KR20230086689A - 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스들 - Google Patents

Abstract

증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관. 아이피스 도파관은 입력 결합 격자(ICG) 영역을 갖는 광 투과성 기판을 포함할 수 있다. ICG 영역은 광 빔을 수신하고, 유도 전파 모드에서 빔을 기판에 결합할 수 있다. 아이피스 도파관은, ICG 영역으로부터 광 빔을 수신하고, 제1 상호작용을 통해 빔의 전파 방향을 변경하고, 제2 상호작용을 통해 빔을 아웃-커플링하는 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역을 또한 포함할 수 있다. CPE 격자 영역의 회절 피처들은 교호적인 상부 및 하부 사변형 표면들의 행들 및 열들로 배열되거나, 회절 피처들은 다이아몬드 형상의 돌출된 리지들을 포함할 수 있다. 아이피스 도파관은 하나 이상의 리사이클러 격자 영역들을 또한 포함할 수 있다.

Description

증강현실 디스플레이 시스템용 접안렌즈

[0001] 본 출원은 2020년 9월 16일자로 출원된 발명의 명칭이 "EYEPIECES FOR AUGMENTED REALITY DISPLAY SYSTEM"인 미국 가특허 출원 제63/079,307호 및 2020년 9월 17일자로 출원된 발명의 명칭이 "EYEPIECES FOR AUGMENTED REALITY DISPLAY SYSTEM"인 미국 가특허 출원 제63/079,938호에 대한 우선권을 주장한다. 이들 출원들 및 본 출원과 함께 제출된 출원 데이터 시트에서 외국 또는 국내 우선권 주장이 확인되는 모든 출원들은 37 CFR 1.57에 따라 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.

[0002] 본 개시내용은 가상 현실, 증강 현실 및 혼합 현실 시스템들용 아이피스(eyepiece)들에 관한 것이다.

[0003] 최신 컴퓨팅 및 디스플레이 기술들은 가상 현실, 증강 현실, 혼합 현실 시스템들의 개발을 촉진했다. 가상 현실 또는 "VR" 시스템들은 사용자가 경험하는 시뮬레이션 환경을 만든다. 이는 헤드 장착형 디스플레이를 통해 컴퓨터로 생성된 이미지 데이터를 사용자에게 표시함으로써 가능하다. 이 이미지 데이터는 사용자가 시뮬레이션 환경에 몰입하는 감각적 경험을 만들어낸다. 가상 현실 시나리오에는 전형적으로, 실제 현실 세계의 이미지 데이터까지 포함하지는 않고 컴퓨터로 생성된 이미지 데이터만을 표시한다.

[0004] 증강 현실 시스템들은 일반적으로 시뮬레이션 요소들로 실제 환경을 보완한다. 예를 들어, 증강 현실 또는 "AR" 시스템들은 헤드 장착형 디스플레이를 통해 사용자에게 주변 실제 환경을 볼 수 있도록 제공할 수 있다. 그러나 컴퓨터로 생성된 이미지 데이터를 디스플레이에 표시하여 실제 환경을 향상시킬 수도 있다. 이 컴퓨터 생성 이미지 데이터에는 실제 환경과 맥락적으로 관련된 요소들이 포함될 수 있다. 이러한 요소들에는 시뮬레이션된 텍스트, 이미지들, 객체들 등이 포함될 수 있다. 혼합 현실 또는 "MR" 시스템들은 시뮬레이션된 객체들도 실제 환경에 도입하는 AR 시스템의 한 유형이지만, 전형적으로 이러한 객체들은 더 높은 수준의 상호작용을 특징으로 한다. 시뮬레이션된 요소들은 종종 실시간으로 상호작용할 수 있다.

[0005] 도 1은 사용자가 배경 내의 사람들, 나무들, 빌딩들, 및 콘크리트 플랫폼(20)을 특징으로 하는 실제 공원 설정(6)을 보는 예시적인 AR 장면(1)을 묘사한다. 이들 항목들 외에도, 컴퓨터 생성 이미지 데이터도 사용자에게 제시된다. 예를 들어, 컴퓨터 생성 이미지 데이터는 실제 플랫폼(20) 위에 서 있는 로봇 조각상(10), 및 호박벌의 의인화된 것으로 보여지는 날고 있는 만화 같은 아바타 캐릭터(2)를 포함할 수 있는데, 이들 요소(2, 10)들은 실제 환경에 실제로 존재하지 않지 않는다.

[0006] 일부 실시예들에서, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관은, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 광 투과성(optically transmissive) 기판; 기판의 표면들 중 하나의 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 입력 결합 격자(ICG: input coupling grating) 영역 ― ICG 영역은 광 빔을 수신하고 유도 전파 모드에서 빔을 기판에 결합하도록 구성됨 ―; 및 기판의 제1 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 제1 결합 동공 확장기-추출기(CPE: combined pupil expander-extractor) 격자 영역 ― 제1 CPE 격자 영역은 ICG 영역으로부터 광 빔을 수신하도록 배치되고(positioned), 제1 CPE 격자 영역은 제1 상호작용을 통해 빔들의 전파 방향을 변경하고 제2 상호작용을 통해 빔을 아이피스 도파관으로부터 아웃-커플링하도록 구성되는 복수의 회절 피처(diffractive feature)들을 포함함 ―을 포함하고, 회절 피처들은 교호하는 상부 및 하부 사변형 표면들의 행들 및 열들로 배열된다.

[0007] 일부 실시예들에서, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관은, 광 투과성 기판; 입력 커플 링 격자(ICG) 영역; 및 기판의 제1 측면 상에 형성되는 제1 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역을 포함하며, ICG 영역은 복수의 입력 광 빔들의 세트를 수신하도록 구성되고, 입력 빔들의 세트는 아이피스 도파관과 연관된 k-공간 고리(k-space annulus)의 중심에 위치한 시계(FOV; field of view) 형상을 형성하는 k-벡터들의 세트와 연관되며, ICG 영역은 입력 빔들을 회절시켜 유도 빔들로서 기판에 결합시키고, FOV 형상을 적어도 부분적으로 k-공간 고리 내에서 제1 포지션으로 변환하도록 구성되며, 제1 상호작용을 통해, 제1 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 적어도 부분적으로 k-공간 고리 내에서 제1 포지션으로부터 제2 및 제3 포지션들로 FOV 형상을 변환하도록 구성되지만, 제1 포지션으로부터 제2 및 제3 포지션들로 FOV 형상을 변환하는 효율의 1 ％를 초과하는 효율로는 제1 포지션으로부터 k-공간 고리의 중심으로 직접 다시 FOV 형상을 변환하지 않으며, 제2 상호작용을 통해, 제1 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 FOV 형상을 제2 및 제3 포지션들로부터 상기 k-공간 고리의 중심으로 변환하도록 구성된다.

[0008] 일부 실시예들에서, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관은, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 광 투과성 기판; 기판의 표면들 중 하나의 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 입력 결합 격자(ICG) 영역 ― ICG 영역은 광 빔을 수신하고 유도 전파 모드에서 빔을 기판에 결합하도록 구성됨 ―; 및 기판의 제1 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 제1 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역 ― 제1 CPE 격자 영역은 ICG 영역으로부터 광 빔을 수신하도록 배치되고, 제1 CPE 격자 영역은 제1 상호작용을 통해 빔들의 전파 방향을 변경하고 제2 상호작용을 통해 빔을 아이피스 도파관으로부터 아웃-커플링하도록 구성되는 복수의 회절 피처들을 포함함 ―을 포함하고, 회절 피처들은 다이아몬드 형상의 돌출된 리지들을 포함한다.

[0009] 일부 실시예들에서, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관은, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 광 투과성 기판; 기판의 표면들 중 하나의 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 입력 결합 격자(ICG) 영역 ― ICG 영역은 광의 입력 빔을 수신하고 입력 빔을 유도 빔들로서 기판에 결합하도록 구성됨 ―; 기판의 제1 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 제1 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역 ― 제1 CPE 격자 영역은 ICG 영역으로부터 유도 빔들을 수신하고 복수의 분산된 위치들에서 제1 복수의 회절 빔들을 생성하고 제1 복수의 출력 빔들을 아웃-커플링하도록 배치됨 ―; 기판의 제2 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 제2 CPE 격자 영역 ― 제2 CPE 격자 영역은 ICG 영역으로부터 유도 빔들을 수신하고 복수의 분산된 위치들에서 제2 복수의 회절 빔들을 생성하고 제2 복수의 출력 빔들을 아웃-커플링하도록 배치됨 ―; 제1 CPE 격자 영역에 인접한 제1 리사이클러 격자 영역 ― 제1 리사이클러 격자 영역은 제1 CPE 격자 영역으로부터 제1 복수의 회절 빔들 중 일부를 수신하고, 이들을 제1 CPE 영역으로 다시 전향하도록 위치 및 구성됨 ―; 및 제2 CPE 격자 영역에 인접한 제2 리사이클러 격자 영역 ― 제2 리사이클러 격자 영역은 제2 CPE 격자 영역으로부터 제2 복수의 회절 빔들 중 일부를 수신하고, 이들을 제2 CPE 영역으로 다시 전향하도록 위치 및 구성됨 ―을 포함한다.

[0010] 일부 실시예들에서, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관은, 광 투과성 기판; 입력 커플링 격자(ICG) 영역; 제1 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역; 제2 CPE 격자 영역; 제1 리사이클러 격자 영역; 및 제2 리사이클러 격자 영역을 포함하고, ICG 영역은 복수의 광의 입력 빔들의 세트를 수신하도록 구성되고, 입력 빔들의 세트는 아이피스 도파관과 연관된 k-공간 고리의 중심에 위치한 시계(FOV) 형상을 형성하는 k-벡터들의 세트와 연관되고, ICG 영역은 입력 빔들을 회절시켜 이들을 유도 빔들로서 기판에 결합시키고, 적어도 부분적으로 k-공간 고리 내에서 FOV 형상을 제1 포지션으로 변환하도록 구성되고, 제1 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 적어도 부분적으로 k-공간 고리 내에서 FOV 형상을 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로 변환하도록 구성되고, 제2 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 적어도 부분적으로 k-공간 고리 내에서 FOV 형상을 제1 포지션으로부터 제3 포지션으로 변환하도록 구성되고, 제1 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 FOV 형상을 제3 포지션으로부터 k-공간 고리의 중심으로 변환하도록 구성되고, 제2 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 FOV 형상을 제2 포지션으로부터 k-공간 고리의 중심으로 변환하도록 구성되고, 제1 리사이클러 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 FOV 형상을 제2 포지션으로부터 제3 포지션으로 변환하도록 구성되고, 제2 리사이클러 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 FOV 형상을 제3 포지션으로부터 제2 포지션으로 변환하도록 구성된다.

[0011] 도 1은 증강 현실(AR) 디바이스를 통한 AR의 사용자 뷰를 예시한다.
[0012] 도 2는 웨어러블 디스플레이 시스템의 일 예를 예시한다.
[0013] 도 3은 사용자에 대한 3 차원 이미지 데이터를 시뮬레이션하기 위한 종래의 디스플레이 시스템을 예시한다.
[0014] 도 4는 다수의 심도 평면들을 사용하여 3 차원 이미지 데이터를 시뮬레이션하기 위한 접근 방법의 양태들을 예시한다.
[0015] 도 5a 내지 도 5c는 곡률 반경과 초점 반경 사이의 관계들을 예시한다.
[0016] 도 6은 AR 아이피스에서 사용자에게 이미지 정보를 출력하기 위한 도파관 스택의 일 예를 예시한다.
[0017] 도 7a 및 도 7b는 도파관에 의해 출력되는 출구 빔들의 예들을 예시한다.
[0018] 도 8은 각각의 심도 평면이 다수의 상이한 성분 색상들을 사용하여 형성된 이미지들을 포함하는 적층 도파관 어셈블리의 일 예를 예시한다.
[0019] 도 9a는 각각이 인-커플링 광학 요소를 포함하는 적층 도파관들의 세트의 일 예에 대한 측단면도를 예시한다.
[0020] 도 9b는 도 9a의 복수의 적층 도파관들의 일 예의 사시도를 예시한다.
[0021] 도 9c는 도 9a 및 도 9b의 복수의 적층 도파관들의 일 예에 대한 하향식 평면도를 예시한다.
[0022] 도 10은 일 예의 AR 아이피스 도파관들의 스택의 사시도이다.
[0023] 도 11은 적층된 구성에서 아이피스 도파관들을 지지하기 위한 에지 시일 구조를 갖는 일 예의 아이피스 도파관들의 스택의 일부에 대한 단면도이다.
[0024] 도 12a 및 도 12b는 사용자의 안구를 향해 이미지를 투사할 때 작동 중인 아이피스 도파관의 평면도들을 예시한다.
[0025] 도 13a는 광선 또는 광 빔들의 전파 방향을 나타내는 데 사용될 수 있는 k-벡터를 예시한다.
[0026] 도 13b는 평면 도파관 내의 광선을 예시한다.
[0027] 도 13c는 굴절률(n)을 갖는 무한 균질 매질에서 전파되는 주어진 각 주파수(angular frequency)(ω)의 광에 대한 허용 가능한 k-벡터들을 예시한다.
[0028] 도 13d는 굴절률(n)을 갖는 균질 평면 도파관 매질에서 전파되는 주어진 각 주파수(ω)의 광에 대한 허용 가능한 k-벡터들을 예시한다.
[0029] 도 13e는 굴절률(n₂)을 갖는 도파관 내에서 유도될 수 있는 광파들의 k-벡터들에 대응하는 k-공간에서의 고리를 예시한다.
[0030] 도 13f는 k-벡터와, 해당 k-벡터에 대응하는 유도 빔들과 도파관 상에 또는 그 내부에 형성되는 회절 격자 사이의 상호작용들의 밀도 사이의 관계를 예시하는 k-공간 도면 및 아이피스 도파관을 도시한다.
[0031] 도 13g는 회절 격자 및 그와 연관된 k-공간 회절 격자 벡터들(G-2, G-1, G1, G2) 중 일부의 평면도를 예시한다.
[0032] 도 13h는 회절 격자의 횡단도 및 정상적으로 입사되는 광선 또는 광 빔에 대응하는 k-벡터에 대한 k-공간에서의 회절 격자의 효과를 예시한다.
[0033] 도 13i는 도 13g에 도시된 회절 격자의 횡단도 및 비스듬히 입사되는 광선 또는 광 빔에 대응하는 k-벡터에 대한 k-공간에서의 회절 격자의 효과를 예시한다.
[0034] 도 13j는 AR 아이피스 도파관으로 투사되는 이미지의 시계를 예시하는 k-공간 도면이다.
[0035] 도 13k는 아이피스 도파관의 입사 동공(entrance pupil)에 위치한 입력 커플링 격자(ICG)에 의해 야기되는 FOV 직사각형의 k-공간에서의 병진 이동을 도시하는 k-공간 도면이다.
[0036] 도 14a는 ICG 영역, 직교 동공 확장기(OPE: orthogonal pupil expander) 영역 및 출사 동공 확장기(EPE: exit pupil expander) 영역을 갖는 일 예의 아이피스 도파관의 예시한다.
[0037] 도 14b는 도 14a에 도시된 아이피스 도파관의 k-공간 동작을 예시한다.
[0038] 도 14c는 도 14a 및 도 14b에 도시된 OPE 영역의 광학적 동작을 예시한다.
[0039] 도 14d는 OPE 영역과 EPE 영역의 크기들 및 형상들을 결정하기 위한 기법을 예시한다.
[0040] 도 15a는 OPE 영역이 기울어지고, 그 하부 경계가 EPE 영역의 상부 경계와 평행하도록 위치하는 도파관 아이피스의 일 예시적 실시예를 예시한다.
[0041] 도 15b는 도 15a에 도시된 아이피스 도파관의 동작을 예시하는 k-공간 도면들을 포함한다.
[0042] 도 15c는 도 15a에 도시된 아이피스 도파관의 동작을 예시하는 다른 k-공간 도면이다.
[0043] 도 15d는 도 15a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 OPE 영역 사이의 제1 세대 상호작용들의 도면이다.
[0044] 도 15e는 도 15a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 OPE 영역 사이의 제2 세대 상호작용들의 도면이다.
[0045] 도 15f는 도 15a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 OPE 영역 사이의 제3 세대 상호작용들의 도면이다.
[0046] 도 15g는 ICG 영역으로부터의 단일 입력 빔이 OPE 영역에 의해 복제되고 복수의 빔들로서 EPE 영역을 향해 전향되는 방법을 예시하는 도면이다.
[0047] 도 16a는 OPE 영역이 아닌 다방향 동공 확장기(MPE) 영역을 갖는 일 예의 아이피스 도파관을 예시한다.
[0048] 도 16b는 도 16a에 도시된 MPE 영역에서 사용될 수 있는 연관 격자 벡터들과 함께, 일 예의 2 D 격자의 일부를 예시한다.
[0049] 도 16c는 도 16a에 도시된 아이피스 도파관의 MPE 영역의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면이다.
[0050] 도 16d는 도 16a에 도시된 아이피스 도파관의 MPE 영역의 k-공간 동작을 추가로 예시하는 k-공간 도면이다.
[0051] 도 16e는 도 16a에 도시된 아이피스 도파관의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면이다.
[0052] 도 16f는 도 16a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 MPE 영역 사이의 제1 세대 상호작용들의 도면이다.
[0053] 도 16g는 도 16a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 MPE 영역 사이의 제2 세대 상호작용들의 도면이다.
[0054] 도 16h는 도 16a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 MPE 영역 사이의 제3 세대 상호작용들의 도면이다.
[0055] 도 16i는 도 16a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 MPE 영역 사이의 제4 세대 상호작용들의 도면이다.
[0056] 도 16j는 도 16a에 도시된 아이피스 도파관 실시예에 따라 빔들이 MPE 영역을 통과하여 궁극적으로 EPE 영역에 도달할 수 있는 다양한 경로들을 예시하는 도면이다.
[0057] 도 16k는 ICG 영역으로부터의 단일 입력 빔이 MPE 영역에 의해 복제되고 복수의 빔들로서 EPE 영역으로 전향되는 방법을 예시하는 도면이다.
[0058] 도 16l은 OPE 영역을 갖는 아이피스 도파관의 성능 대 MPE 영역을 갖는 아이피스 도파관의 성능을 나란히 비교한 도면이다.
[0059] 도 16m은 MPE 영역을 갖는 아이피스 도파관의 성능 대 OPE 영역들을 갖는 다른 도파관들의 성능을 추가로 예시한다.
[0060] 도 17a는 아이피스 도파관의 MPE 영역에서 사용될 수 있는 연관 격자 벡터들과 함께 일 예의 2 D 격자의 일부를 예시한다.
[0061] 도 17b는 아이피스 도파관의 MPE 영역의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면이다.
[0062] 도 17c는 MPE 영역을 갖는 아이피스 도파관의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면이다.
[0063] 도 17d는 입력 빔과 아이피스 도파관의 MPE 영역 사이의 제1 세대 상호작용들을 나타낸 도면이다.
[0064] 도 17e는 입력 빔과 아이피스 도파관의 MPE 영역 사이의 제2 세대 상호작용들을 나타낸 도면이다.
[0065] 도 17f는 입력 빔과 아이피스 도파관의 MPE 영역 사이의 제3 세대 상호작용들을 나타낸 도면이다.
[0066] 도 17g는 입력 빔과 아이피스 도파관의 MPE 영역 사이의 제4 세대 상호작용들을 나타낸 도면이다.
[0067] 도 18a는 ICG 영역, 2 개의 직교 동공 확장기 영역들 및 출사 동공 확장기 영역들을 갖는 일 예의 아이피스 도파관을 예시한다.
[0068] 도 18b 및 도 18c는 도 18a에 도시된 아이피스 도파관의 EPE 영역의 평면도들을 예시한다.
[0069] 도 19는 확장된 시계를 갖는 아이피스 도파관의 일 실시예를 예시한다.
[0070] 도 20a는 EPE 영역에 의해 중첩되는 MPE 영역을 갖는 확장된 FOV 아이피스 도파관의 일 실시예를 예시한다.
[0071] 도 20b는 도 20a의 아이피스 도파관의 MPE 영역에서 사용될 수 있는 일 예의 2 D 격자의 일부와, 그와 연관된 격자 벡터들을 예시한다.
[0072] 도 20c는 도 20a에서 아이피스 도파관의 ICG 영역의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면이다.
[0073] 도 20d는 도 20a에서 아이피스 도파관의 MPE 영역의 k-공간 동작의 일부를 예시하는 k-공간 도면이다.
[0074] 도 20e는 도 20a에서 아이피스 도파관의 MPE 영역의 k-공간 동작의 다른 부분들을 예시하는 k-공간 도면이다.
[0075] 도 20f는 (도 20e에 예시된 바와 같은 3 시 포지션 대신) 9 시 포지션으로 변환된 도 20d의 FOV 직사각형 상의 MPE 영역의 k-공간 동작을 도시하는 점을 제외하면, 도 20e와 유사하다.
[0076] 도 20g는 도 20a의 아이피스 도파관 내의 EPE 영역의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면이다.
[0077] 도 20h는 도 20a에서 아이피스 도파관의 k-공간 동작을 요약한 k-공간 도면이다.
[0078] 도 20i는 도 20a에 도시된 아이피스 도파관을 통해 광 빔들이 어떻게 확산되는지를 예시하는 도면이다.
[0079] 도 20j는 도 20a의 아이피스 도파관 내의 MPE 영역의 회절 효율이 도파관 내의 휘도의 균일성을 향상시기 위해 공간적으로 변화될 수 있는 방법을 예시한다.
[0080] 도 20k는 도 20a의 아이피스 도파관 내의 EPE 영역의 회절 효율이 도파관 내의 휘도의 균일성을 향상시키기 위해 공간적으로 변화될 수 있는 방법을 예시한다.
[0081] 도 20l은 도파관의 주변 에지 주위에 하나 이상의 회절 미러들을 포함한 도 20a의 아이피스 도파관의 일 실시예를 예시한다.
[0082] 도 20m은 도 20a의 아이피스 도파관의 하나 이상의 예들을 포함한 안경들의 일 예시적 실시예를 예시한다.
[0083] 도 20n은 도 20a의 아이피스 도파관의 하나 이상의 예들을 통합한 안경들의 다른 예시적인 실시예를 예시한다.
[0084] 도 21a는 EPE 영역에 의해 중첩되는 MPE 영역을 갖는 아이피스 도파관의 다른 실시예들을 예시한다.
[0085] 도 21b는 입력 이미지의 FOV의 제1 하부 부분에 대응하는 입력 빔들의 제1 세트에 대한 도 20a의 아이피스 도파관의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면이다.
[0086] 도 21c는 입력 이미지의 FOV의 제2 하부 부분에 대응하는 입력 빔들의 제2 세트에 대한 도 21a의 아이피스 도파관의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면이다.
[0087] 도 21d는 도 21a에서 아이피스 도파관의 k-공간 동작을 요약한 k-공간 도면이다.
[0088] 도 21e는 도 21a의 아이피스 도파관의 하나 이상의 예들을 통합한 안경들의 일 예시적 실시예를 예시한다.
[0089] 도 21f는 도 21e의 안경들에 대응하는 예의 FOV들을 예시한다.
[0090] 도 21g는 도 21a에 도시된 아이피스 도파관의 다른 실시예들의 k-공간 동작을 예시한다.
[0091] 도 22a는 두 방향들로 확장된 FOV를 투사할 수 있는 아이피스 도파관의 일 실시예를 예시한다.
[0092] 도 22b는 도 22a에 도시된 아이피스 도파관의 반대쪽을 예시한다.
[0093] 도 22c는 도 22a의 아이피스 도파관 실시예에서 ICG 영역들과 OPE 영역들의 k-공간 동작을 예시한다.
[0094] 도 22d는 도 22a의 아이피스 도파관 실시예에서 MPE 영역의 k-공간 동작을 예시한다.
[0095] 도 22e는 도 22a의 아이피스 도파관 실시예에서 EPE 영역의 k-공간 동작을 도시한 예시한다.
[0096] 도 23은 각진 프로젝터와 함께 작동하도록 설계된 아이피스 도파관의 일 예시적 실시예를 예시한다.
[0097] 도 24a는 다수의 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 영역들을 갖는 일 예의 아이피스 도파관의 에지 뷰이다.
[0098] 도 24b는 아이피스 도파관을 통과하는 광의 제1 유형의 주 경로에 따른 물리적 공간 및 k-공간 모두에서의 제1 및 제2 CPE 영역들의 동작을 예시한다.
[0099] 도 24c는 아이피스 도파관을 통과하는 광의 제2 유형의 주 경로에 따른 물리적 공간 및 k-공간 모두에서의 제1 및 제2 CPE 영역들의 동작을 예시한다.
[0100] 도 24d는 아이피스 도파관을 통과하는 광의 제1 및 제2 유형들의 주 경로들 모두에 따른 물리적 공간 및 k-공간 모두에서의 제1 및 제2 CPE 영역들의 동작을 예시한다.
[0101] 도 24e는 도 24a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 CPE 영역들 사이의 제1 세대 상호작용들의 도면이다.
[0102] 도 24f는 도 24a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 CPE 영역들 사이의 제2 세대 상호작용들의 도면이다.
[0103] 도 24g는 도 24a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 CPE 영역들 사이의 제3 세대 상호작용들의 도면이다.
[0104] 도 24h는 도 24a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 CPE 영역들 사이의 제4 세대 상호작용들의 도면이다.
[0105] 도 24i는 도 24a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 CPE 영역들 사이의 제5 세대 상호작용들의 도면이다.
[0106] 도 24j는 도 24a에 도시된 아이피스 도파관을 통과하는 광의 고차 경로들을 k-공간에서 예시한다.
[0107] 도 24k는 도 24a에 도시된 아이피스 도파관을 통해 광의 빔들이 확산되는 방법을 예시하는 도면이다.
[0108] 도 24l은 도 24a에 도시된 아이피스 도파관의 다른 예시적 실시예를 예시하지만, ICG 영역들이 제1 및 제2 CPE 영역들의 상부가 아닌 측면에 위치하도록 회전된 것을 예시한다.
[0109] 도 24m은 아이피스 도파관이 리사이클러 회절 격자들을 포함하도록 수정된 것을 제외하고, 도 24l에 도시된 아이피스 도파관의 다른 예시적 실시예를 예시한다.
[0110] 도 24n은 리사이클러 영역들의 k-공간 동작을 포함한, 도 24m에 도시된 아이피스 도파관의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면(KSD3)이다.
[0111] 도 25a는 단일 2 D 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역을 갖는 일 예의 아이피스 도파관의 에지 뷰이다.
[0112] 도 25b는 물리적 공간과 k-공간 모두에서 2 D CPE 영역의 동작을 예시한다.
[0113] 도 25c는 도 25a의 아이피스 도파관에서 사용될 때, CPE 영역으로부터의 광의 직접적인 아웃-커플링을 감소시킬 수 있는 2 D 격자 구조의 일 예시적 실시예를 예시한다.
[0114] 도 25d는 도 24m 내지 도 24n에 도시된 바와 같이, 광을 재활용할 수 있고, 또한 도 25a의 아이피스 도파관에 사용될 때, 도 25c에 도시된 바와 같이 CPE 영역으로부터의 광의 직접 아웃-커플링을 감소시킬 수 있는 2 D 격자 구조의 다수의 예시적 실시예들을 예시한다.
[0115] 도 26a는 측면들 각각에 2 D 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역을 갖는 일 예의 아이피스 도파관의 에지 뷰이다.
[0116] 도 26b는 아이피스 도파관으로부터의 출력 빔들의 밀도와 관련된 이미지 아티팩트(image artifact)인 소위 "스크린 도어 효과"를 예시한다.
[0117] 도 26c는 아이피스 도파관으로부터 광이 불리하게 손실될 수 있게 하는 효과인 입력 커플링 격자 재반사를 예시한다.
[0118] 도 26d는 도 26a의 양면 2 D CPE 격자들이 아이피스 도파관으로부터의 출력 광들의 밀도를 증가시키는 방법을 예시한다.
[0119] 도 26e는 도 24a(양면 1 D CPE 격자들), 도 25a(단면 2 D CPE 격자) 및 도 26a(양면 2 D CPE 격자들)에 도시된 아이피스 도파관들에 대한 출력 빔들의 밀도를 예시한다.
[0120] 도 26f는 2 D CPE 격자들을 갖는 아이피스 도파관들에 의해 생성된 예의 시뮬레이션 이미지들을 도시하며; 도 25a의 단면 실시예와 도 26a의 양면 실시예의 두 경우 모두에 대한 이미지가 도시된다.
[0121] 도 27a는 FOV가 향상된 아이피스 도파관들의 스택의 일 예시적 실시예를 예시한다.
[0122] 도 27b는 FOV가 향상된 아이피스 도파관들의 스택의 다른 예시적 실시예를 예시한다.
[0123] 도 27c 내지 도 27e는 도 27a 및 도 27b에 도시된 아이피스 도파관들의 스택들의 예시적 실시예들의 k-공간 동작을 3 개의 상이한 굴절률들에 대해 예시하는 k-공간 도면들을 포함한다.
[0124] 도 27f 내지 도 27h는 각각의 색상 성분이 부분적으로 아이피스 도파관들 중 2 개에서 운반되는 특정 실시예들에 따라, 도 27a 및 도 27b에 도시된 스택 내의 아이피스 도파관들 각각에 인-커플링될 수 있는 입력 이미지의 각각의 색상 성분의 FOV의 하부 부분들을 예시한다.
[0125] 도 27i 내지 도 27k는 도 27i 내지 도 27k가 각각의 색상 성분이 아이피스 도파관들 중 2 개가 아닌 3 개에서 부분적으로 운반되는 특정 실시예들을 예시하는 것을 제외하고는, 스택 내의 아이피스 도파관들 각각에 인-커플링될 수 있는 입력 이미지의 각각의 색상 성분의 FOV의 하부 부분들을 예시한다는 점에서 도 27f 내지 도 27h와 유사하다.
[0126] 도 27l 내지 도 27n은 단일 색상 성분 층별 아이피스 도파관으로 인-커플링될 수 있는 입력 이미지의 각각의 색상 성분의 FOV의 하부 부분들을 예시한다.
[0127] 도 28a는 향상된 FOV 및 인-라인 동공 ICG 구성을 갖는 아이피스 도파관들의 스택의 다른 예시적 실시예를 예시한다.
[0128] 도 28b는 향상된 FOV 및 분할 동공 ICG 구성을 갖는 아이피스 도파관들의 스택의 다른 예시적 실시예를 예시한다.
[0129] 도 29는 굴절률의 함수로써 표 1의 FOV 값들을 플롯하는 그래프이다.
[0130] 도 30은 도 27a 내지 도 27b 및 도 28a 내지 도 28b에 도시된 아이피스 도파관들의 스택을 사용하여 개선된 출력 이미지 균일성의 예를 예시한다.
[0131] 도 31a 내지 도 31s는 고-인덱스 코팅들을 갖는 회절 격자들, 블레이즈드 회절 격자(blazed diffraction grating)들 및 그라데이션 회절 격자(gradated diffraction grating)들을 포함하여 아이피스 도파관들에 사용될 수 있는 회절 격자들의 실시예들을 예시한다.

개요

[0132] 본 개시내용에서는 AR 디스플레이 시스템들에서 사용자의 안구에 이미지들을 투사하는 데 사용할 수 있는 다양한 아이피스 도파관들에 대해 설명한다. 아이피스 도파관들은 물리적 용어들과 k-공간 표현들 모두를 사용하여 설명한다.

HMD 디바이스의 예

[0133] 도 2는 예시적인 웨어러블 디스플레이 시스템(60)을 도시한다. 디스플레이 시스템(60)은 디스플레이 또는 아이피스(70) 및 해당 디스플레이(70)의 기능을 지원하는 다양한 기계 및 전자 모듈들 및 시스템들을 포함한다. 디스플레이(70)는 디스플레이 시스템 사용자(90)가 착용할 수 있고, 사용자(90)의 안구 앞에 디스플레이(70)를 위치하도록 구성되는 프레임(80)에 결합될 수 있다. 디스플레이(70)는 일부 실시예들에서 아이웨어로 간주될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스피커(100)가 프레임(80)에 결합되고 사용자(90)의 외이도에 인접하여 위치한다. 디스플레이 시스템은 또한 사운드를 감지하기 위한 하나 이상의 마이크(110)를 포함할 수 있다. 마이크(110)는 사용자가 시스템(60)에 입력 또는 명령(예를 들어, 음성 메뉴 명령의 선택, 자연어 질문 등)을 제공하도록 허용할 수 있고, 그리고/또는 다른 사람(예를 들어, 유사한 디스플레이 시스템의 다른 사용자)과의 오디오 통신을 허용할 수 있다. 마이크(110)는 또한 사용자 주변으로부터 오디오 데이터(예를 들어, 사용자 및/또는 환경으로부터의 사운드)를 수집할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 시스템은 또한 프레임(80)과 분리되어 사용자(90)의 신체(예를 들어, 머리, 몸통, 사지 등)에 부착될 수 있는 주변 센서(120a)를 포함할 수도 있다. 주변 센서(120a)는 일부 실시예들에서 사용자(90)의 생리적 상태를 특징짓는 데이터를 획득할 수 있다.

[0134] 디스플레이(70)는 유선 리드 또는 무선 연결과 같은 통신 링크(130)에 의해 로컬 데이터 처리 모듈(140)에 작동식으로 결합되며, 이는 프레임(80)에 고정적으로 부착되거나, 사용자가 착용하는 헬멧 또는 모자에 고정적으로 부착되거나, 헤드폰에 내장되거나, 사용자(90)에 탈착 가능하게 부착되는 등 다양한 구성으로 장착될 수 있다(예를 들어, 배낭 스타일 구성 또는 벨트-커플링 스타일 구성으로). 유사하게, 센서(120a)는 통신 링크(120b)(예를 들어, 유선 리드 또는 무선 연결)에 의해 로컬 프로세서 및 데이터 모듈(140)에 작동식으로 결합될 수 있다. 로컬 처리 및 데이터 모듈(140)은 하드웨어 프로세서뿐만 아니라 비휘발성 메모리(예를 들어, 플래시 메모리 또는 하드 디스크 드라이브)와 같은 디지털 메모리를 포함할 수 있으며, 둘 다 데이터의 처리, 캐싱 및 저장을 보조하는 데 활용될 수 있다. 데이터는 1) 이미지 캡처 디바이스들(예를 들어, 카메라들), 마이크들, 관성 측정 유닛들, 가속도계들, 나침반들, GPS 유닛들, 무선 디바이스들, 자이로들 및/또는 본 명세서에 개시된 다른 센서들과 같은(예를 들어, 프레임(80)에 작동적으로 결합되거나 사용자(90)에 달리 부착될 수 있는) 센서들로부터 캡처된 데이터; 및/또는 2) 가능하게는 그러한 처리 또는 검색 후에 디스플레이(70)로 전달하기 위해 원격 처리 모듈(150) 및/또는 원격 데이터 저장소(160)를 사용하여 획득 및/또는 처리된 데이터(가상 컨텐츠와 관련된 데이터 포함)를 포함할 수도 있다. 로컬 처리 및 데이터 모듈(140)은 유선 또는 무선 통신 링크와 같은 통신 링크들(170, 180)에 의해 원격 처리 모듈(150) 및 원격 데이터 저장소(160)에 작동식으로 결합될 수 있으며, 이러한 원격 모듈들(150, 160)은 서로 작동식으로 결합되고 로컬 처리 및 데이터 모듈(140)의 자원들로서 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 로컬 처리 및 데이터 모듈(140)은 이미지 캡처 디바이스들, 마이크들, 관성 측정 유닛들, 가속도계들, 나침반들, GPS 유닛들, 무선 디바이스들 및/또는 자이로들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 이러한 센서들 중 하나 이상이 프레임(80)에 부착될 수도 있고, 유선 또는 무선 통신 경로를 통해 로컬 처리 및 데이터 모듈(140)과 통신하는 독립형 디바이스들일 수도 있다.

[0135] 원격 처리 모듈(150)은 이미지 및 오디오 정보와 같은 데이터를 분석 및 처리하기 위한 하나 이상의 프로세서들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 원격 데이터 저장소(160)는 디지털 데이터 저장 시설일 수 있으며, 이는 "클라우드" 리소스 구성에서 인터넷 또는 다른 네트워킹 구성을 통해 이용 가능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 원격 데이터 저장소(160)는 로컬 처리 및 데이터 모듈(140) 및/또는 원격 처리 모듈(150)에 정보(예를 들어, 증강 현실 컨텐츠 생성을 위한 정보)를 제공하는 하나 이상의 원격 서버들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 모든 데이터가 저장되고 모든 연산이 로컬 처리 및 데이터 모듈에서 수행되어, 원격 모듈에서 완전히 자율적으로 사용할 수 있다.

[0136] 이미지를 "3 차원" 또는 "3 D"로 인식하는 것은 사용자의 각각의 안구에 약간 다른 이미지 프레젠테이션을 제공함으로써 달성될 수 있다. 도 3은 사용자를 위해 3 차원 이미지 데이터를 시뮬레이션하기 위한 종래의 디스플레이 시스템을 예시한다. 2 개의 서로 다른 이미지들(190, 200) ― 각각의 안구들(210, 220)에 대해 하나씩 ―이 사용자에게 출력된다. 이미지들(190, 200)은 사용자의 시선과 평행한 광학 축 또는 z-축을 따라 안구들(210, 220)로부터 거리(230)만큼 간격을 두고 배치된다. 이미지들(190, 200)은 평평하고, 안구들(210, 220)은 단일 적응 상태를 가정하여 이미지들에 초점을 맞출 수 있다. 이러한 3 차원 디스플레이 시스템은 인간의 시각 시스템에 의존하여 이미지들(190, 200)을 결합하여 결합된 이미지에 대한 깊이 및/또는 스케일에 대한 인식을 제공한다.

[0137] 그러나, 인간의 시각 시스템은 복잡하고, 현실적인 깊이 인식을 제공하는 것은 어려운 일이다. 예를 들어, 종래의 "3-D" 디스플레이 시스템들의 많은 사용자들은 그러한 시스템이 불편하다고 느끼거나, 깊이감을 전혀 인지하지 못할 수도 있다. 객체는 이항운동과 조절의 조합으로 인해 "3 차원"으로 인식될 수 있다. 2 개의 안구들의 서로에 대한 이항운동 움직임(예를 들어, 안구가 서로를 향하거나 멀어지게 이동하여 안구들의 개개의 시선들이 객체에 고정되도록 수렴하도록 하는 안구의 회전)은 안구 렌즈의 초점(또는 "조절")과 밀접한 관련이 있다. 정상적인 조건에서 안구 렌즈의 초점을 변경하거나 안구를 조절하여 한 객체에서 다른 거리에 있는 다른 객체로 초점을 변경하면 동공 확장 또는 수축뿐만 아니라 "조절-수차 반사"라고 알려진 관계에 따라 자동으로 동일한 거리에 대한 수차 변화도 함께 일어난다. 마찬가지로, 정상적인 조건에서 도수의 변화는 렌즈의 형상과 동공 크기에 따른 조절의 변화를 유발한다. 본 명세서에 언급된 바와 같이, 많은 스테레오스코픽 또는 "3 D" 디스플레이 시스템은 인간의 시각 시스템이 3 차원 원근감을 인식할 수 있도록 각각의 안구에 약간 다른 프레젠테이션(따라서 약간 다른 이미지들)을 사용하여 장면을 표시한다. 그러나 이러한 시스템은 단순히 하나의 적응된 상태에서 이미지 정보를 제공하고 "적응 수렴 반사"에 반하는 방식으로 작동하기 때문에 일부 사용자들에게는 불편할 수 있다. 조절과 수렴을 더 잘 일치시키는 디스플레이 시스템은 3 차원 이미지 데이터의 보다 현실적이고 편안한 시뮬레이션을 형성할 수 있다.

[0138] 도 4는 복수의 심도 평면들을 사용하여 3 차원 이미지 데이터를 시뮬레이션하기 위한 접근 방식의 양태들을 예시한다. 도 4를 참조하면, 안구들(210, 220)은 z-축의 다양한 거리에 있는 객체들에 초점을 맞추기 위해 서로 다른 조절 상태들을 가정한다. 결과적으로, 특정 조절 상태는 초점 거리가 연관된 예시된 깊이 평면(240) 중 특정 깊이 평면과 연관되어, 안구가 해당 깊이 평면에 대한 조절 상태에 있을 때 특정 깊이 평면에 있는 객체 또는 객체의 일부가 초점이 맞춰진다고 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 3 차원 이미지 데이터는 각각의 안구들(210, 220)에 대해 상이한 이미지 프레젠테이션을 제공하고, 또한 다수의 심도 평면들에 대응하는 상이한 이미지 프레젠테이션을 제공함으로써 시뮬레이션될 수 있다. 안구들(210, 220)의 각각의 시계들은 설명의 명확성을 위해 분리되어 있는 것으로 표시되지만, 예를 들어 z-축을 따라 거리가 증가함에 따라 중첩될 수 있다. 또한, 심도 평면들은 설명의 용이성을 위해 평평한 것으로 표시되지만, 심도 평면의 윤곽들은 물리적 공간에서 구부러질 수 있으며, 이에 따라 심도 평면의 모든 피처들이 특정 조절 상태에서 안구에 초점을 맞출 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

[0139] 객체와 안구(210 또는 220) 사이의 거리는 또한 그 안구에서 볼 때, 그 객체로부터의 광의 발산량을 변화시킬 수 있다. 도 5a 내지 도 5c는 거리와 광선들의 발산 사이의 관계를 예시한다. 객체와 안구(210) 사이의 거리는, 거리가 감소하는 순서대로, R1, R2 및 R3으로 표현된다. 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 객체와의 거리가 감소할수록 광선들은 더욱 발산된다. 거리가 멀어질수록 광선들의 시준이 더 커진다. 다시 말해, 한 점(객체 또는 객체의 일부)에 의해 생성된 광 시야는 구면 파면 곡률을 가지며, 이는 해당 점이 사용자의 안구로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지에 대한 함수라고 할 수 있다. 곡률은 객체와 안구(210) 사이의 거리가 감소할수록 증가한다. 결과적으로, 다른 깊이 평면에서 광선들의 발산 정도도 다르며, 발산 정도는 깊이 평면과 사용자의 안구(210) 사이의 거리가 감소함에 따라 증가한다. 도 5a 내지 도 5c 및 본 명세서에 기재된 다른 도면들에서는 설명의 명확성을 위해 하나의 안구(210)만을 예시하였으나, 안구(210)에 관한 논의는 사용자의 안구들(210 및 220) 모두에 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

[0140] 제한된 수의 깊이 평면들 각각에 대응하는 이미지의 상이한 프레젠테이션을 안구에 제공함으로써, 인식된 깊이에 대한 매우 믿을 수 있는 시뮬레이션을 달성할 수 있다. 서로 다른 프레젠테이션은 사용자의 안구에 의해 개별적으로 초점을 맞출 수 있으므로, 서로 다른 깊이 평면들에 위치한 장면에 대해 서로 다른 이미지 피처들에 초점을 맞추는 데 필요한 안구의 조절 정도 및/또는 서로 다른 깊이 평면들에서 초점이 맞지 않는 서로 다른 이미지 피처들을 관찰한 것에 기초하여 사용자에게 깊이 단서들을 제공하는 데 도움이 될 수 있다.

