JP7483785B2 - 複合現実のためのシステムおよび方法 - Google Patents
複合現実のためのシステムおよび方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7483785B2 JP7483785B2 JP2022072295A JP2022072295A JP7483785B2 JP 7483785 B2 JP7483785 B2 JP 7483785B2 JP 2022072295 A JP2022072295 A JP 2022072295A JP 2022072295 A JP2022072295 A JP 2022072295A JP 7483785 B2 JP7483785 B2 JP 7483785B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- beamlets
- light
- optical waveguide
- optical
- planar optical
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 46
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 933
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 300
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 64
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 38
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 38
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 37
- 210000000887 face Anatomy 0.000 claims description 25
- 208000029436 dilated pupil Diseases 0.000 claims description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 210000001508 eye Anatomy 0.000 description 98
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 73
- 241000153282 Theope Species 0.000 description 67
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 42
- 210000000695 crystalline len Anatomy 0.000 description 40
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 40
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 34
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 27
- 230000006870 function Effects 0.000 description 26
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 24
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 14
- 238000000869 ion-assisted deposition Methods 0.000 description 12
- 238000001659 ion-beam spectroscopy Methods 0.000 description 12
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 12
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 11
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 11
- 239000004983 Polymer Dispersed Liquid Crystal Substances 0.000 description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 10
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 9
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 8
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 8
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 8
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 7
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 7
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 6
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- -1 etc.) Substances 0.000 description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 4
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 4
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 206010027646 Miosis Diseases 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 210000000613 ear canal Anatomy 0.000 description 2
- 230000004424 eye movement Effects 0.000 description 2
- 208000028333 fixed pupil Diseases 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 208000022749 pupil disease Diseases 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000004984 smart glass Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- 241000256837 Apidae Species 0.000 description 1
- 206010019233 Headaches Diseases 0.000 description 1
- 101100455666 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) LUC7 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100073174 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) jhd1 gene Proteins 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 1
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 1
- 208000003464 asthenopia Diseases 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000003416 augmentation Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 210000004087 cornea Anatomy 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004886 head movement Effects 0.000 description 1
- 231100000869 headache Toxicity 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002207 retinal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 230000004470 vergence movement Effects 0.000 description 1
- 210000000857 visual cortex Anatomy 0.000 description 1
- 230000016776 visual perception Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
- G06T19/006—Mixed reality
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0081—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for altering, e.g. enlarging, the entrance or exit pupil
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0938—Using specific optical elements
- G02B27/0944—Diffractive optical elements, e.g. gratings, holograms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0938—Using specific optical elements
- G02B27/095—Refractive optical elements
- G02B27/0955—Lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0938—Using specific optical elements
- G02B27/095—Refractive optical elements
- G02B27/0972—Prisms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/106—Beam splitting or combining systems for splitting or combining a plurality of identical beams or images, e.g. image replication
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/30—Collimators
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12133—Functions
- G02B2006/1215—Splitter
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0123—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the field of view
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B2027/0178—Eyeglass type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
Description
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
仮想画像生成システムであって、
平面光学導波管であって、前記平面光学導波管は、複数の基板であって、第1の厚さを有する一次基板と、それぞれ少なくとも1つの第2の厚さを有する少なくとも二次基板とを含む、複数の基板と、前記基板間に配置される少なくとも1つの半反射性界面とを備え、前記第1の厚さは、前記少なくとも1つの第2の厚さのそれぞれの少なくとも2倍である、平面光学導波管と、
内部結合(IC)要素であって、前記内部結合(IC)要素は、伝搬のために、画像投影アセンブリからコリメート光ビームを内部結合光ビームとして前記平面光学導波管内で光学的に結合するように構成され、前記少なくとも1つの半反射性界面は、前記内部結合光ビームを前記一次基板内を伝搬する複数の一次光ビームレットに分割するように構成される、内部結合(IC)要素と、
