JP7478773B2 - ウェアラブルヘッドアップディスプレイにおけるアイボックス拡張のためのシステム、機器、及び方法 - Google Patents

Description

本願のシステム、機器、及び方法は一般に、レーザ走査に基づく表示技術に関し、特に
レーザ走査に基づくウェアラブルヘッドアップディスプレイのアイボックスの拡張に関す
る。

ウェアラブルヘッドアップディスプレイ
ヘッドマウントディスプレイは、使用者の頭部に装着され、そのように装着されると、
使用者の頭の位置又は向きに関係なく、少なくとも１つの電子表示が使用者の眼の少なく
とも一方の可視域内に固定される電子機器である。ウェアラブルヘッドアップディスプレ
イは、使用者が表示された内容を見ることができるだけでなく、使用者からその外部環境
が見えなくならないようにする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「表示用」コンポーネントは透明であるか、又は使用者の視野の周
辺にあり、使用者からその外部環境が完全に見えなくならないようになっている。ウェア
ラブルヘッドアップディスプレイの例としては、わずかな例を挙げれば、Ｇｏｏｇｌｅ
Ｇｌａｓｓ（登録商標）、Ｏｐｔｉｎｖｅｎｔ Ｏｒａ（登録商標）、Ｅｐｓｏｎ Ｍｏ
ｖｅｒｉｏ（登録商標）、及びＳｏｎｙ Ｇｌａｓｓｔｒｏｎ（登録商標）が含まれる。

ウェアラブルヘッドアップディスプレイの光学性能は、その設計における重要な要素で
ある。しかしながら、顔面装着型機器になると、使用者はまた、数多くの審美的な面も気
にする。このことは、眼鏡（サングラスを含む）フレーム業界の巨大さからもよくわかる
。その性能面での制限とは別に、ウェアラブルヘッドアップディスプレイの上記の例の多
くが、消費者市場における牽引力の模索に苦戦しているが、その少なくとも１つの理由は
、ファッション性の欠如である。現在までに提示されているほとんどのウェアラブルヘッ
ドアップディスプレイが大型の表示用コンポーネントを採用しており、その結果、現在ま
でに提示されているほとんどのウェアラブルヘッドアップディスプレイは、従来の眼鏡フ
レームより顕著に大型で、スタイリッシュ性も劣る。

ウェアラブルヘッドアップディスプレイのデザインの課題は、顔面装着装置を小型化し
ながら、十分な視覚的品質で表示内容を提供することである。当業界では、使用者の外部
環境を見る能力を制限せずに、使用者に高品質の画像を提供できる、審美上もより魅力的
なデザインのウェアラブルヘッドアップディスプレイが求められている。

アイボックス
ライフルスコープやウェアラブルヘッドアップディスプレイ等の接眼光学機器において
、その機器により提供される具体的な内容／映像が使用者から見える（機器自体に関する
）眼位置の範囲は一般に、「アイボックス」と呼ばれる。内容／映像が１つの、又は狭い
範囲の眼位置からしか見えない利用例は「小さいアイボックス」を有し、内容／映像が広
い範囲の眼位置から見える利用例は「大きいアイボックス」を有する。アイボックスは、
光学機器の付近にある空間の体積と考えてもよい。使用者の眼（より詳しくは、使用者の
眼の瞳孔）がこの体積内に位置付けられ、機器と対面しているとき、使用者はその機器に
より提供される内容／映像のすべてを見ることができる。使用者の眼がこの体積の外に位
置付けられているとき、使用者には機器により提供される内容／映像のうちの少なくとも
一部が見えない。

アイボックスの幾何学（すなわち、大きさと形状）は、ウェアラブルヘッドアップディ
スプレイに関するユーザエクスピリエンスに大きな影響を与えうる重要な特性である。例
えば、ウェアラブルヘッドアップディスプレイが小さいアイボックスを有し、その中心が
、まっすぐ前方を見ている使用者の瞳孔にある時、使用者の視線がわずかに左、わずかに
右、わずかに上、又はわずかに下等、わずかに中心からずれただけでも、ウェアラブルヘ
ッドアップディスプレイにより表示される内容の一部又は全部が使用者から見て消失する
かもしれない。さらに、小さいアイボックスを有するウェアラブルヘッドアップディスプ
レイが、そのアイボックスを一部の使用者にとって瞳孔と整列させるように設計されてい
る場合、このアイボックスはどうしても他の使用者の瞳孔とは整列しないが、それは、す
べての使用者の顔面構造が同じわけではないからである。ウェアラブルヘッドアップディ
スプレイがグランサブルディスプレイ（すなわち、常に見えるわけではなく、使用者が特
定の方向で見たときにのみ見えるディスプレイ）を提供するように故意に設計されていな
いかぎり、一般的にはウェアラブルヘッドアップディスプレイが大きいアイボックスを有
することが有利である。

大きいアイボックスを有するウェアラブルヘッドアップディスプレイを提供するための
、実証済みの技術では一般に、より大型の光学コンポーネントをディスプレイに追加する
必要がある。（従来の眼鏡フレームに関して）できるだけ小型のウェアラブルヘッドアッ
プディスプレイで大きいアイボックスを提供できるようにする技術は、一般的に当業界に
ない。

ウェアラブルヘッドアップディスプレイは、使用時に使用者の頭部に装着される支持構
造と、支持構造により担持されるレーザ走査式プロジェクタと、支持構造により担持され
るホログラフィックコンバイナであって、支持構造が使用者の頭部に装着されたときに使
用者の片眼の視野内に位置付けられるホログラフィックコンバイナと、支持構造により担
持され、レーザ走査式プロジェクタとホログラフィックコンバイナとの間の光路内に位置
付けられた光学スプリッタと、を含み、光学スプリッタは、レーザ走査式プロジェクタに
より生成された光信号を受け取り、各光信号を、実用的には、レーザ走査式プロジェクタ
に関する空間的に分離されたＮ個の仮想位置のうちの１つからホログラフィックコンバイ
ナへと方向転換させるように配置された少なくとも１つの光学素子を含み、Ｎは１より大
きい整数であり、光信号が光学スプリッタによりそこから方向転換されるレーザ走査式プ
ロジェクタに関する特定の仮想位置は、光信号が光学スプリッタにより受け取られる入射
点によって決定され、ホログラフィックコンバイナは、光信号を使用者の眼に向かって方
向転換させるように位置付けられ、方向付けられた少なくとも１つのホログラムを含む、
と要約されてもよい。

レーザ走査式プロジェクタは、２次元走査レンジθを有していてもよく、光学スプリッ
タの少なくとも１つの光学素子は、レーザ走査式プロジェクタの２次元走査レンジθをＮ
個の２次元サブレンジφ_ｉに分離させるように配置されてもよく、

であり、Ｎ個のサブレンジφ_ｉの各々１つは、レーザ走査式プロジェクタに関する空間的
に分離されたＮ個の仮想位置のそれぞれ１つに対応する。光学スプリッタの少なくとも１
つの光学素子は、レーザ走査式プロジェクタによる２次元走査レンジθのスイープに対応
する光信号を受け取り、２次元走査レンジθのスイープに対応する光信号を、光学スプリ
ッタにおける入射点に基づいてＮ個の２次元サブレンジφ_ｉに分離させ、２次元走査レン
ジθのスイープに対応する光信号を、実用的には、レーザ走査式プロジェクタに関する空
間的に分離されたＮ個の仮想位置の各々からホログラフィックコンバイナへと方向転換さ
せるように配置されてもよく、光学スプリッタにより２次元走査レンジθのスイープの中
の各光信号がそこから方向転換させられるレーザ走査式プロジェクタに関する特定の仮想
位置は、光信号が対応する特定の２次元サブレンジφ_ｉにより決定される。

レーザ走査式プロジェクタは、第一の次元における走査レンジΩを有していてもよく、
０°＜Ω＜１８０°であり、光学スプリッタの少なくとも１つの光学素子は、第一の次元
におけるレーザ走査式プロジェクタの走査レンジΩを第一の次元におけるＸ個のサブレン
ジω_ｉに分離させるように配置されてもよく、１＜Ｘ≦Ｎ且つ

であり、Ｘ個のサブレンジω_ｉの各々１つは、レーザ走査式プロジェクタに関する空間的
に分離されたＮ個の仮想位置の異なる１つに対応してもよい。光学スプリッタの少なくと
も１つの光学素子は、レーザ走査式プロジェクタによる第一の次元における走査レンジΩ
のスイープに対応する光信号を受け取り、第一の次元における走査レンジΩのスイープに
対応する光信号を、光学スプリッタにおける入射点に基づいて第一の次元におけるＸ個の
サブレンジω_ｉに分離させ、第一の次元における走査レンジΩのスイープに対応する光信
号を、実用的には、レーザ走査式プロジェクタに関する空間的に分離されたＮ個の仮想位
置の少なくともＸ個からホログラフィックコンバイナへと方向転換させるように配置され
てもよく、光スプリッタにより第一の次元における走査レンジΩのスイープの中の各光信
号がそこから方向転換させられるレーザ走査式プロジェクタに関する特定の仮想位置は、
光信号が対応する第一の次元における特定のサブレンジω_ｉにより決定される。レーザ走
査式プロジェクタは、第二の次元における走査レンジΨを有していてもよく、０°＜Ψ＜
１８０°であり、光学スプリッタの少なくとも１つの光学素子は、第二の次元におけるレ
ーザ走査式プロジェクタの走査レンジΨを第二の次元におけるＹ個のサブレンジβ_ｉに分
離させるように配置されてもよく、１＜Ｙ≦Ｎ且つ

であり、Ｙ個のサブレンジβ_ｉの各々１つは、レーザ走査式プロジェクタに関する空間的
に分離されたＮ個の仮想位置の異なる１つに対応してもよい。光学スプリッタの少なくと
も１つの光学素子は、レーザ走査式プロジェクタによる第二の次元における走査レンジΨ
のスイープに対応する光信号を受け取り、第二の次元における走査レンジΨのスイープに
対応する光信号を、光学スプリッタにおける入射点に基づいて第二の次元におけるＹ個の
サブレンジβ_ｉに分離させ、第二の次元における走査レンジΨのスイープに対応する光信
号を、実用的には、レーザ走査式プロジェクタに関する空間的に分離されたＮ個の仮想位
置の少なくともＹ個からホログラフィックコンバイナへと方向転換させるように配置され
てもよく、光スプリッタにより第二の次元における走査レンジΨのスイープの中の各光信
号がそこから方向転換させられるレーザ走査式プロジェクタに関する特定の仮想位置は、
光信号が対応する第二の次元における特定のサブレンジβ_ｉにより決定される。

支持構造は、眼鏡フレームの全体的形状と外観を有していてもよい。ウェアラブルヘッ
ドアップディスプレイは、処方眼鏡レンズをさらに含んでいてもよい。ホログラフィック
コンバイナは、処方眼鏡レンズにより担持されてもよい。

ホログラフィックコンバイナの少なくとも１つのホログラムは、光信号を使用者の眼に
おける、又はその付近のＮ個の射出瞳の各々１つに収束させてもよく、特定の射出瞳は、
光学スプリッタによってそこから光信号が方向転換されるレーザ走査式プロジェクタのた
めの特定の仮想位置により決定される。ホログラフィックコンバイナは、少なくともＮ個
の多重ホログラムを含んでいてもよく、少なくともＮ個の多重ホログラムの各々１つは、
レーザ走査式プロジェクタに関する空間的に分離されたＮ個の仮想位置のそれぞれ１つに
対応する光信号を、使用者の眼における、又はその付近のＮ個の射出瞳のそれぞれ１つに
収束させてもよい。レーザ走査式プロジェクタは、赤色レーザダイオード、緑色レーザダ
イオード、及び青色レーザダイオードを含んでいてもよく、ホログラフィックコンバイナ
は、波長多重ホログラフィックコンバイナを含んでいてもよく、これは少なくとも１つの
赤色ホログラム、少なくとも１つの緑色ホログラム、及び少なくとも１つの青色ホログラ
ムを含む。この場合、光学スプリッタによってレーザ走査式プロジェクタに関する空間的
に分離されたＮ個の仮想位置の特定の１つから方向転換された光信号について、少なくと
も１つの赤色ホログラムはその光信号の赤色成分を使用者の眼における、又はその付近の
Ｎ個の射出瞳の特定の１つに収束させてもよく、少なくとも１つの緑色ホログラムはその
光信号の緑色成分を使用者の眼における、又はその付近のＮ個の射出瞳の特定の１つに収
束させてもよく、少なくとも１つの青色ホログラムはその光信号の青色成分を、使用者の
眼における、又はその付近のＮ個の射出瞳の特定の１つに収束させてもよい。ホログラフ
ィックコンバイナは、波長多重及び角度多重ホログラフィックコンバイナを含んでいても
よく、これは少なくともＮ個の角度多重赤色ホログラム、少なくともＮ個の角度多重緑色
ホログラム、及び少なくともＮ個の角度多重青色ホログラムを含む。この場合、少なくと
もＮ個の角度多重赤色ホログラムの各々１つは、光学スプリッタによってレーザ走査式プ
ロジェクタに関する空間的に分離されたＮ個の仮想位置のそれぞれ１つから方向転換され
た光信号の赤色成分を、使用者の眼における、又はその付近のＮ個の射出瞳のそれぞれ１
つに収束させてもよく、少なくともＮ個の角度多重緑色ホログラムの各々１つは、光学ス
プリッタによってレーザ走査式プロジェクタに関する空間的に分離されたＮ個の仮想位置
のそれぞれ１つから方向転換された光信号の緑色成分を、使用者の眼における、又はその
付近のＮ個の射出瞳のそれぞれ１つに収束させてもよく、少なくともＮ個の角度多重青色
ホログラムの各々１つは、光学スプリッタによってレーザ走査式プロジェクタに関する空
間的に分離されたＮ個の仮想位置のそれぞれ１つから方向転換された光信号の青色成分を
、使用者の眼における、又はその付近のＮ個の射出瞳のそれぞれ１つに収束させてもよい
。

レーザ走査式プロジェクタ及び／又は光学スプリッタの少なくとも一方は、支持構造の
上で物理的に移動可能及び／又は回転可能であってもよく、レーザ走査式プロジェクタ及
び／又は光学スプリッタの物理的移動及び／又は回転は、Ｎ個の射出瞳のうちの少なくと
も１つの位置を使用者の眼に対して変化させてもよい。

光信号は、少なくとも２の画素を含む画像を含んでいてもよい。

光学スプリッタの少なくとも１つの光学素子は、レーザ走査式プロジェクタにより生成
されたＮ個の光信号を受け取り、Ｎ個の光信号を、実用的には、レーザ走査式プロジェク
タに関する空間的に分離されたＮ個の仮想位置のそれぞれ１つからホログラフィックコン
バイナへと方向転換させるように配置されてもよく、光学スプリッタによりＮ個の光信号
の各々１つがそこから方向転換されるレーザ走査式プロジェクタに関する特定の仮想位置
は、各光信号が光学スプリッタにより受け取られるそれぞれの入射点により決定される。
ホログラフィックコンバイナは、Ｎ個の光信号の各々１つを、使用者の眼における、又は
その付近のそれぞれの射出瞳に収束させるように位置付けられ、向け付けられた少なくと
も１つのホログラムを含んでいてもよい。Ｎ個の光信号は、同じ画像のＮ個の異なるイン
スタンスを含んでいてもよく、又はＮ個の光信号は、ある画像の同じ画素のＮ個の異なる
インスタンスを含んでいてもよい。

光学スプリッタは、少なくともＮ個のファセットを有するファセット光学構造を含んで
いてもよい。少なくとも１つの各々のファセットは、レーザ走査式プロジェクタに関する
空間的に分離されたＮ個の仮想位置のそれぞれ１つに対応してもよい。

ウェアラブルヘッドアップディスプレイは、使用時に使用者の頭部に装着される支持構
造と、支持構造により担持され、２次元走査レンジθを有するレーザ走査式プロジェクタ
と、支持構造により担持されるホログラフィックコンバイナであって、支持構造が使用者
の頭部に装着されたときに使用者の片眼の視野内に位置付けられるホログフラィックコン
バイナと、支持構造により担持され、レーザ走査式プロジェクタとホログラフィックコン
バイナとの間の光路内に位置付けられた光学スプリッタと、を含み、光学スプリッタは、
レーザ走査式プロジェクタによる２次元走査レンジθのスイープに対応する光信号を受け
取り、この光信号を、光学スプリッタにおける入射点に基づいてＮ個の２次元サブレンジ
φ_ｉに分離させ、Ｎは１より大きい整数であり、

であり、この光信号をホログラフィックコンバイナへと方向転換させるように構成された
少なくとも１つの光学素子を含み、ホログラフィックコンバイナは、光信号を使用者の眼
における、又はその付近のＮ個の射出瞳のそれぞれ１つに収束させるように位置付けられ
、方向付けられた少なくとも１つのホログラムを含み、光信号がホログラフィックコンバ
イナにより方向転換される先の特定の射出瞳は、光学スプリッタにより光信号が分離され
る特定の２次元サブレンジφ_ｉにより決定される、と要約されてもよい。

レーザ走査式プロジェクタの２次元走査レンジθは、第一の次元における走査レンジΩ
を含んでいてもよく、０°＜Ω＜１８０°であり、光学スプリッタの少なくとも１つの素
子はレーザ走査式プロジェクタによる第一の次元における走査レンジΩの少なくとも１つ
のスイープに対応する光信号を受け取り、この光信号を、光学スプリッタにおける入射点
に基づいて第一の次元におけるＸ個のサブレンジω_ｉに分離させ、１＜Ｘ≦Ｎ且つ

であり、この光信号をホログラフィックコンバイナへと方向転換させるように構成されて
いてもよく、ホログラフィックコンバイナの少なくとも１つのホログラムは、光信号を使
用者の眼における、又はその付近のＮ個の射出瞳の少なくともＸ個のそれぞれ１つに収束
させるように位置付けられ、方向付けられ、ホログラフィックコンバイナにより光信号が
方向転換される先の特定の射出瞳は、少なくとも、その光信号が光学スプリッタにより分
離される第一の次元における特定のサブレンジω_ｉにより決定される。

レーザ走査式プロジェクタの２次元走査レンジθは、第二の次元における走査レンジΨ
を含んでいてもよく、０°＜Ψ＜１８０°であり、光学スプリッタの少なくとも１つの光
学素子は、レーザ走査式プロジェクタによる第二の次元における走査レンジΨの少なくと
も１つのスイープに対応する光信号を受け取り、第二の次元における走査レンジΨの少な
くとも１つのスイープに対応する光信号を光学スプリッタにおける入射点に基づいて第二
の次元におけるＹ個のサブレンジβ_ｉに分離させ、１＜Ｙ≦Ｎ且つ

であり、第二の次元における走査レンジΨの少なくとも１つのスイープに対応する光信号
をホログラフィックコンバイナへと方向転換させるように配置されていてもよく、ホログ
ラフィックコンバイナの少なくとも１つのホログラムは、第二の次元における走査レンジ
Ψの少なくとも１つのスイープに対応する光信号を、使用者の眼の、又はその付近のＮ個
の射出瞳の異なる１つに収束させるように位置付けられ、方向付けられ、ホログラフィッ
クコンバイナにより光信号が方向転換される先の特定の射出瞳は、光学スプリッタにより
光信号が分離される第一の次元における特定のサブレンジω_ｉと第二の次元における特定
のサブレンジβ_ｉの両方によって決定される。

ウェアラブルヘッドアップディスプレイの動作方法であって、ウェアラブルヘッドアッ
プディスプレイがレーザ走査式プロジェクタと、光学スプリッタと、ウェアラブルヘッド
アップディスプレイが使用者の頭部に装着されたときに使用者の片眼の視野内に位置付け
られるホログラフィックコンバイナと、を含むような動作方法は、レーザ走査式プロジェ
クタによって第一の光信号を生成するステップと、光学スプリッタによって第一の入射点
で第一の光信号を受け取るステップと、光学スプリッタによって第一の光信号を、実用的
には、レーザ走査式プロジェクタに関する空間的に分離されたＮ個の仮想位置の１つ目か
らホログラフィックコンバイナへと方向転換させるステップであって、Ｎは１より大きい
整数であり、第一の光信号が光学スプリッタによりそこから方向転換されるレーザ走査式
プロジェクタに関する第一の仮想位置が、光学スプリッタにより第一の光信号が受け取ら
れる第一の入射点により決定されるステップと、ホログラフィックコンバイナにより第一
の光信号を使用者の眼に向けて方向転換させるステップと、を含むと要約されてもよい。

ホログラフィックコンバイナによって第一の光信号を使用者の眼に向かって方向転換さ
せるステップは、第一の光信号をホログラフィックコンバイナによって使用者の眼におけ
る、又はその付近のＮ個の射出瞳の１つ目に収束させるステップを含んでいてもよく、第
一の光信号がホログラフィックコンバイナにより収束される先の第一の射出瞳は、光学ス
プリッタによってそこから第一の光信号が方向転換されるレーザ走査式プロジェクタに関
する第一の仮想位置により決定される。ホログラフィックコンバイナは、少なくともＮ個
の多重ホログラムを含んでいてもよく、ホログラフィックコンバイナによって第一の光信
号を使用者の眼における、又はその付近のＮ個の射出瞳の１つ目に収束させるステップは
、第一の光信号をホログラフィックコンバイナのＮ個の多重ホログラムの１つ目により第
一の射出瞳に収束させるステップを含んでいてもよく、第一の光信号を収束させる第一の
多重ホログラムは、光学スプリッタによってそこから第一の光信号が方向転換されるレー
ザ走査式プロジェクタに関する第一の仮想位置により決定される。レーザ走査式プロジェ
クタは、赤色レーザダイオードと、緑色レーザダイオードと、青色レーザダイオードと、
を含んでいてもよく、レーザ走査式プロジェクタにより生成される第一の光信号は赤色成
分、緑色成分、及び青色成分を含んでいてもよく、ホログラフィックコンバイナは波長多
重ホログラフィックコンバイナを含んでいてもよく、これは少なくとも１つの赤色ホログ
ラムと、少なくとも１つの緑色ホログラムと、少なくとも１つの青色ホログラムと、を含
む。この場合、ホログラフィックコンバイナのＮ個の多重ホログラムの１つによって第一
の光信号を使用者の眼における、又はその付近のＮ個の射出瞳の１つ目に収束させるステ
ップは、第一の光信号の赤色成分を少なくとも１つの赤色ホログラムによって第一の射出
瞳に収束させるステップと、第一の光信号の緑色成分を少なくとも１つの緑色ホログラム
によって第一の射出瞳に収束させるステップと、第一の光信号の青色成分を少なくとも１
つの青色ホログラムによって第一の射出瞳に収束させるステップと、を含んでいてもよい
。ホログラフィックコンバイナは、波長多重及び角度多重ホログラフィックコンバイナを
含んでいてもよく、これは少なくともＮ個の角度多重赤色ホログラムと、少なくともＮ個
の角度多重緑色ホログラムと、少なくともＮ個の角度多重青色ホログラムと、を含む。こ
の場合、少なくとも１つの赤色ホログラムによって第一の光信号の赤色成分を第一の射出
瞳に収束させるステップは、Ｎ個の角度多重赤色ホログラムの１つ目によって第一の光信
号の赤色成分を第一の射出瞳に収束させるステップを含んでいてもよく、第一の光信号の
赤色成分を収束させる第一の角度多重赤色ホログラムは、光学スプリッタによって第一の
光信号がそこから方向転換されるレーザ走査式プロジェクタに関する第一の仮想位置によ
って決定され、少なくとも１つの緑色ホログラムによって第一の光信号の緑色成分を第一
の射出瞳に収束させるステップは、Ｎ個の角度多重緑色ホログラムの１つ目によって第一
の光信号の緑色成分を第一の射出瞳に収束させるステップを含んでいてもよく、第一の光
信号の緑色成分を収束させる第一の角度多重緑色ホログラムは、光学スプリッタによって
第一の光信号がそこから方向転換されるレーザ走査式プロジェクタに関する第一の仮想位
置によって決定され、少なくとも１つの青色ホログラムによって第一の光信号の青色成分
を第一の射出瞳に収束させるステップは、Ｎ個の角度多重青色ホログラムの１つ目によっ
て第一の光信号の青色成分を第一の射出瞳に収束させるステップを含んでいてもよく、第
一の光信号の青色成分を収束させる第一の角度多重青色ホログラムは、光学スプリッタに
よって第一の光信号がそこから方向転換されるレーザ走査式プロジェクタに関する第一の
仮想位置によって決定される。

