JP7232182B2 - 高分解能のデジタル化された表示のための方法及びシステム - Google Patents
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Description
本願は、2016年11月30日に出願された米国仮特許出願62/428,510号に対する優先権を主張するものであり、該米国仮特許出願の内容は、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書中に援用される。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
画像ディスプレイシステムであって、
導波管と、
入射光ビームを受け取り、複数の入力ビームレットを前記導波管に提供するように構成される光学デバイスであって、各入力ビームレットは、前記入射光ビームの一部から導出され、前記入力ビームレットは、空間的にオフセットされる、光学デバイスと
を備え、前記導波管は、
前記複数の入力ビームレットを受け取ることと、
全内部反射(TIR)によって、前記複数の入力ビームレットを伝搬することと、
出力ビームレットの複数のグループを出力することであって、出力ビームレットの各グループは、全内部反射によって前記導波管内を伝搬する前記複数の入力ビームレットのそれぞれの一部を含む、ことと
を行うように構成される、システム。
(項目2)
前記複数の入力ビームレットは、前記導波管に向かって平行に指向される、項目1に記載のシステム。
(項目3)
前記出力ビームレットの複数のグループは、前記導波管のバウンス間隔によって離間される、項目1に記載のシステム。
(項目4)
前記光学デバイスは、
相互に平行かつ隣接して配置される第1の表面および第2の表面を備え、前記第1の表面は、部分的に反射性であり、前記第2の表面は、実質的に完全に反射性である、項目1に記載のシステム。
(項目5)
前記部分的に反射性である第1の表面は、光ビームを受け取り、前記受け取られた光ビームの第1の部分を反射し、前記受け取られた光ビームの第2の部分を通過させるように構成され、
前記第2の表面は、前記第1の表面から受け取られた各光ビームを再び前記第1の表面に反射するように構成され、
前記第2の表面から前記第1の表面に指向される各光ビームに対し、前記部分的に反射性である第1の表面は、一部を前記導波管に向かって通過させ、新しいビームレットを形成し、残りの部分を前記第2の表面に反射するように構成される、
項目4に記載のシステム。
(項目6)
前記光学デバイスはさらに、相互に平行かつ隣接して配置される第3の表面および第4の表面を備え、前記第3の表面は、部分的に反射性であり、前記第4の表面は、実質的に完全に反射性であり、
前記第1および第2の表面は、前記入射光ビームを受け取り、第1の複数のビームレットを提供するように構成され、前記第3および第4の表面は、前記第1の複数のビームレットのそれぞれを受け取り、複数のビームレットを提供するように構成される、
項目4に記載のシステム。
(項目7)
前記導波管は、上部表面を備え、その一部は、前記複数の入力ビームレットを前記光学デバイスから受け取るように構成される、項目4に記載のシステム。
(項目8)
前記第1の表面および前記第2の表面は、前記導波管の上部表面と内部結合角度を形成するように構成される、項目7に記載のシステム。
(項目9)
前記導波管の上部表面の一部は、入力格子を欠いている、項目8に記載のシステム。
(項目10)
前記導波管は、横方向平面内に位置付けられ、前記第1および第2の表面は、前記横方向平面に対して斜角で配置される、項目4に記載のシステム。
(項目11)
前記第1の表面は、プリズムの表面を備える、項目4に記載のシステム。
(項目12)
画像を表示するための方法であって、前記方法は、
導波管および光学デバイスを提供することと、
入射光ビームを提供することと、
前記入射光ビームを指向し、前記光学デバイスの一部の上に衝突させることと、
前記光学デバイスを使用して、複数の入力ビームレットを生成することであって、前記複数の入力ビームレットは、空間的にオフセットされる、ことと、
前記複数の入力ビームレットを前記導波管の中に結合することと、
全内部反射(TIR)によって、前記複数の入力ビームレットを前記導波管に沿って伝搬させることであって、前記複数の入力ビームレットのそれぞれは、前記導波管内の異なる経路を横断する、ことと、
前記導波管に光学的に結合される出力結合要素を提供することと、
前記出力結合要素を使用して、出力ビームレットの複数のグループを出力することであって、出力ビームレットの各グループは、前記複数の入力ビームレットのそれぞれの一部を含む、ことと
を含む、方法。
(項目13)
前記光学デバイスは、相互に平行かつ隣接して配置される第1の表面および第2の表面を備え、前記第1の表面は、部分的に反射性であり、前記第2の表面は、実質的に完全に反射性である、項目12に記載の方法。
(項目14)
前記第1の表面は、光ビームを受け取り、前記光ビームの第1の部分を反射し、前記光ビームの第2の部分を通過させるように構成され、
前記第2の表面は、前記第1の表面から受け取られた各光ビームを前記第1の表面に反射するように構成され、
前記第2の表面から前記第1の表面に指向される各光ビームに対し、前記第1の表面は、一部を前記導波管に向かって通過させ、前記複数の入力ビームレットのうちの1つ形成し、残りの部分を前記第2の表面に反射するように構成される、
項目13に記載の方法。
(項目15)
眼レンズを使用して、前記出力光ビームレットの複数のグループを集束させることをさらに含む、項目12に記載の方法。
(項目16)
ファイバスキャナを用いて、前記入射光ビームを提供することをさらに含む、項目12に記載の方法。
(項目17)
画像ディスプレイシステムであって、
波長に敏感な入力結合要素および出力結合要素を含む導波管と、
コリメートされた入射光ビームを提供するための光源であって、前記コリメートされた入射光ビームは、異なる波長を有する複数の入力光ビームを含む、光源と
を備え、前記導波管は、
前記波長に敏感な入力結合要素を使用して、前記複数の入力光ビームを前記導波管の中に内部結合することと、
全内部反射(TIR)によって、前記複数の入力光ビームを伝搬させることであって、
各入力光ビームは、異なる経路に沿って伝搬する、ことと、
前記出力結合要素を使用して、出力光ビームレットの複数のグループを出力することであって、出力光ビームレットの各グループは、全内部反射によって前記導波管内を伝搬する前記複数の入力光ビームのそれぞれの一部を含む、ことと
を行うように構成される、システム。
(項目18)
前記導波管は、色の公称波長のために構成され、前記複数の入力光ビームは、前記公称波長の近傍の波長を有する、項目17に記載の画像ディスプレイシステム。
(項目19)
前記コリメートされた入射光ビームは、ファイバスキャナによって提供される、項目17に記載の画像ディスプレイシステム。
(項目20)
表示のために前記出力光ビームの複数のグループを集束させるための眼レンズをさらに備える、項目17に記載の画像ディスプレイシステム。
Claims (13)
- 画像ディスプレイシステムであって、
導波管と、
第1のプリズムおよび第2のプリズムを備える光学デバイスであって、前記第1のプリズムおよび前記第2のプリズムは、直角三角形プリズムであり、前記第1のプリズムの第1の表面および前記第2のプリズムの第2の表面は、相互に平行かつ隣接して配置され、前記第1の表面は、部分的に反射性であり、前記第2の表面は、実質的に完全に反射性であり、前記光学デバイスは、入射光ビームを受け取り、複数の入力ビームレットを前記導波管に提供するように構成され、各入力ビームレットは、前記入射光ビームの一部から導出され、前記入力ビームレットは、空間的にオフセットされる、光学デバイスと
を備え、前記導波管は、
前記複数の入力ビームレットを受け取ることと、
全内部反射(TIR)によって、前記複数の入力ビームレットを伝搬することと、
出力ビームレットの複数のグループを出力することであって、出力ビームレットの各グループは、全内部反射によって前記導波管内を伝搬する前記複数の入力ビームレットのそれぞれの一部を含む、ことと
を行うように構成され、
前記光学デバイスは、第3のプリズムおよび第4のプリズムをさらに備え、前記第3のプリズムの第3の表面および前記第4のプリズムの第4の表面は、相互に平行かつ隣接して配置され、前記第3の表面および前記第4の表面は、前記導波管内を伝搬する光の伝搬方向および前記伝搬方向と直交する方向の双方に対して斜角で配置されており、前記第3の表面は、部分的に反射性であり、前記第4の表面は、実質的に完全に反射性であり、
前記第1のプリズムおよび前記第2のプリズムは、前記入射光ビームを受け取り、第1の複数のビームレットを提供するように構成され、
前記第3のプリズムおよび前記第4のプリズムは、前記第1の複数のビームレットを受け取り、ビームレットの2D(2次元)アレイを含む第2の複数のビームレットを提供するように構成され、
前記第1の複数のビームレットは、空間的にオフセットされ、前記導波管の縦方向を横切って沿って横断し、前記第2の複数のビームレットは、前記導波管の横方向に沿ってオフセットされ、その結果、前記ビームレットの2Dアレイとなる、システム。 - 前記複数の入力ビームレットは、前記導波管に向かって平行に指向される、請求項1に記載のシステム。
- 前記出力ビームレットの複数のグループは、前記導波管のバウンス間隔によって離間される、請求項1に記載のシステム。
- 前記部分的に反射性である第1の表面は、光ビームを受け取り、前記受け取られた光ビームの第1の部分を反射し、前記受け取られた光ビームの第2の部分を通過させるように構成され、
前記第2の表面は、前記第1の表面から受け取られた各光ビームを再び前記第1の表面に反射するように構成され、