1つ以上の回折光学要素(DOE)であって、前記1つ以上の回折光学要素(DOE)は、前記複数の一次光ビームレットを前記平面光学導波管の面から出射する外部結合光ビームレットのアレイにさらに分割するために前記平面光学導波管と関連付けられる、1つ以上の回折光学要素(DOE)と
を備える、仮想画像生成システム。
(項目2)
前記第1の厚さは、前記少なくとも1つの第2の厚さのそれぞれの非倍数である、項目1に記載の仮想画像生成システム。
(項目3)
前記少なくとも1つの二次基板は、複数の二次基板を備える、項目1に記載の仮想画像生成システム。
(項目4)
前記複数の二次基板のうちの少なくとも2つは、相互に実質的に等しい第2の厚さを有する、項目3に記載の仮想画像生成システム。
(項目5)
前記複数の二次基板のうちの少なくとも2つは、相互に実質的に等しくない第2の厚さを有する、項目3に記載の仮想画像生成システム。
(項目6)
前記第1の厚さは、前記第2の厚さのうちの少なくとも1つの非倍数である、項目5に記載の仮想画像生成システム。
(項目7)
前記等しくない第2の厚さのうちの少なくとも2つは、相互の非倍数である、項目5に記載の仮想画像生成システム。
(項目8)
前記第1の厚さおよび前記第2の厚さは、前記外部結合光ビームレットのうちの少なくとも2つの隣接するものの中心間の間隔が前記コリメート光ビームの幅以下であるように選択される、項目1に記載の仮想画像生成システム。
(項目9)
前記第1の厚さおよび前記第2の厚さは、前記外部結合光ビームレットの隣接するものの半分を上回る間隙が縁間に常駐しないように選択される、項目1に記載の仮想画像生成システム。
(項目10)
前記少なくとも1つの半反射性界面はそれぞれ、半反射性コーティングを備える、項目1に記載の仮想画像生成システム。
(項目11)
前記少なくとも1つの半反射性コーティングは、それぞれ、物理蒸着(PVD)、イオン支援蒸着(IAD)、およびイオンビームスパッタリング(IBS)のうちの1つを介して、前記基板間に配置される、項目10に記載の仮想画像生成システム。
(項目12)
前記少なくとも1つの半反射性コーティングはそれぞれ、金属(Au、Al、Ag、Ni-Cr、Cr等)、誘電体(酸化物、フッ化物、および硫化物)、および半導体(Si、Ge)のうちの1つ以上のものから成る、項目10に記載の仮想画像生成システム。
(項目13)
前記複数の基板の隣接するものは、異なる屈折率を有する材料から成る、項目1に記載の仮想画像生成システム。
(項目14)
前記少なくとも1つの半反射性界面は、前記内部結合光ビームを少なくとも2つの内部結合光ビームレットに分割するように構成され、前記1つ以上のDOEは、それぞれ、前記少なくとも2つの内部結合光ビームレットを少なくとも2つの直交光ビームレットのセットに分割するように構成される直交瞳拡張(OPE)要素を備え、前記少なくとも1つの半反射性界面はさらに、前記少なくとも2つの直交光ビームレットのセットを少なくとも4つの直交光ビームレットのセットに分割するように構成され、前記1つ以上のDOEは、前記少なくとも4つの直交光ビームレットのセットを前記外部結合光ビームレットのセットに分割するように構成される射出瞳拡張(EPE)要素を備える、項目1に記載の仮想画像生成システム。
(項目15)
前記OPE要素およびEPE要素は、前記光学平面導波管の面上に配置される、項目14に記載の仮想画像生成システム。
(項目16)
前記少なくとも2つの内部結合光ビームレットは、前記少なくとも2つの内部結合光ビームレットの一部が、TIRを介して、第2の平行光学経路に沿って、前記平面光学導波管内を伝搬する、前記少なくとも2つの直交光ビームレットのセットとして回折されるように、全内部反射(TIR)を介して、前記OPE要素と交差する第1の光学経路に沿って、前記平面光学導波管内を伝搬する、項目14に記載の仮想画像生成システム。
(項目17)
前記第2の平行光学経路は、前記第1の光学経路に直交する、項目16に記載の仮想画像生成システム。
(項目18)
前記少なくとも2つの直交光ビームレットのセットは、前記少なくとも2つの直交光ビームレットのセットの一部が、前記平面光学導波管の面から外に外部結合される光ビームレットのセットとして回折されるように、前記EPE要素と交差する、項目16に記載の仮想画像生成システム。
(項目19)
前記EPE要素は、凸面波面プロファイルを前記平面光学導波管から出射する前記外部結合光ビームレットアレイ上に付与するように構成され、前記凸面波面プロファイルは、半径の中心を集光点に有し、画像を所与の焦点面に生産する、項目14に記載の仮想画像生成システム。
(項目20)
前記コリメート光ビームは、入射瞳を画定し、前記外部結合光ビームレットアレイは、前記入射瞳より大きい射出瞳を画定する、項目1に記載の仮想画像生成システム。
(項目21)
前記射出瞳は、前記入射瞳より少なくとも10倍大きい、項目20に記載の仮想画像生成システム。
(項目22)
前記射出瞳は、前記入射瞳より少なくとも100倍大きい、項目20に記載の仮想画像生成システム。
(項目23)
前記外部結合光ビームレットアレイは、2次元の外部結合光ビームレットアレイである、項目1に記載の仮想画像生成システム。
(項目24)
前記コリメート光ビームを生成するように構成される画像投影アセンブリを有するディスプレイサブシステムをさらに備える、項目1に記載の仮想画像生成システム。
(項目25)
前記画像投影アセンブリは、前記コリメート光ビームを走査するように構成される走査デバイスを備える、項目24に記載の仮想画像生成システム。
(項目26)
仮想画像生成システムであって、
対向する第1および第2の面を有する平面光学導波管と、
画像投影アセンブリからコリメート光ビームを前記平面光学導波管の中に内部結合光ビームとして光学的に結合するように構成される内部結合(IC)要素と、
前記内部結合光ビームを第1の直交光ビームレットのセットに分割するために前記平面光学導波管の第1の面と関連付けられた第1の直交瞳拡張(OPE)要素と、
前記内部結合光ビームを第2の直交光ビームレットのセットに分割するために前記平面光学導波管の第2の面と関連付けられた第2の直交瞳拡張(OPE)要素と、
前記第1および第2の直交光ビームレットのセットを前記平面光学導波管から出射する外部結合光ビームレットのアレイに分割するために前記平面光学導波管と関連付けられた射出瞳拡張(EPE)要素と
を備える、仮想画像生成システム。
(項目27)
前記平面光学導波管は、単一の一体型基板から形成される、項目25に記載の仮想画像生成システム。
(項目28)
前記第1のOPE要素は、前記平面光学導波管の第1の面上に配置され、前記第2のOPE要素は、前記平面光学導波管の第2の面上に配置される、項目25に記載の仮想画像生成システム。
(項目29)
前記EPE要素は、前記平面光学導波管の第1および第2の表面のうちの1つ上に配置される、項目25に記載の仮想画像生成システム。
(項目30)
前記IC要素は、前記内部結合光ビームの一部が、TIRを介して、第2の平行光学経路に沿って、前記平面光学導波管内を伝搬する前記個別の第1の直交光ビームレットのセットおよび前記第2の直交光ビームレットのセットとして偏向されるように、前記画像投影アセンブリからコリメート光ビームを、伝搬のために、内部結合光ビームとして、全内部反射(TIR)を介して、前記第1のOPE要素および前記第2のOPE要素と交互に交差する第1の光学経路に沿って、前記平面光学導波管内で光学的に結合するように構成される、項目25に記載の仮想画像生成システム。
(項目31)
前記第2の平行光学経路は、前記第1の光学経路に直交する、項目30に記載の仮想画像生成システム。
(項目32)
前記第1の直交光ビームレットのセットおよび前記第2の直交光ビームレットのセットは、前記第1の直交光ビームレットのセットおよび前記第2の直交光ビームレットのセットの一部が前記平面光学導波管から外に外部結合光ビームレットアレイとして偏向されるように、前記EPE要素と交差する、項目25に記載の仮想画像生成システム。
(項目33)
前記EPE要素は、凸面波面プロファイルを前記平面光学導波管から出射する前記外部結合光ビームレットアレイ上に付与するように構成され、前記凸面波面プロファイルは、半径の中心を集光点に有し、画像を所与の焦点面に生産する、項目25に記載の仮想画像生成システム。
(項目34)
前記コリメート光ビームは、入射瞳を画定し、前記外部結合光ビームレットアレイは、前記入射瞳より大きい射出瞳を画定する、項目25に記載の仮想画像生成システム。
(項目35)
前記射出瞳は、前記入射瞳より少なくとも10倍大きい、項目34に記載の仮想画像生成システム。
(項目36)
前記射出瞳は、前記入射瞳より少なくとも100倍大きい、項目34に記載の仮想画像生成システム。
(項目37)
前記IC要素、OPE要素、およびEPE要素はそれぞれ、回折性である、項目25に記載の仮想画像生成システム。
(項目38)
前記外部結合光ビームレットアレイは、2次元の外部結合光ビームレットアレイである、項目25に記載の仮想画像生成システム。
(項目39)
前記画像投影アセンブリをさらに備える、項目25に記載の仮想画像生成システム。
(項目40)
前記画像投影アセンブリは、前記コリメート光ビームを走査するように構成される走査デバイスを備える、項目39に記載の仮想画像生成システム。
(項目41)
仮想画像生成システムであって、
平面光学導波管であって、前記平面光学導波管は、複数の基板であって、第1の厚さを有する一次基板と、第2の厚さを有する少なくとも2つの二次基板とを含む、複数の基板と、それぞれ、前記基板間に配置される、少なくとも2つの半反射性界面とを備える、平面光学導波管と、
内部結合(IC)要素であって、前記内部結合(IC)要素は、伝搬のために、画像投影アセンブリからコリメート光ビームを内部結合光ビームとして前記平面光学導波管内で光学的に結合するように構成され、前記少なくとも2つの半反射性界面は、前記内部結合光ビームを前記一次基板内を伝搬する複数の一次光ビームレットに分割するように構成される、内部結合(IC)要素と、
1つ以上の回折光学要素(DOE)であって、前記1つ以上の回折光学要素(DOE)は、前記複数の一次光ビームレットを前記平面光学導波管の面から出射する外部結合光ビームレットのアレイにさらに分割するために前記平面光学導波管と関連付けられる、1つ以上の回折光学要素(DOE)と
を備える、仮想画像生成システム。
(項目42)
前記第2の厚さはそれぞれ、前記第1の厚さ未満である、項目41に記載の仮想画像生成システム。
(項目43)
前記第1の厚さは、前記第2の厚さのそれぞれの少なくとも2倍である、項目41に記載の仮想画像生成システム。
(項目44)
前記第2の厚さは、相互に実質的に等しい、項目41に記載の仮想画像生成システム。
(項目45)
前記第1の厚さは、前記第2の厚さのうちの少なくとも1つの非倍数である、項目41に記載の仮想画像生成システム。
(項目46)
前記少なくとも2つの二次基板の2つ以上のものは、相互に実質的に等しくない第2の厚さを有する、項目41に記載の仮想画像生成システム。
(項目47)
前記第1の厚さは、前記第2の厚さのうちの少なくとも1つの非倍数である、項目46に記載の仮想画像生成システム。
(項目48)
前記等しくない第2の厚さのうちの少なくとも2つは、相互の非倍数である、項目46に記載の仮想画像生成システム。
(項目49)
前記第1の厚さおよび前記第2の厚さは、前記外部結合光ビームレットのうちの少なくとも2つの隣接するものの中心間の間隔が、前記コリメート光ビームの幅以下であるように選択される、項目41に記載の仮想画像生成システム。
(項目50)
前記第1の厚さおよび前記第2の厚さは、前記外部結合光ビームレットの隣接するものの半分を上回る間隙が、縁間に常駐しないように選択される、項目41に記載の仮想画像生成システム。
(項目51)
前記少なくとも2つの半反射性界面はそれぞれ、半反射性コーティングを備える、項目41に記載の仮想画像生成システム。
(項目52)
前記少なくとも2つの半反射性コーティングは、それぞれ、物理蒸着(PVD)、イオン支援蒸着(IAD)、およびイオンビームスパッタリング(IBS)のうちの1つを介して、前記基板間に配置される、項目51に記載の仮想画像生成システム。
(項目53)
前記少なくとも2つの半反射性コーティングはそれぞれ、金属(Au、Al、Ag、Ni-Cr、Cr等)、誘電体(酸化物、フッ化物、および硫化物)、および半導体(Si、Ge)のうちの1つ以上のものから成る、項目51に記載の仮想画像生成システム。
(項目54)
前記複数の基板の隣接するものは、異なる屈折率を有する材料から成る、項目41に記載の仮想画像生成システム。
(項目55)
前記少なくとも2つの半反射性界面は、前記内部結合光ビームを少なくとも2つの内部結合光ビームレットに分割するように構成され、前記1つ以上のDOEは、それぞれ、前記少なくとも2つの内部結合光ビームレットを少なくとも2つの直交光ビームレットのセットに分割するように構成される直交瞳拡張(OPE)要素を備え、前記少なくとも2つの半反射性界面は、前記少なくとも2つの直交光ビームレットのセットを少なくとも4つの直交光ビームレットのセットにさらに分割するように構成され、前記1つ以上のDOEは、前記少なくとも4つの直交光ビームレットのセットを前記外部結合光ビームレットのセットに分割するように構成される射出瞳拡張(EPE)要素を備える、項目41に記載の仮想画像生成システム。