この方法は、レーザ走査式プロジェクタによって第二の光信号を生成するステップと、
光学スプリッタによって第二の光信号を第二の入射点で受け取るステップと、光学スプリ
ッタによって第二の光信号を、実用的には、レーザ走査式プロジェクタに関する空間的に
分離されたＮ個の仮想位置の２つ目からホログラフィックコンバイナへと方向転換させる
ステップであって、光学スプリッタによってそこから第二の光信号が方向転換されるレー
ザ走査式プロジェクタに関する第二の仮想位置は、光学スプリッタによって第二の光信号
が受け取られる第二の入射点により決定されるステップと、ホログラフィックコンバイナ
によって、第二の光信号を使用者の眼における、又はその付近のＮ個の射出瞳の２つ目に
収束させるステップと、をさらに含んでいてもよい。レーザ走査式プロジェクタは、走査
レンジθを有していてもよい。光学スプリッタによって第一の入射点で第一の光信号を受
け取るステップは、光学スプリッタにより、レーザ走査式プロジェクタに関する走査レン
ジθのＮ個のサブレンジφ_ｉの１つ目φ_１の中に含まれる第一の入射点において第一の光
信号を受け取るステップを含んでいてもよく、

である。光学スプリッタにより第一の光信号を、実用的には、レーザ走査式プロジェクタ
に関する空間的に分離されたＮ個の仮想位置の１つ目からホログラフィックコンバイナへ
と方向転換させるステップであって、光学スプリッタによりそこから第一の光信号が方向
転換されるレーザ走査式プロジェクタに関する第一の仮想位置が光学スプリッタによって
第一の光信号が受け取られる第一の入射点により決定されるステップは、光学スプリッタ
によって第一の光信号を、実用的には、レーザ走査式プロジェクタに関する空間的に分離
されたＮ個の仮想位置の１つ目からホログラフィックコンバイナへと方向転換させるステ
ップを含んでいてもよく、光学スプリッタにより第一の光信号がそこから方向転換される
レーザ走査式プロジェクタに関する第一の仮想位置は、レーザ走査式プロジェクタに関す
る走査レンジθの第一のサブレンジφ_１により決定される。光学スプリッタにより第二の
入射点で第二の光信号を受け取るステップは、光学スプリッタにより、レーザ走査式プロ
ジェクタに関する走査レンジθのＮ個のサブレンジφ_ｉの２つ目φ_２に含まれる第二の入
射点で第二の光信号を受け取るステップを含んでいてもよい。光学スプリッタにより第二
の光信号を、実用的には、レーザ走査式プロジェクタに関する空間的に分離されたＮ個の
仮想位置の２つ目からホログラフィックコンバイナへと方向転換させるステップであって
、光学スプリッタによりそこから第二の光信号が方向転換されるレーザ走査式プロジェク
タに関する第二の仮想位置は、光学スプリッタによって第二の光信号が受け取られる第二
の入射点により決定されるステップは、光学スプリッタによって第二の光信号を、実用的
には、レーザ走査式プロジェクタに関する空間的に分離されたＮ個の仮想位置の２つ目か
らホログラフィックコンバイナへと方向転換させるステップを含んでいてもよく、光学ス
プリッタにより第二の光信号がそこから方向転換されるレーザ走査式プロジェクタに関す
る第二の仮想位置は、レーザ走査式プロジェクタに関する走査レンジθの第二のサブレン
ジφ_２により決定される。

第一の光信号をレーザ走査式プロジェクタにより生成するステップは、レーザ走査式プ
ロジェクタによりある画像の第一のインスタンスを生成するステップを含んでいてもよく
、画像の第一のインスタンスは少なくとも２つの画素を含む。

レーザ走査式プロジェクタにより第一の光信号を生成するステップは、レーザ走査式プ
ロジェクタによりある画像の第一の画素の第一のインスタンスを生成するステップを含ん
でいてもよい。

ウェアラブルヘッドアップディスプレイの動作方法であって、ウェアラブルヘッドアッ
プディスプレイがレーザ走査式プロジェクタと、光学スプリッタと、ウェアラブルヘッド
アップディスプレイが使用者の頭部に装着されたときに使用者の片眼の視野内に位置付け
られるホログラフィックコンバイナと、を含む方法は、レーザ走査式プロジェクタによっ
て光信号を生成するステップであって、光信号はレーザ走査式プロジェクタに関する２次
元走査レンジθのスイープに対応するステップと、光学スプリッタにより、レーザ走査式
プロジェクタに関する２次元走査レンジθのスイープに対応する光信号を受け取るステッ
プと、光学スプリッタにより光信号を、光学スプリッタでの入射点に基づいてＮ個の２次
元サブレンジφ_ｉに分離させるステップであって、Ｎは１より大きい整数であり、

であるステップと、光学スプリッタにより、光信号をホログラフィックコンバイナへと方
向転換させるステップと、ホログラフィックコンバイナにより各光信号を使用者の眼にお
ける、又はその付近のＮ個の射出瞳の１つに収束させるステップと、を含んでいてもよく
、ホログラフィックコンバイナによって光信号が収束される先のＮ個の射出瞳の特定の１
つは、光学スプリッタにより光信号が分離される特定の２次元サブレンジφ_ｉにより決定
されると要約されてもよい。ホログラフィックコンバイナは、少なくともＮ個の多重ホロ
グラムを含んでいてもよく、ホログラフィックコンバイナによって各光信号を使用者の眼
における、又はその付近のＮ個の射出瞳の１つに収束させるステップは、少なくともＮ個
の多重ホログラムの１つによってＮ個の射出瞳の１つに各光信号を収束させるステップを
含んでいてもよい。

図中、同じ参照番号は同様の要素又は動作を示す。図中の要素の大きさと相対位置は、
必ずしも正しい縮尺で描かれているとはかぎらない。例えば、各種の要素の形状と角度は
必ずしも正しい縮尺で描かれているとはかぎらず、これらの要素のいくつかは、図面を見
やすくするために任意で拡大され、位置付けられている。さらに、図の要素の特定の形状
は必ずしもその特定の要素の実際の形状に関するいかなる情報も提供することが意図され
ているとはかぎらず、図面の中で認識しやすいように選択されているにすぎない。

本願のシステム、機器、及び方法による、光学的に複製された複数の射出瞳で構成される大きいアイボックスを提供するウェアラブルヘッドアップディスプレイの一部切欠き斜視図である。 ウェアラブルヘッドアップディスプレイの説明図であり、本願のシステム、機器、及び方法による、射出瞳複製によるアイボックス拡張を目的とした動作中の光学スプリッタを示す。 図２Ａのウェアラブルヘッドアップディスプレイの説明図であり、本願のシステム、機器、及び方法による、レーザ走査式プロジェクタによる走査レンジθの第一のサブレンジφ_１のスイープ（例えば、走査レンジθの部分的スイープ）と、それに対応する、光学スプリッタによる第一の仮想位置からの光信号の方向転換を示す。 図２Ａ及び２Ｂのウェアラブルヘッドアップディスプレイの説明図であり、本願のシステム、機器、及び方法による、レーザ走査式プロジェクタによる走査レンジθの第二のサブレンジφ_２のスイープ（例えば、走査レンジθの部分的スイープ）と、それに対応する、光学スプリッタによる第二の仮想位置からの光信号の方向転換を示す。 図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃのウェアラブルヘッドアップディスプレイの説明図であり、本願のシステム、機器、及び方法による、レーザ走査式プロジェクタによる走査レンジθの第三のサブレンジφ_３のスイープ（例えば、走査レンジθの部分的スイープ）と、それに対応する、光学スプリッタによる第三の仮想位置からの光信号の方向転換を示す。 図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄのウェアラブルヘッドアップディスプレイの説明図であり、本願のシステム、機器、及び方法による、時間的に連続する射出瞳の複製と、同じ表示内容のそれぞれのインスタンスを相互に空間的に平行にそれぞれの射出瞳へと投射させることによるアイボックスの拡張を示す。 本願のシステム、機器、及び方法による、複製された（例えば、反復された）光信号の４つのインスタンスを収束させて、使用者の眼における、又はその付近の空間的に分離された４つの射出瞳を含む拡張されたアイボックスを形成するための例示的なホログラフィックコンバイナを２次元で示す説明図である。 本願のシステム、機器、及び方法による、レーザ走査式プロジェクタの走査レンジθを３つのサブレンジφ_１、φ_２、及びφ_３に分離させる、一例としての光学スプリッタの概略図である。 本願のシステム、機器、及び方法による、レーザ走査式プロジェクタの２次元走査レンジθを４つの２次元サブレンジφ_１、φ_２、φ_３、及びφ_４に分離させる、一例としての光学スプリッタの概略図である。 本願のシステム、機器、及び方法によるウェアラブルヘッドアップディスプレイの動作方法を示すフロー図である。 本願のシステム、機器、及び方法によるウェアラブルヘッドアップディスプレイの動作方法を示すフロー図である。

以下の説明の中で、特定の具体的詳細事項が、各種の実施形態を十分に理解できるよう
にするために示されている。しかしながら、当業者であれば、実施形態はこれらの具体的
な詳細事項の１つもしくは複数がなくても、又は他の方法、構成要素、材料その他でも実
施できることがわかるであろう。あるいはまた、携帯電子機器及び頭部装着機器に関連す
る周知の構造は、実施形態の説明を不必要に曖昧にすることがないように、詳しく図示又
は説明されていない。

文脈から別の解釈が必要な場合を除き、以下の明細書及び特許請求の範囲全体を通じて
、「～を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及びその変化形（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒ
ｉｓｉｎｇ）は非限定的で包括的な意味、すなわち「～を含むがこれに限定されない」と
解釈されるものとする。

本明細書全体を通じて「１つの実施形態」又は「ある実施形態」への言及は、特定の特
徴、構造、又は特性を１つ又は複数の実施形態においてあらゆる適当な方法で組み合わせ
てもよいことを意味する。

本明細書及び付属の特許請求の範囲の中で使用されるかぎり、単数形の冠詞（ａ、ａｎ
、ｔｈｅ）は、文脈上、明らかにそうでない場合を除き、複数の指示対象を含む。また、
「又は（ｏｒ）」という用語は一般に、文脈上、明らかにそうでない場合を除き、その最
も広い意味で、すなわち「及び／又は」を意味するものとして使用されている点にも留意
すべきである。

本明細書において提供されている見出し及び開示の要約は、便宜上設けられているにす
ぎず、実施形態の範囲又は意味を解釈しない。

本明細書に記載されている各種の実施形態は、レーザ走査に基づくウェアラブルヘッド
アップディスプレイ（ＷＨＵＤ）のアイボックス拡張のためのシステム、機器、及び方法
を提供する。一般に、レーザ走査に基づくＷＨＵＤは、レーザ走査式プロジェクタ（ＳＬ
Ｐ）が使用者の眼にラスタスキャンを描画する仮想網膜ディスプレイの形態である。さら
に別の方策がなければ、ＳＬＰはディスプレイの射出瞳と呼ばれる固定領域に光を投影す
る。使用者に表示内容が見えるようにするには、射出瞳は典型的に、使用者の眼の入射瞳
と整列し、それによって包囲され、又はそれと重複する必要がある。使用者にディスプレ
イのフル解像度及び／又は視野全体が見えるのは、ディスプレイの射出瞳が眼の入射瞳の
中に完全に含まれる時である。この理由で、レーザ走査に基づくＷＨＵＤは典型的に、使
用者の眼の入射瞳の予想される大きさと等しいか、それより小さい、比較的小さい射出瞳
（例えば、直径約４ｍｍ以下）を採用する。

レーザ走査に基づくＷＨＵＤのアイボックスは、使用者の眼における、又はその付近の
ディスプレイの射出瞳の幾何学により画定される。最大の表示解像度及び／又は視野を実
現するために小さい射出瞳を採用するレーザ走査式ＷＨＵＤには典型的に、アイボックス
が比較的小さいという欠点がある。例えば、射出瞳は使用者の眼の中心と整列されている
かもしれず、それによって使用者がまっすぐ前を見ているときには眼の瞳孔は「アイボッ
クス内」にあるが、使用者が中心以外のどこかをちらりと見ると、眼の瞳孔は急にアイボ
ックスから出るかもしれない。より大きいアイボックスは、射出瞳の大きさを増大させる
ことによって実現されるかもしれないが、典型的には、それと引き換えに表示の解像度及
び／又は視野が低下、縮小する。本願のシステム、機器、及び方法によれば、レーザ走査
に基づくＷＨＵＤのアイボックスは、比較的小さい射出瞳を光学的に複製又は反復し、射
出瞳の複数のコピー又はインスタンスを、１つの射出瞳そのものの面積と比較して、使用
者の眼の比較的より大きい面積にわたり空間的に分散させることによって拡張されてもよ
い。このようにして、ディスプレイの射出瞳の少なくとも１つの完全なインスタンス（１
つのインスタンス全体か、複数のインスタンスのそれぞれの部分の組合せの何れか）が、
使用者のある視線方向範囲に対応する、ある眼位置範囲の各々に関する眼の瞳孔の周辺の
内側に含められるかもしれない。換言すれば、本願のシステム、機器、及び方法は、レー
ザ走査に基づくＷＨＵＤにおける射出瞳複製によるアイボックス拡張を説明する。

本明細書及び付属の特許請求の範囲の全体を通じて、「複製」という用語は一般に、実
質的に同じ物（例えば、射出瞳）の複数のインスタンスが生成される状況を指すために（
例えば、「射出瞳複製」という文脈の中で）使用される。「射出瞳複製」という用語は一
般に、射出瞳の同時の（例えば、時間的に平行する）インスタンスを生成する手法のほか
、射出瞳の連続的な（例えば、時間的に逐次的の、又は「反復される」）インスタンスを
生成する手法を包含することが意図される。多くの例において、本願のシステム、機器、
及び方法は、射出瞳の反復又は連続的な射出瞳のタイリングにより射出瞳複製を提供する
。特定の文脈から別の解釈が必要な場合を除き、本明細書における「射出瞳複製」への言
及は、射出瞳の反復による射出瞳複製を含む。

図１は、本願のシステム、機器、及び方法による、光学的に複製された複数の射出瞳で
構成される大きいアイボックスを提供するＷＨＵＤ１００の一部切欠き斜視図である。Ｗ
ＨＵＤ１００は支持構造１１０を含み、これは使用時に使用者の頭部に装着され、眼鏡（
例えばサングラス）のフレームの全体的形状と外観を有する。支持構造１１０は複数の構
成要素を担持し、それにはＳＬＰ１２０、ホログラフィックコンバイナ１３０、及び光学
スプリッタ１５０が含まれる。ＳＬＰ１２０と光学スプリッタ１５０の一部は、支持構造
１１０の内側空間の中に収容されていてもよいが、図１は一部切欠き図を提供しており、
支持構造１１０の領域が取り除かれて、ＳＬＰ１２０と光学スプリッタ１５０の、本来で
あれば隠れているかもしれない部分が見えるようになっている。

本明細書及び付属の特許請求の範囲の全体を通じて、「担持する（ｃａｒｒｉｅｓ）」
という用語とその変化形「～によって担持される（ｃａｒｒｉｅｄ ｂｙ）」は一般に、
２つの物体間の物理的連結を指すために使用される。物理的連結は、直接的な物理的連結
（すなわち、２つの物体間の直接的な物理的接触がある）でも、１つ又は複数の別の物体
を介しているかもしれない間接的な物理的連結でもよい。それゆえ、担持するという用語
と「～によって担持される」という変化形は、あらゆる方法による直接的及び間接的物理
的連結を概して包含するものであり、これには「～の上に担持される」、「～の中に担持
される」、「～に物理的に連結される」、及び／又は「～によって支持される」ことが含
まれるがこれらに限定されず、それらの間に何れの数の中間的な物理的物体があってもな
くてもよい。

ＳＬＰ１２０は、複数のレーザダイオード（例えば、赤色レーザダイオード、緑色レー
ザダイオード、及び／又は青色レーザダイオード）と、少なくとも１つの走査ミラー（例
えば、１つの２次元走査ミラー又は２つの１次元走査ミラーであり、これは例えばＭＥＭ
Ｓ型でもピエゾ型でもよい）を含んでいてもよい。ＳＬＰ１２０は、プロセッサにより実
行されたときに、プロセッサにＳＬＰ１２０の動作を制御させるようなプロセッサ実行可
能データ及び／又は命令を記憶したプロセッサ及び非一時的プロセッサ読取り可能記憶媒
体もしくはメモリに通信可能に連結されてもよい（及び支持構造１１０がさらにこれを担
持してもよい）。説明しやすくするために、図１において、プロセッサ又はメモリは引き
出し線で示されていない。

ホログラフィックコンバイナ１３０は、支持構造１１０が使用者の頭部に装着されたと
きに、使用者の少なくとも片眼の視野内に位置付けられる。ホログラフィックコンバイナ
１３０は、使用者の環境からの光（すなわち、「環境光」）が使用者の眼へと透過できる
のに十分な光学的透過性を有する。図１に示される例において、支持構造１１０はさらに
、透明な眼鏡レンズ１４０（例えば、処方眼鏡レンズ）を担持し、ホログラフィックコン
バイナ１３０は少なくとも１層のホログラフィック材料を含み、これは眼鏡レンズ１４０
に接着され、固定され、それと積層され、その中もしくは上に担持され、又はそれ以外に
それと一体化される。少なくとも１層のホログラフィック材料は、Ｂａｙｅｒ Ｍａｔｅ
ｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧから入手可能なＢａｙｆｏｌ（登録商標）ＨＸ又はハロゲ
ン化銀組成物等のフォトポリマフィルムを含んでいてもよく、例えば米国仮特許出願第６
２／２１４，６００号明細書に記載されている技術の何れを使って透明レンズ１４０と一
体化されてもよい。ホログラフィックコンバイナ１３０は、少なくとも１層のホログラフ
ィック材料の中又は上に少なくとも１つのホログラムを含む。支持構造１１０が使用者の
頭部に装着されたときにホログラフィックコンバイナ１３０が使用者の片眼の視野の中に
位置付けられた状態で、ホログラフィックコンバイナ１３０の少なくとも１つのホログラ
ムは、ＳＬＰ１２０から発せられた光を使用者の眼に向かって方向転換させるように位置
付けられ、方向付けられる。特に、少なくとも１つのホログラムは、ＳＬＰ１２０から発
せられる光信号を受け取り、これらの光信号を使用者の眼における、又はその付近の少な
くとも１つの射出瞳に収束させるように位置付けられ、方向付けられる。

光学スプリッタ１５０は、ＳＬＰ１２０とホログラフィックコンバイナ１３０との間の
光路内に位置付けられる。光学スプリッタ１５０は少なくとも１つの光学素子（例えば、
少なくとも１つのレンズ、反射板、部分反射板、プリズム、回折板、回折格子、ミラー、
もしくはその他の光学素子、又はそれらの少なくとも１つの構成、組合せ、及び／又は配
置）を含み、これはＳＬＰ１２０により生成され、出力された光信号を受け取り、このよ
うな光信号の各々を、実用的には、ＳＬＰ１２０に関する空間的に分離された複数（例え
ばＮ個であり、Ｎは１より大きい整数である）の「仮想位置」の１つからホログラフィッ
クコンバイナ１３０へと方向転換させるように配置される。有利な点として、光学スプリ
ッタ１５０はスタティック且つパッシブなコンポーネントであり、これは、電力消費も他
の移動部品も必要とせずに（その中又はその上の第一の入射点において）ＳＬＰ１２０に
より生成された第一の光信号を受け取り、第一の光信号を、（遡る間に光学スプリッタ１
５０が無視されれば）ＳＬＰ１２０に関する空間的に分離されたＮ個の仮想位置の１つま
で遡る光路に沿ってホログラフィックコンバイナ１３０へと送り／方向転換させる。光学
スプリッタ１５０によって第一の光信号がそこから方向転換されるＳＬＰ１２０に関する
空間的に分離されたＮ個の仮想位置の特定の１つは、第一の光信号が光学スプリッタ１５
０によって受け取られる第一の入射点により決定される。換言すれば、ホログラフィック
コンバイナ１３０から見れば、光学スプリッタ１５０により、ＳＬＰ１２０により生成さ
れた少なくともいくつかの光信号は、ＳＬＰ１２０の実際の位置からではなく、ＳＬＰ１
２０に関する空間的に分離されたＮ個の「仮想位置」から発せられている（すなわち、「
実用的には」、発せられている）ように見える。