AR 또는 MR 아이피스용 도파관 스택 어셈블리의 예

[0141] 도 6은 AR 아이피스에서 사용자에게 이미지 정보를 출력하기 위한 도파관 스택의 예시를 도시한다. 디스플레이 시스템(250)은 복수의 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)을 사용하여 안구/뇌에 3 차원 인식을 제공하기 위해 활용될 수 있는 도파관 스택 또는 적층 도파관 어셈블리(260)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 시스템(250)은 도 2의 시스템(60)이고, 도 6은 그 시스템(60)의 일부 부분들을 보다 상세하게 개략적으로 도시한다. 예를 들어, 도파관 어셈블리(260)는 도 2의 디스플레이(70)의 일부일 수 있다. 디스플레이 시스템(250)은 일부 실시예들에서 광 시야 디스플레이로 간주될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

[0142] 도파관 어셈블리(260)는 또한 도파관들 사이에 복수의 피처들(320, 330, 340, 350)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 피처들(320, 330, 340, 350)은 하나 이상의 렌즈일 수 있다. 도파관들(270, 280, 290, 300, 310) 및/또는 복수의 렌즈들(320, 330, 340, 350)은 다양한 레벨들의 파면 곡률 또는 광선 발산을 갖는 이미지 정보를 안구로 전송하도록 구성될 수 있다. 각각의 도파관 레벨은 특정 심도 평면과 연관될 수 있으며, 해당 심도 평면에 대응하는 이미지 정보를 출력하도록 구성될 수 있다. 이미지 주입 디바이스들(360, 370, 380, 390, 400)은 도파관에 대한 광원으로서 기능할 수 있고, 이미지 정보를 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)에 주입하기 위해 활용될 수 있으며, 각각의 도파관들은 본 명세서에 설명된 바와 같이, 안구(210)로 출력하기 위해 각각의 개개의 도파관에 걸쳐 들어오는 광을 분배하도록 구성될 수 있다. 광은 각각의 개별 이미지 주입 디바이스들(360, 370, 380, 390, 400)의 출력 표면(410, 420, 430, 440, 450)을 빠져나와 개개의 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)의 상응하는 입력 표면(460, 470, 480, 490, 500)으로 주입된다. 일부 실시예들에서, 입력 표면들(460, 470, 480, 490, 500) 각각은 대응하는 도파관의 에지일 수도 있거나, 대응하는 도파관의 주 표면(즉, 세계(510) 또는 사용자의 안구(210)를 직접 향하는 도파관 표면들 중 하나)의 일부일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 광 빔(예를 들어, 시준된 빔)은 각각의 도파관에 주입될 수 있고, 예를 들어 회절에 의해 빔렛으로 샘플링되는 것과 같이 도파관 내에서 복제된 다음, 특정 도파관과 관련된 깊이 평면에 대응하는 광학 파워의 양으로 안구(210)를 향해 향하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이미지 주입 디바이스들(360, 370, 380, 390, 400) 중 단 하나는 도파관들(270, 280, 290, 300, 310) 중 복수(예를 들어, 3 개)와 연관되어, 광을 주입할 수 있다.

[0143] 일부 실시예들에서, 이미지 주입 디바이스들(360, 370, 380, 390, 400)은 각각 대응하는 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)에 주입하기 위한 이미지 정보를 각각 생성하는 개별 디스플레이이다. 다른 실시예들에서, 이미지 주입 디바이스들(360, 370, 380, 390, 400)은 하나 이상의 광 도관들(예를 들어, 광섬유 케이블)을 통해 이미지 정보를 각각의 이미지 주입 디바이스들(360, 370, 380, 390, 400)로 전송할 수 있는 단일 멀티플렉스 디스플레이의 출력 단부들이다. 이미지 주입 디바이스들(360, 370, 380, 390, 400)에 의해 제공되는 이미지 정보는 상이한 파장들 또는 색상들의 광을 포함할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

[0144] 일부 실시예들에서, 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)로 주입되는 광은, 발광 다이오드(LED)와 같은 광원 또는 발광체(light emitter)를 포함할 수 있는 광 모듈(530)을 포함하는 광 프로젝터 시스템(520)에 의해 제공된다. 광 모듈(530)로부터의 광은 빔 스플리터(BS)(550)를 통해 광 변조기(540, 예를 들어, 공간 광 변조기)로 향하고, 이에 의해 변조될 수 있다. 광 변조기(540)는 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)에 주입된 광의 인지된 강도를 공간적 및/또는 시간적으로 변경할 수 있다. 공간 광 변조기들의 예들로는, 실리콘 상의 액정(LCOS) 디스플레이들을 포함하는 액정 디스플레이들(LCD) 및 디지털 광 처리(DLP) 디스플레이들이 포함된다.

[0145] 일부 실시예들에서, 광 프로젝터 시스템(520) 또는 그의 하나 이상의 구성요소들은 프레임(80)에 부착될 수 있다(도 2). 예를 들어, 광 프로젝터 시스템(520)은 프레임(80)의 시간적 부분(예를 들어, 이어 스템(ear stem)(82))의 일부이거나 디스플레이(70)의 에지에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 모듈(530)은 BS(550) 및/또는 광 변조기(540)와 분리될 수 있다.

[0146] 일부 실시예들에서, 디스플레이 시스템(250)은 다양한 패턴들(예를 들어, 래스터 스캔, 나선형 스캔, 리사주(Lissajous) 패턴들 등)로 광을 하나 이상의 도파관들(270, 280, 290, 300, 310) 및 궁극적으로 사용자의 안구(210)로 투사하기 위해 하나 이상의 스캐닝 파이버들을 포함하는 스캐닝 파이버 디스플레이일 수 있다. 일부 실시예들에서, 예시된 이미지 주입 디바이스들(360, 370, 380, 390, 400)는 단일 스캐닝 파이버 또는 하나 또는 복수의 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)에 광을 주입하도록 구성된 스캐닝 파이버들의 번들을 개략적으로 나타낼 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 예시된 이미지 주입 디바이스들(360, 370, 380, 390, 400)는 복수의 스캐닝 파이버들 또는 스캐닝 파이버들의 복수의 번들을 개략적으로 나타낼 수 있으며, 각각의 스캐닝 파이버는 도파관들(270, 280, 290, 300, 310) 중 하나에 연관된 하나에 광을 주입하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 광섬유들은 광 모듈(530)로부터 하나 이상의 도파관들(270, 280, 290, 300 및 310)로 광을 전송할 수 있다. 또한, 스캐닝 파이버 또는 광섬유와 하나 이상의 도파관들(270, 280, 290, 300, 310) 사이에 하나 이상의 개입 광학 구조들이 제공되어, 예를 들어, 스캐닝 파이버에서 나오는 광을 하나 이상의 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)으로 전향할 수 있다.

[0147] 컨트롤러(560)는 이미지 주입 디바이스들(360, 370, 380, 390, 400), 광원(530) 및 광 변조기(540)의 동작을 포함하여 적층 도파관 어셈블리(260)의 동작을 제어한다. 일부 실시예들에서, 컨트롤러(560)는 로컬 데이터 처리 모듈(140)의 일부이다. 컨트롤러(560)는 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)에 대한 이미지 정보의 제공 타이밍 및 제공을 조절하는 프로그래밍(예를 들어, 비과도성 매체에 있는 명령어)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 컨트롤러는 단일 일체형 디바이스이거나, 유선 또는 무선 통신 채널에 의해 연결된 분산 시스템일 수 있다. 컨트롤러(560)는 일부 실시예들에서 처리 모듈들(140 또는 150)(도 2)의 일부일 수 있다.

[0148] 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)은 총 내부 반사(TIR)에 의해 각 각각의 도파관 내에서 광을 전파하도록 구성될 수 있다. 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)은 각각 평면이거나 다른 형상(예를 들어, 곡선)을 가질 수 있으며, 주요 최상부 및 저부 표면들 이러한 주요 최상부 표면과 저부 표면 사이에서 연장되는 에지들을 가질 수 있다. 예시된 구성에서, 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)은 각각, 이미지 정보를 안구(210)로 출력하기 위해 각각의 도파관 내에서 전파되는 광을 도파관 밖으로 방향 전환하여 도파관으로부터 광을 추출하도록 구성되는 아웃-커플링 광학 요소들(570, 580, 590, 600, 610)을 포함할 수 있다. 추출된 광은 아웃-커플링된 광이라고도 할 수 있고, 아웃-커플링된 광학 요소들은 광 추출 광학 요소라고도 할 수 있다. 추출된 광 빔은 도파관 내에서 전파되는 광이 광 추출 광학 요소에 충돌하는 위치에서 도파관에 의해 출력될 수 있다. 아웃-커플링 광학 요소들(570, 580, 590, 600, 610)은, 예를 들어 본 명세서에서 더 논의되는 바와 같이, 회절 격자들을 포함하는 회절 광학 피처들일 수 있다. 아웃-커플링 광학 요소들(570, 580, 590, 600, 610)은 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)의 저부 주 표면에 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 일부 실시예들에서, 이들은 최상부 및/또는 저부 주 표면에 배치될 수 있고 그리고/또는 본 명세서에서 더 논의되는 바와 같이 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)의 체적 내에 직접 배치될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 아웃-커플링 광학 요소들(570, 580, 590, 600, 610)은 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)을 형성하기 위해 투명 기판에 부착되는 재료 층에 형성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)은 모놀리식 재료 조각(piece)일 수 있고, 아웃-커플링 광학 요소들(570, 580, 590, 600, 610)은 그 재료 조각의 표면 상에 그리고/또는 그 내부에 형성될 수 있다.

[0149] 각각의 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)은 특정 깊이 평면에 대응하는 이미지를 형성하기 위해 광을 출력할 수 있다. 예를 들어, 안구에 가장 가까운 도파관(270)은 시준된 광 빔을 안구(210)에 전달할 수 있다. 시준된 광 빔들은 광학 무한대 초점면을 나타낼 수 있다. 다음 도파관(280)은 안구(210)에 도달하기 전에 제1 렌즈(350)(예를 들어, 네거티브 렌즈)를 통과하는 시준된 광 빔들을 출력할 수 있다. 제1 렌즈(350)는 시준된 빔들에 약간의 볼록한 파면 곡률을 추가하여, 안구/뇌가 그 도파관(280)에서 나오는 광을 광학 무한대에서 안구(210)를 향해 안쪽으로 더 가까운 제1 초점면으로부터 발산되는 것으로 해석하도록 할 수 있다. 마찬가지로, 제3 도파관(290)은 안구(210)에 도달하기 전에 출력 광을 제1 렌즈(350)와 제2 렌즈(340)를 모두 통과시킨다. 제1 렌즈(350) 및 제2 렌즈(340)의 결합된 광학 파워는 파면 곡률의 또 다른 증분량을 추가하여, 안구/뇌가 제3 도파관(290)으로부터 오는 광을 제2 도파관(280)으로부터의 광보다 광학 무한대로부터 안쪽으로 더 가까운 제2 초점면에서 발산되는 것으로 해석하도록 할 수 있다.

[0150] 다른 도파관 층들(300, 310) 및 렌즈들(330, 320)은 유사하게 구성되며, 스택에서 가장 높은 도파관(310)은 사람과 가장 가까운 초점면을 나타내는 총 초점력을 위해 그 출력을 그 도파관과 안구 사이의 모든 렌즈들을 통해 전송한다. 적층 도파관 어셈블리(260)의 반대편에 있는 세계(510)로부터 오는 광을 보고/해석할 때 렌즈들(320, 330, 340, 350)의 스택을 보정하기 위해, 보정 렌즈 층(620)이 스택의 상부에 배치되어 아래의 렌즈들(320, 330, 340, 350)의 스택의 총 광학 파워를 보정할 수 있다. 이러한 구성은 사용 가능한 도파관/렌즈 페어링 수만큼의 인식된 초점면을 제공한다. 도파관의 아웃-커플링 광학 요소와 렌즈의 초점 측면은 모두 정적일 수 있다(즉, 동적 또는 전기 활성적이지 않음). 일부 다른 실시예들에서, 둘 중 하나 또는 둘 다 전기 활성 피처들을 사용하여 동적일 수 있다.

[0151] 일부 실시예들에서, 둘 이상의 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)은 동일한 연관된 깊이 평면을 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)은 동일한 심도 평면으로 설정된 이미지를 출력하거나, 도파관들(270, 280, 290, 300, 310)의 복수의 서브세트들은 동일한 복수의 심도 평면들로 설정된 이미지를 출력할 수 있으며, 각각의 심도 평면에 대해 하나의 세트가 출력될 수 있다. 이는 해당 깊이 평면들에서 확장된 시계를 제공하기 위해 타일 이미지를 형성하는 데 이점을 제공할 수 있다.

[0152] 아웃-커플링 광학 요소들(570, 580, 590, 600, 610)은 자신들의 개개의 도파관들로부터 광을 전향하고, 도파관과 연관된 특정 깊이 평면에 대해 적절한 양의 발산 또는 시준으로 이 광을 출력하도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 상이한 연관된 깊이 평면을 갖는 도파관은, 연관된 깊이 평면에 따라 상이한 양의 발산을 갖는 광을 출력하는 아웃-커플링 광학 요소들(570, 580, 590, 600, 610)의 상이한 구성을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 추출 광학 요소들(570, 580, 590, 600, 610)은 체적 또는 표면 피처들일 수 있으며, 이는 특정 각도에서 광을 출력하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광 추출 광학 요소들(570, 580, 590, 600, 610)은 체적 홀로그램들, 표면 홀로그램들 및/또는 회절 격자들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 피처들(320, 330, 340, 350)은 렌즈가 아닐 수도 있고, 오히려 단순히 스페이서(예를 들어, 클래딩 층들 및/또는 공극들을 형성하기 위한 구조물)일 수도 있다.

[0153] 일부 실시예들에서, 아웃-커플링 광학 요소들(570, 580, 590, 600, 610)은 충분히 낮은 회절 효율을 갖는 회절 피처로서, 빔 내의 광 파워의 일부만이 각각의 상호작용에 따라 안구(210)를 향해 전향되고, 나머지는 TIR을 통해 도파관을 통해 계속 이동하도록 한다. 따라서, 광 모듈(530)의 출사 동공은 도파관 전체에 걸쳐 복제되어 광원(530)으로부터 이미지 정보를 전달하는 복수의 출력 빔을 생성함으로써, 안구(210)가 복제된 광원 출사 동공을 차단할 수 있는 위치들의 수를 효과적으로 확장할 수 있다. 이러한 회절 피처들은 또한 도파관에 의한 광 출력의 균일성을 향상시키기 위해 그들의 형상에 걸쳐 가변 회절 효율을 가질 수 있다.

[0154] 일부 실시예들에서, 하나 이상의 회절 피처들은 능동적으로 회절하는 "온" 상태와 유의미하게 회절하지 않는 "오프" 상태 사이에서 전환 가능할 수 있다. 예를 들어, 전환 가능한 회절 요소는 미세 액적들이 호스트 매질에서 회절 패턴을 형성하는 고분자 분산 액정 층을 포함할 수 있고, 미세 액적들의 굴절률은 호스트 재료의 굴절률과 실질적으로 일치하도록 전환될 수 있거나(이 경우 패턴이 입사광을 현저하게 회절시키지 않음), 미세 액적들이 호스트 매질의 굴절률과 일치하지 않는 지수로 전환될 수 있다(이 경우 패턴이 입사광을 능동적으로 회절시킴).

[0155] 일부 실시예들에서, 카메라 어셈블리(630)(예를 들어, 가시광 및 적외선 카메라를 포함하는 디지털 카메라)는 예를 들어, 사용자 입력을 감지하고, 안구로부터 생체 정보를 추출하고, 안구의 시선 방향을 추정 및 추적하고, 사용자의 생리적 상태 등을 모니터링하기 위해 안구(210), 안구의 일부 또는 안구(210)를 둘러싼 조직의 적어도 일부의 이미지를 캡쳐하도록 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 카메라 어셈블리(630)는 광(예를 들어, IR 또는 근-IR 광)을 안구에 투사하기 위해 이미지 캡처 디바이스들 및 광원을 포함할 수 있으며, 이 광은 이후 안구에 의해 반사되고 이미지 캡처 디바이스들에 의해 감지될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광원은 IR 또는 근적외선을 방출하는 발광 다이오드들("LED들")을 포함한다. 일부 실시예들에서, 카메라 어셈블리(630)는 프레임(80)(도 2)에 부착될 수 있고, 예를 들어, 사용자의 생리적 상태, 착용자의 시선 방향, 홍채 식별 등에 관한 다양한 결정을 내리기 위해 카메라 어셈블리(630)로부터 이미지 정보를 처리할 수 있는 처리 모듈들(140 또는 150)과 전기 통신할 수 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나의 카메라 어셈블리(630)는 각각의 안구를 개별적으로 모니터링하기 위해 각각의 안구에 대해 활용될 수 있다.

[0156] 도 7a는 도파관에 의해 출력되는 출구 빔의 예를 도시한다. 하나의 도파관이 예시되었지만(사시도로), 도파관 어셈블리(260)(도 6)의 다른 도파관도 유사하게 기능할 수 있다. 광(640)은 도파관(270)의 입력 표면(460)에서 도파관(270)으로 주입되고, 도파관(270) 내에서 TIR에 의해 전파된다. 회절 피처들과의 상호작용을 통해 광은 출구 빔(650)으로 도파관을 빠져나간다. 출구 빔(650)은 이미지를 도파관으로 투사하는 프로젝터 디바이스에서 출사 동공을 복제한다. 출구 빔(650) 중 어느 하나라도 입력 광(640)의 총 에너지의 일부분을 포함한다. 그리고 완벽하게 효율적인 시스템에서, 모든 출구 빔(650)의 에너지의 합은 입력 광원(640)의 에너지와 동일할 것이다. 출구 빔들(650)은 도 7a에서 실질적으로 평행한 것으로 도시되어 있지만, 본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 도파관(270)과 연관된 깊이 평면에 따라 어느 정도의 광 파워가 부여될 수 있다. 평행 출구 빔은 안구(210)로부터 큰 거리(예를 들어, 광학 무한대)에 있는 깊이 평면에 설정된 것처럼 보이는 이미지를 형성하기 위해 광을 아웃-커플링하는 아웃-커플링 광학 요소를 갖는 도파관을 나타낼 수 있다. 다른 도파관 또는 다른 아웃-커플링 광학 요소 세트들은 도 7b에 도시된 바와 같이 더 발산되는 출구 빔 패턴을 출력할 수 있는데, 이는 망막에 초점을 맞추기 위해 안구(210)가 더 가까운 거리로 조절되어야 하고, 뇌에 의해 광학 무한대보다 안구(210)에 더 가까운 거리로부터의 광으로 해석될 수 있다.

[0157] 일부 실시예들에서, 풀 컬러 이미지는 성분 색상들(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색과 같은 3 개 이상의 성분 색상) 각각의 이미지를 중첩함으로써 각각의 심도 평면에 형성될 수 있다. 도 8은 각각의 심도 평면이 복수의 상이한 성분 색상들을 사용하여 형성된 이미지를 포함하는 적층 도파관 어셈블리의 예를 도시한다. 예시된 실시예는 심도 평면들(240a 내지 240f)을 도시하지만, 더 많거나 더 적은 심도도 고려될 수 있다. 각각의 심도 평면은 제1 색상(G)의 제1 이미지, 제2 색상(R)의 제2 이미지 및 제3 색상(B)의 제3 이미지를 포함하여 그와 연관된 3 개 이상의 성분 색상 이미지들을 가질 수 있다. 다른 심도 평면들은 문자 G, R 및 B 다음에 다른 디옵터 배수로 도면에 표시된다. 이러한 각 문자 다음의 숫자는 디옵터(1/m) 또는 사용자로부터 심도 평면의 역거리를 나타내며 도면의 각 상자는 개별 성분 색상 이미지를 나타낸다. 일부 실시예들에서, 다른 파장들의 광에 대한 안구의 초점 차이를 설명하기 위해, 다른 성분 색상에 대한 심도 평면들의 정확한 배치는 다를 수 있다. 예를 들어, 주어진 심도 평면에 대해 서로 다른 성분 색상 이미지들이 사용자와의 서로 다른 거리에 해당하는 심도 평면들에 배치될 수 있다. 이러한 배열은 시력 및 사용자 편의성을 증가시키거나 색수차를 감소시킬 수 있다.

[0158] 일부 실시예들에서, 각 성분 색상의 광은 단일 전용 도파관에 의해 출력될 수 있고, 결과적으로 각각의 심도 평면은 그와 연관된 다수의 도파관들을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 도면의 각각의 박스는 개개의 도파관을 나타내는 것으로 이해될 수 있으며, 깊이 평면당 3 개의 도파관들이 제공되어 깊이 평면당 3 개의 성분 색상 이미지들을 표시할 수 있다. 이 도면에서는 설명의 용이성을 위해 각각의 깊이 평면과 연관된 도파관들이 서로 인접하여 도시되어 있지만, 물리적 디바이스에서 도파관들은 모두 레벨당 하나의 도파관을 갖는 스택으로 배열될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 일부 다른 실시예들에서, 복수의 컴포넌트 색상이 동일한 도파관에 의해 출력될 수 있으며, 예를 들어, 깊이 평면당 하나의 도파관만 제공될 수 있다.

[0159] 도 8을 계속 참조하면, 일부 실시예들에서, G는 녹색이고, R은 적색이며, B는 청색이다. 일부 다른 실시예들에서, 노란색, 자홍색 및 청록색을 포함하는 다른 파장들의 광과 관련된 다른 색이 적색, 녹색 또는 청색 중 하나 이상에 부가적으로 사용되거나 대체될 수 있다. 일부 실시예들에서, 피처들(320, 330, 340 및 350)은 주변 환경으로부터 사용자의 안구로 광을 차단하거나 선택적으로 통과시키도록 구성되는 능동 또는 수동 광학 필터들일 수 있다.

[0160] 본 개시내용 전체에서 특정 색상의 광에 대한 참조는, 사용자가 특정 색상의 광으로 인식하는 광의 파장 범위 내에서 하나 이상의 파장들의 광을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 적색광은 약 620 내지 780 ㎚의 범위에서 하나 이상의 파장들의 광을 포함할 수 있고, 녹색 광은 약 492 내지 577 ㎚의 범위에서 하나 이상의 파장들의 광을 포함할 수 있고, 청색광은 약 435 내지 493 ㎚의 범위에서 하나 이상의 파장들의 광을 포함할 수 있다.

[0161] 일부 실시예들에서, 광원(530)(도 6)은 사용자의 시각적 인식 범위를 벗어나는 하나 이상의 파장들, 예를 들어, 적외선 또는 자외선 파장들의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. IR 광은 700 ㎚ 내지 10 ㎛ 범위의 파장을 갖는 광을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, IR 광은 700 ㎚ 내지 1.5㎛ 범위의 파장을 갖는 근적외선 광을 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이(250)의 도파관의 인-커플링, 아웃-커플링 및 기타 광 전향 구조들은, 예를 들어, 이미징 또는 사용자 자극 애플리케이션들을 위해, 이 광을 디스플레이로부터 사용자의 안구(210)로 안내 및 방출하도록 구성될 수 있다.

[0162] 이제, 도 9a를 참조하면, 일부 실시예들에서, 도파관에 충돌하는 광은 도파관 내로 광을 인-커플링하기 위해 방향이 변경될 필요가 있을 수 있다. 인-커플링 광학 요소는 광을 해당 도파관으로 전향하고 인-커플링하는 데 사용될 수 있다. 도 9a는 각각의 인-커플링 광학 요소를 포함하는 적층 도파관들의 세트(660)의 예시적인 단면을 도시한 측단면도이다. 도파관들은 각각 하나 이상의 상이한 파장들 또는 하나 이상의 상이한 파장들 범위의 광을 출력하도록 구성될 수 있다. 스택(660)은 스택(260)(도 6)에 대응할 수 있고, 스택(660)의 예시된 도파관들은 이미지 주입 디바이스들(360, 370, 380, 390, 400) 중 하나로부터의 광이 인-커플링을 위해 광이 방향 전환될 필요가 있는 포지션 또는 배향으로부터 도파관으로 주입된다는 것을 제외하고, 복수의 도파관들(270, 280, 290, 300, 310) 중 일부에 대응할 수 있음을 인식할 것이다.

[0163] 예시된 적층 도파관들의 세트(660)는 도파관들(670, 680 및 690)을 포함한다. 각각의 도파관은 연관된 인-커플링 광학 요소(도파관 상의 광 입력 영역이라고도 할 수 있음)를 포함하며, 예를 들어, 인-커플링 광학 요소(700)는 도파관(670)의 주 표면(예를 들어, 상부 주 표면)에 배치되고, 인-커플링 광학 요소(710)는 도파관(680)의 주 표면(예를 들어, 상부 주 표면)에 배치되고, 인-커플링 광학 요소(720)는 도파관(690)의 주 표면(예를 들어, 상부 주 표면)에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720) 중 하나 이상이 각각의 도파관들(670, 680, 690)의 하부 주 표면 상에 배치될 수 있다(특히, 하나 이상의 인-커플링 광학 요소들이 반사 광학 요소인 경우). 예시된 바와 같이, 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720)은 각각의 도파관들(670, 680, 690)의 상부 주 표면(또는 다음 하부 도파관의 상단)에 배치될 수 있으며, 특히 인-커플링 광학 요소들이 투과성 광학 요소인 경우 더욱 그러하다. 일부 실시예들에서, 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720)은 각각의 도파관들(670, 680, 690)의 본체 내에 배치될 수 있다. 본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 일부 실시예들에서, 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720)은 파장 선택적이어서, 다른 파장들의 광을 전송하면서 하나 이상의 광의 파장을 선택적으로 전향할 수 있다. 각각의 도파관들(670, 680, 690)의 일측 또는 모서리에 도시되어 있지만, 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720)은 일부 실시예들에서 각각의 도파관들(670, 680, 690)의 다른 영역에 배치될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

[0164] 예시된 바와 같이, 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720)은 서로 측면으로 오프셋될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 인-커플링 광학 요소는 다른 인-커플링 광학 요소를 통과하지 않고 광을 수신하도록 오프셋될 수 있다. 예를 들어, 각각의 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720)은 도 6에 도시된 바와 같이 다른 이미지 주입 디바이스들(360, 370, 380, 390 및 400)로부터 광을 수신하도록 구성될 수 있고, 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720)의 다른 것들로부터 실질적으로 광을 수신하지 않도록 다른 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720)과 분리(예를 들어, 측면으로 이격)될 수도 있다.

[0165] 각각의 도파관은 또한 연관된 배광 요소(light distributing element)들을 포함하는데, 예를 들어, 배광 요소(730)는 도파관(670)의 주 표면(예를 들어, 상부 주 표면)에 배치되고, 배광 요소(740)는 도파관(680)의 주 표면(예를 들어, 상부 주 표면)에 배치되고, 배광 요소(750)는 도파관(690)의 주 표면(예를 들어, 상부 주 표면)에 배치된다. 일부 다른 실시예들에서, 배광 요소들(730, 740, 750)은 각각 연관된 도파관들(670, 680, 690)의 하부 주 표면 상에 배치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 광 분배 요소들(730, 740, 750)은 각각 연관된 도파관들(670, 680, 690)의 최상부 및 저부 주 표면 모두에 배치될 수 있거나 또는 광 분배 요소들(730, 740, 750)은 각각 다른 연관된 도파관들(670, 680, 690)의 최상부 및 저부 주 표면의 상이한 것에 배치될 수 있다.

[0166] 도파관들(670, 680, 690)은, 예를 들어, 기체, 액체 또는 고체 재료 층들에 의해 이격되고 분리될 수 있다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 층(760a)은 도파관들(670 및 680)을 분리할 수 있고; 층(760b)은 도파관들(680 및 690)을 분리할 수 있다. 일부 실시예들에서, 층들(760a 및 760b)은 저굴절률 재료(즉, 도파관들(670, 680, 690) 중 바로 인접한 것을 형성하는 재료보다 저 굴절률을 갖는 재료)로 형성된다. 바람직하게는, 층들(760a, 760b)을 형성하는 재료의 굴절률은 도파관들(670, 680, 690)을 형성하는 재료의 굴절률보다 적어도 0.05 또는 적어도 0.10보다 낮다. 유리하게, 저 굴절률 층들(760a, 760b)은 도파관들(670, 680, 690)을 통과하는 광의 TIR(예를 들어, 각각의 도파관의 최상부 및 저부 주 표면 사이의 TIR)을 용이하게 하는 클래딩 층으로서 기능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 층들(760a, 760b)은 공기로 형성된다. 예시되지 않았지만, 예시된 도파관들의 세트(660)의 최상부 및 저부는 바로 인접한 클래딩 층들을 포함할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

[0167] 바람직하게는, 제조의 용이성 및 다른 고려사항들을 위해, 도파관들(670, 680, 690)을 형성하는 재료는 유사하거나 동일하고, 층들(760a, 760b)을 형성하는 재료는 유사하거나 동일하다. 다른 실시예들에서, 도파관들(670, 680, 690)을 형성하는 재료는 하나 이상의 도파관들 사이에서 상이할 수 있고 또는 층들(760a, 760b)을 형성하는 재료는 상이할 수 있지만, 전술한 다양한 굴절률 관계들을 여전히 유지하면서 상이할 수 있다.

[0168] 도 9a를 계속 참조하면, 광선들(770, 780, 790)은 도파관들의 세트(660)에 입사된다. 광선들(770, 780, 790)은 하나 이상의 이미지 주입 디바이스들(360, 370, 380, 390, 400)에 의해 도파관들(670, 680, 690) 내에 주입될 수 있다(도 6).

[0169] 일부 실시예들에서, 광선들(770, 780, 790)은 상이한 특성들(예를 들어, 상이한 파장들 또는 상이한 파장들 범위)을 가지며, 이는 상이한 색상들에 대응할 수 있다. 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720)은 각각 입사광을 전향하여, 광이 TIR에 의해 도파관들(670, 680, 690) 중 개개의 하나를 통해 전파되도록 한다.

[0170] 예를 들어, 인-커플링 광학 요소(700)는 제1 파장 또는 파장 범위를 갖는 광선(770)을 안내하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 투과 광선(780)은 제2 파장 또는 파장 범위의 광을 전향하도록 구성된 인-커플링 광학 요소(710)에 충돌하여 전향된다. 마찬가지로, 광선(790)은 제3 파장 또는 파장 범위의 광을 선택적으로 전향하도록 구성되는 인-커플링 광학 요소(720)에 의해 전향된다.

[0171] 도 9a를 계속 참조하면, 광선들(770, 780, 790)은 대응하는 도파관들(670, 680, 690)을 통해 전파되도록 전향된다; 즉, 각각의 도파관의 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720)은 대응하는 도파관들(670, 680, 690)로 광을 재안내하여 해당 도파관으로 광을 인-커플링한다. 광선들(770, 780, 790)은 TIR에 의해 광이 각각의 도파관들(670, 680, 690)을 통해 전파되도록 하는 각도들로 전향된다. 광선들(770, 780, 790)은 각각의 도파관들(670, 680, 690)을 통해 도파관의 대응하는 광 분배 요소들(730, 740, 750)과 상호작용할 때까지 TIR에 의해 전파된다.

[0172] 이제 도 9b를 참조하여, 도 9a의 복수의 적층 도파관들의 일 예의 사시도를 예시한다. 전술한 바와 같이, 광선들(770, 780, 790)은 각각의 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720)에 의해 인-커플링된 후, 각각의 도파관들(670, 680, 690) 내에서 TIR에 의해 전파된다. 광선들(770, 780, 790)은 광 분배 요소들(730, 740, 750)과 각각 상호작용한다. 광 분배 요소들(730, 740, 750)은 광선들이 각각 아웃-커플링 광학 요소들(800, 810, 820)을 향하여 전파되도록 광선들(770, 780, 790)을 전향한다.

[0173] 일부 실시예들에서, 광 분배 요소들(730, 740, 750)은 직교 동공 확장기(OPE)이다. 일부 실시예들에서, OPE는 광을 아웃-커플링 광학 요소들(800, 810, 820)로 전향하고, 또한 광선들(770, 780, 790)이 아웃-커플링 광학 요소들로 전파될 때 광 분배 요소들(730, 740, 750)의 여러 위치에서 샘플링하여 이 광과 연관된 동공을 확장한다. 일부 실시예들에서(예를 들어, 출사 동공이 이미 원하는 크기인 경우), 광 분배 요소들(730, 740, 750)은 생략될 수 있고, 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720)은 아웃-커플링 광학 요소들(800, 810, 820)로 직접 광을 전향시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 9a를 참조하여, 광 분배 요소들(730, 740, 750)은 각각 아웃-커플링 광학 요소들(800, 810, 820)로 대체될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아웃-커플링 광학 요소들(800, 810, 820)은 출사 동공(EP) 또는 출사 동공 확장기(EPE)로서, 도파관으로부터 사용자의 안구(210)를 향해 광을 전향시킨다(도 7). OPE는 적어도 하나의 축에서 아이박스의 치수를 증가시키도록 구성될 수 있고, EPE는 OPE의 축을 가로지르는(예를 들어, 직교하는) 축에서 아이박스를 증가시키도록 구성될 수 있다.

[0174] 따라서, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 일부 실시예들에서, 도파관들의 세트(660)는 도파관들(670, 680, 690), 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720), 광 분배 요소들(예를 들어, OPE)(730, 740, 750) 및 각 성분 색상에 대한 아웃-커플링 광학 요소들(예를 들어, EPE)(800, 810, 820)을 포함한다. 도파관들(670, 680, 690)은 각각의 도파관 사이에 공극들/클래딩 층으로 적층될 수 있다. 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720)은 입사광(서로 다른 파장들의 광을 수신하는 서로 다른 인-커플링 광학 요소와 함께)을 해당 도파관으로 직접 전달한다. 그런 다음 광은 각각의 도파관들(670, 680, 690) 내에서 TIR을 지원하는 각도로 전파된다. TIR은 특정 각도들의 범위에서만 발생하기 때문에 광선들(770, 780, 790)의 전파 각도들의 범위는 제한된다. TIR을 지원하는 각도들의 범위는 도파관들(670, 680, 690)에 의해 표시될 수 있는 시계의 각도 한계와 같은 예에서 생각할 수 있다. 도시된 예에서, 광선(770)(예를 들어, 청색광)은 제1 인-커플링 광학 요소(700)에 의해 인-커플링된 후, 도파관을 따라 이동하면서 도파관의 표면으로부터 앞뒤로 계속 반사되고, 광 분배 요소(예를 들어, OPE)(730)가 이를 점진적으로 샘플링하여 앞서 설명한 방식으로 아웃-커플링 광학 요소(예를 들어, EPE)(800)로 향하는 추가적인 복제 광선들을 생성한다. 광선들(780 및 790)(예를 들어, 각각 녹색 및 적색광)은 도파관(670)을 통과하며, 광선(780)은 인-커플링 광학 요소(710)에 충돌하여 인-커플링된다. 그런 다음 광선(780)은 TIR을 통해 도파관(680)을 따라 전파되어 배광 소자(예를 들어, OPE)(740)로 이동한 다음 아웃-커플링 광학 요소(예를 들어, EPE)(810)로 진행한다. 마지막으로, 광선(790)(예를 들어, 적색광)은 도파관들(670, 680)을 통과하여 도파관(690)의 광 인-커플링 광학 요소(720)에 충돌한다. 광 인-커플링 광학 요소(720)는 광선(790)을 인-커플링하여 광선이 TIR에 의해 광 분배 요소(예를 들어, OPE)(750)로 전파된 다음, TIR에 의해 아웃-커플링 광학 요소(예를 들어, EPE)(820)로 전파되도록 한다. 그런 다음, 아웃-커플링 광학 요소(820)는 최종적으로 광선(790)을 사용자에게 아웃-커플링하고, 다른 도파관들(670, 680)로부터 아웃-커플링된 광을 수신하는 사용자에게도 아웃-커플링한다.

[0175] 도 9c는 도 9a 및 도 9b의 복수의 적층 도파관들의 예의 하향식 평면도를 도시한다. 예시된 바와 같이, 도파관들(670, 680, 690)은 각각의 도파관의 연관된 광 분배 요소들(730, 740, 750) 및 연관된 아웃-커플링 광학 요소(800, 810, 820)와 함께 수직으로 정렬될 수 있다. 그러나, 본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 인-커플링 광학 요소들(700, 710, 720)은 수직으로 정렬되지 않고, 오히려 인-커플링 광학 요소들은 겹치지 않을 수 있다(예를 들어, 하향 뷰에서 보이는 바와 같이 측면으로 이격되어 있음). 이러한 비중첩 공간 배열은 서로 다른 광원들로부터의 광을 서로 다른 도파관에 일대일로 주입하는 것을 용이하게 하여, 특정 광원이 특정 도파관에 고유하게 광학적으로 결합될 수 있도록 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 겹치지 않는 공간적으로 분리된 인-커플링 광학 요소를 포함하는 배열은 시프트된 동공 시스템으로 지칭될 수 있고, 이러한 배열 내의 인-커플링 광학 요소는 서브 동공에 대응할 수 있다.

[0176] 도 10은 예시적인 AR 아이피스 도파관들의 스택(1000)의 사시도이다. 아이피스 도파관들의 스택(1000)은 커버 윈도우들 사이에 배치된 하나 이상의 아이피스 도파관들(1004)을 보호하기 위한 세계측 커버 윈도우(1002) 및 안구측 커버 윈도우(1006)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 커버 윈도우들(1002, 1006) 중 하나 또는 둘 모두가 생략될 수 있다. 이미 논의한 바와 같이, 아이피스 도파관(1004)은 적층형 구성으로 배열될 수 있다. 아이피스 도파관(1004)은 예를 들어, 각각의 개별 아이피스 도파관이 하나 이상의 인접한 아이피스 도파관에 결합되는 등 함께 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 도파관(1004)은 인접한 아이피스 도파관(1004)이 서로 직접 접촉하지 않도록 에지 시일(예를 들어, 도 11에 도시된 에지 시일(1108))과 함께 결합될 수 있다.

[0177] 아이피스 도파관들(1004) 각각은 유리, 플라스틱, 폴리카보네이트, 사파이어 등과 같이 적어도 부분적으로 투명한 기판 재료로 만들어질 수 있다. 선택된 재료는 굴절률이 예를 들어 1.4 이상, 1.6 이상 또는 1.8 이상일 수 있으며, 이는 광 유도를 용이하게 하기 위한 것이다. 각각의 아이피스 도파관 기판의 두께는 예를 들어 325 마이크로미터 이하일 수 있지만, 다른 두께들도 사용할 수 있다. 각각의 아이피스 도파관은 하나 이상의 인-커플링 영역, 광 분배 영역, 이미지 확장 영역 및 아웃-커플링 영역을 포함할 수 있으며, 이는 각각의 도파관 기판(902) 상에 또는 그 내부에 형성되는 회절 피처들로 구성될 수 있다.

[0178] 도 10에는 예시되지 않았지만, 아이피스 도파관들의 스택(1000)은 사용자의 안구 앞에서 이를 지지하기 위한 물리적 지지 구조를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 아이피스 도파관들의 스택(1000)은 도 2에 도시된 바와 같이 헤드 장착형 디스플레이 시스템(60)의 일부이다. 일반적으로, 아이피스 도파관들의 스택(1000)은 아웃-커플링 영역이 사용자의 안구 바로 앞에 있도록 지지된다. 도 10은 아이피스 도파관들의 스택(1000)의 사용자 안구 중 하나에 해당하는 부분만을 예시한 것으로 이해되어야 한다. 완전한 아이피스는 동일한 구조의 미러 이미지를 포함할 수 있으며, 2 개의 절반부들은 노즈 피스에 의해 분리될 수 있다.

[0179] 일부 실시예들에서, 아이피스 도파관들의 스택(1000)은 다수의 깊이 평면들로부터 컬러 이미지 데이터를 사용자의 안구 내로 투사할 수 있다. 아이피스(1000) 내의 각각의 개별 아이피스 도파관(1004)에 의해 표시되는 이미지 데이터는 선택된 깊이 평면에 대한 이미지 데이터의 선택된 색상 성분에 대응할 수 있다. 예를 들어, 아이피스 도파관들의 스택(1000)은 6 개의 아이피스 도파관들(1004)을 포함하므로, 2 개의 서로 다른 깊이 평면들에 대응하는 컬러 이미지 데이터(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 구성 요소로 구성됨)를 투사할 수 있다: 깊이 평면당 색상 성분당 하나의 아이피스 도파관(1004). 다른 실시예들은 더 많거나 더 적은 색상 성분 및/또는 더 많거나 더 적은 심도 평면을 위한 아이피스 도파관(1004)을 포함할 수 있다.