(項目56)
前記OPE要素およびEPE要素は、前記光学平面導波管の面上に配置される、項目55に記載の仮想画像生成システム。
(項目57)
前記少なくとも2つの内部結合光ビームレットは、前記少なくとも2つの内部結合光ビームレットの一部が、TIRを介して、第2の平行光学経路に沿って、前記平面光学導波管内を伝搬する、前記少なくとも2つの直交光ビームレットのセットとして回折されるように、全内部反射(TIR)を介して、前記OPE要素と交差する第1の光学経路に沿って、前記平面光学導波管内を伝搬する、項目55に記載の仮想画像生成システム。
(項目58)
前記第2の平行光学経路は、前記第1の光学経路に直交する、項目57に記載の仮想画像生成システム。
(項目59)
前記少なくとも2つの直交光ビームレットのセットは、前記少なくとも2つの直交光ビームレットのセットの一部が、前記平面光学導波管の面から外に外部結合される光ビームレットのセットとして回折されるように、前記EPE要素と交差する、項目57に記載の仮想画像生成システム。
(項目60)
前記EPE要素は、凸面波面プロファイルを前記平面光学導波管から出射する前記外部結合光ビームレットアレイ上に付与するように構成され、前記凸面波面プロファイルは、半径の中心を集光点に有し、画像を所与の焦点面に生産する、項目55に記載の仮想画像生成システム。
(項目61)
前記コリメート光ビームは、入射瞳を画定し、前記外部結合光ビームレットアレイは、前記入射瞳より大きい射出瞳を画定する、項目41に記載の仮想画像生成システム。
(項目62)
前記射出瞳は、前記入射瞳より少なくとも10倍大きい、項目61に記載の仮想画像生成システム。
(項目63)
前記射出瞳は、前記入射瞳より少なくとも100倍大きい、項目61に記載の仮想画像生成システム。
(項目64)
前記外部結合光ビームレットアレイは、2次元の外部結合光ビームレットアレイである、項目41に記載の仮想画像生成システム。
(項目65)
前記コリメート光ビームを生成するように構成される画像投影アセンブリを有するディスプレイサブシステムをさらに備える、項目41に記載の仮想画像生成システム。
(項目66)
前記画像投影アセンブリは、前記コリメート光ビームを走査するように構成される走査デバイスを備える、項目65に記載の仮想画像生成システム。
(項目67)
仮想画像生成システムであって、
前置瞳拡張(PPE)要素であって、前記前置瞳拡張(PPE)要素は、結像要素からコリメート光ビームを受光し、前記コリメート光ビームを初期外部結合光ビームレットのセットに分割するように構成される、前置瞳拡張(PPE)要素と、
平面光学導波管と、
内部結合(IC)要素であって、前記内部結合(IC)要素は、前記初期外部結合光ビームレットのセットを前記平面光学導波管の中に内部結合光ビームレットのセットとして光学的に結合するように構成される、内部結合(IC)要素と、
1つ以上の回折要素であって、前記1つ以上の回折要素は、前記内部結合光ビームレットのセットを前記平面光学導波管の面から出射する最終外部結合光ビームレットのセットに分割するために前記平面光学導波管と関連付けられる、1つ以上の回折要素と
を備える、仮想画像生成システム。
(項目68)
前記コリメート光ビームは、入射瞳を画定し、前記初期外部結合光ビームレットのセットは、前記入射瞳より大きい事前拡張瞳を画定し、前記最終外部結合光ビームレットのセットは、前記事前拡張瞳より大きい射出瞳を画定する、項目67に記載の仮想画像生成システム。
(項目69)
前記事前拡張瞳は、前記入射瞳より少なくとも10倍大きく、前記射出瞳は、前記事前拡張瞳より少なくとも10倍大きい、項目68に記載の仮想画像生成システム。
(項目70)
前記初期外部結合光ビームレットのセットは、2次元の光ビームレットアレイとして、前記平面光学導波管の中に光学的に結合され、前記最終外部結合光ビームレットのセットは、2次元の光ビームレットアレイとして、前記平面光学導波管の面から出射する、項目67に記載の仮想画像生成システム。
(項目71)
前記初期外部結合光ビームレットのセットは、1次元の光ビームレットアレイとして、前記平面光学導波管の中に光学的に結合され、前記最終外部結合されるセットの光ビームレットのセットは、2次元の光ビームレットアレイとして、前記平面光学導波管の面から出射する、項目67に記載の仮想画像生成システム。
(項目72)
前記1つ以上の回折要素は、前記内部結合光ビームレットのセットを直交光ビームレットのセットにさらに分割するために前記平面光学導波管と関連付けられる直交瞳拡張(OPE)要素と、前記直交光ビームレットのセットを前記最終外部結合光ビームレットのセットに分割するために前記平面光学導波管と関連付けられる射出瞳拡張(EPE)要素とを備える、項目67に記載の仮想画像生成システム。
(項目73)
前記PPE要素は、
小型平面光学導波管と、
前記コリメート光ビームを初期直交光ビームレットのセットに分割するために前記小型平面光学導波管と関連付けられる小型OPE要素と、
前記初期直交光ビームレットのセットを前記小型平面光学導波管の面から出射する初期外部結合光ビームレットのセットに分割するために前記小型平面光学導波管と関連付けられる小型EPE要素と
を備える、項目72に記載の仮想画像生成システム。
(項目74)
前記PPE要素はさらに、前記コリメート光ビームを前記平面光学導波管の中に光学的に結合するように構成される小型IC要素を備える、項目73に記載の仮想画像生成システム。
(項目75)
前記PPE要素は、
前記コリメート光ビームを発散する光ビームレットの初期セットに分割するように構成される回折ビームスプリッタと、
前記発散する光ビームレットの初期セットを前記初期外部結合光ビームレットのセットに再コリメートするように構成されるレンズと
を備える、項目67に記載の仮想画像生成システム。
(項目76)
前記回折ビームスプリッタは、1×Nビームスプリッタである、項目75に記載の仮想画像生成システム。
(項目77)
前記回折ビームスプリッタは、M×Nビームスプリッタである、項目75に記載の仮想画像生成システム。
(項目78)
前記レンズは、回折レンズである、項目75に記載の仮想画像生成システム。
(項目79)
前記PPE要素は、前記コリメート光ビームを前記内部結合光ビームレットのセットに分割するように構成される、プリズムを備える、項目67に記載の仮想画像生成システム。
(項目80)
前記プリズムは、中実プリズムである、項目79に記載の仮想画像生成システム。
(項目81)
前記プリズムは、空洞プリズムである、項目79に記載の仮想画像生成システム。
(項目82)
前記プリズムは、前記コリメート光ビームを前記内部結合光ビームレットのセットに分割するように構成される半反射性プリズム平面を備える、項目79に記載の仮想画像生成システム。
(項目83)
前記プリズムは、前記コリメート光ビームを前記内部結合光ビームレットのセットに分割するように構成される複数の平行プリズム平面を備え、前記2つの平行プリズム平面は、前記半反射性プリズム平面を備える、項目82に記載の仮想画像生成システム。
(項目84)
前記複数の平行プリズム平面は、完全反射性プリズム平面を備え、前記コリメート光ビームの一部は、前記少なくとも1つの半反射性プリズムによって第1の方向に反射され、前記コリメート光ビームの一部は、前記第1の方向における反射のために、前記完全反射性プリズム平面に透過される、項目83に記載の仮想画像生成システム。
(項目85)
前記プリズムは、前記コリメート光ビームを第1の方向に反射される初期直交光ビームレットのセットに分割するように構成される第1の平行プリズム平面のセットと、前記初期直交光ビームレットを前記第1の方向と異なる第2の方向に反射される内部結合光ビームレットのセットに分割するように構成される第2の平行プリズム平面のセットとを備える、項目79に記載の仮想画像生成システム。
(項目86)
前記第1および第2の方向は、相互に直交する、項目85に記載の仮想画像生成システム。
(項目87)
前記PPE要素は、
前記コリメート光ビームを前記第1の平面光学導波管アセンブリの面から出射する2次元の外部結合光ビームレットのアレイに分割するように構成される第1の平面光学導波管アセンブリであって、前記2次元の外部結合光ビームレットアレイは、ビームレット間間隔を有する、第1の平面光学導波管アセンブリと、
前記2次元の外部結合光ビームレットアレイを前記第2の平面光学導波管アセンブリの面から前記内部結合光ビームレットのセットとして出射する複数の2次元の外部結合光ビームレットのアレイに分割するように構成される第2の平面光学導波管アセンブリであって、前記複数の2次元の外部結合光ビームレットアレイは、前記2次元の外部結合光ビームレットアレイのビームレット間間隔と異なるアレイ間間隔によって相互から空間的にオフセットされる、第2の平面光学導波管アセンブリと
を備える、項目67に記載の仮想画像生成システム。
(項目88)
前記2次元の光ビームレットアレイは、N×N光ビームレットアレイである、項目87に記載の仮想画像生成システム。
(項目89)
前記複数の2次元の外部結合光ビームレットアレイのアレイ間間隔および前記2次元の外部結合光ビームレットアレイのビームレット間間隔は、相互の非倍数である、項目87に記載の仮想画像生成システム。
(項目90)
前記複数の2次元の外部結合光ビームレットアレイのアレイ間間隔は、前記2次元の外部結合光ビームレットアレイのビームレット間間隔を上回る、項目87に記載の仮想画像生成システム。
(項目91)
前記第1および第2の平面光学導波管アセンブリはそれぞれ、等しくない厚さを有する、項目87に記載の仮想画像生成システム。
(項目92)
前記第1の平面光学導波管アセンブリは、
対向する第1および第2の面を有する第1の平面光学導波管と、
第1の内部結合(IC)要素であって、前記第1の内部結合(IC)要素は、伝搬のために、前記コリメート光ビームを、全内部反射(TIR)を介して、第1の光学経路に沿って、前記第1の平面光学導波管内で光学的に結合するように構成される、第1の内部結合(IC)要素と、
第1の射出瞳エクスパンダ(EPE)要素であって、前記第1の射出瞳エクスパンダ(EPE)要素は、前記コリメート光ビームを前記第1の平面光学導波管の第2の面から出射する1次元の光ビームレットアレイに分割するために前記第1の平面光学導波管と関連付けられる、第1の射出瞳エクスパンダ(EPE)要素と、
対向する第1および第2の面を有する第2の平面光学導波管と、
第2のIC要素であって、前記第2のIC要素は、伝搬のために、前記1次元の光ビームレットアレイを、TIRを介して、前記第1の光学経路と垂直な個別の第2の光学経路に沿って、前記第2の平面光学導波管内で光学的に結合するように構成される、第2のIC要素と、
第2の射出瞳エクスパンダ(EPE)要素であって、前記第2の射出瞳エクスパンダ(EPE)要素は、前記1次元の光ビームレットアレイを前記第2の平面光学導波管の第2の面から出射する2次元の光ビームレットアレイに分割するために前記第2の平面光学導波管と関連付けられる、第2の射出瞳エクスパンダ(EPE)要素と
を備える、項目87に記載の仮想画像生成システム。
(項目93)
前記第2の平面光学導波管の第1の面は、前記第1の平面光学導波管の第2の面に添着される、項目92に記載の仮想画像生成システム。
(項目94)
前記第1および第2の平面光学導波管はそれぞれ、実質的に等しい厚さを有する、項目92に記載の仮想画像生成システム。
(項目95)
前記第2の平面光学導波管アセンブリは、
対向する第1および第2の面を有する第3の平面光学導波管と、
第3のIC要素であって、前記第3のIC要素は、伝搬のために、前記第1の2次元の光ビームレットアレイを、TIRを介して、個別の第3の光学経路に沿って、前記第3の平面光学導波管内で光学的に結合するように構成される、第3のIC要素と、
第3のEPE要素であって、前記第3のEPE要素は、前記2次元の光ビームレットアレイを前記第3の平面光学導波管の第2の面から出射する複数の2次元の光ビームレットアレイに分割するために前記第3の平面光学導波管と関連付けられる、第3のEPE要素と、
対向する第1および第2の面を有する第4の平面光学導波管と、
第4のIC要素であって、前記第4のIC要素は、伝搬のために、前記複数の2次元の光ビームレットアレイを、TIRを介して、前記第3の光学経路と垂直な個別の第4の光学経路に沿って、前記第4の平面光学導波管内で光学的に結合するように構成される、第4のIC要素と、
第4のEPE要素であって、前記第4のEPE要素は、前記複数の2次元の光ビームレットアレイを前記第4の平面光学導波管の第2の面から光ビームレットの入力セットとして出射する複数の2次元の光ビームレットアレイに分割するために前記第4の平面光学導波管と関連付けられる、第4のEPE要素と
を備える、項目92に記載の仮想画像生成システム。
(項目96)
前記第4の平面光学導波管の第1の面は、前記第3の平面光学導波管の第2の面に添着される、項目95に記載の仮想画像生成システム。
(項目97)
前記第3の平面光学導波管の第1の面は、前記第2の平面光学導波管の第2の面に添着される、項目96に記載の仮想画像生成システム。
(項目98)