本明細書及び付属の特許請求の範囲の全体を通じて、「ＳＬＰに関する空間的に分離さ
れたＮ個の仮想位置」のように、１つ又は複数の「仮想位置」に頻繁に言及する。ある物
体の「実際の位置」は、現実の３次元空間におけるその実際の位置である。ある物体の「
仮想位置」は、あるシステムの光学系によって、その物体からの光が、その物体の実際の
位置は別の場所であったとしても、実用的には発せられている実際の空間内の位置である
。換言すれば、そのシステムの光学系により、物体からの光は、遡っている間にそのシス
テムの光学系が無視されれば、物体の空間内の「実際の位置」から空間的に離れた「仮想
位置」へと遡る光路をたどる。単純な例として、平面ミラーの正面にある物体には、平面
ミラーの反対側に「仮想位置」がある。「仮想位置」は、光路内に１つ又は複数の光学素
子が介在する結果であってもよい。１つ又は複数の光学素子がＳＬＰからの光信号を方向
転換させるとき、ＳＬＰの仮想位置は、同じ軌道を有する光信号を、介在する光学素子が
ない状態で提供するためにＳＬＰを配置する必要のある実際の空間内の位置を指す。シス
テムの光学系により、光信号は、システム内にそのような光学系がない場合には異なる出
発点に対応することになる軌道をたどる。光信号は、「実用的には」、ＳＬＰに関する別
の、すなわち「仮想の」位置から発せられているように見える。

図２Ａは、ＷＨＵＤ２００の説明図であり、本願によるシステム、機器、及び方法によ
る、射出瞳複製によってアイボックスを拡張することを目的とした動作中の光学スプリッ
タ２５０を示している。ＷＨＵＤ２００は、図１のＷＨＵＤ１００と実質的に同様である
が、図２Ａでは、複雑さを軽減するために、支持構造（例えば、支持構造１１０）が示さ
れていない。ＷＨＵＤ１００と同様に、ＷＨＵＤ２００はＳＬＰ２２０（これはＲＧＢレ
ーザモジュール２２１と、少なくとも１つのＭＥＭＳ型走査ミラー２２２を含む）と、眼
鏡レンズ２４０より担持されるホログラフィックコンバイナ２３０と、光学スプリッタ２
５０と、を含む。前述のように、ホログラフィックコンバイナ２３０と眼鏡レンズ２４０
の組合せは、環境光２９５が使用者の眼２９０へと通過するのに十分な透過性を有する。

ＳＬＰ２２０はホログラフィックコンバイナ２３０に関する位置２６０（すなわち「実
際の」位置）にあり、ある集合の光信号２７０を生成する（例えば、投射する）ように示
されている。光信号２７０は、ＳＬＰ２２０による走査レンジ（例えば、２次元走査レン
ジであり、図２Ａの図では１つの次元しか見えていない）θの第一のスイープに対応し、
まとめて、例えばＳＬＰ２２０による第一の画像、又はビデオの第一のフレーム、又は概
して表示内容の第一のフレームのＷＨＵＤ２００のための投射を表していてもよい。

光学スプリッタ２５０は、ＳＬＰ２２０とホログラフィックコンバイナ２３０との間の
光路内に位置付けられ、それによって光学スプリッタ２５０はＳＬＰ２２０からホログラ
フィックコンバイナ２３０までの途中で光信号２７０を遮る（例えば、受け取る）。前述
のように、光学スプリッタ２５０は少なくとも１つの光学素子（例えば、少なくとも１つ
のレンズ、反射板、部分反射板、プリズム、回折板、回折格子、ミラー、もしくはその他
の光学素子、又はそれらの少なくとも１つの構成、組合せ、及び／又は配置）を含み、こ
れは光信号２７０を、実用的には、ＳＬＰ２２０に関する空間的に分離されたＮ個の仮想
位置２６１、２６２、及び２６３からホログラフィックコンバイナ２３０へと方向転換さ
せるように配置される。特に、光学スプリッタ２５０は、光信号２７０をＮ個のグループ
、集合、範囲、又は「サブレンジ」に分離、分裂、分岐、分散、又は概して「分割」して
、光信号２７０の各サブレンジを、実用的には、ＳＬＰ２２０に関する空間的に分離され
たＮ個の仮想位置２６１、２６２、及び２６３のそれぞれ１つから発せられている光路の
それぞれの範囲（又はサブレンジ）に沿って方向転換させる。

動作中、ＳＬＰ２２０の走査ミラー２２２は、変調された光信号２７０をある方向及び
／又は角度範囲（又は範囲の組合せ）を投射、案内し、方向付け、又は概して「スイープ
」することにより、表示画像を画定する。図２Ａでは、簡潔にするために１つの走査ミラ
ー２２２だけが示されているが、代替的実施態様では２つ又はそれ以上の走査ミラーの配
置を利用してもよい。ＳＬＰ２２０（例えば、ＳＬＰ２２０の少なくとも１つの走査ミラ
ー２２２）が光信号２７０を投射するのに動作できる、利用可能な方向及び／又は角度の
範囲全体は、本明細書において概して「走査レンジ」と呼び、図２Ａにおいて記号θで示
す。本明細書及び付属の特許請求の範囲の全体を通じて、記号θは、ＳＬＰ（例えば、Ｓ
ＬＰ２２０）の走査レンジ（例えば、２次元走査レンジ）を表すために使用され、ＳＬＰ
が通常の使用中に光信号を出力するように動作可能な、すべての利用可能な方向及び／又
は角度を含む。ＳＬＰにより投射される具体的な表示内容に応じて（例えば、レーザモジ
ュール２２１の具体的な変調パターンに応じて）、走査レンジθの中の何れの特定の方向
及び／又は角度が何れの特定の時点での何れの特定の光信号（例えば、赤色光信号、緑色
光信号、青色光信号、そのあらゆる組合せ、又は光信号が全くないこと）に対応してもよ
い。ＳＬＰ２２０の走査レンジθの１つの「スイープ」で、１つの投射画像、又は投射ビ
デオもしくはアニメーションの１つのフレーム、又は概して表示内容の１フレームが生成
され、表示内容の構成はそのスイープ中のレーザモジュール２２１の変調パターンに依存
する。本明細書に記載のＳＬＰは一般に、ラスタスキャンを描画するように動作可能であ
り、「走査レンジ」は一般に、ＳＬＰが描画するように動作できるラスタスキャン全体の
外周を包含する。これは例えば、２つの直交する次元において走査するように動作可能な
１つの走査ミラー又は、各々が２つの直交する次元のうちのそれぞれ一方において走査す
るように動作可能な２つの別々の走査ミラーを使用するＳＬＰにより実現されてもよい。

ＳＬＰの２次元走査レンジθは、ＳＬＰが通常の使用中に出力するように動作可能な第
一の次元（例えば水平次元）における光信号のすべての利用可能な方向及び／又は角度に
対応する第一の次元における走査レンジΩと、ＳＬＰが通常の使用中に出力するように動
作可能な第二の次元（例えば、垂直次元）における光信号のすべての利用可能な方向及び
／又は角度に対応する第二の次元における走査レンジΨに分割されてもよい。一般に、０
°＜Ω＜１８０°及び０°＜Ψ＜１８０°であるが、現実に、ΩとΨは各々、より狭い範
囲内、例えば１０°＜Ω＜６０°、及び１０°＜Ψ＜６０°であってもよい。Ω及びΨの
相対値は、ＷＨＵＤのアスペクト比に影響を与える。換言すれば、２次元走査レンジθは
、第一の１次元成分Ωと第二の（例えば、直交する）１次元成分Ψから、θ＝Ω×Ψのよ
うに構成されてもよい。一般に、ＳＬＰによる１つの次元における走査レンジの１つの「
スイープ」は、その走査レンジに関連する次元における光信号のすべての利用可能な方向
／角度に対応するすべての向き又は構成を通じて移動するＳＬＰの走査ミラーの１つのイ
ンスタンスを指す。したがって、ＳＬＰによる第一の次元における走査レンジΩのスイー
プは、その第一の次元における光信号について利用可能なすべての方向／角度に対応する
すべての向き又は構成を通じたスイープ（例えば、ＳＬＰの少なくとも１つの走査ミラー
による）に対応し、したがって、ＳＬＰによる第二の次元における走査レンジΨのスイー
プは、その第二の次元における光信号について利用可能なすべての方向／角度に対応する
すべての向き又は構成を通じたスイープ（例えば、ＳＬＰの少なくとも１つの走査ミラー
による）に対応する。しかしながら、２次元走査レンジΨのスイープには、それぞれ第一
及び第二の次元の各々における走査レンジΩ及びΨの複数のスイープが含まれていてもよ
い。ＳＬＰの一般的動作モードは、第二の次元（例えば、垂直次元）における走査レンジ
Ψのスイープに沿った個別のステップ又は位置において、第一の次元（例えば、水平次元
）における走査レンジΩのそれぞれのスイープを実行することである。光信号が実際に何
れかの方向／角度で投射されるか否かは、その時点で投射される特定の表示内容の変調パ
ターンに依存する。

図２Ａに戻ると、光学スプリッタ２５０は少なくとも１つの光学素子を含み、これは、
ＳＬＰ２２０による走査レンジθのスイープに対応する光信号２７０を受け取り、この光
信号を、光学スプリッタ２５０における各々の光信号２７０の入射点に基づいてＮ個のサ
ブレンジφ_ｉに分離させ、

であり、この光信号を、実用的には、ＳＬＰ２２０に関する空間的に分離されたＮ個の仮
想位置２６１、２６２、及び２６３の各々からホログラフィックコンバイナ２３０へと方
向転換させるように配置される。Ｎ個のサブレンジφ_ｉの各々は、ＳＬＰ２２０に関する
空間的に分離されたＮ個の仮想位置２６１、２６２、及び２６３のそれぞれ１つに対応し
てもよい。走査レンジθのスイープにおける各光信号２７０が光学スプリッタ２５０によ
りそこから方向転換されるＳＬＰ２２０に関するＮ個の仮想位置２６１、２６２、及び２
６３の特定の１つは、光信号２７０が対応するＮ個のサブレンジφ_ｉの特定の１つにより
決定される。図の例を見ると、Ｎ＝３のサブレンジ（例えば、それぞれφ_１、φ_２、及び
φ_３であるが、複雑さを軽減するために、個別には引出し線で示されていない）であり、
各サブレンジはそれぞれの集合の光信号２７１、２７２、及び２７３を含み、これらが合
同で光信号２７０を構成する。すなわち、光学スプリッタ２５０は光信号２７０を、光信
号２７１（破線で示される）を含む第一のサブレンジφ_１と、光信号２７２（実線で示さ
れる）を含む第二のサブレンジφ_２と、光信号２７３（点線で示される）を含む第三のサ
ブレンジφ_３に分割し、又は分離させる。光学スプリッタ２５０は光信号を、第一の光信
号２７１が実用的には、第一の仮想位置２６１から発せられ、第二の光信号２７２が実用
的には、第二の仮想位置２６２から発せられ、第三の光信号２７３が実用的には、第三の
仮想位置２６３から発せられるように方向転換させる。第一の光信号２７１、第二の光信
号２７２、及び第三の光信号２７３のそれぞれ１つに対応するＮ＝３個のサブレンジφ_１
、φ_２、及びφ_３の連続する個々の１つは、それぞれ図２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄに示されて
いる。

ＳＬＰ２２０に関するＮ＝３個の仮想位置２６１、２６２、及び２６３の各々は、ＳＬ
Ｐ２２０に関する実際の位置２６０から空間的に離れているため、ＳＬＰ２２０に関する
仮想位置２６１、２６２、及び２６３（それぞれ、第一の光信号２７１、第二の光信号２
７２、及び第三の光信号２７３に対応する）の各々とホログラフィックコンバイナ２３０
との間の光路は、ＳＬＰ２２０に関する実際の位置２６０とホログラフィックコンバイナ
２３０との間の光路と異なる。例えば、光信号２７１の光路は光信号２７２の光路と異な
り、光信号２７３の光路は光信号２７１と光信号２７２の両方の光路と異なる。有利な点
として、ＳＬＰ２２０に関するＮ＝３個の仮想位置２６１、２６２、及び２６３の各々は
、ＳＬＰ２２０のそれぞれの位置及び向きに対応していてもよい。換言すれば、ＳＬＰ２
２０に関するＮ＝３個の仮想位置２６１、２６２、及び２６３の残りのそれぞれに関して
、仮想位置２６１、２６２、及び２６３の各々１つは、ＳＬＰ２２０のそれぞれの変位と
回転に対応していてもよい。これは、当業者には明白であるとおり、図２ＡのＳＬＰ２２
０に関するＮ＝３個の仮想位置２６１、２６２、及び２６３の各々を接続する線が曲線に
なるＷＨＵＤ２００に当てはまる。

前述のように、ホログラフィックコンバイナ２３０は少なくとも１つのホログラムを含
み、これは光学スプリッタ２５０から受け取った光信号２７０を使用者の眼２９０へと方
向転換させるように動作可能である（例えば、設計され、製作され、エンコードされ、記
録され、及び／又は一般に位置付け、方向付けられる）。図の実施態様において、ホログ
ラフィックコンバイナ２３０の少なくとも１つのホログラムは、光信号２７１、２７２、
及び２７３のそれぞれ１つを眼２９０における、又はその付近のＮ＝３個の射出瞳２８１
、２８２、及び２８３のそれぞれ１つに収束させる。ホログラフィックコンバイナ２３０
により光信号が収束される先の特定の射出瞳２８１、２８２、及び２８３は、光学スプリ
ッタ２５０によって光信号がそこから方向転換されるＳＬＰ２２０に関する特定の仮想位
置２６１、２６２、及び２６３に依存する（例えば、それによって決定される）。それゆ
え、光学スプリッタ２５０は光信号２７０をＮ＝３個の群（光信号２７１、２７２、及び
２７３）又はサブレンジ（φ_１、φ_２、及びφ_３）に分割し、各群又はサブレンジをホロ
グラフィックコンバイナ２３０へと、各群又はサブレンジがホログラフィックコンバイナ
２３０によって眼２９０における空間的に分離されたＮ＝３個の射出瞳２８１、２８２、
及び２８３のそれぞれ１つに収束される方法で（例えば、実用的には、このよう仮想位置
から）方向転換させる。ＷＨＵＤ２００のアイボックス２８０の全体は、空間的に分離さ
れた３つの射出瞳２８１、２８２、及び２８３のすべてを包含する。光学スプリッタ２５
０が存在しないと、ＷＨＵＤ２００のアイボックス２８０の全体は、１つの射出瞳（例え
ば、２８２）から構成されることになる。光学スプリッタ２５０は、ＳＬＰ２２０の走査
レンジθをＮ＝３個のサブレンジφ_ｉに細分（すなわち「分割」）し、それに対応して、
眼２９０における、より大きい空間面積にわたり１つの射出瞳（例えば、２８２）をＮ＝
３個の射出瞳２８１、２８２、及び２８３として複製し、又は反復させることにより、Ｗ
ＨＵＤ２００のアイボックス２８０を拡張する。後でさらに詳しく説明するように、各射
出瞳２８１、２８２、及び２８３において同じ表示内容を複製するために、ＳＬＰ２２０
は走査レンジθのスイープの中で名目上同じ表示内容をＮ回再変調してもよく（例えば、
名目上同じ変調パターンのＮ個のインスタンスとして反復される）、それぞれの変調（例
えば、Ｎ個のインスタンスの各々１つ）は、走査レンジθのＮ個のサブレンジφ_ｉのそれ
ぞれ１つに対応する。Ｎ＝３個のサブレンジφ_１、φ_２、及びφ_３とＮ＝３個の射出瞳２
８１、２８２、及び２８３は、図２Ａにおいて、説明的な例として使用されているにすぎ
ない。当業者であれば、代替的実施態様において、Ｎは１より大きい他の何れの整数、例
えばＮ＝２、４、５、６等であってもよいことがわかるであろう。

一般に、ＳＬＰ２２０による走査レンジθのスイープは、Ｎ個より多い（例えば、何十
倍、何百倍、何千倍、又はそれ以上のように大幅に多い）光信号を含んでいてもよい。こ
のようなスイープでは、光学スプリッタ２５０の少なくとも１つの光学素子は、ＳＬＰ２
２０により生成される少なくともＮ個の光信号を受け取って、少なくともＮ個の光信号を
、実用的には、ＳＬＰ２２０に関する空間的に分離されたＮ個の仮想位置のそれぞれ１つ
からホログラフィックコンバイナ２３０へと方向転換させるように配置されてもよい。こ
の場合、Ｎ個の光信号の各々１つは、走査レンジθのＮ個のサブレンジφ_ｉのそれぞれ１
つの中にある。すなわち、Ｎ個の光信号の１つ目はＮ個のサブレンジの１つ目φ_１（例え
ば、光信号２７１の１つ）の中にあり、光学スプリッタ２５０により、実用的には、ＳＬ
Ｐ２２０に関する第一の仮想位置２６１から発せられるように方向転換され、Ｎ個の光信
号の２つ目はＮ個のサブレンジの２つ目φ_２（例えば、光信号２７２の１つ）の中にあり
、光学スプリッタ２５０により、実用的には、ＳＬＰ２２０に関する第二の仮想位置２６
２から発せられるように方向転換され、Ｎ個の光信号のうちの３つ目は、Ｎ個のサブレン
ジの３つ目φ_３（例えば、光信号２７３の１つ）の中にあり、光学スプリッタ２５０によ
り、実用的には、ＳＬＰ２２０に関する第三の仮想位置２６３から発せられるように方向
転換され、具体的な実施態様に応じて（例えば、Ｎ個すべて）これが繰り返される。光学
スプリッタ２５０によりＮ個の信号の各々１つがそこから方向転換されるＳＬＰ２２０に
関する特定の仮想位置２６１、２６２、及び２６３は、光学スプリッタ２５０により各光
信号が受け取られた特定の入射点に依存する（例えば、それによって決定される）。ホロ
グラフィックコンバイナ２３０は、光学スプリッタ２５０からＮ個の光信号を受け取り、
Ｎ個の光信号の各々１つを眼２９０における、又はその付近の空間的に分離されたそれぞ
れの射出瞳２８１、２８２、及び２８３に収束させる。この例において、Ｎ個の信号には
、例えば同じ画像のＮ個の異なるインスタンス（すなわち、少なくとも２つの画素を含む
同じ画像のＮ個の反復又は複製されるインスタンス）を含んでいてもよく、又はＮ個の光
信号は例えば、ある画像の同じ画素のＮ個の異なるインスタンス（例えば、同じ画像の中
の同じ画素のＮ個の反復又は複製されるインスタンス）を含んでいてもよい。

図２Ａは、ＳＬＰ２２０による走査レンジ（例えば、２次元走査レンジであり、図２Ａ
では１つの次元だけが見える）θのスイープの説明的な例を示している。前述のように、
図２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄはそれぞれ、図２ＡのＳＬＰ２２０の走査レンジθのスイープを
構成するＮ＝３個のサブレンジφ_１、φ_２、及びφ_３の連続する１つずつを示している。

図２Ｂは、図２ＡのＷＨＵＤ２００の説明図であり、本願のシステム、機器、及び方法
による、ＳＬＰ２２０による走査レンジθの第一のサブレンジφ_１のスイープ（例えば、
走査レンジθの部分的スイープ）と、それに対応する、光学スプリッタ２５０による第一
の仮想位置２６１からの光信号２７１の方向転換を示している。図の例において、第一の
サブレンジφ_１は走査レンジθの最初の３分の１にわたってＳＬＰ２２０により生成され
た光信号２７１（図２Ｂ及び図２Ａの両方において破線で示される）に対応しており、し
たがって、φ_１＝θ／３である。第一のサブレンジφ_１の光信号２７１の方向及び／又は
角度の範囲について、光学スプリッタ２５０は、第一の入射点範囲内の各種の入射点で光
信号２７１を受け取る。少なくとも一部に、第一の入射点範囲内の入射点の位置／場所に
基づいて、光学スプリッタ２５０は光信号２７１を、実用的には、ＳＬＰ２２０に関する
第一の仮想位置２６１からホログラフィックコンバイナ２３０へと方向転換させる。ホロ
グラフィックコンバイナ２３０は、光学スプリッタ２５０から第一のサブレンジφ_１の中
の光信号２７１を受け取り、光信号２７１を眼２９０における、又はその付近の第一の射
出瞳２８１に収束させる。

図２Ｃは、図２Ａ及び図２ＢのＷＨＵＤ２００の説明図であり、本願のシステム、機器
、及び方法による、ＳＬＰ２２０による走査レンジθの第二のサブレンジφ_２のスイープ
（例えば、走査レンジθの部分的スイープ）と、それに対応する、光学スプリッタ２５０
による第二の仮想位置２６２からの光信号２７２の方向転換を示している。図の例におい
て、第二のサブレンジφ_２は走査レンジθの２つ目の３分の１にわたってＳＬＰ２２０に
より生成された光信号２７２（図２Ｃ及び図２Ａの両方において実線で示される）に対応
しており、したがって、φ_２＝θ／３である。第二のサブレンジφ_２の光信号２７２の方
向及び／又は角度の範囲について、光学スプリッタ２５０は、第二の入射点範囲内の各種
の入射点で光信号２７２を受け取る。少なくとも一部に、第二の入射点範囲内の入射点の
位置／場所に基づいて、光学スプリッタ２５０は光信号２７２を、実用的には、ＳＬＰ２
２０に関する第二の仮想位置２６２からホログラフィックコンバイナ２３０へと方向転換
させる。ホログラフィックコンバイナ２３０は、光学スプリッタ２５０から第二のサブレ
ンジφ_２の中の光信号２７２を受け取り、光信号２７２を眼２９０における、又はその付
近の第二の射出瞳２８２に収束させる。第二の仮想位置２６２は第一の仮想位置２６１か
ら空間的に離れているため、第二の射出瞳２８２は、眼２９０における、又はその付近の
第一の射出瞳２８１から空間的に分離されている。

図２Ｄは、図２Ａ、２Ｂ、及び２ＣのＷＨＵＤ２００の説明図であり、本願のシステム
、機器、及び方法による、ＳＬＰ２２０による走査レンジθの第三のサブレンジφ_３のス
イープ（例えば、走査レンジθの部分的スイープ）と、それに対応する、光学スプリッタ
２５０による第三の仮想位置２６３からの光信号２７３の方向転換を示している。図の例
において、第三のサブレンジφ_３は走査レンジθの３つ目の３分の１にわたってＳＬＰ２
２０により生成された光信号２７３（図２Ｄ及び図２Ａの両方において点線で示される）
に対応しており、したがって、φ_３＝θ／３である。第三のサブレンジφ_３の光信号２７
３の方向及び／又は角度の範囲について、光学スプリッタ２５０は、第三の入射点範囲内
の各種の入射点で光信号２７３を受け取る。少なくとも一部に、第三の入射点範囲内の入
射点の位置／場所に基づいて、光学スプリッタ２５０は光信号２７３を、実用的には、Ｓ
ＬＰ２２０に関する第三の仮想位置２６３からホログラフィックコンバイナ２３０へと方
向転換させる。ホログラフィックコンバイナ２３０は、光学スプリッタ２５０から第三の
サブレンジφ_３の中の光信号２７３を受け取り、光信号２７３を眼２９０における、又は
その付近の第三の射出瞳２８３に収束させる。第三の仮想位置２６３は第一の仮想位置２
６１及び第二の仮想位置２６２の両方から空間的に離れているため、第三の射出瞳２８３
は、眼２９０における、又はその付近の第一の射出瞳２８１及び第二の射出瞳２８２の両
方から空間的に分離されている。

