JP7209728B2 - 屈折力を有する走査ミラーを伴う大視野ディスプレイのための方法およびシステム - Google Patents
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Description
本願は、2018年1月31日に出願された米国仮特許出願第62/624,762号の利益を主張し、その内容は、その全体が参照により本明細書に援用される。
現代のコンピューティングおよびディスプレイ技術は、いわゆる「仮想現実」または「拡張現実」体験のためのシステムの開発を促進しており、デジタル的に再現された画像またはその一部が、現実であるように見えるまたは現実であるように知覚され得る様式で、ウェアラブルデバイスにおいてユーザに提示される。仮想現実(すなわち、「VR」)シナリオは、典型的には、他の実際の実世界の視覚的入力に対する透過性を伴わずに、デジタルまたは仮想画像情報の提示を伴い、拡張現実(すなわち、「AR」)シナリオは、典型的には、ユーザの周囲の実際の世界の可視化に対する拡張としてのデジタルまたは仮想画像情報の提示を伴う。
本発明の実施形態は、従来の表示システムより広い視野(FOV)を提供することができるウェアラブルデバイスのための画像表示システムおよび方法を対象とする。
Claims (27)
- 導波管ディスプレイであって、
異なる角度で光のビームを受け取るように構成される入力ポートを含む接眼レンズ導波管と、
前記入力ポートに近接して位置付けられる複数の点光源であって、前記複数の点光源の各々は、前記入力ポートから離れるように配向される放出方向を有する、複数の点光源と、
正の屈折力を伴う表面を有する走査ミラーであって、前記走査ミラーは、前記入力ポートに近接して位置付けられ、前記複数の点光源によって放出される光を傍受するように位置付けられ、前記正の屈折力を伴う表面は、前記複数の点光源によって放出される光をコリメートし、複数のコリメートされた光ビームを形成し、前記複数の点光源によって放出される光を前記入力ポートに反射させるように構成される、走査ミラーと
を備える、導波管ディスプレイ。 - 前記正の屈折力を伴う表面は、フレネル反射体を備える、請求項1に記載の導波管ディスプレイ。
- 前記正の屈折力を伴う表面は、凹面ミラーを備える、請求項1に記載の導波管ディスプレイ。
- 前記複数のコリメートされた光ビームの各々は、前記接眼レンズ導波管を通して、合成視野(FOV)の一部を照明するように構成される、請求項1に記載の導波管ディスプレイ。
- 複数の光学導波管を含む統合された光学導波管チップであって、少なくとも前記複数の光学導波管のサブセットは、光放出端を含む、統合された光学導波管チップを備え、
前記複数の点光源は、前記光放出端を含む、請求項1に記載の導波管ディスプレイ。 - 前記統合された光学導波管チップは、前記走査ミラーと前記入力ポートとの間に配置される、請求項5に記載の導波管ディスプレイ。
- 前記統合された光学導波管チップは、前記入力ポートにわたって少なくとも部分的に重複する関係に配置される、請求項5に記載の導波管ディスプレイ。
- 前記統合された光学導波管チップは、複数のセットの{R、G、B}レーザダイオードからの光を受け取るように構成される、請求項5に記載の導波管ディスプレイ。
- 前記接眼レンズ導波管は、直交瞳エクスパンダと、射出瞳エクスパンダとをさらに備える、請求項5に記載の導波管ディスプレイ。
- 前記接眼レンズ導波管は、少なくとも1つの主要表面を含み、前記入力ポート、前記直交瞳エクスパンダ、および前記射出瞳エクスパンダは、前記少なくとも1つの主要表面上に配置される表面レリーフ格子を備える、請求項9に記載の導波管ディスプレイ。
- 前記統合された光学導波管チップおよび前記走査ミラーは、前記主要表面の共通側上に配置される、請求項10に記載の導波管ディスプレイ。
- 請求項1に記載の導波管ディスプレイを含む拡張現実眼鏡。
- 画像ディスプレイシステムであって、
異なる角度で光のビームを受け取るように構成される入力ポートを含む接眼レンズ導波管と、
コリメートされていない光を放出するように構成される複数の光源と、
正の屈折力を伴う表面を有する走査ミラーであって、前記走査ミラーは、前記複数の光源によって放出される光を受け取るように構成され、前記正の屈折力を伴う表面は、前記複数の光源によって放出される光をコリメートし、複数のコリメートされた光ビームを形成し、前記複数のコリメートされた光ビームを前記入力ポートに指向するように構成される、走査ミラーと
を備える、画像ディスプレイシステム。 - 前記正の屈折力を伴う表面は、凹面ミラーを備える、請求項13に記載の画像ディスプレイシステム。
- 前記正の屈折力を伴う表面は、フレネル反射体を備える、請求項13に記載の画像ディスプレイシステム。
- 複数の光学導波管を含む統合された光学導波管チップをさらに備え、少なくとも前記複数の光学導波管のサブセットは、光放出端を含み、
前記複数の光源は、前記光放出端を含む、請求項13に記載の画像ディスプレイシステム。 - 前記統合された光学導波管チップは、前記入力ポートにわたって少なくとも部分的に重複する関係に配置される、請求項16に記載の画像ディスプレイシステム。
- 前記統合された光学導波管チップは、複数のセットの{R、G、B}レーザダイオードからの光を受け取るように構成される、請求項16に記載の画像ディスプレイシステム。
- 前記複数の光源は、コリメートされていない光を異なる方向に放出するように構成される、請求項13に記載の画像ディスプレイシステム。
- 前記複数のコリメートされた光ビームの各々は、前記接眼レンズ導波管を通して、合成視野(FOV)の一部を照明するように構成される、請求項13に記載の画像ディスプレイシステム。
- 導波管ディスプレイ内で画像を表示するための方法であって、
複数の点光源からの光を放出することであって、前記複数の点光源の各々は、異なる放出方向を有する、ことと、
正の屈折力を伴う表面を有する走査ミラーにおいて、前記複数の点光源によって放出される光を傍受することであって、前記正の屈折力を伴う表面は、前記複数の点光源によって放出される光をコリメートし、複数のコリメートされた光ビームを生産するように構成される、ことと、
前記走査ミラーからの前記複数のコリメートされた光ビームを接眼レンズ導波管の入力ポート内で受け取ることと、
前記接眼レンズ導波管の出力ポートから画像を形成することと
を含む、方法。 - 前記複数の点光源は、発散する光を放出するように構成される点光源を備える、請求項21に記載の方法。
- 前記正の屈折力を伴う表面は、凹面ミラーを備える、請求項21に記載の方法。
- 前記正の屈折力を伴う表面は、フレネル反射体を含む、請求項21に記載の方法。
- 前記複数のコリメートされた光ビームの各々は、前記接眼レンズ導波管を通して、合成視野(FOV)の一部を照明するように構成される、請求項21に記載の方法。
- 前記複数の点光源は、前記接眼レンズ導波管の前記入力ポートを覆う統合された光学導波管チップ内に配置され、前記走査ミラーは、前記統合された光学導波管チップを覆うように配置され、
前記走査ミラーからの前記複数のコリメートされた光ビームは、前記統合された光学導波管チップを通して透過され、前記接眼レンズ導波管の前記入力ポートに到達する、請求項21に記載の方法。 - 前記接眼レンズ導波管の出力ポートから前記画像を形成することは、前記接眼レンズ導波管の前記出力ポートから光を出力し、仮想画像を形成することを含む、請求項21に記載の方法。
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