[0180] 도 11은 적층된 구성에서 아이피스 도파관(1104)을 지지하기 위한 에지 시일 구조(1108)를 갖는 예시적인 아이피스 도파관들의 스택(1100)의 일부의 단면도이다. 에지 시일 구조(1108)는 아이피스 도파관(1104)을 정렬하고 그 사이에 배치된 공기 공간 또는 다른 재료로 서로를 분리한다. 도면에는 도시되지 않았지만, 에지 시일 구조(1108)는 적층 도파관 구성의 전체 둘레를 따라 연장될 수 있다. 도 11에서, 각각의 아이피스 도파관 사이의 이격은 0.027 ㎜이지만, 다른 거리도 가능하다.

[0181] 예시된 실시예에서, 적색 이미지 데이터를 표시하도록 설계된 2 개의 아이피스 도파관들(1104)이 있는데, 하나는 3 m 깊이 평면을 위한 것이고 다른 하나는 1 m 깊이 평면을 위한 것이다. (다시 말하지만, 아이피스 도파관(1104)에 의해 출력되는 광 빔들의 발산은 이미지 데이터가 특정 거리에 위치한 깊이 평면에서 비롯된 것처럼 보이게 할 수 있다). 마찬가지로, 청색 이미지 데이터를 표시하도록 설계된 2 개의 아이피스 도파관들(1104)이 있는데, 하나는 3 m 깊이 평면용이고 다른 하나는 1 m 깊이 평면용이며, 녹색 이미지 데이터를 표시하도록 설계된 2 개의 아이피스 도파관들(1104)이 있는데, 하나는 3 m 깊이 평면용이고 다른 하나는 1 m 깊이 평면용이다. 이 6 개의 아이피스 도파관들(1104) 각각은 0.325 ㎜ 두께로 예시되어 있지만, 다른 두께들도 가능하다.

[0182] 세계측 커버 윈도우(1102) 및 안구측 커버 윈도우(1106)도 도 11에 도시되어 있다. 이러한 커버 윈도우들은 예를 들어 0.330 ㎜ 두께일 수 있다. 6 개의 아이피스 도파관들(1104), 7 개의 공극들, 2 개의 커버 윈도우(1102, 1106) 및 에지 시일(1108)의 두께를 고려할 때, 예시된 아이피스 도파관들의 스택(1100)의 총 두께는 2.8 ㎜이다.

AR 아이피스 도파관들의 k-공간 표현들

[0183] 도 12a 및 도 12b는 사용자의 안구(210)를 향해 이미지를 투사할 때 작동 중인 아이피스 도파관(1200)의 평면도를 예시한다. 이미지는 먼저 투사 렌즈(1210) 또는 다른 프로젝터 디바이스를 사용하여 이미지 평면(1207)으로부터 아이피스 도파관(1200)의 입사 동공(1208)을 향해 투사될 수 있다. 각각의 이미지 포인트(예를 들어, 이미지 픽셀 또는 이미지 픽셀의 일부)는 입사 동공(1208)에서 특정 방향(예를 들어, 프로젝터 렌즈(1210)의 광학 축에 대한 특정 각도로)으로 전파되는 상응하는 입력 광 빔들(예를 들어, 1202a, 1204a, 1206a)을 갖는다. 광선들로 예시되어 있지만, 입력 광 빔들(1202a, 1204a, 1206a)은 예를 들어, 아이피스 도파관(1200)으로 들어갈 때 직경이 수 ㎜ 이하인 시준된 빔일 수 있다.

[0184] 도 12a 및 도 12b에서, 중간 이미지 포인트는 입력 빔(1204a)에 대응하며, 이는 실선으로 예시되어 있다. 우측 이미지 포인트는 입력 빔(1202a)에 대응하며, 이는 점선으로 예시되어 있다. 그리고 좌측 이미지 포인트는 입력 빔(1206a)에 대응하며, 이는 쇄선으로 예시되어 있다. 예시의 명확성을 위해, 입사 동공(1208)에는 3 개의 입력 빔들(1202a, 1204a, 1206a)만 표시되지만, 일반적인 입력 이미지는 2 차원 이미지 평면에서 상이한 이미지 포인트들에 대응하는 x-방향 및 y-방향 모두에서 다양한 각도들로 전파되는 많은 입력 빔들을 포함할 것이다.

[0185] 입사 동공(1208)에서 입력 빔들(예를 들어, 1202a, 1204a, 1206a)의 다양한 전파 각도들과 이미지 평면(1207)의 각각의 이미지 포인트들 사이에는 고유한 대응이 존재한다. 아이피스 도파관(1200)은 입력 빔들(예를 들어, 1202a, 1204a, 1206a)을 인-커플링하고, 공간을 통해 분산된 방식으로 복제하고, 이미지 포인트와 빔 각도 사이의 대응을 실질적으로 유지하면서 입사 동공(1208)보다 크고 복제된 빔으로 구성된 출사 동공(1210)을 형성하도록 유도하도록 설계될 수 있다. 아이피스 도파관(1200)은 특정 각도로 전파되는 주어진 입력 광 빔(예를 들어, 1202a)을, 그 특정 입력 빔 및 해당 이미지 포인트와 실질적으로 고유하게 상관되는 각도로 출사 동공(1210)을 가로질러 출력되는 다수의 복제된 빔들(예를 들어, 1202b)로 변환할 수 있다. 예를 들어, 각각의 입력 빔에 대응하는 복제된 출력 빔들은 그들의 대응하는 입력 빔들과 실질적으로 동일한 각도로 아이피스 도파관(1200)을 빠져나갈 수 있다.

[0186] 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 이미지 평면(1207)에서 중간 이미지 포인트에 대응하는 광(1204a)의 입력 빔은 실선들로 도시된 복제된 출력 빔들(1204b)의 세트로 변환되고, 이는 아이피스 도파관(1200)의 출사 동공(1210)에 수직인 광축에 정렬된다. 이미지 평면(1207)에서 우측 이미지 포인트에 대응하는 광(1202a)의 입력 빔은 점선들로 도시된 복제된 출력 빔들(1202b)의 세트로 변환되고, 이는 사용자 시계의 우측 부분의 위치에서 발원한 것처럼 보이도록 전파 각도들로 아이피스 도파관(1200)을 빠져나간다. 마찬가지로, 이미지 평면(1207)에서 좌측 이미지 포인트에 대응하는 광(1206a)의 입력 빔은 쇄선들로 표시된 복제된 출력 빔들(1206b)의 세트로 변환되며, 이는 사용자 시계의 좌측 부분의 위치에서 시작된 것처럼 보이도록 전파 각도들로 아이피스 도파관(1200)을 빠져나간다. 입력 빔 각도들 및/또는 출력 빔 각도들의 범위가 클수록 아이피스 도파관(1200)의 시계(FOV)가 커진다.

[0187] 각각의 이미지에 대해, 복제된 출력 빔들의 세트(예를 들어, 1202b, 1204b, 1206b) ― 이미지 포인트당 복제된 빔들의 하나의 세트 ―가 있으며, 이는 출사 동공(1210)을 통해 서로 다른 각도들로 출력된다. 개개의 출력 빔들(예를 들어, 1202b, 1204b, 1206b)은 각각 시준될 수 있다. 주어진 이미지 포인트에 대응하는 출력 빔들의 세트는 평행 경로(도 12a에 도시된 바와 같이) 또는 발산 경로(도 12b에 도시된 바와 같이)를 따라 전파되는 빔으로 구성될 수 있다. 어느 경우든, 복제된 출력 빔들의 세트의 특정 전파 각도들은 이미지 평면(1207)에서 해당 이미지 포인트의 위치에 따라 달라진다. 도 12a는 출력 빔들(예를 들어, 1202b, 1204b, 1206b)의 각각의 세트가 평행 경로를 따라 전파되는 빔들로 구성된 경우를 예시한다. 그 결과 이미지가 광학 무한대에서 시작된 것처럼 보이도록 투사된다. 이것은 도 12a에서 주변 출력 빔들(1202b, 1204b, 1206b)로부터 아이피스 도파관(1200)의 세계측(사용자의 안구(210)가 위치한 측면의 반대편)의 광학 무한대를 향해 연장되는 희미한 라인들로 표현된다. 도 12b는 출력 빔들(예를 들어, 1202b, 1204b, 1206b)의 각각의 세트가 발산 경로를 따라 전파되는 빔들로 구성된 경우를 예시한다. 그 결과, 이미지는 광학 무한대보다 가까운 거리를 갖는 가상 심도 평면에서 시작된 것처럼 보이도록 투사된다. 이것은 도 12b에서 주변 출력 빔들(1202b, 1204b, 1206b)로부터 아이피스 도파관(1200)의 세계측의 점들을 향해 연장되는 희미한 라인들들에 의해 표현된다.

[0188] 다시 말하지만, 복제된 출력 빔들(예를 들어, 1202b, 1204b, 1206b)의 각각의 세트는 이미지 평면(1207)에서 특정 이미지 포인트에 대응하는 전파 각도들을 갖는다. 평행 경로를 따라 전파되는 복제된 출력 빔들의 세트의 경우(도 12a 참조), 모든 빔들의 전파 각도들은 동일하다. 그러나 발산 경로를 따라 전파되는 복제된 출력 빔들의 세트의 경우 개개의 출력 빔은 서로 다른 각도들로 전파될 수 있지만 이러한 각도는 총 발산 파면을 생성하고 빔들의 세트의 축을 따라 공통 지점에서 시작된 것처럼 보인다는 점에서 서로 관련되어 있다(도 12b 참조). 발산 출력 빔들의 세트에 대한 전파 각도들을 정의하고 이미지 평면(1207)에서 특정 이미지 포인트에 대응하는 것은 이 축이다.

[0189] 아이피스 도파관(1200)으로 들어오고, 아이피스 도파관 내에서 전파되고, 아이피스 도파관을 빠져나가는 다양한 광 빔들은 모두 빔들의 전파 방향(들)을 설명하는 하나 이상의 파동 벡터들 또는 k-벡터들을 사용하여 설명될 수 있다. k-공간은 k-벡터를 기하학적 점과 연관시키는 분석 프레임워크이다. k-공간에서 공간의 각각의 포인트는 고유한 k-벡터에 해당하며, 이 k-벡터는 차례로 특정 전파 방향을 가진 광선들 또는 광 빔들을 나타낼 수 있다. 이를 통해 해당 전파 각도들과 함께 입력 및 출력 빔을 k-공간에서 포인트의 세트(예를 들어, 직사각형)로 이해할 수 있다. 아이피스를 통과하는 동안 광 빔들의 전파 방향들을 변경하는 회절 피처들은 이미지를 구성하는 k-공간의 포인트들의 세트의 위치를 단순히 변환하는 것으로 k-공간에서 이해할 수 있다. 이렇게 변환된 새로운 k-공간 위치는 새로운 k-벡터들의 세트에 해당하며, 이는 회절 피처들과 상호작용한 후 광선들 또는 광 빔들의 새로운 전파 각도들을 나타낸다.

[0190] 아이피스 도파관의 작동은 투사된 이미지에 해당하는 k-공간 직사각형 내부의 포인트들과 같은 포인트들의 세트가 k-공간에서 움직이게 하는 방식으로 이해할 수 있다. 이는 광 빔들과 그들의 전파 각도들을 설명하는 데 달리 사용되는 더 복잡한 광선 추적 도면들과는 대조적이다. 따라서 k-공간은 아이피스 도파관들의 설계 및 작동을 설명하는 데 효과적인 도구이다. 다음 논의에서는 다양한 AR 아이피스 도파관들의 피처들과 기능들에 대한 k-공간 표현에 대해 설명한다.

[0191] 도 13a는 광선들 또는 광 빔들의 전파 방향을 나타내는 데 사용될 수 있는 k-벡터(1302)를 예시한다. 특정 예시된 k-벡터(1302)는 평면 파면들(1304)을 갖는 평면 파를 나타낸다. k-벡터(1302)는 그것이 나타내는 광선 또는 빔들의 전파 방향을 가리킨다. k-벡터(1302)의 크기 또는 길이는 파수(k)에 의해 정의된다. 분산 방정식(ω = ck)은 광의 각 주파수(ω), 광의 속도(c) 및 파수(k)를 관련시킨다(진공에서 광의 속도는 광속 상수(c)와 같지만 매질에서 광의 속도는 매질의 굴절률에 반비례한다. 따라서, 매질에서 방정식은 k = nω/c가 된다). 정의에 따르면 k = 2π/λ 및 ω = 2πf이며, 여기서 f는 광의 주파수(예를 들어, 헤르츠 단위)이다. 이 방정식에서 알 수 있듯이 각 주파수(ω)가 높은 광 빔들은 더 큰 파동수를 가지며, 따라서 더 큰 크기의 k-벡터들을 갖는다(동일한 전파 매체를 가정할 때). 예를 들어, 동일한 전파 매체를 가정할 때, 청색광 빔들은 적색광 빔들보다 더 큰 크기의 k-벡터들을 갖는다.

[0192] 도 13b는 평면 도파관(1300) 내의 k-벡터(1302)에 대응하는 광선(1301)을 예시한다. 도파관(1300)는 본 명세서에 설명된 임의의 도파관을 대표할 수 있으며, AR 디스플레이 시스템용 아이피스의 일부일 수 있다. 도파관(1300)은 총 내부 반사(TIR)를 통해 특정 k-벡터를 갖는 광선들을 유도할 수 있다. 예를 들어, 도 13b에 도시된 바와 같이, k-벡터(1302)에 의해 예시된 광선(1301)은 도파관(1300)의 최상부 표면을 비스듬히 향한다. 각도가 너무 가파르지 않은 경우, 스넬의 법칙에 따라, 광선(1301)은 입사각과 동일한 각도로 도파관(1300)의 최상부 표면에서 반사된 다음 도파관(1300)의 하부 표면을 향해 아래로 전파되어 다시 최상부 표면을 향해 반사될 것이다. 광선(1301)은 도파관(1300) 내에서 도파관(1300) 최상부 표면과 하부 표면 사이에서 앞뒤로 반사하면서 유도된 방식으로 계속 전파될 것이다.

[0193] 도 13c는 굴절률(n)을 갖는 무한한 균질 매질에서 전파되는 주어진 각 주파수(ω)의 광에 대해 허용되는 k-벡터를 예시한다. 예시된 k-벡터(1302)의 길이 또는 크기(k)는 매질의 굴절률(n)에, 광의 각 주파수(ω)를 광속도 상수(c)로 나눈 값을 곱한 것과 동일하다. 굴절률(n)을 갖는 균질 매질에서 전파되는 주어진 각 주파수(ω)를 갖는 광선들 또는 광 빔들의 경우 허용되는 모든 k-벡터들의 크기는 동일하다. 그리고 유도되지 않은 전파의 경우 모든 전파 방향들이 허용된다. 따라서 허용 가능한 모든 k-벡터들을 정의하는 k-공간의 다양체는 중공형 구(1306)이며, 구의 크기는 광의 각 주파수 및 매체의 굴절률에 따라 달라진다.

[0194] 도 13d는 굴절률(n)을 갖는 균일한 평면 도파관 매질에서 전파되는 주어진 각 주파수(ω)의 광에 대해 허용되는 k-벡터를 예시한다. 결합되지 않은 매질에서는 모든 허용되는 k-벡터가 중공 구(1306) 위에 놓이지만, 평면 도파관 내에서 허용되는 k-벡터를 결정하기 위해 허용되는 k-벡터의 구(1306)를 평면(예를 들어, x-y 평면)에 투사할 수 있다. 그 결과 투영된 k-공간에 솔리드 디스크(1308)가 생성되며, 이는 평면 도파관 내에서 전파할 수 있는 k-벡터를 나타낸다. 도 13d에 도시된 바와 같이, x-y 평면에서 평면 도파관(예를 들어, 도파관(1300)) 내에서 전파될 수 있는 k-벡터는 모두 x-y 평면에서 k-벡터의 성분이 매질의 굴절률(n)에, 광의 각 주파수(ω)를 광속 상수(c)로 나눈 것을 곱한 것보다 작거나 같은 모든 것들이다.

[0195] 솔리드 디스크(1308) 내의 모든 포인트는 도파관 내에서 전파될 수 있는 파동의 k-벡터에 대응한다(이러한 k-벡터가 모두 도파관 내에서 유도 전파를 초래하는 것은 아니지만, 도 13e와 관련하여 아래에서 설명한다). 솔리드 디스크(1308) 내의 각각의 포인트에서, 2 개의 허용된 파동들이 존재하는데, 하나는 페이지 내로 전파하는 z 성분을 갖는 파동이고, 다른 하나는 페이지 밖으로 전파하는 z 성분을 갖는 파동이다. 따라서 k-벡터의 평면 외 성분인 k_z는 방정식

을 사용하여 복구할 수 있으며, 여기서 선택한 부호에 따라 파동이 페이지 내부로 전파되는지 또는 페이지 외부로 전파되는지가 결정된다. 굴절률(n)을 갖는 균질 매질에서 전파되는 주어진 각 주파수(ω)의 모든 광파들은 동일한 크기의 k-벡터를 가지므로, x-y 성분의 크기가 고체 디스크(1308)의 반경에 더 가까운 k-벡터를 갖는 광파들은 전파의 z 성분이 더 작은(그 결과, 도 13b와 관련하여 논의된 바와 같이 TIR에 필요한 가파른 전파 각도들이 덜 발생함) 반면, x-y 성분이 솔리드 디스크(1308)의 중심에 더 가깝게 위치하는 k-벡터를 갖는 광파들은 전파의 z 성분이 더 크다(결과적으로 TIR이 아닐 수 있는 더 가파른 전파 각도들을 가짐). 따라서, 앞으로, k-공간에 대한 모든 언급은 2 차원 k-평면이 도파관의 평면에 대응하는 투영된 k-공간을 참조하며, 도파관의 표면 사이의 전파 방향이 명시적으로 언급되지 않는 한, 논의 및 도면은 일반적으로 도파관의 표면과 평행한 방향만을 고려한다. 또한, k-공간을 플롯할 때 일반적으로 자유 공간 디스크 반경을 유니티로 정규화하여 플롯이 효과적으로 ω/c로 정규화되도록 하는 것이 가장 편리하다.

[0196] 도 13e는 굴절률(n2)(예를 들어, n₂ =1.5)을 갖는 도파관 내에서 유도될 수 있는 광파들의 k-벡터에 대응하는 k-공간에서의 고리(1310)를 예시한다. 도파관은 굴절률이 더 낮은 매체(예를 들어, 공기)로 물리적으로 둘러싸여 있으며, 굴절률(n₁)(예를 들어,

)을 갖는다. 도 13d와 관련하여 방금 논의한 바와 같이, x-y 평면의 평면 도파관 매질 내에서 허용된 파동에 대응하는 k-벡터는 모두 k-공간의 고체 디스크(1308) 내에 각각의 x-y 성분을 갖는 k-벡터이다. 솔리드 디스크(1308)의 반경은 도파관 매체의 굴절률에 비례한다. 따라서, 도 13e를 다시 참조하면, 굴절률(n₂=1.5)을 갖는 평면 도파관 매체에서 전파될 수 있는 광파들에 대응하는 k-벡터는 각각의 x-y 성분이 더 큰 디스크(1308a) 내에 위치하는 벡터이다. 한편, 굴절률(n₁=1)을 갖는 주변 매질에서 전파될 수 있는 광파들에 대응하는 k-벡터는 각각의 x-y 성분이 더 작은 디스크(1308b) 내에 있는 벡터이다. 각각의 x-y 성분이 고리(1310) 내부에 있는 모든 k-벡터들은 도파관 매체에서는 전파할 수 있지만 주변 매체(예를 들어, 공기)에서는 전파할 수 없는 광파들에 대응한다. 이들은 도 13b와 관련하여 설명된 바와 같이, 전체 내부 반사를 통해 도파관 매질 내에서 유도되는 광파들이다. 따라서 광선들 또는 빔들은 k-공간 고리(1310)에 있는 k-벡터를 갖는 경우에만 AR 아이피스의 도파관 내에서 유도 전파를 수행할 수 있다. 더 큰 디스크(1308a) 외부에 k-벡터를 갖는 광파들의 전파는 금지되며, 그 영역에 k-벡터를 갖는 전파는 없다(그 영역의 파동은 전파 방향을 따라 진폭이 일정하지 않고 소멸적으로 감쇠한다).

[0197] 본 명세서에 설명된 다양한 AR 아이피스 도파관들은, 예를 들어, 프로젝터로부터 자유 공간(

)에서 전파되는 광 빔들의 k-벡터들을 아이피스 도파관의 k-공간 고리(1310)로 향하게 하는 회절 구조와 같은 회절 피처들을 사용하여 광을 인-커플링할 수 있다. k-벡터가 고리(1310)에 있는 모든 광파는 아이피스 도파관 내에서 유도 방식으로 전파될 수 있다. 고리(1310)의 폭은 아이피스 도파관 내에서 유도될 수 있는 k-벡터의 범위―및 이에 따른 전파 각도들의 범위―를 결정한다. 따라서, k-공간 고리(1310)의 폭은 일반적으로 아이피스 도파관에 의해 투사될 수 있는 최대 시계(FOV)를 결정하는 것으로 여겨져 왔다. 고리(1310)의 폭은 더 큰 디스크(1308a)의 반경에 따라 달라지며, 이는 아이피스 도파관 매체의 굴절률(n₂)에 부분적으로 의존하기 때문에, 아이피스 FOV를 증가시키는 한 가지 기술은 굴절률이 더 큰 아이피스 도파관 매체를 사용하는 것이다(아이피스 도파관을 둘러싼 매체의 굴절률과 비교하여). 그러나 AR 아이피스에 사용할 수 있는 도파관 매체의 굴절률에는 재료비 등 현실적인 제약이 있다. 이는 결국 AR 아이피스의 FOV에 실질적인 제한을 가하는 것으로 여겨져 왔다. 그러나, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 이러한 한계를 극복하여 더 큰 FOV를 허용하기 위해 사용될 수 있는 기술들이 있다.

[0198] 도 13e에서 더 큰 디스크(1308a)의 반경은 또한 광의 각 주파수(ω)에 의존하고, 따라서 고리(1310)의 폭은 광의 색상에 의존하지만, 이것은 아이피스 도파관에 의해 지지되는 FOV가 더 높은 각 주파수를 갖는 광에 대해 더 크다는 것을 의미하지는 않는데, 왜냐하면 FOV에 대응하는 주어진 각도들의 범위도 각 주파수에 정비례하여 스케일링되기 때문이다.

[0199] 도 13f는 도 13e에 묘사된 것과 유사한 k-공간 도면을 나타낸다. k-공간 도면은 굴절률(n₁)의 제1 매체에서 허용 가능한 k-벡터에 대응하는 더 작은 디스크(1308b), 굴절률(n₂)의 제2 매체에서 허용 가능한 k-벡터에 대응하는 더 큰 디스크(1308a)(n₂ > n₁) 및 더 작은 디스크(1308a)와 더 큰 디스크(1308b)의 외부 경계 사이의 고리(1310)를 나타낸다. 고리(1310)의 폭(1342) 내의 모든 k-벡터들이 유도 전파 각도들에 대응하지만, 고리(1310)의 폭(1342) 내에 있는 모든 k-벡터들보다 적은 수의 k-벡터가 이미지를 표시하는 데 사용하기에 충분할 수 있다.

[0200] 도 13f는 또한 2 개의 유도 빔들이 서로 비교하여 표시된 도파관(1350)을 도시한다. 제1 광 빔은 고리(1310)의 외측 에지 근처에 제1 k-벡터(1344a)를 갖는다. 제1 k-벡터(1344a)는 굴절률(n₁)의 공기로 둘러싸인 굴절률(n₂)을 갖는 도파관(1350)의 단면도에 도시된 제1 TIR 전파 경로(1344b)에 대응한다. k-공간 고리(1310)의 중심에 더 가까운 제2 k-벡터(1346a)를 갖는 제2 광 빔도 도시되어 있다. 제2 k-벡터(1346a)는 도파관(1350) 내의 제2 TIR 전파 경로(1346b)에 대응한다. 도파관(1350)은 도파관(1350) 상에 또는 도파관(1350) 내에 회절 격자(1352)를 포함할 수 있다. 광 빔이 회절 격자(1352)가 있는 도파관(1350)의 표면과 만나면, 상호작용이 발생하여 광 빔 에너지의 샘플을 도파관 밖으로 보낼 수 있으며, 빔은 도파관 내에서 TIR을 계속할 수 있다. 광 빔이 도파관을 통해 TIR로 전파되는 각도에 따라 반사 이벤트들의 밀도 또는 회절 격자(1352)가 있는 도파관(1350)의 표면에 대한 단위 길이당 바운스 수가 결정된다. 광 빔 비교의 예로 돌아가서, 제1 TIR 전파 경로(1344b)의 제1 광 빔은 회절 격자(1352)를 갖는 도파관 표면에서 4 회 반사하여 회절 격자(1352)의 길이에 걸쳐 4 개의 출사 동공(1354)(실선들로 예시됨)을 생성하는 반면, 제2 TIR 전파 경로(1346b)의 제2 광 빔은 회절 격자(1352)를 갖는 도파관 표면으로부터 동일하거나 유사한 거리에 걸쳐 10 회 반사하여 회절 격자(1352)의 길이에 걸쳐 10 개의 출사 동공(1356)(점선들로 예시됨)을 생성한다.

[0201] 실제로, 사용자가 미리 정의된 아이박스 내의 임의의 포지션에서 투사된 컨텐츠를 볼 수 있도록 출력 빔 또는 출사 동공 간격을 미리 선택된 범위와 동일하거나 그 범위 내에 있도록 제한하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 정보를 통해, 고리(1310)의 폭(1342)을 이 제약 조건이 적용되는 k-벡터의 서브세트(1344)로 제한하고, 너무 스쳐 지나가는 각도는 디자인 계산에 포함되지 않도록 할 수 있다. 원하는 성능, 회절 격자 설계 및 기타 최적화 요인에 따라, 서브세트(1344)보다 더 많거나 더 적은 각도가 허용될 수 있다. 마찬가지로, 일부 실시예들에서, 도파관의 표면에 대해 너무 가파르고 회절 격자(1352)와 너무 많은 상호작용을 제공하는 전파 각도들에 대응하는 k-벡터는 또한 사용으로부터 실격될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 고리(1310)의 폭(1342)은 사용 가능한 각도의 경계를 더 큰 디스크(1308a)와 더 작은 디스크(1308b) 사이의 경계로부터 반경방향으로 외측으로 효과적으로 이동시킴으로써 감소될 수 있다. 본 명세서에 개시된 아이피스 도파관들의 설계는 이러한 방식으로 k-공간 고리(1310)의 폭을 제한함으로써 조정될 수 있다.

[0202] 전술한 바와 같이, 고리(1310) 내에서, 차선책 TIR 전파 경로에 대응하는 k-벡터는 아이피스 설계 계산에서 사용을 생략할 수 있다. 또는, 각도가 너무 스쳐 지나가고, 따라서 회절 격자가 있는 도파관 표면의 반사 이벤트들 밀도가 너무 낮은 TIR 전파 경로에 대응하는 k-벡터는 본 명세서에 설명된 다양한 기법들을 사용하여 보정될 수 있다. 하나의 기법은 인-커플링 격자를 사용하여 수신 이미지의 시계(FOV)의 일부를 k-공간 고리(1310)의 두 상이한 영역들로 향하게 하는 것이다. 특히, k-벡터의 제1 그룹으로 표시되는 k-공간 고리(1310)의 제1 측면 및 k-벡터의 제2 그룹으로 표시되는 k-공간 고리(1310)의 제2 측면으로 수신 이미지를 지시하는 것이 유리할 수 있으며, 여기서 k-공간 고리(1310)의 제1 측면 및 제2 측면은 서로 실질적으로 반대된다. 예를 들어, 제1 k-벡터 그룹은 고리(1310)의 좌측에 있는 k-벡터의 FOV 직사각형에 대응할 수 있고, 제2 k-벡터 그룹은 고리(1310)의 우측에 있는 k-벡터의 FOV 직사각형에 대응할 수 있다. 좌측 FOV 직사각형은 더 큰 디스크(1308a)의 외측 에지 근처에 좌측 에지를 가지며, 이는 거의 스치는 k-벡터 각도에 해당한다. 이 에지에서 광을 비추면 드문 드문 출사 동공이 생성된다. 그러나 고리(1310)의 우측에 위치한 우측 FOV 직사각형의 동일한 좌측 에지는 더 큰 디스크(1308a)의 중심에 더 가까울 것이다. 우측 FOV 직사각형의 동일한 좌측 에지에 있는 광은 출사 동공의 밀도가 높을 것이다. 따라서, 이미지를 생성하기 위해 도파관을 빠져나와 사용자의 안구 쪽으로 좌측 및 우측 FOV 직사각형이 다시 결합될 때, 시계의 모든 영역에서 충분한 수의 출사 동공이 생성된다.

[0203] 회절 격자와 같은 회절 피처들은, 아이피스 도파관 내로, 아이피스 도파관 밖으로 및/또는 아이피스 도파관 내에서 광의 전파 방향을 변경하기 위해 광을 결합시키는 데 사용될 수 있다. k-공간에서 특정 k-벡터로 표시되는 광선들 또는 광 빔들에 대한 회절 격자의 효과는 회절 격자 평면에 있는 k-벡터 성분을 격자 벡터들로 더한 벡터에 의해 결정된다. 격자 벡터들의 크기와 방향은 회절 격자의 특정 특성에 따라 달라진다. 도 13g, 도 13h 및 도 13i는 k-공간에서 k-벡터에 대한 회절 격자의 작동을 예시한다.

[0204] 도 13g는 회절 격자(1320) 및 그와 연관된 k-공간 회절 격자 벡터들 중 일부(G_-2, G_-1, G₁, G₂)의 평면도를 도시한다. 회절 격자(1320)는 x-y 평면에 배향되어 있고, 도 13g는 z-방향에서 입사되는 광선 또는 빔의 관점에서의 격자의 뷰를 도시한다. 회절 격자(1320)는 회절 격자와 동일한 평면에서 배향되는 연관된 k-공간 회절 격자 벡터들(예를 들어, G_-2, G_-1, G₁, G₂)의 세트를 갖는다. G₁ 및 G_-1 격자 벡터들은 각각 ±1 회절 차수에 해당하고, G₂ 및 G_-2 격자 벡터들은 각각 ±2 회절 차수에 해당한다. 1 회절 차수에 대한 격자 벡터들은 (격자의 주기성 축을 따라) 반대 방향을 가리키며 회절 격자(1320)의 주기(Λ)에 반비례하는 동일한 크기를 갖는다. 따라서, 더 미세한 피치를 갖는 회절 격자는 더 큰 격자 벡터들을 갖는다. ±2 회절 차수에 대한 격자 벡터들은 또한 반대 방향을 가리키며 ±1 회절 차수에 대한 격자 벡터들의 2 배인 동일한 크기를 갖는다. 도면에는 나와 있지 않지만 추가로 더 높은 회절 차수를 위한 격자 벡터들도 있을 수 있다. 예를 들어 ±3 회절 차수에 대한 격자 벡터들의 크기는 ±1 회절 차수에 대한 격자 벡터들의 3 배이다. 기본 격자 벡터(G₁)는 격자의 주기성(방향 및 피치)에 의해서만 결정되는 반면 격자의 구성(예를 들어, 표면 프로파일, 재료, 층 구조)은 회절 효율 및 회절 위상과 같은 격자의 다른 특성에 영향을 미칠 수 있다. 기본 격자 벡터의 모든 고조파들(예를 들어, G_-1, G₂, G_-2 등)은 단순히 기본(G₁)의 정수 배수이므로 격자의 모든 회절 방향은 전적으로 격자의 주기성에 의해 결정된다. 회절 격자(1320)의 작용은 입사 광선 또는 빔에 대응하는 k-벡터의 평면 내 성분에 격자 벡터들을 추가하는 것이다. 이것은 도 13h에 도시된다.

[0205] 도 13h는 회절 격자(1320)의 횡단면과, 정상적으로 입사되는 광선들 또는 광 빔들에 대응하는 k-벡터(1302)에 대한 k-공간에서의 그 효과를 예시한다. 회절 격자(1320)는 입사 광선들 또는 광 빔들을 하나 이상의 회절 차수로 회절시킨다. 이러한 각 회절 차수들에서 새로운 광선들 또는 광 빔들은 새로운 k-벡터들(예를 들어, 1302a 내지 1302e)로 표현된다. 이러한 새로운 k-벡터들(예를 들어, 1302a 내지 1302e)은 k-벡터(1302)의 평면 내 구성 요소와 격자 벡터들 각각(예를 들어, G_-2, G_-1, G₁, G₂)의 벡터 덧셈에 의해 결정된다. 예시된 정상 입사 광선들 또는 광 빔들의 경우, k-벡터(1302)는 회절 격자의 x-y 평면에 성분이 없다. 따라서, 회절 격자(1320)의 효과는 하나 이상의 새로운 회절 광선들 또는 광 빔들을 생성하는 것으로서, k-벡터들(예를 들어, 1302a 내지 1302e)이 대응하는 격자 벡터와 동일한 x-y 성분을 갖는 것이다. 예를 들어, 입사 광선들 또는 광 빔들의 ±1 회절 차수의 x-y 성분은 각각 G₁ 및 G_-1이 된다. 한편, 새로운 k-벡터의 크기는 2π/ω로 제한되므로 도 13h에 도시된 것처럼 새로운 k-벡터들(예를 들어, 1302a 내지 1302e)은 모두 반원 위에 놓인다. 들어오는 k-벡터(1302)의 평면 내 성분은 길이가 기본 증분 또는 기본 증분의 2 배 등과 같은 격자 벡터들에 추가되는 반면, 각각의 결과 k-벡터의 크기는 제한되기 때문에, 다양한 회절 차수에 대한 k-벡터들(예를 들어, 1302a 내지 1302e) 사이의 각도는 동일하지 않고, 오히려 k-벡터들(예를 들어, 1302a 내지 1302e)은 회절 차수가 증가함에 따라 각도가 더 희박해진다.

[0206] 평면 아이피스 도파관 상에 형성되거나 평면 아이피스 도파관 내에 형성된 회절 격자의 경우, 새로운 k-벡터들(예를 들어, 1302a 내지 1302e)의 평면 내 성분이 가장 관심을 끌 수 있는데, 왜냐하면 이들이 아이피스 도파관의 k-공간 고리(1310)에 위치하면, 회절 광선들 또는 광 빔들이 아이피스 도파관을 통해 유도 전파를 겪을 것이기 때문이다. 그러나 새로운 k-벡터들(예를 들어, 1302a 내지 1302e)의 평면 내 구성요소가 중앙 디스크(1308b)에 있는 경우, 회절 광선들 또는 광 빔들은 아이피스 도파관을 빠져나갈 것이다.

[0207] 도 13i는 회절 격자(1320)의 횡단면과, 비스듬히 입사되는 광선들 또는 광 빔들에 대응하는 k-벡터(1302)에 대한 k-공간에서의 그 효과를 예시한다. 이 효과는 도 13h와 관련하여 설명된 것과 유사하다. 구체적으로, 회절 광선들 또는 광 빔들의 k-벡터는 입사 k-벡터의 평면 내 성분을 격자 벡터들(G_-2, G_-1, G₁, G₂)과 벡터 덧셈에 의해 결정된다. 비스듬히 입사하는 k-벡터(1302)의 경우, 회절 격자(1320)의 x-y 평면에서 k-벡터의 성분은 0이 아니다. 이 성분은 회절 광선들 또는 광 빔들에 대한 새로운 k-벡터의 평면 내 성분을 결정하기 위해 격자 벡터들에 추가된다. 새로운 k-벡터의 크기는 2π/ω로 제한된다. 그리고 다시 한 번, 회절 광선들 또는 광 빔들의 k-벡터의 평면 내 구성 요소가 아이피스 도파관의 k-공간 고리(1310)에 있으면 회절 광선들 또는 광 빔들은 아이피스 도파관을 통해 유도 전파를 겪게 된다.

[0208] 도 13j는 AR 아이피스 도파관(예를 들어, 1200, 1300)에 투사되는 이미지의 시계(FOV)를 보여주는 k-공간 도면이다. k-공간 도면은 아이피스 도파관 내에서 전파될 수 있는 광선들 또는 광 빔들의 k-벡터를 정의하는 더 큰 디스크(1308a)를 포함한다. k-공간 도면은 또한 아이피스 도파관을 둘러싸고 있는 공기 등의 매체 내에서 전파될 수 있는 광선들 또는 광 빔들의 k-벡터를 정의하는 더 작은 디스크(1308b)를 포함한다. 그리고, 이미 논의된 바와 같이, k-공간 고리(1310)는 아이피스 도파관 내에서 유도 전파를 겪을 수 있는 광선들 또는 광 빔들의 k-벡터를 정의한다.

[0209] 아이피스 도파관의 입사 동공으로 투사되는 입력 빔들(예를 들어, 1202a, 1204a, 1206a)은 도 12a 및 도 12b에 도시되어 있다. 각각의 입력 빔은 이미지 평면에서 해당 이미지 포인트의 공간적 위치에 의해 고유하게 정의되는 전파 각도를 갖는다. 입력 빔들의 세트는 x-방향과 y-방향 모두에서 특정 각도 확산을 갖는다. x-방향의 각도 확산은 수평 시계를 정의할 수 있고, y-방향의 각도 확산은 수직 시계를 정의할 수 있다. 또한, 예를 들어, x-방향과 y-방향 사이의 대각선을 따라 입력 빔의 각도 확산은 대각선 시계를 정의할 수 있다.

[0210] k-공간에서, 입력 이미지의 시계는 FOV 직사각형(1330)에 의해 근사화될 수 있다. FOV 직사각형(1330)은 입력 광 빔들의 세트에 대응하는 k-벡터들의 세트를 둘러싸고 있다. FOV 직사각형(1330)은 x-방향으로의 입력 빔의 각도 확산에 대응하는 k_x-축을 따라 치수를 갖는다. 구체적으로, FOV 직사각형(1330)의 수평 폭은

이고, 여기서

은 전체 수평 FOV 이고, n 은 입사 매체의 굴절률이다. FOV 직사각형(1330)은 또한 입력 빔의 y-방향 각도 확산을 정의하는 k_y-축을 따라 치수를 갖는다. 마찬가지로, FOV 직사각형(1330)의 수직 높이는

이며, 여기서

은 전체 수직 FOV이다. 직사각형이 입력 빔들의 세트를 나타내는 것으로 표시되지만, 일부 실시예들에서 입력 빔들의 세트는 k-공간에서 다른 형상에 해당할 수 있다. 그러나, 본 명세서에서 일반적으로 FOV 직사각형들 또는 FOV 정사각형들을 사용하여 표시되는 k-공간 분석은 k-공간의 다른 형상에도 동일하게 적용될 수 있다.

[0211] 도 13j에 도시된 바와 같이, FOV 직사각형(1330)은 더 작은 디스크(1308b)의 중앙에 위치하며, 그 내부에 완전히 위치한다. FOV 직사각형(1330)의 이들 위치들은 입력 빔들의 세트(예를 들어, 이미지 소스로부터의 축 중심 또는 원격 중심 투사를 갖는 구성에서) 또는 일반적으로 ±z-방향으로 전파되는 출력 빔들의 세트의 k-벡터에 해당한다(빔들의 세트가 z-축을 중심으로 하지만―입사 동공 또는 출사 동공에 정상인 빔을 제외한―모든 빔들은 ±z-방향에 대해 어느 정도의 각도 편차를 가진다). 다시 말해, FOV 직사각형(1330)이 k-공간 도면에서 더 작은 디스크(1308b) 내에 있을 때, 이미지 소스에서 자유 공간을 통해 아이피스 도파관으로 전파될 때 입력 빔을 나타낼 수 있다. 또한, 아이피스 도파관에서 사용자의 안구로 전파되는 출력 빔을 나타낼 수도 있다. FOV 직사각형(1330) 내의 각 k-공간 점은 입력 빔 방향들 중 하나 또는 출력 빔 방향들 중 하나를 나타내는 k-벡터에 해당한다. FOV 직사각형(1330)으로 표시되는 입력 빔이 아이피스 도파관 내에서 가이드 전파를 거치려면, FOV 직사각형(1330)을 k-공간 고리(1310)로 변환해야 한다. 반대로, FOV 직사각형(1330)으로 표시되는 출력 빔이 아이피스 도파관을 빠져나가려면, FOV 직사각형(1330)이 k-공간 고리(1310)에서 다시 더 작은 디스크(1308b)로 변환되어야 한다. 도파관을 통한 전파로부터 기하학적 및 색채 분산을 도입하지 않기 위해, 입력 빔들의 FOV 직사각형(1330)은 출력 빔의 FOV 직사각형과 일치할 수 있으며, 이러한 구성에서 아이피스 도파관은 입력에서 출력까지 빔 각도들을 보존한다.

[0212] 다음 방정식은 일부 아이피스 도파관에서 달성될 수 있는 FOV를 설명한다:

FOV가 수평 중앙(

= 0)인 경우, 기존 아이피스 도파관에는 다음과 같은 한계가 있을 수 있다:

각 주파수에 대한 최대의 유일한 의존성(FOV_x)은 도파관 굴절률이 각 주파수에 의존하는 것인데, 이는 일부 애플리케이션들에서는 중요한 세부 사항일 수 있지만 상대적으로 영향이 적은 경우가 많다.

[0213] 도 13k는 아이피스 도파관의 입사 동공에 위치한 입력 결합 격자(ICG)에 의해 야기되는 FOV 직사각형(1330)의 병진 이동을 k-공간에서 보여주는 k-공간 도면이다. ICG는 도 13g 내지 도 13i와 관련하여 방금 논의한 바와 같이 연관된 회절 격자 벡터들(G_-1, G₁)을 갖는다. ICG는 FOV 직사각형(1330)으로 표시되는 각각의 입력 빔을 +1 회절 차수와 -1 회절 차수로 회절시킨다. k-공간에서, 입력 빔의 +1 회절 차수로의 회절은 G₁ 격자 벡터들에 의해 k_x-방향으로 변위되는 FOV 직사각형(1330)으로 표현된다. 유사하게, k-공간에서, 입력 빔의 -1 회절 차수로의 회절은 G_-1 격자 벡터들에 의해 －k_x-방향으로 변위되는 FOV 직사각형(1330)에 의해 표현된다.

[0214] 도 13k에 도시된 특정 예에서, 변환된 FOV 직사각형은 너무 커서 k-공간 고리(1310) 내에 완전히 들어맞지 않는다. 이는 아이피스 도파관이 양의 회절 차수든 음의 회절 차수든 간에, 이들 사이의 각도 확산이 너무 크기 때문에 유도 전파 모드에서 FOV의 모든 입력 빔들을 지원할 수 없음을 의미한다. 더 큰 디스크(1308a) 외부에 있는 변환된 FOV 직사각형의 포인트에 해당하는 k-벡터는 허용되지 않기 때문에 ICG에 의해 전혀 회절되지 않을 것이다. (이 경우, 이러한 순서들과 연관된 격자 벡터들이 훨씬 더 길기 때문에 더 큰 디스크(1308a) 외부로 k-벡터를 더 멀리 변환하기 때문에 ±2 이상의 회절 차수로 회절하는 것도 방지할 수 있다). 한편, 만약 변환된 FOV 직사각형의 일부가 ICG에 의해 변환된 후에도 여전히 더 작은 디스크(1308b) 내부에 놓여 있다면, 그 특정 k-벡터에 대응하는 광 빔들은 평면면을 투과하여 아이피스 도파관을 빠져나가서 TIR에 실패하고 도파관을 통한 유도 전파를 거치지 않을 것이다.

[0215] 유도 모드에서 변환된 FOV 직사각형(1330)에 의해 표현되는 더 많은 입력 광 빔들을 지원하기 위해 이루어질 수 있는 하나의 가능한 수정은 아이피스 도파관의 굴절률과 주변 매질의 굴절률 사이의 차이를 증가시키는 것일 수 있다. 이는 더 큰 디스크(1308a)의 크기를 증가시키거나 더 작은 디스크(1308b)의 크기를 감소시켜(도파관이 공기로 둘러싸여 있지 않은 경우 더 작은 디스크(1308b)의 크기를 감소시킬 수 있음), k-공간 고리(1310)의 크기를 증가시킬 수 있다.

직교 동공 확장기들을 구비한 AR 아이피스 도파관들의 예

[0216] 도 14a는 ICG 영역(1440), 직교 동공 확장기(OPE) 영역(1450) 및 출사 동공 확장기(EPE) 영역(1460)을 갖는 예시적인 아이피스 도파관(1400)을 도시한다. 도 14b는 k-공간에서 아이피스 도파관(1400)의 이러한 구성요소들 각각의 효과를 설명하는 k-공간 도면을 포함한다. 아이피스 도파관(1400)의 ICG 영역(1440), OPE 영역(1450) 및 EPE 영역(1460)은 입력 빔을 아이피스 도파관으로 결합하여 유도 모드를 통해 전파하고, 공간의 다수의 분산 위치들에서 빔을 복제하고, 복제된 빔이 아이피스 도파관을 빠져나가 사용자의 안구를 향해 투사되도록 하는 다양한 회절 피처들을 포함한다.

[0217] 입력 이미지에 대응하는 입력 빔들은 하나 이상의 입력 디바이스들로부터 아이피스 도파관(1400)으로 투사될 수 있다. 입력 빔들은 아이피스 도파관(1400)의 입사 동공과 일치할 수 있는 ICG 영역(1440)에 입사될 수 있다. 입력 빔들을 투사하는 데 사용되는 입력 디바이스는, 예를 들어 공간 광 변조기 프로젝터(사용자의 얼굴에 대해 아이피스 도파관(1400)의 앞 또는 뒤에 위치)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 입력 디바이스는 액정 디스플레이(LCD), 액정 온 실리콘(LCoS), 광섬유 스캔 디스플레이(FSD) 기술 또는 스캔된 미세전자기계 시스템(MEMS) 미러 디스플레이를 사용할 수 있지만, 다른 것들도 사용될 수 있다. 입력 디바이스로부터의 입력 빔들은 다양한 전파 각도들에서, 일반적으로 예시된 z-방향으로, 아이피스 도파관(1400)으로 투사되고, 아이피스 도파관의 기판 외부로부터 ICG 영역(1440)에 입사된다.

[0218] ICG 영역(1440)은 입력 빔들이 전체 내부 반사를 통해 아이피스 도파관(1400) 내부로 전파되도록 입력 빔들을 전향하는 회절 피처들을 포함한다. 일부 실시예들에서, ICG 영역(1440)의 회절 피처들은 예시된 y-방향으로 수직으로 연장되고 예시된 －x-방향으로 수평으로 주기적으로 반복되는 다수의 라인들로 구성된 1 차원 주기적(1 D) 회절 격자를 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 라인들은 아이피스 도파관(1400)의 전면 또는 후면 표면에 에칭될 수 있고 및/또는 전면 또는 후면 표면에 증착된 재료로 형성될 수 있다. 라인들의 주기, 듀티 사이클, 깊이, 프로파일, 블레이즈 각도 등은 아이피스 도파관(1400)이 설계되는 광의 각 주파수(ω), 격자의 원하는 회절 효율 및 기타 요인에 기초하여 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, ICG 영역(1440)은 입력 광을 일차적으로 +1 및 -1 회절 차수로 결합하도록 설계된다. (회절 격자는 0 번째 회절 차수 및 제1 회절 차수를 넘어서는 더 높은 회절 차수를 감소시키거나 제거하도록 설계될 수 있다. 이는 각각의 라인의 프로파일을 적절히 형성함으로써 달성할 수 있다. 그러나 AR 디스플레이의 많은 실제 ICG에서 모든 더 높은 회절 차수는 k-공간 고리 너머에 있는 k-벡터에 해당한다. 따라서 이러한 높은 회절 차수는 격자 듀티 사이클, 깊이 및 프로파일과 같은 비－k 공간 속성에 관계없이 금지된다.) ICG 영역(1440)으로부터 ±1 회절 차수 중 하나에 있는 회절 빔은 일반적으로 OPE 영역(1450)을 향해 －x-방향으로 전파되고, ±1 회절 차수 중 다른 회절 빔은 일반적으로 +x-방향으로 전파되어 아이피스 도파관(1400)을 빠져나간다.

[0219] OPE 영역(1450)은 적어도 두 가지 기능들을 수행할 수 있는 회절 피처들을 포함한다: 첫째, 일반적으로 －x-방향의 많은 새로운 위치에서 각각의 입력 광 빔을 공간적으로 복제함으로써 동공 확장을 수행할 수 있고; 둘째, 일반적으로 EPE 영역(1460)을 향한 경로에서 각각의 복제된 광 빔을 안내할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 회절 피처들은 아이피스 도파관(1400)의 기판 상에 또는 그 내부에 형성되는 라인들이다. 라인들의 주기, 듀티 사이클, 깊이, 프로파일, 블레이즈 각도 등은 아이피스 도파관(1400)이 설계되는 광의 각 주파수(ω), 격자의 원하는 회절 효율 및 기타 요인에 기초하여 선택될 수 있다. OPE 영역(1450)의 특정 형태는 다양할 수 있지만, 일반적으로는 ICG 영역(1440)으로부터의 광 빔의 팬 아웃 및 EPE 영역(1460)의 크기 및 위치에 기초하여 결정될 수 있다. 이는 도 14d와 관련하여 더 논의된다.

[0220] OPE 영역(1450)의 회절 격자는 상대적으로 낮거나 그리고/또는 가변적인 회절 효율로 설계될 수 있다. 이러한 특성은 OPE 영역(1450)이 ICG 영역(1440)으로부터 도착하는 각각의 광 빔을 복제하거나 그리고/또는 광 에너지를 적어도 하나의 치수에 더 균등하게 분배할 수 있도록 할 수 있다. 상대적으로 낮은 회절 효율로 인해, 광 빔과 격자의 상호작용들 각각은 광 빔의 파워 일부만 회절시키고 나머지 부분은 동일한 방향으로 계속 전파된다. (격자의 회절 효율에 영향을 줄 수 있는 몇 가지 매개 변수들은 라인 피처들의 높이와 너비 또는 라인 피처들과 배경 매체 사이의 굴절률 차이의 크기이다.) 즉, 빔이 OPE 영역(1450) 내의 회절 격자와 상호작용할 때, 빔의 파워의 일부가 EPE 영역(1460)을 향해 회절되는 반면, 나머지 부분은 OPE 영역 내에서 계속 전송되어 다른 공간 위치에서 격자와 다시 만나게 되고, 여기서 빔의 파워의 다른 일부가 EPE 영역(1460)을 향해 회절될 수 있는 등, 빔은 회절 격자와 상호작용할 수 있다. 각각의 광 빔의 파워의 일부가 EPE 영역(1460)으로 회절되기 전에 다른 부분들보다 OPE 영역(1450)을 통해 더 멀리 이동하기 때문에, －x-방향의 다른 포지션들에서 EPE 영역으로 이동하는 들어오는 빔의 수많은 사본이 존재한다. 따라서, OPE 영역(1450)을 통한 원래의 입사 빔들의 전파 방향으로 복제된 빔들의 공간적 범위는 효과적으로 증가하는 반면, 입사 빔의 강도는 입력 빔을 구성하던 광이 이제 다수의 복제된 빔들 사이에서 분할되기 때문에 그에 상응하여 감소한다.

[0221] OPE 영역(1450) 내의 회절 격자는 ICG 영역(1440)으로부터 도착하는 빔들에 대하여 비스듬히 배향되어, 빔들이 일반적으로 EPE 영역(1460)을 향하여 회절되도록 한다. OPE 영역(1450) 내의 회절 격자의 경사의 특정 각도는 아이피스 도파관(1400)의 다양한 영역의 레이아웃에 따라 달라질 수 있으며, 도 14b에서 나중에 발견되고 논의되는 k-공간 도면에서 보다 명확하게 볼 수 있을 것이다. 아이피스 도파관(1400)에서, ICG 영역(1440)은 OPE 영역(1450)의 우측에 위치하는 반면, EPE 영역(1460)은 OPE 영역의 아래에 위치한다. 따라서, ICG 영역(1440)으로부터 EPE 영역(1460)으로 광을 전향시키기 위해, OPE 영역(1450)의 회절 격자는 예시된 x 축에 대하여 약 45°로 배향될 수 있다.

[0222] 도 14c는 도 14a 및 도 14b에 도시된 OPE 영역(1450)의 광학 동작의 3 차원 도면이다. 도 14c는 시청자에 더 가까운 도파관 측면에 있는 ICG 영역(1440) 및 OPE 영역(1450)을 나타낸다. 격자 라인들은 미세하기 때문에 볼 수 없다. 이 경우, 단일 입력 빔(1401)이 도시되어 있지만, 이미지는 아이피스 도파관(1400)을 통해 약간 다른 방향으로 전파되는 많은 입력 빔들로 구성될 것이다. 입력 빔(1401)은 ICG 영역(1440)으로부터 OPE 영역(1450)으로 들어간다. 그런 다음 입력 빔(1401)은 전체 내부 반사를 통해 아이피스 도파관(1400)을 통해 계속 전파되고, 표면 사이를 반복적으로 앞뒤로 반사한다. 이는 도 14c에서 빔들 각각의 전파 도면에서 지그재그로 표시되어 있다.

[0223] 입력 빔(1401)이 OPE 영역(1450)에 형성된 회절 격자와 상호작용할 때, 그 파워의 일부는 EPE 영역으로 회절되는 반면, 그 파워의 다른 일부는 OPE 영역(1450)을 통해 동일한 경로를 따라 계속된다. 이미 언급한 바와 같이, 이는 부분적으로 격자의 회절 효율이 상대적으로 낮기 때문이다. 또한, EPE 영역으로 회절 빔들은 OPE 영역(1450)의 격자와 다시 만나서 입력 빔(1401)의 원래 전파 방향으로 다시 회절될 수 있다. 이러한 빔들 중 일부의 경로는 도 14c에 화살표들로 표시되어 있다. 그 효과는 입력 빔이 OPE 영역(1450)을 통해 전파될 때 복제되기 때문에 광의 공간적 범위가 확장된다는 것이다. 이는 입력 빔(1401)이 궁극적으로 일반적으로 EPE 영역을 향해 －y-방향으로 이동하는 많은 광 빔으로 복제됨을 보여주는 도 14c에서 분명하다.

[0224] EPE 영역(1460)은 마찬가지로 적어도 두 가지 기능들을 수행할 수 있는 회절 피처들을 포함한다: 첫째, 다른 방향(예를 들어, OPE 영역(1450)에 의해 빔이 복제되는 방향에 일반적으로 직교하는 방향)을 따라 빔을 복제할 수 있고; 둘째, 아이피스 도파관(1400)으로부터 사용자의 안구를 향해 각각의 광 빔을 회절시킬 수 있다. EPE 영역(1460)은 OPE 영역(1450)과 동일한 방식으로 광 빔들을 복제할 수 있다. 즉, 빔이 EPE 영역(1460)을 통해 전파될 때 회절 격자와 반복적으로 상호작용하고 파워의 일부가 제1 회절 차수로 회절되어 사용자의 안구 쪽으로 아웃-커플링된다. 빔의 파워 0 차 회절의 다른 부분들은 나중에 격자와 다시 상호작용할 때까지 EPE 영역(1460) 내에서 동일한 방향으로 계속 전파된다. EPE 영역(1460)의 회절 광학 피처들은 또한 본 명세서의 다른 곳에서 논의되는 바와 같이, 복제된 출력 광 빔에 어느 정도의 광학 파워를 부여하여 마치 원하는 깊이 평면에서 발원한 것처럼 보이게 할 수 있다. 이는 렌즈 함수를 사용하여 EPE 영역(1460) 내의 회절 격자의 라인들에 곡률을 부여함으로써 달성될 수 있다.

[0225] 도 14b는 k-공간에서의 아이피스 도파관(1400)의 동작을 예시한다. 구체적으로, 도 14b는 아이피스 도파관(1400)의 각각의 구성요소에 대한 k-공간 도면(KSD)을 포함하여 해당 구성요소의 k-공간 효과를 설명한다. k-공간 도면의 FOV 직사각형과 아이피스 도파관을 통한 광의 해당 전파 방향을 나타내는 화살표는 일치하는 음영을 갖는다. 제1 k-공간 도면인 KSD1은 입력 디바이스로부터 ICG 영역(1440)에 입사되는 입력 빔의 k-공간 표현을 나타낸다. 이미 논의한 바와 같이, 입력 빔들의 세트는 k-공간에서 k_x 및 k_y 치수가 x 및 y-방향에서 입력 빔의 각도 확산에 해당하는 FOV 직사각형(1430)으로 나타낼 수 있다. KSD1의 FOV 직사각형의 각 특정 점은 입력 빔들 중 하나와 연관된 k-벡터에 대응하며, 여기서 k_x 성분은 x-방향에서 입력 빔들의 전파 각도들을 나타내고 k_y 성분은 y-방향에서 입력 빔들의 전파 각도들을 나타낸다. 보다 정확하게는

이며, 여기서

는 입력 빔과 y－z 평면이 형성하는 각도이고,

이며,

은 입력 빔과 x－z 평면이 형성하는 각도이다. KSD1의 FOV 직사각형이 도면의 k_z-축을 중심으로 한다는 사실은 표현된 입력 광 빔들의 전파 각도들이 －z-방향으로 전파되는 입력 빔을 중심으로 하고 있으며, 따라서 모든 입력 빔들이 일반적으로 －z-방향으로 전파된다는 것을 의미한다. (여기에는 설명되어 있지 않지만, 여기에 설명된 도파관 디스플레이들 중 임의의 도파관 디스플레이는 ±z-방향에 대해 축을 벗어난 FOV를 위해 설계될 수도 있다.)

[0226] 제2 k-공간 도면인 KSD2는 ICG 영역(1440)의 k-공간 작동을 보여준다. 이미 논의한 바와 같이, 회절 격자에는 연관된 격자 벡터들(예를 들어, G₁, G_-1)가 있다. KSD2는 ICG의 주기성 축을 따라 크기가 같고 방향이 반대인 G₁ 격자 벡터 및 G_-1 격자 벡터를 나타낸다. ICG 영역(1440)은 입력 빔을 ±1 회절 차수로 회절시킨다. 그리고 k-공간에서 이것은 ICG가 G₁ 및 G_-1 격자 벡터들을 모두 사용하여 FOV 직사각형들을 2 개의 새로운 위치들로 변환하여 복사한다는 것을 의미한다. 도면의 예에서 ICG는 입력 빔의 각 주파수(ω)를 기반으로 주기(Λ)로 설계되어 격자 벡터들(G₁, G_-1)의 크기가 복사된 FOV 직사각형을 도파관의 k-공간 고리 내에 완전히 배치한다. 따라서, 모든 회절된 입력 빔은 유도 전파 모드로 들어간다.

[0227] －k_x-축의 한 포인트(k-공간 고리 내의 9 시 포지션)에 중심이 되는 FOV 직사각형의 사본은 상응하는 회절 빔들이 아이피스 도파관(1400)의 평면에서 전파 성분이 －x-방향에 있는 빔을 중심으로 하는 전파 각도들을 갖는다는 것을 나타낸다. 따라서, 이러한 모든 빔들은 일반적으로 OPE 영역(1450)을 향해 전파되며, TIR을 통해 아이피스 도파관(1400)의 전면과 후면 표면들 사이에서 앞뒤로 반사된다. 한편, +k_x-축의 한 지점(k-공간 고리 내의 3 시 포지션)에 중심이 되는 FOV 직사각형의 사본은 대응하는 회절 빔이 아이피스 도파관(1400)의 평면에서 전파 성분이 +x-방향인 빔을 중심으로 하는 전파 각도들을 갖는다는 것을 나타낸다. 따라서, 이러한 모든 빔들은 일반적으로 아이피스 도파관(1400)의 우측 에지를 향해 전파되며, TIR을 통해 아이피스 도파관(1400)의 전면과 후면 표면들 사이에서 앞뒤로 반사된다. 이 특정 아이피스 도파관(1400)에서, 이러한 빔들은 일반적으로 손실되며, 사용자의 안구를 향한 이미지의 투사에 의미 있게 기여하지 않는다.

[0228] 제2 k-공간 도면(KSD2)은 예시된 1 차 격자 벡터들(G₁, G_-1)의 배수인 고차 격자 벡터들을 예시하지 않는다. ICG는 광선을 이러한 회절 차수로 회절시키지 않는데, 이는 이 경우에 그렇게 하면 허용된 k-벡터를 정의하는 k-공간 디스크의 외부 둘레를 넘어 FOV 직사각형을 구성하는 k-벡터가 변환되기 때문이다. 따라서, 더 높은 회절 차수는 이 실시예에서 발생하지 않는다.

[0229] 제3 k-공간 도면(KSD3)은 OPE 영역(1450)의 k-공간 동작을 나타낸다. 다시 말하지만, OPE 영역(1450)은 회절 격자를 포함하기 때문에, OPE 격자의 주기성 축을 따라 크기가 동일하고 방향이 반대인 관련 격자 벡터들(예를 들어, G₁, G_-1)을 갖는다. 이 경우 회절 격자의 주기성 축은 x 축에 대해 45°각도에 있다. 따라서, OPE 회절 격자의 격자 벡터들(예를 들어, G₁, G_-1)은 k_x-축에 대해 45°각도에 위치한다. KSD3에 도시된 바와 같이, 격자 벡터들 중 하나는 FOV 직사각형을 －k_y-축에 위치한 점(k-공간 고리 내 6 시 포지션)을 중심으로 한 새로운 위치로 변환한다. 이 FOV 직사각형의 사본은 해당 회절 빔이 아이피스 도파관(1400)의 평면에서 전파 성분이 EPE 영역(1460)을 향한 －y-방향인 빔을 중심으로 한 전파 각도들을 가지고 있음을 나타낸다. 한편, 다른 예시된 OPE 격자 벡터들은 FOV 직사각형을 k-공간 디스크의 외부 둘레 외부 위치에 배치한다. 그러나 디스크 외부의 k-벡터는 허용되지 않으므로 OPE 회절 격자는 해당 회절 차수로 빔을 회절하지 않는다. OPE 영역(1450)에서 회절 격자의 주기성 축은 반드시 정확히 45°일 필요는 없다. 예를 들어, KSD3의 검사에서 볼 수 있듯이, 주기성 축은 45°보다 다소 크거나 작은 각도에 있을 수 있으며, 동시에 FOV 직사각형을 6 시 포지션으로 변환하여 FOV 직사각형이 k-공간 고리 내에 완전히 들어맞을 수 있다. 이렇게 하면 FOV 직사각형을 6 시 포지션에 배치할 수 있지만 FOV 직사각형이 반드시 －k_y-축을 따라 k-공간 고리의 중앙에 위치하지 않아도 된다.

[0230] 예시된 예에서 OPE 회절 격자는 입력 빔의 각 주파수(ω)를 기준으로 주기(Λ)로 설계되어 격자 벡터들(G₁, G_-1) 중 하나가 복사된 FOV 직사각형을 6 시 포지션에서 도파관의 k-공간 고리 내에 완전히 배치한다. 따라서 모든 회절된 입력 빔은 유도 전파 모드로 유지된다. k-공간 고리에서 9 시 포지션에서 6 시 포지션까지의 k-공간 거리(OPE 격자에 의해 이동하는 거리)는 k-공간 도면의 원점에서 고리까지의 거리(ICG에 의해 이동하는 거리)보다 크므로, OPE 격자 벡터들은 ICG 격자 벡터들과 크기가 달라야 한다. 특히, OPE 격자 벡터들은 ICG 격자 벡터들보다 길기 때문에, OPE 격자는 ICG 격자보다 짧은 주기(Λ)를 갖는다.

[0231] 제4 k-공간 도면(KSD4)은 EPE 영역(1460)의 k-공간 동작을 나타낸다. 다시 말하지만, EPE 영역(1460)은 회절 격자를 포함하기 때문에, EPE 격자의 주기성 축을 따라 크기가 동일하고 방향이 반대인 관련 격자 벡터들(예를 들어, G₁, G_-1)을 갖는다. 이 경우, 회절 격자의 주기성 축은 아이피스 도파관(1400)의 y 축을 따라 있다. 따라서, ±k_y-방향에서 EPE 회절 격자점의 격자 벡터들(예를 들어, G₁, G_-1)이 있다. KSD4에 도시된 바와 같이, 격자 벡터들 중 하나는 FOV 직사각형을 k-공간 도면의 원점을 중심으로 한 새로운 위치로 변환한다. 이 FOV 직사각형의 사본은 해당 회절 빔이 아이피스 도파관(1400)의 평면에서 전파 성분이 사용자의 안구를 향한 +z-방향에 있는 빔을 중심으로 하는 전파 각도들을 가짐을 나타낸다. 한편, 다른 1 차 EPE 격자 벡터들은 FOV 직사각형을 k-공간 디스크의 외부 둘레 외부 위치에 배치하므로, EPE 회절 격자는 빔을 해당 회절 차수로 회절시키지 않는다. 그러나 2 차 EPE 격자 벡터들 중 하나는 FOV 직사각형을 k-공간 고리의 12 시 포지션으로 변환할 수 있다. 따라서 EPE 격자는 광의 일부를 2 차 회절 차수들 중 하나로 회절시킬 수 있다. 2 차 회절 차수는 +y-방향을 따라 유도된 전파 방향에 해당할 수 있으며, 일반적으로 바람직하지 않은 효과이다. 예를 들어, 2 차 회절은, 아래에서 논의되는 바와 같이, 광학 파워를 도입하기 위해 EPE 격자가 교란될 때 시각적 아티팩트를 초래할 수 있고, 그 결과 사용자에게 제시되는 이미지에서 플레어 또는 번짐 효과를 초래할 수 있다.

[0232] 예시된 예에서, EPE 회절 격자는 입력 빔의 각 주파수(ω)에 기초하여 주기(Λ)를 가지도록 설계되어, 격자 벡터들(G₁, G_-1) 중 하나가 도파관의 내부 k-공간 디스크 내에 복사된 FOV 직사각형을 완전히 배치하도록 한다. 따라서, EPE 회절 격자에 의해 회절된 모든 빔들은 더 이상 유도 전파 모드에 있지 않으므로 아이피스 도파관(1400)을 빠져나간다. 또한, EPE 회절 격자는 FOV 직사각형을 k-공간 도면의 원점(입력 빔에 대응하는 FOV 직사각형이 위치했던 곳)으로 다시 변환하기 때문에, 출력 빔은 대응하는 입력 빔들과 동일한 전파 각도들을 갖는다. 예시된 실시예에서, 두 회절 격자들은 모두 동일한 k-공간 거리만큼 FOV 직사각형을 변환하기 때문에 EPE 회절 격자는 ICG와 동일한 주기(Λ)를 갖는다. 그러나 이것은 필수 사항은 아니다. FOV 직사각형의 k_y 치수가 6 시 포지션에서 k-공간 고리의 k_y 치수보다 작으면 FOV 직사각형은 고리의 다른 k_y 위치에서 가능한 6 시 포지션의 범위를 가질 수 있다. 따라서 k-공간 고리 내 위치 및/또는 k-공간 도면의 원점 근처에 FOV 직사각형을 배치하기 위해 EPE 격자 벡터들―및 OPE 벡터―에 대한 다양한 엔지니어링 선택들이 있을 수 있다.

[0233] 일부 실시예들에서, EPE 회절 격자의 라인들은 EPE 영역(1460)을 빠져나가는 출력 빔에 광 파워를 부여하기 위해 약간 구부러질 수 있다. 예를 들어, EPE 영역(1460) 내의 회절 격자의 라인들은 음의 광학 파워를 부여하기 위해 도파관 평면에서 OPE 영역을 향해 구부러질 수 있다. 이는 예를 들어, 도 12b에 도시된 바와 같이 출력 빔이 발산 경로를 따르도록 하는 데 사용될 수 있다. 이렇게 하면 투사된 이미지가 광학 무한대에 가까운 깊이 평면에 나타난다. 특정 곡률은 렌즈 함수에 의해 결정될 수 있다. k-공간에서, 이는 특정 영역 내의 격자 라인들의 곡률에 따라, EPE 영역(1460) 내의 상이한 공간 영역이 약간 다른 방향을 가리키는 격자 벡터들을 갖는다는 것을 의미한다. 이러한 실시예에서, 이로 인해 FOV 직사각형이 k-공간 도면의 원점을 중심으로 다양한 다른 포지션들로 변환된다. 이는 차례로 변환된 FOV 직사각형들 각각에 대응하는 출력 빔들의 세트가 서로 다른 전파 각도들을 중심으로 위치하게 하고, 이는 다시 깊이 착각을 야기한다.

[0234] 도 14d는 OPE 영역(1450) 및 EPE 영역(1460)의 크기 및 형상을 결정하기 위한 기법을 예시한다. 도 14d는 도 14a 및 도 14b에 도시된 것과 동일한 아이피스 도파관(1400)을 예시하며, ICG 영역(1440), OPE 영역(1450) 및 EPE 영역(1460)을 포함한다. 도 14d는 또한 k-공간 도면들(KSD1, KSD2 및 KSD3)의 단순화된 버전을 포함한다. 제1 k-공간 도면인 KSD1을 참조하면, FOV 직사각형의 네 모서리 k-벡터들은 입력 평면에서 이미지들의 모서리들로부터 가장 비스듬한 각도로 ICG에 입사되는 입력 빔에 대응하는 벡터이다(도 12a 및 도 12b 참조). 이러한 입력 빔들의 전파 각도들은 시계에 있는 모든 빔들 중 가장 극단적이기 때문에, 그 k-벡터는 k-공간에서 FOV 직사각형의 네 모서리들에 위치한다.

[0235] 도 14d는 입력 이미지의 네 모서리들에 대응하는 ICG 영역(1440)으로부터의 4 개의 회절 빔들을 정의하는 광선들을 도시한다. 특히, OPE 영역(1450)의 최상단 부근의 광선은, OPE 영역(1450)(즉, FOV 직사각형의 우측 상단에 위치한 k-벡터)으로부터 상향 및 멀어지는 방향으로 가장 심한 전파 각도들로 ICG 영역(1440)에 입사되는 입력 빔에 대응하는 회절 빔들을 정의한다. 그리고 OPE 영역(1450)의 저부에 가까운 광선은 OPE 영역으로부터 가장 심한 전파 각도들로 하향 그리고 멀리 떨어진 방향으로 입사되는 입력 빔에 대응하는 회절 빔(즉, FOV 직사각형의 우측 저부 모서리에 위치한 k-벡터)을 정의한다. 이 두 빔들은 ICG 영역(1440)에서 회절 빔들의 팬 아웃을 정의한다. 이 두 빔들과 그 사이에 있는 다른 모든 빔들의 복제 예들을 생성하여 사용자의 안구를 향해 투사하려면, OPE 영역의 최상부 및 저부 경계가 이 두 빔들의 전파 경로를 포함해야 한다. 이들의 구체적인 전파 경로는 제2 k-공간 도면인 KSD2를 참조하여 결정할 수 있다.

[0236] KSD2는 ICG 영역(1440)에서 OPE 영역(1450)을 향해 회절하는 빔의 결과 k-벡터를 나타낸다. KSD2의 화살표는 FOV 직사각형의 우측 최상부 모서리에 위치한 k-벡터에 대응하는 빔들의 전파 각도들을 나타낸다.

[0237] EPE 영역(1460)의 크기, 형상 및 위치는 제3 k-공간 도면인 KSD3의 k-벡터에서 분명한 전파 각도들을 사용하여 역방향 광선 추적을 수행함으로써 결정될 수 있다. KSD3에서 알 수 있듯이, FOV 직사각형의 좌측 및 우측 최상부 모서리 k-벡터들은 빔이 OPE 영역(1450)에서 EPE 영역(1460)으로 전파하는 동안 따르는 전파 경로에서 팬 아웃을 정의한다. 이러한 전파 각도들을 사용하여 OPE 영역(1450)에서 가장 멀리 위치한 EPE 영역(1460)의 일부(즉, EPE 영역의 저부 모서리)로부터 역추적함으로써, 최상부 좌측 및 우측 모서리 k-벡터들에 의해 정의된 전파 각도들로 EPE 영역의 저부 모서리에 도달하는 광선들의 OPE 영역 내 원점을 결정할 수 있다. 이러한 광 빔들의 원점은 OPE 영역(1450)의 나머지 경계를 결정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, OPE 영역(1450)에서 EPE 영역(1460)의 좌측 저부 모서리로 빔을 향하게 하려면, 최악의 전파 각도들은 FOV 직사각형의 우측 최상부 모서리 k-벡터들로 표시되는 각도이다. 따라서, 해당 각도를 갖는 전파 경로를 사용하여 OPE 영역(1450)의 좌측 경계를 정의할 수 있다. 마찬가지로, OPE 영역(1450)에서 EPE 영역의 우측 저부 모서리로 빔을 향하게 하기 위해, 최악의 전파 각도들은 FOV 직사각형의 좌측 최상부 모서리 k-벡터들로 표시되는 각도이다. 따라서, 그 각도를 갖는 전파 경로는 OPE 영역(1450)의 우측 경계를 정의하는 데 사용될 수 있다.

[0238] 도 14d에 도시된 바와 같이, 예시된 아이피스 도파관(1400)의 경우, EPE 영역(1460)은 ICG 영역(1440)으로부터 －x 및 －y-방향에 위치한다. 그리고 회절 빔들 중 일부는 동일한 방향의 경로를 따라 ICG 영역(1440)에서 부채꼴로 퍼져 나간다. 이러한 회절 빔이 먼저 OPE 영역(1450)을 통해 전파되기 전에 EPE 영역으로 진입하는 것을 피하기 위해, ICG 영역(1440)은 회절 빔의 팬 아웃이 EPE 영역(1460)과 교차하지 않도록 +y-방향으로 EPE 영역으로부터 충분히 멀리 위치할 수 있다. 이로 인해, OPE 영역(1450)의 하부 테두리의 대부분과 EPE 영역(1460)의 상부 테두리 사이에 간격이 발생한다. 일부 실시예들에서, 이 간격을 제거하거나 감소시킴으로써 아이피스 도파관의 크기를 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 도 15a는 이러한 목표를 달성하는 예시적인 실시예를 도시한다.

[0239] 도 15a는 OPE 영역(1550)이 기울어지고, 그 하부 경계가 EPE 영역(1560)의 상부 경계와 평행하도록 위치하는 도파관 아이피스(1500)의 예시적인 실시예를 도시한다. 실제로, OPE 영역(1550)과 EPE 영역(1560)은 실제로 경계를 공유할 수 있다. 이 실시예에 따르면, 도 14a에 도시된 아이피스 도파관 실시예에서 OPE 영역과 EPE 영역 사이의 간격을 줄이거나 제거함으로써 도파관 아이피스(1500)의 크기를 더욱 콤팩트하게 만들 수 있다.

[0240] OPE 영역(1550)의 기울어진 방향을 수용하기 위해, ICG 영역(1540)은 ICG 영역으로부터 회절 빔들로부터의 팬 아웃이 OPE 영역(1550)의 기울어진 방향과 일치하도록 기울어지도록 변경될 수 있다. 예를 들어, ICG 영역(1540)의 격자 라인들은 회절 빔이 －y-방향의 성분을 갖는 전파 방향으로 ICG 영역을 빠져나가지 않도록 배향될 수 있다. 또한, ICG 영역(1540)은 OPE 영역(1550) 및 EPE 영역(1560)의 공유 경계 근처에 위치할 수 있지만, ICG 영역의 일부가 그 공유 경계를 넘어 －y-방향으로 연장되지 않도록 배치될 수 있다. ICG 영역(1540)의 동작은 도 15b에 도시된 k-공간 도면에서 볼 수 있다.

[0241] 도 15b는 도 15a에 도시된 아이피스 도파관(1500)의 작동을 설명하는 k-공간 도면을 포함한다. 제1 k-공간 도면인 KSD1은 아이피스 도파관(1500) 외부에 위치한 프로젝터로부터 ICG 영역(1540)을 향해 투사되는 입력 빔에 대응하는 FOV 직사각형을 나타낸다. 예시된 실시예에서, 이러한 입력 빔은 －z-방향을 중심으로 한 전파 각도들을 갖는다. 따라서, k-공간에서, 이들은 KSD1의 원점에서 K-축을 중심으로 하는 FOV 직사각형으로 표현될 수 있다.

[0242] 제2 k-공간 도면인 KSD2는 입력 빔에 대한 ICG 영역(1540)의 동작을 나타낸다. ICG 영역(1540)은 입력 빔들을 회절시켜 OPE 영역(1550)으로 전향한다. k-공간에서, 이것은 ICG 영역(1540)과 연관된 격자 벡터(들)를 사용하여 FOV 직사각형을 변환하는 것에 해당한다. 이 실시예에서, ICG 영역(1540)의 격자 라인들은 +y-방향의 성분을 갖는 주기성 축으로 배향된다. 이는 ICG(1540)와 연관된 격자 벡터들이 또한 +k_y-방향의 성분을 갖는다는 것을 의미한다. 이 +k_y-방향 성분의 크기는 k_y-방향 FOV 직사각형 너비의 절반보다 크거나 같을 수 있다. 이는 ICG 영역(1540)에 의해 변환된 후 FOV 직사각형의 어떤 부분도 k-공간 도면(KSD2)의 수평 축 아래로 확장되지 않음을 의미한다. 이는 차례로 ICG 영역(1540)으로부터의 회절 빔들 중 어느 것도 －k_y-방향의 성분을 가진 전파 각도들을 갖지 않음을 의미한다. 따라서, 회절 빔들 중 어느 것도 ICG 영역(1540)에서 EPE 영역(1560)을 향해 하향으로 이동하지 않는다. 따라서, 회절 빔들 중 어느 것도 OPE 영역(1550)을 통과하기 전에 EPE 영역(1560)으로 진입하지 않는다.

[0243] 제3 k-공간 도면(KSD3)은 ICG 영역(1540)으로부터 회절 빔들에 대한 OPE 영역(1550)의 동작을 나타낸다. 도시된 바와 같이, OPE 영역(1550)의 회절 격자는 k-공간 고리에서 6 시 포지션으로부터 약간 변위된 위치로 변환되는 FOV 직사각형에 대응하는 각도로 광 빔들을 전향하도록 배향될 수 있다. 예를 들어, KSD3에서 변환된 FOV 직사각형은 k-공간 고리에서 6 시 포지션에서 변위될 수 있으며, 이는 KSD2에서 변환된 FOV 직사각형이 9 시 포지션에서 변위되는 것과 동일한 각도이다. 즉, KSD3의 변환된 FOV 직사각형은 KSD2의 변환된 FOV 직사각형과 90° 분리될 수 있다. 그러나, 이러한 특정 각도 분리가 요구되는 것은 아니며, 각 FOV 직사각형의 특정 포지션들은 아이피스 도파관의 다양한 영역의 서로에 대한 레이아웃에 따라 달라질 수 있다.

[0244] KSD3에서 변환된 FOV 직사각형은 －k_x-방향의 성분을 갖는 k-벡터를 중심으로 하기 때문에, OPE 영역(1550)으로부터의 광 빔들은 일반적으로 －x-방향의 성분을 갖는 각도로 EPE 영역(1560)을 향해 이동한다. 이 각도로 인해, OPE 영역(1550)의 팁 부분(1555)으로부터의 광 빔들 중 일부는 EPE 영역(1560)과 교차하지 않는다는 것을 도 15a로부터 알 수 있다. OPE 영역(1550)의 팁 부분(1555)은 상대적으로 작은 부분의 광을 EPE 영역(1560)에 기여할 수 있기 때문에, 상부 팁(1555)을 제거함으로써 얻을 수 있는 크기 상의 이점이 광학적 단점을 능가할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 도파관 아이피스(1500)는 OPE 영역(1550)의 상부 팁(1555)을 제거함으로써 더욱 콤팩트하게 만들 수 있다.

[0245] 마지막으로, 제4 k-공간 도면인 KSD4는 EPE 영역(1560)이 FOV 직사각형을 k-공간 도면의 원점으로 다시 변환하도록 설계된 회절 격자를 가지고 있음을 보여준다. 도 15a에 도시된 아이피스 도파관 실시예에 대한 KSD4의 FOV 직사각형의 시작 위치는 도 14a에 도시된 아이피스 도파관 실시예에 대한 KSD4의 FOV 직사각형의 시작 위치와 약간 다르기 때문에, EPE 영역(1560)의 회절 격자의 설계도 약간 다르다. 예를 들어, EPE 영역(1560)에서 회절 격자의 격자 라인들의 방향은 관련 격자 벡터들이 +k_x-방향의 성분을 갖도록 기울어질 수 있으므로, OPE 영역(1550)이 EPE 영역(1560)의 좌측 에지를 넘어 연장될 필요가 없다(도 14d의 논의 참조 및 도 14d의 KSD3에서 우측 최상부 모서리 k-벡터들의 위치와 도 15b의 KSD3에서 해당 k-벡터의 위치를 비교). 그 결과, 도 15b의 KSD4의 FOV 직사각형은 k-공간 도면의 원점으로 다시 변환되는데, 이는 변환된 FOV 직사각형으로 표시되는 광 빔들이 본 명세서에서 이미 설명한 바와 같이 해당 입력 빔과 동일한 전파 각도들로 사용자의 안구를 향해 아이피스 도파관(1500) 밖으로 결합됨을 의미한다(즉, 출력 빔을 나타내는 FOV 직사각형은 입력 빔을 나타내는 FOV 직사각형과 k-공간 도면 상의 동일한 포지션에 있다).

[0246] 도 15c는 도 15a에 도시된 아이피스 도파관(1500)의 동작을 예시하는 또 다른 k-공간 도면이다. 도 15c의 k-공간 도면은 도 15b에 도시된 모든 k-공간 도면들의 중첩이다. 또한, 이 도면은 OPE 영역(1550)을 통해 전파되는 광 빔들이 일반적으로 －k_x-방향의 전파 각도들(k-공간 고리의 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형으로 표시됨)과 일반적으로 －k_y-방향의 전파 각도들(k-공간 고리의 6 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형으로 표시됨) 사이에서 앞뒤로 전환될 수 있음을 나타낸다. 이는 k-공간 고리의 9 시 포지션 근처의 FOV 직사각형과 6 시 포지션 근처의 FOV 직사각형 사이에 양면 화살표가 있는 격자 벡터들로 표시된다. 도 15d 내지 도 15f는 이 동작을 더 자세히 설명한다.

[0247] 도 15d는 입력 빔과 도 15a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 OPE 영역(1550) 사이의 제1 세대 상호작용들의 도면이다. 아이피스 도파관(1500)의 OPE 영역(1550)은 주기성 방향으로 반복되는 평행 격자 라인들로 구성된 회절 격자를 포함한다. 주기성의 방향은 회절 격자와 관련된 격자 벡터들의 방향을 결정한다. 이 경우, 도 15c에서 양면 화살표가 있는 격자 벡터들은 OPE 영역(1550)의 동작을 예시하고, 도 15d 내지 도 15f에 도시된 격자 라인들의 주기성 방향을 따라 가리키는 벡터이다.

[0248] 도 15d는 ICG 영역(1540)으로부터 OPE 영역(1550)으로 유입되는 입력 빔을 나타낸다. 입력 빔은 도 15c에서 k-공간 고리의 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점 또는 k-벡터에 대응하는 방향으로 전파되는 것으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 입력 빔과 OPE 영역(1550) 사이의 제1 세대 상호작용들은 2 개의 회절된 출력 빔들을 초래한다: 입력 빔의 파워의 일부분은 단순히 출력₁로서 아이피스 도파관(1500)의 최상부 또는 저부 표면으로부터 반사되고 입력 빔과 동일한 x-y-방향으로 계속되고(즉, 0 차 회절); 그리고 입력 빔의 파워의 일부가 출력₂로서 하향으로 1 차 회절(예를 들어, OPE 영역의 1 차 격자 벡터들, G₁에 의해)된다. 출력₂ 빔은 도 15c에서 k-공간 고리의 6 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점 또는 k-벡터에 해당하는 방향으로 전파되는 것을 볼 수 있다. 이러한 제1 세대 상호작용들 이후, 출력₁ 빔과 출력₂ 빔은 상이한 전파 각도들을 갖지만, 둘 다 여전히 OPE 영역(1550) 내에서 전파되고 있으며, 따라서 도 15e 및 도 15f에 도시된 바와 같이 OPE 영역과 추가의 상호작용들을 가질 수 있다. 도시되어 있지는 않지만, 다른 전파 각도들을 가지고 OPE 영역(1550)에 진입하는 다른 입력 빔들은 유사하게 동작하지만, 입력 및 출력 각도들이 약간 다를 것이다.

[0249] 도 15e는 도 15a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 OPE 영역(1550) 사이의 제2 세대 상호작용들의 도면이다. 제1 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 점선들로 도시되고, 제2 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 실선들로 도시된다. 도 15e에 도시된 바와 같이, 제1 세대 상호작용들의 출력 빔들, 출력₁ 및 출력₂ 각각은 이제 제1 세대 상호작용들에서 발생한 바와 같이 OPE 영역(1550)과 유사한 상호작용을 겪을 수 있다. 즉, 도 15d의 출력₁ 빔으로부터의 파워의 일부분은 단순히 동일한 x-y-방향(즉, 0 차 회절)으로 계속되는 반면, 그 빔의 파워의 다른 일부는 격자와 상호작용하여 하향으로 전향된다(예를 들어, OPE 영역의 1 차 격자 벡터들, G₁에 의해). 유사하게, 도 15d의 출력₂ 빔으로부터의 파워의 일부 부분들은 단순히 EPE 영역(1560)을 향해 하향으로 계속되는 반면(즉, 0 차 회절), 그 빔의 파워의 다른 부분들은 격자와 상호작용하고 회절되며(예를 들어, OPE 영역의 음의 1 차 격자 벡터들, G_-1에 의해) 일반적으로 －x-방향으로, 그리고 초기 입력 빔과 동일한 방향으로 OPE 영역(1550)으로 더 전파된다.

[0250] OPE 영역(1550) 내에서 제2 세대 상호작용들이 발생한 후, 결과 빔들 중 2 개가 교차하는 간섭 노드들(1556)이 존재한다. 간섭 노드들(1556)에 도달하기 위해 이들 빔들 각각이 따르는 광 경로는 길이가 실질적으로 동일하다. 따라서, 간섭 노드들(1556)을 떠나 동일한 방향으로 전파되는 빔들은 동일하거나 유사한 위상을 가질 수 있으며, 따라서 서로 보강적 또는 상쇄적 파동 간섭을 겪을 수 있다. 이로 인해, 아래에 논의되는 이미지 아티팩트가 발생할 수 있다.

[0251] 도 15f는 도 15a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 OPE 영역(1550) 사이의 제3 세대 상호작용들을 나타낸 도면이다. 제1 세대 및 제2 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 점선들로 도시되고, 제3 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 실선들로 도시된다. 도 15f에 도시된 바와 같이, 제2 세대 상호작용들로 인한 출력 빔들 각각은 이전 세대에서 발생한 것과 같이 다시 한번 OPE 영역(1550)과 유사한 상호작용을 경험할 수 있다. 이들 빔들의 파워의 일부 부분들은 동일한 방향(즉, 0 차 회절)으로 계속 진행되는 반면, 이들 빔들의 파워의 다른 부분들은 방향이 변경되는데,―일부는 일반적으로 －x-방향으로, 일부는 일반적으로 －y-방향으로(즉, OPE 영역의 1 차 격자 벡터들, G₁ 및 G_-1에 의해) 변경된다. 일반적으로 －x-방향으로 전파되는 모든 빔들은 도 15c의 k-공간 도면의 k-공간 고리에서 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형으로 표시되는 상태에 있는 반면, 일반적으로 －y-방향으로 전파되는 모든 빔들은 6 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형으로 표시되는 상태에 있다. 도 15c에서 볼 수 있는 바와 같이, 1 D 주기성 회절 격자로 구성된 OPE 영역(1550)의 경우, 주어진 입력 빔에 대해, 해당 입력 빔에 대응하는 복제된 광 빔은 OPE 영역 내에서 두 방향들로만 이동한다(비록 두 방향들은 다른 전파 각도들로 OPE 영역에 진입하는 다른 입력 빔들의 경우 다를 수 있음).

[0252] OPE 영역과의 제3 세대 상호작용들은 동일하거나 유사한 광 경로 길이를 갖는 빔이 서로 교차하는 추가 간섭 노드들(1556)을 생성하여 보강적 또는 상쇄적 파동 간섭을 초래할 수 있다. 노드들(1556) 각각은 EPE 영역(1560)을 향해 방출되는 광원의 역할을 한다. 1 D 주기성을 갖는 회절 격자로 구성된 OPE 영역의 경우, 이러한 노드들(1556)의 레이아웃은 균일한 격자 패턴을 형성하고, 따라서 도 15g에 도시된 바와 같이 이미지 아티팩트를 초래할 수 있다.

[0253] 도 15g는 ICG 영역(1540)으로부터의 단일 입력 빔(1545)이 OPE 영역(1550)에 의해 복제되고, 복수의 빔들(1565)로서 EPE 영역(1560)으로 전향되는 방법을 설명하는 도면이다. EPE 영역(1560)을 향해 또는 그 내부로 전파되는 것으로 도시된 복제된 빔(1565) 각각은 간섭 노드들(1556) 중 하나로부터 기인한다. 이러한 간섭 노드들은 정렬된 분포를 가지며 소스의 희소하고 주기적인 배열 역할을 한다. 간섭 노드들(1556)의 정렬된 분포로 인해, EPE 영역을 비추는 복제된 빔(1565)은 모두 동일한 간격으로 분리되지만, 빔의 강도는 비단조적으로 변화할 수 있다. 결과적으로, OPE 영역(1550)으로부터의 복제된 광 빔들(1565)은 상대적으로 희박하고 불균일한 분포로 EPE 영역(1560)을 조명할 수 있다. 일부 실시예들에서, 아이피스 도파관의 EPE 영역을 비추는 복제된 광 빔들이 보다 균일하게 분산될 수 있다면 유리할 수 있다. 도 16은 그러한 실시예를 예시한다.

다방향 동공 확장기들을 구비한 AR 아이피스 도파관들의 예

[0254] 도 16a는 OPE 영역이 아닌 다방향 동공 확장기(MPE) 영역(1650)을 갖는 아이피스 도파관(1600)의 예시를 도시한다. 거시적인 수준에서, 아이피스 도파관(1600)의 예시적인 실시예는 도 15a에 도시된 아이피스 도파관(1500)과 유사하다. 입력 빔들은 ICG 영역(1640)에 의해 아이피스 도파관(1600)에 결합된다. ICG 영역(1640)으로부터의 회절 빔들은 OPE 영역을 대신하는 MPE 영역(1650)을 향해 그리고 이를 통해 전파된다. 마지막으로, MPE 영역(1650)은 광 빔들을 EPE 영역(1660)을 향해 회절시키고, 여기서 광 빔들은 사용자의 안구를 향해 커플링되어 출력된다. ICG 영역(1640) 및 EPE 영역(1660)은 도 15a 내지 도 15g와 관련하여 설명된 아이피스 도파관(1500) 내의 대응하는 영역들과 동일한 방식으로 기능하도록 설계될 수 있다. 그러나, MPE 영역(1650)은 더 많은 방향들로 광을 회절시킨다는 점에서 OPE 영역(1550)과 구별된다. 이러한 특징은 유리하게도, EPE 영역(1660) 내의 광 빔 분포의 주기적 균일성을 감소시킬 수 있으며, 이는 결과적으로 EPE 영역이 보다 균일하게 조명될 수 있게 한다.

[0255] MPE 영역(1650)은 복수의 방향들로 주기성을 나타내는 회절 피처들로 구성된다. MPE 영역(1650)은 2 D 격자 내에 배열된 산란 피처들의 배열로 구성될 수 있다. 개별 산란 피처들은 예를 들어, 임의의 형상의 홈들 또는 돌출부들일 수 있다. 산란 피처들의 2 D 배열에는 해당 2 D 격자의 상호 격자에서 파생된 격자 벡터들이 연관되어 있다. 일 예로서, MPE 영역(1650)은 2 개 이상의 별개의 주기성 방향들을 따라 반복되는 격자 라인들을 갖는 교차 격자로 구성된 2 D 주기적 회절 격자일 수 있다. 이는 서로 다른 주기성 방향들을 갖는 2 개의 1 D 격자들을 중첩시킴으로써 달성될 수 있다.

[0256] 도 16b는 도 16a에 도시된 MPE 영역(1650)에서 사용될 수 있는 관련 격자 벡터들과 함께 예시적인 2 D 주기적 격자의 일부를 도시한다. 2 D 주기 격자(1650)는 회절 피처들의 공간 격자일 수 있으며, 이러한 2 D 주기 격자는 주기성의 방향이 벡터(u 및 v)에 의해 설명되는 회절 피처들의 공간 격자이다. 주기성 방향인 u와 v에 해당하는 두 가지 기본 격자 벡터들인 G와 H는 수학적으로 다음과 같이 정의된다:

수학적으로 벡터들 u와 v는 공간 격자를 정의하며, G와 H는 기본 이중 또는 상호 격자 벡터들에 해당한다. G는 u와 직교하고 H는 v와 직교하지만, u가 반드시 H와 평행할 필요는 없으며, v가 반드시 G와 평행할 필요는 없다.

[0257] 일 예로서, 2 D 주기 격자는 도 16b에 도시된 바와 같이, 2 개의 세트들의 1 D 주기 격자 라인들을 중첩함으로써 설계되거나 형성될 수 있다(2 D 주기 격자는 대신에, 예를 들어, 도 16b에 도시된 격자 라인들의 교차점에 위치한 개별 산란 피처들로 구성될 수 있음). 격자 라인들(1656)의 제1 세트는 기본 격자 벡터(G)의 방향을 따라 반복될 수 있다. 기본 격자 벡터(G)는 2π/a와 같은 크기를 가질 수 있으며, 여기서 a는 격자 라인들(1656)의 제1 세트의 주기이다. 도 16b에 도시된 2 D 격자는 또한 제1 기본 격자 벡터(G)의 고조파와 연관된다. 이들은 -G 및 고차 고조파들(예를 들어, 2G, -2G 등)을 포함한다. 격자 라인들(1657)의 제2 세트는 기본 격자 벡터(H)의 방향을 따라 반복될 수 있다. 기본 격자 벡터(H)는 2π/b와 같은 크기를 가질 수 있으며, 여기서 b는 격자 라인들(1657)의 제2 세트의 주기이다. 도 16b에 도시된 2 D 격자는 또한 제2 기본 격자 벡터(H)의 고조파와 연관된다. 이들은 -H 및 고차 고조파들(예를 들어, 2H, -2H 등)을 포함한다.

[0258] 회절 피처들의 임의의 2 차원 주기 어레이는 전체 상호 격자에 대응하고 기본 격자 벡터, G 및 H의 정수 선형 조합들(중첩들)에 의해 결정된 방향을 가리키는 연관된 격자 벡터들을 가질 것이다. 예시된 실시예에서, 이러한 중첩들은 도 16b에 또한 도시된 바와 같이 추가의 격자 벡터들을 초래한다. 예를 들어, 이러한 벡터에는 -G, -H, H+G, H-G, G-H 및 -(H+G)가 포함된다. 일반적으로 이러한 벡터들은 (±1,0), (0, ±1), (±1, ±1), (±2,0) 등의 두 가지 인덱스들로 설명된다. 도 16b는 2 D 회절 격자와 관련된 1 차 격자 벡터들 및 이들의 중첩만을 예시하고 있지만, 더 높은 차수의 격자 벡터들도 존재할 수 있다.

[0259] 본 명세서의 다른 곳에서 이미 논의된 바와 같이, 이미지를 구성하는 광 빔들의 세트에 대한 격자의 k-공간 연산은 격자와 연관된 격자 벡터들을 사용하여 이미지에 대응하는 FOV 직사각형을 변환하는 것이다. 이것은 도 16b에 도시된 예시적인 2 D MPE 회절 격자에 대한 도 16c 및 도 16d에 도시되어 있다.

[0260] 도 16c는 도 16a에 도시된 아이피스 도파관(1600)의 MPE 영역(1650)의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면이다. k-공간 도면은 k-공간 고리의 9 시 포지션 근처에 위치한 음영 처리된 FOV 직사각형을 포함한다. 이것은 ICG 영역(1640)이 입력 빔을 아이피스 도파관(1600)에 결합하여 MPE 영역(1650)으로 방향을 전환한 후의 FOV 직사각형의 위치이다. 도 16c는 MPE 영역(1650)의 2 D 격자가 도 16b에 도시된 격자 벡터들을 사용하여 FOV 직사각형을 변환하는 방법을 나타낸다. 8 개의 격자 벡터들(G, H, -G, -H, H+G, H-G, G-H 및 -(H+G))이 있기 때문에, MPE 영역(1650)은 FOV 직사각형을 8 개의 가능한 새로운 k-공간 위치로 변환하려고 시도한다. 이 8 개의 가능한 k-공간 위치들 중 6 개는 k-공간 도면의 외부 주변을 벗어난다. 이 위치는 음영 처리되지 않은 FOV 직사각형으로 표시된다. k-공간 도면의 경계를 벗어나는 k-벡터는 허용되지 않으므로 이 6 개의 격자 벡터들 중 어느 것도 회절을 일으키지 않는다. 그러나 2 개의 격자 벡터들(즉, -G 및 -(H+G))은 FOV 직사각형을 k-공간 도면의 범위 내에서 새로운 위치로 변환한다. 이 위치들 중 하나는 k-공간 고리에서 6 시 포지션 근처에 있고, 다른 하나는 2 시 포지션 근처에 있다. 이 위치에서 k-벡터가 허용되고 유도 전파 모드가 발생하므로 이 위치의 FOV 직사각형은 음영 처리되어 광 빔들이 이 두 상태들로 회절됨을 나타낸다. 따라서, k-공간 고리의 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 의해 표시된 전파 각도들을 갖는 MPE 영역(1650)으로 들어오는 광 빔들의 파워는 음영 처리된 다른 2 개의 FOV 직사각형들(즉, 2 시 포지션 근처의 FOV 직사각형 및 6 시 포지션 근처의 FOV 직사각형)에 의해 표시된 두 상태들 모두로 부분적으로 회절된다.

[0261] 도 16d는 도 16a에 도시된 아이피스 도파관(1600)의 MPE 영역(1650)의 k-공간 동작을 더 설명하는 k-공간 도면이다. 이 특정 k-공간 도면은 k-공간 고리의 2 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형으로 예시된 전파 상태들에 있는 광 빔들에 대한 MPE 영역(1650)의 작동을 예시한다. 다시 한 번, MPE 영역(1650)의 2 D 회절 격자는 이러한 광 빔을 8 개의 관련 격자 벡터들에 의해 지정된 회절 차수로 회절시키려고 시도한다. 표시된 바와 같이, 격자 벡터들 중 6 개는 FOV 직사각형을 k-공간 도면의 경계를 벗어난 위치로 변환한다. 따라서 이러한 회절 차수는 발생하지 않는다. 이들 위치들은 음영 처리되지 않은 FOV 직사각형으로 표시된다. 그러나 격자 벡터들 중 2 개(즉, H 및 H-G)는 FOV 직사각형을 k-공간 도면의 범위 내 위치로 변환한다. 이는 k-공간 고리의 9 시 포지션 근처와 6 시 포지션 근처에 위치한 음영 처리된 FOV 직사각형으로 설명할 수 있다. 따라서, MPE 영역(1650) 내의 2 D 회절 격자는 k-공간 고리의 2 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 의해 표시된 방향으로 전파되는 빔의 파워를 부분적으로 다른 2 개의 음영 처리된 FOV 직사각형(즉, 9 시 포지션 근처의 FOV 직사각형 및 6 시 포지션 근처의 FOV 직사각형)에 의해 표시된 상태들 둘 다로 회절시킨다.

[0262] 예시되지는 않았지만, 유사한 k-공간 도면이 k-공간 고리의 6 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 의해 표시된 전파 각도들로 이동하는 광 빔들에 대한 MPE 영역(1650)의 k-공간 동작을 설명하기 위해 그려질 수 있다. 이 k-공간 도면은 MPE 영역(1650)의 2 D 주기 회절 격자가 해당 빔의 파워를 k-공간 고리의 9 시 포지션 근처 및 2 시 포지션 근처에 위치한 2 개의 음영 FOV 직사각형들로 표시된 두 가지 상태들 모두로 부분적으로 회절시킨다는 것을 보여줄 것이다.

[0263] 도 16e는 도 16a에 도시된 아이피스 도파관(1600)의 k-공간 작동을 예시하는 k-공간 도면이다. 이미 언급된 바와 같이, 아이피스 도파관(1600)은 일반적으로 －z-방향으로 전파되고 외부 광원으로부터 도파관(1600)의 ICG 영역(1640)에 입사되는 입력 광 빔을 수신할 수 있다. 이러한 입력 빔은 k-공간 도면의 원점에서 K-축을 중심으로 한 FOV 직사각형으로 표시된다. 그런 다음, ICG 영역(1640)은 입력 빔들이 유도되고, k-공간 고리의 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점에 대응하는 전파 방향을 중심으로 하는 전파 각도들을 갖도록 입력 빔들을 회절시킨다.

[0264] 유도 빔들은 MPE 영역(1650)으로 진입하며, 여기서 다수의 상호작용을 가질 수 있다. 각각의 세대의 상호작용들 동안, 빔들 각각의 파워의 일부가 0 차 회절하고 MPE 영역(1650)을 통해 동일한 방향으로 계속 전파될 수 있다. 예를 들어, 제1 세대 상호작용들에서, 이 0 차 회절은 k-공간 고리의 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형으로 표시된 상태에 머무는 빔의 파워 부분에 해당한다. 빔 파워의 다른 부분들은 새로운 방향들로 회절될 수 있다. 다시 말하지만, 제1 세대 상호작용들에서, 이것은 k-공간 고리의 2 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점에 대응하는 전파 방향 및 6 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점에 대응하는 전파 방향을 중심으로 하는 전파 각도들을 갖는 각각의 회절 빔을 생성한다.

[0265] 빔들이 MPE 영역(1650)에 머무는 한, 빔들은 추가의 상호작용들을 경험할 수 있으며, 상호작용들 각각은 빔의 파워의 일부가 0 차 회절되어 동일한 방향으로 계속되거나 새로운 방향들로 회절되는 결과를 초래할 수 있다. 그 결과 도 16e에 도시된 k-공간 고리에서 FOV 직사각형의 중심점으로 표시된 전파 방향들 각각을 중심으로 전파 각도들을 갖는 공간적으로 분산된 회절 빔들의 세트가 생성된다. 이 동작은 k-공간 고리에서 각 쌍의 FOV 직사각형 사이의 양면 화살표들로 표시된다.

[0266] 주어진 입력 광 빔들이 MPE 영역(1650) 내에서 전파될 때, 도 16e의 k-공간 도면의 고리 내 FOV 직사각형 내에 있는 해당 k-벡터 또는 점에 의해 정의되는 각각의 방향이 허용되는 세 방향들로만 이동할 수 있는 다수의 회절 빔들로 분할된다. (이는 MPE 영역(1650) 내에서 전파되는 모든 입력 광 빔들에 해당한다. 그러나, 허용되는 세 방향들은 각각의 초기 입력 빔이 MPE 영역(1650)에 진입하는 전파 각도들에 따라 약간 다를 수 있다). 그리고 주어진 입력 광 빔의 파워의 일부가 MPE 영역(1650)과의 임의의 수의 상호작용 후에 동일한 3 개의 전파 방향들 중 어느 하나로 회절되기 때문에, 이미지 정보는 이러한 상호작용들을 통해 보존된다.

[0267] 각각의 입력 빔에 대해 3 개의 허용 가능한 전파 방향들을 갖는 MPE 영역(1650)과 관련된 이점이 있는데, 이는 OPE 영역(1550)의 2 개의 허용 가능한 전파 방향들과는 대조적이다. 이러한 장점들은 이하에서 더 논의되겠지만, 지금은 MPE 영역(1650) 내의 전파 방향의 증가된 수가 MPE 영역(1650) 내의 간섭 노드들의 더 복잡한 분포를 초래할 수 있고, 이는 결과적으로 EPE 영역(1660) 내의 조명의 균일성을 향상시킬 수 있다고 말하기에 충분하다.

[0268] 도 16e는 MPE 영역(1650)의 하나의 예시적인 실시예의 k-공간 동작을 예시하는 것으로 이해되어야 한다. 다른 실시예들에서, MPE 영역(1650)은 각각의 입력 광 빔이 MPE 영역 내에서 3 개 이상의 방향들로 회절할 수 있도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, MPE 영역(1650)은 4 개의 방향들, 5 개의 방향들, 6 개의 방향들, 7 개의 방향들, 8 개의 방향들 등으로 각각의 입력 광 빔의 회절을 허용하도록 설계될 수 있다. 이미 논의한 바와 같이, MPE 영역(1650)의 회절 피처들은 선택된 회절 방향들에 대응하는 k-공간 고리 내의 위치로 FOV 직사각형을 복사하는 격자 벡터들을 제공하도록 설계될 수 있다. 또한, MPE 영역(1650) 내의 회절 피처들은 격자 벡터들 크기에 대응하는 주기로 설계될 수 있으며, 그 결과 FOV 직사각형의 이러한 사본이 k-공간 고리 내부에 완전히 놓이게 된다(그리고 FOV 직사각형의 다른 시도된 사본이 k-공간 도면의 외부 주변부에 완전히 놓이도록 한다).

[0269] 일부 실시예들에서, MPE 영역(1650) 내부의 주어진 광 빔에 대해 허용된 전파 방향들 각각 사이의 각도 이격은 적어도 45 도이다. 선택된 방향들 중 어느 한 쌍 사이의 각도 이격이 이보다 작으면, MPE 영역(1650)의 회절 피처들은 k-공간 고리에서 이러한 각도 전이를 만들기 위한 격자 벡터들을 제공하도록 설계되어야 할 것이고, 그러한 격자 벡터들은 각도 이격이 작기 때문에 k-공간 고리의 크기와 비교하여 상대적으로 짧을 수 있다. 따라서 기본 MPE 격자 벡터들을 중첩하면 k-공간 고리 내부에 부분적으로만 위치하는 FOV 직사각형의 사본이 생성되어 이미지 정보가 손실될 가능성이 높아질 수 있다(아래에서 자세히 설명하겠지만 주의해서 수행하지 않을 경우). 또한, MPE 영역(1650)에서 허용된 전파 방향 쌍 사이의 각도 간격이 너무 작아지면, 결과적으로 상대적으로 짧은 격자 벡터들로 인해 격자 벡터들 중첩이 k-공간 도면의 중앙 디스크 내부에 부분적으로만 놓이는 FOV 직사각형의 사본을 생성할 가능성이 더 커질 수 있다. 이는 지정된 EPE 영역(1660) 외부의 위치에서 사용자의 안구를 향해 아이피스 도파관(1600)으로부터 광이 아웃-커플링되는 결과를 초래할 수 있기 때문에 바람직하지 않을 수 있다.

[0270] MPE 영역(1650) 내에서 허용되는 전파 방향을 결정할 때 다양한 설계 지침을 따를 수 있다. 예를 들어, 허용 가능한 전파 방향은 ICG 영역(1640)에서 MPE 영역(1650)으로의 방향에 대응하도록 선택될 수 있다. 또한, 허용 가능한 전파 방향은 MPE 영역(1650) 내부의 위치에서 해당 방향으로 전파되는 광 빔이 EPE 영역(1660)과 교차하도록 하나만 선택될 수 있다. 이렇게 하면 각각의 입력 빔에 대응하는 복제된 광 빔들이 동일한 전파 각도들로 EPE 영역(1660)에 진입하도록 보장할 수 있다. 또한, MPE 영역(1650) 내부의 허용 가능한 전파 방향은 FOV 직사각형이 겹치지 않도록 선택될 수 있다. FOV 직사각형이 겹치면 서로 다른 이미지 포인트의 이미지 정보가 혼합되어 고스트 이미지가 발생할 수 있다.

[0271] 도 16f는 도 16a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 MPE 영역(1650) 사이의 제1 세대 상호작용들을 나타낸 도면이다. 도 16f는 ICG 영역(1640)으로부터 MPE 영역(1650)으로 진입하는 입력 빔을 도시한다. 입력 빔은 도 16e에서 k-공간 고리의 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점 또는 k-벡터에 대응하는 방향으로 전파하는 것으로 도시되어 있다.

[0272] MPE 영역(1650)은 많은 1 ㎛ 미만 피처들을 포함할 수 있다. 그리고 MPE 영역과의 모든 상호작용들에서, 입력된 ~1 ㎜ 직경의 빔은 3 개의 빔들(직경은 동일하지만 입력 빔의 원래 파워의 일부)로 분할되어 TIR에서 3 개의 다른 방향들로 전파된다. 한 방향은 0 차 회절에 해당하며 도파관 평면에서 원래의 전파 각도들이다. 다른 두 방향들은 MPE 영역 1650의 격자 벡터들(G 및 H)에 따라 달라진다. 도시된 바와 같이, 입력 빔과 MPE 영역(1650) 사이의 제1 세대 상호작용들은 3 개의 빔들을 생성한다: 입력 빔의 파워의 일부가 출력₁로서 아이피스 도파관(1600)의 최상부 또는 저부 표면에서 단순히 반사되고 입력 빔과 동일한 x-y-방향으로 계속된다(즉, 0 차 회절); 입력 빔의 파워의 일부가 MPE 영역(1650) 내의 2 D 격자와 상호작용하여 출력₂로서 아래쪽으로 회절되고; 입력 빔의 파워의 일부가 격자와 상호작용하여 출력₃으로서 위쪽 및 우측으로 회절된다. 출력₂ 빔은 도 16e에서 k-공간 고리의 6 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점 또는 k-벡터에 해당하는 방향으로 전파되는 것으로 표시되고, 출력₃ 빔은 2 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점 또는 k-벡터에 해당하는 방향으로 전파되는 것으로 표시된다. 이러한 제1 세대 상호작용들 이후, 출력₁ 빔, 출력₂ 빔 및 출력₃ 빔은 상이한 전파 각도들을 갖지만, 이들은 모두 여전히 MPE 영역(1650) 내에서 전파되고 있으며, 따라서 도 16g 내지 도 16i에 도시된 바와 같이 MPE 영역과 추가의 상호작용들을 가질 수 있다. 예시되지는 않았지만, 다른 전파 각도들을 가지고 MPE 영역(1650)에 진입하는 다른 입력 빔들은 유사하게 동작하지만, 약간 다른 입력 및 출력 각도들을 가질 것이다.

[0273] 도 16g는 도 16a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 MPE 영역(1650) 사이의 제2 세대 상호작용들의 도면이다. 제1 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 점선들로 도시되고, 제2 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 실선들로 도시된다. 도 16g에 도시된 바와 같이, 제1 세대 상호작용들의 출력 빔들, 출력₁, 출력₂ 및 출력₃ 각각은 이제 이전 세대에서 발생했던 것과 같이 MPE 영역(1650)과 유사한 상호작용을 겪을 수 있다. 즉, 도 16f의 출력₁ 빔의 파워의 일부분은 단순히 동일한 x-y-방향으로 계속되는 반면, 그 빔의 파워의 다른 일부는 격자와 상호작용하여 6 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 대응하는 방향으로 회절되고, 그 빔의 파워의 또 다른 일부는 격자와 상호작용하여 2 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 대응하는 방향으로 회절된다. 유사하게, 도 16f의 출력₂ 빔의 파워의 일부 부분들은 단순히 EPE 영역(1660)을 향해 계속되고, 그 빔의 파워의 또 다른 부분들은 격자와 상호작용하고 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 의해 표시된 방향으로 회절되고, 그 빔의 파워의 또 다른 부분들은 격자와 상호작용하고 2 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 대응하는 방향으로 회절된다. 또한, 도 16f의 출력₃ 빔의 파워의 일부분은 단순히 2 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형이 나타내는 방향으로 계속되고, 그 빔의 파워의 다른 일부는 격자와 상호작용하여 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형이 나타내는 방향으로 회절되고, 그 빔의 파워의 또 다른 일부는 격자와 상호작용하여 6 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 대응하는 방향으로 회절된다.

[0274] 도 16h는 도 16a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 MPE 영역(1650) 사이의 제3 세대 상호작용들의 도면이다. 제1 세대 및 제2 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 점선들로 도시되고, 제3 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 실선들로 도시된다. 도 16h에 도시된 바와 같이, 제2 세대 상호작용들에 의해 생성된 각각의 출력 빔은 이전 세대에서 발생한 바와 같이 다시 한번 MPE 영역(1650)과 유사한 상호작용을 경험할 수 있다.

[0275] 도 16i는 도 16a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 MPE 영역(1650) 사이의 제4 세대 상호작용들을 나타낸 도면이다. 제1, 제2 및 제3 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 점선들로 도시되고, 제4 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 실선들로 도시된다. 이러한 모든 상호작용들 후에, 모든 결과 빔들은 주어진 입력 빔에 대해 MPE 영역(1650) 내부에서 허용되는 세 방향들 중 하나, 즉 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 대응하는 방향, 2 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 대응하는 방향 또는 k-공간 고리의 6 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 대응하는 방향들 중 하나로 전파된다. 이러한 빔들 중 일부가 MPE 영역(1650)을 통해 전파되는 동안 서로 교차할 수 있는 노드들이 존재하지만, 이러한 노드들의 위치는 도 15d 내지 도 15g에 도시된 OPE 영역(1550)의 경우보다 더 복잡한 분포를 갖는다. 또한, 빔들은 서로 다른 경로들을 통해 이러한 노드들 각각에 도달할 수 있으므로, 반드시 서로 위상이 같을 필요는 없다. 따라서, 간섭 노드들의 정렬된 분포로 인해 발생할 수 있는 이미지 아티팩트는 OPE 영역(예를 들어, 1550) 대신에 MPE 영역(1650)을 사용하는 아이피스 도파관 실시예(1600)에서 감소될 수 있다. 이는 도 16j 및 도 16k에서 볼 수 있다.

[0276] 도 16j는 빔이 MPE 영역(1650)을 통과하여 궁극적으로 EPE 영역(1660)에 도달할 수 있는 다양한 경로를 예시하는 도면이다. 일부 경로들은 단 한 번의 방향 변경만을 포함하는 반면, 다른 경로들은 여러 번의 방향 변경들을 포함한다(더 길고 복잡한 경로 중 일부는 자연적으로 더 적은 전력을 전달할 것이다). MPE 영역(1650)에 다른 회절 각이 존재함으로써 발생하는 복잡성으로 인해, 궁극적으로 EPE 영역(1660)을 비추는 광 빔들(1665) 사이에는 다양한 간격이 존재한다. 그리고 실제로, 광 빔들(1665) 사이의 가능한 간격은 MPE 영역(1650)에서 충분한 수의 상호작용을 통해 달성될 수 있다. 도 16k에 도시된 바와 같이, 이것은 EPE 영역(1660)의 보다 균일한 조명을 초래할 수 있다.

[0277] 도 16k는 ICG 영역(1640)으로부터의 단일 입력 빔(1645)이 MPE 영역(1650)에 의해 복제되고 복수의 빔(1665)으로서 EPE 영역(1660)으로 전향되는 방법을 예시하는 도면이다. 이러한 빔들(1665) 각각은 조밀한 노드들의 그리드에서 비롯된다. 이러한 복제된 빔들(1665) 중 일부 사이에는 여전히 간격이 있을 수 있지만, 이러한 간격은 일반적으로 OPE 영역(예를 들어, 도 15g에 도시된 바와 같이, 1550)에서 출력되는 복제된 빔들 사이의 간격보다 작고 덜 규칙적이다. EPE 영역(1660)으로 향하는 많은 경로들이 모두 다른 포지션들에 있기 때문에, MPE 영역(1650)은 복잡한 출사 동공 패턴을 제공하며, 이는 EPE 영역(1560)을 보다 균일하게 조명할 수 있다.

[0278] 도 16l은 OPE 영역을 갖는 아이피스 도파관의 성능과 MPE 영역을 갖는 아이피스 도파관의 성능을 나란히 비교한 도면이다. 좌측에는 1 D 주기 회절 격자가 있는 OPE 영역(1550)을 포함하는 아이피스 도파관(1500)이 표시되어 있다. 이미 설명한 바와 같이, OPE 영역(1550)은 규칙적으로 간격을 두고 복제된 광 빔들 세트를 드문드문 배치하여 EPE 영역(1560)을 비춘다. 아이피스 도파관(1500) 아래에는 시뮬레이션된 출력 이미지가 있다. 이것은 모두 동일한 색상과 밝기를 갖는 픽셀로 구성된 입력 이미지에 대한 응답으로 아이피스 도파관(1500)의 EPE 영역(1560)에서 투사되는 시뮬레이션된 출력 이미지이다.

[0279] 우측에, 도 16l은 2 D 주기 회절 격자가 있는 MPE 영역(1650)을 포함하는 아이피스 도파관(1600)을 나타낸다. 도면에서 볼 수 있듯이, MPE 영역(1650)은 EPE 영역(1660)을 보다 균일하게 조명한다. 아이피스 도파관(1600) 아래에는 좌측의 아이피스 도파관(1500)에 대한 시뮬레이션에 사용된 것과 동일한 입력 이미지의 결과인 시뮬레이션된 출력 이미지가 있다. 우측의 시뮬레이션 이미지에서 MPE 영역(1650)을 사용하는 아이피스 도파관(1600)이 더 부드럽고 균일한 출력 광 분포를 달성하는 것을 알 수 있다. 이와 대조적으로, 좌측 이미지(OPE 영역(1550)을 사용하는 아이피스 도파관(1500)의 시뮬레이션된 출력)는 EPE 영역(1560)을 비추는 희박하고 정렬된 복제된 광 빔들의 세트로 인해 높은 공간 주파수 줄무늬가 안구에 띈다.

[0280] 도 16m은 MPE 영역을 갖는 아이피스 도파관의 성능과 OPE 영역을 갖는 다른 도파관의 성능을 더 나타낸다. 도 16m의 그래프의 최상부 행은 도 15a에 도시된 아이피스 도파관(1500)의 성능을 예시한다. 이 아이피스 도파관으로부터 투사된 이미지의 수평 단면의 그래프는 도 16l에 표시된 시뮬레이션 출력 이미지에서 줄무늬로 보이는 상대적으로 높은 공간 주파수 변화를 보여준다. 도 16m은 아이피스 도파관(1500)의 아이박스 효율이 1.2 ％임을 보여준다. 또한, 이 아이피스 도파관과 관련된 점 확산 함수를 도시한다. 포인트 스프레드 함수는 단일 밝은 점의 입력 이미지에 대한 아이피스 도파관에서 얻은 출력 이미지를 보여준다. 이것은 아이피스 도파관(1500)이 2.5 내지 5 아크 분의 블러만 가지고 있기 때문에 매우 선명하다는 것을 보여준다.

[0281] 아이피스 도파관(1500)으로부터의 출력 이미지의 높은 공간 주파수 변화를 극복하기 위한 한 가지 접근법은 OPE 영역(1550)에 약간의 디더링을 도입하는 것이다. 예를 들어, OPE 영역(1550)의 배향 각도 및/또는 격자 주기에 작은 변화들을 도입할 수 있다. 이는 OPE 영역(1550)에 존재할 수 있는 간섭 노드들의 정렬된 특성을 방해하기 위한 시도에서 수행된다. 도 16m의 제2 및 제3 행들은 두 가지 다른 유형들의 디더링을 갖는 아이피스 도파관(1500)의 성능을 예시한다. 이러한 도파관에 대한 투사된 이미지의 수평 단면에서 볼 수 있듯이, 높은 공간 주파수 변동들이 여전히 존재한다. 또한, 이러한 디더링된 실시예들에 대한 포인트 스프레드 함수는 훨씬 더 많은 양의 블러―하나의 경우에, 45 아크 분―를 나타낸다.

[0282] 도 16m의 저부 행은 MPE 영역(1650)을 갖는 아이피스 도파관(1600)의 성능을 예시한다. 이 도파관에 대한 투사된 이미지의 단면은 훨씬 덜 높은 공간 주파수 변동을 나타낸다. 여전히 낮은 주파수 공간 변동이 존재하지만, 이는 높은 공간 주파수 변동보다 소프트웨어를 통해 훨씬 더 쉽게 보정할 수 있다. 이 아이피스 도파관의 아이박스 효율은 0.9％로 다른 아이피스 도파관보다 약간 낮다. 이는 MPE 영역(1650)이 입력 광의 일부를 도 16e에 표시된 k-공간 도면의 고리에서 2 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 해당하는 일반적인 방향으로 전향하기 때문일 수 있다. 아이피스 도파관(1600)의 거시적 레이아웃으로 인해, 이 전파 방향으로 MPE 영역(1650)을 빠져나가는 광은 EPE 영역으로 들어가지 않고, 따라서 사용자의 안구를 향해 투사되지 않으며, 대신 도파관(1600)의 가장자리에서 손실된다. 그러나 이러한 광 손실로 인해 아이박스 효율은 상대적으로 약간만 감소한다. 한편 아이피스 도파관(1600)의 포인트 스프레드 기능을 보면 블러가 2.5 내지 5 아크분에 불과하여 매우 선명하다는 것을 알 수 있다.

[0283] 도 16a 내지 도 16m은 각각의 입력 빔에 대해 3 개의 허용 가능한 전파 방향들을 갖는 MPE 영역(1650)을 갖는 아이피스 도파관(1600)을 예시한다. 그러나, MPE 영역의 다른 실시예들은 각각의 입력 빔에 대해 훨씬 더 많은 전파 방향을 허용하도록 설계될 수 있다. 그러한 예 중 하나가 도 17a 내지 도 17g에 예시되어 있다. 이들 도면들은 아이피스 도파관(1700)을 예시하는데, 이는 아이피스 도파관(1600)과 거시적 설계가 동일하다. 즉, 아이피스 도파관(1700)은 ICG 영역(1740), MPE 영역(1750) 및 EPE 영역(1760)을 포함하며, 이들은 모두 도 16a에 도시된 아이피스 도파관(1600)의 대응하는 영역들과 동일한 방식으로 배열되어 있다. 그러나, 아이피스 도파관(1700)은 그 MPE 영역(1750)의 미세한 설계가 다르다.

[0284] 도 17a는 아이피스 도파관(1700)의 MPE 영역(1750)에서 사용될 수 있는 관련 격자 벡터들과 함께 예시적인 2 D 격자의 일부를 예시한다. 2 D 주기 격자(1750)는 주기성의 방향이 u 및 v인 회절 피처들의 공간 격자일 수 있다. 이미 논의한 바와 같이, 이러한 2 D 주기 격자는 기본 격자 벡터인 G 및 H와 연관된다. 일 예로서, 2 D 주기 격자(1750)는 2 개의 세트들의 1 D 주기 격자 라인들을 중첩함으로써 설계되거나 형성될 수 있다(2 D 주기 격자는 대신, 예를 들어 도 17a에 표시된 격자 라인들의 교차점에 위치한 개별 산란 피처들로 구성될 수도 있음). 격자 라인들의 제1 세트(1756)는 기본 격자 벡터(G)의 방향을 따라 반복될 수 있다. 기본 격자 벡터(G)는 2π/a와 같은 크기를 가질 수 있으며, 여기서 a는 격자 라인들의 제1 세트(1756)의 주기이다. 도 17b에 도시된 2 D 격자는 또한 제1 기본 격자 벡터(G)의 고조파와 연관되어 있다. 이들은 -G 및 고차 고조파들(예를 들어, 2G, -2G 등)을 포함한다. 격자 라인들의 제2 세트(1757)는 기본 격자 벡터(H)의 방향을 따라 반복될 수 있다. 기본 격자 벡터(H)는 2π/b와 같은 크기를 가질 수 있으며, 여기서 b는 격자 라인들의 제2 세트(1657)의 주기이다. 도 17b에 도시된 2 D 격자는 또한 제2 기본 격자 벡터(H)의 고조파와 연관되어 있다. 이들은 -H 및 고차 고조파들(예를 들어, 2H, -2H 등)을 포함한다. 그리고 이미 논의한 바와 같이, 회절 피처들의 2 D 주기 어레이에는 기본 격자 벡터의 정수 선형 조합들(중첩들)에 의해 결정된 방향을 가리키는 관련 격자 벡터들이 있다. 이 경우 이러한 중첩들은 추가의 격자 벡터들을 생성한다. 예를 들어 -G, -H, H+G, H-G, G-H 및 -(H+G)가 여기에 포함된다. 도 17a는 2 D 회절 격자와 관련된 1 차 격자 벡터들 및 이들의 중첩만을 예시하고 있지만, 고차 격자 벡터들도 존재할 수 있다.

[0285] 도 17b는 아이피스 도파관(1700)의 MPE 영역(1750)의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면이다. k-공간 도면은 k-공간 고리의 9 시 포지션 근처에 위치한 음영 처리된 FOV 직사각형을 포함한다. 이것은 ICG 영역(1740)이 입력 빔을 아이피스 도파관(1700)에 결합하고 MPE 영역(1750)으로 방향을 전환한 후의 FOV 직사각형의 위치이다. 도 17b는 MPE 영역(1750)의 2 D 격자가 도 17a에 표시된 격자 벡터들을 사용하여 FOV 직사각형을 변환하는 방법을 도시한다. 8 개의 격자 벡터들이 있기 때문에, MPE 영역(1750)은 FOV 직사각형을 k-공간 도면에서 가능한 8 개의 새로운 위치들로 변환하려고 시도한다. 이 8 개의 가능한 포지션들 중 5 개의 위치들은 k-공간 도면의 외부 주변을 벗어난다. 이들 위치들은 음영 처리되지 않은 FOV 직사각형들로 도시된다. k-공간 도면의 외부 주변을 벗어나는 k-벡터는 허용되지 않으므로 이 5 개의 격자 벡터들 중 어느 것도 회절을 일으키지 않는다. 그러나 3 개의 격자 벡터들(즉, -H, -G, -(H+G))은 FOV 직사각형을 k-공간 도면의 범위 내에서 새로운 위치들로 변환한다. 이 위치들 중 하나는 k-공간 고리에서 6 시 포지션 근처에 있고, 다른 하나는 12 시 포지션 근처에 있으며, 마지막 위치는 3 시 포지션 근처에 있다. 이들 위치들에서 k-벡터가 허용되고 유도 전파 모드가 발생하므로 이들 위치들의 FOV 직사각형들은 음영 처리되어 광 빔들이 이 세 가지 상태들로 회절됨을 나타낸다. 따라서, k-공간 고리의 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 의해 표시된 전파 각도들을 갖는 MPE 영역(1750)으로 들어오는 광 빔들은 음영 처리된 다른 3 개의 FOV 직사각형들(즉, 12 시 포지션 근처의 FOV 직사각형, 3 시 포지션 근처의 FOV 직사각형, 6 시 포지션 근처의 FOV 직사각형)에 의해 표시된 모든 상태로 회절된다.

[0286] 예시되지 않았지만, 유사한 k-공간 도면이 k-공간 고리의 12 시 포지션 근처, 3 시 포지션 근처 및 6 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 각도들로 이동하는 광 빔들에 대한 MPE 영역(1750)의 k-공간 작동을 설명하기 위해 그려질 수 있다. 이러한 k-공간 도면은 MPE 영역(1750)의 2 D 회절 격자가 도 17b의 k-공간 도면의 고리에서 음영 처리된 FOV 직사각형으로 표시된 나머지 모든 상태로 이들 빔을 회절시킨다는 것을 보여줄 것이다.

[0287] 도 17c는 아이피스 도파관(1700)의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면이다. 아이피스 도파관(1700)은 일반적으로 －z-방향으로 전파되고 외부 광원으로부터 도파관(1700)의 ICG 영역(1740)에 입사되는 광의 입력 빔을 수신할 수 있다. 이러한 입력 빔은 k-공간 도면의 원점에서 k_z-축을 중심으로 한 FOV 직사각형으로 표시된다. 그런 다음, ICG 영역(1740)은 입력 빔들이 안내되고, k-공간 고리의 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점에 대응하는 전파 방향을 중심으로 하는 전파 각도들을 갖도록 입력 빔들을 회절시킨다.

[0288] 회절 빔들은 MPE 영역(1750)으로 진입하며, 여기서 다수의 상호작용을 가질 수 있다. 각각의 세대의 상호작용들 동안, 빔들 각각의 파워의 일부가 MPE 영역(1750)을 통해 동일한 방향으로 계속 전파된다. 예를 들어, 제1 세대 상호작용들에서는 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형으로 표시된 상태를 유지하는 빔의 파워 일부에 해당한다. 빔 파워의 다른 부분들은 새로운 방향들로 회절될 수 있다. 다시 말하지만, 제1 세대 상호작용들에서, 이것은 k-공간 고리의 12 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점, 3 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점 및 6 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점에 대응하는 전파 방향을 중심으로 하는 전파 각도들을 갖는 각각의 회절 빔을 생성한다.

[0289] 각각의 상호작용 후에도 여전히 MPE 영역(1750)에 남아있는 회절 빔들은 추가의 상호작용들을 경험할 수 있다. 이러한 각각의 추가의 상호작용들은 빔의 일부 파워가 0 차 회절되어 동일한 방향으로 계속되는 반면, 빔의 일부 파워는 새로운 방향들로 회절되는 결과를 초래한다. 그 결과 도 17c에 도시된 k-공간 고리에서 FOV 직사각형의 중심점으로 표시된 전파 방향들 각각을 중심으로 전파 각도들을 갖는 공간적으로 분산된 회절 빔들의 세트가 생성된다. 이것은 k-공간 고리에서 각 쌍의 FOV 직사각형 사이의 양면 화살표들로 표시된다. 다시 말해서, MPE 영역(1750)에서 전파되는 광 빔들은 k-공간 고리 내의 FOV 직사각형들 중 하나에 의해 표현되는 임의의 전파 상태들에서 이러한 전파 상태들 중 임의의 다른 전파 상태들로 전환될 수 있다.

[0290] 광의 임의의 입력 빔이 MPE 영역(1750) 내에서 전파될 때, 이는 다수의 회절 빔들로 분할되며, 이는 허용된 4 개의 방향들로만 이동할 수 있다 ― 각 방향은 도 17c의 k-공간 도면의 고리 내의 FOV 직사각형 내에 대응하는 k-벡터 또는 점에 의해 정의됨. (이는 MPE 영역(1750) 내에서 전파되는 모든 입력 광 빔들에 해당한다. 그러나, 허용되는 네 방향들은 각각의 초기 입력 빔이 MPE 영역(1750)에 진입하는 전파 각도들에 따라 약간 달라질 것이다). 그리고 주어진 입력 광 빔의 파워의 일부가 MPE 영역(1750)과의 임의의 수의 상호작용 후에 동일한 4 개의 전파 방향들로 회절되기 때문에, 이미지 정보는 이러한 상호작용들을 통해 보존된다. 도 16a 내지 도 16m과 관련하여 설명된 MPE 영역(1650)과 비교하여, MPE 영역(1750)에서 허용되는 추가 전파 방향은 EPE 영역(1760)에서 조명의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이는 도 17d 내지 도 17g에 도시된 도면에서 볼 수 있다.

[0291] 도 17d는 입력 빔과 아이피스 도파관(1700)의 MPE 영역(1750) 사이의 제1 세대 상호작용들의 도면이다. 도 17d는 ICG 영역(1740)으로부터 MPE 영역(1750)으로 진입하는 입력 빔을 도시한다. 입력 빔은 도 17c에서 k-공간 고리의 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점 또는 k-벡터에 해당하는 방향으로 전파되는 것으로 도시되어 있다.

[0292] MPE 영역(1750)은 많은 1 ㎛ 미만 피처들을 포함할 수 있다. 그리고 MPE 영역과의 모든 상호작용들에서 직경 ~1 ㎜ 빔은 직경은 동일하지만 입력 빔의 원래 파워의 일부인 4 개의 빔들로 분할되어 TIR에서 4 개의 다른 방향들로 전파된다. 한 방향은 0 차 회절에 해당하며 도파관 평면에서의 원래 각도이다. 다른 세 방향들은 MPE 영역(1750)의 격자 벡터들(G 및 H)에 따라 달라진다. 도시된 바와 같이, 입력 빔과 MPE 영역(1750) 사이의 제1 세대 상호작용들은 4 개의 빔들을 생성한다: 입력 빔의 파워의 일부가 출력₁로서 아이피스 도파관(1700)의 최상부 또는 저부 표면에서 단순히 반사되고 입력 빔과 동일한 x-y-방향으로 계속된다(즉, 0 차 회절); 입력 빔의 파워의 일부가 격자와 상호작용하여 출력₂로서 아래쪽으로 회절되고; 입력 빔의 파워의 일부가 격자와 상호작용하여 출력₃으로서 위쪽으로 회절되고; 입력 빔의 파워의 일부가 격자와 상호작용하여 출력₄로서 우측으로 회절된다. 출력₂ 빔은 도 17c에서 k-공간 고리의 6 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점 또는 k-벡터에 해당하는 방향으로 전파되는 것으로 도시되고, 출력₃ 빔은 12 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점 또는 k-벡터에 해당하는 방향으로 전파되는 것으로 도시되며, 출력₄ 빔은 3 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형의 중심점 또는 k-벡터에 해당하는 방향으로 전파되는 것으로 도시된다. 이러한 제1 세대 상호작용들 이후, 출력₁ 빔, 출력₂ 빔, 출력₃ 빔 및 출력₄ 빔은 상이한 전파 각도들을 갖지만, 이들은 모두 여전히 MPE 영역(1750) 내에서 전파되고 있으며, 따라서 도 17e 내지 도 17g에 도시된 바와 같이 MPE 영역과 추가의 상호작용들을 가질 수 있다. 예시되지는 않았지만, 다른 전파 각도들을 가지고 MPE 영역(1750)에 진입하는 다른 입력 빔들은 유사하게 동작하지만, 약간 다른 입력 및 출력 각도로 동작할 것이다.

[0293] 도 17e는 입력 빔과 아이피스 도파관(1700)의 MPE 영역(1750) 사이의 제2 세대 상호작용들의 도면이다. 제1 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 점선들로 도시되고, 제2 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 실선들로 도시된다. 도 17d에 도시된 바와 같이, 제1 세대 상호작용들의 출력 빔들, 출력₁, 출력₂, 출력_{3 및} 출력₄ 각각은 이제 이전 세대에서 발생했던 것과 마찬가지로 MPE 영역(1750)과 유사한 상호작용을 겪을 수 있다. 즉, 도 17d에서 출력₁ 빔의 파워의 일부분은 단순히 동일한 x-y-방향으로 계속되는 반면, 그 빔의 파워의 다른 부분들은 격자와 상호작용하여 12 시 포지션 근처, 3 시 포지션 근처 및 6 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 대응하는 방향으로 회절된다. 유사하게, 도 17d에서 출력₂ 빔의 파워의 일부 부분들은 단순히 EPE 영역(1760)을 향해 계속되는 반면, 그 빔의 파워의 다른 부분들은 격자와 상호작용하고 9 시 포지션 근처, 12 시 포지션 근처 및 3 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 의해 표시된 방향으로 회절된다. 또한, 도 17d에서 출력₃ 빔의 파워의 일부는 단순히 12 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형으로 표시된 방향으로 계속되는 반면, 해당 빔의 파워의 다른 부분들은 격자와 상호작용하고 3 시 포지션 근처, 6 시 포지션 근처 및 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형으로 표시된 방향으로 회절된다. 마지막으로, 도 17d의 출력₄ 빔 파워의 일부는 단순히 3 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형으로 표시된 방향으로 계속되는 반면, 해당 빔 파워의 다른 부분들은 격자와 상호작용하여 6 시 포지션 근처, 9 시 포지션 근처 및 12 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형으로 표시된 방향으로 회절된다.

[0294] 도 17f는 입력 빔과 아이피스 도파관 실시예(1700)의 MPE 영역(1750) 사이의 제3 세대 상호작용들을 나타낸 도면이다. 제1 세대 및 제2 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 점선들로 도시되고, 제3 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 실선들로 도시된다. 도 17f에 도시된 바와 같이, 제2 세대 상호작용들에 의해 생성된 각각의 출력 빔은 이전 세대에서 발생한 바와 같이 다시 한번 MPE 영역(1750)과 유사한 상호작용을 경험할 수 있다.

[0295] 도 17g는 아이피스 도파관 실시예(1700)의 입력 빔과 MPE 영역(1750) 사이의 제4 세대 상호작용들을 나타낸 도면이다. 제1 세대, 제2 세대 및 제3 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 점선들로 도시되고, 제4 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 실선들로 도시된다. 이러한 모든 상호작용들 후에, 모든 결과 빔들은 주어진 입력 빔에 대해 MPE 영역(1750)과 함께 허용된 네 가지 전파 방향들 중 하나, 즉 9 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 대응하는 방향, 12 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 대응하는 방향, 3 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 대응하는 방향 또는 k-공간 고리의 6 시 포지션 근처에 위치한 FOV 직사각형에 대응하는 방향으로 전파된다. 이러한 빔들 중 일부가 MPE 영역(1750)을 전파하는 동안 서로 교차할 수 있는 노드들이 있지만, 이러한 노드들의 위치는 도 16a 내지 도 16m에 도시된 MPE 영역(1650)의 경우보다 훨씬 더 복잡한 분포를 갖는다. 또한, 이러한 노드들은 두 개의 동위상 빔들 사이에 간섭을 초래할 가능성이 훨씬 더 적다. 따라서, 이 MPE 영역(1750)은 EPE 영역(1760)의 더욱 균일한 조명을 초래할 수 있다.

[0296] 요약하면, 본 명세서에 설명된 MPE 영역은 다음과 같은 장점들 중 일부 또는 전부를 가질 수 있다: MPE 영역은 이미지 동공을 한 번에 여러 방향들로 확장할 수 있다; MPE 영역은 출력 동공의 조밀하고 비주기적인 배열을 생성할 수 있다; MPE 영역은 도파관을 통과하는 광 경로 사이의 간섭 효과를 감소시킬 수 있다; MPE 기반 아이피스 도파관은 고주파 줄무늬가 감소되고 높은 이미지 선명도로 향상된 휘도 균일성을 달성할 수 있다.

입력 빔들 복제를 위한 여러 개의 서로 다른 영역들을 구비한 AR 아이피스 도파관들의 예

[0297] 도 18a는 ICG 영역(1840), 2 개의 직교 동공 확장기(OPE) 영역들(1850a, 1850b) 및 출사 동공 확장기(EPE) 영역(1860)을 구비한 일 예의 아이피스 도파관(1800)을 예시한다. 도 18a는 또한 k-공간에서 아이피스 도파관(1800)의 이러한 각 구성 요소의 효과를 설명하는 k-공간 도면을 포함한다. 아이피스 도파관(1800)의 ICG 영역(1840), OPE 영역들(1850a, 1850b) 및 EPE 영역(1860)은 입력 빔을 아이피스 도파관(1800)으로 결합하여 유도 모드를 통해 전파하고, 공간적으로 분산된 방식으로 빔을 복제하고, 복제된 빔이 아이피스 도파관을 빠져나가 사용자의 안구 쪽으로 투사되도록 하는 다양한 회절 피처들을 포함한다. 특히, 아이피스 도파관(1800)은 입력 빔들을 복제하기 위한 복수의 별개의 및/또는 비연속적인 영역을 포함한다. 이러한 서로 다른 영역으로부터의 복제된 빔은 공통의 출사 동공 영역에서 재결합될 수 있다.

[0298] 도 18a에 예시된 아이피스 도파관(1800)은 1 개 대신 2 개의 OPE 영역들(1850a, 1850b)을 포함한다는 점을 제외하면 도 14a에 도시된 아이피스 도파관(1400)과 유사하다. 아이피스 도파관(1400)의 ICG 영역(1440)은 입력 빔을 +1 및 -1 회절 차수로 회절시켰지만, 이러한 회절 차수 중 하나의 빔은 OPE 영역(1450)에서 멀리 전파되어 결국 아이피스 도파관으로부터 손실되었다는 점을 상기해야 한다. 따라서, 입력 빔으로부터의 광의 일부가 손실되었다. 도 18a에 도시된 아이피스 도파관(1800)은 ICG 영역(1840)의 양쪽에 하나씩 2 개의 OPE 영역들(1850a, 1850b)을 포함함으로써 이 문제를 해결한다. 이러한 방식으로, 아이피스 도파관(1800)은 ICG(1840)의 +1 및 -1 회절 차수를 모두 이용할 수 있다.

[0299] ICG 영역(1840)의 동작은 도 14a 및 도 14b에서 ICG 영역(1440)과 관련하여 설명된 것과 유사하다. 도 14b에 도시된 동일한 k-공간 도면(KSD1)은 또한 도 18a에서 ICG 영역(1840)에 입사되는 입력 빔들의 세트에 대응하는 FOV 직사각형을 예시한다. 즉, 입력 빔들이 ICG 영역(1840)에 입사되기 전에, FOV 직사각형은 k-공간 도면의 원점에 중심을 이룬다.

[0300] 도 18a의 k-공간 도면(KSD2)은 k-공간에서 ICG 영역(1840)의 동작을 예시한다. 즉, 도 14b의 대응하는 k-공간 도면과 관련하여 논의된 바와 같이, ICG 영역(1840)은 k-공간 고리 내부의 3 시 및 9 시 포지션들로 각각 FOV 직사각형을 변환하는 2 개의 격자 벡터들과 연관된다. 3 시 포지션에 위치한 변환된 FOV 직사각형은 우측 OPE 영역(1850b)을 향해 전파되는 회절 빔을 나타내고, 9 시 포지션에 위치한 변환된 FOV 직사각형은 좌측 OPE 영역(1850a)을 향해 전파되는 회절 빔을 나타낸다.

[0301] 좌측 OPE 영역(1850a)의 동작은 또한 도 14a 및 도 14b에서 OPE 영역(1450)과 관련하여 설명된 것과 유사하다. k-공간 도면(KSD3a)은 좌측 OPE 영역(1850a)의 k-공간 동작을 예시하고, 그 회절 격자가 k-공간 고리의 9 시 포지션에서 6 시 포지션으로 FOV 직사각형을 변환하는 것을 보여준다. 6 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형은 EPE 영역(1860)을 향해 －y-방향으로 전파되는 회절 빔을 나타낸다.

[0302] 우측 OPE 영역(1850b)의 동작은, 관련된 격자 벡터들이 좌측 OPE 영역(1850a)에 대해 수직선에 대해 미러링된다는 점을 제외하면, 좌측 OPE 영역(1850a)의 동작과 유사하다. 이는 우측 OPE 영역(1850b) 내의 회절 격자의 라인들이 좌측 OPE 영역(1850a) 내의 회절 격자의 라인들에 대해 수직선에 대해 미러링되기 때문이다. 우측 OPE 영역(1850b)에서 회절 격자 라인들의 이러한 배향의 결과로, k-공간에서 이 격자의 효과는 k-공간 도면(KSD3b)에 도시된 바와 같이 k-공간 고리의 3 시 포지션에서 6 시 포지션으로 FOV 직사각형을 변환하는 것이다. KSD3a와 KSD3b에서 변환된 FOV 직사각형은 k-공간 고리의 6 시 포지션에서 동일한 포지션에 있다. 따라서, 각각의 입력 빔의 파워는 ICG 영역(1840)에 의해 +1 및 -1 회절 차수로 분할되고, 이러한 별개의 회절 차수들은 아이피스 도파관(1800)을 통해 다른 경로들로 이동하지만, 그럼에도 불구하고 동일한 전파 각도들로 EPE 영역(1860)에 도달한다. 즉, 아이피스 도파관(1800)을 통해 상이한 전파 경로를 따르는 각각의 입력 빔의 개별 회절 차수들은 궁극적으로 동일한 각도로 EPE 영역(1860)을 빠져나가므로 투사된 이미지에서 동일한 포인트를 나타낸다는 것을 의미한다.

[0303] 마지막으로, EPE 영역(1860)의 작동은 또한 도 14a 및 도 14b에서 EPE 영역(1460)과 관련하여 설명된 것과 유사하다. k-공간 도면(KSD4)은 EPE 영역(1860)의 k-공간 동작을 예시하고, 그 회절 격자가 k-공간 고리의 6 시 포지션(두 OPE 영역들(1850a, 1850b)의 광 빔들로 구성됨)에 위치한 FOV 직사각형을 k-공간 도면의 중심으로 다시 변환하는 것을 보여준다. 이미 다른 곳에서 논의한 바와 같이, 이는 EPE 영역(1860)이 일반적으로 사용자의 안구를 향한 z-방향으로 광 빔들을 아웃-커플링한다는 것을 나타낸다.

[0304] 도 18b 및 도 18c는 도 18a에 도시된 아이피스 도파관(1800)의 EPE 영역(1860)의 평면도를 예시한다. EPE 영역(1860)은 사용자의 안구(210) 바로 앞에 지지된다. 본 명세서의 다른 곳에서 논의된 바와 같이(도 12a 및 도 12b 참조), EPE 영역(1860)은 복제된 출력 빔들의 세트를 투사하며, 복제된 출력 빔들 각각의 세트는 아이피스 도파관으로 투사되는 입력 빔들 중 하나에 대응하는 전파 각도를 갖는다.

[0305] 도 18b는 이러한 복제된 출력 빔들의 세트 중 하나를 예시한다. 이 특정 경우에, 복제된 출력 빔들(1861)은 좌측에서 우측으로 이동하면서 EPE 영역(1860)을 빠져나간다. 즉, 복제된 출력 빔들(1861)은 +x-방향의 성분들을 갖는 전파 방향을 갖는다. 복제된 출력 빔들(1861)의 이러한 전파 각도들은 일부 빔이 다른 빔보다 사용자의 안구(210)와 교차하는 경향이 더 크다는 결과를 낳는다. 특히, EPE 영역(1860)의 좌측 부분에서 나오는 복제된 출력 빔들(1861)은 안구(210)의 중앙 위치 및 광 빔들의 좌우 전파로 인해 사용자의 안구(210)와 교차하는 경향이 더 크다. 이러한 광 빔들은 실선으로 도시되어 있다. 한편, EPE 영역(1860)의 우측 부분에서 나오는 복제된 출력 빔들(1861)은 안구(210)를 놓치는 경향이 더 크다. 이러한 광 빔들은 점선들로 도시되어 있다.

[0306] 도 18b는 또한 k-공간 도면(KSD5)을 포함하는데, 이는 k-공간에서, EPE 영역이 FOV 직사각형을 도면의 원점으로 다시 변환한 후의 출력 빔의 상태를 예시한다. FOV 직사각형은 2 개의 절반부들로 표시된다. 절반부들 각각은 아이피스 도파관(1800)의 수평 시계의 절반을 나타낸다. FOV 직사각형의 음영 처리된 우측 절반(1832)에는 +k_x-방향의 성분들을 가진 k-벡터들이 포함된다. 이들은 도 18b에 도시된 좌측에서 우측으로 전파되는 유형으로 EPE 영역(1860)을 빠져나가는 출력 빔들(1861)에 대응하는 k-벡터들이다. 복제된 출력 빔들(1861)의 한 세트만 EPE 영역(1860)을 빠져나가는 것으로 도시되어 있지만, k-벡터가 FOV 직사각형의 음영 처리된 우측 절반(1832)에 있는 모든 출력 빔들은 유사하게 전파 방향이 좌측에서 우측으로 향하는 EPE 영역을 빠져나갈 것이다. 따라서, FOV 직사각형의 음영 처리된 우측 절반(1832)에 k-벡터가 놓여 있는 모든 출력 빔들에 대해, EPE 영역(1860)의 좌측을 빠져나가는 빔들은 EPE 영역의 우측을 빠져나가는 출력 빔들보다 안구(210)와 교차하는 경향이 더 클 것이 분명하다.

[0307] 도 18c는 아이피스 도파관(1800)의 EPE 영역(1860)을 빠져나가는 복제된 광 빔들(1862)의 다른 세트를 예시한다. 그러나, 이 경우 복제된 출력 빔들(1862)은 우측에서 좌측으로 이동하면서 EPE 영역(1860)을 빠져나간다. 다시 말해, 복제된 출력 빔들(1862)은 -x-방향의 성분들을 갖는 전파 방향을 갖는다. 복제된 출력 빔들(1862)의 이러한 전파 각도들은 도 18b에서 도출된 것과 반대되는 관찰을 유도한다. 즉, 우측에서 좌측으로 전파되는 출력 빔들(1862)의 경우, EPE 영역(1860)의 우측 부분(실선들로 예시됨)으로부터 나오는 빔들은 안구(210)와 교차하는 경향이 더 큰 반면, EPE 영역의 좌측 부분(점선들로 예시됨)으로부터 나오는 광 빔들은 안구를 빗나가는 경향이 더 큰 것이다.

[0308] 도 18c에 포함된 k-공간 도면(KSD5)를 참조하면, k-벡터가 FOV 직사각형의 음영 처리된 좌측 절반(1831)에 위치하는 출력 빔들은 도 18c에 도시된 우측에서 좌측으로 전파되는 유형을 갖는 EPE 영역(1860)을 빠져나가는 빔들이다. FOV 직사각형의 음영 처리된 좌측 절반(1831)에 k-벡터가 위치하는 모든 출력 빔들은 서로 다른 전파 각도들을 갖지만, 이들은 모두 EPE 영역(1860)의 우측에서 나가는 빔들이 EPE 영역의 좌측에서 나가는 출력 빔들보다 안구(210)와 교차하는 경향이 더 크다는 속성을 공유한다.

[0309] 도 18b 및 도 18c로부터 도출될 수 있는 결론은, 실제로 사용자의 안구(210)로 들어오는 광 빔들에 기초하여, EPE 영역(1860)의 절반은 수평 시계의 절반에 주로 기여하는 반면, EPE 영역의 나머지 절반은 수평 시계의 다른 절반에 주로 기여한다는 것이다. 이러한 관찰에 기초하여, 아이피스 도파관으로 투사할 수 있는 시계는 가이드 모드에서 아이피스가 지원하는 전파 각도들의 범위를 넘어 적어도 한 차원 확장될 수 있는데, 이는 EPE 영역(1960)의 모든 부분에서 전체 FOV 직사각형을 투사할 필요가 없기 때문이다. 이는 도 19에 예시된다.

시계가 확장된 AR 아이피스 도파관들의 예

[0310] 도 19는 확장된 시계를 갖는 아이피스 도파관(1900)의 실시예를 예시한다. 아이피스 도파관(1900)은 ICG 영역(1940), 좌측 OPE 영역(1950a), 우측 OPE 영역(1950b) 및 EPE 영역(1960)을 포함한다. 거시적 수준에서, 도 19에 도시된 아이피스 도파관(1900)은 도 18a에 도시된 아이피스 도파관(1800)과 동일할 수 있다. 그러나, 아이피스 도파관(1900)의 회절 피처들 중 일부는 적어도 한 차원에서 시계를 증가시킬 수 있는 특성들로 설계될 수 있다. 이러한 피처들은 도 19에 도시된 k-공간 도면에 의해 예시된 아이피스 도파관(1900)의 k-공간 작동에 기초하여 명확하게 이해될 수 있다.

[0311] 도 19에 도시된 k-공간 도면은 도 18a에 도시된 것보다 더 큰 FOV 직사각형을 갖는다. 이는 도 18a의 k-공간 도면에서 FOV 직사각형이 k-공간 고리의 폭보다 큰 치수를 갖지 못하도록 제한되었기 때문이다. 이러한 제약은 이러한 FOV 직사각형이 고리 주위의 임의의 포지션에서 k-공간 고리에 완전히 맞을 수 있도록 보장하고, 따라서 FOV 직사각형의 k-벡터로 표시되는 모든 빔들이 아이피스 평면에서 임의의 방향으로 전파되는 동안 아이피스 도파관(1800) 내에서 유도 전파를 겪을 수 있도록 보장한다. 그러나, 도 19의 예시적인 실시예에서, FOV 직사각형은 k-공간 고리의 폭보다 큰 적어도 하나의 치수(예를 들어, k_x 치수)를 갖는다. 일부 실시예들에서, FOV 직사각형의 하나 이상의 치수는 k-공간 고리의 폭보다 최대 20 ％, 최대 40 ％, 최대 60 ％, 최대 80 ％ 또는 최대 100 ％ 더 클 수 있다.

[0312] 도 19의 k-공간 도면에 예시된 특정 실시예의 경우, FOV 직사각형의 수평 치수는 k-공간 고리보다 넓다. FOV 직사각형의 수평 치수는 아이피스 도파관으로 투사되는 입력 빔들의 전파 각도들의 수평 확산에 해당한다. 따라서, 아이피스 도파관(1900)은 더 큰 수평 치수를 갖는 FOV 직사각형과 함께 사용할 수 있는 것으로 도시되어 있으므로, 이는 아이피스 도파관의 수평 시계가 증가한다는 것을 의미한다. 굴절률 1.8을 갖는 아이피스 도파관(공기로 둘러싸임)의 경우, 도 18a에 도시된 아이피스 도파관(1800)이 일반적으로 45°× 45°의 FOV들을 달성할 수 있는 반면, 도 19에 도시된 아이피스 도파관(1900)은 최대 90°× 45°의 FOV를 달성할 수 있지만, 아이피스 도파관의 일부 실시예들은 아이박스 체적의 일반적인 설계 제약들을 만족시키기 위해 그리고 드문 간격의 출력 빔으로 인한 스크린 도어 아티팩트를 피하기 위해 ~60°× 45°의 더 작은 FOV를 위해 설계될 수 있다 ― 적절한 크기의 아이박스를 제공하고, FOV의 일부를 아이피스 도파관의 양측으로 보내는 것이 유리할 수 있음 ―. 아이피스 도파관(1900)의 시계를 확장하는 기술들은 확장된 수평 시계의 맥락에서 설명되었지만, 동일한 기술이 아이피스 도파관(1900)의 수직 시계를 확장하는 데에도 사용될 수 있다. 또한, 이후 실시예들에서, 아이피스 도파관의 수평 및 수직 시계들을 모두 확장하기 위한 유사한 기법들이 도시되어 있다.

[0313] 도 19의 k-공간 도면을 살펴보면, 도면에 표시된 FOV 직사각형이 고리 주변의 특정 포지션들에 있을 때는 k-공간 고리 안에 완전히 들어맞지 않을 수 있지만, 다른 포지션들에 있을 때는 고리 안에 완전히 들어맞을 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, FOV 직사각형의 한 치수가 k-공간 고리의 너비보다 큰 경우 FOV 직사각형이 확대된 치수의 축 또는 그 근처에 위치할 때 고리 내에 완전히 들어맞지 않을 수 있으며, k-공간 고리의 너비보다 k_x 치수가 큰 FOV 직사각형이 k_x-축 또는 그 근처(즉, 3 시 및 9 시 포지션들 또는 그 근처)에 위치할 때 고리 내에 완전히 들어맞지 않을 수 있다; 마찬가지로, FOV 직사각형이 k축 또는 그 근처(즉, 12 시 및 6 시 포지션들 또는 그 근처)에 위치할 때 k-공간 고리의 너비보다 k_y 차원이 큰 FOV 직사각형은 고리 내에 완전히 들어맞지 않을 수 있다. 그러나 이러한 FOV 직사각형은 반대쪽 축 또는 그 근처에 위치할 때에도 여전히 k-공간 고리 안에 완전히 들어맞을 수 있다; FOV 직사각형이 k_y-축 또는 그 근처(즉, 12 시 및 6 시 포지션들 또는 그 근처)에 위치할 때 k_x 차원이 k-공간 고리의 너비보다 큰 FOV 직사각형이 여전히 고리 안에 완전히 들어맞을 수 있다; 마찬가지로, FOV 직사각형이 k_x-축 또는 그 근처(즉, 3 시 및 9 시 포지션들 또는 그 근처)에 위치할 때 k-공간 고리의 너비보다 k_y 차원이 더 큰 FOV 직사각형이 여전히 고리 안에 완전히 들어맞을 수 있다. 이는 반경 방향보다 더 큰 FOV 직사각형을 수용하기 위해 방위각 방향의 k-공간 고리에 더 많은 영역이 있기 때문이다.

[0314] k-공간 고리의 반경 방향 크기는 도파관 평면에 수직인 방향(즉, 두께 방향)의 전파 각도들의 범위와 일치하며, 이는 유도 전파 모드를 지원한다. 이 전파 각도들의 범위는 스넬의 법칙과 TIR이 발생하기 위해 충족되어야 하는 요구 사항들에 의해 제약을 받는다. 반대로, k-공간 고리의 방위각 차원에서 k-벡터의 확산은 평면 도파관의 평면 내 방향으로의 전파 각도들 확산에 해당한다. 평면 도파관의 평면 내에서의 전파각들의 확산은 두께 방향과 동일한 제약에 의해 제한되지 않으므로, 보다 넓은 범위의 빔 전파각들이 지원될 수 있다.

[0315] 또한, 아이피스 도파관의 두께 방향에서의 전파각들의 확산을 평면 방향 내에서의 전파각들의 확산으로 변환할 수 있고, 그 반대의 경우도 가능하다. 회절 격자(또는 다른 회절 피처들 그룹)가 FOV 직사각형을 k-공간 고리의 하나의 포지션에서 다른 포지션들로 변환하여 FOV 직사각형으로 표시되는 빔들의 세트가 새로운 방향들로 전파되도록 하면 이전에 평면 도파관의 두께 방향으로 퍼져 있던 일부 빔이 평면 내 방향으로 퍼지게 되고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 예를 들어, 회절 격자가 k-공간 고리의 9 시 포지션에서 6 시 포지션으로 FOV 직사각형을 변환할 때 이러한 현상을 볼 수 있다. 9 시 포지션에서 k_x-방향의 빔 확산은 도파관의 두께 방향으로의 물리적 확산에 해당하는데, 그 포지션에서 k_x-방향은 k-공간 고리의 반경 방향에 해당하기 때문이다. 그러나 6 시 포지션에서 k_x-방향의 빔 확산은 도파관의 평면 내 방향의 물리적 확산에 해당하는데, 그 이유는 이 위치에서 k_x-방향이 k-공간 고리의 방위각 방향에 해당하기 때문이다.

[0316] 이러한 관찰들을 사용하여 아이피스 도파관의 FOV를 증가시킬 수 있다: FOV 직사각형을 여러 하부 부분들로 나누고, 회절 피처들을 사용하여 FOV의 여러 하부 부분들에 속하는 빔을 공간적으로 분산된 방식으로 복제하고, 회절 피처들을 사용하여 아이피스 도파관의 출사 동공에서 FOV의 여러 하부 부분들을 재조립하여 원본 이미지를 다시 생성하기 위한 올바른 전파 각도들을 갖도록 하는 방식으로 FOV의 각각의 하부 부분에 해당하는 빔을 복제한다. 예를 들어, 회절 피처들은 FOV 직사각형의 각각의 하부 부분을 k-공간의 하나 이상의 위치로 변환하여, 궁극적으로 원본 이미지에서와 같이 FOV 직사각형의 다른 하부 부분들에 대해 동일한 상대 포지션을 갖도록 하는 데 사용될 수 있다.

[0317] 일부 실시예들에서, FOV의 복수의 하부 부분들은 부분적으로 서로 중첩될 수 있는데(예를 들어, 다른 쌍들의 FOV 하부 부분들은 동일한 입력 빔들의 일부를 포함할 수 있음), 이는 도파관의 출사 동공에서 전체 FOV를 재조립하기 위한 제약을 완화하고 모든 빔들이 존재하도록 하는 데 도움이 될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 입력 이미지 FOV의 한 쌍의 하부 부분들은 10 ％ 이하, 20 ％ 이하, 30 ％ 이하, 40 ％ 이하, 50 ％ 이하 또는 그 이상으로 중첩될 수 있다.

[0318] 도 19의 k-공간 도면(KSD2)은 아이피스 도파관(1900)으로 투사되는 입력 빔들 상에서 ICG 영역(1940)의 k-공간 동작을 예시한다. 본 명세서의 다른 곳에서 논의된 바와 같이, 아이피스 도파관(1900)으로 투사되는 입력 빔은 k-공간 도면(KSD2)의 원점을 중심으로 하는 FOV 직사각형으로 표시될 수 있다. ICG 영역(1940)은 관련 격자 벡터들을 기반으로 이 FOV 직사각형의 위치를 k-공간에서 변환한다. 도 18a에 도시된 ICG 영역(1840)의 경우, ICG 영역은 연관된 격자 벡터들(G₁, G_-1)이 k-공간 도면의 원점으로부터 k-공간 고리의 중간점까지의 거리와 동일한 크기를 갖도록 설계되었다. 이로 인해 FOV 직사각형이 k-공간 고리 안에 중앙에 위치하게 되었다. 그러나 도 19에 표시된 ICG 영역(1940)은 더 큰 격자 벡터들을 갖도록 설계할 수 있다. 그리고 이미 논의한 바와 같이, 아이피스 도파관(1900)에 투사되는 입력 빔들의 세트는 k-공간 고리의 폭보다 큰 k-공간에서 적어도 하나의 치수를 가질 수 있다.

[0319] 일부 실시예들에서, ICG 영역(1940)은 그 격자 벡터들(G₁, G_-1)이 확대된 FOV 직사각형을 k-공간 도면의 원점으로부터 충분히 멀리 이동시켜, 확대된 FOV 직사각형의 일부가 k-공간 도면의 내부 디스크 내부에 위치하지 않도록 설계될 수 있다. 수평 치수가 k-공간 고리 폭의 2 배인 FOV 직사각형의 경우 이 목표를 달성하려면 ICG(1940)의 격자 벡터들(G₁, G_-1)의 크기가 k-공간 도면의 외부 디스크 반경과 거의 같아야 한다. 한편, 수평 치수가 k-공간 고리의 폭보다 약간 큰 FOV 직사각형의 경우 이 목표를 달성하려면 ICG 영역(1940)의 격자 벡터들(G₁, G_-1)의 크기가 k-공간 도면의 원점부터 k-공간 고리의 중간점까지의 거리보다 커야 한다. 수학적으로 이는 다음을 의미한다.

이는 다음을 제공한다.

(참고: 이 방정식은 예를 들어 도 20 내지 도 22에 도시되고 아래에 설명된 것들과 같은 본 명세서에 설명된 다른 아이피스 도파관 실시예들에도 적용할 수 있다)

[0320] 다시 말해, 아이피스 도파관(1900)의 시계를 확장하기 위한 이 기술은, ICG 영역(1940)의 격자 벡터들(G₁, G_-1)이 주어진 아이피스 도파관의 k-공간 고리의 반경 차원 내에 들어갈 수 있는 전파 각도들의 범위에 의해 시계가 모든 차원에서 제약되는 실시예보다 길도록 설계됨을 의미한다. 격자 벡터들(G₁, G_-1)의 길이가 격자 주기(Λ)를 감소시킴으로써 증가하기 때문에, 이는 모든 입력 빔들이 가이드 모드로 회절될 수 있도록 하기 위해 ICG 영역(1940)이 주어진 각 주파수(ω)의 광에 통상적으로 사용되는 것보다 더 미세한 피치를 갖는다는 것을 의미한다.

[0321] 물론, 도 19에 예시된 실시예에 따르면, FOV 직사각형의 더 큰 크기와 더 긴 격자 벡터들(G₁, G_-1)은 ICG 영역(1940)에 의해 회절된 후, 변환된 FOV 직사각형의 일부가 k-공간 도면에서 더 큰 디스크의 외부 둘레를 넘어 확장되게 한다. 이 디스크 외부의 k-벡터는 허용되지 않으므로 해당 k-벡터에 해당하는 입력 빔은 ICG 영역(1940)에서 회절되지 않는다. 대신, KSD2에서 변환된 FOV 직사각형의 음영 처리된 부분의 k-벡터에 해당하는 입력 빔만 아이피스 도파관(1900) 내에서 유도 전파 모드로 들어간다. k-공간 도면의 외부 디스크 외부에 있는 k-벡터를 사용하여 +1 차수로 회절하는 입력 빔은 회절이 허용되지 않으므로 손실된다. 마찬가지로, k-공간 도면의 외부 디스크 외부에 있는 k-벡터를 사용하여 -1 차수로 회절하는 입력 빔은 회절이 허용되지 않으므로 손실된다. 다행히도 이러한 각 회절 차수에서 손실되는 빔은 동일한 빔이 아니다. 따라서 전체 시계를 EPE 영역(1960)에서 복구할 수 있다. k-공간 도면(KSD2)의 3 시 포지션에 위치한 잘린 FOV 직사각형이나 9 시 포지션에 위치한 잘린 FOV 직사각형 모두 입력 빔들의 전체 세트를 포함하지 않지만, 이러한 잘린 FOV 직사각형이 EPE 영역(1960)에서 적절하게 재조합되면 입력 빔들의 전체 세트를 복구할 수 있다.

[0322] k-공간 도면들(KSD3a 및 KSD3b)은 각각 좌측 OPE 영역(1950a) 및 우측 OPE 영역(1950b)에서 회절 격자의 k-공간 작동을 예시한다. 도 18a와 관련하여 논의된 바와 같이, 이러한 OPE 영역들은 3 시 및 9 시 포지션들에 위치한 FOV 직사각형을 6 시 포지션으로 변환하도록 배향되는 회절 격자들을 포함할 수 있다. 그러나, 도 19에 예시된 실시예에서, 이러한 목적을 달성하기 위해 OPE 영역들(1950a, 1950b)에서 회절 격자들의 배향들이 조정될 필요가 있을 수 있다. 구체적으로, ICG 영역(1940)과 연관된 격자 벡터들(G₁, G_-1)이 3 시 및 9 시 포지션들에서 k-공간 고리의 중간점에서 더 이상 종결되지 않을 수 있기 때문에, FOV 직사각형을 6 시 포지션에서의 위치(예를 들어, K_y-방향으로 k-공간 고리에 중심 설정된 위치)로 변환하기 위해 OPE 영역과 연관된 격자 벡터들의 크기 및 방향이 조정될 필요가 있을 수 있다. 이러한 조정들은, 확장된 FOV가 없는 실시예의 OPE 영역들과 비교하여, OPE 영역들(1950a, 1950b) 내의 격자 라인들의 방향을 변경하거나 및/또는 격자 주기(Λ)를 변경함으로써 달성될 수 있다.

[0323] KSD3a에서 FOV 직사각형의 음영 처리된 우측 부분은 FOV의 제1 하부 부분을 나타내고, KSD3b에서 FOV 직사각형의 음영 처리된 좌측 부분은 FOV의 제2 하부 부분을 나타낸다. 예시된 실시예에서, 이러한 FOV 하부 부분은 FOV 직사각형들의 중앙 영역에서 중첩된다.

[0324] k-공간 도면(KSD3a)은 9 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형이 6 시 포지션으로 변환될 때, FOV 직사각형의 음영 처리된 우측 영역에 대응하는 빔들만 존재함을 예시한다. k-공간 도면(KSD3b)는 부재하는 빔이 k-벡터가 FOV 직사각형의 반대편에 위치한 빔이라는 점을 제외하면 동일한 현상을 보여준다. 마지막으로, k-공간 도면(KSD4)은 2 개의 잘린 FOV 직사각형들이 k-공간 고리의 6 시 포지션에 중첩될 때, FOV 직사각형의 음영 처리되지 않은 부분이 채워지는 것을 보여 주며, 이는 입력 이미지의 전체 FOV를 구성하는 모든 빔들이 이제 존재하며 EPE 영역(1960)의 회절 격자에 의해 사용자의 안구를 향해 아이피스 도파관(1900) 밖으로 투사될 수 있음을 의미한다. 도 18a의 실시예와 유사하게, EPE 영역(1960)은 FOV 직사각형을 k-공간 도면(KSD4)의 원점으로 다시 변환한다. 중요한 것은, 9 시 및 3 시 포지션들에서 잘린 2 개의 FOV 직사각형들이 원래 FOV 직사각형 내에서 음영 처리된 영역의 상대적 위치를 유지하는 방식으로 6 시 포지션으로 변환되어야 한다는 점이다. 이렇게 하면 FOV의 각각의 하부 부분에 있는 광 빔들이 정확한 전파 각도들을 가지게 되어 원본 이미지를 재현할 수 있다.

[0325] 이것이 물리적으로 의미하는 바는 아이피스 도파관(1900)이 이미지 시계를 여러 부분들로 나눈다는 것이다. 이미지 시계의 이러한 부분들 각각에 해당하는 광 빔들은 서로 다른 경로들을 따라 아이피스 도파관(1900)을 통해 전파되며, 여기서 광 빔들은 서로 다른 OPE 영역들(1950a, 1950b)에 의해 공간적으로 분산된 방식으로 복제될 수 있다. 그리고 궁극적으로, 이미지 시계의 분리된 부분들은 사용자의 안구를 향해 투사되도록 EPE 영역(1960)에서 재결합된다.

[0326] 일부 실시예들에서, 아이피스(1900)의 다양한 회절 격자는 각각의 OPE 영역들(1950a, 1950b)에 의해 EPE 영역(1960)에 공급되는 빔의 서브세트들 사이에 중첩되도록 설계될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 회절 격자는 입력 이미지를 완전히 재창조하는 데 필요한 빔의 고유한 서브세트를 각 OPE 영역들(1950a, 1950b)이 공급하도록 설계될 수 있다.

시계가 확장되고 MPE 및 EPE 영역들이 중첩되는 AR 아이피스 도파관들의 예

[0327] 도 19는 입력 빔들을 복제하기 위해 OPE 영역을 사용하는 확장된 시계를 갖는 아이피스 도파관의 실시예를 예시하고 있지만, 다른 실시예들이 MPE 영역을 유리하게 사용할 수 있다. 도 20a 내지 도 20l은 그러한 예시적인 실시예 중 하나를 예시한다.

[0328] 도 20a는 EPE 영역(2060)에 의해 중첩되는 MPE 영역(2050)을 갖는 확장된 FOV 아이피스 도파관(2000)의 실시예를 예시한다. 아이피스 도파관(2000)은 도파관의 두께 방향에서 유도 전파 모드에서 지원될 수 있는 전파 각도들의 범위보다 더 클 수 있는 확장된 시계를 달성할 수 있다. 아이피스 도파관(2000)은 제1 표면(2000a)과 제2 표면(2000b)을 갖는다. 아래에서 더 논의되는 바와 같이, 아이피스 도파관(2000)의 반대쪽 표면들(2000a, 2000b) 상에 또는 그 내부에 상이한 회절 피처들이 형성될 수 있다. 아이피스 도파관(2000)의 두 표면들(2000a, 2000b)은 도 20a에서 서로에 대해 x-y 평면에서 변위되는 것으로 예시되어 있다. 그러나, 이는 각각의 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 상이한 회절 피처들을 보여주기 위한 예시의 목적일 뿐이며, 제1 표면(2000a)과 제2 표면(2000b)은 x-y 평면에서 서로 정렬되어 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, MPE 영역(2050)과 EPE 영역(2060)은 동일한 크기이고, x-y 평면에서 정확히 정렬된 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예들에서는 크기가 다소 다를 수 있고 부분적으로 정렬이 잘못될 수 있다. 일부 실시예들에서, MPE 영역(2050)과 EPE 영역(2060)은 적어도 70 ％, 적어도 80 ％, 적어도 90 ％ 또는 적어도 95 ％만큼 서로 중첩된다.

[0329] 아이피스 도파관(2000)은 ICG 영역(2040), MPE 영역(2050) 및 EPE 영역(2060)을 포함한다. ICG 영역(2040)은 프로젝터 디바이스로부터 입력 빔들의 세트를 수신한다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 입력 빔들은 프로젝터 디바이스로부터 일반적으로 ICG 영역(2040)에 입사될 때까지 z-방향의 자유 공간을 통해 전파될 수 있다. ICG 영역(2040)은 이러한 입력 빔들이 모두 또는 적어도 일부가 아이피스 도파관(2000) 내에서 유도 전파 모드로 들어가도록 회절시킨다. ICG 영역(2040)의 격자 라인들은 회절 빔들들이 －y-방향으로 MPE 영역(2050)을 향하도록 배향될 수 있다.

[0330] MPE 영역(2050)은 복수의 축들을 따라 주기성을 나타내는 복수의 회절 피처들을 포함할 수 있다. MPE 영역(2050)은 2 차원 격자에 배열된 산란 피처들의 배열로 구성될 수 있다. 개별 산란 피처들은 예를 들어 임의의 형상의 홈들 또는 돌출부들일 수 있다. 산란 피처들의 2 D 배열에는 해당 2 D 격자의 상호 격자에서 파생된 격자 벡터들이 연관되어 있다. 한 가지 예로, MPE 영역(2050)은 2 개 이상의 주기성 방향들을 따라 반복되는 격자 라인들이 교차된 격자로 구성된 2 D 회절 격자일 수 있다. MPE 영역(2050)을 구성하는 회절 피처들은 상대적으로 낮은 회절 효율(예를 들어, 10 ％ 이하)을 가질 수 있다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 이는 광 빔들이 MPE 영역(2050)을 통해 전파될 때 여러 방향들로 공간적으로 분산된 방식으로 복제될 수 있도록 한다.

[0331] 도 20b는 아이피스 도파관(2000)의 MPE 영역(2050)에서 사용될 수 있는 관련 격자 벡터들과 함께 예시적인 2 D 격자의 일부를 예시한다. 교차 격자가 예시되어 있지만, 2 D 주기 격자는 예를 들어 예시된 격자 라인들의 교차점에 위치한 개별 산란 피처들로 대신 구성될 수 있다. 2 D 격자는 제1 주기성 방향을 따라 반복되는 격자 라인들(2056)의 제1 세트를 갖는다. 이러한 격자 라인들(2056)은 격자 라인들의 제1 세트(2056)의 주기성 방향을 따라 지향되고 2π/a와 같은 크기를 갖는 관련 기본 격자 벡터(G)를 가지며, 여기서 a는 격자 라인들의 제1 세트(2056)의 주기이다. 도 20b에 도시된 2 D 격자는 또한 제1 기본 격자 벡터(G)의 고조파와 연관된다. 이것들은 -G 및 고차 고조파들, 예를 들어, 2G, -2G 등을 포함한다. MPE 영역(2050)의 2 D 격자는 또한 제2 주기성 방향을 따라 반복되는 격자 라인들의 제2 세트(2057)를 갖는다. 일부 실시예들에서, 제1 및 제2 주기성 방향들은 수직이 아니다. 제2 격자 라인들(2057)은 격자 라인들의 제2 세트의 주기성 방향을 따라 2π/b와 같은 크기로 지향되는 연관된 기본 격자 벡터(H)를 가지며, 여기서 b는 제2 격자 라인들(2057) 세트의 주기이다. 도 20b에 도시된 2 D 격자는 또한 제2 기본 격자 벡터(H)의 고조파와 연관된다. 이것들은 -H 및 고차 고조파들, 예를 들어, 2H, -2H 등을 포함한다. 마지막으로, 회절 피처들의 2 D 어레이는 또한 기본 격자 벡터(G 및 H)의 정수 선형 조합들(중첩들)에 의해 결정된 방향을 가리키는 관련 격자 벡터들을 가질 것이다. 예시된 실시예에서, 이러한 중첩들은 도 20b에도 표시된 추가 격자 벡터들을 초래한다. 예를 들어, -G, -H, H+G, H-G, G-H 및 -(H+G)가 여기에 포함된다. 도 20b는 2 D 회절 격자와 관련된 1 차 격자 벡터들 및 이들의 중첩들만을 예시하고 있지만, 더 높은 차수의 격자 벡터들도 존재할 수 있다.

[0332] 도 20c는 아이피스 도파관(2000)의 ICG 영역(2040)의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면(KSD1)이다. KSD1의 원점을 중심으로 한 FOV 직사각형은 프로젝터 디바이스에 의해 ICG 영역(2040)을 향해 투사되는 입력 빔들의 세트를 나타낸다. k_x-방향의 FOV 직사각형의 치수는 x-방향의 입력 빔들의 FOV를 나타내고, k_y-방향의 FOV 직사각형의 치수는 y-방향의 입력 빔들의 FOV를 나타낸다. 예시된 바와 같이, 이 특정 실시예에서 FOV 직사각형의 k_x 치수는 k-공간 고리의 너비보다 크다.

[0333] 도 20a에 도시된 아이피스 도파관(2000)의 물리적 배치에 따라 MPE 영역(2050)이 ICG 영역(2040)으로부터 -y-방향에 위치하기 때문에, ICG 영역(2040)의 회절 격자는 입력 빔들을 그 방향으로 회절시키도록 설계될 수 있다. 따라서, 도 20c의 KSD1은 ICG 영역(2040)이 k-공간 도면의 원점에서 k-공간 고리의 6 시 포지션에서 -k_y-축의 위치로 FOV 직사각형을 변환함을 보여준다. 이 특정 포지션들에서 FOV 직사각형의 더 넓은 치수는 k-공간 고리의 방위각 방향을 향하므로 FOV 직사각형이 고리 안에 완전히 들어 맞는다. 이는 FOV 직사각형으로 표시되는 모든 빔들이 아이피스 도파관(2000) 내에서 유도 전파 모드로 들어가서 일반적으로 MPE 영역(2050)을 향해 -y-방향으로 전파된다는 것을 의미한다.

[0334] 본 명세서에서 논의된 다른 MPE 영역(예를 들어, 1650, 1750)에서와 마찬가지로, MPE 영역(2050)은 입력 빔들이 이를 통해 전파될 때 공간적으로 분산된 방식으로 복제함으로써 이미지 동공을 복수의 방향들로 확장한다. 도 20d 내지 도 20f 및 도 20h는 k-공간에서 MPE 영역(2050)의 이러한 거동을 예시한다.

[0335] 도 20d는 아이피스 도파관(2000)의 MPE 영역(2050)의 k-공간 동작의 일부를 예시하는 k-공간 도면(KSD2)이다. k-공간 도면은 k-공간 고리의 6 시 포지션에 음영 처리된 FOV 직사각형을 포함한다. 이것은 ICG 영역(2040)이 입력 빔을 아이피스 도파관(2000)에 결합하고 MPE 영역(2050)을 향해 회절시킨 후의 FOV 직사각형의 위치이다. 도 20d는 MPE 영역(2050)의 2 D 격자가 도 20b에 표시된 격자 벡터들을 사용하여 FOV 직사각형을 변환하는 방법을 보여준다. 8 개의 격자 벡터들이 있기 때문에 MPE 영역(2050)은 k-공간 고리의 6 시 포지션에서 k-공간 도면의 가능한 8 개의 새로운 위치들로 FOV 직사각형을 변환하려고 시도한다. 이 8 개의 가능한 위치들 중 5 개의 위치들은 k-공간 도면의 외곽을 완전히 벗어난다. 이들 위치들은 음영 처리되지 않은 FOV 직사각형으로 표시된다. k-공간 도면의 외부 주변을 벗어난 k-벡터는 허용되지 않으므로 이 5 개의 격자 벡터들 중 어느 것도 회절을 일으키지 않는다. 그러나 3 개의 격자 벡터들(즉, G, -H, G-H)이 있는데, 이 벡터는 적어도 부분적으로 k-공간 도면의 경계 내에서 FOV 직사각형을 새로운 위치로 이동시킨다. 이 위치들 중 하나는 k-공간 고리에서 9 시 포지션에 있고, 다른 하나는 12 시 포지션에 있으며, 마지막 위치는 3 시 포지션에 있다. 이들 위치들에서 k-벡터들이 허용되고 유도 전파 모드를 생성하므로 이 위치들의 FOV 직사각형들은 음영 처리되어 광 빔들이 이 세 가지 상태들로 회절됨을 나타낸다.

[0336] k-공간 고리에서 9 시 및 3 시 포지션들의 경우, 변환된 FOV 직사각형은 k_x 치수가 고리 너비보다 크기 때문에 고리 내에 완전히 들어맞지 않는다. 따라서 이들 위치들에서 변환된 FOV 직사각형은 잘리게 되며, 이는 k-벡터가 k-공간 도면의 외부 주변을 벗어나는 빔들은 안내되지 않는다는 것을 의미한다. 이는 KSD2에서 9 시 3 시 포지션들에서 변환된 FOV 직사각형의 음영 처리되지 않은 부분으로 표시된다. 이는, MPE 영역(2050)을 통해 각각 +x 및 -x-방향들로 확산되는 빔들의 세트에는 각각 원래 입력 빔들의 세트가 모두 포함되지 않는다는 것을 의미한다. MPE 영역(2050)을 통해 +x-방향으로 전파되는 빔들의 세트에는 FOV 직사각형의 우측에 해당하는 빔이 누락되어 있고, -x-방향으로 전파되는 빔들의 세트에는 FOV 직사각형의 좌측에 해당하는 빔이 누락되어 있다. 그러나 전체적으로는 FOV를 구성하는 모든 빔들이 여전히 존재한다.

[0337] 9 시 포지션에서 변환된 FOV 직사각형의 음영 처리된 우측 부분은 FOV의 제1 하부 부분을 나타내고, 3 시 포지션에서 변환된 FOV 직사각형의 음영 처리된 좌측 부분은 FOV의 제2 하부 부분을 나타낸다. 예시된 실시예에서, 이러한 FOV 하부 부분들은 FOV 직사각형의 중앙 영역에서 중첩된다(다만, 중첩이 반드시 필요한 것은 아님).

[0338] 이미 언급된 바와 같이, 일부 실시예들에서, MPE 영역(2050)의 2 D 격자에서 주기성의 제1 축 및 제2 축은 직교하지 않는다. 이는 차례로 기본 격자 벡터들(G 및 H)도 마찬가지로 직교하지 않음을 의미한다. 따라서 MPE 영역(2050)의 2 D 격자는 3 시 및 9 시 포지션들의 FOV 직사각형을 변환하여 해당 직사각형의 중심이 k-공간 고리의 중간점 너머에 위치하도록 할 수 있는 반면, 6 시 및 12 시 포지션들의 FOV 직사각형의 중심은 고리의 중간점 또는 이에 더 가깝게 위치할 수 있다. 그 결과 3 시 및 9 시 포지션들에서 변환된 FOV 직사각형이 잘려서 FOV가 제1 및 제2 하부 부분들로 나뉘게 된다. 도면에 도시된 실시예에서 FOV를 제1 및 제2 하부 부분들로 나누는 것은 아이피스 도파관(2000)의 FOV를 증가시키는 과정의 일부이기 때문에 주목할 만하다.

[0339] 도 20e는 아이피스 도파관(2000)의 MPE 영역(2050)의 k-공간 작동의 다른 부분들을 예시하는 k-공간 도면인 KSD3이다. KSD3에는 k-공간 고리의 3 시 포지션에 위치된 부분적으로 음영 처리된 FOV 직사각형이 포함되어 있다. 이것은 MPE 영역(2050) 내에서 제1 상호작용 후 변환된 FOV 직사각형 중 하나의 위치이다. 도 20e는 후속 상호작용 동안 MPE 영역(2050)의 2 D 격자가 도 20b에 표시된 격자 벡터들을 사용하여 이 FOV 직사각형을 변환하는 방법을 보여준다. 다시 한 번, 8 개의 격자 벡터들이 있기 때문에 MPE 영역(2050)은 k-공간 고리의 3 시 포지션에서 k-공간 도면의 가능한 8 개의 새로운 위치들로 FOV 직사각형을 변환하려고 시도한다. 이 8 개의 가능한 위치들 중 5 개의 위치들은 다시 k-공간 도면의 외부 외곽에 속한다. 이들 위치들은 음영 처리되지 않은 FOV 직사각형으로 표시된다. k-공간 도면의 외부 주변을 벗어나는 k-벡터는 허용되지 않으므로 이 5 개의 격자 벡터들 중 어느 것도 회절을 일으키지 않는다. 그러나 3 개의 격자 벡터들(즉, G, H, H+G)이 있는데, 이 벡터들은 적어도 부분적으로 k-공간 도면의 경계 내에서 FOV 직사각형을 새로운 위치들로 이동시킨다. 이 위치들 중 하나는 k-공간 고리에서 9 시 포지션에 있고, 다른 하나는 12 시 포지션에 있으며, 마지막 위치는 다시 6 시 포지션에 있다. 이들 위치들에서의 k-벡터들이 허용되고 유도 전파 모드를 초래하기 때문에, 이들 위치들에서의 FOV 직사각형들은 음영 처리되어 광 빔들이 이들 세 가지 상태들로 회절됨을 나타낸다(또는 0 차 회절 빔들은 3 시 포지션의 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 상태들에 남아있을 수 있음).

[0340] 도 20e에 도시된 바와 같이, k-공간 고리의 3 시 포지션에서 변환된 FOV 직사각형은 도 20d에 도시된 MPE 영역(2050)에서 제1 회절 상호작용의 결과로 이미 잘려져 있었다. 따라서 잘린 FOV 직사각형만 k-공간 고리의 9 시, 12 시, 6 시 포지션들로 변환된다. 9 시 포지션의 경우, FOV 직사각형이 더 잘려지는데, 이는 변환된 특정 FOV 직사각형의 중앙 음영 부분에 해당하는 빔만 실제로 이 상태로 회절된다는 것을 의미한다.

[0341] 도 20f는 (도 20e에 도시된 바와 같이 3 시 포지션 대신에) 9 시 포지션으로 변환된 도 20d의 FOV 직사각형 상의 MPE 영역(2050)의 k-공간 동작을 나타낸다는 점을 제외하고 도 20e에 도시된 바와 유사하다. 이 상태의 빔들에서 MPE 영역(2050)의 동작은 도 20e에 도시된 것의 미러 이미지(k_y-축을 중심으로)이다.

[0342] 예시되지는 않았지만, 유사한 k-공간 도면이 k-공간 고리의 12 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형에 의해 표시된 전파 각도들로 이동하는 광 빔들에 대한 MPE 영역(2050)의 k-공간 동작을 설명하기 위해 그려질 수 있다. 이 k-공간 도면은 MPE 영역(2050)의 2 D 회절 격자가 이들 빔을 도 20d, 도 20e 및 도 20f의 k-공간 도면의 고리의 3 시, 6 시 및 9 시 포지션들에서 FOV 직사각형으로 표시되는 상태로 회절시킬 것임을 보여줄 것이다.

[0343] 도 20d 내지 도 20f의 k-공간 도면들에 도시된 바와 같이, ICG 영역(2040)으로부터의 회절된 광 빔들이 MPE 영역(2050)에 도달하면, 많은 복제된 빔들이 공간적으로 분산된 방식으로 형성된다. 그리고 이 모든 복제된 빔들은 k-공간 고리에서 3 시, 6 시, 9 시, 12 시 포지션들에 있는 FOV 직사각형으로 표시된 방향들 중 하나로 전파된다. MPE 영역(2050)을 통해 전파되는 광 빔들은 MPE 영역의 회절 피처들과 여러 가지 상호작용들을 겪을 수 있으며, 그 결과 전파 방향에 여러 가지 변화들이 생길 수 있다. 이러한 방식으로 광 빔들은 MPE 영역(2050) 전체에서 x-방향과 y-방향을 따라 복제된다. 이것은 도 20a에서 아이피스 도파관(2000)의 MPE 영역(2050)에 있는 화살표들로 표시되어 있다.

[0344] EPE 영역(2060)은 아이피스 도파관(2000)의 x-y 평면 내에서 MPE 영역(2050)과 중첩되기 때문에, 복제된 광 빔들은 또한 도파관을 통해 확산될 때 EPE 영역(2060)과 상호작용하여, 전체 내부 반사를 통해 제1 표면(2000a)과 제2 표면(2000b) 사이에서 앞뒤로 반사한다. 광 빔들 중 하나가 EPE 영역(2060)과 상호작용할 때, 그 파워의 일부가 회절되어 도 20a의 아이피스 도파관(2000)의 EPE 영역(2060)에 있는 화살표들로 표시된 것처럼 사용자의 안구 쪽으로 아이피스 도파관을 빠져나간다.

[0345] 일부 실시예들에서, EPE 영역(2060)은 회절 격자를 포함하며, 회절 격자의 라인들은 ICG 영역(2040)을 구성하는 회절 격자의 라인들에 대하여 수직으로 배향된다. 이에 대한 예가 도 20a에 도시되어 있는데, 여기서 ICG 영역(2040)은 x-방향으로 연장되고, y-방향으로 주기적으로 반복되는 격자 라인들을 갖는 반면, EPE 영역(2060)은 y-방향으로 연장되고, x-방향으로 주기적으로 반복되는 격자 라인들을 갖는다. EPE 영역(2060)의 격자 라인들이 ICG 영역(2040)의 격자 라인들에 대해 수직으로 배향되는 것이 유리한데, 이는 광 빔들이 아이피스 도파관(2000)에서 EPE 영역(2060)에 의해 결합되기 전에 MPE 영역(2050)과 상호작용하도록 보장하는 데 도움이 되기 때문이다. 이 동작은 도 20g의 k-공간에 표시되어 있다.

[0346] 도 20g는 도 20a에 도시된 아이피스 도파관(2000)에서의 EPE 영역(2060)의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면(KSD5)이다. 이미 논의한 바와 같이, 광 빔들은 k-공간 고리의 12 시, 3 시, 6 시 및 9 시 포지션들에 위치한 FOV 직사각형으로 표시된 모든 방향으로 MPE 영역(2050)을 통해 전파된다. 그리고, EPE 영역(2060)은 MPE 영역(2050)과 물리적으로 중첩되기 때문에, 이러한 모든 전파 상태들의 광 빔들은 MPE 영역을 통해 확산되는 동안 EPE 영역의 회절 격자와 접촉하게 된다.

[0347] EPE 영역(2060)에서 회절 격자의 주기성 축은 ±k_x-방향을 가리키기 때문에, EPE 영역과 관련된 격자 벡터들도 마찬가지로 같은 방향을 가리킨다. 도 20g는 EPE 영역(2060)이 이러한 격자 벡터들을 사용하여 12 시, 3 시, 6 시 및 9 시 포지션들에서 FOV 직사각형을 어떻게 변환하려고 시도하는지 보여준다. EPE 영역(2060)과 관련된 격자 벡터들은, 그것들의 ±k_x-방향의 배향으로 인해, k-공간 고리의 3 시 및 6 시 포지션들에 위치한 FOV 직사각형만 k-공간 도면의 원점으로 변환할 수 있다. 따라서, EPE 영역(2060)은 이 두 가지 전파 상태들 중 하나에 있는 광 빔들만 아웃-커플링할 수 있으며, k-공간 고리의 12 시 및 6 시 포지션들에 있는 FOV 직사각형에 해당하는 상태로 전파되는 광 빔들은 아웃-커플링하지 않는다.

[0348] EPE 영역(2060)의 격자 라인들에 대한 주기성 축이 ICG 영역(2040)의 격자 라인들에 대한 주기성 축에 수직이 아닌 평행인 경우, EPE 영역과 관련된 격자 벡터들은 ±k_y-방향을 가리키게 된다는 점에 유의하는 것이 중요하다. 그러면 k-공간 고리의 12 시 및 6 시 포지션들의 FOV 직사각형에 해당하는 전파 상태들의 광 빔들이 EPE 영역에 의해 커플링되어 출력될 수 있다. 입력 빔이 6 시 포지션에 해당하는 전파 상태들에서 MPE/EPE 영역들에 도달하기 때문에, 이는 광 빔들이 MPE 영역(2050)과 상호작용하고 확산되기 전에 EPE 영역(2060)에 의해 아웃-커플링될 수 있음을 의미하며, 이는 일반적으로 바람직하지 않은 것이다. EPE 영역(2060)의 격자 라인들의 주기성 축이 ICG 영역(2040)의 주기성 축에 수직이라는 사실은 광 빔들이 일반적으로 아웃-커플링되기 전에 MPE 영역 내에서 적어도 한 번 이상의 방향 변경을 거쳐야 하며, 아마도 더 많은 방향들 변경을 거쳐야 한다는 것을 의미한다. 이는 MPE 영역(2050) 내에서 광 빔들의 확산을 향상시킬 수 있다.

[0349] 도 20h는 도 20a에 도시된 아이피스 도파관(2000)의 k-공간 동작을 요약한 k-공간 도면(KSD6)이다. 이것은 본질적으로 도 20c 내지 도 20g에 표시된 k-공간 도면의 중첩이다. 다시 말하지만, 도 20h의 k-공간 도면은 k-공간 고리의 폭보다 큰 적어도 하나의 치수를 갖는 FOV 직사각형을 나타낸다. 일부 실시예들에서, FOV 직사각형의 적어도 하나의 치수는 k-공간 고리의 폭보다 최대 약 2 배 더 클 수 있다. 예시된 실시예에서, FOV 직사각형의 수평 치수는 k-공간 고리의 폭보다 크지만, 수직 시계를 확장하는 데에도 동일한 기법을 사용할 수 있다.

[0350] KSD6에는 도면의 원점 중앙에 FOV 직사각형이 포함되어 있다. 다시 말하지만, FOV 직사각형의 이 위치는 아이피스 도파관(2000)으로 투사되는 입력 빔 또는 도파관 밖으로 사용자의 안구를 향해 투사되는 복제된 출력 빔들을 설명할 수 있다. 예시된 실시예에서, k-공간에서 ICG 영역(2040)의 작동은 k-공간 도면의 중앙에서 6 시 포지션으로 아래로 FOV 직사각형을 변환하는 것이다. 예시된 바와 같이, ICG 영역(2040)은 격자 벡터들 중 하나가 －k_y-방향을 향하도록 설계할 수 있다. 이렇게 하면 회절 빔들이 MPE 영역(2050)을 향해 －y-방향으로 전파된다. 또한, ICG 영역(2040)은 격자 벡터들의 크기에 따라 FOV 직사각형이 6 시 방향의 k-공간 고리 안에 완전히 들어맞는 포지션으로 복사되도록 설계할 수 있다. 예를 들어, 1 차 격자 벡터들의 크기가 k-공간 도면의 원점에서 k-공간 고리의 중간점까지의 거리와 같도록 피치를 사용하여 ICG 영역(2040)을 설계하면 된다. 6 시 포지션의 FOV 직사각형은 k-공간 고리 내에 완전히 위치하기 때문에, 모든 회절 빔은 유도된 전파 모드로 들어간다.

[0351] 이미 논의된 바와 같이, MPE 영역은 복수의 다른 축을 따라 주기성을 나타내는 복수의 회절 피처들을 포함한다. 이는 MPE 영역이 6 시 포지션으로부터 9 시, 12 시, 3 시 포지션들 중 어느 하나의 포지션으로 FOV 직사각형을 변환할 수 있는 복수의 연관된 격자 벡터들을 포함한다는 것을 의미한다. MPE 영역(2050)과의 추가 상호작용 중에 FOV 직사각형은 12 시, 3 시, 6 시, 9 시 포지션들 중 어느 하나로든 앞뒤로 변환될 수 있다. 이는 이러한 전파 상태들 사이의 양면 화살표들로 표시된다. 도 20h에서 볼 수 있듯이 k-공간 고리의 3 시 및 6 시 포지션들의 FOV 직사각형은 잘려져 있으며, 이는 전체 FOV와 관련된 모든 광 빔들이 이들 전파 상태들 각각에 존재하지 않음을 의미한다. 그러나 FOV의 하부 부분을 종합적으로 고려하면 전체 FOV를 구성하는 모든 광 빔들이 존재한다. 따라서, 사용자의 안구를 향한 광 빔들을 아웃-커플링하기 위해 FOV 직사각형이 최종적으로 3 시 또는 6 시 포지션에서 k-공간 도면의 원점으로 다시 변환될 때, 입력 이미지의 전체 FOV를 구성하는 데 필요한 모든 광 빔들이 존재하며 아이피스 도파관(2000)에서 투사된다.

[0352] 도 20i는 도 20a에 도시된 아이피스 도파관(2000)을 통해 광 빔들이 어떻게 확산되는지를 보여주는 도면이다. ICG 영역(2040)에서 －y-방향으로 전파되어 MPE 영역(2050)으로 진입하는 유도 빔들은 공간적으로 분산된 방식으로 많은 빔으로 복제되는데, 일부는 ±y-방향(k-공간 고리에서 6 시 및 12 시 포지션들의 FOV 직사각형들에 해당)으로 이동하고, 일부는 ±x-방향(k-공간 고리에서 3 시 및 9 시 포지션들의 FOV 직사각형들에 해당)으로 이동한다. 이러한 방식으로 광 빔들은 아이피스 도파관(2000) 전체에 걸쳐 측면으로 퍼진다.

[0353] 도 20j는 아이피스 도파관(2000) 내의 MPE 영역(2050)의 회절 효율이 도파관 내의 휘도의 균일성을 향상시키기 위해 공간적으로 변화될 수 있는 방법을 예시한다. 도면에서, MPE 영역(2050) 내의 어두운 색조는 더 높은 회절 효율을 나타내고, 밝은 색조는 더 낮은 회절 효율을 나타낸다. MPE 영역(2050)의 회절 효율의 공간적 변화는 격자 깊이, 듀티 사이클, 블레이즈 각도, 경사각 등과 같은 격자 특성들에 공간적 변화를 도입함으로써 달성될 수 있다.

[0354] 도 20j에 볼 수 있듯이, 도파관 내의 휘도의 균일성은 더 높은 회절 효율을 갖도록 ICG 영역(2040)에 더 가까운 MPE 영역(2050)의 부분을 설계함으로써 향상될 수 있다. 이 영역은 광 빔들이 ICG 영역(2040)으로부터 MPE 영역(2050)으로 들어오는 곳이기 때문에, 이 영역에 더 많은 광이 존재하고, 따라서 회절 효율이 더 높아져서 광이 더 적은 MPE 영역(2050)의 다른 부분들로 광을 더 효과적으로 확산시킬 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 더 많은 위치에서 광을 입력하여 도파관 내의 휘도의 균일성을 향상시키기 위해, MPE 영역(2050)의 주변 주위의 다양한 각도 위치에 복수의 ICG 영역이 제공될 수 있다.

[0355] 휘도의 균일성은 또한 빔이 ICG 영역(2040)으로부터 MPE 영역(2050)으로 전파되는 방향을 따라 MPE 영역(2050)의 중앙 부분을 더 높은 회절 효율을 갖도록 설계함으로써 향상될 수 있다. 다시 말하지만, MPE 영역(2050)의 이 영역은 ICG 영역(2040)이 광을 입력하는 축을 따라 위치하기 때문에 더 많은 광이 존재한다. 이 영역에 더 많은 광이 존재하기 때문에 회절 효율이 더 높아져 MPE 영역(2050)의 다른 부분들로 광을 더 효과적으로 확산시킬 수 있다.

[0356] 도 20k는 아이피스 도파관(2000) 내 EPE 영역(2060)의 회절 효율이 도파관 내 휘도의 균일성을 향상시키기 위해 공간적으로 어떻게 변화될 수 있는지를 예시한다. EPE 영역(2060) 내의 어두운 음영은 다시 한번 더 높은 회절 효율을 나타내고, 밝은 음영은 더 낮은 회절 효율을 나타낸다. EPE 영역(2060)은 주변 영역에서 더 높은 회절 효율을 갖도록 설계할 수 있다. EPE 영역(2060)의 주변 영역에서 회절 효율이 높을수록, 광이 도파관 가장자리에서 손실되기 전에 사용자의 안구에 광을 아웃-커플링하는 데 도움이 된다.

[0357] 도 20l은 도파관의 주변 에지 주위에 하나 이상의 회절 미러(2070)를 포함하는 아이피스 도파관(2000)의 실시예를 도시한다. 회절 미러(2070)는 MPE/EPE 영역들을 통해 전파되어 도파관(2000)의 에지로부터 빠져나가는 광을 수신할 수 있다. 그런 다음 회절 미러는 해당 광을 다시 MPE/EPE 영역들로 회절시켜 아이피스 도파관(2000)로부터의 이미지의 투사에 기여하기 위해 사용할 수 있다. 이미 논의한 바와 같이, MPE 영역(2050)은 네 가지 일반적인 방향들로 빔들의 전파를 허용한다: 일반적으로 x-방향(즉, k-공간 고리의 3 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시됨), 일반적으로 －x-방향(즉, 9 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시됨); 일반적으로 y-방향(즉, 12 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시됨); 및 일반적으로 －y-방향(즉, 6 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시됨)으로 표시된다. 회절 미러(2070)는 빔들을 이러한 동일한 전파 상태들 중 하나로 회절하도록 설계될 수 있다.

[0358] 예를 들어, 아이피스 도파관(2000)의 좌측에 있는 회절 미러(2070)는 일반적으로 －x-방향에서 입사되는 빔을 3 시 포지션의 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 상태들로 회절시켜, 일반적으로 x-방향으로 OPE 영역(2050)을 통해 되돌아가도록 회절시킬 수 있다. 마찬가지로, 아이피스 도파관(2010)의 바닥에 있는 회절 미러(2070)는 일반적으로 －y-방향에서 입사되는 빔을 12 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 상태들로 회절시켜, 일반적으로 y-방향으로 OPE 영역(2050)을 통해 되돌아가도록 회절시킬 수 있다,

[0359] 도 20l은 저부 회절 미러(2070)의 k-공간 동작을 나타낸다. k-공간 도면에 도시된 바와 같이, 바닥 회절 미러(2070)는 ICG 영역(2040)의 격자의 절반인 주기로 설계될 수 있다. 이 더 미세한 주기로 인해 저부 회절 미러는 ICG 영역(2040)의 격자 벡터들보다 2 배 더 긴 관련 격자 벡터들을 갖게 된다. 따라서, 저부 회절 미러는 k-공간 고리의 6 시 포지션에서 12 시 포지션으로 FOV 직사각형을 변환할 수 있다. 아이피스 도파관(2000)과 관련하여 예시되었지만, 동일한 기술들(즉, OPE, MPE, EPE 영역 등의 회절 효율의 공간적 변화 및 주변 에지를 따라 회절 미러의 사용)는 본 명세서에 설명된 다른 실시예들 중 어느 것에도 사용될 수 있다.

[0360] 도 20m은 아이피스 도파관(2000)의 하나 이상의 예들을 통합하는 안경들(70)의 예시적인 실시예를 예시한다. 아이피스 도파관(2000)의 제1 예는 안경들(70)의 좌측 시야부에 통합되고, 아이피스 도파관(2000)의 제2 예는 우측 시야부에 통합된다. 예시된 실시예에서, 각각의 도파관(2000)은 약 50 × 30 ㎜²이지만, 다양한 크기가 사용될 수 있다. 각각의 도파관(2000)에는 해당 도파관으로 이미지를 투사하는 별도의 프로젝터들(2020)가 동반될 수 있다. 아이피스 도파관이 굴절률 1.8인 재료로 만들어졌다고 가정하면. 아이피스 도파관(2000)의 일부 실시예들은 90°× 45° 정도의 FOV를 달성할 수 있지만, 아이피스 도파관의 일부 실시예들은 아이박스 체적의 전형적인 설계 제약들을 만족시키기 위해 ― 적절한 크기의 아이박스를 제공하기 위해 아이피스 도파관의 양쪽으로 FOV의 일부 부분을 보내는 것이 유리할 수 있음 ―, 그리고 드문 간격의 출력 빔들로 인한 스크린 도어 아티팩트를 방지하기 위해, ~60°× 45°의 작은 FOV들을 위해 설계될 수 있다.

[0361] 도 20n은 아이피스 도파관(2000)의 하나 이상의 예를 통합하는 안경들(70)의 다른 예시적인 실시예를 예시한다. 이 안경들(70)의 실시예는 도파관(2000) 및 수반되는 프로젝터들(2020)의 배향이 안경들(70)의 관자놀이(temple)들을 향해 90° 회전되었다는 점을 제외하면 도 20m에 도시된 것과 유사하다. 이러한 구성에서, 아이피스 도파관(2000)의 일부 실시예는 아이피스 도파관이 굴절률 1.8인 재료로 만들어졌다고 가정할 때, 45°× 90°만큼 큰 FOV를 달성할 수 있지만, 일부 실시예들은 다른 설계 제약들을 만족시키기 위해 ~45°× 60°의 더 작은 FOV들을 위해 설계될 수 있다.

[0362] 도 21a는 EPE 영역(2160)에 의해 중첩되는 MPE 영역(2150)을 구비한 아이피스 도파관(2100)의 다른 실시예들을 예시한다. 도 20a에 도시된 아이피스 도파관(2000)과 유사하게, 도 21a에 도시된 아이피스 도파관(2100)은 도파관의 두께 방향으로 유도 전파 모드에서 지원될 수 있는 전파 각도들의 범위보다 더 클 수 있는 확장된 시계를 달성할 수 있다. 아이피스 도파관(2100)은 제1 표면(2100a) 및 제2 표면(2100b)을 갖는다. 아래에서 더 논의되는 바와 같이, 아이피스 도파관(2100)의 상이한 회절 피처들이 아이피스 도파관(2100)의 대향 표면들(2100a, 2100b) 상에 또는 그 내부에 형성될 수 있다. 아이피스 도파관(2100)의 두 표면들(2100a, 2100b)은 도 21a에서 서로에 대해 x-y 평면에서 변위되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 이것은 단지 각각의 표면 상에 또는 그 내부에 형성된 상이한 회절 피처들을 보여주기 위한 예시의 목적일 뿐이며, 제1 표면(2100a)과 제2 표면(2100b)은 x-y 평면에서 서로 정렬되어 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, MPE 영역(2150)과 EPE 영역(2160)은 동일한 크기이고 x-y 평면에서 정확히 정렬된 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예들에서는 크기가 다소 다를 수 있고 부분적으로 정렬이 잘못될 수 있다. 일부 실시예들에서, MPE 영역(2150)과 EPE 영역(2160)은 서로 적어도 70 ％, 적어도 80 ％, 적어도 90 ％ 또는 적어도 95 ％만큼 중첩된다.

[0363] 도 20a에 도시된 아이피스 도파관(2000)과 마찬가지로, 도 21a에 도시된 아이피스 도파관(2100)은 MPE 영역(2150) 및 EPE 영역(2160)을 포함한다. 도 20a에 도시된 아이피스 도파관(2000)과 달리, 도 21a에 도시된 아이피스 도파관(2100)은 MPE/EPE 영역들의 반대편에 위치한 단일 ICG 영역이 아닌 2 개의 ICG 영역들(2140a, 2140b)을 포함한다. ICG 영역들(2140a, 2140b) 각각은 자체적으로 연관된 프로젝터를 가질 수 있다. 2 개의 프로젝터들은 각각 전체 입력 이미지 FOV의 하부 부분을 아이피스 도파관(2100)에 입력할 수 있다. 따라서, 각각의 ICG 영역들(2140a, 2140b)은 마찬가지로 FOV의 하부 부분에 대응하는 입력 빔들을 인-커플링하는 데 사용될 수 있다. 그런 다음 이러한 하부 부분들은 아이피스 도파관(2100)의 출사 동공에서 결합될 수 있다.

[0364] 좌측 ICG 영역(2140a)은 제1 프로젝터 디바이스로부터 FOV의 제1 하부 부분에 대응하는 입력 빔들의 제1 세트를 수신하고, 우측 ICG 영역(2140b)은 제2 프로젝터 디바이스로부터 FOV의 제2 하부 부분에 대응하는 입력 빔들의 제2 세트를 수신한다. FOV의 제1 및 제2 하부 부분들은 고유할 수 있거나 부분적으로 중첩될 수 있다. 입력 빔들의 제1 세트는 일반적으로 －z-방향을 따라 좌측 ICG 영역(2140a)을 향해 투사될 수 있지만, －x-방향의 전파 성분을 갖는 입력 빔을 중심으로 투사될 수 있고, 입력 빔들의 제2 세트는 일반적으로 －z-방향을 따라 우측 ICG 영역(2140b)을 향해 투사될 수 있지만, +x-방향의 전파 성분을 갖는 입력 빔을 중심으로 투사될 수 있다. 좌측 ICG 영역(2140a)은 적어도 일부가 +x-방향으로 전파되는 유도 모드로 진입하도록 제1 입력 빔들의 세트를 회절하고, 우측 ICG 영역(2140b)은 적어도 일부가 －x-방향으로 전파되는 유도 모드로 진입하도록 입력 빔들의 제2 세트를 회절한다. 이러한 방식으로, FOV의 제1 및 제2 하부 부분들에 대응하는 입력 빔들의 제1 및 제2 세트는 모두 아이피스 도파관들(2100)에 결합되어 좌측 및 우측 ICG 영역들(2140a, 2140b) 사이에 위치한 MPE 영역(2150)을 향해 전파되도록 한다.