本明細書及び付属の特許請求の範囲の全体を通じて、光学スプリッタにおける１つ又は
複数の光信号の「入射点」にしばしば言及される。具体的な文脈により別の解釈が必要な
場合を除き、光学スプリッタにおける「入射点」とは一般に、光信号が光学スプリッタに
衝突し、及び／又はそれと最初に相互作用し、及び／又はそれによって最初に影響を受け
る光学スプリッタ上の（例えば、その外面の）、又はその中の（例えば、その内側空間内
の）位置又は場所を指す。例えば、本明細書に記載されている光学スプリッタは、１つ又
は複数の光学素子、例えば光学素子の配置を含んでいてもよく、光学スプリッタにおける
光信号の「入射点」とは、光信号が光学素子の配置の中のある光学素子に最初に衝突する
位置又は場所（例えば、空間的「点」）を指してもよい。「点」という用語は、この文脈
において、特定の空間位置及び／又は場所を有する一般的な領域を指すように大まかに使
用されており、入射点における光信号のスポットサイズとスポット形状に応じて、いくつ
かの寸法的属性（例えば、有限の長さ、面積、又は体積）を含んでいてもよい。換言すれ
ば、この文脈における「点」という用語は、空間内の寸法を持たない点という数学的観念
に限定されないことが意図される。

図２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄに示される例において、サブレンジφ_１、φ_２、及びφ_３の各
々は、走査レンジθのそれぞれの等しい部分（例えば、３分の１ずつ）に対応する。光学
スプリッタ２５０は、ＳＬＰ２２０による走査レンジθのスイープからの光信号２７０を
Ｎ＝３個の等しい大きさのサブレンジに分離させ、又は「分割」し、すなわち、光信号２
７１（図２Ｂ）は第一のサブレンジφ_１＝θ／３に対応し、光信号２７２（図２Ｃ）は第
二のサブレンジφ_２＝θ／３に対応し、光信号２７３（図２Ｄ）は第三のサブレンジφ_３
＝θ／３に対応する。すなわち、走査レンジθの第一のサブレンジφ_１＝θ／３の中でＳ
ＬＰ２２０により投射される光信号２７１のすべての方向及び／又は角度に対応する光学
スプリッタ２５０における第一の入射点範囲について、光学スプリッタ２５０の少なくと
も１つの光学素子は、光信号２７１を受け取り、（それ自体で、又は他の光学素子と共に
）光信号２７１を、実用的には、ＳＬＰ２２０の第一の仮想位置２６１からホログラフィ
ックコンバイナ２３０へと方向転換させ、走査レンジθの第二のサブレンジφ_２＝θ／３
の中でＳＬＰ２２０により投射される光信号２７２のすべての方向及び／又は角度に対応
する光学スプリッタ２５０における第二の入射点範囲について、光学スプリッタ２５０の
少なくとも１つの光学素子は、光信号２７２を受け取り、（それ自体で、又は他の光学素
子と共に）光信号２７２を、実用的には、ＳＬＰ２２０の第二の仮想位置２６２からホロ
グラフィックコンバイナ２３０へと方向転換させ、走査レンジθの第三のサブレンジφ_３
＝θ／３の中でＳＬＰ２２０により投射される光信号２７３のすべての方向及び／又は角
度に対応する光学スプリッタ２５０における第三の入射点範囲について、光学スプリッタ
２５０の少なくとも１つの光学素子は、光信号２７３を受け取り、（それ自体で、又は他
の光学素子と共に）光信号２７３を、実用的には、ＳＬＰ２２０の第三の仮想位置２６３
からホログラフィックコンバイナ２３０へと方向転換させる。ＷＨＵＤ２００のＮ＝３個
のサブレンジφ_１、φ_２、及びφ_３の各々は、説明の目的でのみ、走査レンジθのそれぞ
れの等しい部分（例えば、３分の１ずつ）に対応している。当業者であれば、光学スプリ
ッタの代替的実施態様（及び／又は光学スプリッタを利用するＷＨＵＤの代替的実施態様
）は何れの数のＮ個のサブレンジφ_ｉを含んでいてもよく、サブレンジφ_ｉは等しい大き
さであってもそうでなくてもよいことが分かるであろう。少なくとも２つのサブレンジφ
_ｉは同じ大きさであってもよく、及び／又は少なくとも２つのサブレンジφ_ｉは異なるそ
れぞれの大きさであってもよい。例えば、希望に応じて、Ｎ＝３の光学スプリッタは、光
信号をφ_１＝θ／６、φ_２＝２（θ／３）、及びφ_３＝θ／６の３つのサブレンジφ_１、
φ_２、及びφ_３に分割してもよい。

前述のように、各サブレンジφ_ｉにわたり、ＳＬＰ２２０は光信号の名目上同じパター
ン又は配置を再変調してもよい。以下にその例を説明する。

ＳＬＰ２２０による走査レンジθのスイープについて、ＳＬＰ２２０は光信号２７０を
生成してもよい。光信号２７０は、第一の光信号２７１、第二の光信号２７２、及び第三
の光信号２７３を含んでいてもよい。

走査レンジθの第一のサブレンジφ_１にわたり、ＳＬＰ２２０は第一の光信号２７１を
生成してもよく、第一の光信号２７１は、第一の画像又はある画像の第一の部分に対応す
る第一の画素集合を表すか、具現化してもよい。第一の光信号２７１は、光学スプリッタ
２５０により、実用的には、ＳＬＰ２２０に関する第一の仮想位置２６１から発せられて
いるように遡る光路に沿ってホログラフィックコンバイナ２３０へと方向転換される。ホ
ログラフィックコンバイナ２３０は、第一の光信号２７１を受け取り、第一の光信号２７
１を眼２９０における第一の射出瞳２８１に収束させる。

走査レンジθの第二のサブレンジφ_２にわたり、ＳＬＰ２２０は第二の光信号２７２を
生成してもよく、第二の光信号２７２は、名目上第一の光信号２７１と同じ第一の画素集
合及び同じ第一の画像又はある画像の中の同じ第一の部分に対応する第ニの光信号２７２
を表すか、具現化してもよい。第二の光信号２７２は、光学スプリッタ２５０により、実
用的には、ＳＬＰ２２０に関する第二の仮想位置２６２から発せられているように遡る光
路に沿ってホログラフィックコンバイナ２３０へと方向転換される。ホログラフィックコ
ンバイナ２３０は、第二の光信号２７２を受け取り、第二の光信号２７２を眼２９０にお
ける第二の射出瞳２８２に収束させる。第一の光信号２７１と第二の光信号２７２は、名
目上同じ表示内容を表し、又は具現化するため、第一の射出瞳２８１と第二の射出瞳２８
２は各々、同じ表示内容のそれぞれのインスタンス（例えば、それぞれの複製又は反復さ
れたインスタンス）を眼２９０における、又はその付近の異なるそれぞれの位置へと提供
する。このようにして、眼２９０は、第一の射出瞳２８１及び／又は第二の射出瞳２８２
のうちのどちらの少なくとも１つが眼２９０の視線方向（例えば、瞳孔位置）と整列する
かに関係なく、同じ内容を見ることができる。１つの場所に１つの射出瞳を含むのではな
く、ＷＨＵＤ２００のアイボックス２８０は、空間的に分離された第一及び第二の射出瞳
２８１及び２８２を含むように拡張される。

走査レンジθの第三のサブレンジφ_３にわたり、ＳＬＰ２２０は第三の光信号２７３を
生成してもよく、第三の光信号２７３は、名目上第一の光信号２７１と同じ第一の画像又
はある画像の中の同じ第一の部分に対応する、同じ第一の画素集合を表すか、具現化して
もよい。第三の光信号２７３は光学スプリッタ２５０により、実用的には、ＳＬＰ２２０
に関する第三の仮想位置２６３から発せられているように遡る光路に沿ってホログラフィ
ックコンバイナ２３０へと方向転換される。ホログラフィックコンバイナ２３０は、第三
の光信号２７３を受け取り、第三の光信号２７３を眼２９０における第三の射出瞳２８３
に収束させる。第三の光信号２７３は、名目上第一の光信号２７１及び第二の光信号２７
２と同じ表示内容を表し、又は具現化するため、第三の射出瞳２８３は、第一の射出瞳２
８１及び第二の射出瞳２８２により提供されるものと同じ表示内容の別のインスタンス（
例えば、複製又は反復された別のインスタンス）を眼２９０における、又はその付近の別
の位置へと提供する。このようにして、眼２９０は、第一の射出瞳２８１、第二の射出瞳
２８２、及び／又は第三の射出瞳２８３のうちのどの少なくとも１つが眼２９０の視線方
向（例えば、瞳孔位置）と整列するかに関係なく、同じ内容を見ることができる。ＷＨＵ
Ｄ２００のアイボックス２８０は、空間的に分離された第一、第二、及び第三の射出瞳２
８１、２８２、及び２８３を含むように拡張される。前述のように、アイボックス２８０
を、ＷＨＵＤ２００の３つの射出瞳２８１、２８２、及び２８３を含むように拡張するこ
とは、説明を目的として使用されているにすぎない。本願のシステム、機器、及び方法は
、具体的な応用例の要求事項に応じていくつの数のＮ個の射出瞳を含むようにＷＨＵＤの
アイボックスを拡張すべく延長されてもよい。

本明細書を通じて、「名目上同じ」という表現は一般に、特定の光信号に言及して（例
えば、第一の光信号２７１は名目上、第二の光信号２７２と同じ）、これらの特定の光信
号が、使用者から見たときに同じ内容を表すと定義されることを示す。例えば、第一の光
信号２７１と第二の光信号２７２は、第一の光信号２７１と第二の光信号２７２がどちら
もＳＬＰ２２０により、同じ画像もしくはある画像の同じ部分、又は概して同じ表示内容
を表すと定義されたときに「名目上同じ」である。「名目上同じ」の中の「名目上」とい
う用語は、いくつかの状況において、２つの光信号（例えば、第一の光信号２７１と第二
の光信号２７２のように光信号の２つの集合）がどちらも同じ表示内容を表すと定義され
ても、２つの光信号（又は光信号の集合）は光信号の同一の集合ではないかもしれないこ
とを反映するものである。このような状況は、例えば、２つの光信号（例えば、２つの光
信号集合）が各々、それぞれ異なる光学歪に曝された場合に生じうる。

本明細書に記載の各種の実施態様において、ある画像の複数の（すなわちＮ個の）イン
スタンスは、実用的には、複数の（すなわちＮ個の）異なる仮想位置のうちのそれぞれ１
つから投射される。Ｎ個の仮想位置の各々１つは、光学スプリッタを通るそれぞれの光路
範囲に対応し、実用的には、それぞれの方向及び／又は角度範囲を含むそれぞれの光路範
囲にわたり光信号をホログラフィックコンバイナに向かって、又はそこに「投射」する。
その結果、Ｎ個の仮想位置の各々１つは、実用的には、異なるそれぞれの光学歪みプロフ
ァイルを持つ光信号を「投射」してもよい。例えば、実用的には、第一の仮想位置から発
せられる第一の光信号の集合（例えば、ある画像の第一のインスタンスを表す）は、第一
の光信号の集合が光スプリッタを通り、光学スプリッタからホログラフィックコンバイナ
まで、及び／又はホログラフィックコンバイナから第一の射出瞳までたどる特定の光路の
集合から生じる第一の光学歪みの集合（例えば、画像の歪み、キーストーン、収差、及び
その他）に曝されるかもしれない。同様に、実用的には、第二の仮想位置から発せられる
第二の光信号の集合（例えば、同じ画像の第二のインスタンスを表す）は、第二の光信号
の集合が光スプリッタを通り、光学スプリッタからホログラフィックコンバイナまで、及
び／又はホログラフィックコンバイナから第二の射出瞳までたどる特定の光路の集合から
生じる第二の光学歪みの集合（例えば、画像の歪み、キーストーン、収差、及びその他）
に曝されるかもしれない。第一の光学歪の集合と第二の光学歪の集合は同じでなくてもよ
い。光学歪を補正するために、ＳＬＰは、投射された光信号に様々なオフセット、補償、
補正、又は他の対策を適用して、光信号が光学歪を考慮し、使用者の眼において正しく見
えるように校正されてもよい。第一の光学歪の集合と第二の光学歪の集合は相互に同じで
なくてもよいため、ＳＬＰは、第一の画像補正プロファイル（例えば、第一の画像補正手
段の集合）を第一の光信号の集合（例えば、画像の第一のインスタンスを表す）に適用し
、第二の画像補正プロファイル（例えば、第二の画像補正手段の集合）を第二の光信号の
集合（例えば、同じ画像の第二のインスタンスを表す）に適用するように校正されてもよ
い。したがって、第一の光信号の集合と第二の光信号の集合は各々、ＳＬＰにより、同じ
表示内容を表すと定義されたとしても、第一の光信号の集合と意二の光信号の集合は、相
互に同じでなくてもよい。この例において、第一の光信号の集合と第二の光信号の集合は
同じでないが、これらは各々、ＳＬＰによって同じ表示内容を表すと定義されているため
、「名目上同じ」と言われる。

図２Ａに戻ると、図２Ａは、本願によるシステム、機器、及び方法による、ＳＬＰ２２
０による走査レンジθのスイープ中に眼２９０におけるそれぞれ３つの射出瞳２８１、２
８２、及び２８３を生成する、図２Ｂの第一のサブレンジφ_１、図２Ｃの第二のサブレン
ジφ_２、及び図２Ｄの第三のサブレンジφ_３の連続する範囲を通じたスイープの累積的効
果を表している。換言すれば、図２Ａは、図２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄに示される３つの時間
範囲のうちの各々１つをすべて１つの図に重ねて同時に示している。アイボックス２８０
は、３つの射出瞳２８１、２８２、及び２８３を含み、３つの射出瞳２８１、２８２、及
び２８３の各々は、異なる時間範囲にわたり、眼２９０に同じ表示内容の時間的に分離さ
れたそれぞれのコピー又はインスタンスを提供する。例えば、第一の射出瞳２８１は、Ｓ
ＬＰ２２０が第一のサブレンジφ_１を通じてスイープする時間範囲にわたり（例えば、Ｓ
ＬＰ２２０が走査レンジθの第一の１／３を通じてスイープする時間範囲にわたり）第一
の画像の第一のインスタンスを眼２９０に提供してもよく、第二の射出瞳２８２は、ＳＬ
Ｐ２２０が第二のサブレンジφ_２を通じてスイープする時間範囲にわたり（例えば、ＳＬ
Ｐ２２０が走査レンジθの第二の１／３を通じてスイープする時間範囲にわたり）第一の
画像の第二のインスタンスを眼２９０に提供してもよく、第三の射出瞳２８３は、ＳＬＰ
２２０が第三のサブレンジφ_３を通じてスイープする時間範囲にわたり（例えば、ＳＬＰ
２２０が走査レンジθの第三の１／３を通じてスイープする時間範囲にわたり）第一の画
像の第三のインスタンスを眼２９０に提供してもよい。それゆえ、３つの射出瞳２８１、
２８２、及び２８３のそれぞれ１つにより提供される第一の画像の３つのインスタンスは
、相互に時間的に連続して（すなわち、逐次的に）投射されてもよい。使用者に同じ表示
内容の３つの連続する投射が見えないようにするために、ＳＬＰ２２０は、同じ表示内容
の３つのそれぞれのインスタンスを眼２９０が認識できないほど高速で再変調してもよい
。図２Ａに示される累積的効果（すなわち、射出瞳２８１、２８２、及び２８３の同時発
生）は、図２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄにおいて連続して示されているように、ＳＬＰ２２０が
素早く（例えば、約６０Ｈｚで）走査レンジθのスイープにわたり同じ表示内容のＮ個の
連続インスタンスを再変調し、光学スプリッタ２５０が走査レンジθのスイープをＮ個の
サブレンジφ_ｉのそれぞれ１つに分割し、各サブレンジφ_ｉが表示内容のＮ個の連続する
インスタンスのそれぞれ１つに対応する場合に、使用者が実際に認識するものを表してい
てもよい。

本願のシステム、機器、及び方法によれば、ＳＬＰ２２０と光学スプリッタ２５０とが
一緒に、走査レンジθにわたりＳＬＰ２２０が投射する光信号２７０をＮ＝３個のサブレ
ンジφ_１、φ_２、及びφ_３に分離させ、又は「分割」して、同じ表示内容のＮ＝３個のイ
ンスタンス２７１、２７２、及び２７３を生成する。これらＮ＝３個のインスタンスの各
々は、実用的には、ＳＬＰ２２０に関するそれぞれ異なる空間的に分離された仮想位置２
６１、２６２、及び２６３から発せられるそれぞれ異なる光路範囲をたどるため、ホログ
ラフィックコンバイナ２３０はこれらＮ＝３個のインスタンスの各々を眼２９０における
、又はその付近の空間的に分離されたそれぞれの射出瞳２８１、２８２、及び２８３に収
束させる。空間的に分離された射出瞳２８１、２８２、及び２８３は眼２９０の、（射出
瞳２８１、２８２、及び２８３の何れか１つと同じ大きさの）１つの射出瞳自体より広い
範囲の瞳位置（例えば、視線方向）をカバーする面積にわたり分散される。それゆえ、ア
イボックス２８０は、ＷＨＵＤ２００における射出瞳の複製により拡張される。

図の例において、実用的には、光学スプリッタ２５０により創出又は確立されたＮ＝３
個の仮想位置２６１、２６２、及び２６３の各々は、実際の位置２６０とは異なる（すな
わち、空間的に離れている）。しかしながら、いくつかの実施態様において、光学スプリ
ッタ２５０は、光信号２７０のサブレンジφ_１が、実用的には、仮想位置からではなく実
際の位置２６０からホログラフィックコンバイナ２３０へと方向付けられる１つ又は複数
の光学素子又は光学機器の構成又は配置を含んでいてもよい。

図２Ａにおいて、実用的には、第一の仮想位置２６１から発せられる光信号２７１、実
用的には、第二の仮想位置２６２から発せられる光信号２７２、及び実用的には、第三の
仮想位置２６３から発せられる光信号２７３はすべて、ホログラフィックコンバイナ２３
０の同じ領域で、又はその付近で入射するように示されている。この構成は例であり、実
際には、具体的な実施態様に応じて別の構成が好ましいかもしれない。一般に、光信号の
各サブレンジφ_１は、ホログラフィックコンバイナ２３０のそれぞれの領域又は区域に入
射してもよく（及びそれによって受け取ってもよく）、ホログラフィックコンバイナ２３
０のこれらのそれぞれの区域は、完全に重なっていてもそうでなくてもよい（例えば、こ
れらの区域は、部分的に重複しても、別の、重複しない区域に対応してもよい）。

レーザ走査に基づくＷＨＵＤ１００及び／又はレーザ走査に基づくＷＨＵＤ２００等の
仮想網膜ディスプレイにおいては、使用者の眼の外側に「画像」が形成されなくてもよい
。典型的に、投射された画像が第三者に見えるマイクロディスプレイもしくはプロジェク
ションスクリーン又はその他の場所はなく、むしろ、画像は完全に使用者の眼の中で形成
されてもよい。そのため、レーザ走査に基づくＷＨＵＤを、眼が画像を形成する方法に対
応できるように設計することが有利であるかもしれない。

眼に入る光信号（例えば、光線、波面、ＳＬＰからの入射ビーム、又はこれに類するも
の）に関して、眼（又は、より正確には、眼と人の脳との組合せ）は、使用者の視野の中
の「どこに」光信号が位置付けられているかを、網膜のうち光信号により照明される領域
に基づいて判断するかもしれない。網膜の同じ領域を照明する２つの光信号は、使用者の
視野の中の同じ位置に現れるかもしれない。網膜の、ある何れかの光信号により照明され
た特定の領域は、光信号が眼に入る場所ではなく、角度によって決定される。それゆえ、
２つの光信号は、これらが使用者の瞳孔の異なる位置に入ったとしても、使用者の視野の
中の同じ位置に現れるかもしれないが、ただし、２つの光信号が、使用者の眼に入るとき
に同じ入射角を有していることが条件である。使用者の水晶体の幾何学は、同じ角度で眼
に入る何れの２つの光信号も、光信号が眼に入る位置／場所に関係なく、概して網膜の同
じ領域へと方向付けられるかもしれず、そのため、概して使用者の視野の中の同じ位置に
現れるかもしれない、というものである。

少なくともいくつかの実施態様において、本明細書に記載のレーザ走査に基づくＷＨＵ
Ｄは、同じ画像の複数のインスタンスを眼の網膜へと高速連続で投射する。複数のインス
タンスが時間的に分離されていたとしても、時間的分離は小さく、使用者はこれを検出で
きない。同じ画像の複数のインスタンスのうちの何れか２つが眼の網膜上で整列／重複し
ないと、この画像のこれら２つのインスタンスは、使用者の視野の中で整列／重複しない
かもしれず、ゴーストなどの望ましくない影響が生じる可能性がある。同じ画像の複数の
インスタンス（各々、それぞれの射出瞳に対応する）が網膜上で確実に整列／重複し、画
像の複数のインスタンスが使用者の視野の中で整列／重複するようにするために、レーザ
走査に基づくＷＨＵＤは、有利な点として、何れかの光信号の複数のインスタンス（各々
、それぞれの射出瞳に対応し、各々、同じ表示内容のそれぞれのインスタンスを表す）を
相互に空間的に平行に眼に向かって方向付けるように構成されてもよい。より具体的には
、図２Ａを参照すると、光学スプリッタ２５０及び／又はホログラフィックコンバイナ２
３０は、ホログラフィックコンバイナ２３０が光信号２７１、２７２、及び２７３のＮ＝
３個の集合をそれぞれ、すべて空間的に相互に平行に、使用者の眼２９０のそれぞれの領
域に向かって（すなわち、空間的に分離されたＮ＝３個の射出瞳２８１、２８２、及び２
８３の各々に向かって）方向転換させるように（個々に、又は組み合わせて）構成され、
配置され、及び／又は操作されてもよい。

