャップの可視性）が低減される。しかしながら、ＳＬＭの従来の照明器（たとえば、従来のＬＣｏＳ照明器）は、反射ＳＬＭのエリア全体に均一な照明を提供するので、非効率的である。したがって、反射ＳＬＭの１つまたは複数の領域を選択的に照らすためのコンパクトで軽量な照明システムが必要とされている。

本開示の光学デバイスは、電力消費の削減および照明の均一性の改善のために反射ＳＬＭの１つまたは複数の領域の選択的照明を提供する。光学デバイスは、導波路内部を伝播する光の偏光を変調するための画素化された調節可能リターダの配列、および反射ＳＬＭの１つまたは複数の領域へと導波路を出て行くように光の部分のアウトカプリングのための偏光選択性光素子を含む。

加えて、本開示は、画像光を出力するための導波路の内部に組み込まれた画素化された調節可能リターダ（たとえば、液晶画素）の配列を有するコンパクトなサイズのＳＬＭディスプレイ、画素化された調節可能リターダの配列によって出力された画像光を反射するために導波路の外部に配置された反射器へと導波路を出て行くように画像光の部分のアウトカプリングのための偏光選択性光素子を提供する。

その例が添付の図面に示されている、実施形態をここで参照する。以下の説明では、多くの具体的詳細が、様々な記載された実施形態の理解をもたらすために、明記される。しかしながら、様々な記載された実施形態は、これらの具体的な詳細を有さずに実施され得ることが、当業者には明らかとなろう。他の事例では、よく知られている方法、手順、構成要素、回路、およびネットワークは、実施形態の態様を不必要に分かりにくくしないように、説明されていない。

第１の、第２のなどの用語が、いくつかの事例で、様々な要素を説明するために本明細書で使用されるが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきではないこともまた理解されよう。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するためにのみ使用されている。たとえば、様々な記載されている実施形態の範囲を逸脱することなく、第１のリターダは第２のリターダと呼ぶことができ、同様に、第２のリターダは第１のリターダと呼ぶことができる。第１のリターダおよび第２のリターダは、両方ともリターダであるが、同じリターダではない。

本明細書の様々な記載された実施形態の説明において使用される専門用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、限定を意図していない。様々な記載されている実施形態および添付の特許請求項の説明において使用されるとき、文脈が明確にそうでないことを示さない限り、単数形の「一」および「その」は、複数形も同様に含むことを意図している。本明細書で使用されるとき用語「および／または」は、関連する列挙された項目のうちの１つまたは複数の任意のおよびすべての可能な組合せを指し、包含することもまた理解されよう。本明細書において使用されるとき、「含む」、「含んだ」、「備える」、および／または「備えた」という用語は、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそのグループの存在または追加を排除しないことがさらに理解されよう。「例示的」という用語は、「例、事例、または例解の役割を果たす」という意味で本明細書では使用され、「その種類の最良のものを表す」という意味では使用されていない。

図１は、いくつかの実施形態によるディスプレイデバイス１００を示す。いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス１００は、ユーザの頭部に装着される（たとえば、図１に示すように、眼鏡の形を有することによって）またはユーザによってかぶられることになるヘルメットの一部として含まれるように構成される。ディスプレイデバイス１００が、ユーザの頭部に身に着けられるようにまたはヘルメットの一部として含まれるように構成されるとき、ディスプレイデバイス１００は、ヘッドマウント式ディスプレイと呼ばれる。別法として、ディスプレイデバイス１００は、ヘッドマウント式ではなく、固定された位置におけるユーザの１つまたは複数の目に近接した配置向けに構成される（たとえば、ディスプレイデバイス１００は、ユーザの１つまたは複数の目の前に配置するために車両、たとえば、乗用車または飛行機、内に搭載される）。図１に示すように、ディスプレイデバイス１００は、ディスプレイ１１０を含む。ディスプレイ１１０は、視覚コンテンツ（たとえば、拡張現実コンテンツ、仮想現実コンテンツ、複合現実コンテンツ、またはその任意の組合せ）をユーザに提示するために構成される。

いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス１００は、図２に関して本明細書で説明される１つまたは複数の構成要素を含む。いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス１００は、図２に示されていない追加の構成要素を含む。

図２は、いくつかの実施形態によるシステム２００のブロック図である。図２に示すシステム２００は、コンソール２１０にそれぞれ連結されたディスプレイデバイス２０５（図１に示すディスプレイデバイス１００に対応する）、画像化デバイス２３５、および入力インターフェース２４０を含む。図２は、１つのディスプレイデバイス２０５、画像化デバイス２３５、および入力インターフェース２４０を含むシステム２００の一例を示しているが、他の実施形態では、任意の数のこれらの構成要素が、システム２００に含まれ得る。たとえば、各ディスプレイデバイス２０５、入力インターフェース２４０、および画像化デバイス２３５がコンソール２１０と通信する、それぞれが関連入力インターフェース２４０を有するおよび１つまたは複数の画像化デバイス２３５によってモニタされている複数のディスプレイデバイス２０５が存在し得る。代替構成において、異なるおよび／または追加の構成要素が、システム２００に含まれ得る。たとえば、いくつかの実施形態において、コンソール２１０は、ネットワーク（たとえば、インターネット）を介してシステム２００に接続される、またはディスプレイデバイス２０５の一部として自己完結する（たとえば、ディスプレイデバイス２０５内部に物理的に位置する）。いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス２０５は、現実環境のビューにおいて追加することによって複合現実を作成するために使用される。したがって、本明細書に記載のディスプレイデバイス２０５およびシステム２００は、拡張現実、仮想現実、および複合現実を配信することができる。

いくつかの実施形態では、図１に示すように、ディスプレイデバイス２０５は、媒体をユーザに提示するヘッドマウント式ディスプレイである。ディスプレイデバイス２０５によって提示される媒体の例には、１つもしくは複数の画像、ビデオ、オーディオ、またはその何らかの組合せが含まれる。いくつかの実施形態において、オーディオは、ディスプレイデバイス２０５、コンソール２１０、またはその両方からオーディオ情報を受信する、およびオーディオ情報に基づいてオーディオデータを提示する外部デバイス（たとえば、スピーカおよび／またはヘッドフォン）を介して、提示される。いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス２０５は、拡張環境にユーザを没頭させる。

いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス２０５はまた、拡張現実（ＡＲ）ヘッドセットの役割を果たす。これらの実施形態では、ディスプレイデバイス２０５は、コンピュータで生成された要素（たとえば、画像、ビデオ、サウンドなど）で物理的、現実世界環境のビューを拡張する。さらに、いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス２０５は、異なるタイプの動作の間で循環することができる。したがって、ディスプレイデバイス２０５は、アプリケーションエンジン２５５からの命令に基づいて、仮想現実（ＶＲ）デバイス、拡張現実（ＡＲ）デバイスとして、眼鏡としてまたはその何らかの組合せ（たとえば、光補正を有さない眼鏡、ユーザのための光補正された眼鏡、サングラス、またはその何らかの組合せ）として動作する。

ディスプレイデバイス２０５は、電子ディスプレイ２１５、１つまたは複数のプロセッサ２１６、視標追跡モジュール２１７、調節モジュール２１８、１つまたは複数のロケータ２２０、１つまたは複数の位置センサ２２５、１つまたは複数の位置カメラ２２２、メモリ２２８、慣性計測装置（ＩＭＵ：ｉｎｅｒｔｉａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｕｎｉｔ）２３０、１つまたは複数の反射素子２６０あるいはそのサブセットまたはスーパーセット（たとえば、他のリスト記載された構成要素を有さない、電子ディスプレイ２１５、１つまたは複数のプロセッサ２１６、およびメモリ２２８を有するディスプレイデバイス２０５）を含む。ディスプレイデバイス２０５のいくつかの実施形態は、本明細書に記載のもの以外のモジュールを有する。同様に、機能は、本明細書に記載のもの以外の方式でモジュール間で分散され得る。

１つまたは複数のプロセッサ２１６（たとえば、処理装置またはコア）は、メモリ２２８に記憶された命令を実行する。メモリ２２８は、高速ランダムアクセスメモリ、たとえば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＤＲ ＲＡＭまたは他のランダムアクセスソリッドステートメモリデバイス、を含み、不揮発性メモリ、たとえば、１つまたは複数の磁気ディスク記憶デバイス、光ディスク記憶デバイス、フラッシュメモリデバイス、または他の不揮発性ソリッドステート記憶デバイス、を含み得る。メモリ２２８、または交互にメモリ２２８内の不揮発性メモリデバイス、は、非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。いくつかの実施形態において、メモリ２２８またはメモリ２２８のコンピュータ可読記憶媒体は、電子ディスプレイ２１５に１つまたは複数の画像を表示するためのプログラム、モジュールおよびデータ構造体、および／または命令を記憶する。

電子ディスプレイ２１５は、コンソール２１０および／またはプロセッサ２１６から受信されたデータに従ってユーザに対して画像を表示する。様々な実施形態において、電子ディスプレイ２１５は、単一の調節可能なディスプレイ要素または複数の調節可能なディスプレイ要素（たとえば、ユーザのそれぞれの目のためのディスプレイ）を備え得る。いくつかの実施形態において、電子ディスプレイ２１５は、１つまたは複数の反射素子２６０へと画像を投影することによってユーザに対して画像を表示するように構成される。

いくつかの実施形態において、ディスプレイ要素は、１つまたは複数の発光学デバイスおよび空間光変調器の対応する配列を含む。空間光変調器は、電子光学画素の配列、光電子画素、各デバイスによって送信される光の量を動的に調節するデバイスの何らかの他の配列、またはその何らかの組合せである。これらの画素は、１つまたは複数のレンズの後ろに配置される。いくつかの実施形態において、空間光変調器は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）内の液晶ベースの画素の配列である。発光学デバイスの例には、以下が含まれる：有機発光ダイオード、アクティブマトリクス有機発光ダイオード、発光ダイオード、フレキシブルディスプレイに配置することができる何らかのタイプのデバイス、またはその何らかの組合せ。発光学デバイスは、画像生成のために使用される可視光（たとえば、赤、緑、青など）を生成することができるデバイスを含む。空間光変調器は、個々の発光学デバイス、発光学デバイスのグループ、またはその何らかの組合せを選択的に減衰させるように構成される。別法として、発光学デバイスが、個々の放射デバイスおよび／または発光学デバイスのグループを選択的に減衰させるように構成されるとき、ディスプレイ要素は、別個の放射強度配列なしにそのような発光学デバイスの配列を含む。いくつかの実施形態において、電子ディスプレイ２１５は、光の少なくとも一部分をユーザの目に向けて反射する、１つまたは複数の反射素子２６０へと画像を投影する。

１つまたは複数のレンズは、（放射強度配列を任意選択で介して）発光学デバイスの配列から各アイボックス内の位置へおよび最終的にはユーザの網膜の背部へと光を方向付ける。アイボックスは、ディスプレイデバイス２０５から画像を見るためのディスプレイデバイス２０５に近接して位置するユーザ（たとえば、ディスプレイデバイス２０５を着用しているユーザ）の目によって占められる領域である。いくつかの実施形態では、アイボックスは、１０ｍｍｘ１０ｍｍ平方として表される。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のレンズは、１つまたは複数のコーティング、たとえば、反射防止コーティング、を含む。

いくつかの実施形態において、ディスプレイ要素は、見ているユーザの網膜から、角膜の表面、目のレンズから、またはその何らかの組合せから再帰反射された赤外線（ＩＲ：ｉｎｆｒａｒｅｄ）光を検出する赤外線検出器配列を含む。ＩＲ検出器配列は、見ているユーザの目の瞳孔の異なる位置にそれぞれ対応する１つまたは複数のＩＲセンサを含む。代替実施形態において、他の視標追跡システムもまた、使用され得る。本明細書では、ＩＲは、７５０ｎｍから１５００ｎｍの範囲の近赤外線（ＮＩＲ：ｎｅａｒ ｉｎｆｒａｒｅｄ）を含む７００ｎｍから１ｍｍの範囲の波長を有する光を指す。

