JP7412361B2 - Rgb照明器のための方法およびシステム - Google Patents

Rgb照明器のための方法およびシステム Download PDF

Info

Publication number
JP7412361B2
JP7412361B2 JP2020571481A JP2020571481A JP7412361B2 JP 7412361 B2 JP7412361 B2 JP 7412361B2 JP 2020571481 A JP2020571481 A JP 2020571481A JP 2020571481 A JP2020571481 A JP 2020571481A JP 7412361 B2 JP7412361 B2 JP 7412361B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light beam
mirror
input
rotating mirror
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020571481A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021528692A (ja
JPWO2019246598A5 (ja
Inventor
クリスティーナ ウーレンドルフ,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magic Leap Inc
Original Assignee
Magic Leap Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magic Leap Inc filed Critical Magic Leap Inc
Publication of JP2021528692A publication Critical patent/JP2021528692A/ja
Publication of JPWO2019246598A5 publication Critical patent/JPWO2019246598A5/ja
Priority to JP2023219152A priority Critical patent/JP2024036334A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7412361B2 publication Critical patent/JP7412361B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/141Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/017Head mounted
    • G02B27/0172Head mounted characterised by optical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1006Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1006Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths
    • G02B27/1013Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths for colour or multispectral image sensors, e.g. splitting an image into monochromatic image components on respective sensors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/48Laser speckle optics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/101Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/105Scanning systems with one or more pivoting mirrors or galvano-mirrors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Description

