JP6956887B2 - 円偏光子を備えた画像光ガイド - Google Patents
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Description
(a)導波路内または導波路面上の欠陥からの散乱。
(b)インカップリング回折光学素子IDO、アウトカップリング回折光学素子ODOまたは導波路に沿った他の不連続構造からの望まない角度での回折。
(c) 導波路の周辺境界からの反射。
この散乱、回折、反射された光の一部は、光を導波路内に維持するために必要なTIR条件を満たさず、迷光として導波路から離脱する。実際のところ、バーチャル像に寄与するように意図されながら画像光ガイド30の前面38を通って逃げるいかなる光も、迷光と考えることができる。
Claims (21)
- 周囲環境の光景内に重ね合わされるバーチャル像を形成するためのイメージング装置であって、
第1、第2の面を有する導波路と、
前記第1、第2の面のいずれか一方に配置され、バーチャル像の画像担持光ビームを、前記導波路に導き、前記第1、第2の面での内部反射により前記導波路に沿って伝播させるインカップリング回折光学素子と、
前記導波路の前記第1、第2の面のいずれか一方に配置され、前記導波路からの前記画像担持光ビームを、観察者のアイボックスに向けて方向付けし、これにより、前記アイボックス内からバーチャル像を見ることができるようにしたアウトカップリング回折光学素子と、
少なくとも部分的に透明な外カバーと、
を備え、前記外カバーは、前記導波路と前記外カバーの両方を通して前記アイボックスから周囲環境を見ることをサポートしながら、前記導波路の少なくとも一部を周囲環境の望ましくない影響から保護するものであり、
さらに、前記導波路と前記外カバーとの間に介在され、前記外カバーで反射した迷光が前記導波路内へ戻るのを阻止する円偏光子を備えた、イメージング装置。 - 前記円偏光子は、前記導波路の前面を通って出る迷光が前記円偏光子を通って前記外カバーへと伝播し、前記外カバーで反射された少なくとも一部の迷光が前記導波路へ再び入るのを阻止するように配置される、請求項1に記載のイメージング装置。
導波管。 - 前記外カバーがフォトクロミック材料で作られ、十分な強度の光にさらされた時に暗くなり、アイボックスに到達する周囲環境からの光の量を減らし、それにより、アイボックス内からのバーチャル像を所望のコントラストに維持する、請求項1に記載のイメージング装置。
- 前記外カバーは、前記円偏光子と対面する凹曲面形状を有する、請求項1に記載のイメージング装置。
- 前記外カバーが前記円偏光子と対面する内面を含み、前記外カバーの前記内面が反射防止コーティングを有する、請求項1に記載のイメージング装置。
- 前記円偏光子が前記導波路と対面する内面を含み、前記円偏光子の前記内面が反射防止コーティングを有する、請求項1に記載のイメージング装置。
- 前記導波路の前記第1、第2の面が平坦で互いに平行な面であり、前記円偏光子が、内側および外側の平坦で互いに平行な面を含み、前記導波路からの迷光が前記外カバーに向かう途中で前記内側および外側の平坦で互いに平行な面を通過する、請求項1に記載のイメージング装置。
- 前記円偏光子の前記平坦で互いに平行な面が、前記導波路の平坦で互いに平行な面に対して傾斜しており、これにより、迷光が前記円偏光子で反射して前記導波路へと戻るのを低減する、請求項7に記載のイメージング装置。
- 前記導波管と前記外カバーが、共通のフレームの開口内に支持されている、請求項1に記載のイメージング装置。
- 周囲環境の光景内に重ね合わされたバーチャル像を形成するためのイメージング装置であって、
画像光ガイドを備え、この画像光ガイドは、前面および背面を有する導波路と、前記前面および背面のいずれか一方に配置されたインカップリング回折光学素子と、前記前面および背面のいずれか一方に配置されたアウトカップリング回折光学素子とを含み、
前記インカップリング回折光学素子は、バーチャル像の画像担持光ビームを、前記導波路へと回折し、前記前面と背面での内部反射により前記導波路に沿ってアウトカップリング回折光学素子に向けて伝播させるように構成され、