視標追跡モジュール２１７は、ユーザの目の各瞳孔の位置を判定する。いくつかの実施形態において、視標追跡モジュール２１７は、ＩＲ光でアイボックスを照らす（たとえば、ディスプレイ要素内のＩＲ放射デバイスを介して）ように電子ディスプレイ２１５に指示する。

放射されたＩＲ光の一部分は、見ているユーザの瞳孔を通過し、瞳孔の位置を判定するために使用されるＩＲ検出器配列に向けて網膜から再帰反射されることになる。別法として、目の表面からの反射はまた、瞳孔の位置を判定するために使用される。ＩＲ検出器配列は、再帰反射を走査し、再帰反射が検出されたときにどのＩＲ放射デバイスがアクティブかを識別する。視標追跡モジュール２１７は、追跡ルックアップテーブルおよび識別されたＩＲ放射デバイスを使用して各目の瞳孔位置を判定することができる。追跡ルックアップテーブルは、各アイボックス内の位置（瞳孔位置に対応する）にＩＲ検出器配列上の受信信号をマップする。いくつかの実施形態において、追跡ルックアップテーブルは、較正手順を介して生成される（たとえば、ユーザは、画像内の様々な知られている基準点を見て、視標追跡モジュール２１７は、基準点を見ている間のユーザの瞳孔の位置をＩＲ追跡配列で受信された対応する信号にマップする）。前述のように、いくつかの実施形態において、システム２００は、本明細書に記載の組み込み型ＩＲシステム以外の他の視標追跡システムを使用することができる。

調節モジュール２１８は、瞳孔の判定された位置に基づいて画像フレームを生成する。いくつかの実施形態において、これは、部分画像をともに並べて表示するディスプレイへと個別の画像を送り、それにより、コヒーレントスティッチ画像が、網膜の背部に現れることになる。調節モジュール２１８は、瞳孔の検出された位置に基づいて電子ディスプレイ２１５の出力（すなわち、生成される画像フレーム）を調節する。調節モジュール２１８は、画像光を瞳孔の判定された位置へと通すように電子ディスプレイ２１５の部分に指示する。いくつかの実施形態において、調節モジュール２１８はまた、画像光を瞳孔の判定された位置以外の位置へと通さないように電子ディスプレイに指示する。調節モジュール２１８は、たとえば、その画像光が判定された瞳孔位置の外にある発光学デバイスをブロックおよび／または停止する、判定された瞳孔位置内にある画像光を他の発光学デバイスが放射することを可能にする、１つまたは複数のディスプレイ要素を移転および／または回転させる、レンズ（たとえば、マイクロレンズ）配列内の１つまたは複数のアクティブレンズの湾曲および／または屈折力を動的に調節する、あるいはその何らかの組合せを行うことができる。

任意選択のロケータ２２０は、互いに対しておよびディスプレイデバイス２０５上の特定の基準点に対してディスプレイデバイス２０５上の特定の位置にあるオブジェクトである。ロケータ２２０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、コーナキューブ反射器、反射マーカ、ディスプレイデバイス２０５が動作する環境と対照をなす光源のタイプ、またはその何らかの組合せでもよい。ロケータ２２０がアクティブな実施形態（すなわち、ＬＥＤまたは他のタイプの発光学デバイス）において、ロケータ２２０は、可視帯（たとえば、約５００ｎｍから７５０ｎｍ）において、赤外線帯（たとえば、約７５０ｎｍから１ｍｍ）において、紫外線帯（約１００ｎｍから５００ｎｍ）において、電磁気スペクトルの何らかの他の部分、またはその何らかの組合せにおいて光を放射し得る。

いくつかの実施形態において、ロケータ２２０は、ロケータ２２０によって放射または反射された光の波長に対して透過的であるあるいはロケータ２２０によって放射または反射された光の波長を実質的に減衰しないのに十分なほど薄い、ディスプレイデバイス２０５の外表面の下に位置する。加えて、いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス２０５の外表面または他の部分は、光の波長の可視帯において不透明である。したがって、ロケータ２２０は、ＩＲ帯において透明だが可視帯において不透明な外表面の下のＩＲ帯において光を放射することができる。

ＩＭＵ２３０は、１つまたは複数の位置センサ２２５から受信された測定信号に基づいて較正データを生成する電子デバイスである。位置センサ２２５は、ディスプレイデバイス２０５の運動に応答して１つまたは複数の測定信号を生成する。位置センサ２２５の例には、以下が含まれる：１つまたは複数の加速度計、１つまたは複数のジャイロスコープ、１つまたは複数の磁気計、運動を検出する別の適切なタイプのセンサ、ＩＭＵ２３０のエラー補正のために使用されるタイプのセンサ、またはその何らかの組合せ。位置センサ２２５は、ＩＭＵ２３０の外部、ＩＭＵ２３０の内部、またはその何らかの組合せに位置し得る。

１つまたは複数の位置センサ２２５からの１つまたは複数の測定信号に基づいて、ＩＭＵ２３０は、ディスプレイデバイス２０５の最初の位置に対するディスプレイデバイス２０５の推定位置を示す第１の較正データを生成する。たとえば、位置センサ２２５は、並進運動（前／後、上／下、左／右）を測定するための複数の加速度計と回転運動（たとえば、ピッチ、ヨー、ロール）を測定するための複数のジャイロスコープとを含む。いくつかの実施形態において、ＩＭＵ２３０は、測定信号を迅速にサンプリングし、サンプリングされたデータからディスプレイデバイス２０５の推定位置を計算する。たとえば、ＩＭＵ２３０は、経時的に加速度計から受信される測定信号を統合してベロシティベクトルを推定し、経時的にベロシティベクトルを統合してディスプレイデバイス２０５上の基準点の推定位置を判定する。別法として、ＩＭＵ２３０は、第１の較正データを判定する、コンソール２１０にサンプリングされた測定信号を提供する。基準点は、ディスプレイデバイス２０５の位置を説明するために使用することができる点である。基準点は、一般に、空間内の点として定義され得るが、実際には、基準点は、ディスプレイデバイス２０５内の点（たとえば、ＩＭＵ２３０の中心）として定義される。

いくつかの実施形態において、ＩＭＵ２３０は、１つまたは複数の較正パラメータをコンソール２１０から受信する。さらに後述するように、１つまたは複数の較正パラメータは、ディスプレイデバイス２０５の追跡を維持するために使用される。受信された較正パラメータに基づいて、ＩＭＵ２３０は、１つまたは複数のＩＭＵパラメータ（たとえば、サンプルレート）を調節することができる。いくつかの実施形態において、ある種の較正パラメータは、基準点の最初の位置を基準点の次の較正された位置に対応するようにＩＭＵ２３０に更新させる。基準点の最初の位置を基準点の次の較正された位置として更新することは、判定された推定位置に関連する蓄積エラーを減らすのに役立つ。蓄積エラー、ドリフトエラーとも称される、は、経時的に基準点の実際の位置から基準点の推定位置を「ドリフト」させる。

画像化デバイス２３５は、コンソール２１０から受信される較正パラメータに従って、較正データを生成する。較正データは、画像化デバイス２３５によって検出可能なロケータ２２０の観測位置を示す１つまたは複数の画像を含む。いくつかの実施形態において、画像化デバイス２３５は、１つまたは複数の静止カメラ、１つまたは複数のビデオカメラ、１つまたは複数のロケータ２２０を含む画像をキャプチャする能力を有する任意の他のデバイス、あるいはその何らかの組合せを含む。加えて、画像化デバイス２３５は、１つまたは複数のフィルタ（たとえば、信号対雑音比を増やすために使用される）を含み得る。画像化デバイス２３５は、画像化デバイス２３５の視野においてロケータ２２０から放射または反射された光を任意選択で検出するように構成される。ロケータ２２０が受動素子（たとえば、再帰反射器）を含む実施形態において、画像化デバイス２３５は、画像化デバイス２３５において光源に向けて光を再帰反射する、ロケータ２２０のうちのいくつかまたはすべてを照らす光源を含み得る。第２の較正データは、画像化デバイス２３５からコンソール２１０へと通信され、画像化デバイス２３５は、１つまたは複数の画像化パラメータを調節するために、１つまたは複数の較正パラメータをコンソール２１０から受信する（たとえば、焦点距離、焦点、フレームレート、ＩＳＯ、センサ温度、シャッター速度、絞りなど）。

いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス２０５は、任意選択で、１つまたは複数の反射素子２６０を含む。いくつかの実施形態において、電子ディスプレイデバイス２０５は、任意選択で、単一の反射素子２６０または複数の反射素子２６０（たとえば、ユーザのそれぞれの目のための反射素子２６０）を含む。いくつかの実施形態において、電子ディスプレイデバイス２１５は、ユーザの１つまたは複数の目に向けて画像を、次に、反射する、１つまたは複数の反射素子２６０にコンピュータ生成画像を投影する。コンピュータ生成画像は、静止画像、アニメーションの画像、および／またはその組合せを含む。コンピュータ生成画像は、２次元および／または３次元オブジェクトに見えるオブジェクトを含む。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の反射素子２６０は、部分的に透明であり（たとえば、１つまたは複数の反射素子２６０は、少なくとも１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、５０％、５５％、または５０％の透過率を有する）、周囲光の送信を可能にする。そのような実施形態では、電子ディスプレイ２１５によって投影されたコンピュータ生成画像は、拡張現実画像を提供するために、送信された周囲光（たとえば、送信された周囲画像）と重ね合わされる。

入力インターフェース２４０は、ユーザがアクション要求をコンソール２１０に送ることを可能にするデバイスである。アクション要求は、特定のアクションの実行の要求である。たとえば、アクション要求は、アプリケーションを開始または終了することあるいはアプリケーション内で特定のアクションを実行することでもよい。入力インターフェース２４０は、１つまたは複数の入力デバイスを含み得る。例示的入力デバイスには、以下が含まれる：キーボード、マウス、ゲーム機、脳信号からのデータ、人の体の他の部分からのデータ、あるいはアクション要求を受信するためのおよび受信されたアクション要求をコンソール２１０に通信するための任意の他の適切なデバイス。入力インターフェース２４０によって受信されたアクション要求は、アクション要求に対応するアクションを実行する、コンソール２１０へと通信される。いくつかの実施形態において、入力インターフェース２４０は、コンソール２１０から受信された命令に従ってユーザに触覚フィードバックを提供することができる。たとえば、触覚フィードバックは、アクション要求が受信されるときに、提供される、あるいは、コンソール２１０は、コンソール２１０がアクションを実行するときに入力インターフェース２４０に触覚フィードバックを生成させる入力インターフェース２４０への命令を通信する。

コンソール２１０は、以下のうちの１つまたは複数から受信される情報に従ってユーザに対して提示するためのディスプレイデバイス２０５に媒体を提供する：画像化デバイス２３５、ディスプレイデバイス２０５、および入力インターフェース２４０。図２に示す例では、コンソール２１０は、アプリケーションストア２４５、追跡モジュール２５０、およびアプリケーションエンジン２５５を含む。コンソール２１０のいくつかの実施形態は、図２と併せて説明されるものとは異なるモジュールを有する。同様に、本明細書でさらに説明される機能は、本明細書に記載のものとは異なる方式でコンソール２１０の構成要素の間で分散され得る。