前記第1および第2の平面光学導波管はそれぞれ、実質的に等しい厚さを有し、前記第3および第4の平面光学導波管はそれぞれ、実質的に等しい厚さを有する、項目95に記載の仮想画像生成システム。
(項目99)
前記第1および第2の平面光学導波管の実質的に等しい厚さは、前記第3および第4の平面光学導波管の実質的に等しい厚さと異なる、項目97に記載の仮想画像生成システム。
(項目100)
前記第3および第4の平面光学導波管の実質的に等しい厚さは、前記第1および第2の平面光学導波管の実質的に等しい厚さを上回る、項目99に記載の仮想画像生成システム。
(項目101)
複合現実システムであって、
仮想光ビームを生成するように構成される光源と、
入射部分、出射部分、第1の光誘導光学サブ要素、および第2の光誘導光学サブ要素を有する光誘導光学要素と
を備え、
前記第1の光誘導光学サブ要素は、第1の厚さを有し、
前記第2の光誘導光学サブ要素は、前記第1の厚さと異なる第2の厚さを有する、
複合現実システム。
(項目102)
前記光源および前記光誘導光学要素は、前記仮想光ビームが、
(a)前記入射部分を通して、前記光誘導光学要素に入射し、
(b)実質的全内部反射によって、前記光誘導光学要素を通して伝搬し、
(c)複数の仮想光ビームレットに分割する
ように構成され、前記複数の仮想光ビームレットのうちの少なくとも一部は、前記出射部分を通して、前記光誘導光学要素から出射する、項目101に記載のシステム。
(項目103)
前記光誘導光学要素は、実世界光ビームに対して透過性である、項目101に記載のシステム。
(項目104)
前記第1および第2の厚さの第1の比率または前記第2および第1の厚さの第2の比率のいずれも、整数ではない、項目101に記載のシステム。
(項目105)
前記入射部分は、前記第1の光誘導光学サブ要素上の内部結合格子を備え、
前記出射部分は、前記第1の光誘導光学サブ要素上の射出瞳エクスパンダを備え、
前記第2の光誘導光学サブ要素は、前記第1の光誘導光学サブ要素上の射出瞳エクスパンダに覆設されない、
項目101に記載のシステム。
(項目106)
前記第2の光誘導光学サブ要素の第2の厚さは、所定の波長を有する光の実質的全内部反射を促進する、項目101に記載のシステム。
(項目107)
前記所定の波長は、515nm~540nmである、項目106に記載のシステム。
(項目108)
前記所定の波長は、520nmまたは532nmである、項目107に記載のシステム。
(項目109)
前記所定の波長は、475nmまたは650nmである、項目106に記載のシステム。
(項目110)
前記第2の光誘導光学サブ要素の第2の厚さは、前記システムの光学軸と略平行な光ビームの実質的全内部反射を前記光学軸に対して斜めの光ビームを上回る程度に促進する、項目101に記載のシステム。
(項目111)
前記第2の光誘導光学サブ要素は、前記第1の光誘導光学サブ要素の実質的に全てに覆設される、項目101に記載のシステム。
(項目112)
前記第2の厚さは、前記仮想光ビームの波長の整数倍数と実質的に等しい、項目111に記載のシステム。
(項目113)
前記第2の厚さは、475nm、520nm、または650nmの整数倍数である、項目111に記載のシステム。
(項目114)
前記第1および第2の光誘導光学サブ要素はそれぞれ、前記光誘導光学要素が略平坦シートのスタックを備えるように、個別の略平坦シートを備える、項目101に記載のシステム。
(項目115)
前記光誘導光学要素はまた、前記第1および第2の光誘導光学サブ要素間に屈折率間隙を有する、項目114に記載のシステム。
(項目116)
前記屈折率間隙は、空気層である、項目115に記載のシステム。
(項目117)
前記第2の光誘導光学サブ要素は、光を実質的に同一方向に反射させる2つの反射性表面を備える、項目101に記載のシステム。
(項目118)
前記第2の光誘導光学サブ要素は、光を実質的に反対方向に反射させる2つの反射性表面を備える、項目101に記載のシステム。
(項目119)
第3の光誘導光学サブ要素をさらに備える、項目101に記載のシステム。
(項目120)
複合現実システムであって、
仮想光ビームを生成するように構成される光源と、
入射部分、出射部分、第1の光誘導光学サブ要素、および第2の光誘導光学サブ要素を有する光誘導光学要素と
を備え、
前記第1の光誘導光学サブ要素は、第1の回折率を有し、
前記第2の光誘導光学サブ要素は、前記第1の回折率と異なる第2の回折率を有する、
複合現実システム。
(項目121)
前記光源および前記光誘導光学要素は、前記仮想光ビームが、
(a)前記入射部分を通して、前記光誘導光学要素に入射し、
(b)実質的全内部反射によって、前記光誘導光学要素を通して伝搬し、
(c)複数の仮想光ビームレットに分割する
ように構成され、前記複数の仮想光ビームレットのうちの少なくとも一部は、前記出射部分を通して、前記光誘導光学要素から出射する、項目120に記載のシステム。
(項目122)
前記光誘導光学要素は、実世界光ビームに対して透過性である、項目120に記載のシステム。
(項目123)
前記第1および第2の回折率の第1の比率または前記第2および第1の回折率の第2の比率のいずれも、整数ではない、項目120に記載のシステム。
(項目124)
前記入射部分は、前記第1の光誘導光学サブ要素上の内部結合格子を備え、
前記出射部分は、前記第1の光誘導光学サブ要素上の射出瞳エクスパンダを備え、
前記第2の光誘導光学サブ要素は、前記第1の光誘導光学サブ要素上の射出瞳エクスパンダに覆設されない、
項目120に記載のシステム。
(項目125)
前記第2の光誘導光学サブ要素の第2の回折率は、所定の波長を有する光の実質的全内部反射を促進する、項目120に記載のシステム。
(項目126)
前記所定の波長は、515nm~540nmである、項目125に記載のシステム。
(項目127)
前記所定の波長は、520nmまたは532nmである、項目126に記載のシステム。
(項目128)
前記所定の波長は、475nmまたは650nmである、項目125に記載のシステム。
(項目129)
前記第2の光誘導光学サブ要素の第2の回折率は、前記システムの光学軸と略平行な光ビームの実質的全内部反射を前記光学軸に対して斜めの光ビームを上回る程度に促進する、項目120に記載のシステム。
(項目130)
前記第2の光誘導光学サブ要素は、前記第1の光誘導光学サブ要素の実質的に全てに覆設される、項目120に記載のシステム。
(項目131)
前記第1および第2の光誘導光学サブ要素はそれぞれ、前記光誘導光学要素が略平坦シートのスタックを備えるように、個別の略平坦シートを備える、項目120に記載のシステム。
(項目132)
前記光誘導光学要素はまた、前記第1および第2の光誘導光学サブ要素間に屈折率間隙を有する、項目131に記載のシステム。
(項目133)
前記屈折率間隙は、空気層である、項目132に記載のシステム。
(項目134)
前記第2の光誘導光学サブ要素は、光を実質的に同一方向に反射させる2つの反射性表面を備える、項目120に記載のシステム。
(項目135)
前記第2の光誘導光学サブ要素は、光を実質的に反対方向に反射させる2つの反射性表面を備える、項目120に記載のシステム。
(項目136)
第3の光誘導光学サブ要素をさらに備える、項目120に記載のシステム。
(項目137)
複合現実システムであって、
仮想光ビームを生成するように構成される光源と、
入射部分、直交瞳エクスパンダ、および複数の射出瞳エクスパンダを有する光誘導光学要素と、
を備え、
前記光源および前記光誘導光学要素は、前記仮想光ビームが、
(a)前記入射部分を通して、前記光誘導光学要素に入射し、
(b)実質的全内部反射によって、前記光誘導光学要素を通して伝搬し、
(c)前記直交瞳エクスパンダと相互作用することによって、複数の第1の仮想光ビームレットに分割し、前記複数の第1の仮想光ビームレットは、前記複数の射出瞳エクスパンダの個別のものに入射し、
(d)前記複数の射出瞳エクスパンダと相互作用することによって、複数の第2の仮想光ビームレットに分割する
ように構成され、前記複数の第2の仮想光ビームレットのうちの少なくとも一部は、前記射出瞳エクスパンダを通して、前記光誘導光学要素から出射する、複合現実システム。
(項目138)
前記光誘導光学要素は、実世界光ビームに対して透過性である、項目137に記載のシステム。
(項目139)
前記複数の射出瞳エクスパンダはそれぞれ、前記複数の射出瞳エクスパンダが略平坦シートのスタックを備えるように、略平坦シートを備える、項目137に記載のシステム。
(項目140)
前記直交瞳エクスパンダは、所定の波長を有する光の実質的全内部反射を促進する、項目137に記載のシステム。
(項目141)
前記所定の波長は、515nm~540nmである、項目140に記載のシステム。
(項目142)
前記所定の波長は、520nmまたは532nmである、項目141に記載のシステム。
(項目143)
前記所定の波長は、475nmまたは650nmである、項目140に記載のシステム。
(項目144)
前記複数の射出瞳エクスパンダへの光を選択的に遮断する複数の光遮断器をさらに備える、項目143に記載のシステム。
(項目145)
前記複数の光遮断器は、LCシャッタまたはPDLC外部結合格子を備える、項目144に記載のシステム。
(項目146)
前記複数の光遮断器のうちの少なくとも1つは、前記直交瞳エクスパンダの縁に隣接して配置される、項目144に記載のシステム。
(項目147)
前記複数の光遮断器のうちの少なくとも1つは、前記直交瞳エクスパンダの中心部分に隣接して配置される、項目144に記載のシステム。
(項目148)
複合現実システムであって、
仮想光ビームを生成するように構成される光源と、
入射部分、直交瞳エクスパンダ、および出射部分を有する光誘導光学要素と
を備え、
前記光源および前記光誘導光学要素は、前記仮想光ビームが、
(a)前記入射部分を通して、前記光誘導光学要素に入射し、
(b)実質的全内部反射によって、前記光誘導光学要素を通して伝搬し、
(c)前記直交瞳エクスパンダと相互作用することによって、複数の仮想光ビームレットに分割する
ように構成され、前記複数の仮想光ビームレットのうちの少なくとも一部は、前記出射部分を通して、前記光誘導光学要素から出射する、複合現実システム。
(項目149)
前記直交瞳エクスパンダは、第1の直交瞳サブエクスパンダと、第2の直交瞳サブエクスパンダとを備え、
前記第1および第2の直交瞳サブエクスパンダはそれぞれ、前記個別の第1および第2の直交瞳サブエクスパンダに入射する光ビームを分割する、
項目148に記載のシステム。
(項目150)
前記第1および第2の直交瞳サブエクスパンダはそれぞれ、個別の平坦シートであり、かつ
前記第1および第2の直交瞳サブエクスパンダは、相互の上部にスタックされる、
項目149に記載のシステム。
(項目151)
前記第1の直交瞳サブエクスパンダは、ビームレットを前記第2の直交瞳サブエクスパンダの中に指向するための第1の出射縁を備える、項目150に記載のシステム。
(項目152)
前記第1の出射縁は、ミラーを備える、項目151に記載のシステム。
(項目153)
前記第1の直交瞳サブエクスパンダは、ビームレットを前記第2の直交瞳サブエクスパンダの中に指向するための第2の出射縁を備える、項目151に記載のシステム。
(項目154)
前記第1および第2の出射縁はそれぞれ、個別のミラーを備える、項目153に記載のシステム。
(項目155)
前記直交瞳エクスパンダは、第1および第2の反射性縁を備える、項目148に記載のシステム。
(項目156)
前記第1および第2の反射性縁は、相互に直交する、項目155に記載のシステム。
(項目157)
前記直交瞳エクスパンダはさらに、第3の反射性縁を備える、項目155に記載のシステム。
(項目158)
前記直交瞳エクスパンダは、内部結合格子と、前記内部結合格子の反対に配置される高回折領域とを備える、項目148に記載のシステム。
(項目159)
前記直交瞳エクスパンダは、第1の波長範囲内の光を吸収するように構成される第1の光修正器を備える、項目148に記載のシステム。
(項目160)
前記直交瞳エクスパンダはさらに、第2の波長範囲内の光を吸収するように構成される第2の光修正器を備える、項目159に記載のシステム。
(項目161)
前記第1および第2の光修正器は、相互に直交する、項目160に記載のシステム。
(項目162)
前記直交瞳エクスパンダはさらに、第3の波長範囲内の光を吸収するように構成される、第3の光修正器を備える、項目160に記載のシステム。
(項目163)
前記直交瞳エクスパンダは、「V」形状を形成する回折光学要素を備える、項目148に記載のシステム。
(項目164)
前記直交瞳エクスパンダは、複数のPDLCスイッチを備える、項目148に記載のシステム。
(項目165)
複合現実システムであって、
仮想光ビームを生成するように構成される光源と、
入射部分、出射部分、第1の光誘導光学サブ要素、および第2の光誘導光学サブ要素を有する光誘導光学要素と
を備え、
前記第1の光誘導光学サブ要素は、第1の光修正特性を有し、
前記第2の光誘導光学サブ要素は、前記第1の光修正特性と異なる第2の光修正特性を有する、
複合現実システム。
Employing Same」と題された米国特許出願第14/696,347号(参照することによって明示的に本明細書に組み込まれる)とに提供される。
となるはずである。
に下方スケーリングされ得る。
