KR20170015942A - 가상 또는 증강 현실 장치로 가상 콘텐츠 디스플레이를 생성하기 위한 방법들 및 시스템들 - Google Patents
가상 또는 증강 현실 장치로 가상 콘텐츠 디스플레이를 생성하기 위한 방법들 및 시스템들 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170015942A KR20170015942A KR1020167037007A KR20167037007A KR20170015942A KR 20170015942 A KR20170015942 A KR 20170015942A KR 1020167037007 A KR1020167037007 A KR 1020167037007A KR 20167037007 A KR20167037007 A KR 20167037007A KR 20170015942 A KR20170015942 A KR 20170015942A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- diffractive elements
- elements
- stereoscopic images
- augmented reality
- light beams
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 149
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 title claims description 105
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 166
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 127
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 79
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 56
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 56
- 239000004983 Polymer Dispersed Liquid Crystal Substances 0.000 claims description 40
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 28
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 24
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 10
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract 1
- 241000153282 Theope Species 0.000 description 50
- 230000008569 process Effects 0.000 description 36
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 14
- 238000013461 design Methods 0.000 description 14
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 12
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 11
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 10
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 8
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 6
- 229910019655 synthetic inorganic crystalline material Inorganic materials 0.000 description 5
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- -1 silver halide Chemical class 0.000 description 4
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 230000010344 pupil dilation Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 2
- 150000003378 silver Chemical class 0.000 description 2
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004886 head movement Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HIQSCMNRKRMPJT-UHFFFAOYSA-J lithium;yttrium(3+);tetrafluoride Chemical compound [Li+].[F-].[F-].[F-].[F-].[Y+3] HIQSCMNRKRMPJT-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002493 microarray Methods 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
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
- G02B27/0081—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
- 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
-
- 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
-
- 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
-
- G02B27/225—
-
- G02B27/2264—
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
- G02B30/22—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
- G02B30/24—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type involving temporal multiplexing, e.g. using sequentially activated left and right shutters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
- G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1842—Gratings for image generation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1866—Transmission gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials
- G02B5/1871—Transmissive phase gratings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1334—Constructional arrangements; Manufacturing methods based on polymer dispersed liquid crystals, e.g. microencapsulated liquid crystals
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/0402—Recording geometries or arrangements
- G03H1/0408—Total internal reflection [TIR] holograms, e.g. edge lit or substrate mode holograms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B2005/1804—Transmission gratings
-
- 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
- G02B27/0103—Head-up displays characterised by optical features comprising holographic elements
- G02B2027/0109—Head-up displays characterised by optical features comprising holographic elements comprising details concerning the making of 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
- G02B27/01—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
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0123—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the field of view
- G02B2027/0125—Field-of-view increase by wavefront division
-
- 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
- G02B2027/0132—Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems
- G02B2027/0134—Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems of stereoscopic type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
도파관들에서 사용하기 위해 상대적으로 높은 각도 회절을 갖는 체적 위상 회절 엘리먼트들을 간섭계 레코딩(interferometric recording)하기 위한 몇 개의 고유한 구성들이 개시된다. 다양한 방법들에 의해 생성된 별도의 층의 EPE 및 OPE 구조들은 나란히 또는 오버레이된 구조로 통합될 수 있으며, 다수의 이러한 EPE 및 OPE 구조들은 단일의 공간적으로 일치하는 층에서 EPE/OPE 기능성을 나타내기 위해 결합되거나 멀티플렉싱될 수 있다. 멀티플렉싱 구조들은 접안 렌즈 광학계들의 스택 내에서 재료들의 층들의 총 수를 감소시키며, 이들 각각은 체적 이미지의 주어진 초점 심도 범위의 디스플레이를 담당할 수 있다. 체적 위상 유형 회절 엘리먼트들은 등록된 다중-컬러 회절 필드, 크로스토크 없이 타일링(tiling) 및 시야 확장를 용이하게 하는 각도 멀티플렉싱 능력 및, 신속한 설계 반복이 가능케 하도록 다른 회절 엘리먼트 형태들에 비해 모든 광학의, 비교적 간단한 프로토타이핑을 가능하게 하는 스펙트럼 대역폭 선택성을 포함하는 특성을 제안하는데 사용된다.
Description
관련 출원(들)에 대한 상호-참조
[0001]
본 출원은 2014년 5월 30일 출원되고 발명의 명칭이 "METHODS AND SYSTEMS FOR VIRTUAL AND AUGMENTED REALTY"인 미국 가특허 출원 일련번호 제62/005,807호를 우선권으로 주장한다. 본 출원은, 대리인 문서 번호 ML 30011.00 하에서 2013년11월 27일 출원되고 발명의 명칭이 "VIRTUAL AND AUGMENTED REALITY SYSTEMS AND METHODS" 미국 가특허 출원 일련번호 제61/909,174호 및 대리인 문서 번호 30007.00. 하에서 2013년 7월 12일 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제61/845,907호와 상호 관련된다. 또한, 본 출원은 또한, 2015년 4월 18일 출원되고 발명의 명칭이 "SYSTEMS AND METHODS FOR AUGMENTED AND VIRTUAL REALITY"인 미국 특허 출원 일련번호 제14/690,401호 및 2014년 11월 27일 출원되고 발명의 명칭이 "VIRTUAL AND AUGMENTED REALITY SYSTEMS AND METHODS"인 미국 특허 출원 일련번호 제14/555,585호와 관련된다.
[0002]
현대의 컴퓨팅 및 디스플레이 기술들은, 사용자가 현실인 것처럼 느끼거나 현실로서 지각될 수 있는 방식으로, 디지털 방식으로 재생되는 이미지들 또는 그의 부분들이 사용자에게 제시되는 이른바 "가상 현실" 또는 "증강 현실" 경험들을 위한 시스템들의 개발을 가능케 하였다. 가상 현실, 또는 "VR" 시나리오는 통상적으로, 다른 실제 실-세계 시각적 입력에 대한 투시 없이, 디지털 또는 가상 이미지 정보의 프리젠테이션을 수반하고; 증강 현실, 또는 "AR" 시나리오는 통상적으로, 사용자 주위의 실제 세계의 시각화에 대한 증강으로서 디지털 또는 가상 이미지 정보의 프리젠테이션을 수반한다.
[0003]
디지털 콘텐츠(예를 들어, 방의 실-세계 뷰를 증강시키도록 제시되는 가상 샹들리에 객체와 같은 3-D 콘텐츠, 방의 실-세계 뷰를 증강하도록 제시되는 평면/평탄한 가상 유화 객체와 같은 2-D 콘텐츠)를 배치할 때, 객체들의 거동(behavior)을 제어하기 위한 설계 선택들이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 2-D 유화 객체는 머리-중심적일 수 있는데, 이 경우 객체는 (예를 들어, Google Glass 접근법에서와 같이) 사용자의 머리와 함께 주위를 이동하고; 아니면, 객체가 세계-중심적일 수 있으며, 이 경우, 객체는 실세계 좌표계의 일부인 것처럼 제시되어서, 사용자가 실세계에 대하여 객체의 포지션을 이동하지 않고 자신의 머리 또는 눈을 이동시킬 수 있게 된다.
[0004]
증강 현실 시스템으로 제시된 증강 현실 세계에 가상 콘텐츠를 배치할 때, 객체가 세계 중심적(즉, 가상 객체는 실세계의 포지션으로 머물러서 사용자는, 실세계의 벽과 같이 자신을 둘러싸고 있는 실세계 객체들에 대하여 자신의 포지션을 변경함 없이 그 주위로 자신의 몸, 머리, 눈을 움직일 수 있게 됨); 몸 또는 몸통 중심적(이 경우, 가상 엘리먼트가 사용자의 몸통에 대해 고정될 수 있어서, 사용자는 객체를 이동함 없이 자신의 머리 또는 눈을 움직일 수 있지만, 이러한 움직임은 몸통 움직임에 종속될 수 있게 됨); 머리 중심적(이 경우, 디스플레이된 객체(및/또는 디스플레이 그 자체)는 Google Glass를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이 머리 움직임들과 함께 이동될 수 있음) 또는 눈 포지션이 있는 곳의 함수로서 콘텐츠가 회전하는 "포베잇티드 디스플레이(foveated display)" 구성에서와 같이, 눈 중심적으로든지 간에 제시되어야 한다.
[0005]
일부 종래의 접근법들은 동공 확장을 제공하고 관찰자의 눈(단안 배열로) 또는 눈들(쌍안 배열로)에 가상 콘텐츠 디스플레이를 생성하기 위해 이미지 소스로부터의 광 빔들을 재지향시키기 위해 표면 릴리프 유형 회절 엘리먼트(surface-relief type diffractive elements)(예를 들어, 선형 격자)를 갖는 광 도파관들을 사용한다. 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트들을 갖는 이들 도파관들은 디지털 회절 패턴의 복잡한 설계들을 필요로 한다. 이러한 복잡한 설계는 후속적으로, 고해상도 바이너리 마스크 정보로 변환되고 그 후 레티클 상에 노출되거나 전자-빔 기록 디바이스(예를 들어, 리소그래피 기록 장비)로 전달된다. 이들 디지털 회절 패턴들은 그 후 포토레지스트 재료에 작성하거나 인쇄되고 그 후 다양한 에칭 기술들을 사용하여 에칭된다. 이러한 표면 릴리프 유형 회절 엘리먼트들은 제조 비용이 비싸지 않을 뿐만 아니라, 결과적인 구조물들은 깨지기 쉽고 미세 릴리프 구조들의 존재로 인해 부주의한 손상들 또는 오염에 취약하다.
[0006]
따라서, 가상 또는 증강 현실에 대한 가상 콘텐츠를 디스플레이하기 위한 강화된 회절 엘리먼트들을 갖는 방법들 및 장치가 필요하다.
[0007]
가상 및 증강 현실을 위한 방법 및 시스템이 개시된다. 일부 실시예들은 가상 및 증강 현실 디바이스들 및 애플리케이션들을 위한 장치에 관한 것이다. 이 장치는, 하나 또는 그 초과의 층들을 갖는 DOE(diffractive optical element), 예를 들어, 프로젝터로부터의 광 빔들을 수신하여 DOE 내의 기판으로 광 빔들을 투과시키는 ICO(in-coupling optic) 엘리먼트를 포함하는 접안 렌즈를 포함할 수 있다. 각각의 층은 OPE(orthogonal pupil expansion) 회절 엘리먼트들 및 EPE(exit pupil expansion) 회절 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
[0008]
층 상의 OPE 회절 엘리먼트들은 입력 광 빔들 중 일부를 EPE 회절 엘리먼트들로 편향시키고, 이 EPE 회절 엘리먼트들은 결국, 편향된 광 빔들 중 일부를 사용자의 눈(들)을 향해 편향시킨다. "격자들"이라는 용어의 사용은 "격자들" 내의 회절 구조들이 단지 선형 회절 엘리먼트들 또는 구조들을 포함한다는 것을 암시하거나 제안하지 않는다는 것이 주의되어야 한다. 오히려, 격자들(예를 들어, EPE 격자들, OPE 격자들 등)은 선형 회절 구조들, 원형 회절 구조들, 방사상 대칭 회절 구조들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. OPE 회절 엘리먼트들 및 EPE 회절 엘리먼트들은 광 빔들을 편향시키고 포커싱하기 위해 선형 격자 구조들 및 원형 또는 방사상 대칭 구조들 모두를 포함할 수 있다.
[0009]
증강 또는 가상 현실 디스플레이 장치를 위해 이미지 정보를 전달하는 광 빔들과 EPE 및 OPE 회절 엘리먼트들 간의 상호작용은 도 1d 내지 도 1e를 참조하여 다음의 예들을 통해 설명될 수 있다. 이 예에서, 이미지 정보를 전달하는 광은 도파관(118)에 진입하고, 도파관(118)의 OPE 회절 엘리먼트들은 평면 도파관(116)의 DOE 또는 EPE 회절 엘리먼트들(120)을 향하여 인입 광을 편향시킬 수 있다. 시준된 광이 평면 도파관(116)을 따라 전체적으로 내부적으로 반사되도록 회절 패턴, "회절 광학 엘리먼트"(또는 "DOE"), 또는 EPE 회절 엘리먼트들(120)이 평면 도파관(116)내에 임베딩되며, 시준된 광은 다수의 위치에서 EPE 회절 엘리먼트들(120)과 교차한다. 본원에서 설명되는 일부 실시예들에서, EPE 회절 엘리먼트(120)는 상대적으로 낮은 회절 효율을 가져서, 광의 일부만이 EPE 회절 엘리먼트들(120)의 각각의 교차점에서 눈(158)을 향해 편향되는 반면에, 잔여 광은 TIR(total internal reflection)를 통해 평면 도파관(116)을 통해 계속 이동한다.
[0010]
이미지 정보를 전달하는 광은 이에 따라 다수의 위치들에서 도파관(116)을 나가는(exit) 다수의 관련된 광 빔들로 분할되고, 그 결과는 도 1d에서 도시된 바와 같이 평면 도파관(116) 내에서 바운싱(bouncing)하는 이 특정한 시준된 빔(158)에 대해 눈(158)을 향한 출사 방출(exit emission)의 상당히 균일한 패턴이다. 이 실시예에서, EPE 회절 엘리먼트들(120)이 단지 선형 회절 패턴을 갖기 때문에, 눈(158)을 향한 출사 빔들은 실질적으로 평행한 것으로서 도 1d에서 도시된다. 도 1e를 참조하면, 임베딩된 EPE 회절 엘리먼트들(220)의 방사상 대칭 회절 패턴 컴포넌트의 변화들에 따라, 출사 빔 패턴은 눈(158)의 관점에서 보다 발산(divergent)하게 랜더링될 수 있고, 눈이 그것을 망막에 포커싱하기 위해 더 근접한 거리까지 수용하도록 요구하며, 광학적인 무한대보다 눈에 대해 더 근접한 시야 거리로부터의 광으로서 뇌에 의해 해석될 것이다.
[0011]
OPE 회절 엘리먼트들 및 EPE 회절 엘리먼트들은 일부 실시예들에서, 층 상에서 동일 평면 또는 나란한(side-by-side) 방식으로 배열될 수 있다. OPE 회절 엘리먼트들 및 EPE 회절 엘리먼트들은 일부 실시예들에서, 층의 양 측들 상에서 폴딩 또는 오버레이되는 방식으로 배열될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, OPE 회절 엘리먼트들 및 EPE 회절 엘리먼트들은 OPE 회절 엘리먼트들의 기능들 및 EPE 회절 엘리먼트들의 기능들 모두를 갖는 멀티플렉싱된 층을 형성하도록 하나의 단일의 공간적으로 일치하는 층에 배열되고 레코딩될 수 있다. 이러한 다수의 층들은 다중 평면 구성들을 형성하도록 서로의 상부에 스택될 수 있으며, 여기서 각각의 층은 그의 각각의 초점 길이와 연관된 그의 각각의 초점면을 호스트할 수 있다. 다중 평면 구성은 더 큰 초점 범위를 제공할 수 있으며, 다중-평면 구성의 각 층은 시청자들에게 상이한 초점 길이들로 나타나는 이미지들을 제시하기 위해 동적으로 스위치 온 및 오프될 수 있다. OPE 및 EPE 회절 엘리먼트들은 표면-릴리프 유형 격자 구조들, 체적-위상 유형 격자 구조들, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
[0012]
일부 실시예들은 가상 및 증강 현실을 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 인-커플링 광학 엘리먼트(in-coupling optic element)를 사용함으로써 입력 광 빔들을 접안 렌즈의 기판으로 투과시키고, 접안 렌즈의 제 1 층 상의 적어도 제 1 회절 엘리먼트들을 사용함으로써 제 1 층 상의 제 2 회절 엘리먼트들을 향해 입력 광 빔들의 제 1 부분을 편향시키고, 제 1 층 상의 제 2 회절 엘리먼트들로 입력 광 빔들의 제 1 부분의 일부를 편향시킴으로써 시청자의 눈(들)을 향해 제 1 출사광 빔들을 지향시킬 수 있다. 이 방법은 추가로, 일부 실시예들에서, 접안 렌즈의 기판 내에서 입력 광 빔들의 잔여 부분을 투과시키고, 제 1 층의 제 1 회절 엘리먼트들을 사용함으로써 제 2 회절 엘리먼트들을 향해 입력 광 빔들의 잔여 부분 중 일부를 편향시키고, 제 1 층 상의 제 2 회절 엘리먼트들로 입력 광 빔들의 잔여 부분의 일부를 편향시킴으로써 시청자를 향해 제 2 출사광 빔들을 지향시킬 수 있다.
[0013]
격자 구조들의 투과 및 반사 특성들로 인해, 이 방법은 또한, 일부 실시예들에서, 접안 렌즈의 기판 내에서 입력 광 빔들의 제 1 부분의 잔여 부분을 투과시키고 제 1 부분의 잔여 부분이 제 1 층 상의 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들과 상호작용하게 함으로써 시청자를 향해 부가적인 출사광 빔들을 지향시킬 수 있다. 접안 렌즈가 회절 광학 엘리먼트들의 다수의 층들을 갖는 다중 평면 구성을 포함하는 일부 실시예들에서, 이 방법은 하나 또는 그 초과의 제어 신호들을 이용함으로써 접안 렌즈의 제 2 층을 동적으로 스위칭 온할 수 있고 ― 제 2 층은 제 3 회절 엘리먼트들 및 제 4 엘리먼트들을 포함함 ― , 및 제 2 층 상의 적어도 제 3 회절 엘리먼트들 및 제 4 회절 엘리먼트들을 사용함으로써 입력 광 빔들로부터 시청자를 향해 출사광 빔들을 지향시킬 수 있다.
[0014]
일부 제 1 실시예들은 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 방법에 관한 것이다. 이들 제 1 실시예들에서, 인-커플링 광학 엘리먼트(in-coupling optic element)를 사용함으로써 입력 광 빔들이 접안 렌즈의 기판으로 투과될 수 있고; 입력 광 빔들의 제 1 부분은 접안 렌즈의 제 1 층 상의 적어도 제 1 회절 엘리먼트들을 사용함으로써 제 1 층 상의 제 2 회절 엘리먼트들을 향해 편향될 수 있고; 제 1 출사광 빔들은 추가로, 제 1 층 상의 제 2 회절 엘리먼트들로 입력 광 빔들의 제 1 부분의 일부를 편향시킴으로써 시청자(viewer)를 향해 지향될 수 있다
[0015]
이들 제 1 실시예들 중 일부에서, 접안 렌즈의 기판 내에서 입력 광 빔들의 잔여 부분을 투과시키고; 입력 광 빔들의 잔여 부분 중 일부는 제 1 층의 제 1 회절 엘리먼트들을 사용함으로써 제 2 회절 엘리먼트들을 향해 편향될 수 있고, 제 2 출사광 빔들은 또한 제 1 층 상의 제 2 회절 엘리먼트들로 입력 광 빔들의 잔여 부분의 일부를 편향시킴으로써 시청자를 향해 지향될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 입력 광 빔들의 제 1 부분의 잔여 부분은 접안 렌즈의 기판 내에서 투과될 수 있고 부가적인 출사광 빔들은 제 1 부분의 잔여 부분이 제 1 층 상의 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들과 상호작용하게 함으로써 시청자를 향해 지향될 수 있다.
[0016]
제 1 실시예들 중 일부에서, 접안 렌즈의 제 2 층이 하나 또는 그 초과의 제어 신호들을 사용함으로써 동적으로 스위칭 온될 수 있고 ― 제 2 층은 제 3 회절 엘리먼트들 및 제 4 회절 엘리먼트들을 포함함 ― ; 그리고 출사광 빔들은 제 2 층 상의 적어도 제 3 회절 엘리먼트들 및 제 4 회절 엘리먼트들을 사용함으로써 입력 광 빔들로부터 시청자를 향해 지향될 수 있다. 이들 바로 위의 실시예들 중 일부에서, 제 1 층은 제 1 초점 길이와 연관된 제 1 초점면을 호스트하고, 제 1 출사광 빔들은 제 1 초점면에서 나오는 것으로 사용자에게 나타난다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제 2 층은 제 2 초점 길이와 연관된 제 2 초점면을 호스트하고, 출사광 빔들은 제 2 초점면에서 나오는 것으로 사용자에게 나타난다. 제 1 실시예들 중 일부에서, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트들, 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들, 또는 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트들 및 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들의 조합을 포함한다.
[0017]
일부 제 2 실시예들은 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 구현하기 위한 프로세스에 관한 것이다. 이들 제 2 실시예들에서, 제 1 기판은 장치의 접안 렌즈를 위해 (이미 존재한다면) 식별되거나 (존재하지 않는다면) 제조될 수 있고; 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 하나 또는 그 초과의 제 1 막들 상에서 (이미 존재한다면) 식별되거나 (존재하지 않는다면) 제조될 수 있고 ― 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 선형 격자 구조들 및 원형 또는 방사상 대칭 격자 구조들을 포함함 ― ; 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들을 포함하는 하나 또는 그 초과의 제 1 막들이 제 1 기판 상에 배치될 수 있고; 그리고 인-커플링 광학 엘리먼트가 입력 광 소스로부터의 입력 광 빔들을 제 1 기판으로 투과시키도록 접안 렌즈 내에 또한 통합될 수 있고, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 입력 광 빔들의 적어도 일부를 편향시키기 위해 인-커플링 광학 엘리먼트에 동작 가능하게 커플링된다.
[0018]
이들 제 2 실시예들 중 일부에서, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 제 1 기판의 한 측 상에 동일 평면 어레인지먼트로 배열될 수 있다. 이들 제 2 실시예들 중 일부 다른 실시예들에서, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 제 1 기판의 한 측 또는 양 측들 상에 폴딩 또는 오버레이되는 어레인지먼트로 배열된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 동일 평면 어레인지먼트 또는 폴딩 또는 오버레이되는 어레인지먼트의 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 제 1 기판의 한 측에 배치된 단일의 분리 불가능한 층 상에서 멀티플렉싱될 수 있다.
[0019]
이들 제 2 실시예들 중 일부에서, 제 2 기판은 접안 렌즈를 위해 (이미 존재한다면) 식별되거나 (존재하지 않는다면) 제조되고; 제 3 회절 엘리먼트들 및 제 4 회절 엘리먼트들은 또한 하나 또는 그 초과의 제 2 막들 상에서 (이미 존재한다면) 식별되거나 (존재하지 않는다면) 제조될 수 있고 ― 제 3 회절 엘리먼트들 및 제 4 회절 엘리먼트들은 선형 격자 구조들 및 원형 또는 방사상 대칭 격자 구조들을 포함함 ― ; 그리고 제 3 회절 엘리먼트들 및 제 4 회절 엘리먼트들을 포함하는 하나 또는 그 초과의 제 2 막들이 제 2 기판 상에 배치될 수 있다.
[0020]
바로 위의 실시예들 중 일부에서, 제 2 기판은 제 1 기판 상에 배치될 수 있고, 제 1 기판 상의 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들 및 제 2 기판 상의 제 3 회절 엘리먼트들 및 제 4 회절 엘리먼트들은 전기 전압들 또는 전류들을 사용함으로써 온-상태와 오프-상태 사이에서 동적으로 스위칭 가능하다. 부가적으로 또는 대안적으로, 하나 또는 그 초과의 제 1 막들 및 하나 또는 그 초과의 제 2 막들 중 적어도 하나는 폴리머-분산형 액정 층을 포함한다.
[0021]
제 2 실시예들 중 일부에서, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 표면-릴리프 유형 격자 구조들, 체적-위상 유형 격자 구조들, 또는 표면-릴리프 유형 격자 구조들 및 체적-위상 유형 격자 구조들의 조합을 포함한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 체적 위상 격자 구조들 및 표면 릴리프 구조들의 조합을 포함한다. 제 1 기판은 제 2 실시예들 중 일부에서 단일 층 호스트 투명 또는 반투명 유전체 호스트 매체를 선택적으로 포함할 수 있거나, 또는, 제 2 실시예들 중 일부 다른 실시예들에서, 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위해 입력 광 빔들의 적어도 일부에 대한 도파관을 공동으로 형성하도록 서로 커플링되는 반투명 또는 투명 호스트 매체들의 2개 또는 그 초과의 층들을 포함한다.
[0022]
일부 제 3 실시예들은 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 프로세스에 관한 것이다. 이들 제 3 실시예들에서, 입력 광 빔들은 인-커플링 광학 디바이스로부터 수신될 수 있고; 인-커플링 광학 디바이스로부터의 입력 광 빔들의 제 1 부분은 장치의 접안 렌즈의 제 1 회절 엘리먼트들로 제 2 회절 엘리먼트들을 향한 제 1 방향으로 편향될 수 있고 ― 제 1 회절 엘리먼트들은 미리 결정된 회절 효율 및 입력 광 빔들의 전파의 방향에 대한 제 1 배향을 가짐 ― ; 그리고 입력 광 빔들의 제 2 부분은 관찰자에 대한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위해 제 2 배향을 갖는 제 2 회절 엘리먼트들을 통해 전파될 수 있다.
[0023]
이들 제 3 실시예들 중 일부에서, 제 1 회절 엘리먼트들 또는 제 2 회절 엘리먼트들 중 적어도 하나는, 단일-층 호스트 매체 또는 호스트 매체들의 2개 또는 그 초과의 별도의 층들을 갖는 기판 상에 제 1 회절 엘리먼트들 또는 제 2 회절 엘리먼트들을 레코딩하기 위해 적어도 체적 위상 기술들로 제조된 체적 홀로그램들(volumetric holograms)을 포함한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제 1 회절 엘리먼트들 또는 제 2 회절 엘리먼트들 또는 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들 둘 다의 조합의 회절 효율을 적어도 변조함으로써 스테레오스코픽 이미지의 아티팩트들(artifacts)을 감소시킨다. 또한, 제 1 회절 엘리먼트들은 출사동 확장 구조들 또는 확장기를 포함하고, 제 2 회절 엘리먼트들은 직교하는 동공 확장 구조들 또는 확장기들을 선택적으로 포함할 수 있다.
[0024]
제 1 회절 엘리먼트들 또는 제 2 회절 엘리먼트들은 이들 제 3 실시예들 중 일부에서, 건식-프로세스 포토폴리머 재료를 포함하는 호스트 매체를 선택적으로 포함할 수 있다. 바로 위의 실시예들 중 일부에서, 호스트 매체는 단일-층 포토폴리머 재료, 단일-층 할로겐화 은 또는 단일-층 폴리머-분산형 액정 혼합 재료를 포한다.
[0025]
제 3 실시예들 중 일부에서, 입력 광 빔들의 전파는 입력 광 빔들의 적어도 제 1 부분의 제 1 광파-프론트들(light wave-fronts)을 적어도 연속적으로 재지향시키고 내부 전반사(total internal reflection)를 통해 입력 광 빔들의 적어도 제 2 부분과 아웃-커플링(out-coupling)함으로써 안내될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 입력 광 빔들과 제 1 회절 엘리먼트들 및/또는 제 2 회절 엘리먼트들 사이의 초기 및 추후 상호작용들은 상이한 회절 효율들을 갖는 접안 렌즈 내의 하나 또는 그 초과의 컴포넌트들의 회절 효율을 램프(ramp)함으로써 적어도 제어될 수 있다.
[0026]
제 3 실시예들 중 일부에서, 격자 회절 효율(grating diffraction efficiency)은 제 1 회절 엘리먼트들 및/또는 제 2 회절 엘리먼트들을 준비할 때 레코딩 빔 세기들 또는 레코딩 빔 세기들의 비를 적어도 변조함으로써 제 1 회절 엘리먼트들 및/또는 제 2 회절 엘리먼트들 사이에서 분배될 수 있다. 선택적으로, 제 1 회절 엘리먼트들 또는 제 2 회절 엘리먼트들은, 표면-릴리프 구조들을 이용함 없이, 하나 또는 그 초과의 제 1 막들 상에서 또는 그 내부에서 (이미 존재한다면) 식별되거나 (존재하지 않는다면) 제조될 수 있다.
[0027]
프로세스는 제 3 실시예들 중 일부에서, 제 1 회절 엘리먼트들 및/또는 제 2 회절 엘리먼트들에 대해 스위칭 가능한 격자 구조들을 사용함으로써 다중 초점면 이미징 엘리먼트들에 프로젝팅된 이미지들의 시간-멀티플렉싱된 분배를 제공할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제 1 회절 엘리먼트들 또는 제 2 회절 엘리먼트들은 PDLC(polymer-dispersed liquid crystal) 컴포넌트들을 포함한다. 이들 바로 위의 실시예들 중 일부에서, PDLC(polymer-dispersed liquid crystal) 컴포넌트들, PDLC 컴포넌트들에 대한 호스트 매체 및 PDLC 컴포넌트들의 호스트 매체에서의 구조적 엘리먼트들이 식별될 수 있고, 호스트 매체 또는 구조적 엘리먼트들의 굴절률은 제 1 회절 엘리먼트들 및/또는 제 2 회절 엘리먼트들이 배치되는 기판의 제 1 굴절률과 일치하지 않는 인덱스가 되도록 결정될 수 있다.