アプリケーションストア２４５が、コンソール２１０に含まれるとき、アプリケーションストア２４５は、コンソール２１０によって実行するための１つまたは複数のアプリケーションを記憶する。アプリケーションは、プロセッサによって実行されるとき、ユーザに提示するためのコンテンツを生成するために使用される、命令のグループである。アプリケーションに基づいてプロセッサによって生成されたコンテンツは、ディスプレイデバイス２０５または入力インターフェース２４０の動きを介してユーザから受信される入力に応答し得る。アプリケーションの例には、以下が含まれる：ゲームアプリケーション、会議アプリケーション、ビデオ再生アプリケーション、または他の適切なアプリケーション。

追跡モジュール２５０が、コンソール２１０に含まれるとき、追跡モジュール２５０は、１つまたは複数の較正パラメータを使用して、システムを較正し、１つまたは複数の較正パラメータを調節してディスプレイデバイス２０５の位置の判定におけるエラーを減らすことができる。たとえば、追跡モジュール２５０は、ディスプレイデバイス２０５上の観測されるロケータのより正確な位置を取得するために、画像化デバイス２３５の焦点を調節する。さらに、追跡モジュール２５０によって実行される較正はまた、ＩＭＵ２３０から受信される情報を説明する。加えて、ディスプレイデバイス２０５の追跡が、失われた（たとえば、画像化デバイス２３５が、少なくとも閾値数のロケータ２２０の視線を失った）場合、追跡モジュール２５０は、システム２００のうちのいくつかまたはすべてを再較正する。

いくつかの実施形態において、追跡モジュール２５０は、画像化デバイス２３５からの第２の較正データを使用して、ディスプレイデバイス２０５の動きを追跡する。たとえば、追跡モジュール２５０は、第２の較正データからの観測されたロケータおよびディスプレイデバイス２０５のモデルを使用して、ディスプレイデバイス２０５の基準点の位置を判定する。いくつかの実施形態において、追跡モジュール２５０はまた、第１の較正データからの位置情報を使用して、ディスプレイデバイス２０５の基準点の位置を判定する。加えて、いくつかの実施形態において、追跡モジュール２５０は、第１の較正データ、第２の較正データ、またはその何らかの組合せの部分を使用してディスプレイデバイス２０５の未来の位置を予測することができる。追跡モジュール２５０は、ディスプレイデバイス２０５の推定されるまたは予測される未来の位置をアプリケーションエンジン２５５に提供する。

アプリケーションエンジン２５５は、システム２００内でアプリケーションを実行し、
ディスプレイデバイス２０５の位置情報、加速度情報、ベロシティ情報、予測される未来の位置、またはその何らかの組合せを追跡モジュール２５０から受信する。受信された情報に基づいて、アプリケーションエンジン２５５は、ユーザに提示するためのディスプレイデバイス２０５に提供するためのコンテンツを決定する。たとえば、受信された情報が、ユーザが左を見たことを示す場合、アプリケーションエンジン２５５は、拡張環境においてユーザの動きを映すディスプレイデバイス２０５のコンテンツを生成する。加えて、アプリケーションエンジン２５５は、入力インターフェース２４０から受信されたアクション要求に応答してコンソール２１０で実行するアプリケーション内でアクションを実行し、アクションが実行されたというユーザへのフィードバックを提供する。提供されるフィードバックは、ディスプレイデバイス２０５を介する視覚または可聴フィードバックあるいは入力インターフェース２４０を介する触覚フィードバックでもよい。

図３は、いくつかの実施形態による、ディスプレイデバイス３００の等角図である。いくつかの他の実施形態において、ディスプレイデバイス３００は、いくつかの他の電子ディスプレイ（たとえば、デジタル顕微鏡、ヘッドマウント式ディスプレイデバイスなど）の一部である。いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス３００は、発光学デバイス３１０と、１つまたは複数のレンズおよび／または他の光学構成要素を含み得る、光学組立体３３０とを含む。いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス３００はまた、ＩＲ検出器配列を含む。

発光学デバイス３１０は、見ているユーザに向けて画像光および任意選択のＩＲ光を放射する。発光学デバイス３１０は、可視光において光を放射する１つまたは複数の発光学構成要素を含む（およびＩＲにおいて光を放射する構成要素を任意選択で含む）。発光学デバイス３１０は、たとえば、ＬＥＤの配列、マイクロＬＥＤの配列、ＯＬＥＤの配列、またはその何らかの組合せを含み得る。

いくつかの実施形態において、発光学デバイス３１０は、発光学デバイス３１０から放射された光を選択的に減衰させるように構成された放射強度配列（たとえば、空間光変調器）を含む。いくつかの実施形態において、放射強度配列は、複数の液晶セルまたは画素、発光学デバイスのグループ、あるいはその何らかの組合せで構成される。それぞれの液晶セル、またはいくつかの実施形態では、液晶セルのグループは、特定のレベルの減衰を有するようにアドレス可能である。たとえば、所与の時間に、液晶セルのうちのいくつかは、減衰なしに設定され得、同時に他の液晶セルは、最大減衰に設定され得る。この方式では、放射強度配列は、画像光を提供するおよび／または画像光のどの部分が光学組立体３３０へと通されるかを制御することができる。いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス３００は、放射強度配列を使用して、ユーザの目３４０の瞳孔３５０の位置に画像光を提供することを容易にすること、およびアイボックス内の他のエリアに提供される画像光の量を最小限に抑えることができる。

光学組立体３３０は、１つまたは複数のレンズを含む。光学組立体３３０内の１つまたは複数のレンズは、発光学デバイス３１０から修正された画像光（たとえば、弱められた光）を受信し、修正された画像光を瞳孔３５０の位置に方向付ける。光学組立体３３０は、付加的光学構成要素、たとえば、色フィルタ、鏡など、を含み得る。

任意選択のＩＲ検出器配列は、目３４０の網膜、目３４０の角膜、目３４０の水晶体、またはその何らかの組合せから再帰反射されたＩＲ光を検出する。ＩＲ検出器配列は、単一のＩＲセンサまたは複数のＩＲ感知検出器（たとえば、フォトダイオード）のいずれかを含む。いくつかの実施形態において、ＩＲ検出器配列は、発光学デバイス配列３１０とは別個である。いくつかの実施形態において、ＩＲ検出器配列は、発光学デバイス配列３１０へと統合される。

いくつかの実施形態において、放射強度配列を含む発光学デバイス３１０は、ディスプレイ要素を構成する。別法として、ディスプレイ要素は、放射強度配列を有さない発光学デバイス３１０を含む（たとえば、発光学デバイス配列３１０が、個別に調節可能な画素を含むとき）。いくつかの実施形態において、ディスプレイ要素は、追加でＩＲ配列を含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイ要素によって出力される光が、瞳孔３５０の判定された位置に向けて、およびアイボックス内の他の位置には向けずに、１つまたは複数のレンズによって屈折させられるように、瞳孔３５０の判定された位置に応答して、ディスプレイ要素は、放射される画像光を調節する。

いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス３００は、発光学デバイス３１０に加えて、またはその代わりに、複数の色フィルタと連結された１つまたは複数の広帯域源（たとえば、１つまたは複数の白色ＬＥＤ）を含む。

いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス３００（またはディスプレイデバイス３００の発光学デバイス配列３１０）は、反射空間光変調器、たとえば、エルコス（ＬＣｏＳ）空間光変調器、を含む。いくつかの実施形態において、ＬＣｏＳ空間光変調器は、液晶を含む。いくつかの実施形態において、ＬＣｏＳ空間光変調器は、強誘電性液晶を含む。反射空間光変調器は、画素（または部分画素）の配列を有し、それぞれの画素（またはそれぞれの部分画素）は、そこに衝突する光を反射するために個別に制御される（たとえば、画素は、そこに衝突する光を反射するためにアクティブにされる、またはそこに衝突する光を反射するのをやめるために非アクティブにされる）。いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス３００は、複数の反射空間光変調器を含む（たとえば、第１の色、たとえば、赤色、のための第１の反射空間光変調器、第２の色、たとえば、緑色、のための第２の反射空間光変調器、および第３の色、たとえば、青色、のための第３の反射空間光変調器）。そのような反射空間光変調器は、反射空間光変調器に光を提供する照明器を必要とする。

図４Ａは、いくつかの実施形態による、ＳＬＭ４０６を照らすための光学デバイス４００－Ａを示す模式図である。光学デバイス４００－Ａは、調節可能リターダの配列４０８と連結された導波路４０４、および調節可能リターダの配列４０８に隣接して位置する偏光選択性光素子４１０を含む。調節可能リターダの配列４０８は、別個の状態（たとえば、図５に示すように２つ以上の状態）の間で切り替え可能な液晶を含む、複数の調節可能リターダを含む。したがって、調節可能リターダの配列４０８は、導波路４０４内部を伝播する光の偏光を変調することができる。たとえば、調節可能リターダの配列４０８のそれぞれの調節可能リターダは、それぞれの調節可能リターダが第１の状態（たとえば、「オフ」状態）にある間に、半波長板として動作することができ、それぞれの調節可能リターダが第１の状態とは異なる第２の状態（たとえば、「オン」状態）にある間に、偏光遅滞を有さない基板として動作することができる。結果として、それぞれの調節可能リターダが第１の状態にある間、それぞれの調節可能リターダは、それぞれの調節可能リターダを介して送信される光の偏光を修正し、そして、それぞれの調節可能リターダが第２の状態にある間、それぞれの調節可能リターダは、それぞれの調節可能リターダを介して送信される光の偏光を修正しない。別法として、それぞれの調節可能リターダが第１の状態にある間、それぞれの調節可能リターダは、第１の方式でそれぞれの調節可能リターダを介して送信される光の偏光を修正し（たとえば、それぞれの調節可能リターダは、送信された光の偏光を第１の角度だけ回転させる）、そして、それぞれの調節可能リターダが第２の状態にある間、それぞれの調節可能リターダは、第１の方式とは異なる第２の方式でそれぞれの調節可能リターダを介して送信される光の偏光を修正しない（たとえば、それぞれの調節可能リターダは、送信された光の偏光を第１の角度とは異なる第２の角度だけ回転させる）。

光学デバイス４００－Ａが、光源４０２と光学的に連結されるとき、光源４０２からの光４２２－１は、導波路４０４内を伝播し（たとえば、全内部反射を介して導波路４０４の表面４０４－１および４０４－２に当たって跳ね返ることによって）、跳ね返った光４２２－２は、調節可能リターダ４０８－１に衝突する。いくつかの実施形態において、調節可能リターダ４０８－１が第１の状態にある間、調節可能リターダ４０８－１は、調節可能リターダ４０８－１を通して送信される光の偏光を変更し、そして、調節可能リターダ４０８－１が第２の状態にある間、調節可能リターダ４０８－１は、調節可能リターダ４０８－１を通して送信される光の偏光を変更しない（または、第１の状態において調節可能リターダ４０８－１によって引き起こされる変更とは異なる方式で調節可能リターダ４０８－１を通して送信される光の偏光を変更する）。いくつかの実施形態において、光源４０２は、１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）、１つまたは複数のスーパールミネセントダイオード（ＳＬＥＤ）、あるいは１つまたは複数のレーザーダイオードを含む。