であるように選択され得る。したがって、この場合、二次導波管172bの厚さは、内部結合光ビーム252の幅wを上回るであろう。
となるように、第1の伝達関数h1を有し、式中、xは、底部導波管アセンブリ222bの中への光学入力(直径aの光ビーム)であって、yは、底部導波管アセンブリ222bからの光学出力である。本実施例では、伝達関数h1は、3aの距離だけ相互から離間される、直径aの光ビームレットの4×4アレイをもたらす。同様に、図87Bに図示されるように、上部導波管アセンブリ222a(第2のエクスパンダとして)は、
となるように、第2の伝達関数h2を有し、式中、xは、上部導波管アセンブリ222aの中への光学入力(直径aの光ビーム)であって、yは、底部導波管アセンブリ222aからの光学出力である。本実施例では、伝達関数h2は、4aの距離だけ相互から離間される、直径aの光ビームレットの4×4アレイをもたらす。図87Cに図示されるように、伝達関数h1およびh2は、
となるように、畳み込まれることができる。したがって、コリメート光ビーム250(光学入力xとして)が、底部導波管アセンブリ222bの中に入力され得、これは、伝達関数h1をコリメート光ビーム250に適用し、それによって、図87Aに図示されるビームパターンを有する、中間外部結合光ビームレット256’の2次元アレイを生成する。底部導波管アセンブリ222bによって出力された中間外部結合光ビームレット256’の2次元アレイは、上部導波管アセンブリ222aの中に入力され得、これは、伝達関数h2を中間外部結合光ビームレット256’の2次元アレイに適用し、それによって、中間外部結合光ビームレット256’’の複数の2次元アレイを生成し、その合成は、図87Cに図示される光ビームレットパターンを作成する。
Claims (31)
- 仮想画像生成システムであって、
コリメーション要素からコリメート光ビームを受け取り、前記コリメート光ビームを初期外部結合光ビームレットのセットに分割するために構成されている前置瞳拡張(PPE)要素と、
平面光学導波管と、
前記初期外部結合光ビームレットのセットを前記平面光学導波管の中に内部結合光ビームレットのセットとして光学的に結合するために構成されている内部結合(IC)要素と、
前記内部結合光ビームレットのセットを前記平面光学導波管の面から出射する最終的な外部結合光ビームレットのセットに分割するために、前記平面光学導波管に関連付けられている1つ以上の回折要素と
を備え、
前記初期外部結合光ビームレットのセットは、2次元の光ビームレットアレイとして前記平面光学導波管の中に光学的に結合され、前記最終的な外部結合光ビームレットのセットは、2次元の光ビームレットアレイとして前記平面光学導波管の前記面から出射する、仮想画像生成システム。 - 前記コリメート光ビームは、入射瞳を画定し、前記初期外部結合光ビームレットのセットは、前記入射瞳より大きい事前拡張瞳を画定し、前記最終的な外部結合光ビームレットのセットは、前記事前拡張瞳より大きい射出瞳を画定する、請求項1に記載の仮想画像生成システム。
- 前記事前拡張瞳は、前記入射瞳より少なくとも10倍大きく、前記射出瞳は、前記事前拡張瞳より少なくとも10倍大きい、請求項2に記載の仮想画像生成システム。
- 前記1つ以上の回折要素は、
前記内部結合光ビームレットのセットを直交光ビームレットのセットにさらに分割するために、前記平面光学導波管に関連付けられている直交瞳拡張(OPE)要素と、
前記直交光ビームレットのセットを前記最終的な外部結合光ビームレットのセットに分割するために、前記平面光学導波管に関連付けられている射出瞳拡張(EPE)要素と
を備える、請求項1に記載の仮想画像生成システム。 - 前記PPE要素は、
前記コリメート光ビームを発散する光ビームレットの初期セットに分割するために構成されている回折ビームスプリッタと、
前記発散する光ビームレットの初期セットを前記初期外部結合光ビームレットのセットに再コリメートするために構成されているレンズと
を備える、請求項1に記載の仮想画像生成システム。 - 前記回折ビームスプリッタは、M×Nビームスプリッタであり、M、Nは、整数である、請求項5に記載の仮想画像生成システム。
- 前記レンズは、回折レンズである、請求項5に記載の仮想画像生成システム。
- 前記PPE要素は、前記コリメート光ビームを前記内部結合光ビームレットのセットに分割するために構成されているプリズムを備える、請求項1に記載の仮想画像生成システム。
- 前記プリズムは、中実プリズムである、請求項8に記載の仮想画像生成システム。
- 前記プリズムは、空洞プリズムである、請求項8に記載の仮想画像生成システム。
- 前記プリズムは、前記コリメート光ビームを前記内部結合光ビームレットのセットに分割するために構成されている半反射性プリズム平面を備える、請求項8に記載の仮想画像生成システム。
- 仮想画像生成システムであって、
コリメーション要素からコリメート光ビームを受け取り、前記コリメート光ビームを初期外部結合光ビームレットのセットに分割するために構成されている前置瞳拡張(PPE)要素と、
平面光学導波管と、
前記初期外部結合光ビームレットのセットを前記平面光学導波管の中に内部結合光ビームレットのセットとして光学的に結合するために構成されている内部結合(IC)要素と、
前記内部結合光ビームレットのセットを前記平面光学導波管の面から出射する最終的な外部結合光ビームレットのセットに分割するために、前記平面光学導波管に関連付けられている1つ以上の回折要素と
を備え、
前記1つ以上の回折要素は、
前記内部結合光ビームレットのセットを直交光ビームレットのセットにさらに分割するために、前記平面光学導波管に関連付けられている直交瞳拡張(OPE)要素と、
前記直交光ビームレットのセットを前記最終的な外部結合光ビームレットのセットに分割するために、前記平面光学導波管に関連付けられている射出瞳拡張(EPE)要素と
を備え、
前記PPE要素は、
小型平面光学導波管と、
前記コリメート光ビームを初期直交光ビームレットのセットに分割するために、前記小型平面光学導波管に関連付けられている小型OPE要素と、
前記初期直交光ビームレットのセットを前記小型平面光学導波管の面から出射する初期外部結合光ビームレットのセットに分割するために、前記小型平面光学導波管に関連付けられている小型EPE要素と
を備える、仮想画像生成システム。 - 前記PPEは、前記コリメート光ビームを前記平面光学導波管の中に光学的に結合するために構成されている小型IC要素をさらに備える、請求項12に記載の仮想画像生成システム。
- 仮想画像生成システムであって、
コリメーション要素からコリメート光ビームを受け取り、前記コリメート光ビームを初期外部結合光ビームレットのセットに分割するために構成されている前置瞳拡張(PPE)要素と、
平面光学導波管と、
前記初期外部結合光ビームレットのセットを前記平面光学導波管の中に内部結合光ビームレットのセットとして光学的に結合するために構成されている内部結合(IC)要素と、
前記内部結合光ビームレットのセットを前記平面光学導波管の面から出射する最終的な外部結合光ビームレットのセットに分割するために、前記平面光学導波管に関連付けられている1つ以上の回折要素と
を備え、
前記PPE要素は、前記コリメート光ビームを前記内部結合光ビームレットのセットに分割するために構成されているプリズムを備え、
前記プリズムは、前記コリメート光ビームを前記内部結合光ビームレットのセットに分割するために構成されている少なくとも2つの半反射性プリズム平面を備え、
前記プリズムは、前記内部結合光ビームレットのセットに分割するために構成されている複数の平行なプリズム平面を備え、前記複数の平行なプリズム平面は、前記コリメート光ビームを第1の方向に反射される初期直交光ビームレットのセットに分割するために構成されている平行なプリズム平面の第1のセットと、前記初期直交光ビームレットを前記第1の方向とは異なる第2の方向に反射される前記内部結合光ビームレットのセットに分割するために構成されている平行なプリズム平面の第2のセットとを含み、
前記平行なプリズム平面の第1のセットは、前記少なくとも2つの半反射性プリズム平面のうち、前記コリメート光ビームを前記初期直交光ビームレットのセットに分割するために構成されている第1の半反射性プリズム平面を備え、前記平行なプリズム平面の第2のセットは、前記少なくとも2つの半反射性プリズム平面のうち、前記初期直交光ビームレットのセットを前記内部結合光ビームレットのセットに分割するために構成されている第2の半反射性プリズム平面を備える、仮想画像生成システム。 - 前記複数の平行なプリズム平面は、完全反射性プリズム平面を備え、前記コリメート光ビームの一部は、前記第1の半反射性プリズム平面によって第1の方向に反射され、前記コリメート光ビームの一部は、前記第1の方向における反射のために、前記完全反射性プリズム平面に透過される、請求項14に記載の仮想画像生成システム。
- 仮想画像生成システムであって、
コリメーション要素からコリメート光ビームを受け取り、前記コリメート光ビームを初期外部結合光ビームレットのセットに分割するために構成されている前置瞳拡張(PPE)要素と、
平面光学導波管と、
前記初期外部結合光ビームレットのセットを前記平面光学導波管の中に内部結合光ビームレットのセットとして光学的に結合するために構成されている内部結合(IC)要素と、
前記内部結合光ビームレットのセットを前記平面光学導波管の面から出射する最終的な外部結合光ビームレットのセットに分割するために、前記平面光学導波管に関連付けられている1つ以上の回折要素と
を備え、
前記PPE要素は、前記コリメート光ビームを前記内部結合光ビームレットのセットに分割するために構成されているプリズムを備え、
前記プリズムは、前記コリメート光ビームを第1の方向に反射される初期直交光ビームレットのセットに分割するために構成されている平行なプリズム平面の第1のセットと、前記初期直交光ビームレットを前記第1の方向とは異なる第2の方向に反射される前記内部結合光ビームレットのセットに分割するために構成されている平行なプリズム平面の第2のセットとを備える、仮想画像生成システム。 - 前記第1の方向および前記第2の方向は、互いに直交している、請求項16に記載の仮想画像生成システム。
- 仮想画像生成システムであって、
コリメーション要素からコリメート光ビームを受け取り、前記コリメート光ビームを初期外部結合光ビームレットのセットに分割するために構成されている前置瞳拡張(PPE)要素と、
平面光学導波管と、
前記初期外部結合光ビームレットのセットを前記平面光学導波管の中に内部結合光ビームレットのセットとして光学的に結合するために構成されている内部結合(IC)要素と、
前記内部結合光ビームレットのセットを前記平面光学導波管の面から出射する最終的な外部結合光ビームレットのセットに分割するために、前記平面光学導波管に関連付けられている1つ以上の回折要素と
を備え、
前記PPE要素は、
第1の平面光学導波管アセンブリであって、前記第1の平面光学導波管アセンブリは、前記コリメート光ビームを前記第1の平面光学導波管アセンブリの面から出射する2次元の外部結合光ビームレットアレイに分割するために構成されており、前記2次元の外部結合光ビームレットアレイは、ビームレット間の間隔を有する、第1の平面光学導波管アセンブリと、
第2の平面光学導波管アセンブリであって、前記第2の平面光学導波管アセンブリは、前記2次元の外部結合光ビームレッアレイを前記第2の平面光学導波管アセンブリの面から前記内部結合光ビームレットのセットとして出射する複数の2次元の外部結合光ビームレットアレイに分割するために構成されており、前記複数の2次元の外部結合光ビームレットアレイは、前記2次元の外部結合光ビームレットアレイのビームレット間の間隔とは異なるアレイ間の間隔によって相互から空間的にオフセットされている、第2の平面光学導波管アセンブリと
を備える、仮想画像生成システム。 - 前記2次元の外部結合光ビームレットアレイは、N×N光ビームレットアレイであり、Nは、整数である、請求項18に記載の仮想画像生成システム。
- 前記複数の2次元の外部結合光ビームレットアレイのアレイ間の間隔および前記2次元の外部結合光ビームレットアレイのビームレット間の間隔は、相互の非倍数である、請求項18に記載の仮想画像生成システム。
- 前記複数の2次元の外部結合光ビームレットアレイのアレイ間の間隔は、前記2次元の外部結合光ビームレットアレイのビームレット間の間隔よりも大きい、請求項18に記載の仮想画像生成システム。
- 前記第1の平面光学導波管アセンブリおよび前記第2の平面光学導波管アセンブリは、
それぞれ、等しくない厚さを有する、請求項18に記載の仮想画像生成システム。 - 前記第1の平面光学導波管アセンブリは、
対向する第1の面および第2の面を有する第1の平面光学導波管と、
伝搬のために、前記コリメート光ビームを、全内部反射(TIR)を介して、第1の光学経路に沿って、前記第1の平面光学導波管内で光学的に結合するために構成されている第1の内部結合(IC)要素と、
前記コリメート光ビームを前記第1の平面光学導波管の前記第2の面から出射する1次元の光ビームレットアレイに分割するために、前記第1の平面光学導波管に関連付けられている第1の射出瞳エクスパンダ(EPE)要素と、
対向する第1の面および第2の面を有する第2の平面光学導波管と、
伝搬のために、前記1次元の光ビームレットアレイを、TIRを介して、前記第1の光学経路に垂直なそれぞれの第2の光学経路に沿って、前記第2の平面光学導波管内で光学的に結合するために構成されている第2のIC要素と、
前記1次元の光ビームレットアレイを前記第2の平面光学導波管の前記第2の面から出射する前記2次元の外部結合光ビームレットアレイに分割するために、前記第2の平面光学導波管に関連付けられている第2の射出瞳エクスパンダ(EPE)要素と
を備える、請求項18に記載の仮想画像生成システム。 - 前記第2の平面光学導波管の前記第1の面は、前記第1の平面光学導波管の前記第2の面に添着されている、請求項23に記載の仮想画像生成システム。
- 前記第1の平面光学導波管および前記第2の平面光学導波管は、それぞれ、実質的に等しい厚さを有する、請求項23に記載の仮想画像生成システム。
- 前記第2の平面光学導波管アセンブリは、
対向する第1の面および第2の面を有する第3の平面光学導波管と、
伝搬のために、前記2次元の外部結合光ビームレットアレイを、TIRを介して、それぞれの第3の光学経路に沿って、前記第3の平面光学導波管内で光学的に結合するために構成されている第3のIC要素と、
前記2次元の外部結合光ビームレットアレイを前記第3の平面光学導波管の前記第2の面から出射する複数の2次元の光ビームレットアレイに分割するために、前記第3の平面光学導波管に関連付けられている第3のEPE要素と、
対向する第1の面および第2の面を有する第4の平面光学導波管と、
伝搬のために、前記複数の2次元の光ビームレットアレイを、TIRを介して、前記第3の光学経路に垂直なそれぞれの第4の光学経路に沿って、前記第4の平面光学導波管内で光学的に結合するために構成されている第4のIC要素と、
前記複数の2次元の光ビームレットアレイを前記第4の平面光学導波管の前記第2の面から光ビームレットの入力セットとして出射する前記複数の2次元の外部結合光ビームレットアレイに分割するために、前記第4の平面光学導波管に関連付けられている第4のEPE要素と
を備える、請求項23に記載の仮想画像生成システム。 - 前記第4の平面光学導波管の前記第1の面は、前記第3の平面光学導波管の前記第2の面に添着されている、請求項26に記載の仮想画像生成システム。
- 前記第3の平面光学導波管の前記第1の面は、前記第2の平面光学導波管の前記第2の面に添着されている、請求項27に記載の仮想画像生成システム。
- 前記第1の平面光学導波管および前記第2の平面光学導波管の実質的に等しい厚さは、
前記第3の平面光学導波管および前記第4の平面光学導波管の実質的に等しい厚さとは異なる、請求項28に記載の仮想画像生成システム。 - 前記第3の平面光学導波管および前記第4の平面光学導波管の実質的に等しい厚さは、前記第1の平面光学導波管および前記第2の平面光学導波管の実質的に等しい厚さよりも大きい、請求項29に記載の仮想画像生成システム。
- 前記第1の平面光学導波管および前記第2の平面光学導波管は、それぞれ、実質的に等しい厚さを有し、前記第3の平面光学導波管および前記第4の平面光学導波管は、それぞれ、実質的に等しい厚さを有する、請求項26に記載の仮想画像生成システム。
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201762506841P | 2017-05-16 | 2017-05-16 | |
US62/506,841 | 2017-05-16 | ||
US201762509499P | 2017-05-22 | 2017-05-22 | |
US62/509,499 | 2017-05-22 | ||
PCT/US2018/032883 WO2018213388A1 (en) | 2017-05-16 | 2018-05-16 | Systems and methods for mixed reality |
JP2019563122A JP7104722B2 (ja) | 2017-05-16 | 2018-05-16 | 複合現実のためのシステムおよび方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019563122A Division JP7104722B2 (ja) | 2017-05-16 | 2018-05-16 | 複合現実のためのシステムおよび方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022105526A JP2022105526A (ja) | 2022-07-14 |
JP7483785B2 true JP7483785B2 (ja) | 2024-05-15 |
Family
ID=64274867
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019563122A Active JP7104722B2 (ja) | 2017-05-16 | 2018-05-16 | 複合現実のためのシステムおよび方法 |
JP2022072295A Active JP7483785B2 (ja) | 2017-05-16 | 2022-04-26 | 複合現実のためのシステムおよび方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019563122A Active JP7104722B2 (ja) | 2017-05-16 | 2018-05-16 | 複合現実のためのシステムおよび方法 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (5) | US10755481B2 (ja) |
EP (1) | EP3625616A4 (ja) |
JP (2) | JP7104722B2 (ja) |
KR (3) | KR102586582B1 (ja) |
CN (2) | CN114019685A (ja) |
AU (2) | AU2018270948B2 (ja) |
CA (1) | CA3061377A1 (ja) |
IL (2) | IL308323A (ja) |
WO (1) | WO2018213388A1 (ja) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114019685A (zh) * | 2017-05-16 | 2022-02-08 | 奇跃公司 | 用于混合现实的系统和方法 |
US10571699B1 (en) * | 2017-06-14 | 2020-02-25 | Facebook Technologies, Llc | Multi-layered substrates for waveguide displays |
GB2566274A (en) * | 2017-09-06 | 2019-03-13 | Wave Optics Ltd | Display for use in an augmented reality or virtual reality device |
KR102096928B1 (ko) * | 2017-12-18 | 2020-04-03 | 삼성전자주식회사 | 광학 시스템 및 이를 구비한 웨어러블 표시장치 |
WO2019170954A1 (en) * | 2018-03-07 | 2019-09-12 | Nokia Technologies Oy | An apparatus for use in a near eye display |
US11125993B2 (en) | 2018-12-10 | 2021-09-21 | Facebook Technologies, Llc | Optical hyperfocal reflective systems and methods, and augmented reality and/or virtual reality displays incorporating same |
US11150394B2 (en) * | 2019-01-31 | 2021-10-19 | Facebook Technologies, Llc | Duty cycle range increase for waveguide combiners |
US11994690B2 (en) | 2019-04-01 | 2024-05-28 | Lg Chem, Ltd. | Diffractive light guide plate and display device comprising same |
US11958183B2 (en) | 2019-09-19 | 2024-04-16 | The Research Foundation For The State University Of New York | Negotiation-based human-robot collaboration via augmented reality |
KR102601442B1 (ko) * | 2019-10-07 | 2023-11-13 | 주식회사 엘지화학 | 홀로그래픽 도광판 |
EP4053615A4 (en) * | 2019-11-01 | 2023-11-29 | Letinar Co., Ltd | COMPACT AUGMENTED REALITY OPTICAL DEVICE WITH GHOST IMAGE BLOCKING FUNCTION AND WIDE ANGLE VIEWING |
JP2023528262A (ja) * | 2020-05-22 | 2023-07-04 | マジック リープ, インコーポレイテッド | 相関内部結合および外部結合光学領域を伴う拡張および仮想現実ディスプレイシステム |
US11886022B2 (en) | 2020-11-06 | 2024-01-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Beam expander and beam expansion method |
EP4067974A1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-10-05 | Optinvent | 2d-pupil expansion light guide assembly |
KR102627824B1 (ko) * | 2021-08-11 | 2024-01-23 | 주식회사 레티널 | 회절 소자를 이용한 증강 현실용 광학 장치 |
US20230045957A1 (en) * | 2021-08-12 | 2023-02-16 | Facebook Technologies, Llc | Multi-source light-guiding illuminator |
CN114167601B (zh) * | 2021-11-10 | 2022-11-18 | 北京灵犀微光科技有限公司 | 一种三次扩瞳装置 |
US20230251412A1 (en) * | 2022-02-08 | 2023-08-10 | Optinvent | Multi-pupil expansion light guide assembly with rod |
TW202338445A (zh) * | 2022-03-28 | 2023-10-01 | 崴盛國際科技有限公司 | 浮空投影操作裝置、浮空投影裝置及其全像光學模組 |
WO2024097140A1 (en) * | 2022-10-31 | 2024-05-10 | Magic Leap, Inc. | Two active layer waveguide architectures with two or more split reflective and transmissive ic pupils for the visible light spectrum |
CN115657314B (zh) * | 2022-11-09 | 2024-03-22 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 基于光场波前相位调制的ar衍射光波导装置 |
Citations (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006025317A1 (ja) | 2004-08-31 | 2006-03-09 | Nikon Corporation | 光束径拡大光学系及び画像表示装置 |
JP2007219106A (ja) | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Konica Minolta Holdings Inc | 光束径拡大光学素子、映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ |
JP2008523434A (ja) | 2004-12-13 | 2008-07-03 | ノキア コーポレイション | ディスプレー装置におけるビーム拡大方法及びシステム |
US20090190222A1 (en) | 2005-09-07 | 2009-07-30 | Bae Systems Plc | Projection Display |