(関連出願の相互参照)
本願は、その内容が参照することによってその全体として本明細書によって組み込まれる「METHOD AND SYSTEM FOR RGB ILLUMINATOR」と題され、2018年6月22日に出願された米国仮特許出願第62/689,001号の優先権の利益を主張する。
現代のコンピューティングおよび表示技術は、ウェアラブルデバイスにおいてデジタル的に生成された画像が本物であるように見え得る様式、またはそのように知覚され得る様式でユーザに提示されるいわゆる「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いる。仮想現実または「VR」シナリオは、典型的に、他の実際の実世界の視覚的入力に対する透過性を伴わないデジタルまたは仮想画像情報の提示を伴い、拡張現実または「AR」シナリオは、典型的に、ユーザの周囲の実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。
ウェアラブルデバイスは、拡張および/または仮想現実グラスを含み得る。画像は、画像フレームまたはラスタ走査された画像を使用して表示されることができる。これらのディスプレイデバイスにおいて、光コンバイナは、多くの場合、異なる光源からの光ビームを結合するために使用される。例えば、赤色、緑色、および青色の光ビームが、結合され、画像を表示するために、コリメートされ、結合され、着色された光ビームを形成することができる。ガラスレンズ、ミラー、およびプリズムを用いて作製される従来の光コンバイナは、嵩張り、重くなり得る。それらは、VRまたはAR用途におけるウェアラブルデバイスのために望ましくない。
したがって、光コンバイナのための改良された構造および方法が、非常に望ましい。
本発明の実施形態は、従来のコンバイナと比較して、小型かつ軽量であるRGB(赤色/緑色/青色)照明のための方法およびシステムを提供する。いくつかの実施形態は、スペックル低減を提供することもできる。発明の実施形態において、光コンバイナは、レーザダイオード等の2つ以上の光源からの光ビームを結合することができる。いくつかの実施形態において、ミラーアセンブリが、光源からの光ビームを結合要素に向かって反射し、それは、共通光軸に沿って結合出力ビームを生成する。ミラーは、ビームを結合要素に方向づけ、共線性を達成する。ミラーアセンブリおよび結合要素の空間的配列は、折り曲げられた光路を提供し、光コンバイナの寸法を低減させる。ミラーアセンブリは、複数のミラーの組または単一の反射要素であることができる。コリメーションおよび環状化が、屈折レンズ(例えば、トロイダル型)およびミラー(回転対称型/軸外放物線型または自由形状型)の組み合わせによって達成されることができる。これらの要素は、各源のために個別である、または各源のために同一であることができる。したがって、それは、要素毎に、「セグメント化/分離された」ソリューションまたはモノリシックなソリューションであることができる。
結合要素は、ダイクロイックミラーのスタック、ダイクロイックビーム結合に基づくプリズム構成、回折要素、またはMEMS(微小電気機械システム)ミラーであり得る。例えば、結合要素は、各光源のために異なる角変位に傾斜させられる回転MEMSミラーであることができる。コヒーレント源に関して、スペックル低減は、結合要素を振動させ、ビームをわずかにシフトさせることによって、エタンデュ発生要素(例えば、ホログラフィ散光器)との組み合わせにおいて達成されることができる。回転MEMSミラーに基づく実施形態は、追加の要素を要求することなく、光ビームのディザリングを提供することができる。他の実施形態において、ビームディザリングを提供することは、追加のアクチュエータを必要とするであろう。
本発明のいくつかの実施形態によると、光コンバイナは、複数の光ビームを受け取り、第1の反射光ビーム、第2の反射光ビーム、および第3の反射光ビームを提供するように構成された入力ミラーアセンブリを含む。光コンバイナは、ある範囲の角変位を通して回転するように構成された回転ミラーも含む。第1の期間中、回転ミラーは、第1の角変位に配置され、入力ミラーアセンブリから第1の反射光ビームを受け取り、第1の出力光ビームを出力光軸に沿って提供するように構成される。第2の期間中、回転ミラーは、第2の角変位に配置され、入力ミラーアセンブリから第2の反射光ビームを受け取り、第2の出力光ビームを出力光軸に沿って提供するように構成される。第3の期間中、回転ミラーは、第3の角変位に配置され、入力ミラーアセンブリから第3の反射光ビームを受け取り、第3の出力光ビームを出力光軸に沿って提供するように構成される。光コンバイナは、時系列コリメート結合出力光ビームを出力光軸に沿って提供するように構成され、結合出力光ビームをディザリングするように構成される。
上記の光コンバイナのいくつかの実施形態において、入力ミラーアセンブリは、回転ミラーが第1の角変位にあるときの第1の期間中、回転ミラーと第1の光源との間の第1の光路の中に配置され、第1の光源から放出される第1の入力光ビームを反射し、第1の反射光ビームを回転ミラーに方向づけるように構成された第1の入力ミラーを含む。入力ミラーアセンブリは、回転ミラーが第2の角変位にあるときの第2の期間中、回転ミラーと第2の光源との間の第2の光路の中に配置され、第2の光源から放出される第2の入力光ビームを反射し、第2の反射光ビームを回転ミラーに方向づけるように構成された第2の入力ミラーも含む。入力ミラーアセンブリは、回転ミラーが第3の角変位にあるときの第3の期間中、回転ミラーと第3の光源との間の第3の光路の中に配置され、第3の光源から放出される第3の入力光ビームを反射し、第3の反射光ビームを回転ミラーに方向づけるように構成された第3の入力ミラーをさらに含む。
上記の光コンバイナのいくつかの実施形態において、第1の光源は、赤色レーザ光源であり、第2の光源は、緑色レーザ光源であり、第3の光源は、青色レーザ光源である。第1の入力ミラー、第2の入力ミラー、および第3の入力ミラーの各々は、コリメートおよび環状化ミラーである。
いくつかの実施形態において、第1の光源、第2の光源、第3の光源、および入力ミラーアセンブリは、2次元平面状の構成において配置され、回転ミラーは、折り曲げられた光路を提供するために第3の次元にオフセットされて配置され、それによって、光コンバイナの寸法を低減させる。
代替実施形態において、入力ミラーアセンブリは、回転ミラーが第1の角変位にあるときの第1の期間中、第1の光源から放出される第1の入力光ビームを回転ミラーに反射し、回転ミラーが第2の角変位にあるときの第2の期間中、第2の光源から放出される第2の入力光ビームを回転ミラーに反射し、回転ミラーが、第2の角変位にあるとき、第3の期間中、第3の光源から放出される第3の入力光ビームを回転ミラーに反射するように構成された湾曲した反射要素を含むことができる。
いくつかの実施形態において、湾曲した反射要素は、湾曲した反射要素上の各個々の入射場所のための別々の処方を有することができる。いくつかの実施形態において、湾曲した反射要素は、放物線状の表面輪郭を有することができる。いくつかの実施形態において、湾曲した反射要素は、楕円形の表面輪郭を有することができる。いくつかの実施形態において、湾曲した反射要素は、双曲線状の表面輪郭を有することができる。
実施形態に応じて、回転ミラーは、1軸MEMSミラーまたは2軸MEMSミラーであることができる。
いくつかの実施形態において、RGB照明器は、上で説明されるように、赤色、緑色、および青色レーザ光源と、光コンバイナとを含む。
いくつかの実施形態によると、光コンバイナは、ある範囲の角変位を通して回転するように構成された回転ミラーを含むことができる。第1の期間中、回転ミラーは、第1の角変位に配置され、第1の入射光ビームを受け取り、第1の出力光ビームを出力光軸に沿って提供するように構成される。第2の期間中、回転ミラーは、第2の角変位に配置され、第2の入射光ビームを受け取り、第2の出力光ビームを出力光軸に沿って提供するように構成される。光コンバイナは、時系列的コリメート結合光ビームを提供するように構成される。
上記の光コンバイナのいくつかの実施形態において、回転ミラーは、第1の出力光ビームおよび第2の出力光ビームをディザリングするように構成される。
いくつかの実施形態において、光コンバイナは、第1の光源および第2の光源から、それぞれ、第1の入力光ビームおよび第2の入力光ビームを受け取り、第1の入力光ビームを反射し、第1の反射光ビームを形成し、第1の入射光ビームを回転ミラーに提供し、第2の入力光ビームを反射し、第2の反射光ビームを形成し、第2の入射光ビームを回転ミラーに提供するように構成された入力ミラーアセンブリも含む。
いくつかの実施形態において、入力ミラーアセンブリは、回転ミラーが第1の角変位にあるときの第1の期間中、回転ミラーと第1の光源との間の第1の光路の中に配置され、第1の光源から放出される第1の入力光ビームを反射し、第1の反射光ビームを回転ミラーに方向づけるように構成された第1の入力ミラーを含む。第1の反射光ビームは、回転ミラーへの第1の入射光ビームを形成する。入力ミラーアセンブリは、回転ミラーが第2の角変位にあるときの第2の期間中、回転ミラーおよび第2の光源の第2の光路の中に配置され、第2の光源から放出される第2の入力光ビームを反射し、第2の反射光ビームを回転ミラーに方向づけるように構成された第2の入力ミラーも含む。第2の反射光ビームは、回転ミラーへの第2の入射光ビームを形成する。
いくつかの実施形態において、第1の入力ミラーおよび第2の入力ミラーは、コリメートおよび環状化ミラーである。
いくつかの実施形態において、入力ミラーアセンブリは、回転ミラーが第1の角変位にあるときの第1の期間中、第1の光源から放出される第1の入力光ビームを回転ミラーに反射し、回転ミラーが第2の角変位にあるときの第2の期間中、第2の光源から放出される第2の入力光ビームを回転ミラーに反射するように構成された湾曲した反射要素を含むことができる。
いくつかの実施形態によると、複数の光源からの光ビームを結合する方法は、第1の期間中、回転ミラーを第1の角変位に配置することと、第1の入射光ビームを受け取り、第1の出力光ビームを出力光軸に沿って提供することとを含む。方法は、第2の期間中、回転ミラーを第2の角変位に配置することと、第2の入射光ビームを受け取り、第2の出力光ビームを出力光軸に沿って提供することとを含む。方法は、上記の動作を繰り返し、時系列コリメート結合出力光ビームを出力光軸に沿って提供することをさらに含む。
いくつかの実施形態において、上記の方法は、第3の期間中、回転ミラーを第3の角変位に配置することと、第3の入射光ビームを受け取り、第3の出力光ビームを出力光軸に沿って提供することとを含むこともできる。
いくつかの実施形態において、方法は、回転ミラーを使用して結合出力光ビームをディザリングすることを含むこともできる。
いくつかの実施形態において、方法は、入力ミラーアセンブリを使用して、第1の光源および第2の光源から、それぞれ、第1の入力光ビームおよび第2の入力光ビームを受け取ることを含むこともできる。方法は、入力ミラーアセンブリを使用して、第1の入力光ビームを反射し、第1の反射光ビームを形成し、第1の入射光ビームを回転ミラーに提供することと、入力ミラーアセンブリを使用して、第2の入力光ビームを反射し、第2の反射光ビームを形成し、第1の入射光ビームを回転ミラーに提供することとをさらに含むことができる。
いくつかの実施形態において、方法は、入力ミラーアセンブリを使用して、第1の出力光ビームおよび第2の出力光ビームをコリメートし、環状化することを含むこともできる。
いくつかの実施形態によると、光コンバイナは、出力光軸に沿ってスタックに配列された第1のダイクロイックミラーと、第2のダイクロイックミラーと、第3のダイクロイックミラーとを有する。第1のダイクロイックミラーは、第1の色の光ビームを反射するように構成される。第2のダイクロイックミラーは、第2の色の光ビームを反射し、第1の色の光ビームを透過させるように構成される。第3のダイクロイックミラーは、第3の色の光ビームを反射し、第1の色の光ビームおよび第2の色の光ビームを透過させるように構成される。第1のダイクロイックミラーは、第1の角変位に配置され、第1の色の第1の入射光ビームを受け取り、第1の出力光ビームを出力光軸に沿って提供するように構成される。第2のダイクロイックミラーは、第2の角変位に配置され、第2の色の第2の入射光ビームを受け取り、第2の出力光ビームを出力光軸に沿って提供するように構成される。第3のダイクロイックミラーは、第3の角変位に配置され、第3の色の第3の入射光ビームを受け取り、第3の出力光ビームを出力光軸に沿って提供するように構成される。光コンバイナは、コリメートされた結合出力光ビームを出力光軸に沿って提供するように構成される。代替実施形態において、第1のダイクロイックミラーは、反射ミラーと置換されることができる。
いくつかの実施形態において、第1の入射光ビームの一部は、第1のダイクロイックミラーに到達する前、第3のダイクロイックミラーおよび第2のダイクロイックミラーを通過し、第2の入射光ビームの一部は、第2のダイクロイックミラーに到達する前、第3のダイクロイックミラーを通過する。