いくつかの実施形態において、偏光選択性光素子４１０は、第１の偏光を有する光（たとえば、第１の円偏光または第１の直線偏光）を送信し、第１の偏光とは異なる第２の偏光を有する光（たとえば、第１の円偏光に直角の第２の円偏光または第１の直線偏光に直角の第２の直線偏光）を向け直す。いくつかの実施形態において、偏光選択性光素子４１０は、液晶ベースの偏光選択性要素、メタ表面を含む偏光選択性要素、共鳴構造表面を含む偏光選択性要素、連続キラル層を含む偏光選択性要素、または複屈折材料を含む偏光選択性要素である。たとえば、連続キラル層を含む偏光選択性要素は、円偏光に関して選択的であり得る（たとえば、第１の円偏光を送信するおよび第２の円偏光を向け直す）。別の例では、メタ表面または共鳴構造体を含む偏光選択性要素は、直線偏光または円偏光のいずれかに関して選択的であり得る（たとえば、第１の直線または円偏光を送信するおよび第２の直線または円偏光を向け直す）。いくつかの実施形態において、偏光選択性光素子４１０は、偏光体積ホログラム（ＰＶＨ：ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｖｏｌｕｍｅ ｈｏｌｏｇｒａｍ）格子（たとえば、図８Ａ～８Ｄに関して後述される偏光体積ホログラム格子８００）である。ＰＶＨ格子（たとえば、ＰＶＨ格子８００）は、円偏光、入射角、および／またはその光入射の波長範囲に関して選択的である。たとえば、ＰＶＨ格子８００は、第１の円偏光を有する光を送信し、第１の円偏光と直角な第２の円偏光を有する光を回析または反射することができる。

偏光選択性光素子４１０は、調節可能リターダの配列４０８から光を受信するように配置され、受信された光の偏光に基づいて、光を向け直す（たとえば、光４２４－１は、導波路４０４を出るように誘導される）、または全内部反射を介して導波路４０４内部を伝播し続けるように光を送信する（たとえば、光４２２－３、４２２－４、４２２－５、および４２２－６）。たとえば、調節可能リターダ４０８－１が第１の状態にある間、偏光選択性光素子４１０が、送信された光をＳＬＭ４０６の一部分（たとえば、ＳＬＭ４０６の部分４０６－１）を照らすための光４２４－１として向け直す（たとえば、調節可能リターダ４０８－１を介して送信される光は、偏光選択性光素子４１０によって異なる方向へと回析される）ように、調節可能リターダ４０８－１は、送信された光の偏光を修正し、その一方で、調節可能リターダ４０８－１が第２の状態にある間、偏光選択性光素子４１０が、光４２２－３として導波路４０４に沿って伝播し続けるように調節可能リターダ４０８－１を介して送信される光を送信するように調節可能リターダ４０８－１は、送信された光の偏光を修正しない。場合によっては、調節可能リターダ４０８－１は、第１の状態および第２の状態とは異なる第３の状態にあり、偏光選択性光素子４１０が、ＳＬＭ４０６の部分４０６－１を照らすための送信された光の第１の部分を向け直し、偏光選択性光素子４１０が、導波路４０４に沿って伝播するために送信された光の第２の部分（たとえば、光４２２－３）を送信するように、調節可能リターダ４０８－１は、送信された光の偏光を修正する。たとえば、調節可能リターダ４０８－１が第３の状態にある間、送信される光が、ｓ偏光を有する構成要素とｐ偏光を有する構成要素との両方を有するように、調節可能リターダ４０８－１は、送信される光の偏光を回転させる。同様に、調節可能リターダ４０８－２が第１の状態にある間、偏光選択性光素子４１０が、ＳＬＭ４０６の部分４０６－２を照らすための光４２４－２として、送信された光を向け直す（たとえば、調節可能リターダ４０８－２を介して送信される光が、異なる方向へと回析される）ように、調節可能リターダ４０８－２は、送信された光の偏光を修正し、そして、その一方で、調節可能リターダ４０８－２が第２の状態にある間、偏光選択性光素子４１０が、導波路４０４に沿って伝播し続けるように調節可能リターダ４０８－２を介して送信される光を送信するように、調節可能リターダ４０８－２は、送信される光の偏光を修正しない。図４Ａでは、調節可能リターダ４０８－２の状態に応じて、調節可能リターダ４０８－２に衝突する全光４２２－２は、ＳＬＭ４０６の部分４０６－１を照らすように向け直される、または別法として、調節可能リターダ４０８－２に衝突する全光４２２－２は、導波路４０４に沿って伝播し続ける。

いくつかの実施形態において、偏光選択性光素子４１０は、偏光選択性に加えて、入射角選択性でもある（たとえば、所定の範囲内の入射角を有する（および特定の偏光を有する）光は、偏光選択性光素子４１０によって向け直され、そして、所定の範囲外の入射角を有する光は、光の偏光にかかわらず偏光選択性光素子４１０によって送信される）。図４Ａに示すように、偏光選択性光素子４１０は、第１の円偏光および第１の入射角を有する光を向け直し（たとえば、第１の円偏光を有する光４２２－２は、光４２４－１として向け直される）、第１の入射角とは異なる第２の入射角を有する光を送信する（たとえば、小さい入射角を有する光４２６－１は、偏光選択性光素子４１０を介して送信される）。

部分４０６－１および４０６－２を含む、ＳＬＭ４０６は、光４２４－１を偏光選択性光素子４１０から受信するように配置され、画像光（たとえば、画像光４２６－１）として受信光の少なくとも一部分を出力する。たとえば、ＳＬＭ４０６は、複数の画素を含み（たとえば、図４Ａでは、部分４０６－１および４０６－２のそれぞれは、３つの画素を含む）、複数の画素のうちの各画素は、個別にアクティブ化可能である。複数の画素のうちのそれぞれの画素がアクティブ状態にある間、それぞれの画素は、受信された光を反射し（たとえば、光４２４－１を受信する画素は、受信された光を画像光４２６－１として反射する）、そして、それぞれの画素が非アクティブ状態にある間、それぞれの画素は、受信された光を反射しない（たとえば、光４２４－２を受信する画素は、受信された光を反射しない）。たとえば、それぞれの画素が非アクティブ状態にある間、それぞれの画素は、受信された光を吸収することができる。

いくつかの実施形態において、光学デバイス４００－Ａは、偏光子４０５（たとえば、クリーンアップ偏光子）と光学的に連結される。偏光子４０５は、画像光４２６－１を受信するように配置され、特定の偏光を有する画像光４２６－１の一部分のみを送信する（たとえば、特定の偏光以外の偏光を有する光は、偏光子４０５によって吸収される）。図４Ｂ～４Ｄは、偏光子４０５を示さないが、図４Ｂ～４Ｄに示された光学デバイスはまた、特定の偏光以外の偏光を有する光を取り除くために、偏光子４０５を含み得る、または偏光子４０５と連結され得る。

図４Ｂは、いくつかの実施形態による、ＳＬＭ４０６を照らすための光学デバイス４００－Ｂを示す模式図である。光学デバイス４００－Ｂは、光学デバイス４００－Ｂが、偏光選択性光素子４１０に連結された基板４１２（たとえば、ガラス基板）を含む（たとえば、基板４１２は、調節可能リターダの配列４０８の反対側で偏光選択性光素子４１０と接触して位置する）ことを除いて、図４Ａに関して前述した光学デバイス４００－Ａに類似する。光が、基板４１２の表面４１２－１において全内部反射するおよび導波路４０４に沿って伝播し続ける（たとえば、光４２２－３は、光４２２－４として内部で反射されるおよび光４２２－５および４２２－６として導波路４０４に沿って伝播し続ける）ように、基板４１２は、調節可能リターダの配列４０８からのおよび偏光選択性光素子４１０を介して送信された光（たとえば、光４２２－３）を受信するように配置される。いくつかの実施形態において、基板４１２は、調節可能リターダの配列４０８またはその１つまたは複数の部分にわたる電界（たとえば、それぞれの調節可能リターダを調整するために電圧を適用するための）を提供する導電材料、たとえば、酸化インジウム錫、と連結される。たとえば、導電材料は、偏光選択性光素子４１０と基板４１２との間に配置され得る。別法として、導電材料は、偏光選択性光素子４１０から離れて基板４１２上に配置され得る（たとえば、導電材料は基板４１２の上部に位置する）。

図４Ｃは、いくつかの実施形態による、ＳＬＭ４０６を照らすための光学デバイス４００－Ｃを示す模式図である。光学デバイス４００－Ｃは、図４Ｃでは、調節可能リターダの配列４０８および偏光選択性光素子４１０が導波路４０４内部に組み込まれることを除いて、図４Ａに関して説明された光学デバイス４００－Ａに類似する。

図４Ｄは、いくつかの実施形態による、光学デバイス４００－Ｂにおいて伝播する光を示す模式図である。図示するように、光学デバイス４００－Ｂは、ＳＬＭ４０６の別個の部分の選択的照明を提供する。図４Ｄにおいて、光４２４－１は、ＳＬＭ４０６の部分４０６－１を照らし、光４２８－２は、ＳＬＭ４０６の部分４０６－３を照らし、光４２４－２は、ＳＬＭ４０６の部分４０６－２を照らし、その一方で、ＳＬＭ４０６の他の部分（たとえば、部分４０６－４）は、照らされていない。いくつかの実施形態において、光４０６－１、４０６－２、および４０６－３は、別個の強度を有する。

ＳＬＭ４０６のこの輪帯照明は、ＳＬＭ４０６の表面全体を照らす必要性を低減またはなくして、同様に、ＳＬＭ４０６を含むディスプレイデバイスの効率を高め、エネルギ消費を減らし、動作時間およびバッテリ寿命を増やし、エネルギ貯蔵、たとえば、バッテリ、に関連するサイズおよび重みを減らす。

図５は、いくつかの実施形態による、調節可能リターダの配列５０８の横断面図を示す模式図である。いくつかの実施形態において、調節可能リターダの配列５０８は、図４Ａに示された光学デバイス４００－Ａの調節可能リターダの配列４０８に対応する。液晶が、たとえば、セル５１０にわたって印加される電圧を変更することによって異なる状態（たとえば、状態５０８－１、５０８－２、および５０８－３）の間で切り替えられ得るように、それぞれの調節可能リターダは、セル（たとえば、セル５１０）に組み込まれた液晶（たとえば、液晶５０９）を含む。図５に示すように、印加される電圧は、液晶５０９の向きおよび／またはアラインメントを制御する。いくつかの実施形態では、第１の電圧差が、セル内の液晶にわたって印加される間、セル内の液晶（および液晶を含む調節可能リターダ）は、第１の状態（たとえば、状態５０８－１）にあり、そして、第１の電圧差とは異なる第２の電圧差が、セル内の液晶にわたって印加される間、セル内の液晶（および液晶を含む調節可能リターダ）は、第２の状態（たとえば、状態５０８－２）にある。加えて、場合によっては、第１の電圧差および第２の電圧差とは異なる第３の電圧差が、セル内の液晶にわたって印加される間、セル内の液晶（および液晶を含む調節可能リターダ）は、第３の状態（たとえば、状態５０８－３）にある。

図６Ａ～６Ｃは、いくつかの実施形態による、光学デバイス４００－Ｂにおいて伝播する光の偏光を示す模式図である。図６Ａ～６Ｃに示す光学デバイス４００－Ｂの部分は、導波路４０４、調節可能リターダの配列４０８（たとえば、４０８－Ａ、４０８－Ｂ、または４０８－Ｃ）、偏光選択性光素子４１０（たとえば、４１０－１、４１０－２、または４１０－３）、および基板４１２を含む。図６Ａ～６Ｃでは、光の偏光は、それぞれの光の伝播方向を考慮しないユニバーサル注釈で注釈付けされることに留意されたい（たとえば、右旋円偏光は、光の伝播方向にかかわらず反時計回りの矢印で注釈付けされており、左旋円偏光は光の伝播方向にかかわらず時計回りの矢印で注釈付けされている）。

