JP2023009173A - アーチファクト軽減を組み込むプロジェクタアーキテクチャ - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、米国仮特許出願第62/459,559号,出願日2017年2月15日,発明の名称“METHOD AND SYSTEM FOR MULTI-PUPIL DISPLAY SYSTEM WITH LIQUID CRYSTAL SHUTTER”、米国仮特許出願第62/459,964号,出願日2017年2月16日,発明の名称“METHOD AND SYSTEM FOR REDUCTION OF OPTICAL ARTIFACTS IN AUGMENTED REALITY DEVICES”、および米国仮特許出願第62/592,607号,出願日2017年11月30日,発明の名称“PROJECTOR ARCHITECTURE INCORPORATING ARTIFACT MITIGATION”に対する優先権を主張するものであり、これらの開示は、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書中に援用される。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
光学フィルタを含む接眼レンズユニットであって、前記接眼レンズユニットは、
第1の導波管層と、第2の導波管層とを含む導波管層のセットであって、
前記第1の導波管層は、第1の側方平面内に配置され、第1の側方位置に配置される第1の内部結合回折要素と、前記第1の内部結合回折要素に光学的に結合される第1の導波管と、前記第1の導波管に光学的に結合される第1の外部結合回折要素とを含み、
前記第2の導波管層は、前記第1の側方平面に隣接する第2の側方平面内に配置され、第2の側方位置に配置される第2の内部結合回折要素と、前記第2の内部結合回折要素に光学的に結合される第2の導波管と、前記第2の導波管に光学的に結合される第2の外部結合回折要素とを含む、
導波管層のセットと、
第1の光学フィルタと、第2の光学フィルタとを含む光学フィルタのセットであって、
前記第1の光学フィルタは、前記第1の側方位置に位置付けられ、第1のスペクトル帯域外の光を減衰させるように動作可能であり、
前記第2の光学フィルタは、前記第2の側方位置に位置付けられ、第2のスペクトル帯域外の光を減衰させるように動作可能である、
光学フィルタのセットと
を備える、接眼レンズユニット。
(項目2)
前記導波管層のセットは、第3の導波管層を含み、前記光学フィルタのセットは、第3の光学フィルタを含み、
前記第3の導波管層は、第3の側方平面内に配置され、第3の側方位置に配置される第3の内部結合回折要素と、前記第3の内部結合回折要素に光学的に結合される第3の導波管と、前記第3の導波管に光学的に結合される第3の外部結合回折要素とを含み、
前記第3の光学フィルタは、前記第3の側方位置に位置付けられ、第3のスペクトル帯域外の光を減衰させるように動作可能である、
項目1に記載の接眼レンズユニット。
(項目3)
前記第1のスペクトル帯域は、赤色波長を含み、前記第2のスペクトル帯域は、緑色波長を含み、前記第3のスペクトル帯域は、青色波長を含む、項目2に記載の接眼レンズユニット。
(項目4)
前記第1の光学フィルタは、緑色波長または青色波長のうちの少なくとも1つを透過させる、項目1に記載の接眼レンズユニット。
(項目5)
前記第2の光学フィルタは、赤色波長または青色波長のうちの少なくとも1つを透過させる、項目1に記載の接眼レンズユニット。
(項目6)
前記光学フィルタのセットは、前記第1の側方平面に隣接する第3の側方平面内に配置されるカバープレートの表面に配置される。項目1に記載の接眼レンズユニット。
(項目7)
前記カバープレートは、低透過率媒体を前記光学フィルタのセット間に備える、項目6に記載の接眼レンズユニット。
(項目8)
前記第1の光学フィルタは、カバープレートと前記第1の導波管層との間に配置され、前記カバープレートは、前記第1の側方平面に隣接する第3の側方平面内に配置される、項目1に記載の接眼レンズユニット。
(項目9)
前記第2の光学フィルタは、前記第1の導波管層と前記第2の導波管層との間に配置される、項目1に記載の接眼レンズユニット。
(項目10)
前記第1の側方位置および前記第2の側方位置は、同一側方位置である、項目1に記載の接眼レンズユニット。
(項目11)
前記接眼レンズユニットは、投影レンズに隣接して配置され、前記光学フィルタのセットは、前記投影レンズと前記導波管層のセットとの間に配置される、項目1に記載の接眼レンズユニット。
(項目12)
前記第1の側方位置は、前記第2の側方位置に対して側方に変位される、項目1に記載の接眼レンズユニット。
(項目13)
前記第1の内部結合回折要素は、前記第1のスペクトル帯域内の光を内部結合するように構成される、項目1に記載の接眼レンズユニット。
(項目14)
前記第2の内部結合回折要素は、前記第2のスペクトル帯域内の光を内部結合するように構成される、項目1に記載の接眼レンズユニット。
(項目15)
アーチファクト軽減システムであって、
プロジェクタアセンブリと、
前記プロジェクタアセンブリに光学的に結合される結像光学のセットと、
前記結像光学のセットに光学的に結合される接眼レンズであって、前記接眼レンズは、内部結合界面を含む、接眼レンズと、
光学フィルタのセットであって、前記光学フィルタのセットは、
第1のスペクトル帯域外の光を減衰させるように動作可能である第1の光学フィルタと、
第2のスペクトル帯域外の光を減衰させるように動作可能である第2の光学フィルタと、
第3のスペクトル帯域外の光を減衰させるように動作可能である第3の光学フィルタと
を含む、光学フィルタのセットと
を備える、アーチファクト軽減システム。
(項目16)
前記第1のスペクトル帯域は、赤色波長を含み、前記第2のスペクトル帯域は、緑色波長を含み、前記第3のスペクトル帯域は、青色波長を含む、項目15に記載のアーチファクト軽減システム。
(項目17)
前記内部結合界面は、光学軸の周囲にアレイ状にされた複数の内部結合回折要素を含む、項目15に記載のアーチファクト軽減システム。
(項目18)
前記プロジェクタアセンブリはさらに、
偏光ビームスプリッタ(PBS)と、
前記PBSに隣接して配置される空間的に変位された光源のセットと、
前記PBSに隣接して配置されるディスプレイパネルと
を備え、
前記結像光学のセットは、前記PBSに隣接して配置される、項目15に記載のアーチファクト軽減システム。
(項目19)
前記プロジェクタアセンブリはさらに、
偏光ビームスプリッタ(PBS)と、
前記PBSの第1の側に隣接して配置される空間的に変位された光源のセットと、
前記PBSの第2の側に隣接して配置されるコリメータと、
前記PBSの第3の側に隣接して配置されるディスプレイパネルと
を備え、
前記結像光学のセットは、前記PBSの第4の側に隣接して配置され、前記第4の側は、前記第1の側と前記第2の側との間に、かつ前記第3の側と反対に位置付けられる、項目15に記載のアーチファクト軽減システム。
(項目20)
前記ディスプレイパネルは、反射ディスプレイまたはLCOSディスプレイのうちの少なくとも1つを備える、項目19に記載のアーチファクト軽減システム。
(項目21)
前記結像光学のセットは、画像を前記内部結合界面に形成するように構成される、項目15に記載のアーチファクト軽減システム。
(項目22)
前記内部結合界面はさらに、偏光フィルム、ワイヤグリッド偏光器、または誘電性積層コーティングのうちの少なくとも1つを備える、項目15に記載のアーチファクト軽減システム。
(項目23)
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の側方平面内に位置付けられる第1の平面導波管であって、前記第1の平面導波管は、第1の側方位置に配置される第1の回折光学要素(DOE)を備える、第1の平面導波管と、
前記第1の側方平面に隣接する第2の側方平面内に位置付けられる第2の平面導波管であって、前記第2の平面導波管は、前記第1の側方位置と異なる第2の側方位置に配置される第2のDOEを備える、第2の平面導波管と、
前記第2の側方平面に隣接する第3の側方平面内に位置付けられる第3の平面導波管であって、前記第3の平面導波管は、前記第1の側方位置および前記第2の側方位置と異なる第3の側方位置に配置される第3のDOEを備える、第3の平面導波管と、
前記第2の平面導波管と前記第3の平面導波管との間に位置付けられる光学フィルタであって、前記光学フィルタは、前記第3の側方位置に配置される、光学フィルタと
を備える、接眼レンズ。
(項目24)
前記光学フィルタは、第1の波長範囲を透過させ、前記第1の波長範囲未満の第2の波長範囲を反射させるように動作可能であるロングパスフィルタを備える、項目23に記載の接眼レンズ。
(項目25)
前記第1の波長範囲は、600nm~700nmを含み、前記第2の波長範囲は、400nm~500nmを含む、項目24に記載の接眼レンズ。
(項目26)
前記第1の波長範囲における透過率は、約90%以上である、項目24に記載の接眼レンズ。
(項目27)
前記第2の波長範囲における反射率は、約10%以下である、項目24に記載の接眼レンズ。
(項目28)
前記光学フィルタは、第1の波長範囲を透過させ、第2の波長範囲を吸収するように動作可能であるロングパスフィルタを備える、項目23に記載の接眼レンズ。
(項目29)
前記第1の平面導波管は、第1の表面と、前記第1の表面と反対の第2の表面とを有し、前記第1の平面導波管は、前記第1の側方位置を含む第1の領域と、第2の領域とを有し、前記第1の領域は、その第1の表面上に入射する画像光を受け取るように構成され、前記画像光は、第1の波長範囲内の画像光を含み、
前記第1のDOEは、前記第1の領域内に配置され、前記第1の波長範囲内の画像光を、前記第1の平面導波管の第2の領域に向かって誘導されるように、前記第1の平面導波管の中に回折するように構成され、前記画像光の一部は、前記第1の平面導波管を通して透過される、
項目23に記載の接眼レンズ。
(項目30)
前記第2の平面導波管は、第1の表面と、前記第1の表面と反対の第2の表面とを有し、前記第2の平面導波管は、前記第2の側方位置を含む第1の領域と、第2の領域とを有し、前記第1の領域は、第2の波長範囲内の画像光を受け取るように構成され、
前記第2のDOEは、前記第1の領域内に配置され、前記第2の波長範囲内の画像光を、前記第2の平面導波管の第2の領域に向かって誘導されるように、前記第2の平面導波管の中に回折するように構成される、
項目23に記載の接眼レンズ。
(項目31)
前記第3の平面導波管は、第1の表面と、前記第1の表面と反対の第2の表面とを有し、前記第3の平面導波管は、前記第3の側方位置を含む第1の領域と、第2の領域とを有し、前記第1の領域は、第3の波長範囲内の画像光を受け取るように構成され、
前記第3のDOEは、前記第1の領域内に配置され、前記第3の波長範囲内の画像光を、前記第3の平面導波管の第2の領域に向かって誘導されるように、前記第3の平面導波管の中に回折するように構成される、
項目23に記載の接眼レンズ。
(項目32)
前記光学フィルタは、前記第3の平面導波管の第1の表面上に配置される、項目31に記載の接眼レンズ。
(項目33)
前記第3のDOEは、前記第3の平面導波管の第2の表面上に配置される、項目31に記載の接眼レンズ。
(項目34)
前記光学フィルタは、前記第1の平面導波管の第1の表面または第2の表面上に配置されるか、または、前記第2の平面導波管の第1の表面または第2の表面上に配置される、項目23に記載の接眼レンズ。
(項目35)
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、
基板側方平面内に位置付けられる基板と、
前記基板上に配置されるカラーフィルタのセットであって、前記カラーフィルタのセットは、
第1の側方位置に配置され、第1の波長範囲を通過させるように動作可能である第1のカラーフィルタと、
第2の側方位置に配置され、第2の波長範囲を通過させるように動作可能である第2のカラーフィルタと、
第3の側方位置に配置され、第3の波長範囲を通過させるように動作可能である第3のカラーフィルタと
を備える、カラーフィルタのセットと、
前記基板側方平面に隣接する第1の側方平面内に位置付けられる第1の平面導波管であって、前記第1の平面導波管は、前記第1の側方位置に配置される第1の回折光学要素(DOE)を備える、第1の平面導波管と、
前記第1の側方平面に隣接する第2の側方平面内に位置付けられる第2の平面導波管であって、前記第2の平面導波管は、前記第2の側方位置に配置される第2のDOEを備える、第2の平面導波管と、
前記第2の側方平面に隣接する第3の側方平面内に位置付けられる第3の平面導波管であって、前記第3の平面導波管は、前記第3の側方位置に配置される第3のDOEを備える、第3の平面導波管と
を備える、接眼レンズ。
(項目36)
前記第1のカラーフィルタは、前記第1の波長範囲を透過させ、前記第2の波長範囲および前記第3の波長範囲を減衰させるように動作可能である第1のフォトレジストを備える、項目35に記載の接眼レンズ。
(項目37)
前記第2のカラーフィルタは、前記第2の波長範囲を透過させ、前記第1の波長範囲および前記第3の波長範囲を減衰させるように動作可能である第2のフォトレジストを備える、項目35に記載の接眼レンズ。
(項目38)
前記第3のカラーフィルタは、前記第3の波長範囲を透過させ、前記第1の波長範囲および前記第2の波長範囲を減衰させるように動作可能である第3のフォトレジストを備える、項目35に記載の接眼レンズ。
(項目39)
前記第1のカラーフィルタ、前記第2のカラーフィルタ、または前記第3のカラーフィルタのうちの少なくとも1つは、紫外線インクを備える、項目35に記載の接眼レンズ。
(項目40)
平面図において、前記第1のカラーフィルタは、光学軸を中心として前記第3のカラーフィルタと反対に位置付けられる、項目35に記載の接眼レンズ。
(項目41)
前記基板は、第1の側と、第2の側とを有し、
前記カラーフィルタのセットは、前記基板の第1の側上に配置され、
前記基板の第2の側は、前記第1の平面導波管に面する、
項目35に記載の接眼レンズ。
(項目42)
前記基板は、第1の側と、第2の側とを有し、
前記カラーフィルタのセットは、前記基板の第2の側上に配置され、
前記基板の第2の側は、前記第1の平面導波管に面する、
項目35に記載の接眼レンズ。
(項目43)
第4の側方位置において前記基板上に配置され、前記第2の波長範囲を通過させるように動作可能である第4のカラーフィルタと、
第5の側方位置に配置され、前記第3の波長範囲を通過させるように動作可能である第5のカラーフィルタと
をさらに備える、項目35に記載の接眼レンズ。
(項目44)
平面図において、前記第2のカラーフィルタは、光学軸を中心として前記第4のカラーフィルタと反対に位置付けられる、項目43に記載の接眼レンズ。
(項目45)
前記第3の側方平面に隣接する第4の側方平面内に位置付けられる第4の平面導波管であって、前記第4の平面導波管は、前記第4の側方位置に配置される第4の回折光学要素(DOE)を備える、第4の平面導波管と、
前記第4の側方平面に隣接する第5の側方平面内に位置付けられる第5の平面導波管であって、前記第5の平面導波管は、前記第5の側方位置に配置される第5のDOEを備える、第5の平面導波管と、
前記第5の側方平面に隣接する第6の側方平面内に位置付けられる第6の平面導波管であって、前記第6の平面導波管は、前記第6の側方位置に配置される第6のDOEを備える、第6の平面導波管と
をさらに備える、項目43に記載の接眼レンズ。
(項目46)
第6の側方位置に配置され、前記第1の波長範囲を通過させるように動作可能である第6のカラーフィルタをさらに備える、項目43に記載の接眼レンズ。
(項目47)
平面図において、前記第5のカラーフィルタは、光学軸を中心として前記第6のカラーフィルタと反対に位置付けられる、項目46に記載の接眼レンズ。
(項目48)
前記第1の波長範囲は、400nm~500nm(青色)を含み、前記第2の波長範囲は、600nm~700nm(赤色)を含み、前記第3の波長範囲は、500nm~600nm(緑色)を含む、項目35に記載の接眼レンズ。
(項目49)
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の側方平面内に位置付けられる第1の平面導波管であって、前記第1の平面導波管は、第1の側方位置に配置される第1の回折光学要素(DOE)を備える、第1の平面導波管と、
前記第1の側方位置と異なる第2の側方位置において前記第1の平面導波管に結合される第1の光学フィルタと、
前記第1の側方平面に隣接する第2の側方平面内に位置付けられる第2の平面導波管であって、前記第2の平面導波管は、前記第1の側方位置に配置される第2のDOEを備える、第2の平面導波管と、
前記第2の側方平面に隣接する第3の側方平面内に位置付けられる第3の平面導波管であって、前記第3の平面導波管は、前記第1の側方位置に配置される第3のDOEを備える、第3の平面導波管と、
前記第2の平面導波管と前記第3の平面導波管との間に位置付けられる第2の光学フィルタであって、前記第2の光学フィルタは、前記第1の側方位置に配置される、第2の光学フィルタと
を備える、接眼レンズ。
(項目50)
前記第1のDOEは、第1の波長範囲を伴う光を回折するように構成され、前記第1の光学フィルタは、前記第1の波長範囲外の波長を吸収するように動作可能である吸収フィルタを備える、項目49に記載の接眼レンズ。
(項目51)
前記第1の光学フィルタは、第1の波長範囲内の光を透過させ、前記第1の波長範囲外の光の少なくとも一部を吸収するように構成されるフィルタを備える、項目49に記載の接眼レンズ。
(項目52)
前記第1の光学フィルタはさらに、第3の波長範囲内の光の少なくとも一部を吸収するように構成される、項目51に記載の接眼レンズ。
(項目53)
前記第2の光学フィルタは、ダイクロイック反射体を備える、項目49に記載の接眼レンズ。
(項目54)
前記第2のDOEは、第2の波長範囲を伴う光を回折するように構成され、
前記第2の光学フィルタは、前記第2の平面導波管の中への回折のために、前記第2の波長範囲を伴う光を前記第2のDOEに向かって反射させるように構成される、
項目49に記載の接眼レンズ。
(項目55)
前記第1のDOEは、前記第1の側方位置に配置される第1の領域内に配置され、前記第1の光学フィルタは、前記第1の平面導波管の第2の領域内に配置される、項目49に記載の接眼レンズ。
(項目56)
前記第1の光学フィルタは、前記第1の平面導波管の内側の空洞内に配置される、項目55に記載の接眼レンズ。
(項目57)
前記第1の光学フィルタは、前記第1の平面導波管の第1の表面上に配置される、項目55に記載の接眼レンズ。
(項目58)
前記第1のDOEは、400nm~500nm(緑色)を含む第1の波長範囲内の光を回折するように構成され、前記第2のDOEは、400nm~500nm(青色)を含む第2の波長範囲内の光を回折するように構成され、前記第3のDOEは、600nm~700nm(赤色)を含む第3の波長範囲内の光を回折するように構成される、項目49に記載の接眼レンズ。
(項目59)
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、
基板側方平面内に位置付けられる基板であって、前記基板は、
第1の側方位置に配置され、第1の波長範囲を通過させるように動作可能である第1のカラーフィルタと、
第2の側方位置に配置され、第2の波長範囲を通過させるように動作可能である第2のカラーフィルタと
を備える、基板と、
前記基板側方平面に隣接する第1の側方平面内に位置付けられる第1の平面導波管であって、前記第1の平面導波管は、
前記第1の側方位置に配置される第1の回折光学要素(DOE)と、
第3の側方位置に配置され、第3の波長範囲を通過させるように動作可能である第3のカラーフィルタと
を備える、第1の平面導波管と、
前記第1の側方平面に隣接する第2の側方平面内に位置付けられる第2の平面導波管であって、前記第2の平面導波管は、前記第3の側方位置に配置される第2のDOEを備える、第2の平面導波管と、
前記第2の側方平面に隣接する第3の側方平面内に位置付けられる第3の平面導波管であって、前記第3の平面導波管は、前記第2の側方位置に配置される第3のDOEを備える、第3の平面導波管と
を備える、接眼レンズ。
(項目60)
前記基板は、前記第1のカラーフィルタが配置される第1の陥凹と、前記第2のカラーフィルタが配置される第2の陥凹とを含む、項目59に記載の接眼レンズ。
(項目61)
前記第1の平面導波管は、前記第3のカラーフィルタが配置される陥凹を含む、項目59に記載の接眼レンズ。
(項目62)
前記第1のカラーフィルタは、前記第1の波長範囲を透過させ、前記第2の波長範囲および前記第3の波長範囲を減衰させるように動作可能である、項目59に記載の接眼レンズ。
(項目63)
前記第2のカラーフィルタは、前記第2の波長範囲を透過させ、前記第1の波長範囲および前記第3の波長範囲を減衰させるように動作可能である、項目59に記載の接眼レンズ。
(項目64)
前記第3のカラーフィルタは、前記第3の波長範囲を透過させ、前記第1の波長範囲および前記第2の波長範囲を減衰させるように動作可能である、項目59に記載の接眼レンズ。
(項目65)
前記第1のカラーフィルタ、前記第2のカラーフィルタ、または前記第3のカラーフィルタのうちの少なくとも1つは、吸収性カラーフィルタを備える、項目59に記載の接眼レンズ。
(項目66)
平面図において、前記第2のカラーフィルタは、光学軸を中心として前記第3のカラーフィルタと反対に位置付けられる、項目59に記載の接眼レンズ。
(項目67)
前記基板はさらに、
第4の側方位置に配置され、前記第1の波長範囲を通過させるように動作可能である第4のカラーフィルタと、
第5の側方位置に配置され、前記第2の波長範囲を通過させるように動作可能である第5のカラーフィルタと
を備える、項目59に記載の接眼レンズ。
(項目68)
平面図において、前記第4のカラーフィルタは、前記第5のカラーフィルタと反対に位置付けられる、項目67に記載の接眼レンズ。
(項目69)
前記第3の側方平面に隣接する第4の側方平面内に位置付けられる第4の平面導波管であって、前記第4の平面導波管は、前記第4の側方位置に配置される第4の回折光学要素(DOE)を備える、第4の平面導波管と、
前記第4の側方平面に隣接する第5の側方平面内に位置付けられる第5の平面導波管であって、前記第5の平面導波管は、前記第5の側方位置に配置される第5のDOEを備える、第5の平面導波管と、
前記第5の側方平面に隣接する第6の側方平面内に位置付けられる第6の平面導波管であって、前記第6の平面導波管は、前記第6の側方位置に配置される第6のDOEを備える、第6の平面導波管と
をさらに備える、項目67に記載の接眼レンズ。
(項目70)
第6の側方位置に配置され、前記第3の波長範囲を通過させるように動作可能である第6のカラーフィルタをさらに備える、項目67に記載の接眼レンズ。
(項目71)
平面図において、前記第6のカラーフィルタは、光学軸を中心として前記第1のカラーフィルタと反対に位置付けられる、項目70に記載の接眼レンズ。
(項目72)
前記第1の波長範囲は、600nm~700nmを含み、前記第2の波長範囲は、500nm~600nmを含み、前記第3の波長範囲は、400nm~500nmを含む、項目69に記載の接眼レンズ。
(項目73)
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の側方平面内に位置付けられる第1の平面導波管であって、前記第1の平面導波管は、第1の側方位置に配置される第1の回折光学要素(DOE)を備え、第1の表面積を包囲する第1の境界を画定する、第1の平面導波管と、
前記第1の側方平面に隣接する第2の側方平面内に位置付けられる第2の平面導波管であって、前記第2の平面導波管は、前記第1の境界外の第2の側方位置に配置される第2のDOEを備え、前記第2の平面導波管は、第2の表面積を包囲する第2の境界を画定する、第2の平面導波管と、
前記第2の側方平面に隣接する第3の側方平面内に位置付けられる第3の平面導波管であって、前記第3の平面導波管は、前記第1の境界外および前記第2の境界外の第3の側方位置に配置される第3のDOEを備える、第3の平面導波管と
を備える、接眼レンズ。
(項目74)
前記第1のDOEは、前記第1の境界の周辺領域に配置される、項目73に記載の接眼レンズ。
(項目75)
前記第1の境界は、1つ以上の周辺カットアウトを備える、項目73に記載の接眼レンズ。
(項目76)
前記第1の境界は、1つ以上の中心オリフィスを備える、項目73に記載の接眼レンズ。
(項目77)
光を複数の平面導波管を含む接眼レンズの中に結合する方法であって、前記方法は、
第1の波長を含む第1のビームを指向し、前記接眼レンズ上に衝突させることと、
前記第1のビームの少なくとも一部を前記複数の平面導波管の第1の平面導波管の中に結合することと、
第2の波長を含む第2のビームを指向し、前記接眼レンズ上に衝突させることと、
前記第2のビームの少なくとも一部を前記複数の平面導波管の第2の平面導波管の中に結合することと、
第3の波長を含む第3のビームを指向し、前記接眼レンズ上に衝突させることと、
前記第3のビームの透過された部分を光学フィルタを通して通過させることと、
前記第3のビームの透過された部分の少なくとも一部を前記複数の平面導波管の第3の平面導波管の中に結合することと
を含む、方法。
(項目78)
光を前記複数の平面導波管のそれぞれと関連付けられた回折光学要素を有する複数の平面導波管を含む接眼レンズの中に結合する方法であって、前記方法は、
第1の波長を含む第1のビーム、第2の波長を含む第2のビーム、および第3の波長を含む第3のビームを指向し、第1の側方位置において前記接眼レンズ上に衝突させることと、
前記第1のビームの少なくとも一部、前記第2のビームの少なくとも一部、および前記第3のビームの少なくとも一部を前記複数の平面導波管の第1の平面導波管の中に結合することと、
前記第2のビームの少なくとも一部および前記第3のビームの少なくとも一部を減衰させることと、
前記第2のビームの少なくとも第2の部分を前記複数の平面導波管の第2の平面導波管の中に結合することと、
前記第3のビームの透過された部分を光学フィルタを通して通過させることと、
前記第3のビームの透過された部分の少なくとも一部を前記複数の平面導波管の第3の平面導波管の中に結合することと
を含む、方法。
(項目79)
前記複数の平面導波管のそれぞれと関連付けられた前記回折光学要素はそれぞれ、前記第1の側方位置において整合される、項目78に記載の方法。
(項目80)
前記第3のビームの反射された部分を前記光学フィルタから反射させることをさらに含む、項目78に記載の方法。
(項目81)
前記第3のビームの反射された部分の少なくとも一部を前記第2の平面導波管の中に結合することをさらに含む、項目80に記載の方法。
(項目82)
画像表示システムであって、
照明白色光を提供するための単一白色光源と、
前記照明白色光を受け取り、光学瞳においてグレースケール画像を順次投影するように構成されるLCOS(シリコン上液晶)画像投影デバイスであって、各グレースケール画像は、3つの色毎にピクセルを選択するために構成される、LCOS画像投影デバイスと、
前記光学瞳を前記3つの色のための3つの下位瞳に分割するために構成される3つのシャッタ領域を有するシャッタと、
前記3つのシャッタ領域に整合される3つのフィルタ領域を有するフィルタであって、各フィルタ領域は、前記色のうちの1つのためのカラーフィルタを有し、前記シャッタおよび前記フィルタは、前記LCOS画像投影デバイスと同期され、対応する下位瞳において画像を前記3つの色のそれぞれにおいて順次投影する、フィルタと、
3つの導波管層を有する接眼レンズであって、各導波管層は、回折光学要素(DOE)を含み、前記DOEは、対応する下位瞳に整合され、前記色のうちの1つにおける画像光を受け取るために構成され、前記接眼レンズは、カラー画像を視認者に投影させるために構成される、接眼レンズと
を備える、画像表示システム。
(項目83)
前記単一白色光源は、白色発光ダイオード(LED)光源を備える、項目82に記載の画像表示システム。
(項目84)
前記単一白色光源は、正方形または長方形の照明光ビームを投影するように構成される、項目82に記載の画像表示システム。
(項目85)
前記シャッタは、液晶(LC)シャッタを備える、項目82に記載の画像表示システム。
(項目86)
前記3つのシャッタ領域は、相互に隣接する長方形領域である、項目82に記載の画像表示システム。
(項目87)
前記3つのフィルタ領域は、相互に隣接する長方形領域である、項目82に記載の画像表示システム。
(項目88)
前記3つの下位瞳は、相互に隣接する長方形領域である、項目82に記載の画像表示システム。
(項目89)
各導波管層内の前記DOEは、前記色のうちの1つにおける画像光を受け取り、前記画像光を前記導波管層の中に回折し、全内部反射(TIR)によって、前記導波管層内を伝搬方向に伝搬させるように構成される、項目82に記載の画像表示システム。
(項目90)
各導波管層内の前記DOEは、前記色のうちの1つにおける前記画像光を受け取るための対応する下位瞳に整合される、項目89に記載の画像表示システム。
(項目91)
前記導波管層内のDOEは、相互から空間的に変位される、項目89に記載の画像表示システム。
(項目92)
各導波管層内の前記DOEは、長方形形状を有し、前記伝搬方向と垂直方向に伸長される、項目89に記載の画像表示システム。
(項目93)
画像表示システムであって、
色順次照明を提供するための光源であって、前記光源は、複数のカラーLED光源を有する、光源と、
前記照明を前記複数のカラーLED光源から受け取り、3つの色毎に光学瞳においてカラー画像光を順次投影するように構成されるLCOS(シリコン上液晶)画像投影デバイスであって、前記光学瞳は、瞳面積によって特徴付けられ、複数の非重複下位瞳を含み、前記複数の非重複下位瞳の非重複瞳はそれぞれ、下位瞳面積によって特徴付けられる、LCOS画像投影デバイスと
を備え、
前記複数のLED光源はそれぞれ、前記複数の非重複下位瞳のうちの1つを照明するように構成され、
前記下位瞳面積の和は、前記瞳面積と実質的に等しい、
画像表示システム。
(項目94)
前記下位瞳面積の和は、前記瞳面積と等しい、項目93に記載の画像表示システム。
(項目95)
前記光学瞳は、円形形状を有し、
前記複数のLED光源はそれぞれ、前記光学瞳の扇形である下位瞳を照明するように構成される、
項目93に記載の画像表示システム。
(項目96)
前記光学瞳は、正方形または長方形の形状を有し、
前記複数のLED光源はそれぞれ、前記光学瞳の長方形部分である下位瞳を照明するように構成される、
項目93に記載の画像表示システム。
(項目97)
前記光学瞳は、正方形または長方形の形状を有し、
前記複数のLED光源は、赤色LEDと、青色LEDと、緑色LEDとを備え、
前記複数のLED光源の各LEDは、前記光学瞳の長方形部分である下位瞳を照明するように構成される、
項目93に記載の画像表示システム。
(項目98)
前記光学瞳は、円形形状を有し、
前記複数のLED光源は、2つの赤色LEDと、2つの青色LEDと、2つの緑色LEDとを備え、
前記複数のLED光源の各LEDは、前記光学瞳の扇形である下位瞳を照明するように構成される、
項目93に記載の画像表示システム。
(項目99)
前記光学瞳は、正方形または長方形の形状を有し、
前記複数のLED光源は、2つの赤色LEDと、2つの青色LEDと、2つの緑色LEDとを備え、
前記複数のLED光源の各LEDは、前記光学瞳の長方形部分である下位瞳を照明するように構成される、
項目93に記載の画像表示システム。
(項目100)
前記3つの色は、3つの原色であり、
前記複数のLED光源は、前記3つの原色のそれぞれにおける1つ以上のLED光源を備える、
項目93に記載の画像表示システム。
(項目101)
前記複数のLED光源はそれぞれ、LEDチップと、集光器とを備える、項目93に記載の画像表示システム。
(項目102)
各集光器は、複合放物集光器(CPC)である、項目101に記載の画像表示システム。
(項目103)
画像表示システムであって、
色順次照明を提供するための光源であって、前記光源は、複数のLED光源を有する、光源と、
前記照明を前記複数のカラーLED光源から受け取り、3つの色毎に光学瞳においてカラー画像光を順次投影するように構成されるLCOS(シリコン上液晶)画像投影デバイスであって、前記光学瞳は、前記複数のLED光源に対応する複数の非重複下位瞳を含む、LCOS画像投影デバイスと、
複数の導波管層を有する接眼レンズであって、各導波管層は、前記画像光を対応するLED光源から受け取るために対応する下位瞳に整合される回折光学要素(DOE)を含む、接眼レンズと
を備え、
前記LCOS画像投影デバイスは、高回折次数を前記複数のLED光源のそれぞれから生成し、
各導波管内の前記DOEは、前記高回折次数からの画像から変位される場所に配置される、
画像表示システム。
(項目104)
画像表示システムであって、
照明白色光を提供するための白色光源と、
前記照明白色光を受け取り、3つの色毎に光学瞳においてグレースケール画像を順次投影するように構成されるLCOS(シリコン上液晶)画像投影デバイスと、
前記光学瞳を前記色毎に1つの対応する複数の下位瞳に分割するために構成される複数のシャッタ領域を有するシャッタと、
複数のフィルタ領域を有するフィルタであって、各フィルタ領域は、前記色のうちの1つのためのカラーフィルタを有し、複数のフィルタ領域はそれぞれ、前記複数のシャッタ領域のうちの対応する1つに整合される、フィルタと
を備え、
前記シャッタは、前記LCOS画像投影デバイスと同期され、前記複数の下位瞳のうちの1つにおいて前記3つの色のそれぞれにおける画像を順次投影する、画像表示システム。
(項目105)
前記白色光源は、単一白色光源を備える、項目104に記載の画像表示システム。
(項目106)
前記シャッタは、6つのシャッタ領域を備え、前記フィルタは、6つのフィルタ領域を有し、前記シャッタおよびフィルタは、整合され、6つの下位瞳を形成する、項目104に記載の画像表示システム。
(項目107)
6つの導波管層を有する接眼レンズをさらに備え、各導波管層は、前記色のうちの1つにおける画像光を受け取るための対応する下位瞳に整合される回折光学要素(DOE)を含み、前記接眼レンズは、カラー画像を2つの深度平面において投影させるために構成される、項目106に記載の画像表示システム。
(項目108)
画像表示システムであって、
照明白色光を提供するための複数の白色LED光源と、
前記照明白色光を受け取り、3つの色毎に光学瞳においてグレースケール画像を順次投影するように構成されるLCOS(シリコン上液晶)画像投影デバイスと、
前記光学瞳を前記色毎に1つの対応する複数の下位瞳に分割するために構成される複数のシャッタ領域を有するシャッタデバイスと、
複数のフィルタ領域を有するフィルタであって、各フィルタ領域は、前記色のうちの1つのためのカラーフィルタを有し、複数のフィルタ領域はそれぞれ、前記複数のシャッタ領域のうちの対応する1つに整合される、フィルタと
を備え、
前記シャッタは、前記LCOS画像投影デバイスと同期され、前記複数の下位瞳のうちの1つにおいて前記3つの色のそれぞれにおける画像を順次投影する、画像表示システム。
(項目109)
前記複数の白色LED光源は、第1の白色LED光源と、第2の白色LED光源とを備え、
前記シャッタデバイスは、3つのシャッタ領域を有し、
前記フィルタは、6つのカラーフィルタ領域、すなわち、2つの赤色カラーフィルタ領域、2つの緑色カラーフィルタ領域、および2つの青色カラーフィルタ領域を有し、
第1の赤色カラーフィルタ領域、第1の緑色カラーフィルタ領域、および第1の青色カラーフィルタ領域は、前記第1の白色LED光源からの光を受け取るように構成され、
第2の赤色カラーフィルタ領域、第2の緑色カラーフィルタ領域、および第2の青色カラーフィルタ領域は、前記第2の白色LED光源からの光を受け取るように構成される、
項目108に記載のシステム。
(項目110)
前記光学瞳は、3つのサブピクセルを備える、項目109に記載のシステム。
(項目111)
前記光学瞳は、6つのサブピクセルを備える、項目109に記載のシステム。
(項目112)
前記第1および第2の赤色カラーフィルタ領域は、2つの異なるシャッタ領域に整合され、
前記第1および第2の緑色カラーフィルタ領域は、2つの異なるシャッタ領域に整合され、
前記第1および第2の青色カラーフィルタ領域は、2つの異なるシャッタ領域に整合される、
項目109に記載のシステム。
(項目113)
前記複数の白色LED光源は、第1の白色LED光源と、第2の白色LED光源とを備え、
前記シャッタデバイスは、第1のシャッタと、第2のシャッタとを有し、各シャッタは、3つのシャッタ領域を含み、
前記フィルタは、6つのカラーフィルタ領域、すなわち、2つの赤色カラーフィルタ領域、2つの緑色カラーフィルタ領域、および2つの青色カラーフィルタ領域を有し、
第1の赤色カラーフィルタ領域、第1の緑色カラーフィルタ領域、および第1の青色カラーフィルタ領域は、前記第1の白色LED光源からの光を受け取るように構成され、
第2の赤色カラーフィルタ領域、第2の緑色カラーフィルタ領域、および第2の青色カラーフィルタ領域は、前記第2の白色LED光源からの光を受け取るように構成される、
項目108に記載のシステム。
(項目114)
前記光学瞳は、3つのサブピクセルを備える、項目113に記載のシステム。
(項目115)
前記光学瞳は、6つのサブピクセルを備える、項目113に記載のシステム。
(項目116)
前記第1および第2の赤色カラーフィルタ領域は、2つの異なるシャッタ領域に整合され、
前記第1および第2の緑色カラーフィルタ領域は、2つの異なるシャッタ領域に整合され、
前記第1および第2の青色カラーフィルタ領域は、2つの異なるシャッタ領域に整合される、
項目113に記載のシステム。
(項目117)
画像表示システムであって、
照明白色光を提供するための単一白色光源と、
前記照明白色光を受け取り、光学瞳においてフルカラー画像を投影するように構成されるLCOS(シリコン上液晶)画像投影デバイスと、
前記光学瞳を3つの下位瞳に分割するために構成される3つのシャッタ領域を有するシャッタであって、前記3つの下位瞳はそれぞれ、3つの色のうちの1つと関連付けられる、シャッタと、
3つのフィルタ領域を有するフィルタであって、各フィルタ領域は、前記3つの色のうちの1つのためのカラーフィルタを有し、前記3つのフィルタ領域は、それぞれ、前記3つのシャッタ領域に整合される、フィルタと
を備え、
前記画像表示システムは、個別の下位瞳において前記3つの色のそれぞれで画像を順次投影するように構成される、画像表示システム。
(項目118)
3つの導波管層を有する接眼レンズをさらに備え、各導波管層は、前記色のうちの1つにおける画像光を受け取るための対応する下位瞳に整合される回折光学要素(DOE)を含み、前記接眼レンズは、カラー画像を視認者に投影させるために構成される、項目117に記載の画像表示システム。
(項目119)
前記単一白色光源は、正方形または長方形の照明光ビームを投影するように構成される、項目117に記載の画像表示システム。
(項目120)
前記3つのシャッタ領域は、相互に隣接する長方形領域である、項目117に記載の画像表示システム。
(項目121)
前記LCOS画像投影デバイスは、3つのLCOSパネルを備え、前記3つの色における画像を処理し、組み合わせられたフルカラー画像を提供する、項目117に記載の画像表示システム。
(項目122)
画像表示システムであって、
照明白色光を提供するための白色光源と、
前記照明白色光を受け取り、光学瞳において画像を投影するように構成されるLCOS(シリコン上液晶)ベースの画像投影デバイスと、
前記光学瞳を複数の色毎に1つの複数の下位瞳に分割するために構成される複数のシャッタ領域を有するシャッタと、
複数のフィルタ領域を有するフィルタであって、各フィルタ領域は、前記複数の色のうちの1つのためのカラーフィルタを有し、複数のフィルタ領域はそれぞれ、前記複数のシャッタ領域のうちの対応する1つに整合される、フィルタと
を備え、
前記シャッタは、前記LCOS画像投影デバイスと同期され、前記複数の下位瞳のうちの1つにおいて前記複数の色のそれぞれにおける画像を順次投影する、画像表示システム。
(項目123)
前記複数の下位瞳は、光学瞳を充填するように構成される、項目122に記載の画像表示システム。
(項目124)
複数の導波管層を有する接眼レンズをさらに備え、各導波管層は、前記複数の色のうちの1つにおける画像光を受け取るための対応する下位瞳に整合される回折光学要素(DOE)を含み、前記接眼レンズは、カラー画像を視認者に投影させるために構成される、項目122に記載の画像表示システム。
(項目125)
前記複数の色は、3つの原色であり、前記LCOS画像投影デバイスは、前記照明白色光を受け取り、前記3つの原色毎に光学瞳においてグレースケール画像を順次投影するように構成される、項目122に記載の画像表示システム。
(項目126)
前記LCOS画像投影デバイスは、3つのLCOSパネルを備え、前記3つのLCOSパネルはそれぞれ、3つの原色のうちの1つと関連付けられる、項目127に記載の画像表示システム。
(項目127)
前記LCOS画像投影デバイスは、前記照明白色光を受け取り、光学瞳においてフルカラー画像を投影するように構成される、項目122に記載の画像表示システム。
(項目128)
画像を表示するための方法であって、前記方法は、
白色光源および画像プロジェクタを提供することと、
前記白色光源からの白色光を前記画像プロジェクタにおいて受け取ることと、
光学瞳においてグレースケール画像を順次投影させることであって、各グレースケール画像は、3つの色のうちの対応する1つのためのピクセルを選択するために構成される、ことと、
シャッタと、前記光学瞳を前記3つの色のための3つの下位瞳に分割するためのカラーフィルタとを提供することと、
前記シャッタおよびカラーフィルタと前記グレースケール画像とを同期させ、対応する下位瞳において前記3つの色のそれぞれにおける画像を順次投影することと、
3つの導波管層を有する接眼レンズを提供することと、
画像を視認者に投影させるために、対応する導波管層において前記3つの色のそれぞれにおける画像を順次受け取ることと
を含む、方法。
(項目129)
前記白色光源は、単一白色LED光源を備える、項目128に記載の方法。
(項目130)
LCOS(シリコン上液晶)画像投影デバイスを使用して、前記白色光を受け取り、前記光学瞳においてグレースケール画像を順次投影することをさらに含む、項目128に記載の方法。
(項目131)
前記シャッタは、前記光学瞳を3つの下位瞳に分割するための3つのシャッタ領域を有する、液晶(LC)シャッタを備える、項目128に記載の方法。
(項目132)
前記カラーフィルタは、3つのフィルタ領域を備え、各フィルタ領域は、前記3つの色のうちの1つのためのカラーフィルタを含む、項目128に記載の方法。
(項目133)
画像を表示するための方法であって、前記方法は、
白色光源および画像プロジェクタを提供することと、
前記白色光源からの白色光を前記画像プロジェクタにおいて受け取ることと、
光学瞳において画像を投影させることと、
シャッタと、前記光学瞳を複数の下位瞳に分割するためのカラーフィルタとを提供することと、
前記シャッタおよびカラーフィルタと前記画像プロジェクタからの画像とを同期させ、対応する下位瞳において3つの色のそれぞれにおける画像を順次投影させることと、
複数の導波管層を有する接眼レンズを提供することと、
カラー画像を視認者に投影させるために、対応する導波管層において前記3つの色のそれぞれにおける画像を順次受け取ることと
を含む、方法。
(項目134)
前記画像プロジェクタは、前記光学瞳においてグレースケール画像を順次投影するように構成され、各グレースケール画像は、前記3つの色毎にピクセルを選択するために構成される、項目133に記載の方法。
(項目135)
前記シャッタをカラーフィルタともに前記グレースケール画像と同期させることは、グレースケール画像毎のサブピクセルのための単一カラー画像を投影させることを含む、項目134に記載の方法。
(項目136)
前記画像プロジェクタは、前記光学瞳においてフルカラー画像を投影するように構成される、項目133に記載の方法。
(項目137)
前記シャッタおよびカラーフィルタと前記画像プロジェクタからの画像とを同期させることは、前記画像プロジェクタからのフルカラー画像毎の3つの対応するサブピクセルのための3つの単一カラー画像を投影させることを含む、項目136に記載の方法。
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