いくつかの実施形態によると、複数の光源からの光ビームを結合する方法は、出力光軸に沿ってスタックに配列された第1のダイクロイックミラーと、第2のダイクロイックミラーと、第3のダイクロイックミラーとを含むダイクロイックミラーアセンブリを提供することを含む。第1のダイクロイックミラーは、第1の色の光ビームを反射するように構成される。第2のダイクロイックミラーは、第2の色の光ビームを反射し、第1の色の光ビームを透過させるように構成される。第3のダイクロイックミラーは、第3の色の光ビームを反射し、第1の色の光ビームおよび第2の色の光ビームを透過させるように構成される。方法は、第1のダイクロイックミラーを第1の角変位に配置し、第1の色の第1の入射光ビームを受け取り、第1の出力光ビームを出力光軸に沿って提供することを含む。方法は、第2のダイクロイックミラーを第2の角変位に配置し、第2の色の第2の入射光ビームを受け取り、第2の出力光ビームを出力光軸に沿って提供することも含む。方法は、第3のダイクロイックミラーを第3の角変位に配置し、第3の色の第3の入射光ビームを受け取り、第3の出力光ビームを出力光軸に沿って提供することをさらに含む。方法は、コリメートされた結合出力光ビームを出力光軸に沿って提供するための光コンバイナを構成する。代替実施形態において、第1のダイクロイックミラーは、反射ミラーと置換されることができる。
いくつかの実施形態において、方法は、回転ミラーを使用して結合出力光ビームをディザリングすることを含むこともできる。
追加の特徴、利点、および実施形態が、発明を実施するための形態、図面、および請求項において下で説明される。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
光コンバイナであって、前記光コンバイナは、
複数の光ビームを受け取り、第1の反射光ビーム、第2の反射光ビーム、および第3の反射光ビームを提供するように構成された入力ミラーアセンブリと、
ある範囲の角変位を通して回転するように構成された回転ミラーと
を備え、
第1の期間中、前記回転ミラーは、第1の角変位に配置され、前記入力ミラーアセンブリから前記第1の反射光ビームを受け取り、第1の出力光ビームを出力光軸に沿って提供するように構成され、
第2の期間中、前記回転ミラーは、第2の角変位に配置され、前記入力ミラーアセンブリから前記第2の反射光ビームを受け取り、第2の出力光ビームを前記出力光軸に沿って提供するように構成され、
第3の期間中、前記回転ミラーは、第3の角変位に配置され、前記入力ミラーアセンブリから前記第3の反射光ビームを受け取り、第3の出力光ビームを前記出力光軸に沿って提供するように構成され、
前記光コンバイナは、時系列コリメート結合出力光ビームを前記出力光軸に沿って提供するように構成され、前記結合出力光ビームをディザリングするように構成されている、光コンバイナ。
(項目2)
前記入力ミラーアセンブリは、
前記回転ミラーが前記第1の角変位にあるときの前記第1の期間中、前記回転ミラーと第1の光源との間の第1の光路の中に配置され、前記第1の光源から放出される第1の入力光ビームを反射し、前記第1の反射光ビームを前記回転ミラーに方向づけるように構成された第1の入力ミラーと、
前記回転ミラーが前記第2の角変位にあるときの前記第2の期間中、前記回転ミラーと第2の光源との間の第2の光路の中に配置され、前記第2の光源から放出される第2の入力光ビームを反射し、前記第2の反射光ビームを前記回転ミラーに方向づけるように構成された第2の入力ミラーと、
前記回転ミラーが前記第3の角変位にあるときの前記第3の期間中、前記回転ミラーと第3の光源との間の第3の光路の中に配置され、前記第3の光源から放出される第3の入力光ビームを反射し、前記第3の反射光ビームを前記回転ミラーに方向づけるように構成された第3の入力ミラーと
を備えている、項目1に記載の光コンバイナ。
(項目3)
前記第1の光源は、赤色レーザ光源であり、前記第2の光源は、緑色レーザ光源であり、前記第3の光源は、青色レーザ光源であり、前記第1の入力ミラー、前記第2の入力ミラー、および前記第3の入力ミラーの各々は、コリメートおよび環状化ミラーである、項目2に記載の光コンバイナ。
(項目4)
前記第1の光源、前記第2の光源、前記第3の光源、および前記入力ミラーアセンブリは、2次元平面状の構成において配置され、前記回転ミラーは、折り曲げられた光路を提供するために第3の次元にオフセットされて配置され、それによって、前記光コンバイナの寸法を低減させる、項目3に記載の光コンバイナ。
(項目5)
前記入力ミラーアセンブリは、湾曲した反射要素を備え、前記湾曲した反射要素は、
前記回転ミラーが前記第1の角変位にあるときの前記第1の期間中、第1の光源から放出される第1の入力光ビームを前記回転ミラーに反射し、
前記回転ミラーが前記第2の角変位にあるときの前記第2の期間中、第2の光源から放出される第2の入力光ビームを前記回転ミラーに反射し、
前記回転ミラーが前記第2の角変位にあるときの前記第3の期間中、第3の光源から放出される第3の入力光ビームを前記回転ミラーに反射する
ように構成されている、項目1に記載の光コンバイナ。
(項目6)
前記湾曲した反射要素は、前記湾曲した反射要素上の各個々の入射場所のための別々の処方を備えている、項目5に記載の光コンバイナ。
(項目7)
前記湾曲した反射要素は、放物線状の表面輪郭を備えている、項目5に記載の光コンバイナ。
(項目8)
前記湾曲した反射要素は、楕円形の表面輪郭を備えている、項目5に記載の光コンバイナ。
(項目9)
前記湾曲した反射要素は、双曲線状の表面輪郭を備えている、項目5に記載の光コンバイナ。
(項目10)
前記回転ミラーは、1軸MEMSミラーである、項目5に記載の光コンバイナ。
(項目11)
前記回転ミラーは、2軸MEMSミラーである、項目5に記載の光コンバイナ。
(項目12)
項目1に記載の光コンバイナと、赤色レーザ光源と、緑色レーザ光源と、青色レーザ光源とを備えているRGB(赤色/緑色/青色)照明器。
(項目13)
ある範囲の角変位を通して回転するように構成された回転ミラーを備えている光コンバイナであって、
第1の期間中、前記回転ミラーは、第1の角変位に配置され、第1の入射光ビームを受け取り、第1の出力光ビームを出力光軸に沿って提供するように構成され、
第2の期間中、前記回転ミラーは、第2の角変位に配置され、第2の入射光ビームを受け取り、第2の出力光ビームを前記出力光軸に沿って提供するように構成され、
それによって、前記光コンバイナは、時系列的コリメート結合光ビームを提供するように構成されている、光コンバイナ。
(項目14)
前記回転ミラーは、前記第1の出力光ビームおよび前記第2の出力光ビームをディザリングするように構成されている、項目13に記載の光コンバイナ。
(項目15)
入力ミラーアセンブリをさらに備え、前記入力ミラーアセンブリは、
第1の光源および第2の光源から、それぞれ、第1の入力光ビームおよび第2の入力光ビームを受け取り、
前記第1の入力光ビームを反射し、第1の反射光ビームを形成し、前記第1の入射光ビームを前記回転ミラーに提供し、
前記第2の入力光ビームを反射し、第2の反射光ビームを形成し、前記第2の入射光ビームを前記回転ミラーに提供する
ように構成されている、項目13に記載の光コンバイナ。
(項目16)
前記入力ミラーアセンブリは、
前記回転ミラーが前記第1の角変位にあるときの前記第1の期間中、前記回転ミラーと前記第1の光源との間の第1の光路の中に配置され、前記第1の光源から放出される前記第1の入力光ビームを反射し、前記第1の反射光ビームを前記回転ミラーに方向づけるように構成された第1の入力ミラーであって、前記第1の反射光ビームは、前記回転ミラーへの前記第1の入射光ビームを形成する、第1の入力ミラーと、
前記回転ミラーが前記第2の角変位にあるときの前記第2の期間中、前記回転ミラーと前記第2の光源との間の第2の光路の中に配置され、前記第2の光源から放出される前記第2の入力光ビームを反射し、前記第2の反射光ビームを前記回転ミラーに方向づけるように構成された第2の入力ミラーであって、前記第2の反射光ビームは、前記回転ミラーへの前記第2の入射光ビームを形成する、第2の入力ミラーと
を備えている、項目15に記載の光コンバイナ。
(項目17)
前記第1の入力ミラーおよび前記第2の入力ミラーは、コリメートおよび環状化ミラーである、項目16に記載の光コンバイナ。
(項目18)
前記入力ミラーアセンブリは、湾曲した反射要素を備え、
前記湾曲した反射要素は、
前記回転ミラーが前記第1の角変位にあるときの前記第1の期間中、前記第1の光源から放出される前記第1の入力光ビームを前記回転ミラーに反射し、
前記回転ミラーが前記第2の角変位にあるときの前記第2の期間中、前記第2の光源から放出される前記第2の入力光ビームを前記回転ミラーに反射する
ように構成されている、項目15に記載の光コンバイナ。
(項目19)
前記湾曲した反射要素は、前記湾曲した反射要素上の各個々の入射場所のための別々の処方を備えている、項目18に記載の光コンバイナ。
(項目20)
前記湾曲した反射要素は、放物線状の表面輪郭を備えている、項目18に記載の光コンバイナ。
(項目21)
前記湾曲した反射要素は、楕円形の表面輪郭を備えている、項目18に記載の光コンバイナ。
(項目22)
前記湾曲した反射要素は、双曲線状の表面輪郭を備えている、項目18に記載の光コンバイナ。
(項目23)
前記回転ミラーは、1軸MEMSミラーである、項目13に記載の光コンバイナ。
(項目24)
前記回転ミラーは、2軸MEMSミラーである、項目13に記載の光コンバイナ。
(項目25)
項目13に記載の光コンバイナと、赤色レーザ光源と、緑色レーザ光源と、青色レーザ光源とを備えているRGB(赤色/緑色/青色)照明器。
(項目26)
複数の光源からの光ビームを結合する方法であって、前記方法は、
第1の期間中、回転ミラーを第1の角変位に配置することと、第1の入射光ビームを受け取り、第1の出力光ビームを出力光軸に沿って提供することと、
第2の期間中、前記回転ミラーを第2の角変位に配置することと、第2の入射光ビームを受け取り、第2の出力光ビームを前記出力光軸に沿って提供することと、
上記プロセスを繰り返し、時系列コリメート結合出力光ビームを前記出力光軸に沿って提供することと
を含む、方法。
(項目27)
第3の期間中、前記回転ミラーを第3の角変位に配置することと、第3の入射光ビームを受け取り、第3の出力光ビームを前記出力光軸に沿って提供することとをさらに含む、項目26に記載の方法。
(項目28)
前記回転ミラーを使用して前記結合出力光ビームをディザリングすることをさらに含む、項目26に記載の方法。
(項目29)
入力ミラーアセンブリを使用して、第1の光源および第2の光源から、それぞれ、第1の入力光ビームおよび第2の入力光ビームを受け取ることと、
前記入力ミラーアセンブリを使用して、前記第1の入力光ビームを反射し、第1の反射光ビームを形成し、前記第1の入射光ビームを前記回転ミラーに提供することと、
前記入力ミラーアセンブリを使用して、前記第2の入力光ビームを反射し、第2の反射光ビームを形成し、前記第1の入射光ビームを前記回転ミラーに提供することと
をさらに含む、項目26に記載の方法。
(項目30)
前記入力ミラーアセンブリを使用して、前記第1の出力光ビームおよび前記第2の出力光ビームをコリメートし、環状化することをさらに含む、項目29に記載の方法。
(項目31)
前記入力ミラーアセンブリは、
前記回転ミラーが前記第1の角変位にあるときの前記第1の期間中、前記回転ミラーと前記第1の光源との間の第1の光路の中に配置され、前記第1の光源から放出される前記第1の入力光ビームを反射し、前記第1の反射光ビームを前記回転ミラーに方向づけるように構成された第1の入力ミラーであって、前記第1の反射光ビームは、前記回転ミラーへの前記第1の入射光ビームを形成する、第1の入力ミラーと、
前記回転ミラーが前記第2の角変位にあるときの前記第2の期間中、前記回転ミラーと前記第2の光源との間の第2の光路の中に配置され、前記第2の光源から放出される前記第2の入力光ビームを反射し、前記第2の反射光ビームを前記回転ミラーに方向づけるように構成された第2の入力ミラーであって、前記第2の反射光ビームは、前記回転ミラーへの前記第2の入射光ビームを形成する、第2の入力ミラーと
を備えている、項目29に記載の方法。
(項目32)
前記入力ミラーアセンブリは、湾曲した反射要素を備え、前記湾曲した反射要素は、
前記回転ミラーが前記第1の角変位にあるときの前記第1の期間中、前記第1の光源から放出される前記第1の入力光ビームを前記回転ミラーに反射し、
前記回転ミラーが前記第2の角変位にあるときの前記第2の期間中、前記第2の光源から放出される前記第2の入力光ビームを前記回転ミラーに反射する
ように構成されている、項目29に記載の方法。
(項目33)
前記湾曲した反射要素は、放物線状の表面輪郭を備えている、項目32に記載の方法。
(項目34)
前記湾曲した反射要素は、楕円形の表面輪郭を備えている、項目32に記載の方法。
(項目35)
前記湾曲した反射要素は、双曲線状の表面輪郭を備えている、項目32に記載の方法。
(項目36)
赤色レーザ光源、緑色レーザ光源、および青色レーザ光源からの光ビームを結合するために項目26に記載の方法を使用するRGB(赤色/緑色/青色)照明器を形成することをさらに含む、項目32に記載の方法。
(項目37)