図６Ａで、入射光６０２は、第１の円偏光を有する。調節可能リターダの配列４０８－Ａは、それぞれの調節可能リターダの状態に応じて、（ｉ）第１の円偏光を第１の円偏光と垂直な第２の円偏光に変更する（たとえば、調節可能リターダ５０８－２は、送信された光６０８が第２の円偏光を有するように入射光６０２の偏光を変更すべき第１の状態にある）または（ｉｉ）入射光６０２の偏光を維持する（たとえば、調節可能リターダ５０８－１は、送信された光６０４が同じ偏光、すなわち第１の円偏光、を有するように入射光６０２の偏光を維持すべき第２の状態にある）ように構成される。たとえば、調節可能リターダは、調節可能な半波長板である。図６Ａで、第１の円偏光は、右旋円偏光として示され、第２の円偏光は、左旋円偏光として示されている。しかしながら、いくつかの構成において、第１の円偏光は、左旋円偏光でもよく、第２の円偏光は、右旋円偏光でもよい。

図６Ａにおいて、偏光選択性光素子４１０－１は、その偏光を変更せずに（たとえば、光６０６は第１の円偏光を有する）第１の円偏光を有する光（たとえば、光６０４）を向け直すように構成された反射型格子（たとえば、反射型偏光体積ホログラム格子）である。偏光選択性光素子４１０－１はさらに、その偏光を変更せずに第２の円偏光を有する光を送信するように構成される（たとえば、光６０８は偏光選択性光素子４１０－１を介して送信される）。送信された光は、全内部反射し、光システム４００８－Ｂ内で伝播し続けることができる。向け直された光６０６は、空間光変調器（ＳＬＭ）４０６によって受信される。ＳＬＭ４０６は、受信された光を変調して画像光６１２を出力する。たとえば、ＳＬＭ４０６は、受信された光の強度および／または位相を変調する。光６１２、または光６１２の少なくとも一部分、は、第２の円偏光を有し、光６１２の少なくとも一部分は、偏光選択性光素子４１０－１を介して送信されて光システム４００－Ｂを出て行く。図６Ａは、偏光選択性光素子４１０－１が、第１の円偏光を有する光を向け直し、第２の円偏光を有する光を送信することを示しているが、偏光選択性光素子４１０－１は、第１の円偏光を有する光を送信し、第２の円偏光を有する光を向け直すことが可能である。

場合によっては、送信された光が、異なる偏光を有する構成要素を有するように、それぞれの調節可能リターダは、入射光の偏光を変更する（たとえば、送信された光６１０が、第１の円偏光を有する第１の部分６１０－１を含み、第２の部分６１０－２が第２の円偏光を有するように、調節可能リターダ５０８－３は、入射光６０２の偏光を変更すべき状態にある）。第１の円偏光を有する第１の部分６１０－１は、次に画像光６１４を提供する、ＳＬＭ４０６の方へ偏光選択性光素子４１０－１によって向け直され、第２の円偏光を有する第２の部分６１０－２は、偏光選択性光素子４１０－１を介して送信される。

図６Ｂは、図６Ａに類似しているが、少なくとも入射光６０２が直線偏光を有するという点で図６Ａとは異なる。調節可能リターダの配列４０８－Ｂは、それぞれの調節可能リターダの状態に応じて、第１の直線偏光を第１の直線偏光と垂直な第２の直線偏光に変更する（たとえば、調節可能リターダ５０８－１は、送信された光６０４が第２の直線偏光を有するように入射光６０２の偏光を変更すべき第１の状態にある）または入射光６０２の偏光を維持する（たとえば、調節可能リターダ５０８－２は、送信された光６０８が第１の直線偏光を有するように入射光６０２の偏光を維持すべき第２の状態にある）ように構成される。たとえば、調節可能リターダは、調節可能な半波長板である。図６Ｂにおいて、第１の直線偏光は、ｓ偏光として示され、第２の直線偏光は、ｐ偏光として示されている。しかしながら、第１の直線偏光はｐ偏光でもよく、第２の直線偏光はｓ偏光でもよい。

場合によっては、送信された光が、異なる偏光を有する構成要素を有するように、それぞれの調節可能リターダは、入射光の偏光を変更する（たとえば、調節可能リターダ５０８－３は、送信された光６１０が第２の直線偏光を有する第１の部分６１０－１および第１の直線偏光を有する第２の部分６１０－２を含むように、入射光６０２の偏光を変更すべき第３の状態にある）。

図６Ｂにおいて、偏光選択性光素子４１０－２は、その偏光を変更せずに第２の直線偏光を有する光（たとえば、光６０４）を向け直す（たとえば、光６０５が、偏光選択性光素子４１０－２によって反射された後に第２の直線偏光を有する）ようにおよびその偏光を変更せずに第１の直線偏光を有する光を送信する（たとえば、光６０８が、偏光選択性光素子４１０－２を介して送信される）ように配向された反射型偏光子である。偏光選択性光素子４１０－２によって向け直された光６０５は、送信される光６０６が第１の直線偏光を有するように、調節可能リターダの配列４０８－Ｂを介して送信される。ＳＬＭ４０６は、光６０６を受信し、光６１２、または光６１２の少なくとも一部分、が第２の直線偏光を有するように、受信光を変調して画像光６１２を出力する。光６１２の部分は、第１の偏光を有する光６１３として調節可能リターダ４０８－Ｂを介して送信される。光６１３の少なくとも一部分が、偏光選択性光素子４１０－２を介して送信されて光システム４００－Ｂを出て行く。同様に、調節可能リターダ（たとえば、第３の状態にある調節可能リターダ５０８－３）が、光に第２の直線偏光を有する第１の部分６１０－１および第１の直線偏光を有する第２の部分６１０－２を提供するとき、偏光選択性光素子４１０－２は、第１の偏光を有する第２の部分６１０－２送信し、ＳＬＭ４０６が画像光６１４を返すように、第２の直線偏光を有する第１の部分６１０－１をＳＬＭ４０６の方へ向け直す。

図６Ｃは、図６Ｂに類似しているが、少なくとも、調節可能リターダの配列４０８－３が、それぞれの調節可能リターダの状態に応じて、第１の直線偏光を第１の円偏光に変更するように（たとえば、調節可能リターダ５０８－１は、送信された光６０４が第１の円偏光を有するように入射光６０２の偏光を変更すべき状態にある）または入射光６０２の偏光を維持するように（たとえば、調節可能リターダ５０８－２は、送信された光６０８が第１の直線偏光を有するように入射光６０２の偏光を維持すべき状態にある）構成されるという点で図６Ｂとは異なる。たとえば、調節可能リターダは、切り替え可能な４分の１波長板である。

いくつかの実施形態において、光システム４００－Ｂは、導波路４０４内部を伝播する光（たとえば、図４Ｄに光４２２－１、４２８－１、および４３０－１によって示すような）の偏光を修正するための追加の１つまたは複数のリターダ板（たとえば、４分の１波長板および／または半波長板のうちの１つまたは複数）を含む。いくつかの実施形態において、第１の直線偏光を有する光６０６が、図６Ｃの第２の直線偏光を有する光６１２として反射されるように、追加のリターダ板（たとえば、４分の１波長板）は、ＳＬＭ４０６と導波路４０４との間に配置されている。別法として、ＳＬＭ４０６は、第１の直線偏光を有する光６０６が第２の直線偏光を有する光６１２として反射されるように、光の位相を変調する。いくつかの実施形態において、追加のリターダ板（たとえば、半波長板）は、図６Ａに示された基板４１２と偏光選択性光素子４１０－１との間に配置される。

図７Ａは、いくつかの実施形態による、ディスプレイデバイス７００－Ａを示す模式図である。ディスプレイデバイス７００－Ａは、導波路４０４、調節可能リターダの配列４０８、および偏光選択性光素子４１０（たとえば、反射型偏光選択性光素子）を含む。ディスプレイデバイス７００－Ａは、別個のＳＬＭ（たとえば、図４ＡのＳＬＭ４０６）のための照明器の代わりに、ディスプレイとして機能するように構成される。

図７Ａにおいて、調節可能リターダの配列４０８は、光源４０２によって出力された光（たとえば、光７０４および７０５）を受信するように構成される。調節可能リターダの配列４０８の１つまたは複数の個々の調節可能リターダは、送信された光の偏光を選択された位置において修正するためにアクティブ化および／または非アクティブ化される。偏光選択性光素子４１０（たとえば、反射型偏光選択性格子）は、送信された光を受信し、送信された光の偏光に基づいて、送信された光を反射器７０２の方へ向け直す（たとえば、光７０６として）または送信された光が全内部反射を介して導波路４０４に沿って伝播し続ける（たとえば、光７０８として）ことを可能にする。したがって、ディスプレイデバイス７００－Ａは、別個の空間光変調器を使用せずに、調節可能リターダの配列４０８の１つまたは複数の部分に対応する画像光を提供することができる。

いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス７００－Ａは、反射器７０２を含む。反射器７０２は、光７０６を受信し、それを光７１０として反射し、光７１０は、調節可能リターダの配列４０８、偏光選択性光素子４１０、および任意選択で偏光子４０５（たとえば、図４Ａに関して説明されるような）を通過した後にディスプレイデバイス７００－Ａから出て行く。

いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス７００－Ａは、１つまたは複数の反射器７１４（たとえば、鏡）を含む。図７Ａに示すように、反射器７１４は、導波路４０４の側面４０４－３に隣接して配置される（たとえば、導波路４０４の１つの端末側終端に隣接する）。側面４０４－３は、表面４０４－１および４０４－２に垂直であり、隣接している。これは、導波路４０４に向けた反射器７１４による導波路４０４の一端に近付く光の反射を含む、光の再循環を可能にする。たとえば、導波路４０４内部を伝播する光７０５は、光７０７が導波路４０４内部を伝播し続けるように、光７０７として反射器７１４から再循環させられる。いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス７００－Ａは、導波路４０４の複数の側面（たとえば、表面４０４－１および４０４－２と垂直な表面）上に反射器７１４を含む。いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイス７００－Ａは、導波路４０４のすべての側面（たとえば、表面４０４－１および４０４－２と垂直な表面）（光源４０２からの光を連結するための側面の一部分を除く）上に反射器７１４を含む。

図７Ｂは、いくつかの実施形態による、ディスプレイデバイス７００－Ｂを示す模式図である。ディスプレイデバイス７００－Ｂは、偏光選択性光素子４１１が透過型偏光選択性光素子（たとえば、偏光選択性透過格子）であることを除いて、図７Ａのディスプレイデバイス７００－Ａに類似している。図７Ｂでは、偏光選択性光素子４１１は、調節可能リターダの配列４０８介して送信された光を受信し、送信された光の偏光に基づいて、送信された光を導波路４０４を出て行くように誘導する（たとえば、光７１２）、または送信された光が全内部反射を介して導波路４０４に沿って伝播し続けることを可能にする。

図８Ａ～８Ｄは、いくつかの実施形態による、偏光体積ホログラム（ＰＶＨ）格子８００を示す模式図である。いくつかの実施形態において、ＰＶＨ格子８００は、図４Ａに関して説明された偏光選択性光素子４１０に対応する。図８Ａは、ｚ軸に沿ってレンズに入る入射光８０４を有するＰＶＨ格子８００の３次元ビューを示す。図８Ｂは、様々な向きを有する複数の液晶（たとえば、液晶８０２－１および８０２－２）を有するＰＶＨ格子８００のｘ－ｙ平面図を示す。液晶の向き（たとえば、方位角θによって表される）は、基準線に沿った液晶の詳細な平面図を示す図８Ｄに示すように、ｘ軸に沿った基準線ＡＡ’に沿って一定である。図８Ｂにおける液晶の向きは、ｙ軸に沿って変化する。液晶のアジマス角が１８０度回転したｙ軸に沿った距離として定義されるピッチは、格子を通して一定である。図８Ｃは、ＰＶＨ格子８００のｙ－ｚ横断面図を示す。ＰＶＨ格子８００は、ｘ軸に対応して整列させられたらせん軸を有するらせん構造８０８を有する。らせん構造は、格子を横断して伸びる複数の回析平面（たとえば、平面８１０－１および８１０－２）を有する体積格子を生み出す。図８Ｃでは、回析平面８１０－１および８１０－２は、ｚ軸に対して傾斜している。らせん軸に対応する円偏光掌性を有する光は、回析されるが、反対の掌性を有する円偏光を有する光は、回析されないので、らせん構造８０８は、ＰＶＨ格子８００の偏光選択性を定義する。らせんピッチ（たとえば、図８Ｃのらせんピッチ８１２）に近い波長を有する光は、回析されるが、他の波長を有する光は、回析されないので、らせん構造８０８はまた、ＰＶＨ格子８００の波長選択性を定義する。いくつかの実施形態において、ＰＶＨ格子８００は、反射型格子（たとえば、図４Ａおよび７Ａに関して説明された偏光選択性光素子４１０）である。いくつかの実施形態において、ＰＶＨ格子８００は、透過格子（たとえば、図７Ｂに関して説明された偏光選択性光素子４１１）である。