[0028]
제 3 실시예들 중 일부에서, 단일-층 구조가 식별될 수 있고; 제 1 회절 엘리먼트들 또는 제 2 회절 엘리먼트들 모두는, (이미 존재한다면) 식별되거나 (존재하지 않는다면) 단일-층 구조로 제조될 수 있고; 그리고 단일-층 구조의 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 접안 렌즈의 적어도 일부에서 입력 광 빔들의 전파의 회절에서의 크로스토크를 감소시키도록 멀티플렉싱될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 기판에 또는 그 상에 배치되고 체적 위상 격자 구조들 및 표면 릴리프 구조들의 조합을 포함한다. 이들 바로 위의 실시예들 중 일부에서, 기판은 단일 층 호스트 투명 또는 반투명 유전체 호스트 매체를 포함한다. 제 3 실시예들 중 일부에서, 기판은 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위해 입력 광 빔들의 적어도 일부에 대한 도파관을 공동으로 형성하도록 서로 커플링되는 반투명 또는 투명 호스트 매체들의 2개 또는 그 초과의 층들을 포함한다.
[0029]
일부 제 4 실시예들은 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치에 관한 것이다. 장치는 기판을 포함하는 접안 렌즈; 기판으로 입력 광 빔들을 투과시키기 위한 인-커플링 광학 엘리먼트; 및 인-커플링 광학 엘리먼트에 동작 가능하게 커플링되고 기판의 하나 또는 그 초과의 측들 상에 배치되는 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들을 포함하는 기판의 제 1 층을 포함하며, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은, 선형 격자 구조들 및 원형 또는 방사상 대칭 격자 구조들을 포함한다.
[0030]
이들 제 4 실시예들 중 일부에서, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 제 1 층 상에서 동일 평면 어레인지먼트(co-planar arrangement)로 배열된다. 대안적으로, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 제 1 층의 양 측들 상에서 폴딩 또는 오버레이되는 어레인지먼트(folded or overlaid arrangement)로 배열된다. 제 4 실시예들 중 일부에서, 장치는 추가로, 하나 또는 그 초과의 제 2 층들을 포함하고, 제 1 층 및 하나 또는 그 초과의 제 2 층들은 온-상태와 오프-상태 사이에서 동적으로 스위칭 가능하며, 하나 또는 그 초과의 제 2 층들은 서로의 상부에 스택(stack)된다.
[0031]
이들 바로 위의 실시예들 중 일부에서, 제 1 층 또는 하나 또는 그 초과의 제 2 층들은 적어도 하나의 폴리머-분산형 액정 층(polymer-dispersed liquid crystal layer)을 포함한다. 제 4 실시예들 중 일부에서, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 체적-위상 유형 격자 구조들을 포함한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 표면-릴리프 유형 격자 구조들을 포함한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 표면-릴리프 유형 격자 구조들 및 체적-위상 유형 격자 구조들 둘 다를 포함한다.
[0032]
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 방법들 및 장치들의 다양한 양상들에 대한 보다 상세한 설명은 도 1a 내지 도 25d를 참조하여 아래에서 설명된다.
[0033]
도면들은 본 발명의 다양한 실시예들의 설계 및 활용을 예시한다. 도면들은 제 축척대로 그려지지 않으며, 유사한 구조들 또는 기능들의 엘리먼트들은 도면 전체에 걸쳐 유사한 참조 번호들로 표현된다는 것이 주의되어야 한다. 본 발명의 다양한 실시예들의 상술된 그리고 다른 이점들 및 목적을 달성하기 위한 방법을 더 잘 인지하기 위해, 위에서 간략히 설명된 본 발명들의 보다 상세한 설명이 첨부 도면들에서 예시되는 본 발명의 특정 실시예들을 참조하여 제공될 것이다. 이 도면들이 본 발명의 통상적인 실시예들을 단지 도시하며, 그에 따라 본 발명의 범위의 제한으로 고려되지 않는다는 이해 하에, 본 발명은 첨부 도면들의 이용을 통해 부가적인 특수성 및 세부사항들로 설명되고 기술될 것이다.
[0034] 도 1a는 시준된 광 빔을 편향시키는 선형 회절 격자의 단순화된 개략도를 예시한다.
[0035] 도 1b는 시준된 광 빔을 편향시키는 방사상 대칭 회절 격자의 단순화된 개략도를 예시한다.
[0036] 도 1c는 선형 및 방사상 구조들을 결합하는 회절 엘리먼트들을 포함하는, 본원에서 설명되는 일부 실시예들을 예시한다.
[0037] 도 1d는 증강 또는 가상 현실 디스플레이 장치에 대한 회절 패턴 또는 회절 엘리먼트와 이미지 정보를 전달하는 광 빔들 간의 상호작용의 예를 예시한다.
[0038] 도 1e는 증강 또는 가상 현실 디스플레이 장치에 대한 회절 패턴 또는 회절 엘리먼트와 이미지 정보를 전달하는 광 빔들 간의 상호작용의 다른 예를 예시한다.
[0039] 도 2a 및 도 2b는 일부 실시예들에서, 체적 위상 회절 엘리먼트들을 제조 및 사용하는 일부 개략적 표현들을 예시한다.
[0040] 도 3a 및 도 3b는, 일부 실시예들에서, RGB(Red, Green, and Blue)에 대한 체적 위상 회절 엘리먼트를 제조 및 사용하는 일부 개략적 표현들을 예시한다.
[0041] 도 3c 내지 도 3d는, 일부 실시예들에서, RGB(Red, Green, and Blue)에 대한 체적 위상 회절 엘리먼트를 제조 및 사용하는 일부 개략적 표현들을 예시한다.
[0042] 도 3e 내지 도 3f는, 일부 실시예들에서, RGB(Red, Green, and Blue)에 대한 급경사각 체적 위상 회절 엘리먼트를 제조 및 사용하는 일부 개략적 표현들을 예시한다.
[0043] 도 4A 내지 도 4C는, 일부 실시예들에서, EPE, OPE 및/또는 EPE/OPE의 조합을 제조하기 위해 체적 위상 회절 엘리먼트 또는 체적 위상 급경사각 회절 엘리먼트들을 레코딩하기 위한 일부 개략적인 셋업들을 예시한다.
[0044] 도 5a는 재료 및 컴포넌트 층의 출사동 확장기 레코딩 스택의 일 실시예 및 다수의 가능한 레코딩 지오메트리들 중 하나의 개략적 표현을 도시한다.
[0045] 도 5b는 출사동 확장기, 직교 동공 확장기, 입력 커플링 격자, 또는 재료 및 컴포넌트 층의 조합 격자 레코딩 스택의 일 실시예 및 다수의 가능한 레코딩 지오메트리들 중 하나의 개략적 표현을 도시한다.
[0046] 도 6은 단일 웨이퍼 기판의 ICO, EPE 및 OPE 컴포넌트들의 일 실시예의 예시적인 구성 및 이미지 프로젝션 시스템으로 조명될 때 그 기능들을 도시한다.
[0047] 도 7은 일부 실시예들에서, 인-커플링 광학 디바이스에 동작 가능하게 커플링되는 동일-평면 OPE 및 EPE 어레인지먼트의 개략적인 어레인지먼트를 예시한다.
[0048] 도 8은 일부 실시예들에서, 인-커플링 광학 디바이스에 동작 가능하게 커플링되는 오버레이된 또는 폴딩된 OPE 및 EPE 어레인지먼트의 개략적인 어레인지먼트를 예시한다.
[0049] 도 9는 일부 실시예들에서, 인-커플링 광학 디바이스에 동작 가능하게 커플링되는 오버레이된 또는 폴딩된 OPE 및 EPE 어레인지먼트의 다른 개략적인 어레인지먼트를 예시한다.
[0050] 도 10a 및 도 10b는 일부 실시예들에서, 오버레이된 또는 폴딩된 OPE 및 EPE 어레인지먼트의 다른 개략적인 어레인지먼트를 예시한다.
[0051] 도 11은 일부 실시예들에서, 오버레이된 또는 폴딩된 OPE 및 EPE 및 빔 증배층 어레인지먼트의 다른 개략적인 어레인지먼트를 예시한다.
[0052] 도 12a 내지 도 12c는 일부 실시예들에서, 회절 엘리먼트들과 관찰자에 대한 이미지 정보를 전달하는 광 사이의 상호작용들의 일부 개략적 표현들을 예시한다.
[0053] 도 12d는 일부 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실 장치에 대한 다중-평면 구성의 개략적 표현을 예시한다.
[0054] 도 13a 내지 도 13b는 일부 실시예들에서, 스위칭 가능한 층의 개략적 표현들을 예시한다.
[0055] 도 14는 일부 실시예들에서, 멀티플렉싱된 확장기 엘리먼트의 개략적 표현을 예시한다.
[0056] 도 15a는 일부 실시예들에서, 멀티플렉싱된 확장기 엘리먼트의 개략적 표현의 부분을 예시한다.
[0057] 도 15b는 일부 다른 실시예들에서, 멀티플렉싱된 확장기 어셈블리의 다른 그림 표현을 예시한다.
[0058] 도 16은 이미지를 보기 위해 본원에서 설명되는 가상 현실 또는 증강 현실 디바이스를 사용하는 사용자의 예시를 도시한다.
[0059] 도 17은 예시 목적을 위해 도 16의 일부를 예시한다.
[0060] 도 18은 예시 목적을 위해 도 16의 일부의 다른 관점을 예시한다.
[0061] 도 19는 예시 목적을 위해 도 16의 일부의 다른 관점을 예시한다.
[0062] 도 20은 회절 광학 엘리먼트의 다양한 엘리먼트의 뷰를 제공하기 위한 도 19의 확대도를 예시한다.
[0063] 도 21은 이미지를 보기 위해 가상 현실 또는 증강 현실 디바이스를 사용하는 사용자의 예시의 측면도를 예시한다.
[0064] 도 22는 일부 실시예들에서, 회절 광학 엘리먼트(DOE)의 확대도를 예시한다.
[0065] 도 23a는 일부 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 프로세스에 대한 고레벨 흐름도를 예시한다.
[0066] 도 23b 내지 도 23c는 일부 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 프로세스에 대한 보다 상세한 흐름도를 공동으로 예시한다.
[0067] 도 24a는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 프로세스에 대한 고레벨 블록도를 예시한다.
[0068] 도 24b는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도 24a에 예시된 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지를 생성하기 위한 프로세스에 대한 보다 상세한 블록도를 예시한다.
[0069] 도 24c는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 프로세스에 대한 보다 상세한 블록도를 예시한다.
[0070] 도 25a는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 고레벨 블록도를 예시한다.
[0071] 도 25b 내지 도 25d는 도 25a에서 예시된 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 프로세스에 대해 하나 또는 그 초과의 그룹들에서 개별적으로 수행되거나 또는 공동으로 수행될 수 있는 일부 추가적인 선택적 동작들(2500B)을 함께 예시한다.
[0034] 도 1a는 시준된 광 빔을 편향시키는 선형 회절 격자의 단순화된 개략도를 예시한다.
[0035] 도 1b는 시준된 광 빔을 편향시키는 방사상 대칭 회절 격자의 단순화된 개략도를 예시한다.
[0036] 도 1c는 선형 및 방사상 구조들을 결합하는 회절 엘리먼트들을 포함하는, 본원에서 설명되는 일부 실시예들을 예시한다.
[0037] 도 1d는 증강 또는 가상 현실 디스플레이 장치에 대한 회절 패턴 또는 회절 엘리먼트와 이미지 정보를 전달하는 광 빔들 간의 상호작용의 예를 예시한다.
[0038] 도 1e는 증강 또는 가상 현실 디스플레이 장치에 대한 회절 패턴 또는 회절 엘리먼트와 이미지 정보를 전달하는 광 빔들 간의 상호작용의 다른 예를 예시한다.
[0039] 도 2a 및 도 2b는 일부 실시예들에서, 체적 위상 회절 엘리먼트들을 제조 및 사용하는 일부 개략적 표현들을 예시한다.
[0040] 도 3a 및 도 3b는, 일부 실시예들에서, RGB(Red, Green, and Blue)에 대한 체적 위상 회절 엘리먼트를 제조 및 사용하는 일부 개략적 표현들을 예시한다.
[0041] 도 3c 내지 도 3d는, 일부 실시예들에서, RGB(Red, Green, and Blue)에 대한 체적 위상 회절 엘리먼트를 제조 및 사용하는 일부 개략적 표현들을 예시한다.
[0042] 도 3e 내지 도 3f는, 일부 실시예들에서, RGB(Red, Green, and Blue)에 대한 급경사각 체적 위상 회절 엘리먼트를 제조 및 사용하는 일부 개략적 표현들을 예시한다.
[0043] 도 4A 내지 도 4C는, 일부 실시예들에서, EPE, OPE 및/또는 EPE/OPE의 조합을 제조하기 위해 체적 위상 회절 엘리먼트 또는 체적 위상 급경사각 회절 엘리먼트들을 레코딩하기 위한 일부 개략적인 셋업들을 예시한다.
[0044] 도 5a는 재료 및 컴포넌트 층의 출사동 확장기 레코딩 스택의 일 실시예 및 다수의 가능한 레코딩 지오메트리들 중 하나의 개략적 표현을 도시한다.
[0045] 도 5b는 출사동 확장기, 직교 동공 확장기, 입력 커플링 격자, 또는 재료 및 컴포넌트 층의 조합 격자 레코딩 스택의 일 실시예 및 다수의 가능한 레코딩 지오메트리들 중 하나의 개략적 표현을 도시한다.
[0046] 도 6은 단일 웨이퍼 기판의 ICO, EPE 및 OPE 컴포넌트들의 일 실시예의 예시적인 구성 및 이미지 프로젝션 시스템으로 조명될 때 그 기능들을 도시한다.
[0047] 도 7은 일부 실시예들에서, 인-커플링 광학 디바이스에 동작 가능하게 커플링되는 동일-평면 OPE 및 EPE 어레인지먼트의 개략적인 어레인지먼트를 예시한다.
[0048] 도 8은 일부 실시예들에서, 인-커플링 광학 디바이스에 동작 가능하게 커플링되는 오버레이된 또는 폴딩된 OPE 및 EPE 어레인지먼트의 개략적인 어레인지먼트를 예시한다.
[0049] 도 9는 일부 실시예들에서, 인-커플링 광학 디바이스에 동작 가능하게 커플링되는 오버레이된 또는 폴딩된 OPE 및 EPE 어레인지먼트의 다른 개략적인 어레인지먼트를 예시한다.
[0050] 도 10a 및 도 10b는 일부 실시예들에서, 오버레이된 또는 폴딩된 OPE 및 EPE 어레인지먼트의 다른 개략적인 어레인지먼트를 예시한다.
[0051] 도 11은 일부 실시예들에서, 오버레이된 또는 폴딩된 OPE 및 EPE 및 빔 증배층 어레인지먼트의 다른 개략적인 어레인지먼트를 예시한다.
[0052] 도 12a 내지 도 12c는 일부 실시예들에서, 회절 엘리먼트들과 관찰자에 대한 이미지 정보를 전달하는 광 사이의 상호작용들의 일부 개략적 표현들을 예시한다.
[0053] 도 12d는 일부 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실 장치에 대한 다중-평면 구성의 개략적 표현을 예시한다.
[0054] 도 13a 내지 도 13b는 일부 실시예들에서, 스위칭 가능한 층의 개략적 표현들을 예시한다.
[0055] 도 14는 일부 실시예들에서, 멀티플렉싱된 확장기 엘리먼트의 개략적 표현을 예시한다.
[0056] 도 15a는 일부 실시예들에서, 멀티플렉싱된 확장기 엘리먼트의 개략적 표현의 부분을 예시한다.
[0057] 도 15b는 일부 다른 실시예들에서, 멀티플렉싱된 확장기 어셈블리의 다른 그림 표현을 예시한다.
[0058] 도 16은 이미지를 보기 위해 본원에서 설명되는 가상 현실 또는 증강 현실 디바이스를 사용하는 사용자의 예시를 도시한다.
[0059] 도 17은 예시 목적을 위해 도 16의 일부를 예시한다.
[0060] 도 18은 예시 목적을 위해 도 16의 일부의 다른 관점을 예시한다.
[0061] 도 19는 예시 목적을 위해 도 16의 일부의 다른 관점을 예시한다.
[0062] 도 20은 회절 광학 엘리먼트의 다양한 엘리먼트의 뷰를 제공하기 위한 도 19의 확대도를 예시한다.
[0063] 도 21은 이미지를 보기 위해 가상 현실 또는 증강 현실 디바이스를 사용하는 사용자의 예시의 측면도를 예시한다.
[0064] 도 22는 일부 실시예들에서, 회절 광학 엘리먼트(DOE)의 확대도를 예시한다.
[0065] 도 23a는 일부 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 프로세스에 대한 고레벨 흐름도를 예시한다.
[0066] 도 23b 내지 도 23c는 일부 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 프로세스에 대한 보다 상세한 흐름도를 공동으로 예시한다.
[0067] 도 24a는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 프로세스에 대한 고레벨 블록도를 예시한다.
[0068] 도 24b는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도 24a에 예시된 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지를 생성하기 위한 프로세스에 대한 보다 상세한 블록도를 예시한다.
[0069] 도 24c는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 프로세스에 대한 보다 상세한 블록도를 예시한다.
[0070] 도 25a는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 고레벨 블록도를 예시한다.
[0071] 도 25b 내지 도 25d는 도 25a에서 예시된 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 프로세스에 대해 하나 또는 그 초과의 그룹들에서 개별적으로 수행되거나 또는 공동으로 수행될 수 있는 일부 추가적인 선택적 동작들(2500B)을 함께 예시한다.
[0072]
본 발명의 다양한 실시예는 단일 실시예 또는 일부 실시예들에서 가상 콘텐츠 디스플레이 가상 또는 증강 현실을 생성하기 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이다. 본 발명의 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 상세한 설명, 도면, 및 청구항들에서 설명된다.
[0073]
일부 실시예들은 가상 콘텐츠 디스플레이를 생성하기 위한 장치에 관한 것이다. 장치는 이미지 소스로부터 관찰자의 눈(단안) 또는 눈들(쌍안)로 이미지 정보를 전달하는 광 빔을 전파시키는 회절 엘리먼트들을 포함한다. 보다 구체적으로, 장치는, 이미지 소스로부터의 이미지 정보를 전달하는 광 빔들을 EPE 회절 엘리먼트들을 갖는 제 2 도파관으로 편향시키기 위해 OPE 회절 엘리먼트들을 갖는 제 1 도파관을 포함한다. 제 2 도파관의 EPE 회절 엘리먼트들은 추가로 제 1 도파관으로부터의 광 빔들을 관찰자의 눈 또는 눈들로 재지향시킨다.
[0074]
증강 또는 가상 현실 디스플레이 장치를 위해 EPE 및 OPE 회절 엘리먼트들과 광 빔들 간의 상호작용들의 단순화된 모드는 도 1d 내지 도 1e를 참조하여 다음의 예들을 통해 설명될 수 있다. 이 예에서, 이미지 정보를 전달하는 광은 도파관(118)에 진입하고, 도파관(118)의 OPE 회절 엘리먼트들은 평면 도파관(116)의 DOE 또는 EPE 회절 엘리먼트들(120)을 향하여 인입 광을 편향시킬 수 있다. 시준된 광이 평면 도파관(116)을 따라 전체적으로 내부적으로 반사되도록 회절 패턴, "회절 광학 엘리먼트"(또는 "DOE"), 또는 EPE 회절 엘리먼트들(120)이 평면 도파관(116)내에 임베딩되며, 시준된 광은 다수의 위치에서 EPE 회절 엘리먼트들(120)과 교차한다. 본원에서 설명되는 일부 실시예들에서, EPE 회절 엘리먼트들(120))은 상대적으로 낮은 회절 효율을 가져서, 광의 일부만이 EPE 회절 엘리먼트들(120)의 각각의 교차점에서 눈(158)을 향해 편향되는 반면에, 잔여 광은 TIR(total internal reflection)를 통해 평면 도파관(116)을 통해 계속 이동한다.
[0075]
이미지 정보를 전달하는 광 빔들은 이에 따라 다수의 위치들에서 도파관(116)을 나가는(exit) 다수의 관련된 광 빔들로 분할되고, 그 결과는 도 1d에서 도시된 바와 같이 평면 도파관(116) 내에서 바운싱(bouncing)하는 이 특정한 시준된 빔(158)에 대해 눈(158)을 향한 출사 방출(exit emission)의 상당히 균일한 패턴이다. 이 실시예에서, EPE 회절 엘리먼트들(120)이 단지 선형 회절 패턴을 갖기 때문에, 눈(158)을 향한 출사 빔들은 실질적으로 평행한 것으로서 도 1d에서 도시된다. 도 1e를 참조하면, 임베딩된 EPE 회절 엘리먼트들(220)의 방사상 대칭 회절 패턴 컴포넌트의 변화들에 따라, 출사 빔 패턴은 눈(158)의 관점에서 보다 발산(divergent)하게 랜더링될 수 있고, 그것을 망막에 포커싱하기 위해 더 근접한 거리로 맞추도록 눈에 요구하며, 광학적 무한성(optical infinity) 보다 눈에 대해 더 근접한 시야 거리로부터의 광으로서 뇌에 의해 해석될 것이다.
[0076]
본원에서 설명되는 장치의 이점들 중 하나는, 본원에서 설명되는 가상 콘텐츠 디스플레이 장치가 리소그래피 및 에칭 프로세스들의 사용을 요구하지 않으면서, 보다 견고하고 비용 효과적인 방식으로 제조될 수 있는 체적 유형 회절 엘리먼트들을 포함할 수 있다는 것이다. 체적 유형 회절 엘리먼트들은 일부 실시예들에서 장치를 위한 하나 또는 그 초과의 도파관에 대해 (예를 들어, 임프린팅에 의해) 제조될 수 있으며, 따라서 종래의 접근법들에서 표면 릴리프 유형 회절 엘리먼트들의 제조, 통합 및 사용과 연관된 다양한 문제들을 완전히 제거한다. 이들 회절 엘리먼트들은, 가상 콘텐츠 디스플레이 장치가 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 그들의 의도된 목적들을 이행하도록 상이한 어레인지먼트들로 추가로 배열될 수 있다.
[0077]
당업자들이 본 발명을 실시하는 것을 가능케 하도록 본 발명의 예시적인 예들로서 제공되는 다양한 실시예들은 도면들을 참조하여 이제 상세히 설명될 것이다. 명백히, 도면들 및 아래의 예들은 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 본 발명의 특정 엘리먼트들은 부분적으로 또는 전체적으로, 알려진 컴포넌트들(또는 방법들 또는 프로세스들)을 이용하여 구현될 수 있는 경우, 본 발명의 이해를 위해 필수적인, 이러한 알려진 컴포넌트들(또는 방법들 또는 프로세스들)의 단지 그 부분들만이 설명될 것이고, 이러한 알려진 컴포넌트들(또는 방법들 또는 프로세스들)의 다른 부분들의 상세한 설명들은 본 발명을 모호하게 하지 않도록 생략될 것이다. 또한, 다양한 실시예들은 본원에서 예로서 참조되는 컴포넌트들에 대한 현재 그리고 미래의 알려지는 등가물들을 포함한다.
[0078]
가상 현실 및 증강 현실을 위한 방법 및 시스템이 개시된다. 가상 현실 또는 증강 현실의 적용을 위해 인간 웨어러블 스테레오스코픽 안경과 같은 광학 기구들에서, 사용자의 눈은, 사용자의 눈(들)에 기구를 적절히 커플링하기 위해 기구의 출사동(exit pupil)과 정렬되고 그것과 유사한 크기로 이루어질 수 있다. 따라서, 출사동의 위치는 사용자의 눈이 관찰자의 눈(들) 및 그에 따라 접안 렌즈(eyepiece)의 시야에 대해 전체 시야각을 획득할 수 있는 기구의 접안 렌즈의 최종 표면으로부터의 거리를 정의하는 눈동자 거리(eye relief)를 결정할 수 있다.
[0079]
눈동자 거리는 통상적으로 사용의 편의를 위해 일정한 거리(예를 들어, 20mm)로 강구된다. 눈동자 거리가 너무 크면 접안 렌즈의 출사 광이 손실되어 동공에 도달하는데 실패할 수 있다. 한편, 눈동자 거리가 너무 작아서 출사동이 동공의 크기보다 작은 경우, DOE(diffractive optical element)에 커플링되는 도파관 또는 접안 렌즈로부터의 출사 광에 의해 정의된 뷰는 비네트(vignette)일 수 있다. 본원에서 설명되는 다양한 실시예들은 가상 현실 또는 증강 현실 시스템을 위한 EPE(exit pupil expansion) 구조들 또는 확장기들 및 OPE(orthogonal pupil expansion) 구조들 또는 확장기들을 생성하기 위해 높은 각도 회절을 갖는 체적 위상 회절 엘리먼트들(volumetric phase diffractive elements)을 사용한다.
[0080]
본 개시에서 제시된 바와 같이, OPE 및/또는 EPE 표면-릴리프 구조들의 생성은 원하는 동공 확장 및 아웃-커플링(out-coupling) 기능들을 수행할 복합 디지털 회절 패턴의 설계를 구현한다. 설계는 그 후 고해상도 바이너리 마스크 정보로 변환되고, 레티클 상에 노출되거나 특수 전자-빔 기록 디바이스에 전달되고, 포토레지스트 재료에 작성되고 화학적 기술들을 사용하여 에칭될 수 있다. 결과적인 구조는 다소 깨지기 쉬운데, 그 이유는 그것이 회절 기능을 방해할 수 있는 손상 및 오염에 취약한 미세 물리적 릴리프(microscopic physical relief)이기 때문이다.
[0081]
대조적으로, 체적 위상 홀로그램들은, 홀로그래픽(2-빔 또는 그 초과) 접근법에서, 레이저 광을 이용한 감광성 재료(예를 들어, 포토폴리머, 할로겐화 은, 폴리머-분산형 액정 혼합물(polymer-dispersed liquid crystal mixture) 등)의 피스-와이즈(piece-wise) 또는 단조적(광역-동시적) 노출에 의해 작성될 수 있다. 이러한 구조들에 대해 요구되거나 원하는 특별한 프린지 배향 및 간격은, 유리 또는 투명 또는 반투명 플라스틱과 같이 두꺼운 유전체 기판 상에 홀로그램들을 레코딩함으로써 달성될 수 있으며, 이는 급경사각 지오메트리들(steep angle geometries)에서 레이저 광의 인덱스-매칭 커플링을 통해 프린지들의 형성을 가능하게 한다. 일부 실시예들은 체적 위상 및 표면 릴리프 구조들의 중첩된 OPE/EPE 조합을 포함한다.
[0082]
조합된 엘리먼트의 장점들 중 하나는, 올(all)-디지털(예를 들어, 모든 표면 릴리프) 또는 올-체적-위상 접근법과 비해, 조합될 때 우수한 기능을 생성하는 두 가지 유형들의 구조들의 고유한 특성들을 활용하는 것일 수 있다. 체적 위상 홀로그램들의 레코딩은, 체적 위상 작성 광학 시스템이 다양한 기성품의 컴포넌트들 및 구현 기술들을 이용하여 쉽게 재구성되고, 수정되고 및 고객맞춤될 수 있기 때문에, 표면-릴리프 구조들에서의 디지털 설계/계산/작성 접근법보다 저렴하고 빠르며 유연하다. 고도로 민감하고 사용하기 쉬운 건식-프로세스 포토폴리머 재료들은 EPE/OPE 구조들을 생성할 때 체적 위상 기술들을 사용하는데 있어 또 다른 이점을 또한 제공한다.
[0083]
체적 위상 접근법들은 원하지 않는 또는 원치 않는 아티팩트들을 도입하지 않고 회절 효율을 변조하는 본연의 능력을 소유한다. EPE 및 OPE 기능들의 경우, EPE 및 OPE 구조들 모두는 일부 실시예들에서, 내부 전반사(total internal reflection)를 통해 대면적 도파관들을 통해 전파하는 시준된 파면들(collimated wavefronts)의 연속적인 재지향 및 아웃-커플링에 의존한다. 회절 엘리먼트들의 각각의 상호작용에 따라, 일부 광은 재지향되거나, 또는 (설계대로) 전체적으로 구조와 커플링 아웃(coupled out)되어, 연속적인 상호작용들을 위해 남겨진 광의 양을 감소시킨다. 이는 광이 프로젝션 주입 지점으로부터 전파됨에 따라 접안 렌즈들에 걸친 이미지 필드 휘도 분배의 일부 바람직하지 않은 감소를 초래할 수 있다. 이 문제를 완화하기 위해, 접안 렌즈 컴포넌트들의 회절 효율은, 일부 실시예들에서 램프(ramp)될 수 있어서, 광선들과 구조들 간의 초기 상호작용은 추후의 상호작용보다 이용 가능한 광을 덜 사용하게 된다.