光コンバイナであって、前記光コンバイナは、出力光軸に沿ってスタックに配列された第1のダイクロイックミラーと、第2のダイクロイックミラーと、第3のダイクロイックミラーとを含むダイクロイックミラーアセンブリを備え、
前記第1のダイクロイックミラーは、第1の色の光を反射するように構成され、
前記第2のダイクロイックミラーは、第2の色の光を反射し、前記第1の色の光を透過させるように構成され、
前記第3のダイクロイックミラーは、第3の色の光を反射し、前記第1の色の光および前記第2の色の光を透過させるように構成され、
前記第1のダイクロイックミラーは、第1の角変位に配置され、前記第1の色の第1の入射光ビームを受け取り、第1の出力光ビームを前記出力光軸に沿って提供するように構成され、
前記第2のダイクロイックミラーは、第2の角変位に配置され、前記第2の色の第2の入射光ビームを受け取り、第2の出力光ビームを前記出力光軸に沿って提供するように構成され、
前記第3のダイクロイックミラーは、第3の角変位に配置され、前記第3の色の第3の入射光ビームを受け取り、第3の出力光ビームを前記出力光軸に沿って提供するように構成され、
それによって、前記光コンバイナは、コリメートされた結合出力光ビームを前記出力光軸に沿って提供するように構成されている、光コンバイナ。
(項目38)
前記第1の入射光ビームの一部は、前記第1のダイクロイックミラーに到達する前、前記第3のダイクロイックミラーおよび前記第2のダイクロイックミラーを通過し、
前記第2の入射光ビームの一部は、前記第2のダイクロイックミラーに到達する前、前記第3のダイクロイックミラーを通過する、項目37に記載の光コンバイナ。
(項目39)
前記第1の出力光ビームの一部は、前記第1のダイクロイックミラーに到達する前、前記第2のダイクロイックミラーおよび前記第3のダイクロイックミラーを通過し、
前記第2の出力光ビームの一部は、前記第2のダイクロイックミラーに到達する前、前記第3のダイクロイックミラーを通過する、項目37に記載の光コンバイナ。
(項目40)
入力ミラーアセンブリをさらに備え、前記入力ミラーアセンブリは、
第1の光源、第2の光源、および第3の光源から、それぞれ、第1の入力光ビーム、第2の入力光ビーム、および第3の入力光ビームを受け取り、
前記第1の入力光ビームを反射し、第1の反射光ビームを形成し、前記第1の入射光ビームを前記ダイクロイックミラーアセンブリに提供し、
前記第2の入力光ビームを反射し、第2の反射光ビームを形成し、前記第2の入射光ビームを前記ダイクロイックミラーアセンブリに提供し、
前記第3の入力光ビームを反射し、第3の反射光ビームを形成し、前記第3の入射光ビームを前記ダイクロイックミラーアセンブリに提供する
ように構成されている、項目37に記載の光コンバイナ。
(項目41)
前記入力ミラーアセンブリは、
前記ダイクロイックミラーアセンブリと前記第1の光源との間の第1の光路の中に配置され、前記第1の光源から放出される前記第1の入力光ビームを反射し、前記第1の反射光ビームを前記ダイクロイックミラーアセンブリに方向づけるように構成された第1の入力ミラーであって、前記第1の反射光ビームは、前記ダイクロイックミラーアセンブリへの前記第1の入射光ビームを形成する、第1の入力ミラーと、
前記ダイクロイックミラーアセンブリと前記第2の光源との間の第2の光路の中に配置され、前記第2の光源から放出される前記第2の入力光ビームを反射し、前記第2の反射光ビームを前記ダイクロイックミラーアセンブリに方向づけるように構成された第2の入力ミラーであって、前記第2の反射光ビームは、前記ダイクロイックミラーアセンブリへの前記第2の入射光ビームを形成する、第2の入力ミラーと、
前記ダイクロイックミラーアセンブリと前記第3の光源との間の第3の光路の中に配置され、前記第3の光源から放出される前記第2の入力光ビームを反射し、前記第3の反射光ビームを前記ダイクロイックミラーアセンブリに方向づけるように構成された第3の入力ミラーであって、前記第2の反射光ビームは、前記ダイクロイックミラーアセンブリへの前記第2の入射光ビームを形成する、第3の入力ミラーと
を備えている、項目40に記載の光コンバイナ。
(項目42)
前記入力ミラーアセンブリの中の前記第1の入力ミラー、前記第2の入力ミラー、および前記第3の入力ミラーは、コリメートおよび環状化ミラーである、項目41に記載の光コンバイナ。
(項目43)
前記入力ミラーアセンブリは、湾曲した反射要素を備え、前記湾曲した反射要素は、
前記第1の光源から放出される前記第1の入力光ビームを前記ダイクロイックミラーアセンブリに反射し、
前記第2の光源から放出される前記第2の入力光ビームを前記ダイクロイックミラーアセンブリに反射し、
前記第3の光源から放出される前記第3の入力光ビームを前記ダイクロイックミラーアセンブリに反射する
ように構成されている、項目40に記載の光コンバイナ。
(項目44)
前記湾曲した反射要素は、前記湾曲した反射要素上の各個々の入射場所のための別々の処方を備えている、項目43に記載の光コンバイナ。
(項目45)
前記湾曲した反射要素は、放物線状の表面輪郭を備えている、項目43に記載の光コンバイナ。
(項目46)
前記湾曲した反射要素は、楕円形の表面輪郭を備えている、項目43に記載の光コンバイナ。
(項目47)
前記湾曲した反射要素は、双曲線状の表面輪郭を備えている、項目43に記載の光コンバイナ。
(項目48)
項目37に記載の光コンバイナと、赤色レーザ光源と、緑色レーザ光源と、青色レーザ光源とを備えているRGB(赤色/緑色/青色)照明器。
図1は、いくつかの実施形態による、例示的拡張現実グラスの斜視図である。
図2は、いくつかの実施形態による、例示的拡張現実グラスの上面図である。
図3は、本発明のいくつかの実施形態による、光照明器を図示する斜視図である。
図4A、4B、および4Cは、本発明のいくつかの実施形態による、光コンバイナの動作を図示する簡略概略図である。
図5は、本発明のいくつかの実施形態による、光照明器の動作を図示するタイミング図である。
図6は、本発明のいくつかの実施形態による、別の光照明器を図示する斜視図である。
図7Aおよび7Bは、光照明器において使用され得る1軸回転ミラーおよび2軸回転ミラーの斜視図である。
図8は、本発明のいくつかの実施形態による、光コンバイナのための方法を図示するフローチャートである。
図9は、本発明のいくつかの実施形態による、さらに別の光照明器を図示する斜視図である。
本発明の実施形態は、ウェアラブルデバイスのための光コンバイナシステム、および複数の光源からの光ビームを投影するための光照明器を提供する方法を対象とする。
図1は、いくつかの実施形態による、例示的拡張現実グラス100の斜視図である。拡張現実グラス100は、仮想現実または拡張現実用途のためのウェアラブルデバイスのある例である。図1に示されるように、ウェアラブルディスプレイデバイス100は、左導波管接眼レンズ120Lおよび右導波管接眼レンズ120Rを支持するフレーム110を含むことができる。各導波管接眼レンズ120Lおよび120Rは、入力結合格子(ICG)121と、直交瞳拡大器(OPE)122と、射出瞳拡大器(EPE)123とを含むことができる。入力結合格子は、入力結合ポートとも称される。入力結合格子(ICG)121、直交瞳拡大器(OPE)122、および射出瞳拡大器(EPE)123は、好適な回折光学素子(DOE)であることができる。例えば、それらは、光導波路上に形成される格子の形態をとることができる。ある実施形態によると、各接眼レンズのために単一の導波管を提供するのではなく、各接眼レンズは、異なる色のために、異なる光出力のEPEを伴う複数の光導波路のスタックを有することができる。EPEは、ユーザの眼の位置130から視認され得る画像を投影するように構成される。
図1において、画像光または走査光ビームであり得る入射光が、各接眼レンズ120L、120RのICG(121)上に入射することができる。各ICG121は、入射光をOPE領域122に向かった方向に伝搬する被誘導モードに結合する。接眼レンズは、全内部反射(TIR)によって画像光を伝搬する。各接眼レンズ120L、120RのOPE領域122は、接眼レンズ120L、120Rの中を伝搬する画像光の一部を結合し、それをEPE領域123に向かって方向を変える回折要素も含むことができる。EPE領域123は、各接眼レンズ120L、120Rの中を伝搬する光の一部を結合し、それを接眼レンズ層120の平面から外向きの方向に、視認者の眼の位置130に向かって方向づける回折要素を含む。この方式で、画像が、視認者によって視認され得る。
入射光は、三原色における光、すなわち、青色(B)と、緑色(G)と、赤色(R)とを含み得る。
いくつかの用途において、接眼レンズは、2自由度で走査されるコリメート光を受け入れることができる。各瞬間的入射角(すなわち、小さい範囲の入射角)は、角度的に定義されるピクセルに対応する。いくつかの実施形態において、光は、視認者からある距離、例えば、0.5メートル~1メートル離れているように見え得る仮想オブジェクトをシミュレートするように構成されることができる。
図2は、いくつかの実施形態による、例示的拡張現実グラス200の上面図である。拡張現実グラス200は、仮想現実または拡張現実用途のためのウェアラブルデバイスのある例である。図2に示されるように、ウェアラブルディスプレイデバイス200は、フレーム210と、接眼レンズ220とを含むことができる。各接眼レンズは、図1の接眼レンズ120L、120Rに類似することができ、上面図では見えないICGと、OPEと、EPEとを含むことができる。ウェアラブルディスプレイデバイス200は、(例えば、無限遠において)入射光源から仮想画像を形成するための走査ミラーを含み得るスキャナ筐体230も含むことができる。いくつかの実施形態において、ICGは、光を受け取るための入力ポートとして使用される。接眼レンズによって形成される画像は、ユーザの眼の位置240から視認されることができる。拡張現実グラスは、左および右スピーカ250と、カメラ260とも有することができる。
上で説明されるように、入射光は、三原色における光、すなわち、青色(B)と、緑色(G)と、赤色(R)とを含み得る。いくつかの実施形態において、入射光内の光ビームは、光コンバイナの中で結合される。VRおよびAR用途のためのウェアラブルデバイスに関して、システム内の光コンバイナが、小型かつ軽量であることが好ましい。
図3は、本発明のいくつかの実施形態による、光照明器を図示する斜視図である。図3に示されるように、光照明器300は、光コンバイナ(結合要素とも称される)と、3つの光源とを含む。光コンバイナ390は、2つ以上の光源から光ビームを受け取り、2つ以上の反射光ビームを提供するように構成された入力ミラーアセンブリ310を含むことができる。光コンバイナ390は、ある範囲の角変位を通して回転するように構成された回転ミラー320を有する。回転ミラー320は、2つ以上の反射光ビームを受け取り、時系列コリメート結合出力光ビームを出力光軸に沿って提供するように構成される。回転ミラー320は、結合要素のある例である。
図3において、光源は、第1の光源301と、第2の光源302(図3では隠れている)と、第3の光源303とを含む3つのレーザ光源を含む。この例において、第1の光源は、赤色光ビーム331を放出し、第2の光源302は、緑色光ビーム332を放出し、第3の光源303は、青色光ビーム333を放出する。入力ミラーアセンブリ310は、2つ以上の入力ミラーを含むことができる。図3の実施形態において、入力ミラーアセンブリ310は、第1の入力ミラー311と、第2の入力ミラー312と、第3の入力ミラー313とを含む。入力ミラーアセンブリ310の中の3つの入力ミラーは、光源から光ビームを受け取り、反射光ビームを回転ミラー320に提供するように構成される。例えば、第1の入力ミラー311は、赤色レーザ光源301から赤色光ビーム331を受け取り、赤色反射光ビーム341を回転ミラー320に向かって反射する。第2のミラー312は、緑色レーザ光源302から緑色入力光ビーム332を受け取り、緑色反射光ビーム342を回転ミラー320に向かって反射する。第3の入力ミラー313は、青色レーザ光源303から青色光ビーム333を受け取り、青色反射光ビーム343を回転ミラー320に向かって反射する。
端面発光レーザダイオードによって出力される光ビームは、円形の対称的スポットの代わりに楕円形のビームスポットをもたらす異なる平行および垂直の発散角を有することができる。いくつかの実施形態において、第1の入力ミラー311、第2の入力ミラー312、および第3の入力ミラー313は、光ビームのコリメーションおよび環状化を提供することができる。コリメーションおよび環状化は、屈折レンズ(例えば、トロイダル型の)とミラー(回転対称型/軸外放物線型または自由形状型)との組み合わせによって達成されることができる。
本発明のいくつかの実施形態において、回転ミラー320は、ある範囲の角変位を通して回転するように構成される。図3において、回転ミラー320は、3つの異なる角変位、すなわち、第1の角変位における回転ミラーを示す位置321、第2の角変位における回転ミラーを示す位置322、および第3の角変位における回転ミラーを示す位置323に示されている。
光コンバイナ390は、時系列コリメート結合出力光ビーム350を出力光軸360に沿って提供するように構成される。第1の期間中、回転ミラー320は、第1の角変位321に配置され、入力ミラーアセンブリから第1の反射光ビーム341を受け取り、第1の出力光ビーム351を出力光軸360に沿って提供するように構成される。第2の期間中、回転ミラー320は、第2の角変位322に配置され、入力ミラーアセンブリから第2の反射光ビーム342を受け取り、第2の出力光ビーム352を出力光軸360に沿って提供するように構成される。図3の例において、3つの光源が、提供され、第3の期間中、回転ミラー320は、第3の角変位323に配置され、入力ミラーアセンブリ310から第3の反射光ビーム343を受け取り、第3の出力光ビーム353を出力光軸360に沿って提供するように構成される。光コンバイナ390は、時系列コリメート結合出力光ビーム350を出力光軸に沿って提供するように構成される。時系列コリメート結合出力光ビーム350は、3つの異なる光源を起点とする出力ビーム351、352、および353を含む。
光コンバイナ390は、赤色、緑色、および青色の光源から光ビームを受け取り、時系列的なコリメートされ結合された赤色、緑色、および青色(RGB)の出力光ビームを提供するように構成される。図3において、回転ミラー320の回転および光ビームの放出のタイミングを制御するためのコントローラ380が、光源301、302、および303および回転ミラー320に結合されて示される。図3に示されるように、光源301、302、および303および入力ミラー311、312、および313は、2次元平面状の構成において配置されることができる。回転ミラーは、第3の次元にオフセットされることができる。入力ミラーアセンブリおよび結合要素(この場合、回転ミラー)の空間的配列は、折り曲げられた光路を提供し、光コンバイナの寸法を低減させる。いくつかの実施形態において、光照明器300は、2mm×2mmまたは3mm×3mmのパッケージで形成されることができる。さらに、回転ミラー320は、従来のガラスコンバイナより軽量であり得るMEMSミラーであることができる。
いくつかの実施形態において、回転ミラー320は、スペックルを低減させるために出力光ビーム350のディザリング振動を提供するように構成されることができる。スペックルパターンが、不完全な反射面から離れるレーザ光等、単色光の反射において生じ得る。スペックル効果は、多くの同じ周波数の波の干渉の結果であり、多くの同じ周波数の波は、異なる相および振幅を有し、それらは、足し合わされ、その振幅(したがって、強度)がランダムに変動する結果として生じる波を与える。反射ミラーのディザリング振動を提供することは、スペックルを低減させ得る。いくつかの実施形態において、スペックルは、拡散要素との組み合わせにおいて、反射面のディザリング振動を用いて低減させられることができる。
図4A-4Cは、本発明のいくつかの実施形態による、光コンバイナの動作を図示する簡略概略図である。図4A-4Cは、時系列コリメート結合出力光ビームを提供するための動作の3つの期間の各々中の図3の光コンバイナ390の上面図を図示する。図4Aは、第1の期間中、回転ミラー320が第1の角変位321に配置されることを示す。第1の光源301は、第1の光ビーム331を入力ミラーアセンブリの第1の入力ミラー311に放出し、第1の入力ミラー311は、反射光ビーム341を回転ミラー320に向かって方向づける。回転ミラー320は、入力ミラーアセンブリの第1の入力ミラー311から第1の反射光ビーム341を受け取り、第1の出力光ビーム351を出力光軸360に沿って提供するように構成される。図4Bにおいて、第2の期間中、回転ミラー320は、第2の角変位322に配置される。第2の光源302は、第2の光ビーム332をミラーアセンブリの第2のミラー312に放出し、第2のミラー312は、反射光ビーム342を回転ミラー320に向かって方向づける。回転ミラー320は、入力ミラーアセンブリの第2のミラー312から第2の反射光ビーム342を受け取り、第2の出力光ビーム352を出力光軸360に沿って提供するように構成される。図4Bにおいて、要素302、312、332、および342が、上面図から隠されている。したがって、これらの要素は、例証の目的のために、主要図の下方に再現されている。図4Cにおいて、第3の期間中、回転ミラー320は、第3の角変位323に配置される。第3の光源303は、第3の光ビーム333をミラーアセンブリの第3のミラー313に放出し、第3のミラー313は、反射光ビーム343を回転ミラー320に向かって方向づける。回転ミラー320は、入力ミラーアセンブリの第3のミラー313から第3の反射光ビーム343を受け取り、第3の出力光ビーム353を出力光軸360に沿って提供するように構成される。光コンバイナ390は、時系列コリメート結合出力光ビーム350を出力光軸360に沿って提供するように構成される。時系列コリメート結合出力光ビーム350は、時系列的様式で3つの異なる光源を起点とする出力ビーム351、352、および353を含む。
図5は、本発明のいくつかの実施形態による、光コンバイナの動作を図示するタイミング図である。水平軸は、時間を表す。フレーム持続時間は、3つの期間、すなわち、T1、T2、およびT3とも称される3つのフィールド持続時間を有するように示される。期間の各々は、色のためのフィールド持続時間であることができる。例えば、フレーム持続時間は、全体的な積分時間に応じて、1msec~1,000msecの期間長を有することができ、フィールド持続時間は、0.25msec~500msecの期間長を有することができる。第1の垂直軸510は、光照明器の照明器出力を示す。第2の垂直軸520は、回転ミラー、例えば、MEMSミラーの角変位を示す。第3の垂直軸530は、ディザリング成分を含む回転ミラーの角変位を示す。
第1の期間中、回転ミラーは、第1の角変位にあり、照明器出力は、第1の光源を起点とする第1の出力光ビームL1である。同様に、第2の期間中、回転ミラーは、第2の角変位にあり、照明器出力は、第2の光源を起点とする第2の出力光ビームL2である。さらに、第3の期間またはフィールド持続時間中、回転ミラーは、第3の角変位にあり、照明器出力は、第3の光源を起点とする第3の出力光ビームL3である。この例において、第1の光源は、赤色レーザ光源であり、第2の光源は、緑色レーザ光源であり、第3の光源は、青色レーザ光源である。光照明器は、赤色、緑色、および青色の光ビームを含む時系列コリメート結合出力光ビームを出力光軸に沿って提供するように構成される。
図5において、第2の垂直軸520は、回転ミラーの角変位を示す。第1の期間中、回転ミラーは、第1の角変位φ1にある。同様に、第2の期間中、回転ミラーは、第2の角変位φ2にある。さらに、第3の期間中、回転ミラーは、第3の角変位φ3にある。
図5において、第3の垂直軸530は、ディザリング成分を含む回転ミラーの角変位を示す。期間の各々において、回転ミラーは、わずかなディザリング移動を作製し、スペックル効果を低減させるように構成される。例えば、ディザリング移動は、0.1度~20度の角変位にわたって移動するための回転ミラーを伴うことができる。ディザリング運動は、1μsec未満(例えば、0.2μsec)~100msecの期間長を有することができる。
図6は、本発明のいくつかの実施形態による、別の光照明器を図示する斜視図である。図6に示されるように、光照明器600は、光コンバイナ690と、2つ以上の光源とを含む。光コンバイナ690は、2つ以上の光源から光ビームを受け取り、2つ以上の反射光ビームを提供するように構成された入力ミラーアセンブリ610を含む。光コンバイナ690は、2つ以上の反射光ビームを受け取り、時系列コリメート結合出力光ビームを共通出力光軸に沿って提供するように構成された回転ミラー620を有する。
図6の光照明器600は、図3の光照明器300に類似する。1つの差異は、入力ミラーアセンブリ610が、図3の入力ミラーアセンブリ310におけるような3つの入力ミラーの代わりに、湾曲した反射要素を含むことである。湾曲した反射要素610のある例として、放物線状のミラー610が、以下の説明において使用される。図6において、光源は、第1の光源601と、第2の光源602と、第3の光源603とを含む3つのレーザ光源を含む。この例において、第1の光源は、赤色光ビーム631を放出し、第2の光源602は、緑色光ビーム632を放出し、第3の光源603は、青色光ビーム633を放出する。図6の実施形態において、入力ミラーアセンブリ610は、光源から光ビームを受け取り、反射光ビームを回転ミラー620に提供するように構成された放物線状のミラーを含む。例えば、放物線状のミラー610の第1の領域611は、赤色レーザ光源601から赤色光ビーム631を受け取り、赤色反射光ビーム641を回転ミラー620に向かって反射する。放物線状のミラー610の第2の領域612は、緑色レーザ光源602から緑色光ビーム632を受け取り、緑色反射光ビーム642を回転ミラー620に向かって反射する。放物線状のミラー610の第3の領域613は、青色レーザ光源603から青色光ビーム633を受け取り、青色反射光ビーム643を回転ミラー620に向かって反射する。
図3の回転ミラー320と同様に、図6の回転ミラー620は、ある範囲の角変位を通して回転するように構成される。図6において、回転ミラー620は、3つの異なる角変位、すなわち、第1の角変位における回転ミラーを示す位置621、第2の角変位における回転ミラーを示す位置622、および第3の角変位における回転ミラーを示す位置623に示されている。
光コンバイナ690は、時系列コリメート結合出力光ビーム650を出力光軸660に沿って提供するように構成される。第1の期間中、回転ミラー620は、第1の角変位621に配置され、入力ミラーアセンブリから第1の反射光ビーム641を受け取り、第1の出力光ビーム651を出力光軸660に沿って提供するように構成される。第2の期間中、回転ミラー620は、第2の角変位622に配置され、入力ミラーアセンブリから第2の反射光ビーム642を受け取り、第2の出力光ビーム652を出力光軸660に沿って提供するように構成される。図6の例において、3つの光源が、提供され、第3の期間中、回転ミラー620は、第3の角変位623に配置され、入力ミラーアセンブリ610から第3の反射光ビーム643を受け取り、第3の出力光ビーム653を出力光軸660に沿って提供するように構成される。光コンバイナ690は、時系列コリメート結合出力光ビーム650を出力光軸に沿って提供するように構成される。時系列コリメート結合出力光ビーム650は、3つの異なる光源を起点とする出力ビーム651、652、および653を含む。
いくつかの実施形態において、入力ミラーアセンブリ610は、回転ミラーが第1の角変位にあるときの第1の期間中、第1の光源から放出される第1の光ビームを回転ミラーに反射するように構成され、回転ミラーが第2の角変位にあるときの第2の期間中、第2の光源から放出される第2の光ビームを回転ミラーに反射するように構成された湾曲した反射要素を含むことができる。さらに、湾曲した反射要素は、回転ミラーが第3の角変位にあるときの第3の期間中、第3の光源から放出される第3の光ビームを回転ミラーに反射するようにも構成されることができる。いくつかの実施形態において、湾曲した反射要素は、湾曲した反射要素上の各個々の入射場所のための別々の処方を含むことができる。いくつかの実施形態において、湾曲した反射要素は、楕円形または双曲線状の表面輪郭を含むことができる。
図6は、入力ミラーアセンブリ610が単一の湾曲した反射要素のある例である、ある実施形態を図示する。湾曲した反射要素610は、光源の全てのチャネルからの光ビームのための1つのみの反射面を有するが、概して各チャネルを共通の角度で反射するための線形表面または表面とは対照的に、湾曲した表面をさらに有する。そのような構成は、線形の反射器と比較して、チャネル毎のより小さいビーム直径を可能にし、それによって、より広いビーム径(順に、追加の光学構成要素を要求する収差を生成し得る)を支持するために必要な代替の光学レンズとは対照的に、単一のシリンダレンズが光を送達することをさらに可能にする。
いくつかの実施形態において、光ビームは、異なる場所における湾曲した反射要素上に入射し得る。いくつかの実施形態において、湾曲した反射要素は、全てのチャネルのための単一の処方を有することができる。いくつかの実施形態において、湾曲した反射要素は、湾曲した反射要素上に各個々のチャネルの入射場所のための別々の処方を有することができる。いくつかの実施形態において、湾曲した反射要素は、楕円形ミラー等、楕円形の表面輪郭を有することができる。いくつかの実施形態において、湾曲した反射要素は、放物線状のミラー等、放物線状の表面輪郭を有することができる。いくつかの実施形態において、湾曲した反射要素は、双曲線状のミラー等、双曲線状の表面輪郭を有することができる。
いくつかの実施形態において、湾曲した反射要素は、以下の方程式に対応する処方に従うことができる。
式中、cは、底面半径の曲率であり、kは、コーニック定数(放物線のために-1である)であり、係数αは、多項式非球面係数である。レーザの出力ファセットが、zおよびyにおいてオフセットされ、レーザを最良の焦点に位置付け得る。曲線が、z-y平面内に画定され、x寸法においてほぼ一定である。x寸法は、1つ以上のレーザの出力に及ぶ。いくつかの実施形態において、xは、弧を通して掃引されることができる。多くの実施形態は、ゼロの非球面係数値αを有するが、いくつかの実施形態において、少なくとも1つの非球面係数が、非ゼロである。
いくつかの実施形態において、均一な表面仕上げが湾曲した反射要素に適用されることができる。いくつかの実施形態において、湾曲した反射要素上に入射するチャネル毎の別々の表面仕上げが、適用される。本発明は、いくつかの好ましい実施形態を参照して説明されているが、種々の変更および修正が、本発明の範囲および精神から変動することなく、当業者によってその中に成され得る。
図6において、コントローラ680が、図3の制御380と同様に、タイミング制御のために、光源601、602、および603および回転ミラー620に結合される。図5に関連して上で説明される制御機構も、図6の光照明器600に適用される。さらに、いくつかの実施形態において、回転ミラー620は、結合出力光ビーム350をディザリングし、スペックルを低減させるように構成されることができる。いくつかの実施形態において、湾曲した反射要素610は、コリメーションおよび環状化を提供することもできる。例えば、ビームの両方の方向/または一方の方向がコリメートされ、ビームが円形に作製され得る湾曲した反射要素が、提供され得る。
図7Aは、1軸回転ミラー710の斜視図であり、図7Bは、図3に示される光照明器300において回転ミラー320として、または図6に示される図3に示される光照明器300において回転ミラー320として使用され得る2軸回転ミラー720の斜視図である。いくつかの実施形態において、1軸走査ミラー710は、ロール軸に関して1次元で回転するように構成されたMEMS1次元回転ミラーであることができる。2軸走査ミラー720は、ピッチ軸およびロール軸に関して2次元で回転するように構成されたMEMS2次元の走査ミラーであることができる。図3および6において、回転ミラーは、回転させられ、異なる光源を起点とする入射光ビームを受け取り、結合およびコリメートされた時系列の出力光ビームを提供する。回転ミラーは、スペックル低減のためのディザリング振動を提供するためにも使用される。実施形態に応じて、回転ミラーは、静電、磁気、または圧電手段を使用して作動されることができる。
図8は、本発明のいくつかの実施形態に従って複数の光源からの光ビームを結合する方法を図示するフローチャートである。いくつかの実施形態において、複数の光源からの光ビームを結合する方法は、第1の期間中、回転ミラーを第1の角変位に配置することと、第1の入射光ビームを受け取り、第1の出力光ビームを出力光軸に沿って提供することとを含む。第2の期間中、方法は、回転ミラーを第2の角変位に配置することと、第2の入射光ビームを受け取り、第2の出力光ビームを出力光軸に沿って提供することとを含む。方法は、上記の動作を繰り返し、時系列コリメート結合出力光ビームを出力光軸に沿って提供することをさらに含む。図8の方法800は、以下のように要約されることができる。
810において、方法は、ある範囲の角変位を通して回転するように構成された回転ミラーを提供する。回転ミラーの例は、図3-9に関連して上で説明される。回転ミラーは、反射面を伴う1軸MEMS(微小電気機械システム)ミラーまたは2軸MEMSミラーであることができる。実施形態に応じて、ミラーは、コリメーションを提供することもできる。
820において、方法は、2つ以上の光源から光ビームを受け取り、回転ミラーへの入射光ビームを形成する2つ以上の反射光ビームを提供するように構成された入力ミラーアセンブリを提供する。回転ミラーの例が、図3および6に関連して上で説明される。いくつかの実施形態において、入力ミラーアセンブリは、2つ以上の別個の入力ミラーを含むことができる。第1の入力ミラーは、回転ミラーが第1の角変位にあるときの第1の期間中、回転ミラーと第1の光源との間の第1の光路の中に配置され、第1の光源から放出される第1の光ビームを反射し、第1の反射光ビームを回転ミラーに方向づけるように構成されることができる。第2の入力ミラーは、回転ミラーが第2の角変位にあるときの第2の期間中、回転ミラーと第1の光源との間の第2の光路の中に配置され、第2の光源から放出される第2の光ビームを反射し、第2の反射光ビームを回転ミラーに方向づけるように構成されることができる。実施形態に応じて、3つ以上の入力ミラーが、ミラーアセンブリの中に存在し得る。ミラーは、コリメートおよび環状化出力光ビームを提供することもできる。
代替実施形態において、ミラーアセンブリは、回転ミラーが第1の角変位にあるときの第1の期間中、第1の光源から放出される第1の入力光ビームを回転ミラーに反射し、回転ミラーが第2の角変位にあるときの第2の期間中、第2の光源から放出される第2の入力光ビームを回転ミラーに反射するように構成された湾曲した反射要素を含むことができる。湾曲した反射要素のある例が、図6に関連して上で説明される。
ステップ830および840は、光コンバイナの動作を要約する。830において、第1の期間中、方法は、回転ミラーを第1の角変位に配置することと、第1の入射光ビームを受け取り、第1の出力光ビームを出力光軸に沿って提供することとを含む。840において、第2の期間中、方法は、回転ミラーを第2の角変位に配置することと、第2の入射光ビームを受け取り、第2の出力光ビームを出力光軸に沿って提供することとを含む。方法はまた、回転ミラーを使用して出力光ビームをディザリングすることも含む。動作に関するさらなる詳細が、図3-8に関連して上で説明される。
850において、随意に、第3の期間中、方法は、回転ミラーを第3の角変位に配置することと、第3の入射光ビームを受け取り、第3の出力光ビームを出力光軸に沿って提供することとを含む。実施形態に応じて、追加の入射光ビームが、異なる角変位において、回転ミラーとともに使用されることができる。
860において、上記プロセスが、繰り返され、時系列コリメート結合出力光ビームを出力光軸に沿って提供することができる。さらなる詳細が、図3-8に関連して上で説明される。
図9は、本発明のいくつかの実施形態による、別の光照明器を図示する斜視図である。図9に示されるように、光照明器900は、光コンバイナ990と、2つ以上の光源、例えば、901、902、および903とを含む。光コンバイナ990は、2つ以上の光源から光ビームを受け取り、2つ以上の反射光ビームを提供するように構成された入力ミラーアセンブリ910を含む。光コンバイナ990は、2つ以上の反射光ビームを受け取り、時系列コリメート結合出力光ビームを出力光軸に沿って提供するように構成されたダイクロイックミラーアセンブリ920を有する。ダイクロイックミラーアセンブリ920は、結合要素の別の例である。
図9の光照明器990は、図3の光照明器300に類似する。1つの差異は、図3の回転ミラー320が、ここで、ダイクロイックミラーアセンブリ920によって置換されていることである。図9に示されるように、ダイクロイックミラーアセンブリ920は、3つの異なる角変位に配置され、反射光ビームを受け取り、コリメートされた結合出力光ビーム950を出力光軸に沿って提供する3つのダイクロイックミラー921、922、および923を含む。
図9において、光源は、3つのレーザ光源、例えば、第1の光源901と、第2の光源902(図9では隠れている)と、第3の光源903とを含む。この例において、第1の光源は、赤色光ビーム931を放出し、第2の光源902は、緑色光ビーム932を放出し、第3の光源903は、青色光ビーム933を放出する。入力ミラーアセンブリ910は、2つ以上の入力ミラーを含むことができる。図9の実施形態において、入力ミラーアセンブリ910は、第1の入力ミラー911と、第2の入力ミラー912と、第3の入力ミラー913とを含む。入力ミラーアセンブリ910の中の3つの入力ミラーの各々は、光源から光ビームを受け取り、反射光ビームを回転ミラー920に提供するように構成される。例えば、第1の入力ミラー911は、赤色レーザ光源901から赤色光ビーム931を受け取り、赤色反射光ビーム941をダイクロイックミラーアセンブリ920に向かって反射する。第2の入力ミラー912は、緑色レーザ光源902から緑色光ビーム932を受け取り、緑色反射光ビーム942をダイクロイックミラーアセンブリ920に向かって反射する。第3の入力ミラー913は、青色レーザ光源903から青色光ビーム933を受け取り、青色反射光ビーム943をダイクロイックミラーアセンブリ920に向かって反射する。
図9の例において、ダイクロイックミラーアセンブリ920は、3つのダイクロイックミラーアセンブリ920を含むように示されている。ダイクロイックミラーは、2つの異なる波長において大きく異なる反射または透過特性を伴うミラーである。この例において、ダイクロイックミラーアセンブリ920の中の第1のダイクロイックミラー921は、ミラーアセンブリ920の中の第1の入力ミラー911からの光ビームを反射するように構成される。図9の例において、第1のダイクロイックミラー921は、赤色光ビームを反射するように構成される。第1のダイクロイックミラー921は、緑色および青色の光ビームを透過させるようにも構成される。ダイクロイックミラーアセンブリ920の中の第2のダイクロイックミラー922は、入力ミラーアセンブリ910の中の第2の入力ミラー912からの光ビームを反射し、第1の入力ミラー911からの光ビームを透過させるように構成される。図9の例において、第2のダイクロイックミラー922は、緑色光ビームを反射し、赤色および青色の光ビームを透過させるように構成される。ダイクロイックミラーアセンブリ920の中の第3のダイクロイックミラー923は、入力ミラーアセンブリ910の中の第3の入力ミラー913からの光ビームを反射し、入力ミラーアセンブリ910の中の第1の入力ミラー911および第2の入力ミラー912からの光ビームを透過させるように構成される。図9の例において、第3のダイクロイックミラー923は、青色光ビームを反射し、赤色光ビームおよび緑色光ビームを透過させるように構成される。
さらに、ダイクロイックミラーアセンブリ920の中のミラーは、異なる光源からの光ビームを反射し、出力光ビームを共通光軸960に沿って生成し、光コンバイナ990がコリメートされた結合出力光ビーム950を共通出力光軸960に沿って提供することを可能にするように向けられる。ダイクロイックミラーアセンブリ920の第1のダイクロイックミラー921は、入力ミラーアセンブリから第1の反射光ビーム941を受け取り、第1の出力光ビーム951を出力光軸960に沿って提供するように構成される。ダイクロイックミラーアセンブリ920の第2のダイクロイックミラー922は、入力ミラーアセンブリから第2の反射光ビーム942を受け取り、第2の出力光ビーム952を出力光軸960に沿って提供するように構成される。ダイクロイックミラーアセンブリ920の第3のダイクロイックミラー923は、入力ミラーアセンブリ910から第3の反射光ビーム943を受け取り、第3の出力光ビーム953を出力光軸960に沿って提供するように構成される。光コンバイナ990は、コリメートされた結合出力光ビーム950を出力光軸960に沿って提供するように構成される。さらに、第1の出力光ビームの一部は、第1のダイクロイックミラーに到達する前、第2のダイクロイックミラーおよび第3のダイクロイックミラーを通過し、第2の出力光ビームの一部は、第2のダイクロイックミラーに到達する前、第2のダイクロイックミラーを通過する。図9に図示されるように、コリメートされた結合出力光ビーム950は、3つの異なる光源901、902、および903を起点とする出力ビーム951、952、および953を含む。
光コンバイナ990のいくつかの実施形態において、第1の反射光ビームの一部は、ダイクロイックミラーアセンブリ920の中の第1のダイクロイックミラーに到達する前、ダイクロイックミラーアセンブリ920の中の第3のダイクロイックミラー、およびダイクロイックミラーアセンブリ920の中の第2のダイクロイックミラーの一部を通過する。さらに、第2の反射光ビームの一部は、ダイクロイックミラーアセンブリ920の中の第2のダイクロイックミラーに到達する前、ダイクロイックミラーアセンブリ920の中の第3のダイクロイックミラーを通過する。光照明器900は、タイミング制御のために、光源901、902、および903に結合されたコントローラ980を含むことができる。
ウェアラブルデバイスにおいて、上で説明される制御機構は、フレームに固定して取り付けられたユーザによって装着されるヘルメットまたは帽子に固定して取り付けられたヘッドホン内に埋め込まれる構成、または別様にユーザに取り付けられる等、種々の構成において取り付けられ得るデータ処理モジュールに、有線リード線または無線接続性等によって動作可能に結合され得る。データ処理モジュールは、データおよび/または画像情報を分析および処理するように構成された1つ以上のプロセッサを含み得る。
本発明の好ましい実施形態が、図示され、説明されているが、本発明が、これらの実施形態のみに限定されないことが、明確であろう。多数の変更、修正、変形例、代用、および均等物が、請求項において説明されるような本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者に明白であろう。

Claims (16)

  1. 光コンバイナであって、
    前記光コンバイナは、ある範囲の角変位を通してロール軸の周りで回転するように構成されている回転ミラーを備え、
    第1の期間中、前記回転ミラーは、第1の角変位に配置されており、前記回転ミラーは、第1の入射光ビームを受け取り、第1の出力光ビームを前記ロール軸に垂直な出力光軸に沿って提供するように構成されており、
    第2の期間中、前記回転ミラーは、第2の角変位に配置されており、前記回転ミラーは、第2の入射光ビームを受け取り、第2の出力光ビームを前記出力光軸に沿って提供するように構成されており、
    これにより、前記光コンバイナは、前記ロール軸に垂直な前記出力光軸に沿って伝搬する時系列的コリメート結合光ビームを提供するように構成されている、光コンバイナ。
  2. 前記回転ミラーは、前記第1の出力光ビームおよび前記第2の出力光ビームをディザリングするように構成されている、請求項1に記載の光コンバイナ。
  3. 前記光コンバイナは、入力ミラーアセンブリをさらに備え、
    前記入力ミラーアセンブリは、
    第1の光源および第2の光源から、それぞれ、第1の入力光ビームおよび第2の入力光ビームを受け取ることと、
    前記第1の入力光ビームを反射することにより、第1の反射光ビームを形成し、前記第1の入射光ビームを前記回転ミラーに提供することと、
    前記第2の入力光ビームを反射することにより、第2の反射光ビームを形成し、前記第2の入射光ビームを前記回転ミラーに提供することと
    を行うように構成されている、請求項1に記載の光コンバイナ。
  4. 前記入力ミラーアセンブリは、
    前記回転ミラーと前記第1の光源との間の第1の光路の中に配置されている第1の入力ミラーであって、前記第1の入力ミラーは、前記回転ミラーが前記第1の角変位にあるときの前記第1の期間中、前記第1の光源から放出される前記第1の入力光ビームを反射し、前記第1の反射光ビームを前記回転ミラーに方向づけるように構成されており、前記第1の反射光ビームは、前記回転ミラーへの前記第1の入射光ビームを形成する、第1の入力ミラーと、
    前記回転ミラーと前記第2の光源との間の第2の光路の中に配置されている第2の入力ミラーであって、前記第2の入力ミラーは、前記回転ミラーが前記第2の角変位にあるときの前記第2の期間中、前記第2の光源から放出される前記第2の入力光ビームを反射し、前記第2の反射光ビームを前記回転ミラーに方向づけるように構成されており、前記第2の反射光ビームは、前記回転ミラーへの前記第2の入射光ビームを形成する、第2の入力ミラーと
    を備えている、請求項3に記載の光コンバイナ。
  5. 前記第1の入力ミラーおよび前記第2の入力ミラーは、コリメートおよび環状化ミラーである、請求項4に記載の光コンバイナ。
  6. 前記入力ミラーアセンブリは、湾曲した反射要素を備え、
    前記湾曲した反射要素は、
    前記回転ミラーが前記第1の角変位にあるときの前記第1の期間中、前記第1の光源から放出される前記第1の入力光ビームを前記回転ミラーに反射することと、
    前記回転ミラーが前記第2の角変位にあるときの前記第2の期間中、前記第2の光源から放出される前記第2の入力光ビームを前記回転ミラーに反射することと
    を行うように構成されている、請求項3に記載の光コンバイナ。
  7. 前記湾曲した反射要素は、前記湾曲した反射要素上の各個々の入射場所のための別々の処方を備えている、請求項6に記載の光コンバイナ。
  8. 請求項1に記載の光コンバイナと、赤色レーザ光源と、緑色レーザ光源と、青色レーザ光源とを備えているRGB(赤色/緑色/青色)照明器。
  9. 複数の光源からの複数の光ビームを結合する方法であって、前記方法は、
    第1の期間中、回転ミラーを第1の角変位に配置することと、第1の入射光ビームを受け取り、第1の出力光ビームを前記回転ミラーのロール軸に垂直な出力光軸に沿って提供することと、
    第2の期間中、前記回転ミラーを第2の角変位に配置することと、第2の入射光ビームを受け取り、第2の出力光ビームを前記出力光軸に沿って提供することと、
    上記のプロセスを繰り返すことにより、時系列コリメート結合出力光ビームを前記出力光軸に沿って提供することと
    を含み、
    前記回転ミラーは、前記第1の角変位および前記第2の角変位を通して前記ロール軸の周りで回転するように構成されている、方法。
  10. 前記方法は、第3の期間中、前記回転ミラーを第3の角変位に配置することと、第3の入射光ビームを受け取り、第3の出力光ビームを前記出力光軸に沿って提供することとをさらに含む、請求項9に記載の方法。
  11. 前記方法は、前記回転ミラーを使用して前記時系列コリメート結合出力光ビームをディザリングすることをさらに含む、請求項9に記載の方法。
  12. 前記方法は、
    入力ミラーアセンブリを使用して、第1の光源および第2の光源から、それぞれ、第1の入力光ビームおよび第2の入力光ビームを受け取ることと、
    前記入力ミラーアセンブリを使用して、前記第1の入力光ビームを反射することにより、第1の反射光ビームを形成し、前記第1の入射光ビームを前記回転ミラーに提供することと、
    前記入力ミラーアセンブリを使用して、前記第2の入力光ビームを反射することにより、第2の反射光ビームを形成し、前記第2の入射光ビームを前記回転ミラーに提供することと
    をさらに含む、請求項9に記載の方法。
  13. 前記入力ミラーアセンブリは、
    前記回転ミラーと前記第1の光源との間の第1の光路の中に配置されている第1の入力ミラーであって、前記第1の入力ミラーは、前記回転ミラーが前記第1の角変位にあるときの前記第1の期間中、前記第1の光源から放出される前記第1の入力光ビームを反射することにより、前記第1の反射光ビームを前記回転ミラーに方向づけるように構成されており、前記第1の反射光ビームは、前記回転ミラーへの前記第1の入射光ビームを形成する、第1の入力ミラーと、
    前記回転ミラーと前記第2の光源との間の第2の光路の中に配置されている第2の入力ミラーであって、前記第2の入力ミラーは、前記回転ミラーが前記第2の角変位にあるときの前記第2の期間中、前記第2の光源から放出される前記第2の入力光ビームを反射することにより、前記第2の反射光ビームを前記回転ミラーに方向づけるように構成されており、前記第2の反射光ビームは、前記回転ミラーへの前記第2の入射光ビームを形成する、第2の入力ミラーと
    を備えている、請求項12に記載の方法。
  14. 前記入力ミラーアセンブリは、湾曲した反射要素を備え、
    前記湾曲した反射要素は、
    前記回転ミラーが前記第1の角変位にあるときの前記第1の期間中、前記第1の光源から放出される前記第1の入力光ビームを前記回転ミラーに反射することと、
    前記回転ミラーが前記第2の角変位にあるときの前記第2の期間中、前記第2の光源から放出される前記第2の入力光ビームを前記回転ミラーに反射することと
    を行うように構成されている、請求項12に記載の方法。
  15. 前記光コンバイナは、
    前記回転ミラーと第1の光源との間の第1の光路の中に配置されている第1の入力ミラーであって、前記第1の入力ミラーは、前記回転ミラーが前記第1の角変位にあるときの前記第1の期間中、前記第1の光源から放出される第1の入力光ビームを反射することにより、前記第1の反射光ビームを前記回転ミラーに方向づけるように構成されており、前記第1の反射光ビームは、前記回転ミラーへの前記第1の入射光ビームを形成する、第1の入力ミラーと、
    前記回転ミラーと第2の光源との間の第2の光路の中に配置されている第2の入力ミラーであって、前記第2の入力ミラーは、前記回転ミラーが前記第2の角変位にあるときの前記第2の期間中、前記第2の光源から放出される第2の入力光ビームを反射することにより、前記第2の反射光ビームを前記回転ミラーに方向づけるように構成されており、前記第2の反射光ビームは、前記回転ミラーへの前記第2の入射光ビームを形成する、第2の入力ミラーと
    をさらに備え、
    前記第1の入力ミラーおよび前記第2の入力ミラーは、コリメートおよび環状化ミラーである、請求項1に記載の光コンバイナ。
  16. 前記方法は、
    第1の入力ミラーを使用して、第1の光源から放出される第1の入力光ビームを受け取ることと、
    前記回転ミラーが前記第1の角変位にあるときの前記第1の期間中、前記第1の入力ミラーを使用して、前記第1の入力光ビームを反射することにより、第1の反射光ビームを形成し、前記第1の入射光ビームを前記回転ミラーに提供することと、
    第2の入力ミラーを使用して、第2の光源から放出される第2の入力光ビームを受け取ることと、
    前記回転ミラーが前記第2の角変位にあるときの前記第2の期間中、前記第2の入力ミラーを使用して、前記第2の入力光ビームを反射することにより、第2の反射光ビームを形成し、前記第2の入射光ビームを前記回転ミラーに提供することと
    をさらに含み、
    前記第1の入力ミラーおよび前記第2の入力ミラーは、コリメートおよび環状化ミラーである、請求項9に記載の方法。
JP2020571481A 2018-06-22 2019-06-21 Rgb照明器のための方法およびシステム Active JP7412361B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023219152A JP2024036334A (ja) 2018-06-22 2023-12-26 Rgb照明器のための方法およびシステム

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862689001P 2018-06-22 2018-06-22
US62/689,001 2018-06-22
PCT/US2019/038608 WO2019246598A1 (en) 2018-06-22 2019-06-21 Method and system for rgb illuminator

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023219152A Division JP2024036334A (ja) 2018-06-22 2023-12-26 Rgb照明器のための方法およびシステム

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2021528692A JP2021528692A (ja) 2021-10-21
JPWO2019246598A5 JPWO2019246598A5 (ja) 2022-06-29
JP7412361B2 true JP7412361B2 (ja) 2024-01-12

Family

ID=68984000

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020571481A Active JP7412361B2 (ja) 2018-06-22 2019-06-21 Rgb照明器のための方法およびシステム
JP2023219152A Pending JP2024036334A (ja) 2018-06-22 2023-12-26 Rgb照明器のための方法およびシステム

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023219152A Pending JP2024036334A (ja) 2018-06-22 2023-12-26 Rgb照明器のための方法およびシステム

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11474364B2 (ja)
EP (1) EP3811145A4 (ja)
JP (2) JP7412361B2 (ja)
CN (2) CN116774453A (ja)
WO (1) WO2019246598A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116774453A (zh) 2018-06-22 2023-09-19 奇跃公司 用于rgb照明器的方法和系统
US11480789B2 (en) * 2020-08-27 2022-10-25 GM Global Technology Operations LLC Speckle-reduced direct-retina holographic projector including multiple spatial light modulators
US11582433B2 (en) * 2021-04-15 2023-02-14 GM Global Technology Operations LLC Head up display speckle contrast determination systems and methods

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003322812A (ja) 2002-05-02 2003-11-14 Eastman Kodak Co カラーレーザー光源を使用して走査されるディスプレイシステム
JP2003344948A (ja) 2002-05-24 2003-12-03 Olympus Optical Co Ltd 照明装置及び画像投影装置
JP2004354493A (ja) 2003-05-27 2004-12-16 Nec Viewtechnology Ltd 投射型表示装置の光源装置
US20090251783A1 (en) 2008-04-04 2009-10-08 Texas Instruments Incorporated Light combiner
JP2010040443A (ja) 2008-08-07 2010-02-18 Ricoh Co Ltd 照明装置及び投影型画像表示装置
US20120154766A1 (en) 2009-06-11 2012-06-21 Lg Innotek Co., Ltd. Projection system
JP2013143329A (ja) 2012-01-12 2013-07-22 Olympus Corp 照明装置
JP2014060452A (ja) 2013-12-18 2014-04-03 Seiko Epson Corp 固体光源装置、プロジェクタ、モニタ装置
CN104730830A (zh) 2013-03-19 2015-06-24 海信集团有限公司 光源装置、光源产生方法及包含光源装置的激光投影机
JP2017146602A (ja) 2016-02-15 2017-08-24 リモ パテントフェルヴァルトゥング ゲーエムベーハー ウント コー.カーゲーLIMO Patentverwaltung GmbH & Co.KG レーザビームを成形するための装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4283116A (en) * 1977-04-22 1981-08-11 Jersey Nuclear-Avco Isotopes, Inc. Beam combiner
US4186899A (en) * 1977-12-12 1980-02-05 Ford Motor Company Controlled beam projector
JPS62127821A (ja) * 1985-11-29 1987-06-10 Yasuki Kiyohara 微少発光素子用光学装置
US7167315B2 (en) * 2004-04-20 2007-01-23 Microvision, Inc. Apparatus and method for combining multiple electromagnetic beams into a composite beam
US7769255B2 (en) * 2006-11-07 2010-08-03 Olympus Corporation High port count instantiated wavelength selective switch
US7697188B2 (en) * 2007-12-19 2010-04-13 Silicon Quest Kabushiki-Kaisha Projection display system for modulating light beams from plural laser light sources
WO2013023008A1 (en) * 2011-08-08 2013-02-14 Quarkstar Llc Illumination devices including multiple light emitting elements
JP5849727B2 (ja) * 2012-01-26 2016-02-03 株式会社Jvcケンウッド 投射型表示装置
US9910270B2 (en) * 2015-10-12 2018-03-06 Intel Corporation Electro-mechanical designs for MEMS scanning mirrors
CN116774453A (zh) 2018-06-22 2023-09-19 奇跃公司 用于rgb照明器的方法和系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003322812A (ja) 2002-05-02 2003-11-14 Eastman Kodak Co カラーレーザー光源を使用して走査されるディスプレイシステム
JP2003344948A (ja) 2002-05-24 2003-12-03 Olympus Optical Co Ltd 照明装置及び画像投影装置
JP2004354493A (ja) 2003-05-27 2004-12-16 Nec Viewtechnology Ltd 投射型表示装置の光源装置
US20090251783A1 (en) 2008-04-04 2009-10-08 Texas Instruments Incorporated Light combiner
JP2010040443A (ja) 2008-08-07 2010-02-18 Ricoh Co Ltd 照明装置及び投影型画像表示装置
US20120154766A1 (en) 2009-06-11 2012-06-21 Lg Innotek Co., Ltd. Projection system
JP2013143329A (ja) 2012-01-12 2013-07-22 Olympus Corp 照明装置
CN104730830A (zh) 2013-03-19 2015-06-24 海信集团有限公司 光源装置、光源产生方法及包含光源装置的激光投影机
JP2014060452A (ja) 2013-12-18 2014-04-03 Seiko Epson Corp 固体光源装置、プロジェクタ、モニタ装置
JP2017146602A (ja) 2016-02-15 2017-08-24 リモ パテントフェルヴァルトゥング ゲーエムベーハー ウント コー.カーゲーLIMO Patentverwaltung GmbH & Co.KG レーザビームを成形するための装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3811145A1 (en) 2021-04-28
CN116774453A (zh) 2023-09-19
WO2019246598A1 (en) 2019-12-26
JP2024036334A (ja) 2024-03-15
JP2021528692A (ja) 2021-10-21
US11474364B2 (en) 2022-10-18
US20210181519A1 (en) 2021-06-17
EP3811145A4 (en) 2022-04-13
CN112513718A (zh) 2021-03-16
US11693251B2 (en) 2023-07-04
CN112513718B (zh) 2023-07-14
US20230004014A1 (en) 2023-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10930187B1 (en) Waveguide display with two-dimensional scanner
US11714284B2 (en) Display device including foveal and peripheral projectors
US7905603B2 (en) Substrate-guided display having polarization selective input structure
JP7454716B2 (ja) 二重混合光照射フィールドデバイス
US7413311B2 (en) Speckle reduction in laser illuminated projection displays having a one-dimensional spatial light modulator
US11693251B2 (en) Method and system for RGB illuminator
EP3032316A2 (en) Image display apparatus
US11762213B2 (en) Speckle-reduction in virtual and augmented reality systems and methods
WO2019165920A1 (zh) 近眼显示系统
CN111279250B (zh) 导光板、导光板制造方法和影像显示装置
TW202036096A (zh) 用於掃描系統的失真控制投影器
JP2022500705A (ja) 走査式ミラーと統合されたプロジェクタ
WO2020047150A1 (en) Dynamic incoupling gratings in imaging systems
JP7210406B2 (ja) 導光板、導光板の製造装置、導光板の製造方法、及び、それを用いた映像表示装置
JP5471044B2 (ja) 画像表示装置
JP2006047804A (ja) 光走査装置及び画像表示装置
TW202219571A (zh) 波導總成
CN117716271A (zh) 具有用于多个激光器的可变光束扩展的显示系统

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220621

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230316

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230320

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230619

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230821

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231120

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231128

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231226

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7412361

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150