これらの原理に照らして、ある種の実施形態をここで参照する。

いくつかの実施形態によれば、空間光変調器（ＳＬＭ）の１つまたは複数の部分を照らすための光学デバイスは、導波路、調節可能リターダの配列および偏光選択性光素子を含む。たとえば、図４Ａに示された光学デバイス４００－Ａは、調節可能リターダの配列４０８（たとえば、調節可能リターダ４０８－１および４０８－２を含む）と偏光選択性光素子４１０とを含む。いくつかの実施形態において、光学デバイス４００－Ａは、反射ＳＬＭであるＳＬＭ４０６の１つまたは複数の部分を選択的に照らすように構成される。

調節可能リターダの配列は、調節可能リターダの配列のそれぞれの調節可能リターダが導波路からの光（たとえば、図４Ｄの光４２２－２）を受信するように、導波路に対して配置される。それぞれの調節可能リターダは、それぞれの調節可能リターダ（たとえば、第１の状態にある図４Ｄの調節可能リターダ４０８－１）に第１の方向において第１の偏光を有する光を方向付けさせる、第１の状態と、それぞれの調節可能リターダ（たとえば、第２の状態にある図４Ｄの調節可能リターダ４０８－１）に第１の方向において第２の偏光を有する光を方向付けさせる、第１の状態とは異なる、第２の状態とを有する（たとえば、それぞれの調節可能リターダは、送信された光の偏光を、それぞれの調節可能リターダが第１の状態にある間には、第１の偏光に、そして、それぞれの調節可能リターダが第２の状態にある間には、第２の偏光に、変更する）。第２の偏光は、第１の偏光とは異なる。いくつかの実施形態において、それぞれの調節可能リターダは、第１の状態にある間、受信された光の偏光を第２の偏光に変換するのを控える。いくつかの実施形態において、それぞれの調節可能リターダは、第２の状態にある間、受信された光の偏光を第１の偏光に変換するのを控える。光を方向付けることは、送信された光の方向を変更することを含んでも含まなくてもよい。たとえば、光の方向が、それぞれの調節可能リターダを通過した後に、維持されるように、光は、第１の方向において伝播し、それぞれの調節可能リターダを通過し、第１の方向においてそれぞれの調節可能リターダを出て行く。

第１の偏光を有する光が、第２の方向に偏光選択性光素子から伝播し（たとえば、図４Ｄの光４２４－１）、第２の偏光を有する光が、第２の方向とは異なる第３の方向において偏光選択性光素子から伝播する（たとえば、図４Ｄの光４２２－３）ように、偏光選択性光素子は、調節可能リターダの配列に隣接して位置する。いくつかの実施形態において、偏光選択性光素子は、第３の方向において第１の偏光を有する光を方向付けるのを控える。いくつかの実施形態において、偏光選択性光素子は、第２の方向において第２の偏光を有する光を方向付けるのを控える。いくつかの実施形態において、第２の方向は、第１の方向と同じである。いくつかの実施形態において、第２の方向は、第１の方向とは異なる。いくつかの実施形態において、第３の方向は、第１の方向と同じである。いくつかの実施形態において、第３の方向は、第１の方向とは異なる。

いくつかの実施形態において、導波路は、第１の表面および反対の第２の表面（たとえば、図４Ａの表面４０４－１および４０４－２）を有し、偏光選択性光素子から第２の方向において伝播する光は、第１の表面を介して導波路を出て行く（たとえば、図４Ｄの光４２４－１）。

いくつかの実施形態において、偏光選択性光素子から第３の方向において伝播する光は、導波路の第２の表面において全内部反射し、それによって導波路内部を伝播し続ける（たとえば、図４Ｄの光４２２－３および４２２－４）。

いくつかの実施形態において、調節可能リターダの配列は、導波路の第２の表面に隣接して位置する（たとえば、図４Ａ）。いくつかの実施形態において、調節可能リターダの配列は、導波路の第２の表面と接触している。

いくつかの実施形態において、偏光選択性光素子および調節可能リターダの配列は、導波路内部に組み込まれる（たとえば、図４Ｃ）。いくつかの実施形態において、偏光選択性光素子および調節可能リターダの配列は、第１の表面と導波路の第２の表面との間に配置される。いくつかの実施形態において、偏光選択性光素子および調節可能リターダの配列は、導波路の第１の表面および／または第２の表面と接触していない。

いくつかの実施形態において、光学デバイスは、透明基板（たとえば、図４Ｂの基板４１２）を含む。偏光選択性光素子は、基板と調節可能リターダの配列との間に配置され、基板および調節可能リターダと直接接触している。調節可能リターダの配列は、導波路の第２の表面に隣接して配置される。光が、透明基板の表面において全内部反射するように、偏光選択性光素子から第３の方向において伝播する光は、透明基板によって受信される（たとえば、図４Ｄの光４２２－３および４２２－４）。

いくつかの実施形態において、第１の表面を介して導波路を出て行く光は、空間光変調器の１つまたは複数の部分のうちの対応する部分によって受信され、それによって空間光変調器の１つまたは複数の部分のうちの対応する部分を照らす（たとえば、図４Ｄは、ＳＬＭ４０６の異なる領域を照らす光４２４－１、４２４－２、４２８－２、および４３０－２を示す）。

いくつかの実施形態において、調節可能リターダの配列は、第１の調節可能リターダと、第１の調節可能リターダとは異なるおよび相互に排他的な第２の調節可能リターダとを含む（たとえば、図４Ｄの調節可能リターダ４０８－１および４０８－４）。第１の調節可能リターダは、第２の調節可能リターダの状態にかかわらず調節可能であり、第２の調節可能リターダは、第１の調節可能リターダの状態にかかわらず調節可能である。たとえば、図５は、異なる状態にある調節可能リターダ４０８－１、５０８－２、および５０８－３を示す。いくつかの実施形態において、第２の調節可能リターダは、第１の調節可能リターダから距離的に離れて配置される（たとえば、図４Ｄ）。

いくつかの実施形態において、第１の調節可能リターダは、第３の偏光を有する光（たとえば、図６Ａの光６０２）を、第１の調節可能リターダが第１の状態にある間に、受信することに応答して、第１の偏光を有する第１の光（たとえば、光６０４）を提供するように、並びに、第３の偏光を有する光を、第１の調節可能リターダが第２の状態にある間に、受信することに応答して、第２の偏光を有する第２の光（たとえば、光６０８）を提供するように構成される。第２の調節可能リターダは、第３の偏光を有する光を、第２の調節可能リターダが第１の状態にある間に、受信することに応答して、第１の偏光を有する第１の光を提供するように、並びに、第３の偏光を有する光を、第２の調節可能リターダが第２の状態にある間に、受信することに応答して、第２の偏光を有する第２の光を提供するように構成される。

いくつかの実施形態において、それぞれの調節可能リターダは、第１の状態および第２の状態を含む、複数の異なる状態の間で状態を変更するように構成される（たとえば、図５および６Ａ～６Ｃ）。いくつかの実施形態において、第１の状態にある間、それぞれの調節可能リターダは、第１の偏光が第３の偏光に垂直であるように、光の偏光を変更し、そして、第２の状態にある間、それぞれの調節可能リターダは、第２の偏光が第３の偏光に対応するように、光を送信する。いくつかの実施形態において、複数の異なる状態は、第３の状態を含み、そして、第３の状態にある間、それぞれの調節可能リターダは、第１の、第２の、および第３の偏光とは異なる第４の偏光に偏光を変更する（たとえば、第１の、第２のおよび第３の偏光のそれぞれは、水平偏光または垂直偏光のいずれかであり、第４の偏光は、対角偏光である）。いくつかの実施形態において、複数の異なる状態は、第４の状態を含み、そして、第４の状態において、それぞれの調節可能リターダは、光の第２の部分の偏光を変更せずに光の第１の部分の偏光を変更する。

いくつかの実施形態において、調節可能リターダの配列は、第１の調節可能リターダおよび第２の調節可能リターダとは異なるおよび相互に排他的な第３の調節可能リターダを含む（たとえば、図４Ｄの調節可能リターダ４０８－７）。導波路内部を伝播する、第２の調節可能リターダからの第２の光は、第３の調節可能リターダによって受信される（たとえば、光４２４－２）。第３の調節可能リターダによって受信される第２の光は、第２の偏光を有する。第３の調節可能リターダは、第３の調節可能リターダが第１の状態にある間に、第１の偏光を有する第１の光を提供するように、並びに、第３の調節可能リターダが第２の状態にある間に、第２の偏光を有する第２の光を提供するように構成される。

いくつかの実施形態において、第１の調節可能リターダから伝播する第１の光は、空間光変調器の第１の部分によって受信され、そして、第３の調節可能リターダから伝播する第２の光は、空間光変調器の第１の部分とは異なる第２の部分によって受信される（たとえば、第１の部分および第２の部分は、相互に排他的である）。

いくつかの実施形態において、空間光変調器の第１の部分によって受信される第１の調節可能リターダから伝播する第１の光は、第１の強度を有し、そして、空間光変調器の第２の部分によって受信される第３の調節可能リターダから伝播する第２の光は、第１の強度とは異なる第２の強度を有する（たとえば、光４２４－１および４２４－２は、図４Ｄにおいて別個の強度を有する）。

いくつかの実施形態によれば、ディスプレイデバイスは、空間光変調器と空間光変調器を照らすように構成された光学デバイスとを含む（たとえば、図４ＡのＳＬＭ４０６および光学デバイス４００－Ａ）。空間光変調器の１つまたは複数の部分を照らすための光学デバイスは、導波路、調節可能リターダの配列および偏光選択性光素子を含む。それぞれの調節可能リターダが、光学的に連結されて導波路からの光を受信するように、調節可能リターダの配列のそれぞれの調節可能リターダは、導波路に対して配置される。それぞれの調節可能リターダは、それぞれの調節可能リターダに第１の方向において第１の偏光有する光を方向付けさせる、第１の状態と、それぞれの調節可能リターダに第１の方向において第２の偏光を有する光を方向付させる、第１の状態とは異なる第２の状態とを有する。第２の偏光は、第１の偏光とは異なる。第１の偏光を有する光が、第２の方向において偏光選択性光素子から伝播し、第２の偏光を有する光が、第２の方向とは異なる第３の方向において偏光選択性光素子から伝播するように、偏光選択性光素子は、調節可能リターダの配列に隣接して位置する。