前記アウトカップリング回折光学素子は、前記画像担持光ビームを、前記導波路の背面を通って観察者のアイボックスに向けて回折するように構成され、これにより、アイボックス内からバーチャル像を見ることができるようにし、
さらに、少なくとも部分的に透明な外カバーを備え、この外カバーは、前記導波路と前記外カバーの両方を通してアイボックスから周囲環境を見ることをサポートしながら、前記導波路の少なくとも一部を周囲環境の望ましくない影響から保護するものであり、
さらに前記導波路と前記外カバーの間に介在された円偏光子を備え、この円偏光子は、前記導波路の前面から出る迷光が前記円偏光子を通って前記外カバーへと伝播し、前記外カバーで反射された迷光の少なくとも一部が前記導波路へ再び入るのを阻止するように配置されている、イメージング装置。 - 前記円偏光子は、前記画像担持光ビームが内部反射により前記インカップリング回折光学素子から前記アウトカップリング回折光学素子へと前記導波路に沿って伝播する際に、この内部反射と著しく干渉しないようにして、前記画像光ガイドに支持される、請求項10に記載のイメージング装置。
- 前記画像光ガイドと前記外カバーは、共通のフレームの開口内に支持される、請求項10に記載の画像化装置。
- 前記外カバーがフォトクロミック材料で作られ、十分な強度の光にさらされた時に暗くなり、アイボックスに到達する周囲環境からの光の量を減らし、それにより、アイボックス内からのバーチャル像を所望のコントラストに維持する、請求項10に記載のイメージング装置。
- 前記外カバーは、前記円偏光子に面して凹曲面形状を有する、請求項10に記載のイメージング装置。
- 前記外カバーが前記円偏光子に臨む内面を含み、前記外カバーの前記内面が反射防止コーティングを有する、請求項10に記載のイメージング装置。
- 前記円偏光子が前記導波路に面する内面を含み、前記円偏光子の前記内面が反射防止コーティングを有する、請求項10に記載のイメージング装置。
- 前記導波路の前記前面および背面が平坦で互いに平行な面であり、前記円偏光子が、内側および外側の平坦で互いに平行な面を含み、前記導波路からの迷光が前記外カバーに向かう途中で前記内側および外側の面を通過する、請求項10に記載のイメージング装置。
- 前記円偏光子の前記平坦で互いに平行な面が、前記導波路の平坦で互いに平行な面に対して傾斜しており、これにより、迷光が前記円偏光子で反射して前記導波路へと戻るのを低減する、請求項17に記載のイメージング装置。
- バーチャル像を形成するためのイメージング装置であって、
第1、第2の光学サブシステムを備え、
前記第1の光学サブシステムは、画像担持光の第1部分がバーチャル像を見ることができる位置に伝送され、画像担持光の第2部分が迷光として前記第1の光学サブシステムから逃げるように構成され、
前記第2の光学サブシステムは、迷光の一部を反射迷光として前記第1の光学システムに向けて反射する部分反射面を含み、
さらに、前記第1、第2の光学サブシステム間に配置された円偏光子を備え、この円偏光子は、迷光の一部を前記部分反射面へと伝送し、反射迷光の一部が前記第1の光学サブシステムに再び入るのを阻止するように構成されているイメージング装置。 - 前記第1の光学サブシステムが、前記画像担持光の前記第1部分を前記バーチャル像と周囲環境の両方が見られる位置に向けるために、インカップリング光学素子とアウトカップリング光学素子を含む画像光ガイドを備えている、請求項19に記載の画像装置。
- 前記第1の光学サブシステムの前記画像光ガイドが第1画像光ガイドであり、前記第2の光学サブシステムは第2画像光ガイドを備え、前記第2画像光ガイドは、前記第2画像光ガイドによって伝送される画像担持光ビームの第1部分を、前記バーチャル像および周囲環境の両方が見られる位置に向けるために、インカップリング光学素子とアウトカップリング光学素子を含む請求項20に記載のイメージング装置。
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