[0084]
또한, 격자 회절 효율 균일성의 재-분배는, 레코딩 빔 세기들 및/또는 2개의 간섭하는 빔들 간의 세기들의 비를 변조함으로써 달성되는 체적-위위상 레코딩 방법들에서 간단하다. 대조적으로, 본질적으로 바이너리인 표면-릴리프 구조는, 특히 고스팅 이미지들(ghosting images), 추가 회절 차수 및 다른 원치 않는 또는 원하지 않는 아티팩트들을 도입하지 않고 동일한 효과를 달성하도록 쉽게 변경될 수 없을 수 있다. 체적 위상-유형 구조들은 또한, 프로젝팅된 이미지들의 다중 초점면 이미징 엘리먼트로의 시간 멀티플렉싱된(time-multiplexed) 분배를 가능하게 할 수 있는 스위칭 가능 회절 엘리먼트들을 포함하는 PDLC(polymer-dispersed liquid crystal) 컴포넌트들에 대해 요구되거나 바람직할 수 있다. 일부 실시예들은 체적 위상 접근법들을 PDLC와 조합하고 그 조합을 OPE/EPE 및 ICO(in-coupling optics)에 적용한다.
[0085]
PDLC 재료는 호스트 매체에 회절 패턴을 갖는 마이크로-드롭렛들(micro-droplets)을 포함하고, 호스트 매체 또는 마이크로-드롭렛들의 굴절률은 기판의 굴절률과 매칭하지 않는 인덱스로 스위칭될 수 있다. 스위칭 가능 회절 엘리먼트들은 또한 니오브산 리튬을 포함하는 재료들로 제조될 수 있다. 체적 위상 구조들은 표면 릴리프 구조들보다 더 각도 선택적일 수 있고 이에 따라 외부의, 가능하게는 주변 소스들로부터의 광을 쉽게 회절하지 않을 수 있다. 이는, 회절 엘리먼트들이 의도된 이미지 프로젝션 소스 외에도, 태양광 또는 다른 광 소스들에 노출될 수 있는 안경 애플리케이션들에서 설명된 실시예들 중 적어도 일부를 사용하기 위한 또 다른 이점을 구성할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 실시예들은, 그 기능이 표면-릴리프 유형 회절 구조들 또는 엘리먼트들과 같은 대안적인 접근법들을 사용하여 생성하기 곤란하거나 완전히 불가능한 단일-층 멀티플렉싱된 OPE/EPE 구조를 활용한다. 이러한 곤란성 또는 불가능성의 이유들 중 하나는, 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트들이 체적 위상 유형 회절 엘리먼트들보다 더 분산적이고 이에 따라 프로젝션 광을 낭비하고 시각적으로 산만하게 할 수 있는 크로스토크 및 다중 회절 차수들을 도입할 수 있기 때문일 수 있다. 이러한 곤란성 또는 불가능성의 다른 이유는, 요구되는 패턴의 복잡성 또는 바이너리 형태로 필요한 패턴을 생성하는데 요구되는 에칭 깊이 및 배향이 달성하기 어렵다는 것이다.
[0086]
다양한 실시예들은, OPE, EPE, 별도의 층에서의 이들 2개의 조합들 및 단일 층에서의 이들 2개의 기능들의 조합을 생성하기 위한 특정 체적 위상 홀로그래픽 레코딩 기술들 및 지오메트리들을 수반하며, 이들은 증강 현실 디스플레이를 위한 도파관 분배-기반 접안 렌즈를 포함한다. 바이에르 베이폴(Bayer Bayfol) 홀로그래픽 포토폴리머가 직교 동공 확장 및 출사동 확장 구조들에 대한 주(primary) 레코딩 매체로서 사용될 수 있지만, 다양한 실시예들은 의도된 목적들을 달성하거나 의도된 기능들을 수행하기 위한 특정 재료로 제한되지 않는다. 오히려, 다양한 목표들, 목적들 및 기능들은 바이에르 베이폴 재료의 임의의 독점적인 엘리먼트들 또는 특성들과 독립적이다. 예를 들어, 일부 스위칭 가능 EPE들을 구성하는데 사용된 PDLC 재료는 감광성, 가공성, 선명도 등의 견지에서 바이에르 재료와 매우 유사하게 거동한다. 또한, 유사한 효과를 갖는 DuPont OmniDex 포토폴리머 재료들이 또한 사용될 수 있다.
[0087]
도 1a는 시준된 광 빔을 편향시키는 선형 회절 엘리먼트들의 단순화된 개략도를 예시한다. 도 1a로부터 알 수 있는 바와 같이, 선형으로 배열된 주기적인 구조들을 포함하는 선형 회절 엘리먼트들(102A)은 시준된 입사광 빔(104A)을, 입사광 방향과 다른 방향으로 진행하는 출사광 빔(106A)으로 회절시킨다. 도 1b는 시준된 광 빔을 편향시키는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들의 단순화된 개략도를 예시한다. 보다 구체적으로, 시준된 입사광 빔(104B)은 방사상 대칭 구조들을 포함하는 존 플레이트(zone plate) 또는 원형 회절 엘리먼트들(102B)을 통과하고 원형 회절 엘리먼트들(102B)의 방사상 대칭 구조들로 인해 "초점" 지점을 향해 회절된다.
[0088]
이들 실시예들에서, 존 플레이트 또는 원형 회절 엘리먼트들(102B)은 포커싱된 출사광 빔(106B)을 형성하도록 시준된 입사광 빔(104B)을 효과적으로 포커싱한다. 도 1c는 선형 및 방사상 구조들을 결합하는 회절 엘리먼트들(102C)을 포함하는, 본원에서 설명되는 일부 실시예들을 예시한다. 회절 엘리먼트들(102C)은 입사광 빔(104C)을 편향 및 포커싱하여 출사광 빔(106C)을 형성한다. 일부 실시예들에서, 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들은 출사광 빔들이 발산하게 하도록 구성되거나 강구될 수 있다.
[0089]
일부 실시예들은 홀로그래픽(2-빔 또는 그 초과) 접근법에서 레이저 광으로, 예를 들어, 포토폴리머들, 할로겐화 은, 폴리머-분산형 액정 혼합물 등을 포함할 수 있는 감광성 재료들의 피스-와이즈 또는 단조적(예를 들어, 광역-동시적) 노출을 사용함으로써 작성되거나 기록되는 체적 위상 홀로그램을 사용한다. 도 2a 및 도 2b는 일부 실시예들에서, 체적 위상 유형 회절 엘리먼트들을 제조 및 사용하는 일부 개략적 표현들을 예시한다. 보다 구체적으로, 도 2a는 2개의 레이저 빔들 또는 다른 광 소스들(202B, 204B)("레코딩 빔")이 포토폴리머 막(206B) 내에서 교차하여 체적 간섭 패턴을 생성하는 것을 예시한다. 간섭 패턴은 포토폴리머(206B)의 위상 패턴으로서 영구적으로 레코딩될 수 있다.
[0090]
도 2b는 일부 광-대역(예를 들어, 백색광) 광이 레코딩 빔들 중 하나의 방향(도 2a에서 제 1 레코딩 빔의 반대 방향)으로부터 회절 엘리먼트들을 향해 지향되고 광-대역 광 중 일부는 제 2 광 빔(204C)과 동일한 방향(도 2a에서 제 2 레코딩 빔과 반대 방향)으로 굴절 및 편향될 수 있다. 포토폴리머 막(206C)의 굴절률로 인해, 비교적 좁은 대역의 컬러만이 회절될 수 있다. 따라서, 출사광 빔은 회절 엘리먼트들을 레코딩하는데 사용되는 레코딩 빔과 거의 동일한 컬러로 나타난다. 도 2a에 대응하는 라인 플롯은, 레코딩 빔의 레코딩 스펙트럼의 파장(이 예에서는 약 600nm)을 예시한다. 도 2b에 대응하는 라인 플롯들은, 광대역 광 소스(208C)의 조명 스펙트럼뿐만 아니라 출사광 빔(204C)의 출력 스펙트럼(또한, 이 예에서는 약 600nm)을 예시한다.
[0091]
도 3a 내지 도 3b는 일부 실시예들에서, 3원색 모델 ― RGB(Red, Green, and Blue) 컬러 모델에 대한 체적 위상 유형 회절 엘리먼트들의 제조 및 사용에 관한 일부 개략적 표현을 예시한다. 보다 구체적으로, 도 3a는 포토폴리머 막들에 체적 위상 간섭 패턴을 레코딩하기 위해 3개의 레코딩 광 빔들(예를 들어, 적색 레이저 빔, 청색 레이저 빔 및 녹색 레이저 빔)의 사용을 예시한다. 3개의 레코딩 빔들(302A 및 304A) 각각은 도 2a 내지 도 2b의 단색 레코딩 광 빔에 대해 설명된 것과 동일하거나 실질적으로 유사한 방식으로 포토폴리머 막(306A) 내에 별도의 중첩된 회절 엘리먼트들(308A)을 레코딩한다.
[0092]
도 3b는 광대역 광(308B)(예를 들어, 백색광)이 제조된 RGB 회절 엘리먼트들(306A)을 향해 지향될 때의 사용 경우의 예를 예시한다. RGB 회절 엘리먼트들(306A)의 파장 선택적 성질로 인해, 광대역 광의 각각의 컬러는 RGB 회절 엘리먼트들(306A) 그 자체의 회절 엘리먼트들에 의해 회절된다. 결과적으로, 광대역 광이 RGB 회절 엘리먼트들(306A)을 통과할 때, 각각의 컬러의 좁은 컬러 대역만이 회절될 수 있다. 따라서, 입사 광 빔 컴포넌트(예를 들어, 적색, 청색 또는 녹색)에 대한 출사광 빔은 회절 엘리먼트들을 레코딩하는데 사용되는 입사 레코딩 광 빔 컴포넌트와 거의 동일한 컬러로 나타난다.
[0093]
결과적으로, 출사광 빔(304B)은 결과로서 거의 풀(full) 컬러로 나타난다. 도 3a에 대응하는 라인 플롯은, 레코딩 광 빔의 적색, 녹색 및 청색 광 컴포넌트들을 각각 나타내는 3개의 피크들을 갖는 레코딩 빔들의 레코딩 스펙트럼의 파장들을 예시한다. 도 3b에 대응하는 라인 플롯은, 광대역 광 소스(308B)의 조명 스펙트럼뿐만 아니라 출사광 빔(304B)의 출력 스펙트럼을 예시한다.
[0094]
도 3c 내지 도 3d는, 일부 실시예들에서, RGB(Red, Green, and Blue)에 대한 체적 위상 회절 엘리먼트를 제조 및 사용하는 일부 개략적 표현을 예시한다. 보다 구체적으로, 도 3c는 포토폴리머 막들에 체적 위상 간섭 패턴을 레코딩하기 위해 3개의 레코딩 광 빔들(예를 들어, 적색 레이저 빔, 청색 레이저 빔 및 녹색 레이저 빔)의 사용을 예시한다. 3개의 레코딩 빔들(302C) 각각은 도 2a 내지 도 2b 및 도 3a의 단색 레코딩 광 빔에 대해 설명된 것과 동일하거나 실질적으로 유사한 방식으로 포토폴리머 막(306C) 내에 별도의 중첩된 회절 엘리먼트들(308A)을 레코딩한다.
[0095]
도 3d는 협-대역 또는 레이저-소스 RGB 조명광(308D)이 제조된 RGB 회절 엘리먼트들(306C)을 향해 지향될 때의 사용 경우를 예시한다. RGB 레이저 광 빔이 RGB 회절 엘리먼트들을 향해 지향되면, 각각의 컬러는 그의 각각의 회절 엘리먼트들에 의해 회절 또는 반사된다. RGB 레이저 조명광(308D)의 각각의 레이저 컬러는, RGB 광이 RGB 회절 엘리먼트들(306D)의 파장 선택적 성질로 인해 RGB 회절 엘리먼트들(306C) 내의 그 자신의 회절 엘리먼트들을 통과할 때 반사 또는 회절된다. 따라서, 입사 광 빔 컴포넌트(예를 들어, 적색, 청색 또는 녹색)에 대한 출사광 빔은 회절 엘리먼트들을 레코딩하는데 사용되는 입사 RGB 광 빔 컴포넌트의 대응하는 광 컴포넌트와 거의 동일한 컬러로 나타난다. 그 결과, 출사광 빔(304D)은 또한 거의 풀 컬러로 나타난다.
[0096]
도 3c에 대응하는 라인 플롯은, 레코딩 광 빔의 적색, 녹색 및 청색 광 컴포넌트들을 각각 나타내는 3개의 피크들을 갖는 레코딩 빔들의 레코딩 스펙트럼의 파장들을 예시한다. 도 3d에 대응하는 라인 플롯은, 광대역 광 소스(308D)의 조명 스펙트럼뿐만 아니라 출사광 빔(304D)의 출력 스펙트럼을 예시한다. 레코딩 RGB 레코딩 빔들(302C 및 304C)과 재구성(예를 들어, 308D) 사이의 편차는 회절된 광 빔의 각 변위(angular displacement)를 유발할 수 있고, 파장의 상당한 양의 편차는 브래그(Bragg) 조건 불일치로 인한 회절 효율의 감소를 초래할 수 있다.
[0097]
도 3e 내지 도 3f는, 일부 실시예들에서, RGB(Red, Green, and Blue)에 대한 급경사각 체적 위상 유형 회절 엘리먼트를 제조 및 사용하는 일부 개략적 표현을 예시한다. 보다 구체적으로, 도 3e는 포토폴리머 막들 또는 폴리머-분산형 액정 재료들에 체적 위상 간섭 패턴을 레코딩하기 위한 2개의 레코딩 빔들(302E 및 304E)의 사용을 예시한다. 2개의 레코딩 빔들(302E 및 304E)은 도 2a 내지 도 2b의 단색 레코딩 광 빔에 대해 설명된 것과 동일하거나 실질적으로 유사한 방식으로 포토폴리머 막(306E) 내의 회절 엘리먼트들(308E)을 생성하도록 간섭한다.
[0098]
도 3e에서, 제 2 레코딩 빔(304E)은 포토폴리머 막(306E)에 대해 비교적 급경사각으로 지향된다. 일부 실시예들에서, 회절 광학 엘리먼트(DOE)에 커플링된 상대적으로 높은 굴절률 호스트 매체(310E)(예를 들어, 유리, 투명 또는 반투명 플라스틱 등)로 제조된 도파관은 급경사각 입사 레코딩 광 빔(304E)을 제어하거나 개선하는데 이용될 수 있다. 도 3f는 레코딩 빔들 중 하나의 방향(도 3e의 제 2 레코딩 빔(304E)과 동일한 방향)으로부터 회절 엘리먼트들을 향해 지향된 광대역 광(예를 들어, 백색 조명광)을 예시하며, 광대역 광 중 일부는, 체적 위상 간섭 패턴의 제조 프로세스에서 제 2 레코딩 광 빔(304E)의 급경사각으로 인해 제 1 레코딩 광 빔(302E)과 동일한 방향으로 회절되고 편향될 수 있다. 포토폴리머 막(306E) 굴절률 및 간섭 패턴 구조들로 인해, 광의 비교적 좁은 대역의 광 빔들(308F)만이 회절될 수 있다. 따라서, 출사광 빔(304F)은 회절 엘리먼트들을 레코딩하는데 사용되는 레코딩 광 빔(302E 및 304E)과 거의 동일한 컬러로 나타난다. 도 3f에 대응하는 라인 플롯은, 출사광 빔(304F)의 출력 스펙트럼을 예시한다.
[0099]
일부 실시예들에서, EPE들 및 OPE들에 대한 체적 위상 급경사각 회절 엘리먼트들은, 예를 들어 Nd : YAG(네오디뮴-도핑된 이트륨 알루미늄 가닛 또는 Nd : Y3Al5O12) 또는 Nd : YLF(네오디뮴-도핑된 이트륨 리튬 불소 또는 Nd : LiYF4)를 사용함으로써 Bayer Bayol? HX 자체-현상 포토폴리머 막을 포함하는 포토폴리머 막들에 간섭 패턴들을 레코딩하기 위한 고상 레이저용 레이저 매체로서 제조될 수 있다. 레코딩 용량(recording dosage)은, 변동하는 레코딩 시간들에 따라 평방 센티미터 당 수 밀리줄(mJ/cm2) 내지 평방 센티미터당 수십 밀리줄들의 범위일 수 있다.
[00100]
예를 들어, 체적 위상 간섭 패턴들은 일부 실시예들에서, EPE들 또는 OPE들을 제조하기 위해 10초 이하의 기간 동안 10mJ/㎠로 제조될 수 있다. 레이저 빔 분배는 일부 실시예들에서, 회절 효율의 변동을 생성하기 위해 회절 엘리먼트 레코딩 평면 상에 세기 램프(intensity ramp)를 생성하기 위해 중심으로부터 오프셋될 수 있다. 회절 효율의 변동은 TIR-조명 구조(내부 전반사-조명 구조)로부터의 회절된 빔들의 분배를 보다 균일하게 할 수 있다. 하나 또는 그 초과의 렌즈-핀홀 공간 필터들(LPSF), 콜리메이터들(COLL) 및 EPE들 및/또는 OPE들을 제조하기 위한 다양한 다른 광학 엘리먼트들을 사용함으로써 체적 위상 유형 회절 엘리먼트들 또는 체적 위상 급경사각 회절 엘리먼트들을 레코딩하기 위한 일부 예시적인 셋업들이 도4a 내지 도 4c에서 도시된다.
[00101]
도 4a 내지 도 4c는, 일부 실시예들에서, EPE, OPE 및/또는 EPE/OPE의 조합을 제조하기 위해 체적 위상 유형 회절 엘리먼트 또는 체적 위상 급경사각 회절 엘리먼트들을 레코딩하기 위한 일부 개략적인 셋업들을 예시한다. 보다 구체적으로, 도 4a는 EPE, OPE 및/또는 조합 EPE 및 OPE에 대한 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들을 레코딩하기 위해 고상 레이저용 네오디뮴-도핑된 이트륨 알루미늄 가넷(Nd : YAG) 레이저 매체를 사용하는 예시적인 레코딩 시스템 설계를 도시한다. 고상 Nd : YAG 레이저들(400A)은 예를 들어, 532 nm의 광을 방출하고, 레이저 광은 가변 빔 분할기(412A), 빔 분할기들, 빔 결합기들, 또는 투명 블록들(406A), 다양한 미러들(404A), 공간 필터들(414A), 콜리메이터들(408A) 및 렌즈를 포함하는 일련의 광학 엘리먼트들을 통해 이동하며, DOE(diffractive optic element) 평면(402A) 상에 포지셔닝되는 막 재료 상에 원하는 또는 요구되는 회절 엘리먼트들을 제조하기 위해 레코딩 기능을 수행한다.
[00102]
도 4a에 도시된 이러한 실시예들에서, 프리즘(418A)은 막을 소지(carry)한 기판의 일 측에 레이저 광을 커플링시키는데 사용된다. 이 예시된 실시예에서, 광학 엘리먼트(410A)의 초점(416A)으로부터 DOE 레코딩 평면(402A)까지의 거리가 1미터이지만, 이 거리는 상이한 레코딩 시스템들에 대한 상이한 설계 구성들을 수용하도록 변동될 수 있고, 이에 따라 달리 구체적으로 언급되거나 청구되지 않는 한, 다른 실시예들의 범위 또는 청구항들의 범위를 제한하는 것으로 간주되거나 해석되지 않아야 한다는 것이 주의되어야 한다.
[00103]
도 4b는 일부 실시예들에서, 다른 예시적인 레코딩 시스템 설계를 도시한다. 녹색-컬러 레이저 광 빔들(408B)을 생성하는 Nd : YAG 레이저(454B) 이외에도, 도 4b의 예시적인 레코딩 시스템은, 청색-컬러 레이저 광 빔들(410B)을 생성하는 452B(네오디뮴-도핑된 이트륨 리튬 불소 또는 Nd : YLF) 및 적색-컬러 레이저 광 빔들(406B)을 생성하는 456B(크립톤 이온 레이저)의 2개의 부가적인 고상 레이저를 이용하여 EPE들, OPE들 및/또는 조합 EPE들 및 OPE들을 위한 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들을 레코딩한다. 적색, 녹색 및 청색 컬러 광 빔들은, DOE(diffractive optical element) 레코딩 평면(402B) 상에 로케이팅되는 막 상에 원하는 또는 요구되는 회절 엘리먼트들을 제조하기 위해 복수의 광학 엘리먼트들(예를 들어, 공간 필터들(418B), 콜리메이터들(420B), 포커싱 렌즈(422B) 및 프리즘(424B)을 통해 추가로 투과되는 RGB(red, green, and blue) 광 빔들(404)을 형성하기 위한 일련의 광학 엘리먼트들(예를 들어, 빔 분할기, 빔 결합기 또는 투명 블록(412B), 파장 선택적 빔 결합 미러들(414B), 가변 빔 분할기들(416B))과 결합된다.
[00104]
도 4a에서 예시된 레코딩 시스템과 유사하게, 도 4b에 예시된 레코딩 시스템은 광 빔들을 DOE 레코딩 평면(402B)상의 막에 커플링하기 위한 프리즘(424B)을 포함한다. 도 4a에서 예시된 레코딩 시스템과 또한 유사하게, 광학 엘리먼트(422B)의 초점(426B)으로부터 DOE 레코딩 평면(402B)까지의 거리가 1미터이지만, 이 거리는 상이한 레코딩 시스템들에 대한 상이한 설계 구성들을 수용하도록 변동될 수 있고, 이에 따라 달리 구체적으로 언급되거나 청구되지 않는 한, 다른 실시예들의 범위 또는 청구항들의 범위를 제한하는 것으로 간주되거나 해석되지 않아야 한다. 일 실시예에서, 내각은 프리즘(418A 또는 424B)의 법선 방향으로부터 73도일 수 있지만, 상이하지만 유사한 구성들에 대해 상이한 각도들이 또한 사용될 수 있다.
[00105]
도 4c는 일부 실시예들에서, 다른 예시적인 레코딩 시스템 설계를 도시한다. 예시 및 설명의 용이함을 위해, 도 4c의 예시적인 레코딩 시스템은, DOE 레코딩 평면(420C) 상에 로케이팅되는 막 상에 회절 엘리먼트들을 레코딩하기 위한 광 빔들을 생성하기 위해, 예를 들어, Nd : YAG 레이저(402C)(또는 상이한 또는 부가적인 광 빔들을 위한 다른 레이저 매체)를 포함한다. 레이저 광 빔들은 예를 들어, 빔 분할기, 빔 결합기 또는 투명 블록(404C), 파장 선택적 빔 결합 미러들(408C), 가변 빔 분할기들(406C), 공간 필터들(410C), 콜리메이터들(412C), 빔 분할기(404C) 및 잠망경(408C)을 포함하는 복수의 광학 엘리먼트들을 통해 투과되고, 결국 막 또는 기판 상에 회절 엘리먼트들을 레코딩하기 위해 유리 블록(418C) 상에 로케이팅되는 막 또는 기판에 커플링된다.
[00106]
도 4c는 또한, 레코딩 시스템의 일부의 평면도(450C) 및 측면도(460C)를 도시한다. 도 4c의 이 예시적인 레코딩 시스템에서, 회절 엘리먼트들을 레코딩하는데 사용되는 광 빔들은 도 4a 내지 도 4b에 도시된 프리즘 보단 오히려, 유리 블록(418C)을 사용함으로써 기판 또는 막에 커플링된다. 유리 블록(예를 들어, 418C)의 사용은, 도 4a 내지 도 4b에 도시된 프리즘으로부터의 2개의 측들 보단 오히려, 광 빔들에 대한 유리 블록의 4개의 측들로부터의 액세스를 허용한다. 일 실시예에서, 내각은 유리 블록(418C)의 법선 방향으로부터 30도일 수 있지만, 상이하지만 유사한 구성들에 대해 상이한 각도들이 또한 사용될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 공간 필터(410C)와 DOE 레코딩 평면(420C) 사이의 거리는 0.5 미터이지만, 이 거리는 상이한 레코딩 시스템들에 대한 상이한 설계 구성들을 수용하도록 변경될 수 있으므로, 달리 구체적으로 언급되거나 청구되지 않는 한, 다른 실시예들의 범위 또는 청구항들의 범위를 제한하는 것으로 고려되거나 해석되지 않아야 한다는 것이 주의되어야 한다.
[00107]
도 5a는 EPE 회절 엘리먼트들의 일 실시예에 대한 레코딩 구성의 개략적 표현을 도시한다. 확장된 레이저 빔들(510) 및 기준 레이저(504)는, 인덱스-매칭 커플링 프리즘(502) 및 인덱스-매칭 커플링 유체(512), 기판(514), 포토폴리머 층(516), 및 유전체층(518)을 통해 레코딩 재료(514) 내에서 (여기서 73도로서 도시되지만, 임의의 조정 가능한) 급경사각으로 교차하며, 이들 모두 명목상 높은(~ 1.51) 또는 유사한 굴절률을 갖는다. 인덱스-매칭 엘리먼트들의 사용은, 보통은 재료의 표면으로부터 고도로 반사되고 회절 엘리먼트 레코딩에 기여하지 않았을 광의 레코딩 재료로의 커플링을 가능하게 한다.
[00108]
도 5b는 EPE, OPE 또는 ICO 회절 엘리먼트들의 다양한 실시예들에 대한 대안적인 레코딩 구성의 개략적 표현을 도시한다. 확장된 레이저 빔들(502B 및 505B)은 인덱스-매칭 블록(509B) 및 인덱스-매칭 커플링 유체(501B) 및 기판(508B)을 통해 레코딩 재료(507B) 내에서 (여기서 60˚로 도시되지만, 임의로 조정 가능함) 급경사각으로 교차하며, 이들 모두는 레코딩 재료(507B)의 굴절률보다 낮지만, 명목상 높고 매칭되는 굴절률들(~ 1.46)을 갖는다. 명목상 유리 또는 플라스틱인 반사 방지 코팅 및/또는, 또한 흡수층(504B)은 인덱스-매칭 유체 층(503B)으로 레코딩 스택에 커플링된다. 층(504B) 및 그것과 연관된 반사 방지 코팅들은 빔(502B)의 TIR(total-internal reflection)를 방지하여 그 반사된 광으로부터 보조(secondary) 회절 엘리먼트들의 레코딩을 완화시킨다.
[00109]
도 5a의 예시적인 EPE 회절 엘리먼트 레코딩 스택은, 삼각형 프리즘의 직사각형 측(508)의 일 측 상에 배치된다. 도 5a에서, EPE 회절 엘리먼트 레코딩 스택은 예시 및 설명의 용이함을 위해 직사각형 측(508) 상에 배치된 것으로 나타난다는 것이 주의 되어야 한다. EPE는 도 7 내지 도 15를 참조하여 후속 단락들에서 설명되는 바와 같이 다양한 상이한 방식으로 배치될 수 있다. EPE 회절 엘리먼트 레코딩 스택은, 자일렌(n ~ 1.495) 또는 미네랄 오일(n ~ 1.46)의 막(512), 자일렌 또는 미네랄 오일 막 상에 스택되는 mic. 슬라이드(n ~ 1.51)의 막(514), mic. 슬라이드 막 상에 스택되는 바이에르 베이폴(Bayer Bayfol) HX 포토폴리머 막(n ~ 1.504)의 막(516) 및 폴리카보네이트(n ~ 1.58)의 막을 포함한다. 도 5b에서, EPE 또는 OPE 회절 엘리먼트 레코딩 스택은, 카길(Cargille) 1.46 인덱스 매칭 오일(n ~ 1.46)의 막(508B), 인덱스 매칭 오일 막 상에 스택된 석영 또는 용융된 실리카 현미경 슬라이드(fused silica microscope slide)의 막(508B), 현미경 슬라이드 막 상에 스택되는 바이에르 베이폴 HX 포토폴리머 막(n ~ 1.504)의 막(507B), 폴리아미드(n ~ 1.52)의 막(506B)을 포함한다. 또한, 카길 1.52 인덱스 매칭 오일(n ~ 1.52)의 막이 막(506B) 상에 스택되고, 반사 방지 코팅 및/또는 흡수 회색 유리(504B)의 막이 인덱스-매칭 오일 상에 스택된다.