いくつかの実施形態において、空間光変調器は、偏光選択性光素子から第２の方向において伝播する光（たとえば、図４Ａの光４２４－１）を受信するおよび第４の方向において画像光（たとえば、光４２６－１）を出力するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、空間光変調器の１つまたは複数の部分を照らすための方法は、導波路、調節可能リターダの配列、および調節可能リターダの配列に隣接して位置する偏光選択性光素子を含む光学デバイスにおいて実行される（たとえば、図４Ａ）。方法は、導波路からそれぞれの調節可能リターダによって光を受信することを含む。方法は、第１の状態にある間に、それぞれの調節可能リターダによって第１の偏光を有する光を提供することと、第２の状態にある間に、それぞれの調節可能リターダによって第２の偏光を有する光を提供することとを含む。たとえば、それぞれの調節可能リターダによって受信された光が、それぞれの調節可能リターダを通過するとき、光の偏光は、それぞれの調節可能リターダが第１の状態にあるときには、第１の偏光に、そして、それぞれの調節可能リターダが第２の状態にあるときには、第２の偏光に変わる。方法は、空間光変調器の１つまたは複数の部分のうちの対応する部分に向けて第１の方向において第１の偏光を有する光を、偏光選択性光素子で、方向付けることと、第１の方向とは異なる第２の方向において第２の偏光を有する光を、偏光選択性光素子で、方向付けることとをさらに含む。それぞれの調節可能リターダは、第１の状態および第２の状態を含む、異なる状態の間で調節可能である。

いくつかの実施形態において、調節可能リターダの配列は、第１の調節可能リターダと、第１の調節可能リターダとは異なるおよび相互に排他的な第２の調節可能リターダとを含む（たとえば、図４Ｄ）。第１の調節可能リターダは、第２の調節可能リターダの状態にかかわらず調節可能であり、第２の調節可能リターダは、第１の調節可能リターダの状態にかかわらず調節可能である。いくつかの実施形態において、第２の調節可能リターダは、第１の調節可能リターダとは別である。

いくつかの実施形態において、方法はさらに、第１の調節可能リターダで、第１の調節可能リターダが第１の状態にある間に、第３の偏光を有する光を受信することと、第１の偏光を有する第１の光を提供することとを含む（たとえば、第１の調節可能リターダは、第１の調節可能リターダが第１の状態にある間に、送信される光の偏光を第３の偏光から第１の偏光に変更する）。方法はまた、第１の調節可能リターダで、第１の調節可能リターダが第２の状態にある間に、第３の偏光を有する光を受信することと第２の偏光を有する第２の光を提供することとを含む（たとえば、第１の調節可能リターダは、第１の調節可能リターダが第２の状態にある間に、送信される光の偏光を第３の偏光から第２の偏光に変更する）。方法はさらに、第２の調節可能リターダで、第２の調節可能リターダが第１の状態にある間に、第３の偏光を有する光を受信することと、第１の偏光を有する第１の光を提供すること（たとえば、第２の調節可能リターダは、第２の調節可能リターダが第１の状態にある間に、送信される光の偏光を第３の偏光から第１の偏光に変更する）と、第２の調節可能リターダで、第２の調節可能リターダが第２の状態にある間に、第３の偏光を有する光を受信することと、第２の偏光を有する第２の光を提供すること（たとえば、第２の調節可能リターダは、第２の調節可能リターダが第２の状態にある間に、送信される光の偏光を第３の偏光から第２の偏光に変更する）とを含む。

いくつかの実施形態において、調節可能リターダの配列は、第１の調節可能リターダおよび第２の調節可能リターダとは異なるおよび相互に排他的な第３の調節可能リターダを含む。導波路内部を伝播する、第２の調節可能リターダからの光は、第３の調節可能リターダによって受信される。いくつかの実施形態において、第３の調節可能リターダによって受信される光は、第２の偏光を有する。第３の調節可能リターダは、第３の調節可能リターダが第１の状態にある間に、第１の偏光を有する光を提供するように、および、第３の調節可能リターダが第２の状態にある間に、第２の偏光を有する光を提供するように構成される（たとえば、第３の調節可能リターダは、第３の調節可能リターダが第１の状態にある間に、送信される光の偏光を第２の偏光から第１の偏光に変更し、そして、第３の調節可能リターダは、第３の調節可能リターダが第２の状態にある間に、第２の偏光を有する光をその偏光を変更せずに送信する）。

いくつかの実施形態において、方法はさらに、空間光変調器の第１の部分によって第１の調節可能リターダから伝播する第１の光を受信することと、空間光変調器の第１の部分とは異なる第２の部分によって第３の調節可能リターダから伝播する第２の光を受信することとを含む。

いくつかの実施形態によれば、ディスプレイデバイス（たとえば、図７のディスプレイデバイス７００－Ａ）は、導波路（たとえば、導波路４０４）、調節可能リターダの配列（たとえば、調節可能リターダの配列４０８）および偏光選択性光素子を含む。いくつかの実施形態において、偏光選択性光素子は、偏光選択性反射格子（たとえば、図７Ａの偏光選択性反射格子４１０）または偏光選択性透過格子（たとえば、図７Ｂの偏光選択性透過格子４１１）である。いくつかの実施形態において、調節可能リターダの配列は、導波路内部に組み込まれている。それぞれの調節可能リターダが、導波路からの光（たとえば、光７０４）を受信する。それぞれの調節可能リターダは、それぞれの調節可能リターダに第１の方向において第１の偏光を有する光を方向付けさせる、第１の状態と、それぞれの調節可能リターダに第１の方向において第１の偏光とは異なる第２の偏光を有する光を方向付けさせる、第１の状態とは異なる第２の状態とを有する。光を方向付けることは、送信される光の方向を変更することを含んでも含まなくてもよい。たとえば、第１の偏光を有する光は、それの方向を変更せずに、それぞれの調節可能リターダを通過する。第１の偏光を有する光が、第２の方向において偏光選択性光素子から伝播し（たとえば、図７Ａの光７０６または図７Ｂの光７１２）、第２の偏光を有する光が、第２の方向とは異なる第３の方向において偏光選択性光素子から伝播する（たとえば、光７０８）ように、偏光選択性光素子は、調節可能リターダの配列に隣接して位置する。

いくつかの実施形態において、それぞれの調節可能リターダによって受信される光は、第３の偏光を有する。いくつかの実施形態において、第３の偏光および第２の偏光は、全く同じである。いくつかの実施形態において、第２の偏光は、第３の偏光とは異なる。いくつかの実施形態において、第２の偏光は、第１の偏光と垂直である。

いくつかの実施形態において、第１の偏光を有する光は、第２の方向において偏光選択性光素子によって反射される（たとえば、図７Ａの光７０６）。

いくつかの実施形態において、第１の反射器が、第２の方向において第１の偏光を有する光（たとえば、光７０６）を受信し、第２の方向とは異なる第４の方向において受信光を反射する（たとえば、光７１０）ように、ディスプレイデバイスはまた、導波路に対して配置された第１の反射器（たとえば、図７Ａの鏡などの反射器７０２）を含む。

いくつかの実施形態において、第４の方向において第１の反射器によって反射された光（たとえば、図７Ａの光７１０）は、導波路、調節可能リターダの配列、および偏光選択性光素子を介して送信される。

いくつかの実施形態において、第１の偏光を有する光は、偏光選択性光素子によって送信される（たとえば、図７Ｂに示すような偏光選択性透過格子によって回析される光７１２）。

いくつかの実施形態において、偏光選択性光素子から第３の方向において伝播する光は、導波路の第１の表面において全内部反射を受け、それによって導波路内部を伝播し続ける（たとえば、図７Ａの光７０８）。

いくつかの実施形態における、導波路の端に隣接して配置された第２の反射器（たとえば、反射器７１４）を含むこと。いくつかの実施形態において、第２の反射器は、導波路に垂直に配置される。いくつかの実施形態において、第２の反射器は、導波路に対してある角度をなして配置される。第２の反射器は、再循環のために導波路内部を伝播する光を受信および反射するように構成される（たとえば、光７０５は、光７０７として反射される）。

いくつかの実施形態において、第２の方向において偏光選択性光素子から伝播する光は、１つまたは複数の画像をレンダリングするために構成される（たとえば、図７Ａの光７０６または図７Ｂの光７１２は、画像情報を伝えるための空間的強度および／または位相分布を有する）。

いくつかの実施形態において、調節可能リターダの配列または偏光選択性光素子は、導波路の第１の表面（たとえば、図７Ａの表面４０４－２）に隣接して位置する。

いくつかの実施形態において、偏光選択性光素子および調節可能リターダの配列は、導波路内部に組み込まれる（たとえば、図４Ｃ）。

いくつかの実施形態において、それぞれの調節可能リターダは、第１の状態および第２の状態を含む、複数の異なる状態から選択される状態を変更するように構成される（たとえば、図５）。

いくつかの実施形態において、ディスプレイデバイスはさらに、導波路と光学的に連結された照明光源（たとえば、図７Ａの照明光源４０２）を含む。照明光源は、第３の偏光を有する光をそれぞれの調節可能リターダに提供するように構成される。

いくつかの実施形態において、調節可能リターダの配列は、第１の調節可能リターダと、第１の調節可能リターダとは異なるおよび相互に排他的な第２の調節可能リターダと（たとえば、図４Ａの調節可能リターダ４０８－１および４０８－２）を含む。第１の調節可能リターダは、第２の調節可能リターダの状態にかかわらず調節可能である。第２の調節可能リターダは、第１の調節可能リターダの状態にかかわらず調節可能である。

いくつかの実施形態において、第１の調節可能リターダは、第３の偏光を有する光を、第１の調節可能リターダが第１の状態にある間に、受信することに応答して、第１の偏光を有する光を提供するように、および、第３の偏光を有する光を、第１の調節可能リターダが第２の状態にある間に、受信することに応答して、第２の偏光を有する光を提供するように構成される。第２の調節可能リターダは、第３の偏光を有する光を、第２の調節可能リターダが第１の状態にある間に、受信することに応答して、第１の偏光を有する光を提供するように、および、第３の偏光を有する光を、第２の調節可能リターダが第２の状態にある間に、受信することに応答して、第２の偏光を有する光を提供するように構成される。

いくつかの実施形態において、調節可能リターダの配列は、第１の調節可能リターダおよび第２の調節可能リターダとは異なるおよび相互に排他的な第３の調節可能リターダを含む。導波路内部を伝播する、第２の調節可能リターダからの光は、第３の調節可能リターダによって受信される。いくつかの実施形態において、第３の調節可能リターダによって受信される光は、第２の偏光を有する。第３の調節可能リターダは、第３の調節可能リターダが第１の状態にある間に、第１の偏光を有する光を提供するように（たとえば、第３の調節可能リターダは、送信される光の偏光を第２の偏光から第１の偏光に変更する）、および、第３の調節可能リターダが第２の状態にある間に、第２の偏光を有する光を提供するように（たとえば、第３の調節可能リターダは、送信される光の偏光を第２の偏光から第１の偏光に変更するのを控える）構成される。

いくつかの実施形態において、偏光選択性光素子は、偏光格子（たとえば、図８Ａ～８Ｄに示すような偏光体積格子ＰＶＨ格子８００）である。

いくつかの実施形態において、第１の調節可能リターダから伝播する光は、第１の強度を有し、そして、第３の調節可能リターダから伝播する光は、第１の強度とは異なる第２の強度を有する。

いくつかの実施形態によれば、方法は、導波路、調節可能リターダの配列および調節可能リターダの配列に隣接して位置する偏光選択性光素子を含むディスプレイデバイスにおいて実行される（たとえば、図７Ａ）。方法は、それぞれの調節可能リターダによって導波路からの光を受信することを含む。方法は、それぞれの調節可能リターダによって第１の状態にある間に、第１の方向において第１の偏光を有する光を提供することと、それぞれの調節可能リターダによって第２の状態にある間に、第１の方向において第２の偏光を有する光を提供することとを含む。たとえば、それぞれの調節可能リターダによって受信された光が、それぞれの調節可能リターダを通過するとき、光の偏光は、それぞれの調節可能リターダが第１の状態にあるときには、第１の偏光に、そして、それぞれの調節可能リターダが第２の状態にあるときには、第２の偏光に変わる。方法はまた、第２の方向において第１の偏光を有する光および第１の方向とは異なる第３の方向において第２の偏光を有する光を、偏光選択性光素子で、方向付けることを含む。

