JP7466524B2 - 結像システムにおける動的内部結合格子 - Google Patents
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Description
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組み込まれる、「DYNAMIC INCOUPLING GRATINGS IN IMAGING SYSTEMS」と題され、2018年8月28日に出願された、米国仮特許出願第62/723,688号の優先権の利益を主張する。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
画像明視野を視認者の眼に投影するための接眼レンズであって、前記接眼レンズは、
内部反射を介して光を伝搬するように構成される導波管と、
前記導波管の第1の側方領域上に形成される動的入力結合格子(ICG)と、
前記動的ICGに透過される光ビームを発生させるように構成される光源と、
前記光源および前記動的ICGに結合されるコントローラであって、前記コントローラは、
タイムスロットのシーケンスにおいて前記光ビームの強度を変調させることであって、前記タイムスロットのシーケンスの各タイムスロットは、前記画像明視野の個別の視野角に対応し、前記タイムスロットのシーケンスの各タイムスロットにおける前記光ビームの強度は、前記個別の視野角における前記画像明視野の強度に対応する、ことと、
前記タイムスロットのシーケンスのタイムスロット毎に、前記動的ICGを制御し、前記光ビームの個別の部分を前記導波管の中に前記個別の視野角に対応する個別の角度で回折させることと
を行うように構成される、コントローラと、
射出瞳拡大器であって、前記射出瞳拡大器は、前記導波管の第2の側方領域に結合され、前記光ビームの各個別の部分を前記導波管から外に前記視認者の眼に向かって前記個別の視野角で指向し、それによって、前記画像明視野を前記視認者の眼に投影するように構成される、射出瞳拡大器と
を備える、接眼レンズ。
(項目2)
前記動的ICGは、発振電気信号源に結合される表面音響波(SAW)変調器を備え、前記発振電気信号源は、前記コントローラの制御下で、前記SAW変調器が、前記光ビームの個別の部分を前記導波管の中に各個別のタイムスロットにおける前記個別の角度で回折させるように、前記SAW変調器に発振電気信号を供給し、前記SAW変調器の表面上に伝搬する個別の音響波を発生させるように動作可能である、項目1に記載の接眼レンズ。
(項目3)
前記SAW変調器は、基板と、前記基板に取り付けられるトランスデューサとを備え、
前記トランスデューサは、前記発振電気信号源に結合され、前記トランスデューサを駆動し、前記個別の音響波を発生させる、
項目2に記載の接眼レンズ。
(項目4)
前記トランスデューサは、圧電トランスデューサを含む、項目3に記載の接眼レンズ。
(項目5)
前記SAW変調器は、基板と、前記基板に取り付けられる第1のトランスデューサと、前記基板に取り付けられる第2のトランスデューサを含み、
前記第1のトランスデューサは、第1の軸において振動するように構成され、
前記第2のトランスデューサは、前記第1の軸に直交する第2の軸において振動するように構成され、
前記第1のトランスデューサおよび前記第2のトランスデューサは、前記発振電気信号源に結合され、前記第1のトランスデューサおよび前記第2のトランスデューサを駆動し、前記個別の音響波を発生させる、
項目2に記載の接眼レンズ。
(項目6)
前記SAW変調器は、基板を含み、
前記基板は、前記個別の音響波を発生させる圧電効果を呈する材料を含む、
項目2に記載の接眼レンズ。
(項目7)
前記圧電効果を呈する前記材料は、溶融シリカ、ニオブ酸リチウム、三硫化砒素、二酸化テルル、テルライトガラス、またはケイ酸鉛のうちの1つを含む、項目6に記載の接眼レンズ。
(項目8)
前記SAW変調器は、前記導波管の一体型部分である、項目6に記載の接眼レンズ。
(項目9)
前記光ビームは、前記動的ICGの表面上に、前記動的ICGの表面に垂直な方向に沿って入射する、項目1に記載の接眼レンズ。
(項目10)
前記光ビームは、前記動的ICGの表面上に、前記動的ICGの表面に垂直な方向に対して非ゼロのバイアス角で入射する、項目1に記載の接眼レンズ。
(項目11)
前記動的ICGは、透過モードにおいて動作する、項目1に記載の接眼レンズ。
(項目12)
前記動的ICGは、反射モードにおいて動作する、項目1に記載の接眼レンズ。
(項目13)
前記導波管に結合される静的格子をさらに備え、前記静的格子は、前記光ビームの一部を前記動的ICGに向かって前記動的ICGの表面に垂直な方向に対して非ゼロのバイアス角で回折させるように構成される、項目12に記載の接眼レンズ。
(項目14)
前記光ビームは、第1の方向における前記光ビームの伝搬を介して前記動的ICGの表面上に入射し、
前記タイムスロットのシーケンスにおける前記光ビームの強度は、画角(FOV)の第1の範囲内の前記画像明視野の強度に対応し、
前記光源はさらに、前記動的ICGに透過される第2の光ビームを発生させるように構成され、
前記第2の光ビームは、前記第1の方向と異なる第2の方向における前記第2の光ビームの伝搬を介して前記動的ICGの表面上に入射し、
前記タイムスロットのシーケンスにおける前記第2の光ビームの強度は、前記角FOVの第1の範囲と異なる角FOVの第2の範囲内の前記画像明視野の強度に対応する、
項目1に記載の接眼レンズ。
(項目15)
前記導波管は、前記画像明視野が、前記導波管を通して前記視認者の眼に透過される外部画像上に重ねられるように透過性である、項目1に記載の接眼レンズ。
(項目16)
前記射出瞳拡大器は、前記光ビームの各個別の部分を前記導波管から外に前記視認者の眼に向かって前記個別の視野角で回折させるように構成される回折光学素子(DOE)を備える、項目1に記載の接眼レンズ。
(項目17)
前記光ビームは、前記動的ICGに対して固定される位置と、配向とを有する光軸上で前記動的ICGに伝搬する、項目1に記載の接眼レンズ。
(項目18)
画像明視野を視認者の眼に投影する方法であって、前記方法は、
コントローラによって、タイムスロットのシーケンスにおいて光ビームの強度を変調させることであって、前記タイムスロットのシーケンスの各タイムスロットは、前記画像明視野の個別の視野角に対応し、前記タイムスロットのシーケンスの各タイムスロットにおける前記光ビームの強度は、前記個別の視野角における前記画像明視野の強度に対応する、ことと、
前記光ビームを動的入力結合格子(ICG)の上に伝搬することと、
前記コントローラによって、前記動的ICGを制御し、前記光ビームの個別の部分を導波管の中に前記タイムスロットのシーケンスのタイムスロット毎の前記個別の視野角に対応する個別の角度で回折させることと、
前記光ビームの各個別の部分を前記導波管から外に前記眼に向かって前記個別の視野角で指向し、それによって、前記画像明視野を前記視認者の眼に投影することと
を含む、方法。
(項目19)
前記動的ICGは、発振電気信号源に結合される表面音響波(SAW)変調器を備え、
前記方法は、前記SAW変調器が、前記光ビームの個別の部分を前記導波管の中に各個別のタイムスロットにおける前記個別の角度で回折させるように、前記コントローラによって、前記発振電気信号源の動作を制御し、発振電気信号を前記SAW変調器に供給し、前記SAW変調器の表面上に伝搬する個別の音響波を発生させることを含む、
項目18に記載の方法。
(項目20)
前記SAW変調器は、基板と、前記基板に取り付けられる圧電トランスデューサとを備え、
前記発振電気信号は、前記圧電トランスデューサに供給され、前記個別の音響波を発生させ、
前記個別の音響波は、前記基板の表面上に伝搬する、
項目19に記載の方法。
(項目21)
前記SAW変調器は、基板と、前記基板に取り付けられる第1のトランスデューサと、前記基板に取り付けられる第2のトランスデューサとを含み、
前記第1のトランスデューサは、第1の軸において振動するように構成され、
前記第2のトランスデューサは、前記第1の軸に直交する第2の軸において振動するように構成され、
前記第1のトランスデューサおよび前記第2のトランスデューサは、前記発振電気信号源に結合され、前記第1のトランスデューサおよび前記第2のトランスデューサを駆動し、前記個別の音響波を発生させる、
項目19に記載の方法。
(項目22)
前記SAW変調器は、基板を含み、
前記基板は、前記個別の音響波を発生させる圧電効果を呈する材料を含む、
項目19に記載の方法。
(項目23)
前記圧電効果を呈する前記材料は、溶融シリカ、ニオブ酸リチウム、三硫化砒素、二酸化テルル、テルライトガラス、またはケイ酸鉛のうちの1つを含む、項目22に記載の方法。
(項目24)
前記SAW変調器は、前記導波管の一体型部分である、項目22に記載の方法。
(項目25)
前記光ビームは、前記動的ICGの表面上に、前記動的ICGの表面に垂直な方向に入射する、項目18に記載の方法。
(項目26)
前記光ビームは、前記動的ICGの表面上に、前記動的ICGの表面に垂直な方向に対して非ゼロのバイアス角で入射する、項目18に記載の方法。
(項目27)
前記動的ICGは、透過モードにおいて動作する、項目18に記載の方法。
(項目28)
前記動的ICGは、反射モードにおいて動作する、項目18に記載の方法。
(項目29)
前記導波管に結合される静的格子を介して前記光ビームを再指向することを含み、前記静的格子は、前記光ビームの一部を前記動的ICGに向かって前記動的ICGの表面に垂直な方向に対して非ゼロのバイアス角で回折させるように構成される、項目28に記載の方法。
(項目30)
前記コントローラによって、前記タイムスロットのシーケンスにおいて第2の光ビームの強度を変調させることと、
前記第2の光ビームを前記動的ICGの上に伝搬することと、
前記コントローラによって、前記動的ICGを制御し、前記第2の光ビームの個別の部分を前記導波管の中に個別の角度で回折させることと、
前記第2の光ビームの各個別の部分を前記導波管から外に前記眼に向かって前記個別の視野角で指向することと
を含み、
前記光ビームは、第1の方向における前記光ビームの伝搬を介して前記動的ICGの表面上に入射し、
前記タイムスロットのシーケンスにおける前記光ビームの強度は、画角(FOV)の第1の範囲内の前記画像明視野の強度に対応し、
前記第2の光ビームは、前記第1の方向と異なる第2の方向における前記第2の光ビームの伝搬を介して前記動的ICGの表面上に入射し、
前記タイムスロットのシーケンスにおける前記第2の光ビームの強度は、前記角FOVの第1の範囲と異なる角FOVの第2の範囲内の前記画像明視野の強度に対応する、
項目18に記載の方法。
(項目31)
前記導波管は、前記画像明視野が前記導波管を通して前記視認者の眼に透過される外部画像上に重ねられるように透過性である、項目18に記載の方法。
(項目32)
前記光ビームの各個別の部分は、前記光ビームの各個別の部分を前記導波管から外に前記眼に向かって前記個別の視野角で回折させるように構成される回折光学素子(DOE)を介して、前記導波管から外に前記眼に向かって前記個別の視野角で指向される、項目18に記載の方法。
(項目33)
前記光ビームは、前記動的ICGに対して固定される位置と、配向とを有する光軸上で前記動的ICGに伝搬する、項目18に記載の方法。
(項目34)
仮想コンテンツの画像を形成するために、画像明視野を視認者の眼に投影するための接眼レンズであって、前記接眼レンズは、
その中に光を伝搬するように構成される導波管であって、前記導波管は、入力瞳を含む、導波管と、
前記入力瞳において前記導波管上に入射することになる光ビームを送達するように構成される光源と、
前記光源に結合され、複数のタイムスロットにおいて前記光ビームの強度を変調させるように構成されるコントローラであって、各タイムスロットは、前記画像の個別の視野角に対応し、各タイムスロットにおける前記光ビームの強度は、前記個別の視野角における前記画像の強度に対応する、コントローラと、