[00110]
대조적으로, 도 5a의 기준 빔(504)은, 삼각 프리즘(502)의 직사각형 측(506)을 향해 지향될 때, 삼각 프리즘의 굴절률은 빔이 EPE 회절 엘리먼트 레코딩 스택을 향해 편향되게 하고, 이 EPE 회절 엘리먼트 레코딩 스택은 기준 빔(504)을 편향시켜서 법선 빔(510)이 그것을 간섭하고 516에 레코딩된 회절 엘리먼트들을 생성하게 하도록 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 도 5b의 기준 빔(502B)이 블록(509B)의 직사각형 측을 향해 지향될 때, 블록의 굴절률은 빔이 EPE/OPE 회절 엘리먼트 레코딩 스택을 향해 편향되게 하며, 이 EPE/OPE 회절 엘리먼트 레코딩 스택은 기준 빔(502B)을 편향시켜서 빔(505B)이 그것을 간섭하고 507B에 레코딩된 회절 엘리먼트들을 생성하게 하도록 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
[00111]
일부 실시예들에서, DOE(diffractive optical element)가 도파관에 샌드위치되거나, 이와 커플링되거나, 또는 이와 다른 방식으로 통합될 수 있고, 상대적으로 낮은 회절 효율을 가질 수 있으므로, 광 그 전체 보단 오히려, 광의 더 작은 부분만이 눈들을 향해 편향되는 반면에, 나머지는 예를 들어, TIR(total internal reflection)를 통해 평면 도파관을 통해 전파된다. 일부 실시예들에서, 도파관 내에서 광이 전파되고, 광 파의 간섭으로 인해 DOE(diffractive optical element)에 커플링된 DOE에 광이 직면할 때 회절이 발생한다는 것이 주의되어야 한다. 따라서, 당업자는 회절 광학 엘리먼트가 회절을 야기하는 "장애물" 또는 "슬릿"을 구성하고, 도파관이 광파들을 안내하는 구조 또는 매체임을 특히 인지할 것이다.
[00112]
도 6은 일부 실시예들에서, 가상 및/또는 증강 현실 애플리케이션들을 위한 장치의 예시적인 구성을 도시한다. 보다 구체적으로, 도 6은 가상 또는 증강 현실 디바이스에 대한 동일 평면 OPE/EPE 구성을 예시한다. 도 6에 도시된 이들 실시예들에서, OPE(112) 및 EPE(110)는 예를 들어, 그 내부에서 전파되는 광 파들을 안내하기 위한 도파관으로서 또한 역할을 하는 유리 또는 투명 또는 반투명 플라스틱 기판(114) 상에 실질적으로 동일 평면 방식으로 배열된다. 예시적인 장치의 동작 동안, 입력 광 빔(604)은 섬유 스캐닝 시스템, 섬유 스캐너, 피코-프로젝터, 프로젝터들의 번들, 마이크로-어레이 디스플레이, LCoS(또는 Liquid Crystal on Silicon) 또는 DLP(또는 Digital Light Processing) 또는 입력 광 빔들을 제공하는데 사용될 수 있는 임의의 다른 소스들 중 하나를 포함할 수 있는 소스(602)로부터 투과될 수 있다.
[00113]
소스(602)로부터의 입력 광 빔은, 스캐닝 광학계 및/또는 ICO(in-coupling optics)(606)으로 투과되고 기판(114) 상에 배치되거나 통합된 OPE 회절 엘리먼트들(112)을 향해 지향된다. OPE 회절 엘리먼트들(112)은, 광 빔들이 화살표(116)로 도시된 바와 같이 도파관(114) 내의 OPE 회절 엘리먼트(112)의 어레이를 따라 계속 진행되게 한다. 광 빔들이 경사진 OPE 회절 엘리먼트(112)에 부딪칠 때마다, 광 빔들 중 일부는 화살표(118)에 의해 도시된 바와 같이 OPE 회절 엘리먼트들(112)에 의해 EPE 회절 엘리먼트(110)를 향해 편향된다. EPE 회절 엘리먼트들(110)로 편향된 광 빔들의 부분이 EPE 회절 엘리먼트들에 부딪칠 때, EPE 회절 엘리먼트(110)는 인입 광 빔들을 사용자의 눈(106)을 향한 출사광 빔(108)으로 편향시킨다.
[00114]
도 7은 일부 실시예들에서, 인-커플링 광학 디바이스에 동작 가능하게 커플링되는 동일-평면 OPE 및 EPE 어레인지먼트의 개략적인 어레인지먼트를 예시한다. OPE 및 EPE 회절 엘리먼트들은 유리 또는 투명 또는 반투명 플라스틱 기판과 같은 기판(702) 상에 실질적으로 동일 평면 방식으로 배열될 수 있다. 이들 실시예들 중 일부에서, OPE 회절 엘리먼트들(704) 및/또는 EPE 회절 엘리먼트들(706)은 예를 들어, 레이저 빔 간섭으로 광학적으로 생성되거나, 예를 들어, 컴퓨터-설계 구조 및 현미경 프린지-기록 기술들로 디지털로 생성될 수 있는 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트를 포함할 수 있다.
[00115]
이러한 방식으로 생성된 회절 엘리먼트는 엠보싱(embossing) 또는 캐스팅(casting)을 통해 복제될 수 있으며 대개 프리즘과 같은 분산형 거동을 나타낸다. 일부 다른 실시예들에서, OPE 회절 엘리먼트들(704) 및/또는 EPE 회절 엘리먼트들(706)은 광학적으로 생성되고 예를 들어, 접촉 복사(contact copying)를 통해 복제될 수 있는 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들은 일부 실시예들에서, 박리가능한(lamintable) 포토폴리머 막(예를 들어, 바이에르 베이폴 HX) 또는 폴리머-분산형 액정 층들(PDLC 층들)에서 생성될 수 있다. 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들은 파장 선택적일 수 있고 이색성 거울(dichroic mirror)과 같이 거동할 수 있다. 일부 다른 실시예에서, OPE 회절 엘리먼트 또는 EPE 회절 엘리먼트의 적어도 제 1 부분은 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트들로 이루어질 수 있고, OPE 회절 엘리먼트 또는 EPE 회절 엘리먼트의 적어도 다른 일부는 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들로 이루어질 수 있다.
[00116]
동작 동안, 인-커플링 광학계(712)는 예를 들어, 섬유 스캐너 또는 피코-프로젝터(도 7에 도시되지 않음)로부터 입력 광 빔들을 수신하고, 입력 광 빔들을, 입력 광 빔들(710)에 의해 도시된 바와 같이 OPE 회절 엘리먼트(704)를 향해 굴절시킨다. OPE 회절 엘리먼트들(704)은 광 빔들(708)에 의해 도시된 바와 같이 EPE 회절 엘리먼트들(706)을 향해 입력 광 빔들 중 일부를 편향시키기 위해 경사진 배향으로 구성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, OPE 회절 엘리먼트들(704)은, 예를 들어, 입력 광 빔(710)의 원하는 부분이 TIR(total internal reflection)를 통해 기판(702) 내에서 계속 전파되도록 그리고 ICO(712)로부터의 입력 광 빔의 잔여 부분은 EPE 회절 엘리먼트(706)를 향해 편향되도록 비교적 낮은 회절 효율을 갖도록 구성되거나 강구될 수 있다.
[00117]
즉, 입력 광 빔이 OPE 회절 엘리먼트들에 부딪칠 때마다, 그 일부는 EPE 회절 엘리먼트들(706)을 향해 편향될 것이고, 잔여 부분은 그 내부에서 전파되는 광 파들을 안내하기 위한 도파관으로서 또한 기능하는 기판 내에서 계속 투과될 것이다. OPE 회절 엘리먼트(704)의 회절 효율 및/또는 EPE 회절 엘리먼트(706)의 회절 효율은, EPE 회절 엘리먼트(706)로부터의 출사광 빔의 휘도 또는 균일성을 포함하는 하나 또는 그 초과의 기준들에 적어도 부분적으로 기초하여 구성되거나 강구될 수 있다. EPE 회절 엘리먼트(706)는 OPE 회절 엘리먼트(704)로부터 편향된 광 빔들(708)을 수용하고 광 빔들(708)을 사용자의 눈을 향해 추가로 편향시킨다.
[00118]
도 8은 일부 실시예들에서, 인-커플링 광학 디바이스에 동작 가능하게 커플링되는 오버레이된 또는 폴딩된 OPE 및 EPE 어레인지먼트의 개략적인 어레인지먼트를 예시한다. 이들 실시예들에서, OPE 회절 엘리먼트(804) 및 EPE 회절 엘리먼트(806)는, 그 내부에서 광파를 안내하기 위한 도파관으로서 또한 기능하는 기판(802)(예를 들어, 유리 또는 투명 또는 반투명 플라스틱 기판)의 양 측들에 배치되거나 장착될 수 있다. OPE 회절 엘리먼트(804) 및 EPE 회절 엘리먼트(806)는 일부 실시예들에서, (예를 들어, 포토폴리머 막 또는 폴리머-분산형 액정 층 상의) 두 개의 막 구조들로서 분리되고 그 후 기판(802)에 통합될 수 있다.
[00119]
일부 다른 실시예들에서, OPE 회절 엘리먼트들(804) 및 EPE 회절 엘리먼트들(806) 모두는 단일 막 또는 층 상에서 제조될 수 있고 그 후 기판(802)과 통합되도록 폴딩(fold)될 수 있다. 동작 동안, 인-커플링 광학계(808)는 소스(예를 들어, 섬유 스캐너 또는 피코-프로젝터)로부터 입력 광 빔들을 수신하고 입력 광 빔들을 기판(802)의 측으로 굴절시킬 수 있다. 입력 광 빔들은 예를 들어, 810으로 도시된 바와 같이 TIR(total internal reflection)를 통해 기판(802) 내에서 계속 전파될 수 있다. 입력 광 빔들이 OPE 회절 엘리먼트(804)에 부딪칠 때, 입력 광 빔들 중 일부는 812에 의해 도시된 바와 같이 OPE 회절 엘리먼트들(804)에 의해 EPE 회절 엘리먼트(806)를 향해 편향되고 입력 광 빔들의 잔여 부분은 810에 의해 도시된 바와 같이 기판 내부에서 계속 전파될 수 있다.
[00120]
입력 광 빔들(810)의 잔여 부분은 기판(802) 내에서 그 방향으로 계속 전파되고, 816에 의해 도시된 바와 같이 기판(802)의 다른 측에 배치된 EPE 회절 엘리먼트(806)에 부딪친다. 입력 광 빔들(810)의 잔여 부분의 일부는 이에 따라 EPE 회절 엘리먼트(806)에 의해 편향되고 사용자의 눈(들)(도시되지 않음)에 대한 기존의 광 빔 들(814)이 되고, 입력 광 빔들(810)의 잔여 부분은 추가로 광 빔들(818)로서 기판(802) 내에서 계속 전파된다. 동일한 것이 또한(도 8에 의해 도시된 바와 같이) 수평 방향을 따라 편향된 입력 광 빔들(812)에도 적용된다. 즉, ICO(808)를 통한 입력 광 빔들은 기판(802) 내에서 바운싱된다.
[00121]
입력 광 빔들 중 일부가 OPE 회절 엘리먼트들(804)에 부딪칠 때, 입력 광 빔들의 이 부분은 (810에 의해 도시된 바와 같이) 입사 방향에 직교하는 (812에 의해 도시된 바와 같은) 방향으로 이동하도록 편향되고 기판(802) 내에서 계속 바운싱하는 반면에, 잔여 부분은 기판(802) 내에서 원래 방향을 따라 계속 이동한다. 광 빔들이 EPE 회절 엘리먼트(806)에 부딪칠 때, EPE 회절 엘리먼트(806)는 814에 의해 도시된 바와 같이 광 빔들을 사용자의 눈을 향해 편향시킨다. 이러한 폴딩된 또는 오버레이된 OPE/EPE 구성의 이점 중 하나는 OPE 및 EPE는 동일 평면 구성(도 7)만큼 많은 공간을 차지하지 않는다는 것이다. 이 오버레이된 또는 폴딩된 OPE/EPE 구성의 또 다른 이점은, 이 오버레이된 또는 폴딩된 구성에서 광 빔들의 보다 제한된 전파로 인한 광의 투과에서의 회절 효율이다. 일부 실시예들에서, EPE 회절 엘리먼트들은 입사광 빔들을 인터셉트하고 (814에 의해 도시된 바와 같은) 편향, (820의 반사된 광 빔에 의해 도시된 바와 같은) 반사, 또는 편향 및 반사 둘 다에 의해 사용자의 눈(들)을 향해 이들을 지향시킨다.
[00122]
도 9는 일부 실시예들에서, 인-커플링 광학 디바이스에 동작 가능하게 커플링되는 오버레이된 또는 폴딩된 OPE 및 EPE 어레인지먼트의 다른 개략적인 어레인지먼트를 예시한다. 보다 구체적으로, 도 9는 도 8에서의 것과 실질적으로 유사한 오버레이된 또는 폴딩된 OPE/EPE 구성을 예시한다. 그럼에도, OPE 회절 엘리먼트들(904)과 EPE 회절 엘리먼트들(906) 사이의 오버랩은 도 5의 그것과 다르다. 일부 실시예들에서, 오버랩의 정도 또는 범위 또는 OPE 및 EPE 회절 엘리먼트들이 오버랩하는 방법은, 하나 또는 그 초과의 설계 기준 또는 요건 및/또는 출사광 빔의 원하는 또는 요구되는 균일성에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다.
[00123]
도 10a 및 도 10b는 일부 실시예들에서, 오버레이된 또는 폴딩된 OPE 및 EPE 어레인지먼트의 다른 개략적인 어레인지먼트를 예시한다. 도 10a는 기판(예를 들어, 유리 또는 투명 또는 반투명 플라스틱 기판)(1002A)의 양 측들에 배치된 OPE 회절 엘리먼트들(1004A) 및 EPE 회절 엘리먼트들(1006A)을 도시한다. 도 10b는 또한 기판(예를 들어, 유리 또는 투명 또는 반투명 플라스틱 기판)(1002B)의 양 측들에 배치된 OPE 회절 엘리먼트들(1004B) 및 EPE 회절 엘리먼트들(1006B)을 도시한다. 그럼에도, 기판(1002B)의 두께는 기판(1002A)의 두께보다 작다.
[00124]
더 얇은 기판(1002B)의 결과로서, 출력 광 빔들(1010B)의 밀도는 출력 광 빔들(1010A)의 밀도보다 높은데, 그 이유는, 광 빔(1008B)이 도 10b의 OPE 회절 엘리먼트들(1004B) 또는 EPE 회절 엘리먼트들(1006B)에 부딪치기 전에, 광 빔들(1008B)이 도 10a의 광 빔들(1010A)보다 더 짧은 거리를 이동하기 때문이다. 도 10a 내지 도 10b가 보여주는 바와 같이, 더 얇은 기판 두께는 더 높은 출력 광 빔 밀도를 초래한다. 기판의 두께는 일부 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 팩터들에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 팩터는, 예를 들어 원하는 또는 요구되는 출력 빔 밀도, 감쇠 팩터 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판의 두께는 0.1-2mm 범위 내에 있을 수 있다.
[00125]
도 11은 일부 실시예들에서, 오버레이된 또는 폴딩된 OPE 및 EPE 어레인지먼트의 다른 개략적인 어레인지먼트를 예시한다. 보다 구체적으로, 도 11에 예시된 오버레이된 또는 폴딩된 OPE 및 EPE 어레인지먼트는, 기판(1102)에 임베딩되거나 2개의 별개의 기판들(1102) 사이에 샌드위치된 빔-분할 표면(1104)을 포함한다. 다른 오버레이된 또는 폴딩된 OPE/EPE 구성들과 같이, OPE 회절 엘리먼트들(1106) 및 EPE 회절 엘리먼트들(1108)은 기판(1102)의 양측에 배치된다. 이들 실시예들에서, 빔-분할 표면은 출력 광 빔 밀도를 증가시키기 위해 기판(들)(1102)에 임베딩되고, 샌드위치되고 또는 다른 방식으로 통합될 수 있다.
[00126]
도 11에서 도시된 바와 같이, 빔 분할기는, 광 빔이 빔 분할기를 통과할 때 광 빔을 2개(반사된 광 빔 및 투과된 광 빔)로 분할한다. 빔 분할기는 제 2 기판에 후속적으로 접착, 본딩되거나 또는 다른 방식으로 부착되는 제 1 기판의 표면 상에 얇은 코팅을 포함할 수 있다. 예시적인 코팅은 예를 들어, 금속 코팅(예를 들어, 은, 알루미늄 등), 이색성 광학 코팅, 접착제들(예를 들어, 에폭시, 폴리에스테르, 우레탄 등)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 빔 분할기의 반사 대 투과의 비는 코팅의 두께에 적어도 부분적으로 기초하여 조정되거나 결정될 수 있다. 빔-분할기는 이들 실시예들 중 일부에서, 빔 분할기의 반사 대 투과의 비를 제어하기 위해 복수의 작은 천공들을 포함할 수 있다.
[00127]
도 12d는 일부 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실 장치에 대한 다중-평면 구성의 개략적 표현을 예시한다. 도 12d에 예시된 이러한 실시예들에서, 다수의 접안 렌즈들은 서로의 상부에 스택될 수 있고, 각각의 접안 렌즈 또는 복수의 접안 렌즈들의 층은 별개의 초점면을 호스트하여 그의 각각의 초점 거리에서 이미지를 생성한다. 도 12a 내지 도 12c는 일부 실시예들에서, 관찰자에 대한 이미지 정보를 전달하는 광 및 도 12d에 도시된 다중 평면 구성에서 회절 엘리먼트들 간의 상호작용들의 일부 개략적 표현들을 예시한다. 보다 구체적으로, 다중 층들은, 이미지를 형성하기 위한 광 빔들이 서로 실질적으로 평행하도록, 이미지들이 사용자로부터 실질적으로 먼 거리에 로케이팅된 것처럼 이미지를 시뮬레이팅하기 위해 도 12a에 도시된 바와 같이 무한 초점 길이를 갖는 초점면을 호스트하는 하나의 층을 포함할 수 있다.
[00128]
도 12b는, 다중 평면 구성이 특정 초점 길이(예를 들어, 4미터)를 갖는 초점면을 호스트하여, 이미지들이 사용자로부터 4미터에 로케이팅된 것처럼 이미지들을 생성하는 층을 또한 포함할 수 있음을 예시한다. 이는 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 선행 단락들에서 설명된 바와 같이, 선형 회절 엘리먼트들 및 방사상 대칭 회절 엘리먼트들의 조합을 사용하여 달성될 수 있다. 도 12c는 다중 평면 구성이 비교적 가까운 초점 길이(예를 들어, 0.5 미터)를 갖는 초점면을 호스트하여, 이미지들이 사용자로부터 1/2미터에 위치하는 것처럼 이미지들을 생성하는 층을 또한 포함할 수 있음을 예시한다. 이들 초점 길이들은 예시 및 설명을 용이하게 하기 위해 이들 도면들에서 제공되며, 달리 구체적으로 언급되거나 청구되지 않는 한, 다른 실시예들 또는 청구항들의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다는 것이 주의되어야 한다.
[00129]
다중 평면 접근법은 또한 상이한 또는 부가적인 초점 길이들을 갖는 층들을 포함할 수 있다. 도 12d는 접안 렌즈(1202D)에 대한 6-층 다중 평면 구성들의 개략적 표현을 예시하며, 여기서 6-층 접안 렌즈(1202D)의 전체 두께(1204D)는 일부 실시예들에서, 4밀리미터 이하일 수 있다. 이들 6개의 층들 중 하나 또는 그 초과는 생성된 이미지들의 초점면들을 변경하기 위해 제어 신호들을 사용함으로써 스위치 온 및 오프될 수 있는 스위칭 가능한 층(예를 들어, PDLC 또는 폴리머-분산형 액정 층)을 포함할 수 있다. 이 예시적인 다중 평면 구성은 또한, 섬유, 섬유의 번들, 다중-섬유 프로젝터 또는 피코-프로젝터 등과 같은 광 소스에 동작 가능하게 커플링될 수 있는 급속 스위칭 ICO(in-coupling optics)(1206D)에 동작 가능하게 커플링될 수 있다.
[00130]
동작 동안, 소스는 광 빔을 ICO로 투과시키며, 이는 광 빔들을 접안 렌즈의 평면으로 굴절 또는 편향시킨다. 제어기(도시되지 않음)로부터의 제어 신호는, 층 상의 회절 엘리먼트들(예를 들어, OPE 회절 엘리먼트들 및 EPE 회절 엘리먼트들)이 사용자의 눈(들)에 의해 관찰된 바와 같이 지정된 초점면에서 이미지를 생성하도록 도 5 내지 도 11을 참조하여 위에서 설명된 바와 같은 그 각각의 기능들을 수행하도록 지정된 층을 추가로 스위치 온할 수 있다. 이미지들이 사용자에 의해 관찰되도록 의도된 곳에 의존하여, 제어기는 추가로, 사용자의 눈(들)에 의해 관찰되는 초점 길이를 변경하도록 하나 또는 그 초과의 다른 층들을 스위치 온하고 잔여 층을 스위치 오프하기 위해 제어 신호를 추가로 송신할 수 있다. 다중 평면 구성은 일부 실시예들에서, 하나의 주 초점면 및 초점 길이에서 음의 마진들을 갖는 하나 또는 그 초과의 초점면 및 초점 길이에서 양의 마진들을 갖는 하나 또는 그 초과의 초점면을 가짐으로써 더 큰 초점 범위를 제공할 수 있다.
[00131]
도 13a 내지 도 13b는 일부 실시예들에서, 스위칭 가능한 층의 개략적 표현들을 예시한다. 이들 실시예들에서, 장치는 EPE 스위칭 및/또는 ICO(in-coupling optics)을 위한 PDLC(polymer-dispersed liquid crystal)를 포함할 수 있다. 장치는 PDLC-충전 영역(1302A) 및 단지 하나의 TIR(total internal reflection) 바운스(bounce)를 캡처하는 ITO(Indium Tin Oxide) 활성 영역(1304A)을 포함한다. 장치는 또한 ICO(1306A)에 동작 가능하게 커플링될 수 있다. 도 13a는 전압이 오프일 때 생성된 이미지를 예시하고, 도 13b는 전압이 온일 때 생성된 이미지를 예시한다. 이들 실시예들 중 일부에서, PDLC-충전 영역 또는 그 일부는 어떠한 전압 또는 전류도 인가되지 않을 때 투과성일 수 있다.
[00132]
예를 들어, 적어도 기판, OPE 회절 엘리먼트들 및 EPE 회절 엘리먼트들을 포함하는 DOE(diffractive optical element) 내의 스위칭 가능한 층들이 스위칭하고 이에 따라 일부 실시예들에서, 픽셀 단위(pixel-by-pixel basis)로 포커스 상태를 용이하게 하도록 수십 내지 수백 메가헤르츠(MHz)에서 포커스를 조정하거나 시프트할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, DOE는 라인별 단위로 포커스를 용이하게 하기 위해 킬로헤르츠 범위에서 스위칭할 수 있으므로, 각각의 스캔 라인의 포커스는 조정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스위칭 가능 DOE 엘리먼트들의 매트릭스는 스캐닝, 시야 확장 및/또는 EPE를 위해 사용될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, DOE는 다수의 더 작은 섹션들로 분할될 수 있으며, 이들 각각은 온 상태 또는 오프 상태가 되도록 그 자체 ITO 또는 다른 제어 리드 재료에 의해 고유하게 제어될 수 있다.
[00133]
도 14는 일부 실시예들에서, 멀티플렉싱된 확장기 엘리먼트의 개략적 표현을 예시한다. 멀티플렉싱된 확장기 엘리먼트(1406)는 단일 층상의 단일 엘리먼트에서 대각 OPE 회절 엘리먼트들(1402)에 의한 OPE 기능성 및 EPE 회절 엘리먼트들(1404)의 기능성을 결합한다. 일부 실시예들에서, 다중화된 확장기는, 컴퓨터-설계 구조들 및 현미경 프린지-기록 기술들로 OPE 회절 엘리먼트 표면(1402)과 EPE 회절 엘리먼트 표면(1404) 사이에서 배타적 OR을 수행함으로써 형성될 수 있다. 이 접근법의 이점들 중 하나는, 결과적인 멀티플렉싱된 엘리먼트가 스캐터링 및 회절 엘리먼트 교차 항들에서 더 적은 이슈들을 가질 수 있다는 것이다.
[00134]
일부 다른 실시예들에서, 멀티플렉싱된 확장기 엘리먼트는, 위상 램프로서 OPE 회절 엘리먼트들을 표현함으로써 형성되고 그의 연속적인 다항식 형태로 렌즈 함수들에 위상 램프를 부가하고 이어서 바이너리 구조를 이산화할 수 있다. 멀티플렉싱된 확장기 엘리먼트들을 제조하기 위한 이러한 제 2 접근법의 이점들 중 하나는 결과적인 멀티플렉싱된 확장기 엘리먼트들의 높은 회절 효율이다. 일부 다른 실시예들에서, 멀티플렉싱된 확장기 엘리먼트는 에칭 전 또는 후에 엘리먼트의 표면 상에 조합된 패턴들을 연속적으로 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
[00135]
도 15a는 일부 실시예들에서, 멀티플렉싱된 확장기 엘리먼트의 개략적 표현의 부분을 예시한다. 멀티플렉싱된 확장기 엘리먼트(1502)는 단일 층상의 단일 엘리먼트로, 대각 OPE 회절 엘리먼트들 및 아웃-커플링 원형 EPE 회절 엘리먼트들을 포함한다. 입사광 빔(1504)이 (예를 들어, 내부 전반사 또는 TIR에 의해) 층 내에서 전파되고 대각 OPE 회절 엘리먼트들에 부딪칠 때, 대각 OPE 회절 엘리먼트들은 입사광 빔(1504)의 일부를 편향시켜 편향된 광 빔(1506)을 형성한다. 편향된 광 빔(1506)의 일부는 아웃-커플링 원형 EPE 회절 엘리먼트들과 상호작용하고 편향된 광 빔의 일부를 사용자의 눈(들)으로 편향시킨다.
[00136]
입사광 빔(1504)의 잔여 부분은 층 내에서 계속 전파되고 멀티플렉싱된 엘리먼트를 가로질러 전파된 광 빔들의 부분을 계속 편향시키도록 실질적으로 유사한 방식으로 대각 OPE 회절 엘리먼트들과 상호작용한다. 대각 OPE 회절 엘리먼트들 및 아웃-커플링 EPE 원형 회절 엘리먼트들 모두로부터 결합된 회절 또는 교차 항(term)들은 소멸될 것이라는 점이 주의되어야 한다. 편향된 광 빔(1506)은 또한 층내에서 전파되고, 실질적으로 유사한 방식으로 대각 OPE 회절 엘리먼트들 및 아웃-커플링 원형 EPE 회절 엘리먼트 모두와 상호작용한다.
[00137]
도 15b는 일부 다른 실시예들에서, 멀티플렉싱된 확장기 어셈블리의 다른 그림 표현을 예시한다. 도 15b에 예시된 이러한 실시예들에서, 멀티플렉싱된 확장기 어셈블리(1500A)는 서로의 상부에 스택된 3개의 개별 확장기 엘리먼트들(1502A, 1504A 및 1506A)을 포함한다. 광 소스로부터의 입사 RGB(red, green, and blue) 광(1508A)은 예를 들어, 위에서 설명된 바와 같은 입력 커플링 광학 엘리먼트(ICO)를 통해 멀티플렉싱된 확장기 어셈블리(1500A)에 진입한다. 멀티플렉싱된 확장기 어셈블리(1500A)는, 다른 파장(들)의 광 컴포넌트들을 반사시키면서 특정 파장(들)의 광 컴포넌트들이 통과하도록 허용하기 위해 개별 확장기 엘리먼트(1502A 및 1504A) 사이에 제 1 파장 선택적 또는 파장 특정 필터(이하, 컬러 필터)(1510A)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 컬러 필터는 청색 및 녹색 통과 이색성 필터를 포함할 수 있어서, 입사광(1508A)의 청색 및 녹색 광 컴포넌트들이 제 1 컬러 필터(1510A)를 통과하는 반면에, 적색 광 컴포넌트들이 반사되고, 이어서 예를 들어, OPE 및/또는 EPE 회절 엘리먼트들과 상호작용하도록 내부 전반사에 의해 개별 확장기 엘리먼트(1502A)로 전파되게 한다.