図２Ｅは、図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２ＤのＷＨＵＤ２００の説明図であり、本願のシ
ステム、機器、及び方法による、時間的に連続する射出瞳複製によるアイボックスの拡張
を示しており、同じ表示内容のそれぞれのインスタンス（例えば、画素）が相互に空間的
に平行にそれぞれの射出瞳に向かって投射される。図２Ｅの実施態様において示される特
徴のいくつかに特に焦点を当てるために、まず、図２Ａの対応する態様について述べる。

図２Ａの実施態様において、実用的には、第一の仮想位置２６１から発せられる光信号
２７１、実用的には、第二の仮想位置２６２から発せられる光信号２７２、実用的には、
第三の仮想位置２６３から発せられる光信号２７３は、すべて相互に整列し、ホログラフ
ィックコンバイナ２３０上で完全に重複する。その結果、Ｎ＝３個の射出瞳２８１、２８
２、及び２８３の各々は、ホログラフィックコンバイナ２３０の実質的に同じ区域から眼
２９０において、又はその付近で収束する。Ｎ＝３個の射出瞳２８１、２８２、及び２８
３の各々はホログラフィックコンバイナ２３０の実質的に同じ区域から発せられるが、眼
２９０の空間的に分離されたそれぞれの領域で収束するため、Ｎ＝３個の射出瞳２８１、
２８２、及び２８３の各々は必然的に、（眼２９０での）入射角又は（ホログラフィック
コンバイナ２３０での）反射角を有する少なくともいくつかの光信号を含むが、これはＮ
＝３個の射出瞳２８１、２８２、及び２８３の少なくとも１つの他の１つより提供される
ことはできない。例えば、射出瞳２８１へと収束する光信号２７１（破線で示される）は
、射出瞳２８２に収束する光信号２７２（実線で示される）に含まれない少なくともいく
つかの（眼２９０における）入射角（又は、ホログラフィックコンバイナ２３０における
反射角）を含み、またその逆でもある。前述のように、光信号の、それが眼に入る時の入
射角により、使用者の視野の中のどこにその光（又は光信号により具現化される画像の画
素）が現れるかが決まる。１つの射出瞳に固有の入射角を有する光信号は、その射出瞳が
使用者の瞳孔と整列した時（例えば、使用者の視線方向にその射出瞳が含まれるとき）に
のみ、使用者に投射されることが可能である。それゆえ、空間的に分離された複数の射出
瞳がすべて、ホログラフィックコンバイナ２３０上の実質的に同じ空間区域から発せられ
る場合、その空間区域うち、射出瞳のすべてに共通する入射角を提供するために使用でき
るのは限定的な小領域のみであり、したがって、空間的に分離された射出瞳の各々の利用
可能な視野及び／又は解像度のうち、すべての射出瞳にわたって均一な画像複製を提供す
るために使用されるのは、それぞれの限定的な一部のみである。実用的には、第一の仮想
位置２６１から発せられる光信号２７１、実用的には、第二の仮想位置２６２から発せら
れる光信号２７２、及び、実用的には、第三の仮想位置２６３から発せられる光信号２７
３はすべて、ホログラフィックコンバイナ２３０上で整列し、重複するようにすることに
より、光学スプリッタ２５０及び／又はホログラフィックコンバイナ２３０の設計のいく
つかの態様を簡単にすることができるが、すべての射出瞳にわたり複製可能な表示内容の
利用可能な解像度及び／又は視野もまた限定する可能性がある。

図２Ｅの実施態様において、光学スプリッタ２５０は、（例えば、幾何学、向き、及び
／又は構成において）、図２Ａの実施態様におけるそれに対応する軌道と比較して、光信
号２７１、２７２、及び２７３の相対的軌道をシフトするように変更されている。実用的
には、第一の仮想位置２６１から発せられる光信号２７１、実用的には、第二の仮想位置
２６２から発せられる光信号２７２、及び実用的には、第三の仮想位置２６３から発せら
れる光信号２７３は、図２Ｅにおいては図２Ａでそうであるようにホログラフィックコン
バイナ２３０上で整列又は完全に重複してはいない。その代わりに、光信号２７１、光信
号２７２、及び光信号２７３は、ホログラフィックコンバイナ２３０の面積にわたり空間
的に分散され、各々（ホログラフィックコンバイナ２３０への入射時に）、これらがすべ
て、ホログラフィックコンバイナ２３０により眼２９０における、又はその付近の空間的
に分離されたＮ＝３個の射出瞳２８１、２８２、及び２８３のそれぞれ１つへと方向転換
され（例えば、反射され）、収束されるときに、相互に実質的に空間的に平行であるよう
に位置付けられる。すなわち、ホログラフィックコンバイナ２３０により射出瞳２８１に
収束される光信号２７１、ホログラフィックコンバイナ２３０により射出瞳２８２に収束
される光信号２７２、及びホログラフィックコンバイナ２３０により射出瞳２８３に収束
される光信号２７３はすべて、ホログラフィックコンバイナ２３０からの同じ反射角と、
したがって眼２９０に関する同じ入射角を含む。図２Ａの実施態様と異なり、図２Ｅの実
施態様においては、Ｎ＝３個の射出瞳２８１、２８２、及び２８３の何れも、Ｎ＝３個の
射出瞳２８１、２８２、及び２８３の残りの何れにも含まれていない（眼２９０に関する
）入射角（又はホログラフィックコンバイナ２３０に関する反射角）を持つ光信号を含ま
ない。図２Ｅの実施態様のＮ＝３個の射出瞳２８１、２８２、及び２８３の各々は、その
ために利用可能な視野及び／又は解像度の全体を含み、そのため、図２Ｅに示されるＷＨ
ＵＤ２００の実施態様は、図２Ａに示されるＷＨＵＤ２００の実施態様より広い視野及び
／又は高い解像度で複数の射出瞳にわたり均一な画像複製（例えば、時間的に分離され、
空間的に分離された複数の射出瞳）を提供できるが、それと引き換えに光学スプリッタ２
５０及び／又はホログラフィックコンバイナ２３０が複雑となる。

前述のように、ホログラフィックコンバイナ２３０は、少なくとも１層のホログラフィ
ックフィルムの中に埋め込まれ、その中にエンコードされ、その中に記録され、又はそれ
以外にそれによって担持される少なくとも１つのホログラムを含む。ホログラフィックフ
ィルムには、例えば、Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧから入手可能
なＢａｙｆｏｌ（登録商標）ＨＸ又はハロゲン化銀組成物が含まれていてもよい。少なく
とも１つのホログラムの性質は、具体的な実施態様に依存していてもよい。

第一の例として、ホログラフィックコンバイナ２３０は１つのホログラムを含んでいて
もよく、これは実用的には、ＳＬＰ２２０により提供される波長を有する光のための高速
収束（例えば、約１ｃｍ以内の収束、約２ｃｍ以内の収束、又は約３ｃｍ以内の収束）ミ
ラーとして動作する。この第一の例において、第一のホログラムを担持するホログラフィ
ックフィルムは比較的広い帯域幅を有していてもよく、これは、ホログラフィックフィル
ムに記録されたホログラムが、ホログラフィックコンバイナ２３０で比較的広い範囲の入
射角にわたり、ＳＬＰ２２０により投射されたすべての光信号２７０に実質的に同じ光学
的効果又は機能を付与するかもしれないことを意味する。本願のシステム、機器、及び方
法の目的において、ホログラム及びホログラフィックフィルムに関する「広い帯域幅」と
いう用語は、光学スプリッタからホログラム又はホログラフィックフィルムのある点、領
域、又は場所により受け取られるすべての光信号の入射角の範囲全体より大きいか、又は
それと等しい角度帯域幅を意味する。例えば、ＷＨＵＤ２００は、その角度帯域幅が約８
°より大きいか、これと等しいホログラフィックコンバイナ２３０の中の広帯域幅のホロ
グラムを実現してもよい。この場合、仮想位置２６１、２６２、及び２６３間の空間分離
は、ホログラフィックコンバイナ２３０の何れの点、領域、又は場所においても、ホログ
ラフィックコンバイナ２３０における８°（又はそれ以下）の入射角範囲を走査する光信
号（すなわち、光信号２７１、２７２、及び２７３の何れかに含まれる）を受け取られる
、というものであってもよい。

従来のミラーの挙動と同様に、ホログラフィックコンバイナ２３０により担持される１
つの広帯域幅高速収束ホログラムについて、ホログラフィックコンバイナ２３０に入射す
るある光信号範囲に関する入射角は、ホログラフィックコンバイナ２３０により方向転換
されるその光信号範囲の反射角に影響を与えるかもしれない。ホログラフィックコンバイ
ナ２３０は、一般にＷＨＵＤ２００の通常の動作中に、ＳＬＰ２２０に関して所定の場所
に固定されるため、光信号範囲に関する入射角は、少なくとも一部に、光学スプリッタ２
５０が、実用的には、その光信号範囲をそこから生じさせるＳＬＰ２２０に関する特定の
仮想位置２６１、２６２、又は２６３により決定される。すると、ホログラフィックコン
バイナ２３０により光信号範囲が収束される先の射出瞳２８１、２８２、又は２８３の空
間位置は、少なくとも一部に、ホログラフィックコンバイナ２３０からの光信号範囲の反
射角により決定される。仮想位置２６１、２６２、及び２６３の各々１つはホログラフィ
ックコンバイナ２３０においてそれぞれの入射角範囲（一般に、ただし必ずしもそうでは
ないが、少なくとも一部が重複する）にわたり光信号を提供し、したがって、ホログラフ
ィックコンバイナ２３０は仮想位置２６１、２６２、及び２６３の各々１つからの光信号
を射出瞳２８１、２８２、及び２８３のそれぞれ１つに収束させる。そのため、例えば図
２Ａを参照すると、実用的には、（それぞれ、実用的には、仮想位置２６２及び２６３か
ら発せられる光信号２７２及び２７３と比較して）比較的小さい入射角の範囲を有する仮
想位置２６１から発せられる光信号２７１（破線で示される）は、（他の射出瞳２８２及
び２８３と比較して）比較的小さい反射角の範囲を有する射出瞳２８１にマッピングされ
、実用的には、（それぞれ、実用的には、仮想位置２６１及び２６２から発せられる光信
号２７１及び２７２と比較して）比較的大きい入射角の範囲を有する仮想位置２６３から
発せられる光信号２７３（点線で示される）は、（他の射出瞳２８１及び２８２と比較し
て）比較的大きい反射角の範囲を有する射出瞳２８３にマッピングされる。

第二の例として、１つのホログラムではなく、ホログラフィックコンバイナ２３０は、
その代わりに何れの数の多重ホログラムを含んでいてもよい。多重ホログラムは、例えば
、複数の波長の光信号（例えば、ＳＬＰ２２０により生成される赤色、緑色、及び青色光
信号）が使用される場合、及び／又は、実用的には、ＳＬＰ２２０に関する他の仮想位置
から発せられる光信号を分離する別の手段を提供するために、有利であるかもれない。上
述の「１つのホログラム」の例は、ＳＬＰ２２０が１つの波長の光信号のみ（例えば、赤
色光信号のみ、緑色光信号のみ、又は青色光信号のみ）を提供する実施態様に適している
かもしれないが、ＳＬＰ２２０が複数の波長の光信号を提供する実施態様では、ホログラ
フィックコンバイナ２３０がＳＬＰ２２０により提供される光信号のそれぞれの波長につ
いてそれぞれの波長の多重ホログラムを含むことが有利であるかもしれない（例えば、Ｓ
ＬＰ２２０により提供される光信号のそれぞれの名目上の光波長であり、それは、レーザ
ダイオードが一般に、狭い波長範囲で光信号を提供するからである）。それゆえ、ＳＬＰ
２２０がそれぞれの名目上の波長の光信号を提供する３種類のレーザダイオード（例えば
、赤色レーザダイオード、緑色レーザダイオード、及び青色レーザダイオード）を含む場
合、ホログラフィックコンバイナ２３０は、３つの波長多重ホログラム（例えば、赤色ホ
ログラム、緑色ホログラム、及び青色ホログラム）を含み、各々が上記３つの名目上の波
長のそれぞれ１つを有する光信号について動作する（例えば「再生する」）ように設計さ
れていることが有利であるかもしれない。この例において、少なくとも１つの「赤色ホロ
クラム」（すなわち、赤色光に対応する波長を有する光信号を再生するように設計された
少なくとも１つのホログラム）は、光信号２７１、２７２、２７３の各々のそれぞれの赤
色成分をＮ＝３個の射出瞳２８１、２８２、及び２８３のそれぞれ１つに収束させ、少な
くとも１つの「緑色ホログラム」（すなわち、緑色光に対応する波長を有する光信号を再
生するように設計された少なくとも１つのホログラム）は、光信号２７１、２７２、２７
３の各々のそれぞれの緑色成分をＮ＝３個の射出瞳２８１、２８２、及び２８３のそれぞ
れ１つに収束させ、少なくとも１つの青色ホログラム（すなわち、青色光に対応する波長
を有する光信号を再生するように設計された少なくとも１つのホログラム）は、光信号２
７１、２７２、及び２７３の各々のそれぞれの青色成分をＮ＝３個の射出瞳２８１、２８
２、及び２８３のそれぞれ１つに収束させる。換言すれば、光学スプリッタによりＳＬＰ
に関する空間的に分散されたＮ個の仮想位置のうちの特定の１つから方向転換される光信
号について、少なくとも１つの赤色ホログラムは光信号の赤色成分を使用者の眼における
、又はその付近のＮ個の射出瞳のうちの特定の１つに収束させてもよく、少なくとも１つ
の緑色ホログラムは光信号の緑色成分を使用者の眼における、又はその付近のＮ個の射出
瞳のうちの特定の１つに収束させてもよく、少なくとも１つの青色ホログラムは光信号の
青色成分を使用者の眼における、又はその付近のＮ個の射出瞳のうちの特定の１つに収束
させてもよい。

第三の例として、複数の波長多重ホログラムとは別に、又はそれに加えて、ホログラフ
ィックコンバイナ２３０は、少なくともＮ個の角度多重ホログラムを含んでいてもよい。
すなわち、ＳＬＰ２２０に関するＮ＝３個の仮想位置２６１、２６２、及び２６３とＮ＝
３個の射出瞳２８１、２８２、及び２８３を備える実施態様に関して、ホログラフィック
コンバイナ２３０は、少なくともＮ＝３個の角度多重ホログラム（又は、後述のように波
長多重化も採用される場合は、Ｎ＝３個の角度多重ホログラム集合）を含んでいてもよい
。Ｎ＝３個の角度多重ホログラムの各々は、実用的には、ＳＬＰ２２０に関するＮ＝３個
の仮想位置２６１、２６２、及び２６３のそれぞれ１つから発せられる光信号を再生し、
そのような光信号をＮ＝３個の射出瞳２８１、２８２、及び２８３のうちのそれぞれ１つ
に収束させるように設計されていてもよい。すなわち、第一の角度多重ホログラムは、実
用的には、ＳＬＰ２２０に関する仮想位置２６１から発せられる光信号２７１を再生し、
光信号２７１を第一の射出瞳２８１に収束させるように設計されていてもよく、第二の角
度多重ホログラムは、実用的には、ＳＬＰ２２０に関する仮想位置２６２から発せられる
光信号２７２を再生し、光信号２７２を第二の射出瞳２８２に収束させるように設計され
ていてもよく、第三の角度多重ホログラムは、実用的には、ＳＬＰ２２０に関する仮想位
置２６３から発せられる光信号２７３を再生し、光信号２７３を第三の射出瞳２８３に収
束させるように設計されていてもよい。

角度多重化を採用する実施態様について、角度多重ホログラムを含むホログラフィック
フィルムが比較的狭い帯域幅のものであることが有利であるかもしれない。特に、ホログ
ラフィックフィルムの角度帯域幅が、ホログラフィックコンバイナ２３０の同じ点、領域
、又は場所に入射するが、実用的には、異なる仮想位置２６１、２６２、及び２６３から
発せられる２つの光信号のそれぞれの入射角間の最小の差より小さいか、これと略等しい
ことが有利であるかもしれない。例えば、ＷＨＵＤ２００は、約４°以下の角度帯域幅を
有するホログラフィックコンバイナ２３０の中で、狭い帯域幅の角度多重ホログラムを使
用してもよい。この場合、実用的には、仮想位置２６１から発せられ、ホログラフィック
コンバイナ２３０上の第一の点で入射する光信号２７１の（ホログラフィックコンバイナ
２３０における）入射角と、実用的には、仮想位置２６２から発せられ、ホログラフィッ
クコンバイナ２３０上の同じ第一の点で入射する光信号２７２の（ホログラフィックコン
バイナ２３０における）入射角の差は、約４°以下であってもよい。このようにして、ホ
ログラフィックコンバイナ２３０の中のそれぞれの角度多重ホログラムは、実用的には、
ＳＬＰ２２０に関する仮想位置２６１、２６２、又は２６３のうちのそれぞれ１つから発
せられる光信号２７１、２７２、又は２７３のうちのそれぞれ１つを実質的に排他的に再
生し、実用的には、ＳＬＰ２２０に関する仮想位置２６１、２６２、又は２６３のうちの
残りの１つずつから発せられる光信号２７１、２７２、又は２７３の残りの１つずつを実
質的に再生しない（例えば、非現実的に再生する）ように設計され得る。

一般に、ホログラフィックコンバイナ２３０は、少なくともＮ個の多重ホログラムを含
んでいてよく、少なくともＮ個の多重ホログラムの各々１つは、ＳＬＰ２２０に関する空
間的に分離されたＮ個の仮想位置のそれぞれ１つに対応する光信号を使用者の眼２９０に
おける、又はその付近のＮ個の射出瞳のそれぞれ１つに収束させてもよい。

いくつかの実施態様は、波長多重化と角度多重化の両方を利用してもよい。例えば、角
度多重化と複数の波長の光信号（例えば、マルチカラーＳＬＰ）を利用する実施態様は、
有利には、波長多重化も利用してよい。この場合、ホログラフィックコンバイナ２３０は
、波長多重及び角度多重ホログラフィックコンバイナを含んでいてもよく、これは少なく
ともＮ個の角度多重赤色ホログラム、少なくともＮ個の角度多重緑色ホログラム、及び少
なくともＮ個の角度多重青色ホログラムを含む。少なくともＮ個の角度多重赤色ホログラ
ムの各々１つは、光学スプリッタ２５０により、ＳＬＰ２２０に関する空間的に分離され
たＮ個の仮想位置のうちのそれぞれ１つ（例えば、２６１）から方向転換された光信号（
例えば、２７１）の赤色成分を眼２９０における、又はその付近のＮ個の射出瞳のそれぞ
れ１つ（例えば、２８１）に収束させてもよい。少なくともＮ個の角度多重緑色ホログラ
ムの各々１つは、光学スプリッタ２５０により、ＳＬＰ２２０に関する空間的に分離され
たＮ個の仮想位置のそれぞれ１つ（例えば、２６１）から方向転換された光信号（例えば
、２７１）の緑色成分を眼２９０における、又はその付近のＮ個の射出瞳のそれぞれ１つ
（例えば、２８１）に収束させてもよい。少なくともＮ個の角度多重青色ホログラムの各
々１つは、光学スプリッタ２５０により、ＳＬＰ２２０に関する空間的に分離されたＮ個
の仮想位置のそれぞれ１つ（例えば、２６１）から方向転換された光信号（例えば、２７
１）の青色成分を眼２９０における、又はその付近のＮ個の射出瞳のそれぞれ１つ（例え
ば、２８１）に収束させてもよい。

複数の多重ホログラムを利用するホログラフィックコンバイナ２３０の実施態様は、複
数のホログラムをホログラフィックフィルムの１層の中もしくは上に含んでいてもよく（
すなわち、すべて同じ層の中もしくは上にあり）、又は複数の層のホログラフィックフィ
ルムを含み、ホログラフィックフィルムの各層が少なくとも１つのそれぞれのホログラム
を担持していてもよい。ホログラフィックコンバイナ２３０は、少なくとも１つの体積ホ
ログラフィック光学素子を含んでいてもいなくてもよい。一般に、ホログラフィックコン
バイナ２３０は、何れかの数を担持する単一の層のポログラフィックフィルムを含んでも
よく、又はホログラフィックコンバイナ２３０は、ホログラフィックフィルムの各層が何
れの数のそれぞれのホログラムを担持している複数の層のホログラフィックフィルム（例
えば、一体に積層された複数の層）を含んでもよい。

ホログラフィックコンバイナ２３０は、幾何学において実質的に平らもしくは平坦であ
ってもよく、又は、図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、及び２Ｅに示されているように、ホログ
ラフィックコンバイナ２３０は、いくつかの曲面を具現化してもよい。いくつかの実施態
様において、ホログラフィックコンバイナ２３０は、ホログラフィックコンバイナ２３０
がある曲率を有する処方眼鏡レンズ２４０により担持されるため、曲率を具現化してもよ
い。必要に応じて、ホログラフィックコンバイナ２３０は、米国仮特許出願第６２／２６
８，８９２号明細書に記載されている湾曲ホログラフィック光学素子のためのシステム、
機器、及び／又は方法を含んでいてもよい。

本明細書に記載の各種の実施形態は、レーザ走査に基づくＷＨＵＤにおける射出瞳複製
によるアイボックス拡張のためのシステム、機器、及び方法を提供する。複製された各射
出瞳は使用者の眼における、又はその付近の空間的に分離されたそれぞれの位置に整列さ
れるが、これは、光学スプリッタが選択的に、各々がＳＬＰに関する空間的に分離された
異なる仮想位置まで遡る（例えば、各々が実用的には、そこから発せられているように見
える）、空間的に分離された光路に沿って光信号を送信するからである。この効果は、光
学スプリッタの代わりに複数のＳＬＰが使用され、各ＳＬＰが仮想位置のそれぞれ１つに
位置付けられ、各ＳＬＰが光信号のそれぞれのインスタンスをホログラフィックコンバイ
ナへと投射する場合と実質的に同じであるが、光学スプリッタを使用することは、消費電
力の節減とハードウェアの小型化という点で非常に有利である。

光学スプリッタ２５０は、光信号２７０を光信号２７１、２７２、及び２７３に分離さ
せ、又は分割し、光信号２７１、２７２、及び２７３を最終的に眼２９０における射出瞳
２８１、２８２、及び２８３のそれぞれ１つへと方向転換させる。ＳＬＰ２２０は、光信
号２７１、２７２、及び２７３の各々のために、名目上同じ表示内容を反復するように変
調されてもよい。この冗長性により、ＷＨＵＤ２００は眼２９０のＮ＝３個の異なる領域
で同じ画像のＮ＝３個のインスタンスを高速で表示し、それによってシステムのアイボッ
クス２８０を、Ｎ＝３個の射出瞳２８１、２８２、及び２８３のすべてを包含するように
拡張できる。しかしながら、いくつかの応用例又は実施態様において、何れの時点でも画
像の１つのインスタンスのみを眼２９０へと表示すればよい（又はそのように望まれる）
かもしれない。これは、ＳＬＰ２２０の動作を単純化し、同じ画像のおそらく冗長的な複
数のインスタンスを生成するのに必要な電力を節減できる。本願のシステム、機器、及び
方法によれば、ＷＨＵＤ２００はアイトラッカを含んでいてもよく、これは、（直接又は
他の素子、例えばプロセッサ又は非一時的プロセッサ判読可能記憶媒体への共通の通信可
能な連結によって）ＳＬＰ２２０に通信可能に連結されて、眼２９０の瞳孔位置（例えば
視線方向）を判断する。眼２９０の瞳孔位置（又は視線方向）に関する情報は、ＳＬＰ２
２０により、使用者に表示内容を提供するために走査レンジθのＮ個のサブレンジφ_ｉの
うちの何れについて光信号を変調すべきかを決定するために使用されてもよい。すなわち
、眼２９０の瞳孔位置（又は視線方向）に関する情報に基づいて、ＳＬＰ２２０は任意選
択で、走査レンジθのうち、眼２９０の現在の瞳孔位置（又は視線方向）と整列する特定
の射出瞳に対応する特定のサブレンジφ_ｉについてのみ光信号を生成してもよい。眼２９
０の視線方向（ＷＨＵＩＤ２００のアイトラッカにより判断される）が、眼２９０の瞳孔
が１つの射出瞳と（例えば、射出瞳２８３と）のみ整列する、というものである場合、Ｓ
ＬＰ２２０は、走査レンジθのうちφ_３のサブレンジ部分中にのみ光信号を生成するよう
に変調されてもよく、それによって光信号２７３だけが生成され、冗長的な光信号２７１
、及び２７２の生成に伴う電力が節減されるかもしれない。

本明細書に記載のＷＨＵＤの実施態様の何れに含まれるアイトラッカも、具体的な実施
態様に応じて、様々なアイトラッキング技術の何れを利用してよい。例えば、アイトラッ
カは、米国仮特許出願第６２／１６７，７６７号明細書、米国仮特許出願第６２／２７１
，１３５号明細書、米国仮特許出願第６２／２４５，７９２号明細書、及び／又は米国仮
特許出願第６２／２８１，０４１号明細書に記載されているシステム、機器、及び方法の
何れか又は全部を利用してもよい。前述のように、ＷＨＵＤ２００は、そこに通信可能に
連結された少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つの非一時的プロセッサ判読可能
記憶媒体もしくはメモリを含んでいてもよい。少なくとも１つのメモリは、プロセッサ実
行可能データ及び／又は命令を記憶していてもよく、これは、少なくとも１つのプロセッ
サにより実行されると、少なくとも１つのプロセッサに、ＳＬＰ２２０及び／又はアイト
ラッカの何れか又は両方の動作を制御させる。

前述のように、光学スプリッタ２５０は少なくとも１つの光学素子を含み、これは、Ｓ
ＬＰ２２０による２次元走査レンジθのスイープに対応する光信号２７０を受け取り、光
学スプリッタ２５０における各光信号２７０の入射点に基づいてこの光信号をＮ個の２次
元サブレンジφ_ｉに分離させ、

であり、各２次元サブレンジφ_ｉの光信号を、実用的には、ＳＬＰ２２０に関する空間的
に分離されたＮ個の仮想位置２６１、２６２、及び２６３のそれぞれ１つからホログラフ
ィックコンバイナ２３０へと方向転換させるように配置される。同じく前述のように、Ｓ
ＬＰの２次元走査レンジθは、ＳＬＰが通常の使用中に出力するように動作可能な第一の
次元（例えば水平次元）における光信号の利用可能なすべての方向及び／又は角度に対応
する第一の次元における走査レンジΩと、ＳＬＰが通常の使用中に出力するように動作可
能な第二の次元（例えば垂直次元）における光信号のすべての利用可能な方向及び／又は
角度に対応する第二の次元における走査レンジΨに細分されてもよい。ＳＬＰ２２０の２
次元走査レンジθが第一の次元における走査レンジΩを含む場合、光学スプリッタ２５０
の少なくとも１つの光学素子は、ＳＬＰ２２０による第一の次元における走査レンジΩの
スイープに対応する光信号を受け取り、第一の次元における走査レンジΩのスイープに対
応する光信号を、光学スプリッタ２５０における入射点に基づいて、第一の次元における
Ｘ個のサブレンジω_ｉに分離させ、１＜Ｘ≦Ｎ且つ

であり、第一の次元における走査レンジΩのスイープに対応する光信号を、実用的には、
ＳＬＰ２２０に関する空間的に分離されたＮ個の仮想位置の少なくともＸ個からホログラ
フィックコンバイナ２３０へと方向転換させるように配置されてもよい。この場合、Ｘ個
のサブレンジω_ｉの各々１つは、ＳＬＰ２２０に関する空間的に分離されたＮ個の仮想位
置の異なる１つに対応してもよい。第一の次元における走査レンジΩのスイープの中の各
光信号が光学スプリッタ２５０によってそこから方向転換されるＳＬＰ２２０に関する特
定の仮想位置は、その光信号が対応する第一の次元における特定のサブレンジω_ｉに依存
してもよい（例えば、それによって決定されてもよい）。ホログラフィックコンバイナ２
３０が第一の次元における走査レンジΩのスイープに対応する光信号を受け取ると、ホロ
グラフィックコンバイナ２３０の少なくとも１つのホログラムは、その光信号を眼２９０
における、又はその付近のＮ個の射出瞳の少なくともＸ個のそれぞれ１つに収束させても
よい。ホログラフィックコンバイナ２３０により第一の次元における走査レンジΩのスイ
ープの中の光信号が方向転換される先の特定の射出瞳は、光学スプリッタ２５０によって
光信号が分離される第一の次元における少なくとも特定のサブレンジω_ｉに依存してもよ
い（例えば、それによって決定されてもよい）。

ＳＬＰ２２０の２次元走査レンジθが第二の次元における走査レンジΨをさらに含み、
例えばθ＝Ω×Ψである場合、光学スプリッタ２５０の少なくとも１つの光学素子は、Ｓ
ＬＰ２２０による第二の次元における走査レンジΨのスイープに対応する光信号を受け取
り、第二の次元における走査レンジΨのスイープに対応する光信号を、光学スプリッタ２
５０における入射点に基づいて第二の次元におけるＹ個のサブレンジβ_ｉに分離させ、１
＜Ｙ≦Ｎ且つ

であり、第二の次元における走査レンジΨのスイープに対応する光信号を、実用的には、
ＳＬＰ２２０に関する空間的に分離されたＮ個の仮想位置の少なくともＹ個からホログラ
フィックコンバイナ２３０へと方向転換させるように配置されてもよい。この場合、Ｙ個
のサブレンジβ_ｉの各々１つは、ＳＬＰ２２０に関する空間的に分離されたＮ個の仮想位
置の異なる１つに対応してもよい。ＳＬＰ２２０に関する少なくとも１つの仮想位置につ
いて、第一の次元におけるＸ個のサブレンジω_ｉの少なくとも１つと第二の次元における
Ｙ個のサブレンジβ_ｉの少なくとも１つはどちらも、ＳＬＰ２２０に関する同じ仮想位置
に対応してもよい。光学スプリッタ２５０により第二の次元における走査レンジΨのスイ
ープの中の各光信号がそこから方向転換されるＳＬＰ２２０に関する特定の仮想位置は、
光信号が対応する第二の次元における特定のサブレンジβ_ｉに依存してもよい（例えば、
それによって決定されてもよい）。

ホログラフィックコンバイナ２３０が第一の次元における走査レンジΩのスイープと、
第二の次元における走査レンジΨのスイープの両方に対応する光信号を受け取ると、ホロ
グラフィックコンバイナ２３０の少なくも１つのホログラムは、この光信号を眼２９０に
おける、又はその付近のＮ個の射出瞳に収束させてもよい。この場合、ホログラフィック
コンバイナ２３０によって光信号が収束される先の特定の射出瞳は、光学スプリッタ２５
０により光信号が分離される第一の次元における特定のサブレンジω_ｉと第二の次元にお
ける特定のサブレンジβ_ｉの両方に依存してもよい（例えば、これらによって決定されて
もよい）。

図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、及び２Ｅに示されている本願のシステム、機器、及び方法
はすべて、概して２次元で示され、複数の射出瞳が使用者の眼を通る１つの次元において
空間的に分離されているようなアイボックス構成を概して説明している。実際には、本明
細書に記載の拡張されたアイボックス構成は、使用者の眼の面積全体にわたる何れの２次
元構成に配置された何れの数のＮ個の複製又は反復された射出瞳を含んでいてもよい。Ｎ
＝４個の複製／反復された射出瞳を有する例示的な構成が図３において提供されている。

図３は、本願のシステム、機器、及び方法による例示的ホログラフィックコンバイナ３
３０を２次元で示しており、これは複製された（例えば、反復された）光信号の４つのイ
ンスタンスを収束させて、使用者の眼３９０における、又はその付近の空間的に分離され
た４つの射出瞳３８１、３８２、３８３、及び３８４を含む拡張されたアイボックス３８
０を形成する。射出瞳３８１、３８２、３８３、及び３８４は、眼３９０における、又は
その付近の２次元区域にわたり分散されて、眼３９０のための広い範囲の瞳孔位置（例え
ば、視線方向）をカバーする。眼３９０の瞳孔がアイボックス３８０の中にあるかぎり、
射出瞳３８１、３８２、３８３、及び３８４の少なくとも１つ（場合によっては、射出瞳
３８１、３８２、３８３、及び３８４のうちの少なくとも２の組合せ）が眼３９０の瞳孔
を通って光信号を提供し、使用者は投射された画像を見ることができる。光路の点で、射
出瞳３８１、３８２、３８３、及び３８４の各々は、ＳＬＰの走査レンジθのそれぞれの
サブレンジφ_ｉに対応する光信号を受け取ってもよい。

図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、及び２Ｅの例示的光学スプリッタ２５０はファセットプリ
ズム構造である。このような構造は、説明を目的として示されているにすぎず、本明細書
に記載されている光学スプリッタの構成をファセットプリズム構造又は同様の幾何学の構
造に限定することは意図されない。特定の実施態様ではファセットプリズム構造が光学ス
プリッタとして適当であるかもしれないが、前述のように、本明細書に記載の光学スプリ
ッタは、具体的な実施態様に応じて、様々なコンポーネントの何れを含んでいてもよい。
本明細書に記載の光学スプリッタの異なる構成及び動作の２つの非限定的な例が、図４及
び図５に提供されている。

図４は、本願のシステム、機器、及び方法による、ＳＬＰ４２０の走査レンジθを３つ
のサブレンジφ_１、φ_２、φ_３に分離させるための一例としての光学スプリッタ４００の
概略図である。光学スプリッタ４００は第一の光学構造４５０を含み、これは２つの反射
面４０１及び４０２と２つの透過面４１１及び４１２を有する。反射面４０１及び４０２
は、２つの異なる角度で方向付けられる。ＳＬＰ４２０（これは、図１のＳＬＰ１２０及
び図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、及び２ＥのＳＬＰ２２０と実質的に同様であってもよい）
は、図４に示されるようなサブレンジφ_１、φ_２、及びφ_３を含み、

である。ＳＬＰ４２０は、名目上同じ画像の３つの連続するコピー又はインスタンス、す
なわちサブレンジφ_１の第一のインスタンス、サブレンジφ_２の第二のインスタンス、及
びサブレンジφ_３の第三のインスタンスを走査するように動作してもよい。サブレンジφ
_１にわたり投射される画像の第一のインスタンスは、光学構造４５０の第一の反射面４０
１により反射され、その後、第三の反射板（例えば、ミラー）４０３により再び反射され
る。第三の反射板４０３は、サブレンジφ_１に対応する光信号４７１（図２Ａ、２Ｂ及び
２Ｅの光信号２７１と同様）を、例えば投射スクリーン又はＷＨＵＤのホログラフィック
コンバイナ（複雑さを軽減するために図４には示されない）へと方向転換させるように方
向付けられる。サブレンジφ_２にわたり投射される画像の第二のインスタンスは、サブレ
ンジφに対応する光信号４７２（図２Ａ、２Ｃ、及び２Ｅの光信号２７２と同様）として
第一及び第二の透過面４１１及び４１２を、例えば投射スクリーン又はＷＨＵＤのホログ
ラフィックコンバイナに向かって透過する。サブレンジφ_３で投射される画像の第三のイ
ンスタンスは、光学構造４５０の第二の反射面４０２により反射され、その後、第四の反
射板（例えば、ミラー）４０４により再び反射される。第四の反射板４０４は、サブレン
ジφ_３に対応する光信号４７３（図２Ａ、２Ｄ、及び２Ｅの光信号２７３と同様）を、例
えば投射スクリーン又はＷＨＵＤのホログラフィックコンバイナへと方向転換させるよう
に方向付けられる。このようにして、画像の名目上同じ３つのインスタンスがＳＬＰ４２
０によって生成され（例えば、連続的に生成され）、実用的には、ＳＬＰ４２０に関する
３つの異なる位置（１つの実際の位置、２つの仮想位置）からホログラフィックコンバイ
ナ（例えば、２３０）へと方向付けられてもよい。ホログラフィックコンバイナの位置と
向きに応じて、その結果得られる画像のインスタンスの何れかの２つ又は３つすべては、
ホログラフィックコンバイナの上で様々な方法で重複してもしなくてもよい。いくつかの
実施態様において、ホログラフィックコンバイナの、３つすべての画像が完全に重複する
区域は、有利な点として、動作中、主な視野として使用されてもよい。

光学スプリッタ４００は、光学スプリッタの一例としての構成を示しており、これは、
射出瞳複製による網膜走査ディスプレイシステムのアイボックスを拡張するために、相応
に適応されたＳＬＰの動作モードと共に使用されてもよい。

図５は、本願のシステム、機器、及び方法による、ＳＬＰ５２０の２次元走査レンジθ
を４つの２次元サブレンジφ_１、φ_２、φ_３、及びφ_４に分離させる一例としての光学ス
プリッタ５５０の説明図である。光学スプリッタ５５０は、ファセットプリズム光学機器
又は構造（図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、及び２Ｅの光学スプリッタ２５０と同様）であり
、ＳＬＰ５２０により生成され、その上又は中に入射する光信号５７０を反射し、屈折さ
せ、回折させ、及び／又は一般にその光路に影響を与えるように配置された様々な面を持
つ。光学スプリッタ５５０は、プラスチック、ガラス、又はホタル石等の従来の光学材料
から形成された１つの中実の光学構造であるが、代替的実施態様において、光学スプリッ
タ５５０は、別々の光学構造の連続的又はその他の方法で結合された組合せを含んでいて
もよい。光学スプリッタ５５０の各種のファセット５０１（まとめて示され、複雑さを緩
和するために、１つのみが引出し線で示されている）は、異なる入力領域（ＳＬＰ５２０
の走査レンジθの特定のサブレンジφ_ｉに対応し、光学スプリッタ５５０上の具体的な入
射点範囲を持つ）及び／又は出力領域（各々、ＳＬＰ５２０に関するＮ＝４個の仮想位置
５６１、５６２、５６３、及び５６４のそれぞれ１つに遡るすべての光路に対応する）を
画定するように配置される。ＳＬＰ５２０からの光信号５７０と整列させ、それを意図的
に方向転換させるために、光学スプリッタ５５０の様々なファセット５０１は、光信号５
７０の入力及び出力光路に関して、及び光学スプリッタ５５０の長さ、幅、及び／又は奥
行きの何れか又は全部に関して異なる角度で配置される。一般に、光学スプリッタ５５０
は、少なくともＮ＝４個のファセット５０１を有するファセット光学構造である。少なく
とも１つのそれぞれのファセット５０１は、ＳＬＰ５２０に関する空間的に分離されたＮ
＝４個の仮想位置５６１、５６２、５６３、及び５６４のそれぞれ１つに対応する。

図５は、ＳＬＰ５２０の２次元走査レンジθが、第一の（例えば水平）次元における走
査レンジΩと、第二の（例えば垂直）次元における走査レンジΨを含み、θ＝Ω×Ψであ
る。ＳＬＰ５２０は、実際の位置５６０にある。ＳＬＰ５２０の２次元走査レンジθのス
イープに関して、光学スプリッタ５５０（例えば、その各種の外面予及び／又は内面及び
／又はファセット５０１）は、ＳＬＰ５２０から光信号５７０を実際の位置５６０で受け
取り、光信号５７０を４つの２次元サブレンジφ_１、φ_２、φ_３、及びφ_４に分割し、光
信号５７０を、各２次元サブレンジφ_１、φ_２、φ_３、及びφ_４が、実用的には、ＳＬＰ
５２０に関する空間的に分離されたそれぞれの仮想位置５６１、５６２、５６３、及び５
６４から発せられていると見えるように方向転換させる。仮想位置５６１、５６２、５６
３、及び５６４は、少なくとも２つの空間次元（例えば、２つ又は３つの空間次元にわた
り）空間的に分離される。光学スプリッタ５５０が何れかの光信号５７０を分割する特定
の２次元サブレンジφ_ｉは、光学スプリッタ５５０における、又はその上でのその光信号
の特定の入射点に依存する（例えば、それによって決定される）。それゆえ、ＳＬＰ５２
０の２次元走査レンジθのスイープについて、光学スプリッタ５５０は、光信号５７０の
、その中に、又はその上に第一の入射点範囲にわたって（例えば、光学スプリッタ５５０
の、第一の入射点範囲と整列する第一のファセット５０１にわたって）入射する第一のサ
ブレンジφ_１を、実用的には、第一の仮想位置５６１から発せられているように方向転換
し、光学スプリッタ５５０は、光信号５７０の、その中に、又はその上に第二の入射点範
囲にわたって（例えば、光学スプリッタ５５０の、第二の入射点範囲と整列する第二のフ
ァセット５０１にわたって）入射する第二のサブレンジφ_２を、実用的には、第二の仮想
位置５６２から発せられているように方向転換し、光学スプリッタ５５０は、光信号５７
０の、その中に、又はその上に第三の入射点範囲にわたって（例えば、光学スプリッタ５
５０の、第三の入射点範囲と整列する第三のファセット５０１にわたって）入射する第三
のサブレンジφ_３を、実用的には、第三の仮想位置５６３から発せられているように方向
転換し、光学スプリッタ５５０は、光信号５７０の、その中に、又はその上に第四の入射
点範囲にわたって（例えば、光学スプリッタ５５０の、第四の入射点範囲と整列する第四
のファセット５０１にわたって）入射する第四のサブレンジφ_４を、実用的には、第四の
仮想位置５６４から発せられているように方向転換させる。上述のそれぞれ第一、第二、
第三、及び第四のファセット５０１は、光学スプリッタ５５０の入力面に、もしくはその
上に（すなわち、受光側に、もしくはその上に）、又は光学スプリッタ５５０の内部空間
内に、又は光学スプリッタ５５０の出力面に、もしくはその上に（すなわち、方向転換側
に、もしくはその上に）あってもよい。いくつかの実施態様において、上述のそれぞれ第
一、第二、第三、及び第四のファセット５０１は、光学スプリッタの入力面に、もしくは
その上に（すなわち、受光側に、もしくはその上に）、又は光学スプリッタの内部空間内
にあってもよく、上述の第一、第二、第三、及び第四のファセット５０１は各々、光学ス
プリッタ５５０の出力面に、もしくはその上に（すなわち、方向転換側に、もしくはその
上に）ある、それに対応するファセットのペア（例えば、第五のファセット、第六のファ
セット、第七のファセット、及び第八のファセット）を有していてもよい。

ＳＬＰ５２０の２次元走査レンジθは第一の（例えば水平）次元における走査レンジΩ
と、第二の（例えば垂直）次元における走査レンジΨを含むため、それぞれの２次元サブ
レンジφ_１、φ_２、φ_３、及びφ_４は、第一の次元におけるサブレンジω_ｉと第二の次元
におけるサブレンジβ_ｉのそれぞれの組合せを含む。具体的には、第一の２次元サブレン
ジφ_１は、第一の次元における第一のサブレンジω_１と第二の次元における第一のサブレ
ンジβ_１を、φ_１＝ω_１×β_１となるように含み、第二の２次元サブレンジφ_２は、第一
の次元における第二のサブレンジω_２と第二の次元における第一のサブレンジβ_１を、φ
_２＝ω_２×β_１となるように含み、第三の２次元サブレンジφ_３は、第一の次元における
第一のサブレンジω_１と第二の次元における第二のサブレンジβ_２を、φ_３＝ω_１×β_２
となるように含み、第四の２次元サブレンジφ_４は、第一の次元における第二のサブレン
ジω_２と第二の次元における第二のサブレンジβ_２を、φ_４＝ω_２×β_２となるように含
む。サブレンジφ_ｉの長方形又は格子状配置の場合、ＳＬＰ５２０の２次元走査レンジθ
が第一の次元における走査レンジΩと第二の次元における走査レンジΨを含み、θ＝Ω×
Ψの場合、２次元サブレンジφ_ｉの数は、少なくとも第一の次元におけるサブレンジω_ｉ
の数に第二の次元におけるサブレンジβ_ｉの数を乗じたものと等しくてもよい。しかしな
がら、他の実施態様において、サブレンジφ_ｉの長方形以外の配置、例えばサブレンジφ
_ｉの三角形、円形、多角形、又は無形体配置が採用されてもよい。

射出瞳複製（例えば、射出瞳反復）によるアイボックス拡張を提供する各種のＷＨＵＤ
システム及び機器に加えて、本明細書に記載されている各種の実施形態はまた、射出瞳複
製によってＷＨＵＤのアイボックスを拡張する方法も含む。

図６は、本願のシステム、機器、及び方法による、ＷＨＵＤを動作させる方法６００を
示すフロー図である。ＷＨＵＤは、ＷＨＵＤ１００又はＷＨＵＤ２００と実質的に同様で
あってもよく、一般に、ＳＬＰと、光学スプリッタと、ホログラフィックコンバイナと、
を含む。方法６００は４つの動作６０１、６０２、６０３、及び６０４を含むが、当業者
であれば、代替的実施形態において、特定の動作を省略してもよく、及び／又は別の動作
が追加されてもよいことがわかるであろう。当業者であればまた、動作の図の順番は例示
のために示されているにすぎず、代替的実施形態では変更してもよいことがわかるであろ
う。方法６００の解釈において、「使用者」という用語は、ＷＨＵＤを装着する人物を指
す。

６０１で、ＷＨＵＤのＳＬＰは第一の光信号を生成する。第一の光信号は、ある画像の
第一のインスタンス又はある画像の一部の第一のインスタンスを表していてもよい。例え
ば、第一の光信号は、ある画像の１つ又は複数の画素の第一のインスタンスを表していて
もよい。

６０２で、光学スプリッタは、その上又は中の第一の入射点で（例えば、光学スプリッ
タの外面で、もしくはその上で、又は光学スプリッタの内部空間内で）第一の光信号を受
け取る。方法６００の具体的な実施態様における光学スプリッタの具体的設計に応じて、
第一の入射点は、光学スプリッタを構成する、複数の利用可能な光学素子の１つ目（又は
、複数の利用可能なファセットの第一のファセット）に対応していてもいなくてもよい。

６０３で、光学スプリッタは第一の光信号を、実用的には、ＳＬＰに関する空間的に分
離されたＮ個の仮想位置の１つ目からホログラフィックコンバイナへと方向転換させ、Ｎ
は１より大きい整数である。光学スプリッタがそこから第一の光信号を方向転換させるＳ
ＬＰに関する第一の仮想位置は、光学スプリッタが６０２で第一の光信号を受け取る第一
の入射点に依存してもよい（例えば、それによって、又は一部にそれによって決定されて
もよい）。

６０４で、ホログラフィックコンバイナは、第一の光信号を使用者の眼へと方向転換さ
せる。特に、ホログラフィックコンバイナは、第一光信号を使用者の眼における、又はそ
の付近のＮ個の射出瞳の１つ目に収束させてもよい。ホログラフィックコンバイナが第一
の光信号を収束させる先の第一の射出瞳は、光学スプリッタが６０３でそこから第一の光
信号を方向転換させるＳＬＰの位置に関する第一の仮想位置に依存してもよい（例えば、
それによって決定されてもよい）。

いくつかの実施態様において、ホログラフィックコンバイナは１つのホログラムを含ん
でいてもよく、これは第一の光信号を、第一の光信号が受け取られるホログラフィックコ
ンバイナの特定の点又は領域（例えば、光学スプリッタが６０３でそこから第一の光信号
を方向転換するＳＬＰに関する第一の仮想位置により判断される）における第一の光信号
の入射角度に基づいて、使用者の眼におけるＮ個の射出瞳の１つ目に収束させる。このよ
うな実施態様においても、ホログラフィックコンバイナは少なくとも２つの波長多重ホロ
グラムを含んでいてもよく、それぞれが異なる波長を有する第一の光信号の少なくとも２
つの成分、例えば第一の光信号の少なくとも２つの色成分を再生する（例えば、動作６０
４の方向転換及び／又は収束を実行する）。例えば、ＳＬＰは、赤色レーザダイオード、
緑色レーザダイオード、及び青色レーザダイオードを含んでいてもよく、第一の光信号は
、赤色成分、緑色成分、及び青色成分を含んでいてもよい。この場合、ホログラフィック
コンバイナは、赤色ホログラム、緑色ホログラム、及び青色ホログラムを含んでいてもよ
く、赤色ホログラムは、第一の光信号の赤色成分を使用者の眼における、又はその付近の
第一の射出瞳に収束させてもよく、緑色ホログラムは、第一の光信号の緑色成分を使用者
の眼における、又はその付近の第一の射出瞳に収束させてもよく、青色ホグラムは、第一
の光信号の青い路成分を使用者の眼における、又はその付近の第一の射出瞳に収束させて
もよい。

いくつかの実施態様において、ホログラフィックコンバイナは、Ｎ個の角度多重赤色ホ
ログラム、Ｎ個の角度多重緑色ホログラム、及びＮ個の角度多重青色ホログラムを含んで
いてもよい。この場合、Ｎ個の角度多重赤色ホログラムの１つ目は、第一の光信号の赤色
成分を第一の射出瞳に収束させてもよく、Ｎ個の角度多重緑色ホログラムの１つ目は、第
一の光信号の緑色成分を第一の射出瞳に収束させてもよく、Ｎ個の角度多重青色ホログラ
ムの１つ目は、第一の光信号の青色成分を第一の射出瞳に収束させてもよい。Ｎ個の角度
多重赤色ホログラム、Ｎ個の角度多重緑色ホログラム、及びＮ個の角度多重青色ホログラ
ムの特定の１つは、光学スプリッタが６０３でそこから第一の光信号を方向転換させるＳ
ＬＰに関する第一の仮想位置に依存してもよい（例えば、それによって決定されてもよい
）。

方法６００は、様々な方法で延長されてもよい。例えば、ＳＬＰは、少なくとも第二の
光信号を生成してもよく、光学スプリッタは、第二の光信号を第二の入射点で受け取り、
第二の光信号を、実用的には、ＳＬＰに関する空間的に分離されたＮ個の仮想位置の２つ
目からホログラフィックコンバイナへと方向転換させてもよく、ホログラフィックコンバ
イナは、第二の光信号を使用者の眼における、又はその付近のＮ個の射出瞳の２つ目に収
束させてもよい。光学スプリッタがそこから第二の光信号を方向転換させるＳＬＰに関す
る第二の仮想位置は、光学スプリッタが第二の光信号を受け取る第二の入射点に依存する
（例えば、それによって決定されてもよい）。ＳＬＰが走査レンジθを有する場合、光学
スプリッタは、第一の光信号を（６０２で）ＳＬＰに関する走査レンジθのＮ個のサブレ
ンジφ_ｉの１つ目φ_１に含まれる第一の入射点で受け取ってもよく、

である。この場合、光学スプリッタが６０３でそこから第一の光信号を方向転換させるＳ
ＬＰに関する空間的に分離されたＮ個の仮想位置の１つ目は、ＳＬＰに関する走査レンジ
θの第一のサブレンジφ_１に依存してもよい（例えば、それによって決定されてもよい）
。同様に、光学スプリッタは第二の光信号を、ＳＬＰに関する走査レンジθのＮ個のサブ
レンジφ_ｉの２つ目φ_２に含まれる第二の入射点で受け取ってもよく、光学スプリッタが
そこから第二の光信号を方向転換するＳＬＰに関する空間的に分離されたＮ個の仮想位置
の２つ目は、ＳＬＰに関する走査レンジθの第二のサブレンジφ_２に依存してもよい（例
えば、それによって決定されてもよい）。

図７は、本願のシステム、機器、及び方法によるＷＨＵＤを動作させる方法７００を示
すフロー図である。ＷＨＵＤは、ＷＨＵＤ１００又はＷＨＵＤ２００と実質的に同様であ
ってもよく、一般に、ＳＬＰと、光学スプリッタと、ホログラフィックコンバイナと、を
含む。方法７００は、５つの動作７０１、７０２、７０３、７０４、及び７０５を含むが
、当業者であれば、代替的実施形態においては、特定の動作が省略されてもよく、及び／
又は別の動作が追加されてもよいことがわかるであろう。当業者であればまた、動作の図
の順序は例示を目的として示されているにすぎず、代替的実施形態では変えてもよいこと
がわかるであろう。方法７００の解釈において、「使用者」という用語はＷＨＵＤを装着
する人物を指す。

７０１で、ＳＬＰは、ＳＬＰに関する２次元走査レンジθのスイープに対応する光信号
を生成する。具体的な実施態様に応じて、ＳＬＰは、第二の次元における走査レンジΨの
スイープに沿った個別の各ステップで第一の次元における走査レンジＱをスイープするこ
とにより、２次元走査レンジθをスイープしてもよい。

７０２で、光学スプリッタは、７０１でのＳＬＰによる２次元走査レンジθのスイープ
に対応する光信号を受け取る。ＳＬＰの２次元走査レンジθは、Ｎ個の２次元サブレンジ
φ_ｉを含んでいてもよく、Ｎは１より大きい整数であり、

である。各２次元サブレンジφ_ｉは、第一の次元におけるサブレンジω_ｉと第二の次元に
おけるサブレンジβ_ｉのそれぞれの組合せを含んでいてもよい。光学スプリッタは、各２
次元サブレンジφ_ｉが、光学スプリッタにおける、又はその上のそれぞれの入射点範囲を
有する光信号に対応するように位置付けられ、方向付けられ、及び／又は一般に配置され
てもよい。

７０３で、光学スプリッタは光信号を、７０２で光学スプリッタが各光信号を受け取っ
た入射点に基づいて、Ｎ個の２次元サブレンジφ_ｉに分割し、分裂させ、分散させ、分岐
させ、又は一般に「分離」させる。

７０４で、光学スプリッタは光信号をホログラフィックコンバイナへと方向転換させる
。光学スプリッタは各光信号を、実用的には、ＳＬＰに関する空間的に分離されたＮ個の
仮想位置の特定の１つから方向転換させてもよく、ある光信号に関する特定の仮想位置は
、光信号が対応する特定の２次元サブレンジφ_ｉに依存する（例えば、それによって決定
される）。

７０５で、ホログラフィックコンバイナは各光信号を使用者の眼における、又はその付
近のＮ個の射出瞳のうちの１つに収束させる。ホログラフィックコンバイナが光信号を収
束させる先のＮ個の射出瞳のうちの特定の１つは、光学スプリッタが７０３で光信号を分
離させた特定の２次元サブレンジφ_ｉに依存してもよい（例えば、それによって決定され
てもよい）。前述のように、ホログラフィックコンバイナは、いくつかの実施態様におい
て、少なくともＮ個の多重ホログラムを含む何れの数のホログラムを含んでいてもよい。
ホログラフィックコンバイナが少なくともＮ個の多重ホログラムを含む場合、その少なく
ともＮ個の多重ホログラムの各々の１つは、光信号をＮ個の射出瞳の１つに収束させても
よい。

本願のシステム、機器、及び方法によれば、網膜走査プロジェクタのアイボックスは、
１つ又は複数の射出瞳の複製によって拡張されてもよい。この方式において、ある射出瞳
は、眼の瞳孔の直径と略等しいか、それより小さい所定の大きさ、例えば約４ｍｍ又はそ
れ以下（例えば約２ｍｍ）を有していてもよく、それによって射出瞳が使用者の（物理的
な）瞳孔に衝突した（例えば、それと整列又は重複した）ときに、画像からのすべての光
が眼に入る。しかしながら、使用者が眼を動かすと、射出瞳と使用者の瞳孔との間の整列
が失われるかもしれず、投射された画像は使用者の視野から消失するかもしれない。それ
ゆえ、本明細書に記載されている「射出瞳複製によるアイボックスの拡張」方式の中で、
複数の射出瞳は使用者の眼に投射され、タイリングされてもよく、それによって、複数の
、多くの、ほとんどの、又はすべての眼位置について、少なくとも１つの射出瞳が使用者
の眼と整列する。

本明細書及び付属の特許請求の範囲の全体を通じて、「約」という用語が具体的な値又
は数量に関連して使用されることがある。例えば、「約２ｃｍ」以内の高速収束。具体的
な文脈により他の解釈が必要な場合を除き、約という用語は一般に、±１５％を意味する
。

本明細書に記載の「光学スプリッタ」は光学機器である。反射板の配置を含む光学スプ
リッタの第一の非限定的な例は図４に示され（それに関して説明され）、ファセットプリ
ズム光学機器を含む光学スプリッタの第二の非限定的な例は、図５に示され（それに関連
して説明され）ているが、本願のシステム、機器、及び方法は、図４及び５の光学スプリ
ッタの例示的実施態様に限定されることは意図されていない。本明細書に記載の光学スプ
リッタは、何れの数の、及び／又は配置の光学素子及び／又は光学機器（パッシブ又はス
タティック素子及びアクティブ又はダイナミック（例えば、作動可能な）素子を含む）、
例えばミラー、レンズ、回折格子、ビームスプリッタ、プリズム、半鍍銀面、ダイクロイ
ック、誘電体コーティング、及び／又は当業者が本明細書に記載されているように光信号
又は画像を分割するために使用するであろう他のあらゆる光学機器を含んでいてもよい。
当業者であれば、本明細書に記載されている光学スプリッタが具体的な実施態様の要求事
項に応じて、様々な異なる光学機器の何れの１つ又は複数でも、個別に、又は組み合わせ
て利用してもよいことがわかるであろう。したがって、本願のシステム、機器、及び方法
は、光学機器又は光学機器の配置が本明細書に記載の光信号又は画像を光学的に分割する
代表的な実施態様である。

当業者であれば、本願のシステム、機器、及び方法は、ＳＬＰ以外の１つ又は複数の光
源を利用するＷＨＵＤ構成に適用され、又はそれ以外の方法でその中に組み込まれてよい
ことがわかるであろう。例えば、いくつかの実施態様において、本明細書に記載されてい
るＳＬＰは、他の光源、例えば１つ又は複数の発光ダイオード（「ＬＥＤ」）、１つ又は
複数の有機ＬＥＤ（「ＯＬＥＤ」）、１つ又は複数のデジタルライトプロセッサ（「ＤＬ
Ｐ」）に置き換えられてもよい。このようなレーザ以外の実施態様は、有利な点として、
投射された光信号をコリメートし、合焦させ、及び／又はそれ以外に案内するための追加
の光学系を利用してもよい。具体的な文脈によって他の解釈が必要な場合を除き、当業者
であれば、本願のシステム、機器、及び方法を通じた「ＳＬＰ」への言及は代表的であり
、他の光源（必要に応じて他の光学系と組み合わされる）を本明細書に記載されているＳ
ＬＰと同じ一般的目的にかなうように応用又は適応されてもよいことがわかるであろう。

当業者であれば、本願のシステム、機器、及び方法は、ホログラフィックコンバイナ以
外の１つ又は複数の透明コンバイナを採用するＷＨＵＤ構造に応用し、又はそれ以外に組
み込んでもよいことがわかるであろう。例えば、いくつかの実施態様において、本明細書
に記載のホログラフィックコンバイナは、実質的に同じ一般的な目的にかなうホログラフ
ィック機器以外のもの、例えばプリズムフィルム、マイクロレンズアレイを担持するフィ
ルム、及び／又は導波構造に置き換えてもよい。このようなホログラフィック以外の実施
態様は、追加の光学系を利用してもしなくてもよい。具体的な文脈から他の解釈が必要と
なる場合を除き、当業者であれば、本願のシステム、機器、及び方法を通じて、「ホログ
ラフィックコンバイナ」への言及は代表的であり、他の透明コンバイナ（必要に応じて他
の光学系と組み合わされる）が本明細書に記載のホログラフィックコンバイナと同じ一般
的目的にかなうように応用されても、又は応用できるように調整されてもよいことがわか
るであろう。

当業者であれば、本明細書に記載されている射出瞳複製によるアイボックス拡張の各種
の実施形態は、非ＷＨＵＤの用途でも利用されてよいことがわかるであろう。例えば、本
願のシステム、機器、及び方法は、非ウェアラブルヘッドアップディスプレイにおいて、
及び／又はホログラフィックコンバイナが必ずしも透明でなくてもよい、仮想現実ディス
プレイを含む他のプロジェクションディスプレイに応用されてもよい。

両眼用の実施態様（すなわち、表示内容が使用者の両眼に投射される実施態様）におい
ては、使用者の各眼に異なる視野を意図的に投射させることにより、視野全体を増大させ
てもよい。２つの視野は重複してもよく、それによって両眼が視野の中央で内容を見て、
その間に左眼はその視野の左側でより多くの内容を見て、右眼がその視野の右側でより多
くの内容を見る。

複数の射出瞳を利用するいくつかの実施態様において、すべての射出瞳は任意選択によ
り、常に有効な状態であってもよい（時間的分離が可能）。あるいは、アイトラッキング
も利用する実施態様では、使用者が見ている場所に対応する（アイトラッキングに基づく
）射出瞳だけを有効にしてもよく、その一方で、使用者の視野の外にある１つ又は複数の
射出瞳は無効にしてもよい。

いくつかの実施態様において、プロジェクタの走査範囲は眼が見ている方向における、
又は使用中の射出瞳における解像度を増大させるために能動的に変化させることができる
。これは、米国仮特許出願第６２／１３４，３４７号明細書に記載されているような、不
均一な画像解像度の例である。

アイボックス拡張は、有利な点として、使用者が広い範囲の方向を見ているときに表示
内容が見えるようにする。さらに、アイボックス拡張により、より広い眼配置を持つより
多様な使用者が、ＷＨＵＤを通じて表示された内容を十分に見えるようにしてもよい。瞳
孔間距離、眼の形状、眼の相対位置、その他等の解剖学的詳細はすべて使用者によって異
なる。本明細書に記載されている各種のアイボックス拡張方法を使用して、解剖学的違い
を有する様々な使用者に対して、ＷＨＵＤをよりロバストに（及びしたがって、より有用
に）できるかもしれない。使用者ごとの身体的なばらつきにはるかによく対応できるよう
にするために、本明細書に記載されている各種のＷＨＵＤは、使用者が本人の眼に関する
１つ又は複数の射出瞳の物理的位置及び／又は整列を制御可能に調整できるような１つ又
は複数の機械的構造を含んでいてもよい。このような機械的構造には、１つ又は複数のヒ
ンジ、ダイヤル、屈曲部、さねはぎ又は他のスライド式に連結されたコンポーネント、そ
の他が含まれていてもよい。例えば、ＳＬＰ及び／又は光学スプリッタの少なくとも一方
は、支持構造の上で物理的に移動可能及び／又は回転可能であってもよく、使用者は、Ｓ
ＬＰ及び／又は光学スプリッタを物理的に移動させ、及び／又は回転させて、眼に関する
Ｎ個の射出瞳のうちの少なくとも１つの位置を変更してもよい。あるいは、本明細書で教
示されている方式により、有利な点として、このような追加の機械的構造を含める必要が
なくなり、その結果、そうでない場合に入手可能であるものより小型化、軽量化できる。

いくつかの実施態様において、１つ又は複数の光ファイバを使って、光信号を本明細書
で示された経路のいくつかに沿って案内してもよい。

本明細書に記載の各種の実施態様は、任意選択により、米国仮特許出願第６２／２８８
，９４７号明細書に記載されているアイボックスの劣化を防止するためのシステム、機器
、及び方法を利用してもよい。

本明細書に記載のＷＨＵＤは、使用者の環境からデータを収集するための１つ又は複数
のセンサ（例えば、マイクロフォン、カメラ、温度計、コンパス、及び／又はその他）を
含んでいてもよい。例えば、１つ又は複数のカメラを使って、ＷＨＵＤのプロセッサにフ
ィードバックを提供し、ある画像を表示上のどこに表示すべきかに影響を与えてもよい。

本明細書に記載のＷＨＵＤは、１つ又は複数のオンボード電源（例えば、１つ又は複数
のバッテリ）、無線通信送受信のための無線トランシーバ、及び／又はコンピュータへの
接続及び／又は１つ又は複数のオンボード電源の充電のためのテザコネクタポートを含ん
でいてもよい。

本明細書に記載のＷＨＵＤは、様々な方法のうちの１つ又は複数で、使用者からのコマ
ンドを受け、それに応答してもよく、これにはマイクロフォンを通じた音声コマンド、ボ
タン、スイッチ、又はタッチセンサ式表面を通じたタッチコマンド、及び／又はジェスチ
ャ検出システムを通じたジェスタャベースのコマンドが含まれ、例えば米国特許出願第１
４／１５５，０８７号明細書、米国特許出願第１４／１５５，１０７号明細書、ＰＣＴ特
許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０５７０２９号明細書、及び／又は米国仮特許出願第６
２／２３６，０６０号明細書に記載され、これらすべての全体を参照によって本願に援用
する。

本明細書に記載のＷＨＵＤの各種の実施態様は、米国仮特許出願第６２／１１７，３１
６号明細書、米国仮特許出願第６２／１５６，７３６号明細書、及び／又は米国仮特許出
願第６２／２４２，８４４号明細書に記載されている技術の何れか又は全部を含んでいて
もよい。

本明細書及び付属の特許請求の範囲の全体を通じて、「通信可能な経路」、「通信可能
な連結」等における、及び「通信可能に連結される」等の変化形における「通信可能な」
という用語は一般に、情報を伝達及び／又は交換するためのあらゆる工学的配置を指すた
めに使用されている。例示的な通信可能な経路には、導電性経路（例えば、導電性ワイヤ
、導電性トレース）、磁気経路（例えば、磁気媒体）、及び／又は光学経路（例えば、光
ファイバ）が含まれるがこれらに限定されず、例示的な通信可能な連結には、電気連結、
磁気連結、及び／又は光学連結が含まれるがこれらに限定されない。

本明細書及び付属の特許請求の範囲の全体を通じて、不定詞の動詞形態が頻繁に使用さ
れている。例えば、限定ではないが、「検出すること」、「提供すること」、「送信する
こと」、「通信すること」、「加工すること」、「送ること」、等が含まれる。具体的な
文脈から他の解釈が必要となる場合を除き、このような不定詞の動詞形態は非限定的で包
括的な意味において使用されており、すなわち、「少なくとも検出すること」、「少なく
とも提供すること」、「少なくとも送信すること」等である。

図の実施形態に関する上記の説明は、「要約書」に記載されている内容を含め、これら
が網羅的である、又は実施形態を開示されている通りの形態に限定すると意図されている
のではない。具体的な実施形態及び例は本明細書において、説明的目的のために記載され
ているが、本開示の主旨と範囲から逸脱することなく、様々な、それと同等の変更を加え
ることができ、これは当業者であればわかることである。本明細書で提供されている各種
の実施形態の教示は、他のポータブル及び／又はウェアラブル電子機器にも応用可能であ
り、必ずしも、概して上で説明した例示的なウェアラブル電子機器でなくてもよい。

例えば、上述の詳細な説明は、機器及び／又はプロセスの各種の実施形態を、ブロック
図、略図、及び例を通じて記載されている。かかるブロック図、略図、及び例が１つ又は
複数の機能及び／又は動作を含むかぎり、当業者であれば、かかるブロック図、フローチ
ャート、又は例に含まれる各機能及び／又は動作を個別に、及び／又はまとめて、各種の
ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又は実質的にあらゆるその組合せにより
実施できることがわかるであろう。１つの実施形態において、本願の主旨は、特定用途集
積回路（ＡＳＩＣ）を通じて実施されてよい。しかしながら、当業者であれば、本明細書
で開示されている実施形態は、全体的又は部分的に、標準的な集積回路において、１つ又
は複数のコンピュータにより実行される１つ又は複数のコンピュータプログラムとして（
例えば、１つ又は複数のコンピュータシステム上で実行される１つ又は複数のプログラム
として）、１つ又は複数のコントローラ（例えばマイクロコントローラ）により実行され
る１つ又は複数のプログラムとして、１つ又は複数のプロセッサ（例えば、マイクロプロ
セッサ、中央処理ユニット、グラフィカルプロセシングユニット）により実行される１つ
又は複数のプログラムとして、ファームウェアとして、又は実用的にはそれらのあらゆる
組合せとして同様に実施でき、回路を設計すること、及び／又はソフトウェア用及び又は
ファームウェア用のコードを書くことも、本開示の教示を参照すれば当業者にとって十分
に可能であろう。

ロジックがソフトウェアとして実施され、メモリに記憶される場合、ロジック又は情報
はあらゆるプロセッサ関連のシステムもしくは方法により、又はそれに関して使用される
あらゆるプロセッサ判読可能媒体に記憶することができる。本開示に関して、メモリはプ
ロセッサ判読可能媒体であり、すなわち、コンピュータ及び／又はプロセッサプログラム
を含む、又は記憶する電子、磁気、光、又はその他の物理的機器又は手段である。ロジッ
ク及び／又は情報は、命令実行システム、装置、又は機器、例えばコンピュータ援用シス
テム、プロセッサ内蔵システム、又は命令実行システム、装置、又は機器からフェッチし
、そのロジック及び／又は情報に関連する命令を実行することのできるその他のシステム
により、又はそれに関連して使用するあらゆるプロセッサ判読可能媒体に具現化できる。

本明細書に関連して、「非一時的プロセッサ判読可能媒体」とは、命令実行システム、
装置、及び／又は機器により、又はそれに関連して使用されるロジック及び／又は情報に
関連するプログラムを保存することのできるあらゆる素子とすることができる。プロセッ
サ判読可能媒体は、例えば、電子、磁気、光、電磁、赤外線、又は半導体システム、装置
、又は機器とすることができるが、これらに限定されない。コンピュータ判読可能媒体の
より具体的な例（完全に網羅されていないリスト）には、以下が含まれる：ポータブルコ
ンピュータディスケット（磁気、コンパクトフラッシュ（登録商標）カード、セキュアデ
ジタル、又はその他）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯ
Ｍ）、イレーサブルプログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、又
はフラッシュメモリ）、ポータブルコンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤＲＯＭ
）、デジタルテープ、及びその他の非一時的媒体。

上述の各種の実施形態を組み合わせて他の実施形態を提供することができる。これらが
本明細書中に具体的な教示及び定義と矛盾しないかぎり、本明細書中で言及され、及び／
又は出願データシートでＴｈａｌｍｉｃ Ｌａｂｓ Ｉｎｃ．が所有するものとして列挙
された米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願及び非特許
文献はすべて、米国仮特許出願第６２／２１４，６００号明細書、米国仮特許出願第６２
／２６８，８９２号明細書、米国仮特許出願第６２／１６７，７６７号明細書、米国仮特
許出願第６２／２７１，１３５号明細書、米国仮特許出願第６２／２４５，７９２号明細
書、米国仮特許出願第６２／２８１，０４１号明細書、米国仮特許出願第６２／１３４，
３４７号明細書、米国仮特許出願第６２／２８８，９４７号明細書、米国特許出願第１４
／１５５，０８７号明細書、米国特許出願第１４／１５５，１０７号明細書、ＰＣＴ特許
出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０５７０２９号明細書、米国仮特許出願第６２／２３６，
０６０号明細書、米国仮特許出願第６２／１１７，３１６号明細書、米国仮特許出願第６
２／１５６，７３６号明細書、及び米国仮特許出願第６２／２４２，８４４号明細書を含
め、ただしこれらに限定することなく、その全体を参照によって本願に援用する。実施形
態の態様は、必要に応じて、様々な特許、出願、及び文献のシステム、回路、及び概念を
利用するように変更して、また別の実施形態を提供することができる。

上述の詳細な説明を参照して、これら及びその他の変更を実施形態に加えることができ
る。一般に、以下の特許請求の範囲において、使用される用語は特許請求項を明細書及び
特許請求の範囲の中で開示されている具体的な実施形態に限定すると解釈すべきではなく
、かかる請求項に付与されうる均等物の全範囲に沿ってあらゆる考えうる実施形態を含む
と解釈すべきである。したがって、特許請求の範囲は開示により限定されない。

Claims (20)

1. ウェアラブルヘッドアップディスプレイであって、
   使用時にユーザーの頭部に装着される支持構造と、
   前記支持構造によって保持される走査型レーザープロジェクタとを備え、前記走査型レーザープロジェクタは、赤色レーザーダイオードと、緑色レーザーダイオードと、青色レーザーダイオードとを含み、前記ウェアラブルヘッドアップディスプレイは、さらに、
   前記支持構造によって保持されるホログラフィックコンバイナを備え、前記ホログラフィックコンバイナは、赤色ホログラム、緑色ホログラム、および青色ホログラムを含み、前記支持構造が前記ユーザーの頭部に装着されたときに、前記ホログラフィックコンバイナは、前記ユーザーの眼の視野内に位置し、前記ウェアラブルヘッドアップディスプレイは、さらに、
   前記支持構造によって保持され、前記走査型レーザープロジェクタと前記ホログラフィックコンバイナとの間の光路に位置する光スプリッタを備え、前記光スプリッタは、前記走査型レーザープロジェクタによって生成される光信号を受信し、前記光信号を、Ｎ個の光信号に分割し、前記分割されたＮ個の光信号のそれぞれを、前記走査型レーザープロジェクタのＮ個の空間的に離れた仮想位置のそれぞれから前記ホログラフィックコンバイナに送るように設けられ、ここで、Ｎは、１よりも大きい整数であり、前記ホログラフィックコンバイナは、前記光スプリッタから前記Ｎ個の光信号を受信し、前記ユーザーの眼におけるＮ個の射出瞳に前記Ｎ個の光信号を収束させるように設けられ、光信号が収束する前記Ｎ個の射出瞳のうち特定の１つの射出瞳は、前記光スプリッタが前記光信号の方向を変える前記走査型レーザープロジェクタの特定の仮想位置によって決められ、前記赤色ホログラムは、前記光信号の赤色成分を前記Ｎ個の射出瞳に収束させる向きに位置付けられ、前記緑色ホログラムは、前記光信号の緑色成分を前記Ｎ個の射出瞳に収束させる向きに位置付けられ、前記青色ホログラムは、前記光信号の青色成分を前記Ｎ個の射出瞳に収束させる向きに位置付けられる、ウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
2. 前記走査型レーザープロジェクタは、全２次元走査範囲θを有し、前記光スプリッタは、前記走査型レーザープロジェクタの前記全２次元走査範囲θをＮ個の２次元部分範囲φ_ｉに分割するように設けられ、ここで、
   

   

   
   であり、前記Ｎ個の２次元部分範囲φ_ｉの各々は、前記走査型レーザープロジェクタの前記Ｎ個の空間的に離れた仮想位置の各々に対応する、請求項１に記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
3. 前記光スプリッタは、
   前記走査型レーザープロジェクタによる前記全２次元走査範囲θのスイープに対応する光信号を受信し、
   前記全２次元走査範囲θの前記スイープに対応する前記光信号を、前記Ｎ個の２次元部分範囲φ_ｉに分割し、
   前記走査型レーザープロジェクタの前記Ｎ個の空間的に離れた仮想位置の各々から前記全２次元走査範囲θの前記スイープに対応する前記光信号の方向を変えて前記ホログラフィックコンバイナに送るように設けられ、前記光スプリッタが前記全２次元走査範囲θの前記スイープにおける各光信号の方向を変える前記走査型レーザープロジェクタの特定の仮想位置は、前記光信号が対応する特定の２次元部分範囲φ_ｉによって決められる、請求項２に記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
4. 前記走査型レーザープロジェクタは、第１の次元に全走査範囲Ωを有し、ここで、０°＜Ω＜１８０°であり、前記光スプリッタは、前記第１の次元における前記走査型レーザープロジェクタの前記全走査範囲Ωを前記第１の次元におけるＸ個の部分範囲ω_ｉに分割するように設けられ、ここで、１＜Ｘ≦Ｎであり、
   

   

   
   であり、前記Ｘ個の部分範囲ω_ｉの各々は、前記走査型レーザープロジェクタの前記Ｎ個の空間的に離れた仮想位置の異なる仮想位置に対応する、請求項１～３のいずれかに記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
5. 前記光スプリッタは、
   前記走査型レーザープロジェクタによる前記第１の次元における前記全走査範囲Ωのスイープに対応する光信号を受信し、
   前記第１の次元における前記全走査範囲Ωの前記スイープに対応する前記光信号を、前記第１の次元における前記Ｘ個の部分範囲ω_ｉに分割し、
   前記走査型レーザープロジェクタの前記Ｎ個の空間的に離れた仮想位置の少なくともＸ個から前記第１の次元における前記全走査範囲Ωの前記スイープに対応する前記光信号の方向を変えて前記ホログラフィックコンバイナに送るように設けられ、前記光スプリッタが前記第１の次元の前記全走査範囲Ωの前記スイープにおける各光信号の方向を変える前記走査型レーザープロジェクタの特定の仮想位置は、前記光信号が対応する前記第１の次元の特定の部分範囲ω_ｉによって決まる、請求項４に記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
6. 前記走査型レーザープロジェクタは、第２の次元に全走査範囲Ψを有し、ここで、０°＜Ψ＜１８０°であり、前記光スプリッタは、前記第２の次元の前記走査型レーザープロジェクタの前記全走査範囲Ψを、前記第２の次元のＹ個の部分範囲β_ｉに分割するように設けられ、ここで、１＜Ｙ≦Ｎ／２であり、
   

   

   
   であり、前記Ｙ個の部分範囲β_ｉの各々は、前記走査型レーザープロジェクタの前記Ｎ個の空間的に離れた仮想位置の異なる仮想位置に対応する、請求項４に記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
7. 前記光スプリッタは、
   前記走査型レーザープロジェクタによる前記第２の次元の前記全走査範囲Ψのスイープに対応する光信号を受信し、
   前記第２の次元の前記全走査範囲Ψの前記スイープに対応する前記光信号を、前記第２の次元の前記Ｙ個の部分範囲β_ｉに分割し、
   前記走査型レーザープロジェクタの前記Ｎ個の空間的に離れた仮想位置の少なくともＹ個から前記第２の次元の前記全走査範囲Ψの前記スイープに対応する前記光信号の方向を変えて前記ホログラフィックコンバイナに送るように設けられ、前記光スプリッタが前記第２の次元の前記全走査範囲Ψの前記スイープにおける光信号の方向を変える前記走査型レーザープロジェクタの特定の仮想位置は、前記光信号が対応する前記第２の次元の特定の部分範囲β_ｉによって決まる、請求項６に記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
8. 前記支持構造は、眼鏡フレームの一般的な形状および一般的な見た目を有する、請求項１～７のいずれかに記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
9. 処方箋付きの眼鏡レンズをさらに備え、前記ホログラフィックコンバイナは、前記処方箋付きの眼鏡レンズによって保持される、請求項８に記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
10. 前記ホログラフィックコンバイナは、前記光スプリッタから前記光信号を受信し、前記ユーザーの眼におけるＮ個の射出瞳のそれぞれに前記光信号を収束させるように設けられ、光信号が収束させられる前記Ｎ個の射出瞳のうち特定の１つの射出瞳は、前記光スプリッタが前記光信号の方向を変える前記走査型レーザープロジェクタの特定の仮想位置によって決まり、
    前記赤色ホログラムは、前記光信号の赤色成分を、前記Ｎ個の射出瞳のそれぞれに収束させる向きに位置付けられ、
    前記緑色ホログラムは、前記光信号の緑色成分を、前記Ｎ個の射出瞳のそれぞれに収束させる向きに位置付けられ、
    前記青色ホログラムは、前記光信号の青色成分を、前記Ｎ個の射出瞳のそれぞれに収束させる向きに位置付けられる、請求項１～９のいずれかに記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
11. 前記赤色ホログラムは、前記走査型レーザープロジェクタの前記Ｎ個の空間的に離れた仮想位置の各々から前記光スプリッタによって方向が変えられて送られてきた光信号の赤色成分を、前記Ｎ個の射出瞳のそれぞれに収束させる向きに位置付けられ、
    前記緑色ホログラムは、前記走査型レーザープロジェクタの前記Ｎ個の空間的に離れた仮想位置の各々から前記光スプリッタによって方向が変えられて送られてきた光信号の緑色成分を、前記Ｎ個の射出瞳のそれぞれに収束させる向きに位置付けられ、
    前記青色ホログラムは、前記走査型レーザープロジェクタの前記Ｎ個の空間的に離れた仮想位置の各々から前記光スプリッタによって方向が変えられて送られてきた光信号の青色成分を、前記Ｎ個の射出瞳のそれぞれに収束させる向きに位置付けられる、請求項１～１０のいずれかに記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
12. 前記ホログラフィックコンバイナは、少なくともＮ個の角度多重赤色ホログラムと、少なくともＮ個の角度多重緑色ホログラムと、少なくともＮ個の角度多重青色ホログラムとを含む角度多重ホログラフィックコンバイナを備え、前記少なくともＮ個の角度多重赤色ホログラムの各々は、前記走査型レーザープロジェクタの前記Ｎ個の空間的に離れた仮想位置の各々から前記光スプリッタによって方向が変えられて送られてきた光信号の赤色成分を前記Ｎ個の射出瞳の各々に収束させる向きに位置付けられ、前記少なくともＮ個の角度多重緑色ホログラムの各々は、前記走査型レーザープロジェクタの前記Ｎ個の空間的に離れた仮想位置の各々から前記光スプリッタによって方向が変えられて送られてきた光信号の緑色成分を前記Ｎ個の射出瞳の各々に収束させる向きに位置付けられ、前記少なくともＮ個の角度多重青色ホログラムの各々は、前記走査型レーザープロジェクタの前記Ｎ個の空間的に離れた仮想位置の各々から前記光スプリッタによって方向が変えられて送られてきた光信号の青色成分を前記Ｎ個の射出瞳の各々に収束させる向きに位置付けられる、請求項１～１１のいずれかに記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
13. 前記走査型レーザープロジェクタならびに／または前記光スプリッタのうち少なくとも１つは、前記支持構造上で物理的に移動可能ならびに／または回転可能であり、前記走査型レーザープロジェクタならびに／または光スプリッタの物理的な移動および／もしくは回転によって、前記Ｎ個の射出瞳のうち少なくとも１つの射出瞳の前記ユーザーの眼に対する位置が変更される、請求項１～１２のいずれかに記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
14. 各光信号は、画像の各画素に対応する、請求項１～１３のいずれかに記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
15. Ｎ個の光信号は、同じ画像の同じ画素のＮ個の異なるインスタンスに対応する、請求項１～１４のいずれかに記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
16. 前記光スプリッタは、少なくともＮ個の切子面を有する切子面のある光学構造を含み、少なくとも１つの切子面は、前記走査型レーザープロジェクタの前記Ｎ個の空間的に離れた仮想位置の各々に対応する、請求項１～１５のいずれかに記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
17. ウェアラブルヘッドアップディスプレイであって、
    使用時にユーザーの頭部に装着される支持構造と、
    前記支持構造によって保持され、全２次元走査範囲θを有する走査型プロジェクターと、
    前記支持構造によって保持されるホログラフィックコンバイナとを備え、前記ユーザーの頭部に前記支持構造が装着されたときに、前記ホログラフィックコンバイナは、前記ユーザーの眼の視野内に位置し、前記ウェアラブルヘッドアップディスプレイは、さらに、
    前記支持構造によって保持され、前記走査型プロジェクターと前記ホログラフィックコンバイナとの間の光路に位置する光スプリッタを備え、前記光スプリッタは、
    前記走査型プロジェクターによる前記全２次元走査範囲θのスイープに対応する光信号を受信し、
    前記光信号を、Ｎ個の２次元部分範囲φ_ｉに分割するように設けられ、ここで、Ｎは、１よりも大きい整数であり、
    

    

    
    であり、前記光スプリッタは、さらに、
    前記光信号の方向を変えて前記ホログラフィックコンバイナに送るように設けられ、
    前記ホログラフィックコンバイナは、
    前記ユーザーの眼またはその近傍にあるＮ個の射出瞳のそれぞれに前記光信号の赤色成分を収束させる向きに位置付けられる赤色ホログラムを含み、光信号の赤色成分が前記赤色ホログラムによって方向を変えられて送られてくる特定の射出瞳は、前記光信号の前記赤色成分が前記光スプリッタによって分割されてできた特定の２次元部分範囲φ_ｉによって決まり、前記ホログラフィックコンバイナは、さらに、
    前記Ｎ個の射出瞳の各々に前記光信号の緑色成分を収束させる向きに位置付けられる緑色ホログラムを含み、光信号の緑色成分が前記緑色ホログラムによって方向を変えられて送られてくる特定の射出瞳は、前記光信号の前記緑色成分が前記光スプリッタによって分割されてできた特定の２次元部分範囲φ_ｉによって決まり、前記ホログラフィックコンバイナは、さらに、
    前記Ｎ個の射出瞳の各々に前記光信号の青色成分を収束させる向きに位置付けられる青色ホログラムを含み、光信号の青色成分が前記青色ホログラムによって方向を変えられて送られてくる特定の射出瞳は、前記光信号の前記青色成分が前記光スプリッタによって分割されてできた特定の２次元部分範囲φ_ｉによって決まる、ウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
18. 前記走査型プロジェクターの前記全２次元走査範囲θは、第１の次元に全走査範囲Ωを含み、ここで、０°＜Ω＜１８０°であり、前記光スプリッタは、
    前記走査型プロジェクターによる前記第１の次元の前記全走査範囲Ωの少なくとも１回のスイープに対応する光信号を受信し、
    前記光信号を、前記第１の次元のＸ個の部分範囲ω_ｉに分割するように設けられ、ここで、１＜Ｘ≦Ｎであり、
    

    

    
    であり、前記光スプリッタは、さらに、
    前記光信号の方向を変えて前記ホログラフィックコンバイナに送るように設けられ、
    前記赤色ホログラムは、前記Ｎ個の射出瞳のうち少なくともＸ個の射出瞳の各々に前記光信号の赤色成分を収束させる向きに位置付けられ、光信号の赤色成分が前記赤色ホログラムによって方向を変えられて送られてくる特定の射出瞳は、少なくとも、前記光スプリッタによって前記光信号の前記赤色成分が分割されてできた前記第１の次元のＸ個の部分範囲ω_ｉによって決まり、
    前記緑色ホログラムは、前記Ｎ個の射出瞳のうち少なくともＸ個の射出瞳の各々に前記光信号の緑色成分を収束させる向きに位置付けられ、光信号の緑色成分が前記緑色ホログラムによって方向を変えられて送られてくる特定の射出瞳は、少なくとも、前記光スプリッタによって前記光信号の前記緑色成分が分割されてできた前記第１の次元のＸ個の部分範囲ω_ｉによって決まり、
    前記青色ホログラムは、前記Ｎ個の射出瞳のうち少なくともＸ個の射出瞳の各々に前記光信号の青色成分を収束させる向きに位置付けられ、光信号の青色成分が前記青色ホログラムによって方向を変えられて送られてくる特定の射出瞳は、少なくとも、前記光スプリッタによって前記光信号の前記青色成分が分割されてできた前記第１の次元のＸ個の部分範囲ω_ｉによって決まる、請求項１７に記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
19. 前記走査型プロジェクターの前記全２次元走査範囲θは、第２の次元に全走査範囲Ψを含み、ここで、０°＜Ψ＜１８０°であり、前記光スプリッタは、
    前記走査型プロジェクターによる前記第２の次元の前記全走査範囲Ψの少なくとも１回のスイープに対応する光信号を受信し、
    前記第２の次元の前記全走査範囲Ψの前記少なくとも１回のスイープに対応する前記光信号を、前記第２の次元のＹ個の部分範囲β_ｉに分割するように設けられ、ここで、１＜Ｙ≦Ｎ／２であり、
    

    

    
    であり、前記光スプリッタは、さらに、
    前記第２の次元の前記全走査範囲Ψの前記少なくとも１回のスイープに対応する前記光信号の方向を変えて前記ホログラフィックコンバイナに送るように設けられ、
    前記赤色ホログラムは、前記第２の次元の前記全走査範囲Ψの前記少なくとも１回のスイープに対応する前記光信号の赤色成分を、前記ユーザーの眼またはその近傍にある前記Ｎ個の射出瞳のうち異なる射出瞳に収束させる向きに位置付けられ、光信号の赤色成分が前記赤色ホログラムによって方向を変えられて送られてくる特定の射出瞳は、前記第１の次元のＸ個の部分範囲ω_ｉと、前記光スプリッタによって前記光信号の前記赤色成分が分割されてできた前記第２の次元のＹ個の部分範囲β_ｉとによって決まり、
    前記緑色ホログラムは、前記第２の次元の前記全走査範囲Ψの前記少なくとも１回のスイープに対応する前記光信号の緑色成分を、前記ユーザーの眼またはその近傍にある前記Ｎ個の射出瞳のうち異なる射出瞳に収束させる向きに位置付けられ、光信号の緑色成分が前記緑色ホログラムによって方向を変えられて送られてくる特定の射出瞳は、前記第１の次元のＸ個の部分範囲ω_ｉと、前記光スプリッタによって前記光信号の前記緑色成分が分割されてできた前記第２の次元のＹ個の部分範囲β_ｉとによって決まり、
    前記青色ホログラムは、前記第２の次元の前記全走査範囲Ψの前記少なくとも１回のスイープに対応する前記光信号の青色成分を、前記ユーザーの眼またはその近傍にある前記Ｎ個の射出瞳のうち異なる射出瞳に収束させる向きに位置付けられ、光信号の青色成分が前記青色ホログラムによって方向を変えられて送られてくる特定の射出瞳は、前記第１の次元のＸ個の部分範囲ω_ｉと、前記光スプリッタによって前記光信号の前記青色成分が分割されてできた前記第２の次元のＹ個の部分範囲β_ｉとによって決まる、請求項１８に記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。
20. 前記走査型プロジェクターは、赤色レーザーダイオードと、緑色レーザーダイオードと、青色レーザーダイオードとを備える走査型レーザープロジェクタである、請求項１７～１９のいずれかに記載のウェアラブルヘッドアップディスプレイ。

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