前記入力瞳に対応する前記導波管の第1の側方領域上に形成される動的入力結合格子(ICG)であって、前記動的ICGは、
タイムスロット毎に、前記光ビームの個別の部分を前記導波管の中に個別の視野角に対応する個別の全内部反射(TIR)角で回折させることと、
前記光ビームの変調に従って、前記TIR角を1つのタイムスロットから次のタイムスロットまで走査することと
を行うように構成される、動的ICGと、
外部結合回折光学素子(DOE)であって、前記DOEは、前記導波管の第2の側方領域に結合され、前記光ビームの各個別の部分を前記導波管から外に前記眼に向かって前記個別の視野角で回折させ、それによって、前記画像明視野を前記視認者の眼に投影するように構成される、外部結合回折光学素子(DOE)と
を備える、接眼レンズ。
(項目35)
前記動的ICGは、
表面音響波(SAW)変調器であって、前記SAW変調器は、
圧電材料層と、
発振電気信号源に結合されるトランスデューサと
を含む、SAW変調器
を備え、
前記発振電気信号源は、複数の周波数において前記トランスデューサを駆動するように構成され、各個別の周波数は、個別のタイムスロットに対応し、それによって、前記動的ICGが、前記光ビームの個別の部分を前記導波管の中に前記個別のタイムスロットにおける前記個別のTIR角で回折させるように、個別の空間周期を伴って前記圧電材料層内に個別の音波を作成する、
項目34に記載の接眼レンズ。
(項目36)
前記トランスデューサは、圧電トランスデューサを含む、項目35に記載の接眼レンズ。
(項目37)
前記トランスデューサは、
第1の軸において振動するように構成される第1のトランスデューサと、
前記第1の軸に直交する第2の軸において振動するように構成される第2のトランスデューサと
を備える、項目35に記載の接眼レンズ。
(項目38)
前記圧電材料は、溶融シリカ、ニオブ酸リチウム、三硫化砒素、二酸化テルル、テルライトガラス、またはケイ酸鉛のうちの1つを含む、項目35に記載の接眼レンズ。
(項目39)
前記導波管は、溶融シリカ、ニオブ酸リチウム、三硫化砒素、二酸化テルル、テルライトガラス、またはケイ酸鉛のうちの1つを含み、前記圧電材料層は、前記導波管の一体型部分である、項目38に記載の接眼レンズ。
(項目40)
前記光ビームは、実質的に法線入射で前記導波管上に入射する、項目34に記載の接眼レンズ。
(項目41)
前記光ビームは、非ゼロのバイアス角で前記導波管上に入射する、項目34に記載の接眼レンズ。
(項目42)
前記動的ICGは、透過モードにおいて動作する、項目34に記載の接眼レンズ。
(項目43)
前記動的ICGは、反射モードにおいて動作する、項目34に記載の接眼レンズ。
(項目44)
前記入力瞳において前記導波管に結合され、前記光ビームを受光し、前記光ビームの一部をバイアス角で前記動的ICGに向かって回折させるように構成される、静的格子をさらに備える、項目34に記載の接眼レンズ。
(項目45)
前記光ビームは、第1の入射角で前記導波管上に入射し、前記複数のタイムスロットにおける前記光ビームの強度は、画角(FOV)の第1の範囲内の前記画像の強度に対応し、
前記光源はさらに、前記入力瞳において、前記導波管上に、前記第1の入射角と異なる第2の入射角で入射する第2の光ビームを送達するように構成され、前記光源はさらに、前記複数のタイムスロットにおいて前記第2の光ビームの強度を変調させるように構成され、各タイムスロットは、個別の視野角に対応し、前記複数のタイムスロットにおける前記第2の光ビームの強度は、前記第1の角FOVと異なる角FOVの第2の範囲内の前記画像の強度に対応する、
項目34に記載の接眼レンズ。
Claims (43)
- 画像明視野を視認者の眼に投影するための接眼レンズであって、前記接眼レンズは、
導波管であって、前記導波管は、前記導波管の第1の表面と前記第1の表面に対向する前記導波管の第2の表面との間での前記導波管の内側の全内部反射を介して光を伝搬するように構成されている、導波管と、
前記導波管の第1の側方領域内の前記導波管の前記第1の表面上に一体型部分として形成されている動的入力結合格子(ICG)と、
前記動的ICGに透過される光ビームを生成するように構成されている光源と、
前記光源および前記動的ICGに結合されているコントローラであって、前記コントローラは、
タイムスロットのシーケンスの各タイムスロットに対して、前記光ビームの強度を変調させることであって、前記画像明視野の個別の視野角は、前記タイムスロットのシーケンスの各タイムスロットにおいて変化することが可能であり、前記タイムスロットのシーケンスの各タイムスロットにおける前記光ビームの強度は、前記個別の視野角における前記画像明視野の強度に対応するように変化することが可能である、ことと、
前記導波管の内側の全内部反射による伝播よりも前に、前記タイムスロットのシーケンスの各タイムスロットに対して、前記動的ICGを制御することにより、前記光ビームの個別の部分を前記導波管の中に前記個別の視野角に対応する個別の角度で回折させることと
を行うように構成されている、コントローラと、
前記導波管の第2の側方領域に結合されている射出瞳拡大器であって、前記射出瞳拡大器は、前記光ビームの各個別の部分を前記導波管から外に前記視認者の眼に向かって前記個別の視野角で指向し、これにより、前記画像明視野を前記視認者の眼に投影するように構成されている、射出瞳拡大器と
を備える、接眼レンズ。 - 前記動的ICGは、発振電気信号源に結合されている表面音響波(SAW)変調器を備え、前記発振電気信号源は、前記コントローラの制御下で、発振電気信号を前記SAW変調器に供給することにより、前記SAW変調器が前記光ビームの個別の部分を前記導波管の中に各個別のタイムスロットにおける前記個別の角度で回折させるように、前記SAW変調器の表面上に伝搬する個別の音響波を生成するように動作可能である、請求項1に記載の接眼レンズ。
- 前記SAW変調器は、基板と、前記基板に取り付けられているトランスデューサとを備え、
前記トランスデューサは、前記トランスデューサを駆動することにより、前記個別の音響波を生成するように前記発振電気信号源に結合されている、請求項2に記載の接眼レンズ。 - 前記トランスデューサは、圧電トランスデューサを含む、請求項3に記載の接眼レンズ。
- 前記SAW変調器は、基板と、前記基板に取り付けられている第1のトランスデューサと、前記基板に取り付けられている第2のトランスデューサを含み、
前記第1のトランスデューサは、第1の軸において振動するように構成されており、
前記第2のトランスデューサは、前記第1の軸に直交する第2の軸において振動するように構成されており、
前記第1のトランスデューサおよび前記第2のトランスデューサは、前記第1のトランスデューサおよび前記第2のトランスデューサを駆動することにより、前記個別の音響波を生成するように前記発振電気信号源に結合されている、請求項2に記載の接眼レンズ。 - 前記SAW変調器は、基板を含み、
前記基板は、前記個別の音響波を生成する圧電効果を呈する材料を含む、請求項2に記載の接眼レンズ。 - 前記圧電効果を呈する前記材料は、溶融シリカ、ニオブ酸リチウム、三硫化砒素、二酸化テルル、テルライトガラス、または、ケイ酸鉛のうちの1つを含む、請求項6に記載の接眼レンズ。
- 前記光ビームは、前記動的ICGの表面上に、前記動的ICGの表面に垂直な方向に沿って入射する、請求項1に記載の接眼レンズ。
- 前記光ビームは、前記動的ICGの表面上に、前記動的ICGの表面に垂直な方向に対して非ゼロのバイアス角で入射する、請求項1に記載の接眼レンズ。
- 前記動的ICGは、透過モードにおいて動作する、請求項1に記載の接眼レンズ。
- 前記動的ICGは、反射モードにおいて動作する、請求項1に記載の接眼レンズ。
- 前記接眼レンズは、前記導波管に結合されている静的格子をさらに備え、前記静的格子は、前記光ビームの一部を前記動的ICGに向かって前記動的ICGの表面に垂直な方向に対して非ゼロのバイアス角で回折させるように構成されている、請求項11に記載の接眼レンズ。
- 前記光ビームは、第1の方向における前記光ビームの伝搬を介して前記動的ICGの表面上に入射し、
前記タイムスロットのシーケンスにおける前記光ビームの強度は、画角(FOV)の第1の範囲内の前記画像明視野の強度に対応し、
前記光源は、前記動的ICGに透過される第2の光ビームを生成するようにさらに構成されており、
前記第2の光ビームは、前記第1の方向とは異なる第2の方向における前記第2の光ビームの伝搬を介して前記動的ICGの表面上に入射し、
前記タイムスロットのシーケンスにおける前記第2の光ビームの強度は、前記角FOVの第1の範囲とは異なる角FOVの第2の範囲内の前記画像明視野の強度に対応する、請求項1に記載の接眼レンズ。 - 前記導波管は、前記画像明視野が前記導波管を通して前記視認者の眼に透過される外部画像上に重ねられるように透過性である、請求項1に記載の接眼レンズ。
- 前記射出瞳拡大器は、前記光ビームの各個別の部分を前記導波管から外に前記視認者の眼に向かって前記個別の視野角で回折させるように構成されている回折光学素子(DOE)を備える、請求項1に記載の接眼レンズ。
- 前記光ビームは、光軸上で前記動的ICGに伝搬し、前記光軸は、前記動的ICGに対して固定されている位置および配向を有する、請求項1に記載の接眼レンズ。
- 画像明視野を視認者の眼に投影する方法であって、前記方法は、
コントローラが、タイムスロットのシーケンスの各タイムスロットに対して、光ビームの強度を変調させることであって、前記画像明視野の個別の視野角は、前記タイムスロットのシーケンスの各タイムスロットにおいて変化することが可能であり、前記タイムスロットのシーケンスの各タイムスロットにおける前記光ビームの強度は、前記個別の視野角における前記画像明視野の強度に対応するように変化することが可能である、ことと、
前記光ビームを動的入力結合格子(ICG)の上に伝搬することであって、前記動的ICGは、導波路上に形成されており、前記導波管は、第1の表面と、前記第1の表面に対向する第2の表面とを有し、前記動的ICGは、前記導波路の第1の側方領域内の前記導波管の前記第1の表面上に一体型部分として形成されている、ことと、
前記コントローラが、前記導波管の内側の全内部反射による伝播よりも前に、前記タイムスロットのシーケンスの各タイムスロットに対して、前記動的ICGを制御することにより、前記光ビームの個別の部分を導波管の中に前記個別の視野角に対応する個別の角度で回折させることと、
前記光ビームの各個別の部分を前記導波管から外に前記眼に向かって前記個別の視野角で指向し、これにより、前記画像明視野を前記視認者の眼に投影することと
を含む、方法。 - 前記動的ICGは、発振電気信号源に結合されている表面音響波(SAW)変調器を備え、
前記方法は、前記コントローラが、前記発振電気信号源の動作を制御し、発振電気信号を前記SAW変調器に供給することにより、前記SAW変調器が前記光ビームの個別の部分を前記導波管の中に各個別のタイムスロットにおける前記個別の角度で回折させるように、前記SAW変調器の表面上に伝搬する個別の音響波を生成することを含む、請求項17に記載の方法。 - 前記SAW変調器は、基板と、前記基板に取り付けられる圧電トランスデューサとを備え、
前記発振電気信号は、前記圧電トランスデューサに供給され、前記個別の音響波を生成し、
前記個別の音響波は、前記基板の表面上に伝搬する、請求項18に記載の方法。 - 前記SAW変調器は、基板と、前記基板に取り付けられている第1のトランスデューサと、前記基板に取り付けられている第2のトランスデューサとを含み、
前記第1のトランスデューサは、第1の軸において振動するように構成されており、
前記第2のトランスデューサは、前記第1の軸に直交する第2の軸において振動するように構成されており、
前記第1のトランスデューサおよび前記第2のトランスデューサは、前記第1のトランスデューサおよび前記第2のトランスデューサを駆動することにより、前記個別の音響波を生成するように前記発振電気信号源に結合されている、請求項18に記載の方法。 - 前記SAW変調器は、基板を含み、
前記基板は、前記個別の音響波を生成する圧電効果を呈する材料を含む、請求項18に記載の方法。 - 前記圧電効果を呈する前記材料は、溶融シリカ、ニオブ酸リチウム、三硫化砒素、二酸化テルル、テルライトガラス、または、ケイ酸鉛のうちの1つを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記光ビームは、前記動的ICGの表面上に、前記動的ICGの表面に垂直な方向に入射する、請求項17に記載の方法。
- 前記光ビームは、前記動的ICGの表面上に、前記動的ICGの表面に垂直な方向に対して非ゼロのバイアス角で入射する、請求項17に記載の方法。
- 前記動的ICGは、透過モードにおいて動作する、請求項17に記載の方法。
- 前記動的ICGは、反射モードにおいて動作する、請求項17に記載の方法。
- 前記方法は、前記導波管に結合されている静的格子を介して前記光ビームを再指向することを含み、前記静的格子は、前記光ビームの一部を前記動的ICGに向かって前記動的ICGの表面に垂直な方向に対して非ゼロのバイアス角で回折させるように構成されている、請求項26に記載の方法。
- 前記方法は、
前記コントローラが、前記タイムスロットのシーケンスにおいて第2の光ビームの強度を変調させることと、
前記第2の光ビームを前記動的ICGの上に伝搬することと、
前記コントローラが、前記動的ICGを制御することにより、前記第2の光ビームの個別の部分を前記導波管の中に個別の角度で回折させることと、
前記第2の光ビームの各個別の部分を前記導波管から外に前記眼に向かって前記個別の視野角で指向することと
を含み、
前記光ビームは、第1の方向における前記光ビームの伝搬を介して前記動的ICGの表面上に入射し、
前記タイムスロットのシーケンスにおける前記光ビームの強度は、画角(FOV)の第1の範囲内の前記画像明視野の強度に対応し、
前記第2の光ビームは、前記第1の方向とは異なる第2の方向における前記第2の光ビームの伝搬を介して前記動的ICGの表面上に入射し、
前記タイムスロットのシーケンスにおける前記第2の光ビームの強度は、前記角FOVの第1の範囲とは異なる角FOVの第2の範囲内の前記画像明視野の強度に対応する、請求項17に記載の方法。 - 前記導波管は、前記画像明視野が前記導波管を通して前記視認者の眼に透過される外部画像上に重ねられるように透過性である、請求項17に記載の方法。
- 前記光ビームの各個別の部分は、前記光ビームの各個別の部分を前記導波管から外に前記眼に向かって前記個別の視野角で回折させるように構成されている回折光学素子(DOE)を介して、前記導波管から外に前記眼に向かって前記個別の視野角で指向される、請求項17に記載の方法。
- 前記光ビームは、光軸上で前記動的ICGに伝搬し、前記光軸は、前記動的ICGに対して固定されている位置および配向を有する、請求項17に記載の方法。
- 仮想コンテンツの画像を形成するために、画像明視野を視認者の眼に投影するための接眼レンズであって、前記接眼レンズは、
導波管であって、前記導波管は、前記導波管の内側の全内部反射を介して光を伝搬するように構成されており、前記導波管は、入力瞳を含み、前記導波管は、前記導波管の第1の表面と、前記前記第1の表面に対向する前記導波管の第2の表面とを有する、導波管と、
前記入力瞳において前記導波管上に入射することになる光ビームを送達するように構成されている光源と、
前記光源に結合されているコントローラであって、前記コントローラは、前記導波管の内側の全内部反射による伝播よりも前に、複数のタイムスロットのうちの各タイムスロットに対して、前記光ビームの強度を変調させるように構成されており、前記画像明視野の個別の視野角は、各タイムスロットにおいて変化することが可能であり、各タイムスロットにおける前記光ビームの強度は、前記個別の視野角における前記画像明視野の強度に対応するように変化することが可能である、コントローラと、
前記入力瞳に対応する前記導波管の第1の側方領域内の前記導波管の前記第1の表面上に一体型部分として形成されている動的入力結合格子(ICG)であって、前記動的ICGは、
各タイムスロットに対して、前記光ビームの個別の部分を前記導波管の中に個別の視野角に対応する個別の全内部反射(TIR)角で回折させることと、
前記光ビームの変調に従って、前記TIR角を1つのタイムスロットから次のタイムスロットまで走査することと
を行うように構成されている、動的ICGと、
前記導波管の第2の側方領域に結合されている外部結合回折光学素子(DOE)であって、前記外部結合回折光学素子(DOE)は、前記光ビームの各個別の部分を前記導波管から外に前記眼に向かって前記個別の視野角で回折させ、これにより、前記画像明視野を前記視認者の眼に投影するように構成されている、外部結合回折光学素子(DOE)と
を備える、接眼レンズ。 - 前記動的ICGは、表面音響波(SAW)変調器を備え、
前記SAW変調器は、
圧電材料層と、
発振電気信号源に結合されているトランスデューサと
を含み、
前記発振電気信号源は、複数の周波数において前記トランスデューサを駆動するように構成されており、各個別の周波数は、個別のタイムスロットに対応し、これにより、前記動的ICGが、前記光ビームの個別の部分を前記導波管の中に前記個別のタイムスロットにおける前記個別のTIR角で回折させるように、個別の空間周期を伴って前記圧電材料層内に個別の音波を作成する、請求項32に記載の接眼レンズ。 - 前記トランスデューサは、圧電トランスデューサを含む、請求項33に記載の接眼レンズ。
- 前記トランスデューサは、
第1の軸において振動するように構成されている第1のトランスデューサと、
前記第1の軸に直交する第2の軸において振動するように構成されている第2のトランスデューサと
を備える、請求項33に記載の接眼レンズ。 - 前記圧電材料は、溶融シリカ、ニオブ酸リチウム、三硫化砒素、二酸化テルル、テルライトガラス、または、ケイ酸鉛のうちの1つを含む、請求項33に記載の接眼レンズ。
- 前記導波管は、溶融シリカ、ニオブ酸リチウム、三硫化砒素、二酸化テルル、テルライトガラス、または、ケイ酸鉛のうちの1つを含み、前記圧電材料層は、前記導波管の一体型部分である、請求項36に記載の接眼レンズ。
- 前記光ビームは、実質的に法線入射で前記導波管上に入射する、請求項32に記載の接眼レンズ。
- 前記光ビームは、非ゼロのバイアス角で前記導波管上に入射する、請求項32に記載の接眼レンズ。
- 前記動的ICGは、透過モードにおいて動作する、請求項32に記載の接眼レンズ。
- 前記動的ICGは、反射モードにおいて動作する、請求項32に記載の接眼レンズ。
- 前記接眼レンズは、前記入力瞳において前記導波管に結合されている静的格子をさらに備え、前記静的格子は、光ビームを受光し、前記光ビームの一部をバイアス角で前記動的ICGに向かって回折させるように構成されている、請求項32に記載の接眼レンズ。
- 前記光ビームは、第1の入射角で前記導波管上に入射し、前記複数のタイムスロットにおける前記光ビームの強度は、画角(FOV)の第1の範囲内の前記画像の強度に対応し、
前記光源は、前記入力瞳において、前記導波管上に、前記第1の入射角とは異なる第2の入射角で入射する第2の光ビームを送達するようにさらに構成されており、前記光源は、前記複数のタイムスロットにおいて前記第2の光ビームの強度を変調させるようにさらに構成されており、各タイムスロットは、個別の視野角に対応し、前記複数のタイムスロットにおける前記第2の光ビームの強度は、前記第1の角FOVとは異なる角FOVの第2の範囲内の前記画像の強度に対応する、請求項32に記載の接眼レンズ。
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