[00138]
멀티플렉싱된 확장기 어셈블리(1500A)는, 다른 파장(들)의 광 컴포넌트들을 반사시키면서 특정 파장(들)의 광 컴포넌트들이 통과하도록 허용하기 위해 개별 확장기 엘리먼트(1504A 및 1506A) 사이에 제 2 컬러 필터(1512A)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 컬러 필터는 청색 이색성 필터를 포함할 수 있어서, 입사광(1508A)의 청색 광 컴포넌트들이 제 2 컬러 필터(1512A)를 통과하는 반면에, 녹색 광 컴포넌트들이 반사되고, 이어서 도 15b에서 도시된 바와 같이, 예를 들어, OPE, EPE 및/또는 포커스 조정 회절 엘리먼트들(예를 들어, 광학 전력들을 갖는 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들)과 상호작용하도록 내부 전반사에 의해 개별 확장기 엘리먼트(1504A)로 전파되게 한다.
[00139]
청색 광 컴포넌트는 또한, 예를 들어, 도 15b에서 도시된 바와 같이, OPE, EPE 및/또는 포커스 조정 회절 엘리먼트들(예를 들어, 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들)과 상호작용하도록 내부 전반사에 의해 개별 확장기 엘리먼트(1506A) 내에서 전파될 수 있다. 예시된 실시예들 중 일부에서, 입사광(1508A)은, 각각의 임계 각보다 큰 각도로 멀티플렉싱된 확장기 어셈블리(1500A)로 투과되어서, 각각의 광 컴포넌트들이 내부 전반사에 의해 각각의 개별 확장기 엘리먼트 내에서 전파될 수 있게 한다. 일부 다른 실시예들에서, 멀티플렉싱된 확장기 어셈블리(1500A)는 개별 확장기 엘리먼트(1506A) 내에 청색광 컴포넌트의 내부 전반사를 유발하거나 그 효율을 강화하기 위한 반사 코팅을 더 포함할 수 있다.
[00140]
멀티플렉싱된 확장기 어셈블리(1500A)와 도 14 내지 도 15에서 예시된 것들 간의 차이는, 멀티플렉싱된 확장기 어셈블리(1500A)는 3개의 개별 확장기 엘리먼트들을 포함한다는 것이고, 이들 각각은 그 자신의 OPE, EPE 및 포커스 조정 회절 엘리먼트들을 포함하고 특정 파장(들)의 대응하는 광 컴포넌트를 담당한다. 도 14 내지 도 15에서 사용된 체적-위상 회절 엘리먼트들은, 위에서 설명된 바와 같이 단일 막 또는 기판 상의 다중 레코딩 프로세스 또는 단일 레코딩 프로세스로 한 번에 모두 제조될 수 있다. 그럼에도, 도 14 내지 도 15에서 예시된 바와 같은 체적-위상 회절 엘리먼트들 및 도 15b에서 예시된 멀티플렉싱 다중 개별 확장기 엘리먼트들 모두는 멀티플렉싱된 확장기 엘리먼트들을 제공하며, 이들 각각은 입사 입력 광의 모든 3원색에 대해 OPE, EPE 및/또는 포커스 조정 회절 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
[00141]
도 16은 이미지(1606)를 보기 위해 본원에서 설명되는 가상 현실 또는 증강 현실 디바이스(1604)를 사용하는 사용자(1602)의 예시를 도시한다. 가상 현실 또는 증강 현실 디바이스에 의해 제공되는 다수의 스위칭 가능한 초점면들로 인해, 이미지(1606)는 이미지(1606)의 객체가 사용자로부터의 지정된 초점 거리(들)에 로케이팅된 채로 사용자에게 나타낸다. 이미지 내의 객체가 사용자로부터 더 멀리 이동할 때, 가상 현실 또는 증강 현실 디바이스는, 지정된 층에 의해 호스트되는 더 긴 초점 거리에서 초점면 상의 객체를 렌더링하는 특정 원형 회절 엘리먼트 패턴들을 갖는 지정된 층을 스위칭 온할 수 있다.
[00142]
이미지 내의 객체가 사용자에 대해 더 가까이 이동할 때, 가상 현실 또는 증강 현실 디바이스는, 지정된 층에 의해 호스트되는 더 짧은 초점 거리에서 다른 초점면 상의 객체를 렌더링하는 특정 원형 회절 엘리먼트 패턴들을 갖는 다른 지정된 층을 스위칭 온할 수 있다. 이미지를 형성하는 광 빔들의 초점들을 변화시키는 상이한 원형 회절 엘리먼트 패턴들의 사용의 결과로서, 이미지의 객체는 그것이 사용자를 향해 또는 사용자로부터 멀어지게 이동한다는 것을 사용자에게 나타낼 수 있다. 가상 현실 또는 증강 현실 디바이스(1604)는 스위칭 가능한 동일 평면 OPE 회절 엘리먼트들 및 EPE 회절 엘리먼트들, 폴딩된 또는 오버레이된 OPE 회절 엘리먼트들 및 EPE 회절 엘리먼트들, 다중-평면 접안 렌즈들, 또는 단일-층 멀티플렉싱된 OPE 회절 엘리먼트들 및 앞서 설명된 바와 같이 상이한 실시예들에서의 EPE 회절 엘리먼트들을 포함할 수 있다. OPE 회절 엘리먼트들 및 EPE 회절 엘리먼트들은 표면 릴리프 유형 회절 엘리먼트들, 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
[00143]
또한, OPE 회절 엘리먼트들 및/또는 EPE 회절 엘리먼트들은 출사광 빔들을 편향 및 포커싱하기 위해 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들과 합산되는 선형 회절 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 선형 회절 엘리먼트들 및 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들은 단일 막 상에 또는 2개의 별개의 막들 상에 존재할 수 있다. 예를 들어, DOE(diffractive optical element) 회절 엘리먼트들(OPE 회절 엘리먼트들 및/또는 EPE 회절 엘리먼트들)은 선형 회절 엘리먼트를 갖는 제 1 막을 포함할 수 있으며, 이 제 1 막은 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들을 갖는 제 2 막에 부착된다. 일부 실시예들에서, 가상 현실 또는 증강 현실 디바이스는 사용자의 눈(들)에 의해 관찰되는 시야를 확장하고 그리고/또는 색수차를 보상하기 위해 시변 회절 엘리먼트 제어를 이용할 수 있다. 선형 및 원형 DOE들 모두는, 예를 들어, 사용자의 눈을 향해 존재하는 광에 대한 타일링된 디스플레이 구성 또는 확장된 시야를 생성하기 위해 시간에 따라 (예를 들어, 프레임 순차 기준으로) 변조되거나 제어될 수 있다.
[00144]
도 17은 도 16의 일부를 예시한다. 보다 구체적으로, 도 17은 사용자 근처의 기판의 측 상의 OPE 회절 엘리먼트들(1706) 및 사용자로부터 떨어진 기판의 다른 측 상의 EPE 회절 엘리먼트들(1708)과 통합된 기판(1704)을 포함하는 회절 광학 엘리먼트(1702)를 도시한다. ICO(1710)는 광 빔들을 기판(1704)으로 투과시키고, OPE 회절 엘리먼트들 및 EPE 회절 엘리먼트들은 위에서 설명된 바와 같이 광 빔들을 사용자의 눈(들)에 의해 관찰되는 출사광 빔들(1712)로 편향시킨다.
[00145]
도 18은 도 16의 일부의 다른 관점을 예시한다. 보다 구체적으로, 도 18은 사용자 근처의 기판의 측 상의 OPE 회절 엘리먼트들(1806) 및 사용자로부터 떨어진 기판의 다른 측 상의 EPE 회절 엘리먼트들(1808)과 통합된 기판(1804)을 포함하는 회절 광학 엘리먼트(1802)를 도시한다. ICO(1810)는 광 빔들을 기판(1804)으로 투과시키고, OPE 회절 엘리먼트들(1806) 및 EPE 회절 엘리먼트들(1808)은 위에서 설명된 바와 같이 광 빔들을 사용자의 눈(들)에 의해 관찰되는 이미지(1820)를 형성하는 출사광 빔들(1812)로 편향시킨다. DOE(1802)는, ICO(1810)로부터의 광 빔들을 편향시킬 뿐만 아니라, 출사광 빔들이 초점면을 호스트하는 특정 층의 초점면에 의해 정의된 초점 거리에서 관찰되는 객체로부터 발산되고 있는 것처럼 나타나도록 출사광 빔들(1818)을 생성하기 위해 선형 회절 엘리먼트들 및 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들을 포함한다.
[00146]
도 19는 도 16의 일부의 다른 관점을 예시한다. 보다 구체적으로, 도 19는 사용자 근처의 기판의 측 상의 OPE 회절 엘리먼트들(1906) 및 사용자로부터 떨어진 기판의 다른 측 상의 EPE 회절 엘리먼트들(1908)과 통합된 기판(1904)을 포함하는 회절 광학 엘리먼트(1902)를 도시한다. ICO(1910)는 광 빔들을 기판(1904)으로 투과시키고, OPE 회절 엘리먼트들(1906) 및 EPE 회절 엘리먼트들(1908)은 위에서 설명된 바와 같이 광 빔들을 사용자의 눈(들)에 의해 관찰되는 이미지(1920)를 형성하는 출사광 빔들(1912)로 편향시킨다. DOE(1902)는, ICO(1910)로부터의 광 빔들을 편향시킬 뿐만 아니라, 출사광 빔들이 초점면을 호스트하는 특정 층의 초점면에 의해 정의된 초점 거리에서 관찰되는 객체로부터 발산되고 있는 것처럼 나타나도록 출사광 빔들(1918)을 생성하기 위해 선형 회절 엘리먼트들 및 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들을 포함한다.
[00147]
도 20은 회절 광학 엘리먼트의 다양한 엘리먼트의 뷰를 제공하기 위한 도 19의 확대도를 예시한다. 보다 구체적으로, 도 20은 기판(2004), 사용자 근처의 기판(2004)의 일 측 상의 OPE 회절 엘리먼트들(2006), 및 기판(2004)의 다른 측 상의 EPE 회절 엘리먼트들(2008)을 포함하는 DOE의 일부를 도시한다. ICO(2010)는 기판에 대해 배치되어 입력 광 빔들을 굴절시키고 기판으로 투과시킨다. 입력 광 빔들은 TIR(total internal reflection)를 통해 기판(2004) 내에서 전파되고, OPE 회절 엘리먼트들(2006) 및 EPE 회절 엘리먼트들(2008)과 상호작용하여 입력 광 빔들을 사용자의 눈(들)에 의해 관찰되는 출사광 빔들(2012)로 편향시킨다.
[00148]
도 21은 이미지를 보기 위해 가상 현실 또는 증강 현실 디바이스를 사용하는 사용자의 예시의 측면도를 예시한다. 회절 광학 엘리먼트(2102)는 기판(2004)의 가까운 측 상에 배치된 OPE 회절 엘리먼트들(2106) 및 기판(2104)의 먼 측 상에 배치된 EPE 회절 엘리먼트들(2108)에 동작 가능하게 커플링되는 기판(2104)을 포함한다. 형상들(2112)은 사용자의 눈(들)에 의해 관찰 가능한 출사광 빔들을 나타낸다. 형상들(2130)은 기판(2104) 내에서 (도 21에 도시된 바와 같이) 수직 방향을 따라 OPE 회절 엘리먼트들(2106)과 EPE 회절 엘리먼트들(2108) 사이에서 바운싱하는 광 빔들을 나타낸다. 예를 들어, ICO 엘리먼트로부터의 입력 광 빔들은 또한, 실질적으로 유사한 방식으로 (도 21에 도시된 바와 같이 평면 내 또는 밖을 가리키는) Z 방향을 따라 OPE 회절 엘리먼트들(2106) 및 EPE 회절 엘리먼트들(2108) 사이에서 바운싱한다. 광 빔들이 OPE 회절 엘리먼트들(2106)에 부딪칠 때마다, OPE 회절 엘리먼트들은 EPE 회절 엘리먼트들(2108)를 향해 광 빔들 중 일부를 편향시키고, 이 EPE 회절 엘리먼트들(2108)는 결국, 사용자의 눈(들)을 향해 광 빔들의 편향된 부분의 일부를 편향시킨다.
[00149]
도 22는 일부 실시예들에서, 회절 광학 엘리먼트(DOE)의 확대도를 예시한다. DOE는 기판(2202)의 한 측에 배치된 조합 OPE/EPE 회절 엘리먼트들(2204)을 포함한다. 입력 광 빔들(2214)은 인-커플링 광학계(2206)를 통해 기판으로 투과되고 TIR(total internal reflection)를 통해 기판(2202) 내에서 전파된다. 입력 광 빔들은 기판(2202) 내에서 바운싱되고 조합 OPE/EPE 회절 엘리먼트들(2204) 모두와 상호작용한다. 보다 구체적으로, OPE/EPE 회절 엘리먼트들(2204)의 조합은 기판(2202)의 표면들에 대해 실질적으로 평행한 직교 방향들로 입력 광 빔들 중 일부를 편향시킨다.
[00150]
조합 OPE/EPE 회절 엘리먼트들(2204)이 기판(2202)의 표면에 대해 완전히 평행한 직교 방향들로 광 빔들을 편향시키도록 설계되거나 의도될 수 있지만, 제조 프로세스(들)의 허용오차들, 슬랙들(slacks) 및/또는 공차들은 그럼에도 불구하고, 제조된 제품에서 약간의 편차를 야기할 수 있다는 것이 주의되어야 한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 어레인지먼트에서의 허용오차들, 슬랙들 및/또는 공차들, 또는 다양한 디바이스들 및 컴포넌트들의 상대적인 포지셔닝 또는 사용된 재료들의 다양한 특성들의 균일성의 변동들은 또한, 전술된 직교 방향들이 기판(2202)의 표면에 완전히 평행하게 되는 것으로부터 이탈하게 할 수 있다. 따라서, 전술된 "직교 방향들"은 제조 프로세스(들), 어레인지먼트, 상대적 포지션에 있어서의 이러한 변동 및/또는 다양한 변동들을 수용하도록 기판(2202)의 표면에 대해 "실질적으로 평행하다".
[00151]
EPE 회절 엘리먼트들은 입력 광 빔들의 편향된 부분의 일부를 사용자의 눈(들)을 향하는 출사광 빔들(2208)로 편향시킨다. 형상들(2208)은 사용자의 눈(들)에 의해 관찰 가능한 출사광 빔들을 나타낸다. 도 22의 형상들(2208)은 무한-포커싱된 이미지 정보를 나타내지만, 이 접근법을 사용하여 임의의 다른 초점 거리가 생성될 수 있다. EPE 회절 엘리먼트들이 선형 회절 엘리먼트들 이외에도, 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들을 포함하는 일부 실시예들에서, 이들 형상들 각각은 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들의 초점에서 정점을 갖는 원뿔형을 가질 수 있다.
[00152]
지그재그 형상들(2210)은 기판 내에서 바운싱하고 조합 OPE/EPE 회절 엘리먼트들(2204)과 상호작용하는 입력 광 빔들 중 일부를 나타낸다. 광 빔들 중 일부가 조합 OPE/EPE 회절 엘리먼트들(2204)에 부딪칠 때마다, OPE 컴포넌트 회절 엘리먼트들은 광 빔의 일부를 기판을 통해 측방향으로 편향시킨다. 편향된 광 빔들 중 일부가 조합 OPE/EPE 회절 엘리먼트들(2204)에 부딪칠 때마다, EPE 컴포넌트 회절 엘리먼트들은 사용자의 눈(들)을 향하여 광 빔들 중 일부를 편향시키고 따라서 사용자의 눈(들)에 의해 관찰 가능한 광 빔들(2208)을 형성한다.
[00153]
조합 OPE/EPE 회절 엘리먼트들(2204)에 의해 편향되지 않은 광 빔들 중 일부의 나머지는 2210으로 도시된 바와 같이 기판(2202) 내에서 계속 전파된다. 굴절률 및/또는 회절 효율로 인해, 조합 OPE/EPE 회절 엘리먼트들에 의해 편향되지 않은 광 빔들의 편향된 부분의 나머지 부분은 지그재그 형상들(2212)로 표시된 바와 같이 기판을 따라 계속 전파된다. 결과적으로, 조합 OPE/EPE 회절 엘리먼트들을 포함하는 DOE는 입력 광 빔들을, 사용자의 눈(들)에 의해 지각되는 이미지들을 형성하는 출사광 빔들의 매트릭스로 효과적으로 변형한다.
[00154]
도 23a는 일부 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 프로세스에 대한 고레벨 흐름도를 예시한다. 입력 광 빔들은 2302A에서, 적어도 인-커플링 광학 엘리먼트(예를 들어, 도 6의 참조 번호(606), 도 7의 참조 번호(712), 도 8의 참조 번호(808) 등)를 이용하여 가상 현실 및/또는 증강 현실에 대한 접안 렌즈의 기판으로 투과될 수 있다. 기판은 반투명 또는 투명 유전체 재료를 포함할 수 있다.
[00155]
입력 광 빔들의 제 1 부분은 2304A에서, 제 1 회절 엘리먼트들을 사용하여 제 2 회절 엘리먼트들을 향해 편향될 수 있다. 예를 들어, 제 1 회절 엘리먼트들은 인-커플링 광학 엘리먼트로부터 나오는 입력 광 빔들의 제 1 부분의 전파의 방향에 대해 예각 또는 둔각 배향으로 배열되어 입력 광 빔들의 제 1 부분의 제 1 부분을 제 2 회절 엘리먼트들을 향해 편향시킬 수 있다. 제 1 회절 엘리먼트들을 사용하여 제 2 회절 엘리먼트들을 향해 제 1 부분 광을 편향시키는 예는 도 7을 참조하여 위에서 설명되었다. 이들 실시예들 중 일부에서, 제 1 회절 엘리먼트들은 EPE(exit pupil expansion) 구조들 또는 회절 엘리먼트들 또는 출사동 확장기들을 포함한다.
[00156]
2306A에서, 제 1 출사광 빔은 제 2 회절 엘리먼트들을 사용하여 입력 광 빔들의 제 1 부분의 적어도 일부를 편향시킴으로써 관찰자를 향하여 지향되거나 재지향될 수 있다. 이들 실시예들 중 일부에서, 제 2 회절 엘리먼트들은 OPE(orthogonal pupil expansion) 구조들 또는 회절 엘리먼트들 또는 직교 동공 확장기들을 포함한다.
[00157]
도 23b 내지 도 23c는 일부 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 프로세스에 대한 보다 상세한 흐름도를 함께 예시한다. 일부 실시예들에서, 프로세스는 먼저 2302에서 입력 광 빔들을 접안 렌즈의 기판으로 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세스는, 프로젝터로부터의 광 빔들을 하나 또는 그 초과의 섬유들을 통해 적어도 도 5를 참조하여 위에서 설명된 인-커플링 광학 엘리먼트로 투과시키는 것을 포함할 수 있으며, 인-커플링 광학 엘리먼트는 예를 들어, 굴절을 통해 입력 광 빔들을 접안 렌즈의 기판에 추가로 중계한다. 프로세스는 추가로, 2304에서, DOE(diffractive optical element)의 하나 또는 그 초과의 층들의 제 1 층을 선택적으로 스위칭 온할 수 있다.
[00158]
제 1 층은 제 1 회절 엘리먼트들(예를 들어, 위에서 설명된 OPE 회절 엘리먼트들) 및 제 2 회절 엘리먼트들(예를 들어, 위에서 설명된 EPE 회절 엘리먼트들)을 포함한다. 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 일부 실시예들에서, 동일 평면 또는 나란한(side-by-side) 방식으로 또는 폴딩 또는 오버레이되는 방식으로 배열될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 위의 단락들 중 일부에서 설명된 바와 같이 막의 단일 층 상에서 멀티플렉싱된 방식으로 제조되어 공존할 수 있다. DOE는 앞서 설명된 바와 같이 다중-평면 DOE를 형성하기 위해 서로의 위에 스택되는 다수의 이러한 층들을 포함할 수 있다.
[00159]
제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트들, 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제 1 회절 엘리먼트들 또는 제 2 회절 엘리먼트들은, 입력 광 빔들을 편향시키는 것은 물론 포커싱하기 위해, 선형 회절 엘리먼트들 및 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들 모두를 포함할 수 있다. 선형 회절 엘리먼트들 및 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들 모두에 있어서, 제 1 층은 그에 따라, 제 1 층으로부터 편향된 광 빔들에 의해 생성된 객체의 이미지가, 실세계의 초점 길이에 의해 정의된 위치에 물리적으로 로케이팅되는 객체를 사용자가 관찰하고 있는 것처럼 사용자의 눈(들)에 대한 초점 길이에 있는 것으로 나타날 수 있도록 제 1 초점 길이와 연관된 제 1 초점면을 호스트할 수 있다.
[00160]
일부 실시예들에서, DOE는 각각이 고유 초점 길이를 갖는 그 자신의 초점면을 호스트하는 다수의 층들을 포함할 수 있다. 이들 다수의 층들의 각각은 제어 신호들을 사용함으로써 스위칭 온 및 오프될 수 있는 스위칭 가능한 층을 포함할 수 있다. 2306에서, 프로세스는 제 1 층 상의 제 1 회절 엘리먼트들을 사용함으로써 제 2 회절 엘리먼트들을 향해 입력 광 빔들의 제 1 부분을 편향시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세스는 입력 광 빔들 중 일부를 EPE 회절 엘리먼트들을 향해 편향시키도록 앞서 설명한 OPE 회절 엘리먼트들을 사용할 수 있다.
[00161]
프로세스는 그 후, 2308에서, 제 2 회절 엘리먼트들로 입력 광 빔들의 제 1 부분의 일부를 편향시킴으로써 접안 렌즈를 통해 사용자의 눈을 향해 제 1 출사광 빔들을 지향시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세스는 OPE 회절 엘리먼트들로부터 편향된 입력 광 빔들 중 일부를 사용자의 눈을 향해 편향시키도록 앞서 설명한 EPE 회절 엘리먼트들을 사용할 수 있다. 2310에서, 프로세스는, 편향되지 않은 입력 광 빔들의 잔여 부분을 접안 렌즈의 기판 내의 제 2 회절 엘리먼트들로 추가로 투과시킬 수 있다. 입력 광 빔들의 잔여 부분의 양은, 회절 효율, 굴절률들, 최종 출력 광 빔들의 요구된 또는 원하는 균일성, 관련된 회절 엘리먼트들 또는 임의의 다른 관련 팩터들에 의존한다.
[00162]
프로세스는 추가로, 2312에서, 제 1 층의 제 1 회절 엘리먼트들을 사용함으로써 제 2 회절 엘리먼트들을 향해 입력 광 빔들의 잔여 부분 중 일부를 편향시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 회절 엘리먼트들의 투과 특성으로 인해 접안 렌즈의 기판 내에서 계속 전파되는 입력 광 빔들 중 일부는 제 1 회절 엘리먼트들의 상이한 부분에 부딪히고 제 1 회절 엘리먼트들의 반사 특성으로 인해 제 2 회절 엘리먼트들을 향해 제 1 회절 엘리먼트들의 이 상이한 부분에 의해 편향될 수 있다. 2314에서, 프로세스는 제 2 회절 엘리먼트을 통해 입력 광 빔들의 잔여 부분 중 일부를 편향시킴으로써 사용자의 눈(들)을 향해 제 2 출사광 빔들을 지향시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세스는 2314에서, OPE 회절 엘리먼트들로부터 편향된 인입 광 빔들 중 일부를 사용자의 눈(들)을 향해 편향시키도록 EPE 회절 엘리먼트들을 사용할 수 있다.
[00163]
2316에서, 입력 광 빔들의 제 1 부분의 잔여 부분은, 예를 들어, 제 2 회절 엘리먼트들의 투과 특성으로 인해 TIR(total internal reflection)를 통해 접안 렌즈의 기판을 따라 계속 전파된다. 2318에서, 입력 광 빔들의 제 1 부분의 잔여 부분은 기판 내에서 전파되고, 이에 따라 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들 모두와 상호작용한다. 잔여 부분 중 일부가 제 1 회절 엘리먼트들에 부딪칠 때, 제 1 회절 엘리먼트들은 광 빔들을 제 2 회절 엘리먼트들을 향해 편향시키고, 이 제 2 회절 엘리먼트들은 결국, 이들 광 빔들을 시청자의 눈(들)을 향하는 부가적인 출사광 빔들로 편향시킨다. 프로세스는 그 후, 2320에서, 시청자가 접안 렌즈를 통해 제 1 출사광 빔들, 제 2 출사 빔들 및 부가적인 출사광 빔들을 지각하도록 제 1 이미지를 생성할 수 있다.
[00164]
선형 회절 엘리먼트들 및 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들 모두가 활용되는 일부 실시예들에서, 제 1 층은 그에 따라, 제 1 층으로부터 편향된 이들 출사광 빔들에 의해 생성된 객체의 이미지가, 실세계의 초점 길이에 의해 정의된 위치에 물리적으로 로케이팅되는 객체를 시청자가 관찰하고 있는 것처럼 시청자의 눈(들)에 대한 초점 길이에 있는 것으로 나타날 수 있도록 제 1 초점 길이와 연관된 제 1 초점면을 호스트할 수 있다. 이미지는 화상과 같은 정적 화상을 포함할 수도 있고, 또는 동영상의 일부와 같은 동적 화상일 수 있다. 단계(2322)에서, 프로세스는 제 2 초점 거리를 갖는 제 2 초점면을 호스트하는 제 2 층을 추가로 선택적으로 스위칭할 수 있다. 뷰에 대한 제 2 이미지는 2324에서, 적어도 제 3 회절 엘리먼트들 및 제 4 회절 엘리먼트들을 사용하여 생성될 수 있다.
[00165]
제 2 층은 위에서 설명된 OPE 회절 엘리먼트들 및 EPE 회절 엘리먼트들과 같은 그 자신의 제 3 회절 엘리먼트들 및 제 4 회절 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 프로세스는 그 후 바로 위에서 설명된 바와 같이 시청자들에 대한 객체의 제 2 이미지를 생성하도록 2302 내지 2320의 단계들을 반복할 수 있다. 제 2 이미지는, 시청자가 실세계에서 제 2 초점 길이에 의해 정의된 위치에 물리적으로 로케이팅되는 객체를 관찰하는 것처럼 시청자의 눈(들)에 대한 제 2 초점 거리에 있는 것으로 나타날 수 있다. 도 23에서 예시된 이들 실시예들 중 일부에서, 회절 광학 엘리먼트의 이들 다수의 층들은 라인별 단위로 또는 픽셀별 단위로 포커스 상태를 용이하게 하기 위해 1 이상의 킬로헤르츠(KHz) 내지 수백 메가헤르츠(MHz) 범위의 레이트에서 동적으로 스위칭될 수 있다. 이들 다수의 층들은 PDLC 층들을 포함할 수 있으며, 생성된 이미지들의 초점면들을 변경하기 위해 제어 신호들을 사용함으로써 스위칭 온 및 오프될 수 있다. 이 예시적인 다중-층 접근법은 또한, 섬유, 섬유의 번들, 다중-섬유 프로젝터 또는 피코-프로젝터 등과 같은 광 소스에 추가로 동작 가능하게 커플링될 수 있는 급속 스위칭 ICO(in-coupling optics)(1206D)에 동작 가능하게 커플링될 수 있다.
[00166]
도 24a는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 프로세스에 대한 고레벨 블록도를 예시한다. 접안 렌즈에 대한 제 1 기판은 2402에서, (이미 존재한다면) 식별되거나 (존재하지 않는다면) 접안 렌즈에 대해 제조될 수 있다. 이들 하나 또는 그 초과의 실시예들 중 일부에서, 제 1 기판은 단일 층 또는 다중 층들을 갖는 반투명 또는 투명 유전체 재료를 포함할 수 있다. 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은, 2404에서, 하나 또는 그 초과의 제 1 막들 상에서 또는 그 내부에서 (이미 존재한다면) 식별되거나 (존재하지 않는다면) 제조될 수 있다. 막은 일부 실시예들에서, 그 두께가 재료의 길이 또는 폭의 미리 결정된 퍼센티지보다 작은 재료의 시트(sheet)를 포함한다.