US20100214659A1 (en) | 2007-06-04 | 2010-08-26 | Tapani Levola | Diffractive beam expander and a virtual display based on a diffractive beam expander |
US20100321781A1 (en) | 2006-12-28 | 2010-12-23 | Nokia Corporation | Device for expanding an exit pupil in two dimensions |
US20120176682A1 (en) | 2011-01-10 | 2012-07-12 | Microvision, Inc. | Substrate Guided Relay Having A Homogenizing Layer |
US20130329301A1 (en) | 2012-06-12 | 2013-12-12 | Microsoft Corporation | Wide field-of-view virtual image projector |
JP2014052408A (ja) | 2012-09-05 | 2014-03-20 | Olympus Corp | 表示方法及び表示装置 |
JP2014132328A (ja) | 2012-11-16 | 2014-07-17 | Rockwell Collins Inc | 透明導波管ディスプレイ |
US20140334777A1 (en) | 2011-12-13 | 2014-11-13 | Optinvent | Optical guide with superimposed guidance elements and manufacturing method |
JP2015106105A (ja) | 2013-12-02 | 2015-06-08 | セイコーエプソン株式会社 | 光学デバイスおよび虚像表示装置 |
WO2015173470A1 (en) | 2014-05-13 | 2015-11-19 | Nokia Technologies Oy | An apparatus and method for providing an image |
WO2015184412A1 (en) | 2014-05-30 | 2015-12-03 | Magic Leap, Inc. | Methods and system for creating focal planes in virtual and augmented reality |
JP2016085426A (ja) | 2014-10-29 | 2016-05-19 | セイコーエプソン株式会社 | 光学素子、電気光学装置、装着型表示装置および光学素子の製造方法 |
JP2016177232A (ja) | 2015-03-23 | 2016-10-06 | セイコーエプソン株式会社 | 光束径拡大素子および表示装置 |
JP2015191032A5 (ja) | 2014-03-27 | 2017-04-20 | ||
US20170131545A1 (en) | 2015-11-10 | 2017-05-11 | R. Andrew Wall | Waveguide coatings or substrates to improve intensity distributions |
JP2017090561A (ja) | 2015-11-05 | 2017-05-25 | セイコーエプソン株式会社 | 虚像表示措置 |
JP2018054673A (ja) | 2016-09-26 | 2018-04-05 | セイコーエプソン株式会社 | 網膜走査型表示装置およびビーム径拡大素子 |
Family Cites Families (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004045684A (ja) | 2002-07-11 | 2004-02-12 | Sony Corp | 画像表示装置における照明光学装置及び画像表示装置 |
JP4055548B2 (ja) | 2002-10-28 | 2008-03-05 | ソニー株式会社 | 画像表示装置における照明光学装置及び画像表示装置 |
WO2004109349A2 (en) | 2003-06-10 | 2004-12-16 | Elop Electro-Optics Industries Ltd. | Method and system for displaying an informative image against a background image |
EP1731943B1 (en) * | 2004-03-29 | 2019-02-13 | Sony Corporation | Optical device and virtual image display device |
US7589901B2 (en) * | 2007-07-10 | 2009-09-15 | Microvision, Inc. | Substrate-guided relays for use with scanned beam light sources |
WO2009127849A1 (en) * | 2008-04-14 | 2009-10-22 | Bae Systems Plc | Improvements in or relating to waveguides |
JP4518193B2 (ja) * | 2008-06-10 | 2010-08-04 | ソニー株式会社 | 光学装置および虚像表示装置 |
GB0902468D0 (en) * | 2009-02-16 | 2009-04-01 | Light Blue Optics Ltd | Optical systems |
US8194325B2 (en) * | 2009-06-30 | 2012-06-05 | Nokia Corporation | Optical apparatus and method |
JP5104823B2 (ja) | 2009-07-29 | 2012-12-19 | 株式会社島津製作所 | 表示装置 |
US8649099B2 (en) * | 2010-09-13 | 2014-02-11 | Vuzix Corporation | Prismatic multiple waveguide for near-eye display |
US10156722B2 (en) | 2010-12-24 | 2018-12-18 | Magic Leap, Inc. | Methods and systems for displaying stereoscopy with a freeform optical system with addressable focus for virtual and augmented reality |
CN103562802B (zh) * | 2012-04-25 | 2016-08-17 | 罗克韦尔柯林斯公司 | 全息广角显示器 |
US8989535B2 (en) * | 2012-06-04 | 2015-03-24 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Multiple waveguide imaging structure |
US9671566B2 (en) | 2012-06-11 | 2017-06-06 | Magic Leap, Inc. | Planar waveguide apparatus with diffraction element(s) and system employing same |
CN105229719B (zh) | 2013-03-15 | 2018-04-27 | 奇跃公司 | 显示系统和方法 |
WO2015006784A2 (en) | 2013-07-12 | 2015-01-15 | Magic Leap, Inc. | Planar waveguide apparatus with diffraction element(s) and system employing same |
DE102013219625B3 (de) * | 2013-09-27 | 2015-01-22 | Carl Zeiss Ag | Brillenglas für eine auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbare und ein Bild erzeugende Anzeigevorrichtung sowie Anzeigevorrichtung mit einem solchen Brillenglas |
KR102378457B1 (ko) * | 2013-11-27 | 2022-03-23 | 매직 립, 인코포레이티드 | 가상 및 증강 현실 시스템들 및 방법들 |
US9857591B2 (en) | 2014-05-30 | 2018-01-02 | Magic Leap, Inc. | Methods and system for creating focal planes in virtual and augmented reality |
JP6442149B2 (ja) * | 2014-03-27 | 2018-12-19 | オリンパス株式会社 | 画像表示装置 |
NZ727350A (en) | 2014-05-30 | 2020-08-28 | Magic Leap Inc | Methods and systems for generating virtual content display with a virtual or augmented reality apparatus |
US20160077338A1 (en) * | 2014-09-16 | 2016-03-17 | Steven John Robbins | Compact Projection Light Engine For A Diffractive Waveguide Display |
WO2016046514A1 (en) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | LOKOVIC, Kimberly, Sun | Holographic waveguide opticaltracker |
US9575316B2 (en) * | 2014-10-29 | 2017-02-21 | Google Inc. | Simplified mirror |
FR3030790B1 (fr) | 2014-12-19 | 2017-02-10 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif optique de projection pour des moyens d'affichage tels que des lunettes a realite augmentee. |
WO2016105285A1 (en) | 2014-12-26 | 2016-06-30 | Koc University | Near-to-eye display device with variable resolution |
CN204687853U (zh) * | 2015-03-20 | 2015-10-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种车载显示系统和汽车 |
AU2016278006B2 (en) * | 2015-06-15 | 2021-09-02 | Magic Leap, Inc. | Virtual and augmented reality systems and methods |
CN113568165B (zh) | 2015-07-20 | 2023-06-06 | 奇跃公司 | 虚拟/增强现实系统中具有内向指向角度的准直光纤扫描仪设计 |
US10007117B2 (en) * | 2015-09-10 | 2018-06-26 | Vuzix Corporation | Imaging light guide with reflective turning array |
WO2017062483A1 (en) | 2015-10-05 | 2017-04-13 | Magic Leap, Inc. | Microlens collimator for scanning optical fiber in virtual/augmented reality system |
EP3440486A4 (en) | 2016-04-07 | 2019-04-24 | Magic Leap, Inc. | SYSTEMS AND METHODS OF EXTENDED REALITY |
US10025093B2 (en) * | 2016-04-13 | 2018-07-17 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Waveguide-based displays with exit pupil expander |
CA3045046A1 (en) | 2016-11-30 | 2018-06-07 | Magic Leap, Inc. | Method and system for high resolution digitized display |
CN114019685A (zh) * | 2017-05-16 | 2022-02-08 | 奇跃公司 | 用于混合现实的系统和方法 |
-
2018
- 2018-05-16 CN CN202111339558.9A patent/CN114019685A/zh active Pending
- 2018-05-16 IL IL308323A patent/IL308323A/en unknown
- 2018-05-16 EP EP18803279.1A patent/EP3625616A4/en active Pending
- 2018-05-16 KR KR1020227005055A patent/KR102586582B1/ko active IP Right Grant
- 2018-05-16 US US15/980,947 patent/US10755481B2/en active Active
- 2018-05-16 CA CA3061377A patent/CA3061377A1/en active Pending
- 2018-05-16 KR KR1020237033436A patent/KR20230142656A/ko active IP Right Grant
- 2018-05-16 JP JP2019563122A patent/JP7104722B2/ja active Active
- 2018-05-16 AU AU2018270948A patent/AU2018270948B2/en active Active
- 2018-05-16 WO PCT/US2018/032883 patent/WO2018213388A1/en unknown
- 2018-05-16 IL IL270459A patent/IL270459B2/en unknown
- 2018-05-16 KR KR1020197036766A patent/KR102365138B1/ko active IP Right Grant
- 2018-05-16 CN CN201880034011.8A patent/CN110678802B/zh active Active
-
2020
- 2020-06-16 US US16/903,279 patent/US11107288B2/en active Active
-
2021
- 2021-07-30 US US17/389,684 patent/US11651566B2/en active Active
-
2022
- 2022-04-26 JP JP2022072295A patent/JP7483785B2/ja active Active
-
2023
- 2023-02-22 AU AU2023201026A patent/AU2023201026B2/en active Active
- 2023-04-05 US US18/296,141 patent/US11935206B2/en active Active
-
2024
- 2024-02-02 US US18/431,758 patent/US20240177429A1/en active Pending
Patent Citations (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006025317A1 (ja) | 2004-08-31 | 2006-03-09 | Nikon Corporation | 光束径拡大光学系及び画像表示装置 |
JP2008523434A (ja) | 2004-12-13 | 2008-07-03 | ノキア コーポレイション | ディスプレー装置におけるビーム拡大方法及びシステム |
US20090190222A1 (en) | 2005-09-07 | 2009-07-30 | Bae Systems Plc | Projection Display |
JP2007219106A (ja) | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Konica Minolta Holdings Inc | 光束径拡大光学素子、映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ |
US20100321781A1 (en) | 2006-12-28 | 2010-12-23 | Nokia Corporation | Device for expanding an exit pupil in two dimensions |
US20100214659A1 (en) | 2007-06-04 | 2010-08-26 | Tapani Levola | Diffractive beam expander and a virtual display based on a diffractive beam expander |
US20120176682A1 (en) | 2011-01-10 | 2012-07-12 | Microvision, Inc. | Substrate Guided Relay Having A Homogenizing Layer |
US20140334777A1 (en) | 2011-12-13 | 2014-11-13 | Optinvent | Optical guide with superimposed guidance elements and manufacturing method |
US20130329301A1 (en) | 2012-06-12 | 2013-12-12 | Microsoft Corporation | Wide field-of-view virtual image projector |
JP2014052408A (ja) | 2012-09-05 | 2014-03-20 | Olympus Corp | 表示方法及び表示装置 |
JP2014132328A (ja) | 2012-11-16 | 2014-07-17 | Rockwell Collins Inc | 透明導波管ディスプレイ |
JP2015106105A (ja) | 2013-12-02 | 2015-06-08 | セイコーエプソン株式会社 | 光学デバイスおよび虚像表示装置 |
JP2015191032A5 (ja) | 2014-03-27 | 2017-04-20 | ||
WO2015173470A1 (en) | 2014-05-13 | 2015-11-19 | Nokia Technologies Oy | An apparatus and method for providing an image |
WO2015184412A1 (en) | 2014-05-30 | 2015-12-03 | Magic Leap, Inc. | Methods and system for creating focal planes in virtual and augmented reality |
JP2016085426A (ja) | 2014-10-29 | 2016-05-19 | セイコーエプソン株式会社 | 光学素子、電気光学装置、装着型表示装置および光学素子の製造方法 |
JP2016177232A (ja) | 2015-03-23 | 2016-10-06 | セイコーエプソン株式会社 | 光束径拡大素子および表示装置 |
JP2017090561A (ja) | 2015-11-05 | 2017-05-25 | セイコーエプソン株式会社 | 虚像表示措置 |
US20170131545A1 (en) | 2015-11-10 | 2017-05-11 | R. Andrew Wall | Waveguide coatings or substrates to improve intensity distributions |
JP2018054673A (ja) | 2016-09-26 | 2018-04-05 | セイコーエプソン株式会社 | 網膜走査型表示装置およびビーム径拡大素子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022105526A (ja) | 2022-07-14 |
AU2023201026B2 (en) | 2023-11-23 |
KR102586582B1 (ko) | 2023-10-10 |
US20180374266A1 (en) | 2018-12-27 |
US11935206B2 (en) | 2024-03-19 |
EP3625616A4 (en) | 2020-06-24 |
EP3625616A1 (en) | 2020-03-25 |
CN110678802A (zh) | 2020-01-10 |
IL270459B2 (en) | 2024-04-01 |
KR20230142656A (ko) | 2023-10-11 |
US11651566B2 (en) | 2023-05-16 |
IL270459B1 (en) | 2023-12-01 |
IL270459A (ja) | 2020-01-30 |
JP2020519962A (ja) | 2020-07-02 |
AU2018270948A1 (en) | 2019-11-07 |
US20230237749A1 (en) | 2023-07-27 |
WO2018213388A1 (en) | 2018-11-22 |
CA3061377A1 (en) | 2018-11-22 |
US20210358224A1 (en) | 2021-11-18 |
IL308323A (en) | 2024-01-01 |
KR20200006583A (ko) | 2020-01-20 |
KR102365138B1 (ko) | 2022-02-18 |
US10755481B2 (en) | 2020-08-25 |
AU2018270948B2 (en) | 2022-11-24 |
US20240177429A1 (en) | 2024-05-30 |
US11107288B2 (en) | 2021-08-31 |
US20200312040A1 (en) | 2020-10-01 |
CN110678802B (zh) | 2021-12-03 |
JP7104722B2 (ja) | 2022-07-21 |
KR20220025264A (ko) | 2022-03-03 |
AU2023201026A1 (en) | 2023-05-04 |
CN114019685A (zh) | 2022-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7483785B2 (ja) | 複合現実のためのシステムおよび方法 | |
JP7212806B2 (ja) | 仮想現実、拡張現実、および複合現実システムのための接眼レンズ | |
US11754841B2 (en) | Eyepieces for augmented reality display system | |
AU2024200691B2 (en) | Eyepieces for augmented reality display system | |
US11650423B2 (en) | Eyepieces for augmented reality display system | |
CN107407817B (zh) | 具有全内反射的显示设备 | |
JP2022069518A (ja) | 超高屈折率接眼レンズ基板ベースの視認光学系アセンブリアーキテクチャ | |
JP2018534597A (ja) | 反射型転換アレイを有する結像光ガイド | |
KR20200045709A (ko) | 광학 장치 | |
US20220099976A1 (en) | Inline in-coupling optical elements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220426 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230529 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231019 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240119 |
|
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: 20240402 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240501 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7483785 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |