JP7123795B2 - 曲面状ホログラフィック光学素子のためのシステム、デバイス、及び方法 - Google Patents
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Description
ヘッドマウントディスプレイは、ユーザの頭部に装着され、そのように装着されている場合、ユーザの頭部の位置又は配向に関わらず、少なくとも1つの電子ディスプレイをユーザの眼の少なくとも1つの可視界内部に固定する電子デバイスである。ウェアラブルヘッドアップディスプレイは、ユーザが表示された内容を見ることを可能にするが、ユーザが彼らの外部環境を見ることができることを妨げないヘッドマウントディスプレイである。ウェアラブルヘッドアップディスプレイの「表示する」内容は、それが、ユーザが彼らの外部環境を見ることができることを完全に妨害しないように、透明か、ユーザの視野の周囲にあるかのどちらか一方である。ウェアラブルヘッドアップディスプレイの例は、幾つか挙げると、Google Glass(登録商標)、Optinvent Ora(登録商標)、Epson モベリオ(Moverio)(登録商標)、及びSony グラストロン(Glasstron)(登録商標)を含む。
フォトポリマーは、光に曝露される場合にその物理的性質のうちの1つ以上を変化させる材料である。変化は構造的及び/又は化学的を含む異なる方法で現れてもよい。フォトポリマー材料は、多くの場合、その内部又は上にホログラムが記録されるフィルム又は媒体としてホログラフィにおいて用いられる。例えば、フォトポリマーフィルムは、表面レリーフパターンをフォトポリマーフィルム内/上に形成するよう光の特定の干渉パターンで制御可能に曝露/照明されてもよく、表面レリーフパターンは照明光の光度/位相パターンに一致している。フォトポリマーフィルムはフォトポリマー材料自体だけを備えていてもよいか、又は、トリアセテート及び/又はポリアミド及び/又はポリイミド等の基板、及び/又は固定若しくは脱着自在の保護カバー層のいずれか又は全ての上又はその間に担持されるフォトポリマーを備えていてもよい。フォトポリマーフィルムの多くの例が、Bayer AGからのBayfol(登録商標)HXフィルム等、今日、当該技術において利用可能である。
通常の1つの眼鏡又はサングラスは2つのレンズを含んでおり、それぞれ1つのレンズは、眼鏡/サングラスがユーザの頭部に着用される場合、ユーザのそれぞれの眼の前方に位置決めされる。幾つかの代替の設計において、単一の細長いレンズが2つの別々のレンズの代わりに用いられてもよく、単一の細長いレンズは、眼鏡/サングラスがユーザの頭部に着用される場合、ユーザの両眼の前方に跨がる。この明細書の残りの部分及び添付特許請求項の全体を通して、用語「眼鏡」及び「サングラス」は、特定の文脈が特に必要としない限り、実質的に区別なく用いられる。
PT=PH+PG
Claims (14)
- ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも1つのホログラムを備える曲面状ホログラフィック光学素子(「HOE」)を製作する方法であって、
前記曲面状HOEは眼鏡レンズとして用いられ、
前記曲面状HOEは全屈折力PTを有し、
前記ホログラフィックフィルムを平面寸法形状で位置決めし、配向することと、
前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することであって、前記ホログラムは前記曲面状HOEの前記全屈折力PTより小さいホログラフィック屈折力PHを有することと、
曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することであって、前記曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは寸法形状屈折力PGを前記ホログラフィックフィルムに適用することを含み、前記寸法形状屈折力PGは前記曲面状HOEの前記全屈折力PTより小さく、且つ、前記曲面状HOEの前記全屈折力PTは、PT=PH+PGによって少なくとも近似的に与えられる前記ホログラフィック屈折力PHと前記寸法形状屈折力PGとの加法組み合わせを含むことと、を含み、
前記曲面状HOEの前記全屈折力PTは全焦点距離fTを有する正であり、
前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状に位置決めされ、配向される間に前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、正のホログラフィック屈折力PH及び前記曲面状HOEの前記全焦点距離fTより大きい第1の焦点距離fHを有するホログラムを光学的に記録することを含み、
曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、第2の焦点距離fGを有する正の寸法形状屈折力PGを前記ホログラフィックフィルムに適用することを含み、前記第2の焦点距離fGは前記曲面状HOEの前記全焦点距離fTより大きく、且つ、前記曲面状HOEの前記全焦点距離fTは、1/fT=1/fH+1/fGによって少なくとも近似的に与えられる前記第1の焦点距離fHと前記第2の焦点距離fGとの加法逆組み合わせを含む、
方法。 - 前記ホログラフィックフィルムを平面寸法形状で位置決めし、配向することは、前記ホログラフィックフィルムを平面上に取り付けることを含み、
前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、前記ホログラフィックフィルムが前記平面上に取り付けられる間に前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含み、方法は更に、
前記曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用する前に前記ホログラフィックフィルムを前記平面から除去することを含む、
請求項1に記載の方法。 - 曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、前記ホログラフィックフィルムを曲面上に取り付けること又は前記ホログラフィックフィルムを曲面状体積内部に埋め込むことのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第1の波長を有する第1のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含み、前記第1の波長は前記曲面状HOEの再生波長とは異なる、請求項1に記載の方法。
- 曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、前記ホログラフィックフィルムを伸長させることを含み、前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第1の波長を有する第1のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することは、前記曲面状HOEの前記再生波長より小さい第1の波長を有する前記第1のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含む、請求項4に記載の方法。
- 曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、前記ホログラフィックフィルムを圧縮することを含み、前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第1の波長を有する第1のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することは、前記曲面状HOEの前記再生波長より大きい第1の波長を有する前記第1のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第1の入射角で第1のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含み、前記第1の入射角は前記曲面状HOEの再生入射角とは異なる、請求項1に記載の方法。
- 全屈折力PTを有する曲面状ホログラフィック光学素子(「HOE」)であって、
前記曲面状HOEは眼鏡レンズとして用いられ、
少なくとも1つのホログラムを含むホログラフィックフィルムの少なくとも1つの曲面層を備え、
前記少なくとも1つのホログラムは前記曲面状HOEの前記全屈折力PTより小さいホログラフィック屈折力PHを有し、
ホログラフィックフィルムの前記少なくとも1つの曲面層は、前記曲面状HOEの前記全屈折力PTより小さい寸法形状屈折力PGを有し、前記曲面状HOEの前記全屈折力PTは、PT=PH+PGによって少なくとも近似的に与えられる前記少なくとも1つのホログラムの前記ホログラフィック屈折力PHとホログラフィックフィルムの前記少なくとも1つの曲面層の前記寸法形状屈折力PGとの加法組み合わせを含み、
前記曲面状HOEの前記全屈折力P T は正であり、全焦点距離f T を含み、
前記少なくとも1つのホログラムの前記ホログラフィック屈折力P H は正であり、前記曲面状HOEの前記全焦点距離f T より大きい第1の焦点距離f H を有し、
ホログラフィックフィルムの前記少なくとも1つの曲面層の前記寸法形状屈折力P G は正であり、前記曲面状HOEの前記全焦点距離f T より大きい第2の焦点距離f G を有し、且つ、前記曲面状HOEの前記全焦点距離f T は、1/f T =1/f H +1/f G によって少なくとも近似的に与えられる前記第1の焦点距離f H と前記第2の焦点距離f G との加法逆組み合わせを含む、
曲面状ホログラフィック光学素子。 - ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも1つのホログラムを備える曲面状ホログラフィック光学素子(「HOE」)を製作する方法であって、
前記曲面状HOEは眼鏡レンズとして用いられ、
前記ホログラフィックフィルムを平面寸法形状で位置決めし、配向することと、
前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第1の波長を有する第1のレーザにより前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することであって、前記第1の波長は前記曲面状HOEの再生波長とは異なることと、
曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することと、を含む、
請求項1に記載の方法。 - 曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、前記ホログラフィックフィルムを伸長させることを含み、前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第1の波長を有する第1のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することは、前記曲面状HOEの前記再生波長より小さい第1の波長を有する前記第1のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含む、請求項9に記載の方法。
- 曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、前記ホログラフィックフィルムを圧縮することを含み、前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第1の波長を有する第1のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することは、前記曲面状HOEの前記再生波長より大きい第1の波長を有する前記第1のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に前記曲面状HOEの全屈折力PTより小さいホログラフィック屈折力PHで前記ホログラムを光学的に記録することを含み、
曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、前記曲面状HOEの前記全屈折力PTより小さい寸法形状屈折力PGを前記ホログラフィックフィルムに適用することを含み、前記曲面状HOEの前記全屈折力PTは、PT=PH+PGによって少なくとも近似的に与えられる前記ホログラフィック屈折力PHと前記寸法形状屈折力PGとの加法組み合わせを含む、
請求項9に記載の方法。 - 前記ホログラフィックフィルムを平面寸法形状で位置決めし、配向することは、前記ホログラフィックフィルムを平面上に取り付けることを含み、
前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第1の波長を有する第1のレーザにより前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、前記ホログラフィックフィルムが前記平面上に取り付けられる間に前記第1の波長を有する前記第1のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含み、方法は更に、
前記曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用する前に前記ホログラフィックフィルムを前記平面から除去することを含む、
請求項9に記載の方法。 - 曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、前記ホログラフィックフィルムを曲面上に取り付けること又は前記ホログラフィックフィルムを曲面状体積内部に埋め込むことのうちの少なくとも1つを含む、請求項9に記載の方法。
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