[00167]
이들 실시예들 중 일부에서, 제 1 회절 엘리먼트들은 EPE(exit pupil expansion) 구조들 또는 회절 엘리먼트들 또는 출사동 확장기들을 포함한다. 이들 실시예들 중 일부에서, 제 2 회절 엘리먼트들은 출사 OPE(orthogonal pupil expansion) 구조들 또는 회절 엘리먼트들 또는 직교 동공 확장기들을 포함한다. 그 다음, 하나 또는 그 초과의 막들은 일부 실시예들에서, 2406에서, 제 1 기판 상에 배치될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들을 수용하는 하나 또는 그 초과의 막들은 2406에서, 제 1 기판상에서 식별될 수 있다. 제 1 및 제 2 회절 엘리먼트들을 수용하고 제 1 기판 상에 배치된 하나 또는 그 초과의 제 1 막에 있어서, 입력 광 빔들은 2408에서, 입력 광 소스로부터 제 1 기판으로 투과될 수 있다. 이들 실시예들 중 일부에서, 입력 광 소스는 접안 렌즈에 또는 그 상에 배치되고 제 1 회절 엘리먼트들 또는 제 2 회절 엘리먼트들과 커플링되는 인-커플링 광학 엘리먼트를 포함한다.
[00168]
도 24b는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도 24a에 예시된 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지를 생성하기 위한 프로세스에 대한 보다 상세한 블록도를 예시한다. 보다 구체적으로, 도 24b는 제 1 기판 상에 하나 또는 그 초과의 제 1 막들을 배치하는 동작에 관해 더 상세히 예시한다. 일부 이 실시예들에서, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 2402B에서 제 1 기판의 한 측 상에 동일 평면 어레인지먼트로 배열되거나 식별될 수 있다. 이 동일 평면 어레인지먼트의 예가 도 7에 예시된다.
[00169]
대안적으로, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 2404B에서, 제 1 기판의 한 측 또는 양 측들 상에 폴딩되거나 또는 부분적으로 또는 완전히 오버레이되는 어레인지먼트로 배열되거나 식별될 수 있다. 이 폴딩된 또는 오버레이된 어레인지먼트의 일부 예들은 도 8 내지 도 9, 도 10a 내지 도 10b 및 도 11에 예시된다. 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들이 이미 구현된 일부 실시예들에서, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들의 어레인지먼트는 2402B 또는 2404B에서 식별될 수 있다. 제 1 기판의 일 측 상에 배치된 단일의 분리 불가능한 층 상에서 식별되거나 강구되는 제 1 및 제 2 회절 엘리먼트들의 어레인지먼트에 있어서, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 2406B에서 멀티플렉싱될 수 있다.
[00170]
도 24c는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 프로세스에 대한 보다 상세한 블록도를 예시한다. 이들 실시예들에서, 접안 렌즈에 대한 제 1 기판은 2402C에서 (이미 존재한다면) 식별되거나 (아직 강구되지 않았다면) 제조될 수 있다. 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 또한, 2404C에서, 하나 또는 그 초과의 제 1 막들 상에서 (이미 존재한다면) 식별되거나 (아직 강구되지 않았다면) 제조될 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 회절 엘리먼트들은, 이들 실시예들 중 일부에서, 예를 들어, 체적 위상 레코딩 기술들, 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트 기술들, 또는 체적 위상 레코딩 기술들 및 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트 기술들 양자의 조합을 사용함으로써 재료의 단일 막 또는 층으로 강구될 수 있다.
[00171]
대안적으로, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 서로 광학적으로 커플링되는 2개 또는 그 초과의 별도의 층들 또는 막들 상에 강구될 수 있다. 예를 들어, 이들 실시예들 중 일부에서, 제 1 회절 엘리먼트들은 제 1 막 상에서 강구될 수 있고, 제 2 회절 엘리먼트들은 제 2 막 상에서 강구될 수 있다. 2406C에서, 제 1 및 제 2 회절 엘리먼트들을 수용하는 하나 또는 그 초과의 제 1 막이 제 1 기판 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 인-커플링 광학 엘리먼트 또는 디바이스를 포함하는 입력 광 소스로부터의 입력 광 빔들은 2408C에서, 제 1 기판으로 투과될 수 있다. 입력 광 소스는 접안 렌즈 상에 또는 그 내부에 배치될 수 있고, 제 1 회절 엘리먼트들, 제 2 회절 엘리먼트들, 또는 제 1 및 제 2 회절 엘리먼트들 양자의 조합과 또한 커플링될 수 있다. 제 2 기판은, 제 1 기판이 2402C에서 있기 때문에, 2410C에서, 접안 렌즈에 대해 유사하게 식별되거나 제조될 수 있다.
[00172]
제 3 회절 엘리먼트들 및 제 4 회절 엘리먼트들은 또한, 2412C에서, 하나 또는 그 초과의 제 1 막들 상에서 (이미 존재한다면) 식별되거나 (아직 강구되지 않았다면) 제조될 수 있다. 즉, 제 3 및 제 4 회절 엘리먼트들은, 이들 실시예들 중 일부에서, 예를 들어, 체적 위상 레코딩 기술들, 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트 기술들, 또는 체적 위상 레코딩 기술들 및 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트 기술들 양자의 조합을 사용함으로써 재료의 단일 막 또는 층으로 강구될 수 있다.
[00173]
대안적으로, 제 3 회절 엘리먼트들 및 제 4 회절 엘리먼트들은 서로 광학적으로 커플링되는 2개 또는 그 초과의 별도의 층들 또는 막들 상에 강구될 수 있다. 예를 들어, 이들 실시예들 중 일부에서, 제 3 회절 엘리먼트들은 제 3 막 상에서 강구될 수 있고, 제 4 회절 엘리먼트들은 제 4 막 상에서 강구될 수 있다. 이들 실시예들 중 일부에서, 제 3 회절 엘리먼트들은 선형, 원형, 방사상 대칭 또는 선형, 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제 4 회절 엘리먼트들은 선형, 원형, 방사상 대칭 또는 선형, 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들의 임의의 조합을 포함할 수 있는 반면에, 제 3 및 제 4 회절 엘리먼트들은 서로 상이하다.
[00174]
하나 또는 그 초과의 제 2 막들은 2414C에서, 제 2 기판 상에 배치되거나 식별될 수 있다. 제 2 기판은 추가로, 2416C에서, 제 1 기판 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 기판상의 제 1 및 제 2 회절 엘리먼트들은 예를 들어, 전기 전류들 또는 전압들을 사용함으로써 두 상태들(예를 들어, 온 및 오프 상태들) 사이에서 동적으로 스위칭 가능할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제 1 기판상의 제 3 및 제 4 회절 엘리먼트들은 또한, 예를 들어, 전기 전류들 또는 전압들을 사용함으로써 두 상태들(예를 들어, 온 및 오프 상태들) 사이에서 동적으로 스위칭 가능할 수 있다. 동적으로 스위칭 가능한 회절 엘리먼트들은 다중 초점면 이미징 엘리먼트들로 프로젝팅된 이미지들의 시간-멀티플렉싱된 분배를 가능하게 할 수 있다. 스위칭 레이트는 포커스 상태를 라인별 단위 또는 픽셀별 단위로 용이하게 하기 위해 1 킬로헤르츠(1KHz) 내지 수백 메가헤르츠(MHz) 범위에 있을 수 있다.
[00175]
도 25a는 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 고레벨 블록도를 예시한다. 보다 구체적으로, 도 25b 내지 도 25d와 함께 도 25a는 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위해 회절 엘리먼트들을 통해 입력 광 빔들을 전파시키는 것에 대한보다 상세한 내용을 예시한다. 이들 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 입력 광 빔들은 2502A에서, 예를 들어 인-커플링 광학 엘리먼트 또는 디바이스를 포함하는 입력 광 소스로부터 수신될 수 있다.
[00176]
일부 실시예들에서, 제 1 회절 엘리먼트들은 입력 광 빔들의 입사 방향에 대해 예각 또는 둔각을 형성하는 제 1 배향으로 배열될 수 있다. 입력 광 소스로부터 제 1 회절 엘리먼트들로 전파되는 입력 광 빔들의 제 1 부분은 2504A에서, 제 1 회절 엘리먼트들을 통해 접안 렌즈의 제 2 회절 엘리먼트를 향해 편향될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 회절 엘리먼트들은 EPE(exit pupil expansion) 회절 엘리먼트들 또는 확장기들을 포함할 수 있고, 제 2 회절 엘리먼트들은 OPE(orthogonal pupil expansion) 회절 엘리먼트들 또는 확장기들을 포함할 수 있다.
[00177]
입력 광 빔들의 제 2 부분은 2506A에서, 관찰자에 대한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위해 제 1 배향과 상이한 제 2 배향을 갖는 제 2 회절 엘리먼트들을 통해 전파될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 비는, 제 1 또는 제 2 회절 엘리먼트들의 투과 및 반사 특성들에 부분적으로 또는 전체적으로 기초하여 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 2 부분은 입력 광 소스를 나가는 입력 광 빔들의 잔여 부분을 구성할 수 있고, TIR(total internal reflection)를 통해 제 2 회절 엘리먼트들을 통해 전파될 수 있다.
[00178]
도 25b 내지 도 25d는 도 25a에서 예시된 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 프로세스에 대해 하나 또는 그 초과의 그룹들에서 개별적으로 수행되거나 또는 공동으로 수행될 수 있는 일부 추가적인 선택적 동작들(2500B)을 함께 예시한다. 도 25b 내지 도 25d에 예시된 동작들 중 일부는 개별적으로 수행될 수 있고 따라서 도 25b 내지 도 25d에서 화살표들로 다른 동작들에 연결되지 않는다는 것이 주의되어야 한다. 이들 실시예들에서, 입력 광 빔들은 2502B에서, 예를 들어, 도 25a를 참조하여 위에서 유사하게 설명된 바와 같은 인-커플링 광학 엘리먼트 또는 디바이스를 포함하는 입력 광 소스로부터 수신될 수 있다.
[00179]
입력 광 소스로부터 제 1 회절 엘리먼트들로 전파되는 입력 광 빔들의 제 1 부분은 2504B에서, 제 1 회절 엘리먼트들을 통해 접안 렌즈의 제 2 회절 엘리먼트를 향해 편향될 수 있다. 입력 광 빔들의 제 2 부분은 2506B에서, 관찰자에 대한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위해 제 1 배향과 상이한 제 2 배향을 갖는 제 2 회절 엘리먼트들을 통해 전파될 수 있다. 2502B에서 입력 광 빔을 수신하는 것과 최종적으로 2506B에서 스테레오스코픽 이미지들을 생성하는 것 간의 임의의 시점 동안, 추가의 선택적인 동작들(2500B) 중 하나 또는 그 초과의 동작들이 수행될 수 있다. 스테레오스코픽 이미지들의 아티팩트들은 일부 실시예들에서, 예를 들어, 2508B에서, 제 1 회절 엘리먼트들 또는 제 2 회절 엘리먼트들 또는 제 1 및 제 2 회절 엘리먼트들의 조합의 회절 효율을 적어도 변조함으로써 감소될 수 있다.
[00180]
제 1 회절 엘리먼트들 및/또는 제 2 회절 엘리먼트들에 대한 호스트 매체는 2510B에서 식별될 수 있다. 일부 실시예들에서, 호스트 매체는 건식-프로세스 포토폴리머 재료, 단일-층 할로겐화 은, 또는 단일-층 폴리머-분산형 액정 혼합물 재료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 입력 광 빔들의 전파는 2512B에서, 제 1 회절 엘리먼트들로 입력 광 빔들의 적어도 제 1 부분의 제 1 광파-프론트들(light wave-fronts)을 적어도 연속적으로 재지향시킴으로써 안내될 수 있다.
[00181]
입력 광 빔들의 전파는 2512B에서, 제 2 회절 엘리먼트들을 통해 전파되는 입력 광 빔들의 적어도 제 2 부분과 재지향된 제 1 광파-프론트들을 아웃-커플링(out-coupling)함으로써 추가로 안내될 수 있다. 입력 광 빔들과 제 1 및/또는 제 2 회절 엘리먼트들 간의 (시간적 또는 공간적 순서의 견지에서) 상호작용들의 초기(earlier) 부분 및 후속(later) 부분은, 2514B에서, 상이한 회절 효율들을 갖는 접안 렌즈의 하나 또는 그 초과의 컴포넌트들의 회절 효율을 램프함으로써 제어될 수 있다. 이들 실시예들에서, 접안 렌즈 컴포넌트들의 회절 효율은, 광선들과 구조들 사이의 초기 상호작용이, 광이 전파되는 동안 접안 렌즈를 통한 이미지 필드 휘도 분배의 감소를 감소시키거나 제거하기 위해 추후 상호작용보다 이용 가능한 광을 덜 사용하도록 램프될 수 있다.
[00182]
격자 회절 효율은 또한, 2516B에서, 제 1 및/또는 제 2 회절 엘리먼트들을 준비할 때 레코딩 빔 세기들 또는 레코딩 빔 세기들의 비를 적어도 변조함으로써 제 1 및/또는 제 2 회절 엘리먼트들에 대해 분배될 수 있다. 프로젝팅된 이미지들의 시간-멀티플렉싱된 분배는, 2518B에서, 제 1 및/또는 제 2 회절 엘리먼트들에 대해 스위칭 가능한 회절 엘리먼트들을 사용함으로써 다중 초점면 이미지 엘리먼트들에 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, PDLC(polymer-dispersed liquid crystal) 컴포넌트는 2520B에서, 제 1 및/또는 제 2 회절 엘리먼트들에 대해 식별될 수 있다. PDLC 컴포넌트들을 포함하는 일부 실시예들에서, PDLC 컴포넌트들에 대한 호스트 매체는 2522B에서 식별될 수 있고, PDLC 컴포넌트들의 호스트 매체에서의 구조적 엘리먼트들은 2524B에서 식별될 수 있다.
[00183]
호스트 매체 또는 구조적 엘리먼트들의 굴절률은 2532B에서, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들을 수용하는 기판의 굴절률과 불일치하는 인덱스가 되도록 결정될 수 있다. 즉, 호스트 매체 또는 구조적 엘리먼트들의 굴절률은 이들 실시예들에서, 기판의 굴절률과 상이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 단일-층 구조는 2526B에서 식별될 수 있고, 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들은 2528B에서, 단일-층 구조에서 식별되거나 강구될 수 있다. 단일-층 구조에 있어서, 접안 렌즈의 적어도 일부에서의 입력 광 빔들의 전파의 회절에서의 크로스토크는 2530B에서, 단일-층 구조에서 제 1 및 제 2 회절 엘리먼트들을 적어도 멀티플렉싱함으로써 감소될 수 있다.
[00184]
위의 명세서에서, 본 발명은 특정 실시예들을 참조하여 설명되었다. 그러나 본 발명의 광범위한 사상 및 범위로부터 벗어남 없이, 다양한 수정 및 변경들이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 예를 들어, 위에서-설명된 프로세스 흐름들은 프로세스 동작들의 특정 순서를 참조하여 설명된다. 그러나 설명된 프로세스 대부분의 순서는 본 발명의 범위 또는 동작에 영향을 미치지 않고 변경될 수 있다. 따라서, 명세서와 도면은 한정의 의미로서가 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
Claims (45)
- 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 방법으로서,
인-커플링 광학 엘리먼트(in-coupling optic element)를 사용함으로써 입력 광 빔들을 접안 렌즈의 기판으로 투과시키는 단계;
상기 접안 렌즈의 제 1 층 상의 적어도 제 1 회절 엘리먼트들을 사용함으로써 상기 제 1 층 상의 제 2 회절 엘리먼트들을 향해 상기 입력 광 빔들의 제 1 부분을 편향시키는 단계; 및
상기 제 1 층 상의 제 2 회절 엘리먼트들로 상기 입력 광 빔들의 제 1 부분의 일부를 편향시킴으로써 시청자(viewer)를 향해 제 1 출사광 빔들을 지향시키는 단계를 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 접안 렌즈의 기판 내에서 상기 입력 광 빔들의 잔여 부분을 투과시키는 단계;
상기 제 1 층의 제 1 회절 엘리먼트들을 사용함으로써 상기 제 2 회절 엘리먼트들을 향해 상기 입력 광 빔들의 잔여 부분 중 일부를 편향시키는 단계; 및
상기 제 1 층 상의 제 2 회절 엘리먼트들로 상기 입력 광 빔들의 잔여 부분의 일부를 편향시킴으로써 상기 시청자를 향해 제 2 출사광 빔들을 지향시키는 단계를 더 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 접안 렌즈의 기판 내에서 상기 입력 광 빔들의 제 1 부분의 잔여 부분을 투과시키는 단계; 및
상기 제 1 부분의 잔여 부분이 상기 제 1 층 상의 상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들과 상호작용하게 함으로써 상기 시청자를 향해 부가적인 출사광 빔들을 지향시키는 단계를 더 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 방법.
- 제 1 항에 있어서,
하나 또는 그 초과의 제어 신호들을 사용함으로써 상기 접안 렌즈의 제 2 층을 동적으로 스위칭 온(switching on)하는 단계 ― 상기 제 2 층은 제 3 회절 엘리먼트들 및 제 4 회절 엘리먼트들을 포함함 ― ; 및
상기 제 2 층 상의 적어도 제 3 회절 엘리먼트들 및 제 4 회절 엘리먼트들을 사용함으로써 상기 입력 광 빔들로부터 상기 시청자를 향해 상기 출사광 빔들을 지향시키는 단계를 더 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 층은 제 1 초점 길이와 연관된 제 1 초점면을 호스트(host)하고, 상기 제 1 출사광 빔들은 상기 제 1 초점면에서 나오는 것으로 상기 사용자에게 나타나는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제 2 층은 제 2 초점 길이와 연관된 제 2 초점면을 호스트하고, 상기 출사광 빔들은 상기 제 2 초점면에서 나오는 것으로 상기 사용자에게 나타나는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트들(surface-relief type diffractive elements), 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들, 또는 상기 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트들 및 상기 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들의 조합을 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 방법.
- 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치로서,
기판을 포함하는 접안 렌즈;
상기 기판으로 입력 광 빔들을 투과시키기 위한 인-커플링 광학 엘리먼트; 및
상기 인-커플링 광학 엘리먼트에 동작 가능하게 커플링되고 상기 기판의 하나 또는 그 초과의 측들 상에 배치되는 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들을 포함하는 기판의 제 1 층을 포함하며,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들은, 선형 회절 엘리먼트들 및 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들을 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 상기 제 1 층 상에서 동일 평면 어레인지먼트(co-planar arrangement)로 배열되는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 상기 제 1 층의 양 측들 상에서 폴딩 또는 오버레이되는 어레인지먼트(folded or overlaid arrangement)로 배열되는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 상기 제 1 층에 부착된 단일의 분리 불가능한 층에 배열되는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 상기 단일의 분리 불가능한 층에서의 단일 레코딩으로 생성되는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치.
- 제 8 항에 있어서,
하나 또는 그 초과의 제 2 층들을 더 포함하고,
상기 제 1 층 및 상기 하나 또는 그 초과의 제 2 층들은 온-상태와 오프-상태 사이에서 동적으로 스위칭 가능하며, 상기 하나 또는 그 초과의 제 2 층들은 서로의 상부에 스택(stack)되는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치.
- 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 층 또는 상기 하나 또는 그 초과의 제 2 층들은 적어도 하나의 폴리머-분산형 액정 층(polymer-dispersed liquid crystal layer)을 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들(volumetric-phase type diffractive elements)을 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트들(surface-relief type diffractive elements)을 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트들 및 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들 둘 다를 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치.
- 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 구현하기 위한 방법으로서,
접안 렌즈에 대한 제 1 기판을 식별 또는 제조하는 단계;
하나 또는 그 초과의 제 1 막들 상에서 제 1 회절 엘리먼트들 및 제 2 회절 엘리먼트들을 식별 또는 제조하는 단계 ― 상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 선형 회절 엘리먼트들 및 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들을 포함함 ― ;
상기 제 1 기판 상에 상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들을 포함하는 하나 또는 그 초과의 제 1 막들을 배치하는 단계; 및
입력 광 소스로부터의 입력 광 빔들을 상기 제 1 기판으로 투과시키도록 상기 접안 렌즈 내에 인-커플링 광학 엘리먼트를 통합시키는 단계를 포함하고,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 상기 입력 광 빔들의 적어도 일부를 편향시키기 위해 상기 인-커플링 광학 엘리먼트에 동작 가능하게 커플링되는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 구현하기 위한 방법.
- 제 18 항에 있어서,
상기 제 1 기판 상에 상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들을 포함하는 하나 또는 그 초과의 제 1 막들을 배치하는 단계는,
상기 제 1 기판의 한 측 상에 동일 평면 어레인지먼트로 상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 배열하는 단계;
상기 제 1 기판의 하나 또는 양 측들 상에 폴딩 또는 오버레이되는 어레인지먼트로 상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들을 배열하는 단계; 및
상기 제 1 기판의 한 측 상에 배치된 단일의 분리 불가능한 층 상에 상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들을 멀티플렉싱하는 단계 중 하나를 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 구현하기 위한 방법.
- 제 18 항에 있어서,
상기 접안 렌즈에 대한 제 2 기판을 식별 또는 제조하는 단계;
하나 또는 그 초과의 제 2 막들 상에서 제 3 회절 엘리먼트들 및 제 4 회절 엘리먼트들을 식별 또는 제조하는 단계 ― 상기 제 3 회절 엘리먼트들 및 상기 제 4 회절 엘리먼트들은 상기 선형 회절 엘리먼트들 및 상기 원형 또는 방사상 대칭 회절 엘리먼트들을 포함함 ― ; 및
상기 제 2 기판 상에 상기 제 3 회절 엘리먼트들 및 상기 제 4 회절 엘리먼트들을 포함하는 하나 또는 그 초과의 제 2 막들을 배치하는 단계를 더 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 구현하기 위한 방법.
- 제 20 항에 있어서,
상기 제 1 기판 상에 상기 제 2 기판을 배치하는 단계를 더 포함하고,
상기 제 1 기판 상의 상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 기판 상의 상기 제 3 회절 엘리먼트들 및 상기 제 4 회절 엘리먼트들은 전기 전압들 또는 전류들을 사용함으로써 온-상태와 오프-상태 사이에서 동적으로 스위칭 가능한,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 구현하기 위한 방법.
- 제 20 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 제 1 막들 및 상기 하나 또는 그 초과의 제 2 막들 중 적어도 하나는 폴리머-분산형 액정 층을 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 구현하기 위한 방법.
- 제 18 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트들, 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들, 또는 상기 표면-릴리프 유형 회절 엘리먼트들 및 상기 체적-위상 유형 회절 엘리먼트들의 조합을 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 구현하기 위한 방법.
- 제 18 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 체적 위상 회절 엘리먼트들 및 표면 릴리프 구조들의 조합을 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 구현하기 위한 방법.
- 제 18 항에 있어서,
상기 제 1 기판은 단일 층 호스트 투명 또는 반투명 유전체 호스트 매체를 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 구현하기 위한 방법.
- 제 18 항에 있어서,
상기 제 1 기판은 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위해 상기 입력 광 빔들의 적어도 일부에 대한 도파관을 공동으로 형성하도록 서로 커플링되는 반투명 또는 투명 호스트 매체들의 2개 또는 그 초과의 층들을 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 구현하기 위한 방법.
- 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법으로서,
인-커플링 광학 디바이스로부터 입력 광 빔들을 수신하는 단계;
상기 장치의 접안 렌즈의 제 1 회절 엘리먼트들로 제 2 회절 엘리먼트들을 향한 제 1 방향으로, 상기 인-커플링 광학 디바이스로부터의 입력 광 빔들의 제 1 부분을 편향시키는 단계 ― 상기 제 1 회절 엘리먼트들은 미리 결정된 회절 효율 및 상기 입력 광 빔들의 전파의 방향에 대한 제 1 배향을 가짐 ― ; 및
관찰자에 대한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위해 제 2 배향을 갖는 제 2 회절 엘리먼트들을 통해 상기 입력 광 빔들의 제 2 부분을 전파시키는 단계를 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 27 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 또는 상기 제 2 회절 엘리먼트들 중 적어도 하나는, 단일-층 호스트 매체 또는 호스트 매체들의 2개 또는 그 초과의 별도의 층들을 갖는 기판 상에 상기 제 1 회절 엘리먼트들 또는 상기 제 2 회절 엘리먼트들을 레코딩하기 위해 적어도 체적 위상 기술들로 제조된 체적 홀로그램들(volumetric holograms)을 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 27 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 또는 상기 제 2 회절 엘리먼트들 또는 상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들 둘 다의 조합의 회절 효율을 적어도 변조함으로써 상기 스테레오스코픽 이미지의 아티팩트들(artifacts)을 감소시키는 단계를 더 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 27 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들은 출사동 확장 구조들 또는 확장기를 포함하고, 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 직교하는 동공 확장(orthogonal pupil expansion) 구조들 또는 확장기들을 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 27 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 또는 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 건식-프로세스 포토폴리머 재료를 포함하는 호스트 매체를 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 31 항에 있어서,
상기 호스트 매체는 단일-층 포토폴리머 재료, 단일-층 할로겐화 은 또는 단일-층 폴리머-분산형 액정 혼합 재료를 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 27 항에 있어서,
상기 입력 광 빔들의 적어도 제 1 부분의 제 1 광파-프론트들(light wave-fronts)을 적어도 연속적으로 재지향시키고 내부 전반사(total internal reflection)를 통해 상기 입력 광 빔들의 적어도 제 2 부분과 아웃-커플링(out-coupling)함으로써 상기 입력 광 빔들의 전파를 안내하는 단계를 더 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 27 항에 있어서,
상이한 회절 효율들을 갖는 접안 렌즈 내의 하나 또는 그 초과의 컴포넌트들의 회절 효율을 적어도 램프(ramp)함으로써 상기 입력 광 빔들과 상기 제 1 회절 엘리먼트들 및/또는 상기 제 2 회절 엘리먼트들 사이의 초기 및 추후 상호작용들을 제어하는 단계를 더 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 27 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및/또는 상기 제 2 회절 엘리먼트들을 준비할 때 레코딩 빔 세기들 또는 상기 레코딩 빔 세기들의 비를 적어도 변조함으로써 상기 제 1 회절 엘리먼트들 및/또는 상기 제 2 회절 엘리먼트들에 대한 격자 회절 효율(grating diffraction efficiency)을 분배하는 단계를 더 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 27 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 또는 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 표면-릴리프 구조들을 사용하지 않고 제조되거나 식별되는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 27 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및/또는 상기 제 2 회절 엘리먼트들에 대해 스위칭 가능한 회절 엘리먼트들을 사용함으로써 다중 초점면 이미징 엘리먼트들에 프로젝팅된 이미지들의 시간-멀티플렉싱된 분배를 제공하는 단계를 더 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 27 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 또는 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 PDLC(polymer-dispersed liquid crystal) 컴포넌트들을 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 38 항에 있어서,
상기 PDLC(polymer-dispersed liquid crystal) 컴포넌트들을 식별하는 단계;
상기 PDLC 컴포넌트들에 대한 호스트 매체를 식별하는 단계;
상기 PDLC 컴포넌트들의 호스트 매체에서 구조적 엘리먼트들을 식별하는 단계; 및
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및/또는 상기 제 2 회절 엘리먼트들이 배치되는 기판의 제 1 굴절률과 일치하지 않는 인덱스로 상기 호스트 매체 또는 상기 구조적 엘리먼트들의 굴절률을 결정하는 단계를 더 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 27 항에 있어서,
단일-층 구조를 식별하는 단계;
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들 모두를 단일-층 구조로 제조하거나 식별하는 단계; 및
상기 접안 렌즈의 적어도 일부에서 상기 입력 광 빔들의 전파의 회절에서의 크로스토크를 감소시키기 위해 상기 단일-층 구조의 상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들을 멀티플렉싱하는 단계를 더 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 27 항에 있어서,
상기 제 1 회절 엘리먼트들 및 상기 제 2 회절 엘리먼트들은 기판에 또는 그 상에 배치되고 체적 위상 회절 엘리먼트들 및 표면 릴리프 구조들의 조합을 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 41 항에 있어서,
상기 기판은 단일 층 호스트 투명 또는 반투명 유전체 호스트 매체를 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 제 27 항에 있어서,
상기 기판은 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위해 상기 입력 광 빔들의 적어도 일부에 대한 도파관을 공동으로 형성하도록 서로 커플링되는 반투명 또는 투명 호스트 매체들의 2개 또는 그 초과의 층들을 포함하는,
가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위한 장치를 이용하거나 강구하기 위한 방법.
- 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위해 제 18 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항의 방법들을 수행하기 위한 장치.
- 가상 현실 및/또는 증강 현실을 위한 스테레오스코픽 이미지들을 생성하기 위해 제 27 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항의 방법들을 수행하기 위한 장치.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201462005807P | 2014-05-30 | 2014-05-30 | |
| US62/005,807 | 2014-05-30 | ||
| PCT/US2015/033417 WO2015184413A1 (en) | 2014-05-30 | 2015-05-29 | Methods and systems for generating virtual content display with a virtual or augmented reality apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170015942A true KR20170015942A (ko) | 2017-02-10 |
| KR102193052B1 KR102193052B1 (ko) | 2020-12-18 |
Family
ID=54699943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020167037007A KR102193052B1 (ko) | 2014-05-30 | 2015-05-29 | 가상 또는 증강 현실 장치로 가상 콘텐츠 디스플레이를 생성하기 위한 방법들 및 시스템들 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US10175478B2 (ko) |
| EP (1) | EP3149539A4 (ko) |
| JP (4) | JP6577962B2 (ko) |
| KR (1) | KR102193052B1 (ko) |
| CN (2) | CN113253476B (ko) |
| AU (1) | AU2015266586B2 (ko) |
| CA (2) | CA2950432C (ko) |
| IL (2) | IL249088B (ko) |
| NZ (2) | NZ727350A (ko) |
| WO (1) | WO2015184413A1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190113933A (ko) * | 2017-02-15 | 2019-10-08 | 매직 립, 인코포레이티드 | 아티팩트 완화를 통합한 투사기 아키텍처 |
| WO2020184885A1 (ko) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | 주식회사 엘지화학 | 회절 도광판 |
| WO2022075820A1 (ko) * | 2020-10-08 | 2022-04-14 | 삼성전자주식회사 | 증강현실장치용 도파로의 회절광학소자 아키텍처 |
Families Citing this family (287)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0522968D0 (en) | 2005-11-11 | 2005-12-21 | Popovich Milan M | Holographic illumination device |
| GB0718706D0 (en) | 2007-09-25 | 2007-11-07 | Creative Physics Ltd | Method and apparatus for reducing laser speckle |
| US9335604B2 (en) | 2013-12-11 | 2016-05-10 | Milan Momcilo Popovich | Holographic waveguide display |
| US11726332B2 (en) | 2009-04-27 | 2023-08-15 | Digilens Inc. | Diffractive projection apparatus |
| 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 |
| WO2012136970A1 (en) | 2011-04-07 | 2012-10-11 | Milan Momcilo Popovich | Laser despeckler based on angular diversity |
| WO2016020630A2 (en) | 2014-08-08 | 2016-02-11 | Milan Momcilo Popovich | Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler |
| EP2748670B1 (en) | 2011-08-24 | 2015-11-18 | Rockwell Collins, Inc. | Wearable data display |
| US10670876B2 (en) | 2011-08-24 | 2020-06-02 | Digilens Inc. | Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler |
| CN102402005B (zh) * | 2011-12-06 | 2015-11-25 | 北京理工大学 | 自由曲面双焦面单目立体头盔显示器装置 |
| WO2013102759A2 (en) | 2012-01-06 | 2013-07-11 | Milan Momcilo Popovich | Contact image sensor using switchable bragg gratings |
| WO2013163347A1 (en) | 2012-04-25 | 2013-10-31 | Rockwell Collins, Inc. | Holographic wide angle display |
| US9456744B2 (en) | 2012-05-11 | 2016-10-04 | Digilens, Inc. | Apparatus for eye tracking |
| US9933684B2 (en) * | 2012-11-16 | 2018-04-03 | Rockwell Collins, Inc. | Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view having a specific light output aperture configuration |
| WO2014188149A1 (en) | 2013-05-20 | 2014-11-27 | Milan Momcilo Popovich | Holographic waveguide eye tracker |
| WO2015015138A1 (en) | 2013-07-31 | 2015-02-05 | Milan Momcilo Popovich | Method and apparatus for contact image sensing |
| US9915826B2 (en) | 2013-11-27 | 2018-03-13 | Magic Leap, Inc. | Virtual and augmented reality systems and methods having improved diffractive grating structures |
| US10175478B2 (en) * | 2014-05-30 | 2019-01-08 | Magic Leap, Inc. | Methods and systems for generating virtual content display with a virtual or augmented reality apparatus |
| US9857591B2 (en) | 2014-05-30 | 2018-01-02 | Magic Leap, Inc. | Methods and system for creating focal planes in virtual and augmented reality |
| NZ722903A (en) | 2014-01-31 | 2020-05-29 | Magic Leap Inc | Multi-focal display system and method |
| WO2015117043A1 (en) | 2014-01-31 | 2015-08-06 | Magic Leap, Inc. | Multi-focal display system and method |
| US11138793B2 (en) | 2014-03-14 | 2021-10-05 | Magic Leap, Inc. | Multi-depth plane display system with reduced switching between depth planes |
| US10430985B2 (en) | 2014-03-14 | 2019-10-01 | Magic Leap, Inc. | Augmented reality systems and methods utilizing reflections |
| NZ764950A (en) | 2014-05-30 | 2022-07-01 | Magic Leap Inc | Methods and system for creating focal planes in virtual and augmented reality |
| KR102205000B1 (ko) | 2014-05-30 | 2021-01-18 | 매직 립, 인코포레이티드 | 가상 및 증강 현실에 대한 어드레스 가능 포커스를 가진 자유형 광학 시스템을 사용하여 입체영상을 디스플레이하기 위한 방법들 및 시스템들 |
| US10359736B2 (en) | 2014-08-08 | 2019-07-23 | Digilens Inc. | Method for holographic mastering and replication |
| WO2016042283A1 (en) | 2014-09-19 | 2016-03-24 | Milan Momcilo Popovich | Method and apparatus for generating input images for holographic waveguide displays |
| US10423222B2 (en) | 2014-09-26 | 2019-09-24 | Digilens Inc. | Holographic waveguide optical tracker |
| CN107111204B (zh) | 2014-09-29 | 2021-02-09 | 奇跃公司 | 用于从波导中输出不同波长光的架构和方法 |
| EP3245551B1 (en) | 2015-01-12 | 2019-09-18 | DigiLens Inc. | Waveguide light field displays |
| US10437064B2 (en) | 2015-01-12 | 2019-10-08 | Digilens Inc. | Environmentally isolated waveguide display |
| JP6867947B2 (ja) | 2015-01-20 | 2021-05-12 | ディジレンズ インコーポレイテッド | ホログラフィック導波路ライダー |
| JP6746590B2 (ja) | 2015-01-26 | 2020-08-26 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | 改良された回折格子構造を有する仮想および拡張現実システムおよび方法 |
| US9632226B2 (en) | 2015-02-12 | 2017-04-25 | Digilens Inc. | Waveguide grating device |
| EP3062142B1 (en) | 2015-02-26 | 2018-10-03 | Nokia Technologies OY | Apparatus for a near-eye display |
| CN107530034A (zh) | 2015-03-16 | 2018-01-02 | 奇跃公司 | 增强现实脉冲血氧定量法 |
| WO2016146963A1 (en) | 2015-03-16 | 2016-09-22 | Popovich, Milan, Momcilo | Waveguide device incorporating a light pipe |
| US10591756B2 (en) | 2015-03-31 | 2020-03-17 | Digilens Inc. | Method and apparatus for contact image sensing |
| KR102359038B1 (ko) | 2015-06-15 | 2022-02-04 | 매직 립, 인코포레이티드 | 멀티플렉싱된 광 스트림들을 인-커플링하기 위한 광학 엘리먼트들을 가진 디스플레이 시스템 |
| CN108140259B (zh) | 2015-08-18 | 2022-06-14 | 奇跃公司 | 虚拟和增强现实系统和方法 |
| US10089526B2 (en) | 2015-08-21 | 2018-10-02 | Magic Leap, Inc. | Eyelid shape estimation |
| CN112836664A (zh) | 2015-08-21 | 2021-05-25 | 奇跃公司 | 使用眼睛姿态测量的眼睑形状估计 |
| EP4254145A3 (en) | 2015-09-16 | 2023-11-01 | Magic Leap, Inc. | Head pose mixing of audio files |
| CA2999261C (en) | 2015-09-23 | 2022-10-18 | Magic Leap, Inc. | Eye imaging with an off-axis imager |
| US10690916B2 (en) | 2015-10-05 | 2020-06-23 | Digilens Inc. | Apparatus for providing waveguide displays with two-dimensional pupil expansion |
| CN108369653B (zh) | 2015-10-16 | 2021-12-14 | 奇跃公司 | 使用眼睛特征的眼睛姿态识别 |
| EP3862852A1 (en) | 2015-10-20 | 2021-08-11 | Magic Leap, Inc. | Selecting virtual objects in a three-dimensional space |
| NZ742518A (en) | 2015-11-04 | 2019-08-30 | Magic Leap Inc | Dynamic display calibration based on eye-tracking |
| US11231544B2 (en) | 2015-11-06 | 2022-01-25 | Magic Leap, Inc. | Metasurfaces for redirecting light and methods for fabricating |
| CN108474879B (zh) * | 2016-01-06 | 2020-11-03 | 伊奎蒂公司 | 具有嵌入式二向色滤光器的双面成像光导 |
| US10466480B2 (en) | 2016-01-07 | 2019-11-05 | Magic Leap, Inc. | Virtual and augmented reality systems and methods having unequal numbers of component color images distributed across depth planes |
| KR20180102119A (ko) * | 2016-01-12 | 2018-09-14 | 매직 립, 인코포레이티드 | 가상/증강 현실 시스템에서 빔 각도 센서 |
| JP6952713B2 (ja) | 2016-01-19 | 2021-10-20 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | 反射を利用する拡張現実システムおよび方法 |
| CA3011637A1 (en) | 2016-01-19 | 2017-07-27 | Magic Leap, Inc. | Eye image collection, selection, and combination |
| EP3971874A1 (en) | 2016-01-29 | 2022-03-23 | Magic Leap, Inc. | Display for three-dimensional image |
| EP3398007A1 (en) | 2016-02-04 | 2018-11-07 | DigiLens, Inc. | Holographic waveguide optical tracker |
| CN114137729A (zh) | 2016-02-24 | 2022-03-04 | 奇跃公司 | 具有低光泄漏的偏振分束器 |
| CN114898675A (zh) | 2016-02-24 | 2022-08-12 | 奇跃公司 | 用于光发射器的低轮廓互连 |
| EP3420601B1 (en) | 2016-02-26 | 2023-08-02 | Magic Leap, Inc. | Optical system |
| EP3885803A1 (en) | 2016-02-26 | 2021-09-29 | Magic Leap, Inc. | Display system having a plurality of light pipes for a plurality of light emitters |
| CN108700712B (zh) | 2016-02-29 | 2020-10-13 | 奇跃公司 | 虚拟和增强现实系统及方法 |
| KR20180117181A (ko) | 2016-03-01 | 2018-10-26 | 매직 립, 인코포레이티드 | 상이한 파장들의 광을 도파관들로 입력하기 위한 반사성 스위칭 디바이스 |
| NZ756561A (en) | 2016-03-04 | 2023-04-28 | Magic Leap Inc | Current drain reduction in ar/vr display systems |
| NZ746021A (en) | 2016-03-07 | 2020-02-28 | Magic Leap Inc | Blue light adjustment for biometric security |
| US10867314B2 (en) | 2016-03-22 | 2020-12-15 | Magic Leap, Inc. | Head mounted display system configured to exchange biometric information |
| CN108780224B (zh) | 2016-03-24 | 2021-08-03 | 迪吉伦斯公司 | 用于提供偏振选择性全息波导装置的方法和设备 |
| AU2017238847A1 (en) | 2016-03-25 | 2018-10-04 | Magic Leap, Inc. | Virtual and augmented reality systems and methods |
| CA3018758A1 (en) | 2016-03-31 | 2017-10-05 | Magic Leap, Inc. | Interactions with 3d virtual objects using poses and multiple-dof controllers |
| KR20180125600A (ko) | 2016-04-07 | 2018-11-23 | 매직 립, 인코포레이티드 | 증강 현실을 위한 시스템들 및 방법들 |
| KR20220040511A (ko) | 2016-04-08 | 2022-03-30 | 매직 립, 인코포레이티드 | 가변 포커스 렌즈 엘리먼트들을 가진 증강 현실 시스템들 및 방법들 |
| EP3433658B1 (en) | 2016-04-11 | 2023-08-09 | DigiLens, Inc. | Holographic waveguide apparatus for structured light projection |
| US10067347B2 (en) * | 2016-04-13 | 2018-09-04 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Waveguides with improved intensity distributions |
| KR20240070723A (ko) | 2016-04-21 | 2024-05-21 | 매직 립, 인코포레이티드 | 시야 주위의 시각적 아우라 |
| CA3021964A1 (en) | 2016-04-26 | 2017-11-02 | Magic Leap, Inc. | Electromagnetic tracking with augmented reality systems |
| JP6961619B2 (ja) | 2016-05-06 | 2021-11-05 | マジック リープ, インコーポレイテッドMagic Leap, Inc. | 光を再指向させるための非対称格子を有するメタ表面および製造方法 |
| WO2017196879A1 (en) | 2016-05-09 | 2017-11-16 | Magic Leap, Inc. | Augmented reality systems and methods for user health analysis |
| WO2017196999A1 (en) | 2016-05-12 | 2017-11-16 | Magic Leap, Inc. | Wavelength multiplexing in waveguides |
| KR102407111B1 (ko) | 2016-05-20 | 2022-06-08 | 매직 립, 인코포레이티드 | 사용자 인터페이스 메뉴의 콘텍추얼 인식 |
| US10534954B2 (en) | 2016-06-03 | 2020-01-14 | Magic Leap, Inc. | Augmented reality identity verification |
| CN117028910A (zh) | 2016-06-10 | 2023-11-10 | 奇跃公司 | 纹理投射灯泡的积分点光源 |
| EP3472828B1 (en) | 2016-06-20 | 2022-08-10 | Magic Leap, Inc. | Augmented reality display system for evaluation and modification of neurological conditions, including visual processing and perception conditions |
| CN108885347B (zh) | 2016-06-20 | 2022-01-11 | 阿康尼亚全像有限责任公司 | 光瞳扩展 |
| EP3479160A4 (en) | 2016-06-30 | 2020-03-25 | Magic Leap, Inc. | ESTIMATE OF THE POSE IN A 3D SPACE |
| WO2018013199A1 (en) | 2016-07-14 | 2018-01-18 | Magic Leap, Inc. | Iris boundary estimation using cornea curvature |
| JP7001672B2 (ja) | 2016-07-14 | 2022-01-19 | マジック リープ， インコーポレイテッド | 虹彩識別のためのディープニューラルネットワーク |
| WO2018022521A1 (en) | 2016-07-25 | 2018-02-01 | Magic Leap, Inc. | Light field processor system |
| CN109791295A (zh) | 2016-07-25 | 2019-05-21 | 奇跃公司 | 使用增强和虚拟现实眼镜的成像修改、显示和可视化 |
| CA3032282A1 (en) | 2016-07-29 | 2018-02-01 | Magic Leap, Inc. | Secure exchange of cryptographically signed records |
| EP3497676A4 (en) | 2016-08-11 | 2020-03-25 | Magic Leap, Inc. | AUTOMATIC POSITIONING OF A VIRTUAL OBJECT IN A THREE-DIMENSIONAL SPACE |
| IL292025B2 (en) | 2016-08-12 | 2023-12-01 | Magic Leap Inc | Parosh is a flurry of words |
| NZ750551A (en) | 2016-08-22 | 2023-05-26 | Magic Leap Inc | Multi-layer diffractive eyepiece |
| US10108013B2 (en) * | 2016-08-22 | 2018-10-23 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Indirect-view augmented reality display system |
| WO2018039269A1 (en) | 2016-08-22 | 2018-03-01 | Magic Leap, Inc. | Augmented reality display device with deep learning sensors |
| KR102324728B1 (ko) * | 2016-09-07 | 2021-11-10 | 매직 립, 인코포레이티드 | 두꺼운 미디어를 포함하는 가상 현실, 증강 현실 및 혼합 현실 시스템들 및 관련된 방법들 |
| KR20210060676A (ko) | 2016-09-13 | 2021-05-26 | 매직 립, 인코포레이티드 | 감각 안경류 |
| JP6978493B2 (ja) | 2016-09-21 | 2021-12-08 | マジック リープ, インコーポレイテッドMagic Leap, Inc. | 射出瞳エクスパンダを伴う光学システムのためのシステムおよび方法 |
| EP3516630A4 (en) | 2016-09-22 | 2020-06-03 | Magic Leap, Inc. | SPECTROSCOPY WITH EXTENDED REALITY |
| WO2018058063A1 (en) | 2016-09-26 | 2018-03-29 | Magic Leap, Inc. | Calibration of magnetic and optical sensors in a virtual reality or augmented reality display system |
| CN114356098A (zh) | 2016-09-28 | 2022-04-15 | 奇跃公司 | 由可穿戴设备进行面部模型捕获 |
| RU2016138608A (ru) | 2016-09-29 | 2018-03-30 | Мэджик Лип, Инк. | Нейронная сеть для сегментации изображения глаза и оценки качества изображения |
| WO2018067603A1 (en) | 2016-10-04 | 2018-04-12 | Magic Leap, Inc. | Efficient data layouts for convolutional neural networks |
| KR102402467B1 (ko) | 2016-10-05 | 2022-05-25 | 매직 립, 인코포레이티드 | 혼합 현실 교정을 위한 안구주위 테스트 |
| US10436958B2 (en) | 2016-10-05 | 2019-10-08 | Magic Leap, Inc. | Fabricating non-uniform diffraction gratings |
| US11231584B2 (en) | 2016-10-21 | 2022-01-25 | Magic Leap, Inc. | System and method for presenting image content on multiple depth planes by providing multiple intra-pupil parallax views |
| EP4202840A1 (en) | 2016-11-11 | 2023-06-28 | Magic Leap, Inc. | Periocular and audio synthesis of a full face image |
| CA3043352A1 (en) | 2016-11-15 | 2018-05-24 | Magic Leap, Inc. | Deep learning system for cuboid detection |
| JP7037561B2 (ja) | 2016-11-16 | 2022-03-16 | マジック リープ， インコーポレイテッド | ウェアラブルコンポーネントのための熱管理システム |
| AU2017362344B2 (en) | 2016-11-16 | 2023-09-28 | Magic Leap, Inc. | Multi-resolution display assembly for head-mounted display systems |
| US11067860B2 (en) | 2016-11-18 | 2021-07-20 | Magic Leap, Inc. | Liquid crystal diffractive devices with nano-scale pattern and methods of manufacturing the same |
| KR102533671B1 (ko) | 2016-11-18 | 2023-05-16 | 매직 립, 인코포레이티드 | 공간 가변적 액정 회절 격자들 |
| JP7237830B2 (ja) | 2016-11-18 | 2023-03-13 | マジック リープ， インコーポレイテッド | 交差格子を用いた導波管光マルチプレクサ |
| KR102506485B1 (ko) | 2016-11-18 | 2023-03-03 | 매직 립, 인코포레이티드 | 넓은 입사 각도 범위들의 광을 방향전환시키기 위한 다중층 액정 회절 격자들 |
| CN114895467A (zh) | 2016-11-30 | 2022-08-12 | 奇跃公司 | 用于高分辨率数字显示的方法和系统 |
| US11513350B2 (en) | 2016-12-02 | 2022-11-29 | Digilens Inc. | Waveguide device with uniform output illumination |
| AU2017370555B2 (en) | 2016-12-05 | 2022-12-15 | Magic Leap, Inc. | Virtual user input controls in a mixed reality environment |
| US10531220B2 (en) | 2016-12-05 | 2020-01-07 | Magic Leap, Inc. | Distributed audio capturing techniques for virtual reality (VR), augmented reality (AR), and mixed reality (MR) systems |
| WO2018106963A1 (en) | 2016-12-08 | 2018-06-14 | Magic Leap, Inc. | Diffractive devices based on cholesteric liquid crystal |
| JP7071363B2 (ja) | 2016-12-13 | 2022-05-18 | マジック リープ， インコーポレイテッド | 偏光を送達し、グルコースレベルを決定するための拡張現実および仮想現実アイウェア、システム、および方法 |
| CA3046399A1 (en) | 2016-12-13 | 2018-06-21 | Magic Leap, Inc. | 3d object rendering using detected features |
| CN110291453B (zh) | 2016-12-14 | 2022-11-01 | 奇跃公司 | 使用具有表面对准图案的软压印复制对液晶图案化 |
| US11061224B2 (en) * | 2016-12-15 | 2021-07-13 | Fusao Ishii | Optics of wearable display to increase eye-box |
| US11036049B2 (en) | 2016-12-22 | 2021-06-15 | Magic Leap, Inc. | Systems and methods for manipulating light from ambient light sources |
| US10371896B2 (en) | 2016-12-22 | 2019-08-06 | Magic Leap, Inc. | Color separation in planar waveguides using dichroic filters |
| US10746999B2 (en) | 2016-12-28 | 2020-08-18 | Magic Leap, Inc. | Dual depth exit pupil expander |
| IL290002B2 (en) | 2016-12-29 | 2023-10-01 | Magic Leap Inc | Automatic control of a wearable display device based on external conditions |
| US10650552B2 (en) | 2016-12-29 | 2020-05-12 | Magic Leap, Inc. | Systems and methods for augmented reality |
| EP3343267B1 (en) | 2016-12-30 | 2024-01-24 | Magic Leap, Inc. | Polychromatic light out-coupling apparatus, near-eye displays comprising the same, and method of out-coupling polychromatic light |
| WO2018129398A1 (en) | 2017-01-05 | 2018-07-12 | Digilens, Inc. | Wearable heads up displays |
| WO2018129151A1 (en) | 2017-01-05 | 2018-07-12 | Magic Leap, Inc. | Patterning of high refractive index glasses by plasma etching |
| WO2018136892A1 (en) * | 2017-01-23 | 2018-07-26 | Magic Leap, Inc. | Eyepiece for virtual, augmented, or mixed reality systems |
| CN114200562A (zh) | 2017-01-27 | 2022-03-18 | 奇跃公司 | 由具有不同取向的纳米梁的超表面形成的衍射光栅 |
| JP7155129B2 (ja) | 2017-01-27 | 2022-10-18 | マジック リープ， インコーポレイテッド | メタ表面のための反射防止コーティング |
| US11347054B2 (en) | 2017-02-16 | 2022-05-31 | Magic Leap, Inc. | Systems and methods for augmented reality |
| CN110546549B (zh) | 2017-02-23 | 2022-06-07 | 奇跃公司 | 具有可变屈光力反射器的显示系统 |
| US11054581B2 (en) | 2017-03-01 | 2021-07-06 | Akonia Holographics Llc | Ducted pupil expansion |
| IL301886A (en) | 2017-03-14 | 2023-06-01 | Magic Leap Inc | Waveguides with light absorbing layers and processes for their creation |
| KR102302725B1 (ko) | 2017-03-17 | 2021-09-14 | 매직 립, 인코포레이티드 | 룸 레이아웃 추정 방법들 및 기술들 |
| US11073695B2 (en) | 2017-03-21 | 2021-07-27 | Magic Leap, Inc. | Eye-imaging apparatus using diffractive optical elements |
| KR102579249B1 (ko) | 2017-03-21 | 2023-09-15 | 매직 립, 인코포레이티드 | 공간 광 변조기들을 조명하기 위한 방법들, 디바이스들, 및 시스템들 |
| US11269144B2 (en) | 2017-03-21 | 2022-03-08 | Magic Leap, Inc. | Stacked waveguides having different diffraction gratings for combined field of view |
| CN115220156A (zh) | 2017-03-21 | 2022-10-21 | 奇跃公司 | 具有用于分体式光瞳的空间光调制器照射的显示系统 |
| CA3056899C (en) | 2017-03-21 | 2023-09-19 | Magic Leap, Inc. | Low-profile beam splitter |
| EP4020982A3 (en) | 2017-03-21 | 2022-09-21 | Magic Leap, Inc. | Depth sensing techniques for virtual, augmented, and mixed reality systems |
| KR20240046291A (ko) | 2017-03-22 | 2024-04-08 | 매직 립, 인코포레이티드 | 디스플레이 시스템들을 위한 깊이 기반 포비티드 렌더링 |
| IL269908B (en) | 2017-04-18 | 2022-07-01 | Magic Leap Inc | Glavo with reflective layers created by flowing reflective materials |
| CA3059234A1 (en) | 2017-04-19 | 2018-10-25 | Magic Leap, Inc. | Multimodal task execution and text editing for a wearable system |
| IL270146B1 (en) | 2017-04-27 | 2024-03-01 | Magic Leap Inc | Light emitting assembly for illuminating light patterns |
| US10412378B2 (en) * | 2017-05-08 | 2019-09-10 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Resonating optical waveguide using multiple diffractive optical elements |
| IL308323A (en) | 2017-05-16 | 2024-01-01 | Magic Leap Inc | Systems and methods for mixed reality |
| JP7190447B2 (ja) * | 2017-05-17 | 2022-12-15 | ビュージックス コーポレーション | ゾーン分割された回折格子を備えた固定焦点画像光ガイド |
| WO2018213801A1 (en) | 2017-05-19 | 2018-11-22 | Magic Leap, Inc. | Keyboards for virtual, augmented, and mixed reality display systems |
| KR102532191B1 (ko) | 2017-05-22 | 2023-05-12 | 매직 립, 인코포레이티드 | 컴패니언 디바이스와의 페어링 |
| IL270791B2 (en) | 2017-05-25 | 2023-10-01 | Magic Leap Inc | Double-sided stamping |
| US10222615B2 (en) | 2017-05-26 | 2019-03-05 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Optical waveguide with coherent light source |
| US10871806B2 (en) | 2017-05-30 | 2020-12-22 | Magic Leap, Inc. | Power supply assembly with fan assembly for electronic device |
| US11131807B2 (en) | 2017-05-31 | 2021-09-28 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Pupil expander with improved color uniformity |
| KR102670987B1 (ko) | 2017-05-31 | 2024-05-30 | 매직 립, 인코포레이티드 | 눈 추적 교정 기술들 |
| WO2018231784A1 (en) | 2017-06-12 | 2018-12-20 | Magic Leap, Inc. | Augmented reality display having multi-element adaptive lens for changing depth planes |
| US10338400B2 (en) | 2017-07-03 | 2019-07-02 | Holovisions LLC | Augmented reality eyewear with VAPE or wear technology |
| US10859834B2 (en) | 2017-07-03 | 2020-12-08 | Holovisions | Space-efficient optical structures for wide field-of-view augmented reality (AR) eyewear |
| US10908680B1 (en) | 2017-07-12 | 2021-02-02 | Magic Leap, Inc. | Pose estimation using electromagnetic tracking |
| AU2018308418A1 (en) | 2017-07-26 | 2020-01-16 | Magic Leap, Inc. | Training a neural network with representations of user interface devices |
| US10578870B2 (en) | 2017-07-26 | 2020-03-03 | Magic Leap, Inc. | Exit pupil expander |
| CA3068612A1 (en) | 2017-07-28 | 2019-01-31 | Magic Leap, Inc. | Fan assembly for displaying an image |
| US10521661B2 (en) | 2017-09-01 | 2019-12-31 | Magic Leap, Inc. | Detailed eye shape model for robust biometric applications |
| KR20200055704A (ko) | 2017-09-20 | 2020-05-21 | 매직 립, 인코포레이티드 | 눈 추적을 위한 개인화된 뉴럴 네트워크 |
| EP3685215B1 (en) | 2017-09-21 | 2024-01-03 | Magic Leap, Inc. | Augmented reality display with waveguide configured to capture images of eye and/or environment |
| JP7317003B2 (ja) | 2017-09-27 | 2023-07-28 | マジック リープ， インコーポレイテッド | 別個の位相および振幅変調器を伴う接眼３ｄディスプレイ |
| US11782273B2 (en) | 2017-10-04 | 2023-10-10 | Akonia Holographics Llc | Comb-shifted skew mirrors |
| US11733516B2 (en) | 2017-10-11 | 2023-08-22 | Magic Leap, Inc. | Augmented reality display comprising eyepiece having a transparent emissive display |
| JP7399084B2 (ja) | 2017-10-16 | 2023-12-15 | ディジレンズ インコーポレイテッド | ピクセル化されたディスプレイの画像分解能を倍増させるためのシステムおよび方法 |
| AU2018355446A1 (en) | 2017-10-26 | 2020-05-14 | Magic Leap, Inc. | Broadband adaptive lens assembly for augmented reality display |
| US11537895B2 (en) | 2017-10-26 | 2022-12-27 | Magic Leap, Inc. | Gradient normalization systems and methods for adaptive loss balancing in deep multitask networks |
| KR20200074172A (ko) | 2017-10-26 | 2020-06-24 | 매직 립, 인코포레이티드 | 액정 가변 초점 엘리먼트를 갖는 증강 현실 디스플레이 그리고 이를 형성하기 위한 롤투롤 방법 및 장치 |
| IL310847A (en) | 2017-10-27 | 2024-04-01 | Magic Leap Inc | A virtual network for augmented reality systems |
| WO2019099305A1 (en) | 2017-11-14 | 2019-05-23 | Magic Leap, Inc. | Meta-learning for multi-task learning for neural networks |
| KR20230152180A (ko) | 2017-12-10 | 2023-11-02 | 매직 립, 인코포레이티드 | 광학 도파관들 상의 반사―방지 코팅들 |
| CA3083105A1 (en) | 2017-12-11 | 2019-06-20 | Magic Leap, Inc. | Waveguide illuminator |
| US11380039B2 (en) | 2017-12-14 | 2022-07-05 | Magic Leap, Inc. | Contextual-based rendering of virtual avatars |
| WO2019118886A1 (en) | 2017-12-15 | 2019-06-20 | Magic Leap, Inc. | Enhanced pose determination for display device |
| AU2018386296B2 (en) | 2017-12-15 | 2023-11-23 | Magic Leap, Inc. | Eyepieces for augmented reality display system |
| CA3086206A1 (en) | 2017-12-20 | 2019-06-27 | Magic Leap, Inc. | Insert for augmented reality viewing device |
| FI129400B (en) * | 2017-12-22 | 2022-01-31 | Dispelix Oy | Diffractive waveguide element and diffractive waveguide display |
| JP7474696B2 (ja) | 2018-01-04 | 2024-04-25 | マジック リープ， インコーポレイテッド | 無機材料を組み込むポリマー構造に基づく光学要素 |
| WO2019136476A1 (en) | 2018-01-08 | 2019-07-11 | Digilens, Inc. | Waveguide architectures and related methods of manufacturing |
| EP3710893A4 (en) | 2018-01-08 | 2021-09-22 | Digilens Inc. | SYSTEMS AND METHODS FOR HIGH RATE RECORDING OF HOLOGRAPHIC NETWORKS IN WAVEGUIDE CELLS |
| WO2019143844A1 (en) | 2018-01-17 | 2019-07-25 | Magic Leap, Inc. | Eye center of rotation determination, depth plane selection, and render camera positioning in display systems |
| KR20200108857A (ko) | 2018-01-17 | 2020-09-21 | 매직 립, 인코포레이티드 | 디스플레이와 사용자의 눈들 사이의 정합을 결정하기 위한 디스플레이 시스템들 및 방법들 |
| US11567627B2 (en) | 2018-01-30 | 2023-01-31 | Magic Leap, Inc. | Eclipse cursor for virtual content in mixed reality displays |
| US10540941B2 (en) | 2018-01-30 | 2020-01-21 | Magic Leap, Inc. | Eclipse cursor for mixed reality displays |
| US10735649B2 (en) | 2018-02-22 | 2020-08-04 | Magic Leap, Inc. | Virtual and augmented reality systems and methods using display system control information embedded in image data |
| WO2019168673A1 (en) | 2018-02-27 | 2019-09-06 | Magic Leap, Inc. | Matching meshes for virtual avatars |
| WO2019168723A1 (en) | 2018-02-28 | 2019-09-06 | Magic Leap, Inc. | Head scan alignment using ocular registration |
| CA3139648A1 (en) | 2018-03-07 | 2019-09-12 | Magic Leap, Inc. | Visual tracking of peripheral devices |
| CN111886533A (zh) | 2018-03-12 | 2020-11-03 | 奇跃公司 | 基于倾斜阵列的显示器 |
| US10878620B2 (en) | 2018-03-14 | 2020-12-29 | Magic Leap, Inc. | Display systems and methods for clipping content to increase viewing comfort |
| EP3766039A4 (en) | 2018-03-15 | 2021-04-07 | Magic Leap, Inc. | IMAGE CORRECTION BY DEFORMING COMPONENTS OF A VIEWING DEVICE |
| CN112136094A (zh) | 2018-03-16 | 2020-12-25 | 奇跃公司 | 用于显示系统的基于深度的凹式渲染 |
| EP3765897B1 (en) | 2018-03-16 | 2024-01-17 | Digilens Inc. | Holographic waveguides incorporating birefringence control and methods for their fabrication |
| US10775618B2 (en) | 2018-03-16 | 2020-09-15 | Magic Leap, Inc. | Facial expressions from eye-tracking cameras |
| US11480467B2 (en) | 2018-03-21 | 2022-10-25 | Magic Leap, Inc. | Augmented reality system and method for spectroscopic analysis |
| WO2019204164A1 (en) | 2018-04-16 | 2019-10-24 | Magic Leap, Inc. | Systems and methods for cross-application authoring, transfer, and evaluation of rigging control systems for virtual characters |
| US11067805B2 (en) | 2018-04-19 | 2021-07-20 | Magic Leap, Inc. | Systems and methods for operating a display system based on user perceptibility |
| WO2019209431A1 (en) | 2018-04-23 | 2019-10-31 | Magic Leap, Inc. | Avatar facial expression representation in multidimensional space |
| WO2019213220A1 (en) | 2018-05-03 | 2019-11-07 | Magic Leap, Inc. | Using 3d scans of a physical subject to determine positions and orientations of joints for a virtual character |
| WO2019226554A1 (en) | 2018-05-22 | 2019-11-28 | Magic Leap, Inc. | Skeletal systems for animating virtual avatars |
| US10861242B2 (en) | 2018-05-22 | 2020-12-08 | Magic Leap, Inc. | Transmodal input fusion for a wearable system |
| CN110554593B (zh) * | 2018-05-31 | 2021-01-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 全息光学元件及其制作方法、像重建方法、增强现实眼镜 |
| WO2019231850A1 (en) | 2018-05-31 | 2019-12-05 | Magic Leap, Inc. | Radar head pose localization |
| US11157159B2 (en) | 2018-06-07 | 2021-10-26 | Magic Leap, Inc. | Augmented reality scrollbar |
| EP3807710B1 (en) | 2018-06-18 | 2024-01-17 | Magic Leap, Inc. | Augmented reality display with frame modulation functionality |
| WO2019246044A1 (en) | 2018-06-18 | 2019-12-26 | Magic Leap, Inc. | Head-mounted display systems with power saving functionality |
| WO2020005757A1 (en) | 2018-06-26 | 2020-01-02 | Magic Leap, Inc. | Waypoint creation in map detection |
| US11579441B2 (en) | 2018-07-02 | 2023-02-14 | Magic Leap, Inc. | Pixel intensity modulation using modifying gain values |
| US11669726B2 (en) | 2018-07-02 | 2023-06-06 | Magic Leap, Inc. | Methods and systems for interpolation of disparate inputs |
| US11856479B2 (en) | 2018-07-03 | 2023-12-26 | Magic Leap, Inc. | Systems and methods for virtual and augmented reality along a route with markers |
| CN112673298A (zh) | 2018-07-05 | 2021-04-16 | 奇跃公司 | 用于头戴式显示系统的基于波导的照明 |
| CN112424671B (zh) | 2018-07-13 | 2023-10-27 | 奇跃公司 | 用于显示双目变形补偿的系统和方法 |
| US11966055B2 (en) | 2018-07-19 | 2024-04-23 | Magic Leap, Inc. | Content interaction driven by eye metrics |
| WO2020023404A1 (en) | 2018-07-24 | 2020-01-30 | Magic Leap, Inc. | Flicker mitigation when toggling eyepiece display illumination in augmented reality systems |
| USD918176S1 (en) | 2018-07-24 | 2021-05-04 | Magic Leap, Inc. | Totem controller having an illumination region |
| WO2020023543A1 (en) | 2018-07-24 | 2020-01-30 | Magic Leap, Inc. | Viewing device with dust seal integration |
| CN112689869A (zh) | 2018-07-24 | 2021-04-20 | 奇跃公司 | 用于确定显示器与用户的眼睛之间的配准的显示系统和方法 |
| USD930614S1 (en) | 2018-07-24 | 2021-09-14 | Magic Leap, Inc. | Totem controller having an illumination region |
| JP7418400B2 (ja) | 2018-07-24 | 2024-01-19 | マジック リープ， インコーポレイテッド | 再バウンス誘発光損失の軽減を伴う回折光学要素および関連システムおよび方法 |
| USD924204S1 (en) | 2018-07-24 | 2021-07-06 | Magic Leap, Inc. | Totem controller having an illumination region |
| US11402801B2 (en) | 2018-07-25 | 2022-08-02 | Digilens Inc. | Systems and methods for fabricating a multilayer optical structure |
| US10950024B2 (en) | 2018-07-27 | 2021-03-16 | Magic Leap, Inc. | Pose space dimensionality reduction for pose space deformation of a virtual character |
| WO2020028834A1 (en) | 2018-08-02 | 2020-02-06 | Magic Leap, Inc. | A viewing system with interpupillary distance compensation based on head motion |
| EP3830674A4 (en) | 2018-08-03 | 2022-04-20 | Magic Leap, Inc. | DEPTH PLANE SELECTION OF MULTI-DEPTH PLAN DISPLAY SYSTEMS BY USER CATEGORIZATION |
| CN112789544B (zh) | 2018-08-03 | 2023-06-30 | 奇跃公司 | 图腾在用户交互系统中的融合姿势的基于未融合姿势的漂移校正 |
| US11103763B2 (en) | 2018-09-11 | 2021-08-31 | Real Shot Inc. | Basketball shooting game using smart glasses |
| US11141645B2 (en) | 2018-09-11 | 2021-10-12 | Real Shot Inc. | Athletic ball game using smart glasses |
| EP3850420A4 (en) | 2018-09-14 | 2021-11-10 | Magic Leap, Inc. | SYSTEMS AND PROCEDURES FOR EXTERNAL LIGHT MANAGEMENT |
| USD950567S1 (en) | 2018-09-18 | 2022-05-03 | Magic Leap, Inc. | Mobile computing support system having an illumination region |
| USD955396S1 (en) | 2018-09-18 | 2022-06-21 | Magic Leap, Inc. | Mobile computing support system having an illumination region |
| USD934872S1 (en) | 2018-09-18 | 2021-11-02 | Magic Leap, Inc. | Mobile computing support system having an illumination region |
| USD934873S1 (en) | 2018-09-18 | 2021-11-02 | Magic Leap, Inc. | Mobile computing support system having an illumination region |
| CA3115076A1 (en) | 2018-10-08 | 2020-04-16 | E-Vision Smart Optics, Inc. | Augmented reality device with adjustable electroactive beam splitter |
| US11157090B2 (en) | 2018-10-26 | 2021-10-26 | Magic Leap, Inc. | Ambient electromagnetic distortion correction for electromagnetic tracking |
| JP7187987B2 (ja) * | 2018-10-31 | 2022-12-13 | セイコーエプソン株式会社 | 表示装置 |
| JP2020071429A (ja) * | 2018-11-01 | 2020-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | 表示装置 |
| US10890770B2 (en) * | 2018-11-15 | 2021-01-12 | Facebook Technologies, Llc | Waveguide having partial reflector |
| JP2022507392A (ja) | 2018-11-16 | 2022-01-18 | マジック リープ， インコーポレイテッド | 接眼レンズのための重畳された回折格子 |
| EP3884337A4 (en) | 2018-11-20 | 2022-08-17 | Magic Leap, Inc. | EYEPIECES FOR AN AUGMENTED REALITY DISPLAY SYSTEM |
| EP3887887A4 (en) * | 2018-11-30 | 2022-01-19 | Magic Leap, Inc. | METHODS AND SYSTEMS FOR HIGH EFFICIENCY OCULAR IN AUGMENTED REALITY DEVICES |
| EP3887925A4 (en) | 2018-11-30 | 2022-08-17 | Magic Leap, Inc. | MULTIMODAL HANDHELD LOCATION AND ORIENTATION TO AVATAR MOVEMENT |
| US11067811B2 (en) | 2019-01-11 | 2021-07-20 | Facebook Technologies, Llc | Volume bragg gratings for near-eye waveguide display |
| JP7431246B2 (ja) | 2019-01-25 | 2024-02-14 | マジック リープ， インコーポレイテッド | 異なる露光時間を有する画像を使用した眼追跡 |
| JP2022520472A (ja) | 2019-02-15 | 2022-03-30 | ディジレンズ インコーポレイテッド | 統合された格子を使用してホログラフィック導波管ディスプレイを提供するための方法および装置 |
| JP2022521974A (ja) | 2019-02-28 | 2022-04-13 | マジック リープ， インコーポレイテッド | 光エミッタアレイによって形成される複数の瞳孔内視差ビューを使用して可変遠近調節キューを提供するためのディスプレイシステムおよび方法 |
| JP2022525165A (ja) | 2019-03-12 | 2022-05-11 | ディジレンズ インコーポレイテッド | ホログラフィック導波管バックライトおよび関連する製造方法 |
| JP2022523852A (ja) | 2019-03-12 | 2022-04-26 | マジック リープ， インコーポレイテッド | 第１および第２の拡張現実ビューア間でのローカルコンテンツの位置合わせ |
| WO2020214272A1 (en) | 2019-04-15 | 2020-10-22 | Magic Leap, Inc. | Sensor fusion for electromagnetic tracking |
| EP3977182A4 (en) | 2019-05-24 | 2022-08-24 | Magic Leap, Inc. | VARIABLE FOCAL SETS |
| USD962981S1 (en) | 2019-05-29 | 2022-09-06 | Magic Leap, Inc. | Display screen or portion thereof with animated scrollbar graphical user interface |
| EP3980825A4 (en) | 2019-06-07 | 2023-05-03 | Digilens Inc. | WAVEGUIDES INCORPORATING TRANSPARENT AND REFLECTIVE GRATINGS AND METHODS OF MAKING THEREOF |
| WO2020257469A1 (en) | 2019-06-20 | 2020-12-24 | Magic Leap, Inc. | Eyepieces for augmented reality display system |
| US11067821B2 (en) | 2019-07-08 | 2021-07-20 | Facebook Technologies, Llc | Apodized optical elements for optical artifact reduction |
| US11609424B2 (en) * | 2019-07-08 | 2023-03-21 | Meta Platforms Technologies, Llc | Apodized reflective optical elements for eye-tracking and optical artifact reduction |
| WO2021007134A1 (en) * | 2019-07-08 | 2021-01-14 | Facebook Technologies, Llc | Apodized optical elements for optical artifact reduction |
| US11029805B2 (en) | 2019-07-10 | 2021-06-08 | Magic Leap, Inc. | Real-time preview of connectable objects in a physically-modeled virtual space |
| JP2022540675A (ja) | 2019-07-16 | 2022-09-16 | マジック リープ， インコーポレイテッド | １つ以上の眼追跡カメラを用いた眼回転中心の決定 |
| EP4004646A4 (en) | 2019-07-29 | 2023-09-06 | Digilens Inc. | METHODS AND APPARATUS FOR MULTIPLYING THE IMAGE RESOLUTION AND FIELD OF VIEW OF A PIXELATED DISPLAY SCREEN |
| US20210055551A1 (en) * | 2019-08-23 | 2021-02-25 | Facebook Technologies, Llc | Dispersion compensation in volume bragg grating-based waveguide display |
| EP4022370A4 (en) | 2019-08-29 | 2023-08-30 | Digilens Inc. | VACUUM BRAGG GRATINGS AND METHODS OF MANUFACTURING |
| CN110824721B (zh) * | 2019-09-24 | 2021-11-23 | 杭州驭光光电科技有限公司 | 衍射光学组件的设计方法及衍射光学组件 |
| WO2021097323A1 (en) | 2019-11-15 | 2021-05-20 | Magic Leap, Inc. | A viewing system for use in a surgical environment |
| CN114945947A (zh) | 2019-11-18 | 2022-08-26 | 奇跃公司 | 可通行世界的映射和定位 |
| USD941307S1 (en) | 2019-12-09 | 2022-01-18 | Magic Leap, Inc. | Portion of a display screen with graphical user interface for guiding graphics |
| USD940189S1 (en) | 2019-12-09 | 2022-01-04 | Magic Leap, Inc. | Portion of a display screen with transitional graphical user interface for guiding graphics |
| USD940749S1 (en) | 2019-12-09 | 2022-01-11 | Magic Leap, Inc. | Portion of a display screen with transitional graphical user interface for guiding graphics |
| USD940748S1 (en) | 2019-12-09 | 2022-01-11 | Magic Leap, Inc. | Portion of a display screen with transitional graphical user interface for guiding graphics |
| USD941353S1 (en) | 2019-12-09 | 2022-01-18 | Magic Leap, Inc. | Portion of a display screen with transitional graphical user interface for guiding graphics |
| USD952673S1 (en) | 2019-12-09 | 2022-05-24 | Magic Leap, Inc. | Portion of a display screen with transitional graphical user interface for guiding graphics |
| US11709363B1 (en) | 2020-02-10 | 2023-07-25 | Avegant Corp. | Waveguide illumination of a spatial light modulator |
| EP4111252A1 (en) * | 2020-02-24 | 2023-01-04 | Microsoft Technology Licensing, LLC | Pupil expander with improved color uniformity |
| EP4137569A4 (en) | 2020-04-17 | 2024-05-15 | Godo Shusei Kk | PACKAGED LACTASE SOLUTION |
| IL299775A (en) | 2020-07-15 | 2023-03-01 | Magic Leap Inc | Eye tracking using an aspheric cornea model |
| US11852829B2 (en) | 2020-08-07 | 2023-12-26 | Magic Leap, Inc. | Tunable cylindrical lenses and head-mounted display including the same |
| WO2022045707A1 (en) | 2020-08-25 | 2022-03-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Augmented reality device based on waveguide with holographic diffractive grating structure and apparatus for recording the holographic diffractive grating structure |
| EP4222551A1 (en) | 2020-09-29 | 2023-08-09 | Avegant Corp. | An architecture to illuminate a display panel |
| WO2022086002A1 (en) * | 2020-10-20 | 2022-04-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Waveguide structure with segmented diffractive optical elements and near-eye display apparatus employing the same |
| CN117716274A (zh) * | 2021-06-25 | 2024-03-15 | 交互数字Ce专利控股有限公司 | 出射瞳孔扩展器泄漏消除 |
| CN114554179B (zh) * | 2022-02-24 | 2023-08-15 | 北京蜂巢世纪科技有限公司 | 基于目标模型的自动拍摄方法、系统、终端及存储介质 |
| WO2023188701A1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光学系及び画像表示装置 |
| CN115877560B (zh) * | 2023-03-08 | 2023-06-16 | 杭州光粒科技有限公司 | 一种激光扫描成像模组及装置、ar显示设备 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009101236A1 (en) * | 2008-02-13 | 2009-08-20 | Nokia Corporation | Display device and a method for illuminating a light modulator array of a display device |
| WO2010032700A1 (ja) * | 2008-09-17 | 2010-03-25 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ |
| JP2012042654A (ja) * | 2010-08-18 | 2012-03-01 | Sony Corp | 表示装置 |
| US20140140654A1 (en) * | 2012-11-16 | 2014-05-22 | Sbg Labs, Inc. | Transparent waveguide display |
Family Cites Families (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2240968A1 (de) | 1972-08-21 | 1974-03-07 | Leitz Ernst Gmbh | Optisches verfahren zur messung der relativen verschiebung eines beugungsgitters sowie einrichtungen zu seiner durchfuehrung |
| JPH0483204A (ja) * | 1990-07-26 | 1992-03-17 | Omron Corp | 複合グレーティング・カプラおよびその作製方法 |
| US5786910A (en) * | 1995-05-11 | 1998-07-28 | Advanced Deposition Technologies, Inc. | Pattern metallized optical varying security devices |
| JPH11194207A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-07-21 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 回折型フィルタ |
| ATE254291T1 (de) * | 1998-04-02 | 2003-11-15 | Elop Electrooptics Ind Ltd | Optische holographische vorrichtungen |
| US6525847B2 (en) * | 1999-06-16 | 2003-02-25 | Digilens, Inc. | Three dimensional projection systems based on switchable holographic optics |
| US6651886B2 (en) * | 2001-04-13 | 2003-11-25 | Symbol Technologies, Inc. | Optical code readers with holographic optical elements |
| JP4565482B2 (ja) * | 2001-05-30 | 2010-10-20 | 大日本印刷株式会社 | ホログラム積層体およびホログラムラベル |
| EP1639394A2 (en) * | 2003-06-10 | 2006-03-29 | Elop Electro-Optics Industries Ltd. | Method and system for displaying an informative image against a background image |
| JP4605152B2 (ja) * | 2004-03-12 | 2011-01-05 | 株式会社ニコン | 画像表示光学系及び画像表示装置 |
| CN101174028B (zh) * | 2004-03-29 | 2015-05-20 | 索尼株式会社 | 光学装置以及虚像显示装置 |
| US20060126181A1 (en) | 2004-12-13 | 2006-06-15 | Nokia Corporation | Method and system for beam expansion in a display device |
| US7206107B2 (en) * | 2004-12-13 | 2007-04-17 | Nokia Corporation | Method and system for beam expansion in a display device |
| 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 |
| JP2008058777A (ja) | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Sony Corp | 光学装置及び画像表示装置 |
| US8593734B2 (en) * | 2006-09-28 | 2013-11-26 | Nokia Corporation | Beam expansion with three-dimensional diffractive elements |
| JP4450058B2 (ja) * | 2007-11-29 | 2010-04-14 | ソニー株式会社 | 画像表示装置 |
| JP2010032997A (ja) | 2008-06-30 | 2010-02-12 | Hoya Corp | 映像表示装置、およびヘッドマウントディスプレイ |
| US8493662B2 (en) * | 2008-09-16 | 2013-07-23 | Bae Systems Plc | Waveguides |
| EP2246728A1 (en) | 2009-04-29 | 2010-11-03 | BAE Systems PLC | Head mounted display |
| US8233204B1 (en) * | 2009-09-30 | 2012-07-31 | Rockwell Collins, Inc. | Optical displays |
| US8885112B2 (en) * | 2009-10-27 | 2014-11-11 | Sbg Labs, Inc. | Compact holographic edge illuminated eyeglass display |
| US9529323B2 (en) * | 2010-06-07 | 2016-12-27 | Konica Minolta Advanced Layers, Inc. | Video display device, head-mounted display and head-up display |
| WO2012092465A1 (en) * | 2010-12-31 | 2012-07-05 | Luminit Llc | Substrate-guided holographic diffuser |
| US8548290B2 (en) * | 2011-08-23 | 2013-10-01 | Vuzix Corporation | Dynamic apertured waveguide for near-eye display |
| US9715067B1 (en) * | 2011-09-30 | 2017-07-25 | Rockwell Collins, Inc. | Ultra-compact HUD utilizing waveguide pupil expander with surface relief gratings in high refractive index materials |
| US8848289B2 (en) * | 2012-03-15 | 2014-09-30 | Google Inc. | Near-to-eye display with diffractive lens |
| US10502876B2 (en) * | 2012-05-22 | 2019-12-10 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Waveguide optics focus elements |
| CN104737061B (zh) * | 2012-06-11 | 2018-01-16 | 奇跃公司 | 使用波导反射器阵列投射器的多深度平面三维显示器 |
| US10192358B2 (en) | 2012-12-20 | 2019-01-29 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Auto-stereoscopic augmented reality display |
| JP6225474B2 (ja) * | 2013-05-14 | 2017-11-08 | セイコーエプソン株式会社 | 表示装置 |
| US10175478B2 (en) * | 2014-05-30 | 2019-01-08 | Magic Leap, Inc. | Methods and systems for generating virtual content display with a virtual or augmented reality apparatus |
| GB2521831A (en) * | 2014-01-02 | 2015-07-08 | Nokia Technologies Oy | An apparatus or method for projecting light internally towards and away from an eye of a user |
-
2015
- 2015-05-29 US US14/726,424 patent/US10175478B2/en active Active
- 2015-05-29 KR KR1020167037007A patent/KR102193052B1/ko active IP Right Grant
- 2015-05-29 CA CA2950432A patent/CA2950432C/en active Active
- 2015-05-29 CA CA3124368A patent/CA3124368C/en active Active
- 2015-05-29 JP JP2016570009A patent/JP6577962B2/ja active Active
- 2015-05-29 WO PCT/US2015/033417 patent/WO2015184413A1/en active Application Filing
- 2015-05-29 AU AU2015266586A patent/AU2015266586B2/en active Active
- 2015-05-29 EP EP15799061.5A patent/EP3149539A4/en active Pending
- 2015-05-29 NZ NZ727350A patent/NZ727350A/en unknown
- 2015-05-29 CN CN202110479198.6A patent/CN113253476B/zh active Active
- 2015-05-29 NZ NZ764905A patent/NZ764905A/en unknown
- 2015-05-29 CN CN201580041034.8A patent/CN106662754B/zh active Active
-
2016
- 2016-11-21 IL IL249088A patent/IL249088B/en active IP Right Grant
-
2018
- 2018-11-28 US US16/203,235 patent/US11243395B2/en active Active
-
2019
- 2019-08-23 JP JP2019153057A patent/JP6845289B2/ja active Active
-
2021
- 2021-02-25 JP JP2021028223A patent/JP7075515B2/ja active Active
- 2021-06-14 IL IL283971A patent/IL283971B/en unknown
-
2022
- 2022-01-13 US US17/575,060 patent/US20220137404A1/en active Pending
- 2022-05-13 JP JP2022079465A patent/JP7387805B2/ja active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009101236A1 (en) * | 2008-02-13 | 2009-08-20 | Nokia Corporation | Display device and a method for illuminating a light modulator array of a display device |
| WO2010032700A1 (ja) * | 2008-09-17 | 2010-03-25 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ |
| JP2012042654A (ja) * | 2010-08-18 | 2012-03-01 | Sony Corp | 表示装置 |
| US20140140654A1 (en) * | 2012-11-16 | 2014-05-22 | Sbg Labs, Inc. | Transparent waveguide display |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190113933A (ko) * | 2017-02-15 | 2019-10-08 | 매직 립, 인코포레이티드 | 아티팩트 완화를 통합한 투사기 아키텍처 |
| WO2020184885A1 (ko) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | 주식회사 엘지화학 | 회절 도광판 |
| WO2022075820A1 (ko) * | 2020-10-08 | 2022-04-14 | 삼성전자주식회사 | 증강현실장치용 도파로의 회절광학소자 아키텍처 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022105593A (ja) | 2022-07-14 |
| IL249088B (en) | 2021-06-30 |
| CN106662754A (zh) | 2017-05-10 |
| EP3149539A1 (en) | 2017-04-05 |
| US10175478B2 (en) | 2019-01-08 |
| KR102193052B1 (ko) | 2020-12-18 |
| US11243395B2 (en) | 2022-02-08 |
| US20150346490A1 (en) | 2015-12-03 |
| CN106662754B (zh) | 2021-05-25 |
| JP7075515B2 (ja) | 2022-05-25 |
| NZ727350A (en) | 2020-08-28 |
| JP6845289B2 (ja) | 2021-03-17 |
| CA2950432A1 (en) | 2015-12-03 |
| NZ764905A (en) | 2022-05-27 |
| AU2015266586A1 (en) | 2017-01-05 |
| US20220137404A1 (en) | 2022-05-05 |
| CA2950432C (en) | 2022-01-04 |
| CA3124368C (en) | 2023-04-25 |
| AU2015266586B2 (en) | 2020-07-23 |
| WO2015184413A1 (en) | 2015-12-03 |
| JP2021099512A (ja) | 2021-07-01 |
| JP6577962B2 (ja) | 2019-09-18 |
| IL283971B (en) | 2022-04-01 |
| JP2019204125A (ja) | 2019-11-28 |
| CN113253476B (zh) | 2022-12-27 |
| JP2017524962A (ja) | 2017-08-31 |
| IL283971A (en) | 2021-07-29 |
| US20190094536A1 (en) | 2019-03-28 |
| EP3149539A4 (en) | 2018-02-07 |
| CA3124368A1 (en) | 2015-12-03 |
| IL249088A0 (en) | 2017-01-31 |
| CN113253476A (zh) | 2021-08-13 |
| JP7387805B2 (ja) | 2023-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7387805B2 (ja) | 仮想または拡張現実装置を用いて仮想コンテンツ表示を生成する方法およびシステム | |
| JP7418378B2 (ja) | 表示装置 | |
| JP2022091982A (ja) | 均一出力照明を有する導波管 | |
| KR20130123368A (ko) | 홀로그래픽 또는 입체 디스플레이를 위한 빔 확장 및 각종 콜리메이터 | |
| JP2005504339A (ja) | 平面型投影ディスプレイ | |
| CN112602004B (zh) | 具有光束复制的投影仪-组合器显示器 | |
| JP2022129525A (ja) | 画像投影装置 | |
| WO2022181346A1 (ja) | 画像投影装置 | |
| US11630318B2 (en) | Optical elements for displays | |
| KR102678957B1 (ko) | 광 가이드를 포함하는 디스플레이 장치 | |
| JP2022129523A (ja) | 画像投影装置 | |
| KR20200007965A (ko) | 광 가이드를 포함하는 디스플레이 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |