JP2023033299A5 - - Google Patents

Claims (17)

1. ウェアラブルディスプレイシステムであって、前記ディスプレイシステムは、
   フレームと、
   前記フレームに結合された導波管のスタックであって、前記導波管のスタックの各導波管は、
   前記導波管内で伝搬している光の少なくとも一部を前記導波管から外部結合するように配列された外部結合光学要素であって、前記外部結合光学要素は、
   第１の格子方向を有する１つ以上の第１の回折格子であって、前記１つ以上の第１の回折格子は、前記導波管の第１の主要表面上に配置されている、１つ以上の第１の回折格子と、
   第２の格子方向を有する１つ以上の第２の回折格子であって、前記１つ以上の第２の回折格子は、前記第１の主要表面と反対の前記導波管の第２の主要表面上で、前記１つ以上の第１の回折格子と同一の導波管に配置され、前記１つ以上の第２の回折格子は、前記１つ以上の第１の回折格子にわたって配置され、前記第１の格子方向は、前記第２の格子方向と垂直であることにより、前記導波管内で伝搬している前記光が、前記導波管内で２つの直交方向に多重化させられる、１つ以上の第２の回折格子と
   を備える、外部結合光学要素と、
   内部結合光学要素であって、前記内部結合光学要素は、前記内部結合光学要素に入射する光を前記導波管内に内部結合するように配列され、前記内部結合光学要素は、前記導波管上の前記外部結合光学要素から側方に変位された別の場所に位置付けられている、内部結合光学要素と
   を備える、導波管のスタックと、
   発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える画像投入デバイスであって、画像コンテンツを有する画像光の少なくとも一部がそれぞれの導波管内に内部結合され、前記導波管内を前記導波管の前記外部結合光学要素まで誘導されるように、前記画像光を前記内部結合光学要素の各々上に指向するように構成されている画像投入デバイスと
   を備える、ディスプレイシステム。
2. 前記１つ以上の第１の回折格子は、前記導波管の底部主要表面上に配置され、前記１つ以上の第２の回折格子は、前記導波管の上部主要表面上に配置されている、請求項１に記載のディスプレイシステム。
3. 前記１つ以上の第１の回折格子および前記１つ以上の第２の回折格子の各々は、対称回折格子を備える、請求項１に記載のディスプレイシステム。
4. 前記１つ以上の第１の回折格子は、第１の回折方向を有する少なくとも１つ以上の第１の非対称回折格子と、前記第１の回折方向と逆平行の第２の回折方向を有する少なくとも１つ以上の第２の非対称回折格子とを備え、
   前記１つ以上の第２の回折格子は、第３の回折方向を有する少なくとも１つ以上の第３の非対称回折格子と、前記第３の回折方向と逆平行の第４の回折方向を有する少なくとも１つ以上の第４の非対称回折格子とを備える、請求項１に記載のディスプレイシステム。
5. 前記１つ以上の第１および第２の回折格子は、バイナリ回折格子を備える、請求項１に記載のディスプレイシステム。
6. 前記１つ以上の第１および第２の回折格子は、ブレーズド回折格子を備える、請求項１に記載のディスプレイシステム。
7. 前記導波管は、上部主要表面および底部主要表面を備え、前記導波管は、前記上部主要表面と前記底部主要表面との間の厚さを有し、前記導波管は、前記厚さより幅広でかつ長く、前記少なくとも１つ以上の第１の回折格子は、前記導波管の前記上部主要表面または前記底部主要表面のうちの１つ上に配置されている、請求項１に記載のディスプレイシステム。
8. 前記導波管は、光学的に透明な部分を備え、前記光学的に透明な部分は、前記ディスプレイシステムのユーザの前の物理的環境の一部からの光を前記ユーザの眼に透過することにより、前記ユーザの前の前記物理的環境の前記一部のビューを提供するように構成されている、請求項７に記載のディスプレイシステム。
9. 前記外部結合光学要素は、少なくとも前記光学的に透明な部分から前記ユーザの前記眼に前記画像光を外部結合するように構成されている、請求項８に記載のディスプレイシステム。
10. 導波管であって、
    基板と、
    前記基板上の外部結合光学要素であって、前記外部結合光学要素は、前記導波管内で伝搬している光の少なくとも一部を前記導波管から外部結合するように配列され、前記外部結合光学要素は、
    第１の格子方向を有する１つ以上の第１の回折格子であって、前記１つ以上の第１の回折格子は、前記導波管の第１の主要表面上に配置されている、１つ以上の第１の回折格子と、
    第２の格子方向を有する１つ以上の第２の回折格子であって、前記１つ以上の第２の回折格子は、前記第１の主要表面と反対の前記導波管の第２の主要表面上に配置され、前記１つ以上の第２の回折格子は、前記１つ以上の第１の回折格子にわたって配置され、前記第１の格子方向は、前記第２の格子方向と垂直であることにより、前記導波管内で伝搬している前記光が、前記導波管内で２つの直交方向に多重化させられる、１つ以上の第２の回折格子と
    を備える、外部結合光学要素と、
    前記基板上の内部結合光学要素であって、前記内部結合光学要素は、前記内部結合光学要素に入射する光を前記導波管内に内部結合するように配列され、これにより、前記光の少なくとも一部は、前記導波管内を前記外部結合光学要素まで誘導され、前記内部結合光学要素は、前記導波管上の前記外部結合光学要素から側方に変位された別の場所に位置付けられている、内部結合光学要素と
    を備える導波管。
11. 前記１つ以上の第１の回折格子は、前記導波管の底部主要表面上に配置され、前記１つ以上の第２の回折格子は、前記導波管の上部主要表面上に配置されている、請求項１０に記載の導波管。
12. 前記１つ以上の第１の回折格子および前記１つ以上の第２の回折格子の各々は、対称回折格子を備える、請求項１０に記載の導波管。
13. 前記１つ以上の第１の回折格子は、第１の回折方向を有する少なくとも１つ以上の第１の非対称回折格子と、前記第１の回折方向と逆平行の第２の回折方向を有する少なくとも１つ以上の第２の非対称回折格子とを備え、
    前記１つ以上の第２の回折格子は、第３の回折方向を有する少なくとも１つ以上の第３の非対称回折格子と、前記第３の回折方向と逆平行の第４の回折方向を有する少なくとも１つ以上の第４の非対称回折格子とを備える、請求項１０に記載の導波管。
14. 前記１つ以上の第１および第２の回折格子は、バイナリ回折格子を備える、請求項１０に記載の導波管。
15. 前記１つ以上の第１および第２の回折格子は、ブレーズド回折格子を備える、請求項１０に記載の導波管。
16. 前記基板は、光学的に透明な部分を備える、請求項１０に記載の導波管。
17. 前記外部結合光学要素は、少なくとも前記光学的に透明な部分から前記光を外部結合するように構成されている、請求項１６に記載の導波管。