いくつかの実施形態において、方法はさらに、第２の方向において第１の偏光を有する光を、第１の反射器（たとえば、図７Ａ）で、受信することと、第２の方向とは異なる第４の方向において光を、第１の反射器で、反射することとを含む。

いくつかの実施形態において、第１の方向において第１の偏光を有する光を、偏光選択性光素子で、方向付けることは、第１の偏光を有する光を反射することを含む（たとえば、図７Ａ）。

いくつかの実施形態において、第２の方向において第２の偏光を有する光を、偏光選択性光素子で、方向付けることは、第３の方向が第１の方向に対応するように第２の偏光を有する光を送信することを含む（たとえば、図７Ｂ）。

様々な図面は、１つの目に関して特定の構成要素または特定のグループの構成要素の動作を説明しているが、類似の動作が他方の目または両目に関して実行され得ることが、当業者には理解されよう。簡潔にするために、そのような詳細は本明細書では繰り返さない。

様々な図面のうちのいくつかは、特定の順序でいくつかの論理的段階を示しているが、順序に依存しない段階は、並べ替えてもよく、他の段階は、結合または切り離されてもよい。いくつかの並べ替えまたは他のグループ分けが、具体的に述べられているが、他のものが当業者には明らかになることになり、したがって、本明細書で提示される順番およびグループ分けは、選択肢の網羅的リストではない。さらに、段階は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアまたはその任意の組合せにおいて実装され得ることが認識されるべきである。

説明を目的とする、前述は、特定の実施形態を参照して説明されている。しかしながら、前述の例示的論考は、包括的であることまたは本特許請求の範囲を開示された正確な形に限定することを意図していない。多数の修正形態および変更形態が、前述の教示を考慮して可能である。実施形態は、本請求の基礎となる原理およびそれらの実際の適用例を最もよく説明し、それによって企図された特定の使用に適しているものとしての様々な修正を有する実施形態を他の当業者が最もよく使用することを可能にするために、選択された。

Claims (15)

1. 空間光変調器の１つまたは複数の部分を照らすための光学デバイスであって、
   導波路と、
   調節可能リターダの配列であって、それぞれの当該調節可能リターダが、
   前記導波路からの光を受信するように光学的に連結され、
   それぞれの当該調節可能リターダに第１の方向において第１の偏光を有する光を方向付けさせる、第１の状態を有し、そして、
   それぞれの当該調節可能リターダに前記第１の方向において前記第１の偏光とは異なる第２の偏光を有する光を方向付けさせる、前記第１の状態とは異なる第２の状態を有する、
   ように前記導波路に対して配置された、調節可能リターダの配列と、
   前記第１の偏光を有する前記光が、第２の方向において偏光選択性光素子から伝播し、前記第２の偏光を有する前記光が、前記第２の方向とは異なる第３の方向において前記偏光選択性光素子から伝播するように、前記調節可能リターダの配列に隣接して位置する前記偏光選択性光素子と
   を備える、光学デバイス。
2. 前記導波路が、第１の表面および反対側の第２の表面を有し、前記偏光選択性光素子から前記第２の方向において伝播する前記光が、前記第１の表面を介して前記導波路を出て行き、その場合に任意選択で、
   ａ）前記偏光選択性光素子から前記第３の方向において伝播する光が、全内部反射し、それによって前記導波路内部を伝播し続け、その場合に、さらに任意選択で、
   ｉ）前記調節可能リターダの配列が、前記導波路の前記第２の表面に隣接して位置する、または、
   ｉｉ）前記偏光選択性光素子および前記調節可能リターダの配列が、前記導波路内部に組み込まれる、
   のいずれか１つである、あるいは、
   ｂ）基板をさらに含み、
   前記偏光選択性光素子が、前記基板と前記調節可能リターダの配列との間に配置され、
   前記調節可能リターダの配列が、前記導波路の前記第２の表面に隣接して配置され、そして、
   前記偏光選択性光素子から前記第３の方向において伝播する前記光は、前記光が前記基板の表面において全内部反射するように、前記基板によって受信される、あるいは、
   ｃ）前記第１の表面を介して前記導波路を出て行く前記光が、前記空間光変調器の前記１つまたは複数の部分のうちの対応する部分によって受信される、
   請求項１に記載の光学デバイス。
3. 前記調節可能リターダの配列が、第１の調節可能リターダと、前記第１の調節可能リターダとは異なるおよび相互に排他的な第２の調節可能リターダとを含み、
   前記第１の調節可能リターダが、前記第２の調節可能リターダの状態にかかわらず調節可能であり、そして、
   前記第２の調節可能リターダが、前記第１の調節可能リターダの状態にかかわらず調節可能である、
   請求項１に記載の光学デバイス。
4. 前記第１の調節可能リターダが、
   第３の偏光を有する光を、前記第１の調節可能リターダが前記第１の状態にある間に、受信し、前記第１の偏光を有する第１の光を提供することと、
   前記第３の偏光を有する前記光を、前記第１の調節可能リターダが前記第２の状態にある間に、受信し、前記第２の偏光を有する第２の光を提供することと
   を行うように構成され、
   前記第２の調節可能リターダが、
   前記第３の偏光を有する前記光を、前記第２の調節可能リターダが前記第１の状態にある間に、受信し、前記第１の偏光を有する前記第１の光を提供することと、
   前記第３の偏光を有する前記光を、前記第２の調節可能リターダが前記第２の状態にある間に、受信し、前記第２の偏光を有する前記第２の光を提供することと
   を行うように構成される、
   請求項３に記載の光学デバイス。
5. 前記調節可能リターダの配列が、前記第１の調節可能リターダおよび前記第２の調節可能リターダとは異なるおよび相互に排他的な第３の調節可能リターダを含み、
   前記導波路内部を伝播する、前記第２の調節可能リターダからの前記第２の光が、前記第３の調節可能リターダによって受信され、前記第３の調節可能リターダによって受信される前記第２の光が、前記第２の偏光を有する、そして、
   前記第３の調節可能リターダが、
   前記第３の調節可能リターダが前記第１の状態にある間に、前記第１の偏光を有する前記第１の光を提供すること、および
   前記第３の調節可能リターダが前記第２の状態にある間に、前記第２の偏光を有する前記第２の光を提供すること
   を行うように構成された、請求項４に記載の光学デバイス。
6. 前記第１の調節可能リターダから伝播する前記第１の光が、前記空間光変調器の第１の部分によって受信され、そして、
   前記第３の調節可能リターダから伝播する前記第２の光が、前記空間光変調器の前記第１の部分とは異なる第２の部分によって受信される、
   請求項５に記載の光学デバイス。
7. 前記空間光変調器の前記第１の部分によって受信される前記第１の調節可能リターダから伝播する前記第１の光が、第１の強度を有し、そして、前記空間光変調器の前記第２の部分によって受信される前記第３の調節可能リターダから伝播する前記第２の光が、前記第１の強度とは異なる第２の強度を有する、請求項６に記載の光学デバイス。
8. 前記それぞれの調節可能リターダが、前記第１の状態および前記第２の状態を含む、複数の異なる状態の間で状態を変更するように構成される、請求項１に記載の光学デバイス。
9. 空間光変調器と、
   前記空間光変調器を照らすように構成された光学デバイスであって、
   導波路、
   調節可能リターダの配列であって、それぞれの当該調節可能リターダが、
   前記導波路からの光を受信するように光学的に連結され、
   それぞれの当該調節可能リターダに第１の方向において第１の偏光を有する光を方向付けさせる、第１の状態を有し、
   それぞれの当該調節可能リターダに前記第１の方向において前記第１の偏光とは異なる第２の偏光を有する光を方向付けさせる、前記第１の状態とは異なる第２の状態を有するように、
   前記導波路に対して配置された調節可能リターダの配列、および、
   前記第１の偏光を有する前記光が、第２の方向において偏光選択性光素子から前記空間光変調器に向けて伝播し、前記第２の偏光を有する前記光が、前記第２の方向とは異なる第３の方向において前記偏光選択性光素子から伝播するように、前記調節可能リターダの配列に隣接して位置する前記偏光選択性光素子
   を備える、前記光学デバイスと
   を備える、ディスプレイデバイス。
10. 前記空間光変調器が、
    前記偏光選択性光素子から前記第２の方向において伝播する前記光を受信する、および
    第４の方向において画像光を出力する
    ように構成された、請求項９に記載のディスプレイデバイス。
11. 空間光変調器の１つまたは複数の部分を照らすための方法であって、
    導波路、調節可能リターダの配列、および前記調節可能リターダの配列に隣接して位置する偏光選択性光素子を含む光学デバイスにおいて、
    それぞれの調節可能リターダによって前記導波路からの光を受信することと、
    第１の状態にある間に、それぞれの前記調節可能リターダによって第１の偏光を有する光を提供することと、
    第２の状態にある間に、それぞれの前記調節可能リターダによって第２の偏光を有する光を提供することと、
    前記空間光変調器の前記１つまたは複数の部分のうちの対応する部分に向けて第１の方向において前記第１の偏光を有する前記光を、前記偏光選択性光素子で、方向付けることと、
    前記第１の方向とは異なる第２の方向において前記第２の偏光を有する前記光を、前記偏光選択性光素子で、方向付けることと
    を含む、方法。
12. 前記調節可能リターダの配列が、第１の調節可能リターダと、前記第１の調節可能リターダとは異なるおよび相互に排他的な第２の調節可能リターダとを含み、
    前記第１の調節可能リターダが、前記第２の調節可能リターダの状態にかかわらず調節可能であり、そして、
    前記第２の調節可能リターダが、前記第１の調節可能リターダの状態にかかわらず調節可能である、
    請求項１１に記載の方法。
13. 前記第１の調節可能リターダで、前記第１の調節可能リターダが前記第１の状態にある間に、第３の偏光を有する光を受信することおよび前記第１の偏光を有する第１の光を提供することと、
    前記第１の調節可能リターダで、前記第１の調節可能リターダが前記第２の状態にある間に、前記第３の偏光を有する前記光を受信することおよび前記第２の偏光を有する第２の光を提供することと、
    前記第２の調節可能リターダで、前記第２の調節可能リターダが前記第１の状態にある間に、前記第３の偏光を有する前記光を受信することおよび前記第１の偏光を有する前記第１の光を提供することと、
    前記第２の調節可能リターダで、前記第２の調節可能リターダが前記第２の状態にある間に、前記第３の偏光を有する前記光を受信することおよび前記第２の偏光を有する前記第２の光を提供することと
    をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記調節可能リターダの配列が、前記第１の調節可能リターダおよび前記第２の調節可能リターダとは異なるおよび相互に排他的な第３の調節可能リターダを含み、前記方法がさらに、
    前記導波路内部を伝播する、前記第２の調節可能リターダからの前記第２の光を前記第３の調節可能リターダによって受信することであり、前記第３の調節可能リターダによって受信される前記第２の光が、前記第２の偏光を有する、前記第２の光を受信することと、
    前記第３の調節可能リターダが前記第１の状態にある間に、前記第１の偏光を有する前記第１の光を提供することと、
    前記第３の調節可能リターダが前記第２の状態にある間に、前記第２の偏光を有する前記第２の光を提供することと
    を含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記空間光変調器の第１の部分によって前記第１の調節可能リターダから伝播する前記第１の光を受信することと、
    前記空間光変調器の前記第１の部分とは異なる第２の部分によって前記第３の調節可能リターダから伝播する前記第２の光を受信することと
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
    

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