前記第2の表面から前記第1の表面に指向される各光ビームに対し、前記部分的に反射性である第1の表面は、一部を前記導波管に向かって通過させ、新しいビームレットを形成し、残りの部分を前記第2の表面に反射するように構成される、請求項1に記載のシステム。 - 前記第1および第2の表面は、前記入射光ビームを受け取り、前記第1の複数のビームレットを提供するように構成され、前記第3および第4の表面は、前記第1の複数のビームレットのそれぞれを受け取り、前記第2の複数のビームレットを提供するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記導波管は、上部表面を備え、その一部は、前記複数の入力ビームレットを前記光学デバイスから受け取るように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記第3の表面および前記第4の表面は、前記導波管の上部表面と内部結合角度を形成するように構成される、請求項6に記載のシステム。
- 前記導波管の上部表面の一部は、入力格子を欠いている、請求項7に記載のシステム。
- 画像を表示するための方法であって、前記方法は、
導波管および光学デバイスを提供することであって、前記光学デバイスは、第1のプリズムおよび第2のプリズムを備え、前記第1のプリズムおよび前記第2のプリズムは、直角三角形プリズムであり、前記第1のプリズムの第1の表面および前記第2のプリズムの第2の表面は、相互に平行かつ隣接して配置され、前記第1の表面は、部分的に反射性であり、前記第2の表面は、実質的に完全に反射性である、ことと、
入射光ビームを提供することと、
前記入射光ビームを指向し、前記光学デバイスの一部の上に衝突させることと、
前記光学デバイスを使用して、複数の入力ビームレットを生成することであって、前記複数の入力ビームレットは、空間的にオフセットされ、前記複数の入力ビームレットを生成することは、
前記第1の表面が、前記入射光ビームを受け取り、前記入射光ビームの第1の部分を反射し、前記入射光ビームの第2の部分を通過させることと、
前記第2の表面が、前記第1の表面からの各光ビームを再び前記第1の表面に反射することと、
前記第2の表面から前記第1の表面に指向される各光ビームに対し、前記第1の表面が、一部を前記導波管に向かって通過させ、前記複数の入力ビームレットのうちの1つを形成し、残りの部分を前記第2の表面に反射することと
を含む、ことと、
前記複数の入力ビームレットを前記導波管の中に結合することと、
全内部反射(TIR)によって、前記複数の入力ビームレットを前記導波管に沿って伝搬させることであって、前記複数の入力ビームレットのそれぞれは、前記導波管内の異なる経路を横断する、ことと、
前記導波管に光学的に結合される出力結合要素を提供することと、
前記出力結合要素を使用して、出力ビームレットの複数のグループを出力することであって、出力ビームレットの各グループは、前記複数の入力ビームレットのそれぞれの一部を含む、ことと
を含み、
前記光学デバイスは、第3のプリズムおよび第4のプリズムをさらに備え、前記第3のプリズムの第3の表面および前記第4のプリズムの第4の表面は、相互に平行かつ隣接して配置され、前記第3の表面および前記第4の表面は、前記導波管内を伝搬する光の伝搬方向および前記伝搬方向と直交する方向の双方に対して斜角で配置されており、前記第3の表面は、部分的に反射性であり、前記第4の表面は、実質的に完全に反射性であり、
前記第1のプリズムおよび前記第2のプリズムは、前記入射光ビームを受け取り、第1の複数のビームレットを提供するように構成され、
前記第3のプリズムおよび前記第4のプリズムは、前記第1の複数のビームレットを受け取り、ビームレットの2D(2次元)アレイを含む第2の複数のビームレットを提供するように構成され、
前記第1の複数のビームレットは、空間的にオフセットされ、前記導波管の縦方向を横切って沿って横断し、前記第2の複数のビームレットは、前記導波管の横方向に沿ってオフセットされ、その結果、前記ビームレットの2Dアレイとなる、方法。 - 眼レンズを使用して、前記ビームレットの2Dアレイを集束させることをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- ファイバスキャナを用いて、前記入射光ビームを提供することをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 前記内部結合角度は、45°未満であるか、または45°を上回る、請求項7に記載のシステム。
- 前記導波管は、上部表面を備え、その一部は、前記複数の入力ビームレットを前記光学デバイスから受け取るように構成され、
前記第3の表面および前記第4の表面は、前記導波管の上部表面と内部結合角度を形成するように構成され、
前記内部結合角度は、45°未満であるか、または45°を上回る、請求項9に記載の方法。
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