[0365] 도 20a에 도시된 아이피스 도파관(2000)과 유사하게, 도 21a에 도시된 아이피스 도파관(2100)은 또한 도파관의 제1 측면(2100a) 상에 또는 그 내부에 형성되는 MPE 영역(2150) 및 도파관의 제2 측면(2100b) 상에 또는 그 내부에 형성되는 중첩된 EPE 영역(2160)을 포함할 수 있다. 도 21a에 도시된 아이피스 도파관(2100) 내의 MPE 영역(2150)은 도 20a에 도시된 아이피스 도파관(2000) 내의 MPE 영역(2050)과 유사할 수 있다. 즉, MPE 영역(2150)은 복수의 축들을 따라 주기성을 나타내는 복수의 회절 피처들을 포함할 수 있다. 유사하게, 도 21a에 도시된 아이피스 도파관(2100) 내의 EPE 영역(2160)은 도 20a에 도시된 아이피스 도파관(2000) 내의 EPE 영역(2060)과 유사할 수 있다. 즉, EPE 영역(2160)은 주기성 축이 두 ICG 영역들(2140a, 2140b)의 주기성 축과 직교하는 회절 격자를 포함할 수 있다. 도 21a의 MPE 영역(2150) 및 EPE 영역(2160)의 동작은 또한 도 21b 내지 도 21d에 도시된 바와 같이, 도 20a의 MPE 영역(2050) 및 EPE 영역(2060)의 동작과 유사할 수 있다.

[0366] 도 21b는 k-공간 도면(KSD1)으로서, 입력 이미지의 FOV의 제1 하부 부분에 대응하는 입력 빔들의 제1 세트에 대한 아이피스 도파관(2100)의 k-공간 작동을 예시한다. KSD1의 원점을 중심으로 하는 FOV 직사각형은 아이피스 도파관(2100)에 의해 사용자의 안구를 향해 투사될 전체 입력 이미지 FOV에 대응하는 광 빔들을 나타낸다. 전체적으로 FOV 직사각형의 크기는 k-공간 고리의 너비보다 최대 약 2 배 더 큰 치수를 갖는다. 따라서, 도 21a에 도시된 아이피스 도파관(2100)은 도 19 및 도 20a에 도시된 실시예와 유사하게 향상된 FOV를 갖도록 설계된다. 그러나, 좌측 ICG 영역(2140a)을 향해 투사되는 입력 빔들의 제1 세트는 FOV 직사각형의 음영 처리된 하부 부분에만 대응한다. 도 21b에 도시된 바와 같이, 입력 빔들의 제1 세트에 대응하는 FOV 직사각형의 음영 부분은 FOV 직사각형의 좌측 부분이다. FOV 직사각형의 음영 처리된 부분의 중심이 k-공간 도면의 원점에서 －k_x-방향으로 오프셋되어 있기 때문에, 제1 프로젝터의 입력 빔들의 제1 세트는 －z-방향으로 정확히 전파되는 빔의 중심이 아니라(FOV 직사각형의 음영 처리된 부분이 k-공간 도면의 원점을 중심으로 하는 경우) －x-방향으로 전파 성분이 있는 경사 빔의 중심이 된다.

[0367] 좌측 ICG 영역(2140a)은 격자 벡터들이 ±k_x-방향을 향하도록 설계할 수 있다. k-공간에서 좌측 ICG 영역(2140a)의 작동은 FOV 직사각형의 음영 처리된 좌측 부분을 k-공간 도면의 중심에서 k-공간 고리의 3 시 포지션으로 변환하는 것이다. 이렇게 하면 회절 빔들이 일반적으로 MPE 영역(2150)을 향해 x-방향으로 전파된다. 일부 실시예들에서, FOV 직사각형의 음영 처리된 좌측 부분은 FOV 직사각형의 절반 이상을 구성할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 좌측 ICG 영역(2140a)은 FOV 직사각형의 중심을 k-공간 고리의 중간점으로부터 고리의 외부 경계에 이르는 임의의 반경 방향 포지션으로 변환하도록 설계될 수 있다. 또한, 좌측 ICG 영역(2140a)은 그 격자 벡터들의 크기에 따라 음영 부분이 3 시 포지션에서 k-공간 고리 내에 완전히 들어맞는 위치로 FOV 직사각형이 복사되도록 설계될 수 있다. 이는 예를 들어, ICG 격자 벡터들의 크기를 k-공간 도면의 원점에서 k-공간 고리의 중간점까지의 거리보다 크게 설정함으로써 달성된다. 3 시 포지션에서 FOV 직사각형의 음영 처리된 부분이 k-공간 고리 안에 완전히 위치하므로, FOV의 제1 하부 부분에 해당하는 입력 빔들의 제1 세트는 모두 유도 전파 모드로 들어간다. k-공간 고리의 3 시 포지션에 있는 FOV 직사각형은 고리 외부로 연장되는 우측 부분을 갖지만, FOV 직사각형의 이 부분은 관련 프로젝터에 의해 좌측 ICG 영역(2140a)에 제공되는 FOV의 제1 하부 부분의 일부일 필요는 없는 입력 빔에 대응한다.

[0368] 비록 좌측 ICG 영역(2140a)이 입력 빔들의 제1 세트의 일부를 반대 방향(즉, FOV 직사각형을 k-공간 고리의 9 시 포지션으로 이동)으로 회절할 수도 있지만, 아이피스 도파관(2100)의 예시된 실시예에서 이러한 특정 회절 빔은 단순히 도파관의 에지 밖으로 빠져나가게 된다.

[0369] MPE 영역(2150)은 복수의 주기성 축들을 갖는 복수의 회절 피처들을 포함한다. 일부 실시예들에서, MPE 영역(2150)은 도 20a 내지 도 20m과 관련하여 예시되고 논의된 MPE 영역(2050)과 유사할 수 있다. 예를 들어, MPE 영역(2150)은 FOV 직사각형을 3 시 포지션으로부터 k-공간 고리의 6 시, 9 시, 12 시 포지션들 중 어느 하나의 포지션으로 변환할 수 있는 복수의 연관된 격자 벡터들을 가질 수 있다. 도 21b에 도시된 바와 같이, k-공간 고리의 9 시 포지션에 있는 FOV 직사각형의 음영 부분은 잘려져 있는데, 이는 FOV의 제1 하부 부분과 관련된 모든 광 빔들이 반드시 그 특정 전파 상태들에 존재하는 것은 아님을 의미한다.

[0370] MPE 영역(2150)과의 추가의 상호작용들 동안, FOV 직사각형은 12 시, 3 시, 6 시 및 9 시 포지션들 중 임의의 포지션 사이에서 앞뒤로 변환될 수 있다. 이는 KSD1에서 이러한 전파 상태들 사이의 양면 화살표들로 표시된다. 이러한 방식으로, 입력 빔들의 제1 세트는 여기에 설명된 대로 회절 피처들과 여러 상호작용을 거쳐 MPE 영역(2150) 전체에 복제될 수 있다. 이것은 도 21a에서 아이피스 도파관(2100)의 OPE 영역(2150)에 있는 화살표들로 표시되어 있다.

[0371] EPE 영역(2160)은 아이피스 도파관(2100)의 x-y 평면 내에서 MPE 영역(2150)과 중첩되기 때문에, 복제된 광 빔들은 또한 도파관을 통해 확산될 때 EPE 영역(2160)과 상호작용하여, 전체 내부 반사를 통해 제1 표면(2100a)과 제2 표면(2100b) 사이에서 앞뒤로 반사된다. 복제된 광 빔들 중 하나가 EPE 영역(2160)과 상호작용할 때마다, 그 파워의 일부가 도 21a의 아이피스 도파관(2100)의 EPE 영역(2160) 내의 화살표에 도시된 바와 같이, 사용자의 안구를 향해 회절되고 아웃-커플링된다.

[0372] 일부 실시예들에서, EPE 영역(2160)은 회절 격자를 포함하며, 회절 격자의 라인들은 ICG 영역들(2140a, 2140b)을 구성하는 회절 격자의 라인들에 대하여 수직으로 배향된다. 이 특정 예에서, ICG 영역들(2140a, 2140b)은 y-방향으로 연장되고, 주기적으로 x-방향으로 반복되는 격자 라인들을 가지므로, EPE 영역(2160)은 x-방향으로 연장되고 주기적으로 y-방향으로 반복되는 격자 라인들을 가진다. 다시 말하지만, EPE 영역(2160)의 격자 라인들은 ICG 영역들(2140a 2140b)의 격자 라인들에 대해 수직으로 배향되는 것이 유리한데, 이는 광 빔들이 EPE 영역(2160)에 의해 아이피스 도파관(2100) 밖으로 결합되기 전에 MPE 영역(2150)과 상호작용하도록 보장하는 데 도움이 되기 때문이다.

[0373] 도 21b는 또한 FOV의 제1 하부 부분에 대응하는 빔들의 제1 세트에 대한 EPE 영역(2160)의 k-공간 작동을 예시하고 있다. 이미 논의한 바와 같이, 광 빔들은 k-공간 고리의 12 시, 3 시, 6 시 및 9 시 포지션들에 위치한 FOV 직사각형들에 의해 표시된 방향들 중 어느 방향으로든 MPE 영역(2150)을 통해 전파될 수 있다. 그리고 EPE 영역(2160)이 MPE 영역(2150)과 중첩되기 때문에, 이러한 전파 상태들의 광 빔들은 EPE 영역과 상호작용하여 아이피스 도파관(2100)에서 아웃-커플링될 수 있다. EPE 영역(2160)에서 회절 격자의 주기성 축은 ±k_y-방향을 가리키기 때문에, EPE 영역과 관련된 격자 벡터들도 마찬가지로 같은 방향을 가리킨다. 도 21b는 따라서 EPE 영역(2160)이 k-공간 고리의 12 시 및 6 시 포지션들에 위치한 FOV 직사각형을 k-공간 도면의 원점으로 다시 변환하는 방법을 보여준다. 따라서, EPE 영역(2160)은 이 두 가지 전파 상태들 중 하나에 있는 커플 광 빔들만 출력할 수 있다. 도 21b에 도시된 바와 같이, FOV 직사각형들이 최종적으로 k-공간 도면(KSD1)의 중심으로 다시 변환될 때, FOV의 제1 하부 부분을 구성하는 빔들의 제1 세트가 모두 존재하고 사용자의 안구를 향해 투사된다.

[0374] 도 21c는 k-공간 도면(KSD2)로서, 입력 이미지의 FOV의 제2 하부 부분에 대응하는 입력 빔들의 제2 세트에 대한 아이피스 도파관(2100)의 k-공간 동작을 예시한다. 다시 말하지만, KSD2의 원점을 중심으로 한 FOV 직사각형은 아이피스 도파관(2100)에 의해 사용자의 안구를 향해 투사될 전체 입력 이미지에 대응하는 광 빔들을 나타낸다. 그러나, 우측 ICG 영역(2140b)을 향해 투사되는 입력 빔의 제2 세트는 FOV 직사각형의 음영 처리된 하부 부분에만 대응한다. 도 21c에 도시된 바와 같이, 입력 빔들의 제2 세트에 대응하는 FOV 직사각형의 음영 부분은 FOV 직사각형의 우측 부분이다. FOV 직사각형의 음영 처리된 부분의 중심이 k-공간 도면의 원점에서 +k_x-방향으로 오프셋되어 있기 때문에 제2 프로젝터의 입력 빔들의 제2 세트는 －z-방향으로 정확히 전파되는 빔의 중심이 아니라(FOV 직사각형의 음영 처리된 부분이 k-공간 도면의 원점을 중심으로 하는 경우) +x-방향으로 전파 성분이 있는 경사 빔의 중심이 된다.

[0375] 예시된 실시예에서, k-공간에서 우측 ICG 영역(2140b)의 작동은 FOV 직사각형의 우측 음영 부분을 k-공간 도면의 중심에서 9 시 포지션으로 변환하는 것이다. 예시된 바와 같이 우측 ICG 영역(2140b)은 격자 벡터들이 ±k_x-방향을 향하도록 설계할 수 있다. 이로 인해 일부 회절 빔이 MPE 영역(2150)을 향해 －x-방향으로 전파될 수 있다. 일부 실시예들에서, FOV 직사각형의 음영 처리된 우측 부분은 FOV 직사각형의 절반 이상을 구성할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 우측 ICG 영역(2140b)은 FOV 직사각형의 중심을 k-공간 고리의 중간점으로부터 고리의 외부 경계에 이르는 임의의 반경 방향 포지션으로 변환하도록 설계될 수 있다. 또한, 우측 ICG 영역(2140b)은 격자 벡터들의 크기에 따라 음영 부분이 9 시 포지션의 k-공간 고리 내에 완전히 들어맞는 위치로 FOV 직사각형이 복사되도록 설계할 수 있다. 예를 들어, 격자 벡터들의 크기가 k-공간 도면의 원점에서 k-공간 고리의 중간점까지의 거리보다 크도록 ICG를 설계하면 된다. 9 시 포지션에서 FOV 직사각형의 음영 처리된 부분이 k-공간 고리 안에 완전히 위치하므로, FOV의 제2 하부 부분에 해당하는 입력 빔들의 제2 세트는 모두 유도 전파 모드로 들어간다. k-공간 고리의 9 시 포지션의 FOV 직사각형은 고리 외부로 연장되는 좌측 부분을 갖지만, FOV 직사각형의 이 부분은 연관된 프로젝터에 의해 우측 ICG 영역(2140b)으로 투사되는 FOV의 제2 하부 부분에 반드시 포함되지 않는 입력 빔에 대응한다.

[0376] 우측 ICG 영역(2140b)은 또한 입력 빔들의 제2 세트의 일부를 반대 방향으로 회절시킬 수 있지만(즉, FOV 직사각형이 k-공간 고리의 3 시 포지션으로 이동), 아이피스 도파관(2100)의 도시된 실시예에서 이러한 특정 회절 빔은 단순히 도파관의 에지 밖으로 빠져나가게 된다.

[0377] 이미 논의한 바와 같이, MPE 영역(2150)은 9 시 포지션에서 k-공간 고리의 6 시, 3 시, 12 시 포지션들 중 어느 하나의 포지션으로 FOV 직사각형을 변환할 수 있는 다수의 연관된 격자 벡터들을 가질 수 있다. 도 21c에 도시된 바와 같이, k-공간 고리의 3 시 포지션에 있는 FOV 직사각형의 음영 부분은 잘려져 있는데, 이는 FOV의 제2 하부 부분과 관련된 모든 광 빔들이 반드시 그 특정 전파 상태들에 존재하는 것은 아님을 의미한다.

[0378] MPE 영역(2150)과의 추가의 상호작용들 동안, FOV 직사각형은 12 시, 3 시, 6 시 및 9 시 포지션들 중 임의의 포지션 사이에서 앞뒤로 변환될 수 있다. 이는 KSD2에서 이러한 전파 상태들 사이의 양면 화살표들로 표시된다. 이러한 방식으로, 입력 빔들의 제2 세트는 본 명세서에 설명된 바와 같이 회절 피처들과 다중 상호작용들을 거쳐 MPE 영역(2150) 전체에 복제될 수 있다. 다시 말하지만, 이것은 도 21a에서 아이피스 도파관(2100)의 OPE 영역(2150)에 있는 화살표들로 표시되어 있다.

[0379] 도 21c는 또한 FOV의 제2 하부 부분에 대응하는 빔들의 제2 세트에서 EPE 영역(2160)의 k-공간 작동을 예시한다. 이미 논의한 바와 같이, EPE 영역(2160)은 k-공간 고리의 12 시 및 6 시 포지션들에 위치한 FOV 직사각형을 k-공간 도면의 원점으로 다시 변환한다. 따라서, EPE 영역(2160)은 이 두 가지 전파 상태들 중 하나에 있는 광 빔들만 아웃-커플링할 수 있다. 도 21c에 도시된 바와 같이, FOV 직사각형이 최종적으로 k-공간 도면(KSD2)의 중심으로 다시 변환될 때, FOV의 제2 하부 부분을 구성하는 빔들의 제2 세트가 모두 존재하고 사용자의 안구를 향해 투사된다.

[0380] 도 21d는 도 21a에 도시된 아이피스 도파관(2100)의 k-공간 동작을 요약한 k-공간 도면(KSD3)이다. 이것은 본질적으로 도 21b 및 도 21c에 도시된 k-공간 도면의 중첩이다. 다시 말하지만, 도 21d의 k-공간 도면은 k-공간 고리의 폭보다 큰 적어도 하나의 치수를 갖는 FOV 직사각형을 나타낸다. 일부 실시예들에서, FOV 직사각형의 적어도 하나의 치수는 k-공간 고리의 폭보다 최대 약 2 배 더 클 수 있다. 예시된 실시예에서, FOV 직사각형의 수평 치수는 k-공간 고리의 폭보다 더 크다. 아이피스 도파관(2100)은 확장된 수평 시계를 제공하는 것으로 도시되어 있지만, 동일한 기술을 사용하여 수직 시계를 확장할 수도 있다.

[0381] 도 21d에 도시된 바와 같이, 입력 빔들의 제1 및 제2 세트가 별도의 프로젝터 및 ICG 영역들(2140a, 2140b)을 사용하여 아이피스 도파관(2100)에 개별적으로 투사되지만, 일단 k-공간 고리의 12 시, 3 시, 6 시 및 9 시 포지션들에서 다양한 FOV 직사각형이 k-공간 도면의 원점으로 다시 변환되고 따라서 사용자의 안구를 향해 아웃-커플링되면, 전체 이미지 FOV를 구성하는 데 필요한 모든 빔들이 존재하게 된다. 그리고 FOV의 제1 및 제2 하부 부분들은 전체 입력 FOV에서와 같이 서로에 대해 동일한 상대적 위치로 k-공간에서 정렬된다.

[0382] 도 21e는 아이피스 도파관(2100)의 하나 이상의 예들을 통합하는 안경들(70)의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 21f는 도 21e의 안경들(70)에 대응하는 예시적인 FOV를 예시한다. 아이피스 도파관(2100)의 제1 예는 안경들(70)의 좌측 시야부에 통합되고, 아이피스 도파관(2100)의 제2 예는 우측 시야부에 통합된다. 예시된 실시예에서, 각각의 아이피스 도파관(2100)은 약 50 × 30 ㎜²이지만, 다양한 크기가 사용될 수 있다. 각각의 아이피스 도파관(2100)은 방금 논의한 바와 같이, 각각 FOV의 하부 부분을 해당 도파관으로 투사하는 2 개의 개별 프로젝터들(2120a, 2120b)을 동반할 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 도파관(2100)에 대한 제1 프로젝터(2120a)는 아이피스 도파관(2100)의 관자놀이 측에 광을 입력할 수 있고, 제2 프로젝터(2120b)는 아이피스 도파관의 비강 측에 광을 입력할 수 있다. 굴절률이 n=1.8인 재료로 만들어진 아이피스 도파관의 경우, 프로젝터들(2120a, 2120b) 각각은 아이박스 크기 및 스크린 도어 아티팩트와 같은 다른 설계 제약들에 따라 50°× 60° 또는 그 이상의 FOV의 하부 부분을 입력할 수 있다. 또한 전체 시계는 100°× 60° 또는 그 이상만큼 클 수 있다. 이는 도 21f에 표시된 단안 아이피스 FOV 구성으로 표시된다. 일치하는 음영으로 설명된 바와 같이, 이 구성에서 제1 프로젝터(2120a(관자놀이 쪽))는 전체 FOV의 비강 쪽을 투사하는 데 사용될 수 있고, 제2 프로젝터(2120b(비강 쪽))는 전체 FOV의 관자놀이 쪽을 투사하는 데 사용될 수 있다. 십자선은 한 가지 가능한 동공 정렬을 보여 주지만 다른 동공 정렬도 사용될 수 있다는 것이 유의된다.

[0383] 대안적으로, 아이피스 도파관(2100)과 안경들(70)의 두 예들을 공동으로 사용하여 양안 FOV를 제공할 수 있다. 예를 들어, 단안 아이피스 구성에 도시된 바와 같이, 각각의 아이피스 도파관(2100)은 FOV를 투사할 수 있다. 그러나, 두 아이피스 도파관들(2100)에 의해 투사되는 FOV는 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 도 21f는 두 아이피스 도파관들(2100)에 의해 투사된 FOV가 수평 방향으로 50° 중첩되어 150°× 60°의 전체 양안 FOV를 제공하는 경우를 예시한다. 두 아이피스 도파관들(2100)의 FOV 사이에 더 적은 중첩이 제공되는 경우 양안 FOV는 더 커질 수 있다. 일치하는 음영에 의해 예시된 바와 같이, 양안 FOV 구성에서, 제1 프로젝터(2120a(관자놀이 쪽))는 양안 FOV의 중간 부분을 투사하는 데 사용될 수 있고, 제2 프로젝터(2120b(비강 쪽))는 양안 FOV의 측면을 투사하는 데 사용될 수 있다.

[0384] 도 21g는 도 21a에 도시된 아이피스 도파관(2100)의 다른 실시예들의 k-공간 동작을 예시한다. 이 실시예에서, FOV 직사각형의 크기는 k_x 및 k_y 치수 모두에서 k-공간 고리의 폭을 초과할 수 있다. 도 21g에서, FOV 직사각형의 더 어두운 음영 부분은 FOV의 우측 부분에 대응하고, FOV 직사각형의 더 밝은 음영 부분은 FOV의 좌측 부분에 대응한다. 좌측 및 우측 ICG 영역들(2140a, 2140b)은 이미 설명한 대로 격자 벡터들을 사용하여 FOV 직사각형을 3 시 및 9 시 포지션들로 이동하도록 설계할 수 있다. ICG 영역의 격자 벡터들의 크기는 전체 FOV 직사각형의 중심이 예를 들어 k-공간 고리의 중간점과 고리의 외부 둘레 사이의 임의의 반경 포지션으로 이동하도록 할 수 있다. 그리고 이미 설명한 대로 전체 FOV 직사각형을 3 시, 6 시, 9 시, 12 시 포지션들로 이동하는 격자 벡터들을 사용하여 MPE 영역을 설계할 수 있다. 그러나 MPE 영역(2150)의 격자 벡터들의 크기는 전체 FOV 직사각형의 중심이 예를 들어, 해당 위치에서 k-공간 고리의 중간점과 고리의 외부 둘레 사이의 임의의 반경방향 포지션으로 이동하도록 설계될 수도 있다. 따라서 FOV 직사각형의 더 짧은 치수의 축을 따라 위치한 12 시 및 6 시 포지션들에서도 FOV 직사각형의 일부가 k-공간 고리의 외부 둘레를 넘어 연장되어 직사각형의 일부가 잘릴 수 있다.

[0385] FOV 직사각형의 잘린 부분에 해당하는 유도 빔들은 손실될 수 있지만 3 시, 6 시, 9 시 및 12 시 포지션들로 표시되는 모든 전파 상태들을 고려할 때 전체 FOV를 구성하는 데 필요한 모든 빔들은 도파관에 여전히 존재한다. 좌측 FOV(밝은 음영의 직사각형)는 9 시 포지션에서 완전히 보존되는 반면, 아래쪽 부분은 12 시 포지션에서, 위쪽 부분은 6 시 포지션에서 보존된다. 마찬가지로 우측 FOV(어두운 음영의 직사각형)는 3 시 포지션에서 완전히 보존되는 반면, 저부 부분은 12 시 포지션에, 최상부 부분은 6 시 포지션에 보존된다. 따라서 FOV 직사각형을 k-공간 도면의 원점으로 다시 변환하고 사용자의 안구를 향해 아웃-커플링하면 전체 FOV를 구성하는 데 필요한 모든 빔들이 존재하고 전체 FOV를 다시 생성할 수 있다. 여러 방향들로의 FOV 직사각형의 확장에 대해서는 도 22a 내지 도 22e에서 더 자세히 설명한다.

[0386] 도 22a는 아이피스 도파관의 두께 방향에서 유도 전파 모드에서 지원될 수 있는 전파 각도들의 범위를 넘어 두 방향들로 확장된 FOV를 투사할 수 있는 아이피스 도파관(2200)의 실시예를 예시한다. 아이피스 도파관(2200)은 제1 쌍의 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250a1, 2250a2) 사이에 제공되는 좌측 ICG 영역(2240a)을 포함한다. 또한, 아이피스 도파관(2200)은 제2 쌍의 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250b1, 2250b2) 사이에 제공되는 우측 ICG 영역(2240b)을 포함한다. 마지막으로, MPE 영역(2250c) 및 중첩되는 EPE 영역(2260)이 제1 및 제2 ICG 영역들(2240a, 2240b) 및 각각의 OPE 영역들 사이에 제공된다. MPE 영역(2250c)은 아이피스 도파관(2200)의 제1 표면(2200a) 상에 또는 그 내부에 제공될 수 있고(도 22a에 도시됨), EPE 영역(2260)은 도파관의 제2 표면 상에 또는 그 내부에 제공될 수 있다(도 22b에 도시됨). MPE 영역(2250c)과 EPE 영역(2260)은 동일한 크기이고 x-y 평면에서 정확히 정렬된 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예들에서, 이들은 다소 다른 크기를 가질 수 있고 부분적으로 오정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, MPE 영역(2250c)과 EPE 영역(2260)은 적어도 70 ％, 적어도 80 ％, 적어도 90 ％ 또는 적어도 95 ％만큼 서로 중첩된다.

[0387] 좌측 ICG 영역(2240a) 및 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250a1, 2250a2)의 제1 쌍은 도 19와 관련하여 도시되고 설명된 것과 유사하게 기능한다. 즉, 프로젝터 또는 다른 입력 디바이스는 입력 이미지 FOV에 대응하는 빔들의 세트를 일반적으로 －z-방향을 따라 좌측 ICG 영역(2240a)을 향해 투사한다. 좌측 ICG 영역(2240a)은 격자 라인들을 가지며, 격자 라인들은 x-방향으로 연장되고 주기적으로 y-방향으로 반복된다. 따라서, 좌측 ICG 영역(2240a)은 입력 광 빔들을 +1 회절 차수 및 -1 회절 차수로 결합하여, 일반적으로 상부 OPE 영역(2250a1)을 향해 +y-방향으로 전파하고 하부 OPE 영역(2250a2)을 향해 －y-방향으로 전파한다. 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250a1, 2250a2)의 제1 세트는 본 명세서에서 논의된 바와 같이 이들 입력 빔들을 복제하고, 복제된 출력 빔들의 세트를 일반적으로 MPE/EPE 영역들을 향한 x-방향으로 안내한다.

[0388] 우측 ICG 영역(2240b)과 제2 쌍의 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250a1, 2250a2)은 동일한 방식으로 기능하지만, y 축에 대해 미러링된다. 즉, 프로젝터 또는 다른 입력 디바이스는 동일한 입력 빔들의 세트를 일반적으로 －z-방향을 따라 우측 ICG 영역(2240b)을 향해 투사한다. 또한, 우측 ICG 영역(2240b)에는 격자 라인들이 있으며, 이 격자 라인들은 x-방향으로 연장되고 주기적으로 y-방향으로 반복된다. 따라서, 우측 ICG 영역(2240b)은 또한 입력 광 빔들을 +1 회절 차수 및 -1 회절 차수로 결합하여, 일반적으로 상부 OPE 영역(2250b1)을 향해 +y-방향으로 전파하고 하부 OPE 영역(2250b2)을 향해 －y-방향으로 전파한다. 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250b1, 2250b2)의 제2 세트는 이러한 입력 빔들을 복제하고, 복제된 출력 빔들의 세트를 일반적으로 MPE/EPE 영역들을 향해 －x-방향으로 안내한다.

[0389] 도 22c는 도 22a에 도시된 아이피스 도파관 실시예(2200)에서 ICG 영역들(2240a, 2240b) 및 OPE 영역들(2250a1, 2250a2, 2250b1, 2250b2)의 k-공간 동작을 예시하고 있다. 구체적으로, 도 22c의 좌측 패널(KSD1a)은 좌측 ICG 영역(2240a)의 k-공간 동작 및 그와 연관된 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250a1, 2250a2)의 제1 세트의 k-공간 동작을 예시하고, 도 22c의 우측 패널(KSD1b)은 우측 ICG 영역(2240b) 및 그와 연관된 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250b1, 2250b2)의 제2 세트의 k-공간 동작을 예시하고 있다.

[0390] 입력 이미지의 FOV에 대응하는 입력 빔들의 세트는 좌측 ICG 영역(2240a) 및 우측 ICG 영역(2240b) 모두를 향해 투사된다. 이 입력 빔들의 세트는 이러한 k-공간 도면의 개개의 원점들을 중심으로 하는 FOV 정사각형으로 KSD1a 및 KSD1b에 도시되어 있다. 이전에 예시된 향상된 FOV 실시예에서 FOV의 단일 치수만 k-공간 고리의 폭보다 큰 것으로 나타난 것과는 달리, KSD1a 및 KSD1b에서 FOV 정사각형의 두 치수들은 모두 k-공간 고리의 폭보다 크다. 일부 실시예들에서, FOV 정사각형의 두 치수들은 k-공간 고리의 폭보다 최대 약 2 배 더 클 수 있다. 이 실시예에서는 수평 및 수직 FOV가 동일한 FOV 정사각형을 사용하여 설명하지만, 수평 및 수직 FOV가 반드시 동일할 필요는 없으므로 이는 필수 사항은 아니다. 도 22a에 도시된 아이피스 도파관(2200)의 실시예는 굴절률 1.8의 아이피스 도파관(공기로 둘러싸임)을 가정하고, 아이박스 크기 및 스크린 도어 아티팩트와 같은 다른 설계 제약 조건에 따라 100°× 60° 또는 그 이상(예를 들어, 100° × 90°)만큼 큰 FOV들을 달성가능할 수 있다.

[0391] KSD1a에서, FOV 정사각형은 좌측 ICG 영역(2240a)와 연관된 격자 벡터들에 의해 k-공간에서 ±k_y-방향으로 변환된다. 마찬가지로, KSD1b에서 FOV 정사각형은 우측 ICG 영역(2240b)과 연관된 격자 벡터들에 의해 k-공간에서 ±k_y-방향으로 변환된다. 두 경우들 모두에서, ICG 영역들(2240a, 2240b)에 의해 아이피스 도파관(2200)에 인-커플링된 후, 입력 빔들은 k-공간 고리의 12 시 및 6 시 포지션들에서 변환된 FOV 정사각형으로 표시되는 전파 상태들에 있다. KSD1a와 KSD1b에서 볼 수 있듯이, 이 위치의 FOV 정사각형은 k-공간 고리 안에 완전히 들어맞지 않기 때문에 잘린다. 12 시 포지션에서 FOV 정사각형의 음영 처리된 아래쪽 부분에 해당하는 빔만 유도 전파 모드로 들어간다. 한편, 6 시 포지션에서 FOV 정사각형의 음영 처리된 위쪽 부분에 해당하는 빔만 유도 전파 모드로 들어간다.

[0392] 도 1a는 또한 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250a1, 2250a2)의 제1 세트의 k-공간 작동을 나타낸다. 이러한 OPE 영역은 12 시 및 6 시 포지션들에서 3 시 포지션으로 FOV 정사각형을 변환하는 관련 격자 벡터들을 갖도록 설계된 회절 격자를 포함한다. 3 시 포지션의 빔은 일반적으로 MPE/EPE 영역들을 향해 x-방향으로 전파된다.

[0393] k-공간에서 3 시 포지션의 FOV 정사각형 위쪽 부분에 해당하는 빔은 이전에 6 시 포지션에 있던 FOV 정사각형에 의해 제공되고, 3 시 포지션의 FOV 정사각형 아래쪽 부분에 해당하는 빔은 이전에 12 시 포지션에 있던 FOV 정사각형에 의해 제공된다. 그러나 FOV 정사각형은 다시 한 번 너무 커서 3 시 포지션의 k-공간 고리 안에 완전히 들어가지 않는다. 따라서 FOV 정사각형은 잘려지지만, 이번에는 FOV 정사각형의 음영 처리된 좌측 부분에 해당하는 빔은 유도 전파 모드로 유지되는 반면, FOV 정사각형의 음영 처리되지 않은 우측 부분에 해당하는 빔은 k-공간 고리 밖으로 떨어져서 손실된다.

[0394] 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250b1, 2250b2)의 제2 세트의 k-공간 동작은 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250a1, 2250a2)의 제1 세트의 k-공간 동작의 미러링 버전(k_y-축을 중심으로)이다. 따라서, KSD1b에 도시된 바와 같이, 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250b1, 2250b2)의 제2 세트는 궁극적으로 k-공간 고리의 9 시 포지션에서 잘린 FOV 정사각형을 생성하는데, 여기서 사각형의 음영 처리된 우측 부분에 대응하는 빔들은 MPE/EPE 영역들을 향해 가이드 모드에서 전파되는 반면, FOV정사각형의 음영 처리되지 않은 좌측 부분에 대응하는 빔들은 k-공간 고리를 벗어나서 사라지게 된다.

[0395] 도 22d는 도 22a에 도시된 아이피스 도파관 실시예(2200)에서 MPE 영역(2250c)의 k-공간 동작을 예시한다. 구체적으로, 도 22d의 좌측 패널(KSD2a)은 좌측 ICG 영역(2240a)으로부터 수신된 빔들 및 그와 연관된 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250a1, 2250a2)의 제1 세트에서 MPE 영역(2250c)의 k-공간 동작을 예시하고, 우측 패널(KSD2b)은 우측 ICG 영역(2240b)과 그와 연관된 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250b1, 2250b2)의 제2 세트에서 수신된 빔들에 대한 MPE 영역(2250c)의 k-공간 동작을 예시하고 있다.

[0396] MPE 영역(2250c)은 도 20a 및 도 21a의 MPE 영역들(2050, 2150)과 관련하여 설명된 것과 유사하게 동작할 수 있다. 즉, 이미 논의된 바와 같이, MPE 영역(2250c)은 복수의 방향들로 주기성을 나타내는 회절 피처들의 2 D 배열로 구성될 수 있다. 따라서 MPE 영역(2250c)은 k-공간 고리의 3 시, 6 시, 9 시, 12 시 포지션들 사이에서 FOV 정사각형을 앞뒤로 변환할 수 있는 다수의 관련 격자 벡터들을 갖는다. 이는 KSD2a와 KSD2b에서 이러한 전파 상태들 사이의 양면 화살표들로 표시된다. 이 실시예에서, MPE 영역(2250c)의 격자 벡터들(G 및 H)은 FOV가 두 차원 모두에서 k-공간 고리의 폭 이상으로 확장되기 때문에 서로 수직이 될 수 있으며, 따라서 FOV 정사각형의 중심은 k-공간 고리에서 k_x 및 k_y-방향 모두에서 동일한 반경 포지션으로 변환될 수 있다.

[0397] 이미 논의한 바와 같이, 좌측 ICG 영역(2240a)과 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250a1, 2250a2)의 제1 세트에서 MPE 영역(2250c)에 도달하는 빔은 k-공간 고리의 3 시 포지션에서 FOV 정사각형으로 표시되는 전파 상태들에 있다. 이 전파 상태들에는 FOV 정사각형의 음영 처리된 좌측 부분에 해당하는 빔만 존재한다. KSD2a에 도시된 바와 같이, MPE 영역(2250c)이 이러한 빔을 12 시 포지션의 FOV 정사각형으로 표시되는 전파 상태들로 회절할 때, FOV 정사각형은 다시 한 번 잘리고 FOV 정사각형의 음영 처리된 좌측 저부 부분에 해당하는 빔만 유도 전파 상태들로 유지된다. 한편, MPE 영역(2250c)이 빔을 3 시 포지션의 FOV 정사각형으로 표시되는 전파 상태들에서 6 시 포지션의 FOV 정사각형으로 표시되는 전파 상태들로 회절할 때, FOV 정사각형도 다시 잘리고, FOV 정사각형의 음영 처리된 좌측 최상부 부분에 해당하는 빔만 유도 전파 상태들로 유지된다. 마지막으로, k-공간 고리의 12 시 포지션 또는 6 시 포지션에서 9 시 포지션으로 FOV 정사각형이 변환될 때 FOV 정사각형이 다시 잘려서 유도 전파 상태들의 빔이 하나도 남지 않을 수 있다. 이는 KSD2a의 9 시 포지션에서 음영 처리되지 않은 FOV 정사각형으로 확인할 수 있다.

[0398] KSD2b는 k축에 대한 KSD2a의 미러 이미지이다. KSD2b는 우측 ICG 영역(2240b)과 제2 최상부 및 저부 OPE 영역들(2250b1, 2250b2) 세트에서 도달하는 광 빔들에 대한 MPE 영역(2250c)의 k-공간 작동을 보여준다. 이 빔들은 k-공간 고리의 9 시 포지션에서 FOV 정사각형으로 표시되는 전파 상태들에 있다. 이 전파 상태들에는 FOV 정사각형의 우측 음영 부분에 해당하는 빔만 존재한다. KSD2b에 표시된 바와 같이, MPE 영역(2250c)이 이러한 빔을 12 시 포지션의 FOV 정사각형으로 표시되는 전파 상태들로 회절할 때, FOV 정사각형은 다시 한 번 잘리고 FOV 정사각형의 음영 처리된 우측 저부 부분에 해당하는 빔만 유도 전파 상태들로 유지된다. 한편, MPE 영역(2250c)이 9 시 포지션의 FOV 정사각형으로 표시되는 전파 상태들에서 6 시 포지션의 FOV 정사각형으로 표시되는 전파 상태들로 빔을 회절할 때, FOV 정사각형도 다시 잘리고, FOV 정사각형의 음영 처리된 우측 최상부 부분에 해당하는 빔만 유도 전파 상태들로 유지된다. 마지막으로, k-공간 고리의 12 시 포지션 또는 6 시 포지션에서 3 시 포지션으로 FOV 정사각형이 변환될 때 FOV 정사각형이 다시 잘려서 유도 전파 상태들의 빔이 하나도 남지 않을 수 있다. 이는 KSD2b의 3 시 포지션에서 음영 처리되지 않은 FOV 정사각형으로 표시된다.

[0399] 이러한 방식으로, MPE 영역(2250c)을 통한 전파에 의해 복제되는 빔들은 시계의 4 개의 하부 부분들, 즉, FOV 정사각형의 좌측 상부 부분에 대응하는 제1 하부 부분; FOV 정사각형의 우측 상부 부분에 대응하는 제2 하부 부분; FOV 정사각형의 좌측 하부 부분에 대응하는 제3 하부 부분; 및 FOV 정사각형의 우측 하부 부분에 대응하는 제4 하부 부분으로 분할된다. 전체 시계의 이러한 하부 부분 중 어떤 쌍이든 부분적으로 중첩될 수 있다. 즉, FOV의 이러한 하부 부분 중 어느 쌍이든 동일한 입력 빔들 중 하나 이상에 해당하는 빔을 포함할 수 있다. 또는 FOV의 하부 부분이 겹치지 않는 고유한 부분일 수도 있다. 어느 경우든, FOV의 하부 부분은 결합되어 아이피스 도파관(2200)의 출사 동공에서 완전한 FOV를 다시 생성한다. 이것은 도 22e에 나와 있다.

[0400] 도 22e는 도 22a에 도시된 아이피스 도파관 실시예(2200)에서의 EPE 영역(2260)의 k-공간 동작을 도시한다. EPE 영역(2260)은 도 20a 및 도 21a의 EPE 영역들(2060, 2160)과 관련하여 설명된 것과 유사하게 기능할 수 있다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, EPE 영역(2260)이 MPE 영역(2250c)과 중첩되기 때문에, MPE 영역에서 전파되는 광 빔들은 또한 EPE 영역과 상호작용하여 아이피스 도파관(2200)으로부터 아웃-커플링될 수 있다. EPE 영역(2260)은 주기성 축이 좌측 ICT 영역(2240a) 및 우측 ICG 영역(2240b)의 주기성 축과 정렬되는 회절 격자를 포함한다. 예시된 실시예에서, EPE 영역(2260)의 주기성 축은 ±k_y-방향을 가리킨다. 따라서, EPE 영역(2260)은 마찬가지로 동일한 방향을 가리키고, k-공간 고리의 12 시 및 6 시 포지션들에 위치한 FOV 정사각형을 k-공간 도면의 원점으로 다시 변환하는 관련 격자 벡터들을 갖는다. 도 22e는 이러한 상황이 발생하면 FOV의 네 하부 부분이 조립되어 전체 FOV가 다시 생성됨을 보여준다. 전체 이미지 FOV를 구성하는 데 필요한 모든 빔들이 존재한다. 그리고 FOV의 네 하부 부분은 전체 입력 FOV에서와 마찬가지로 서로에 대해 동일한 상대적 위치로 k-공간에 정렬된다.

각진 프로젝터들과 함께 작동하도록 설계된 아이피스 도파관들

[0401] 본 명세서에 설명된 아이피스 도파관 실시예들 중 다수는 광축이 ICG 영역과 수직 각도로 교차하는 프로젝터(또는 다른 이미지 입력 디바이스)와 함께 작동하도록 설계되었다. 이러한 실시예에서, 중심 입력 빔(입력 이미지의 중심점에 대응함)은 ICG 영역에 수직으로 입사되고, 입력 이미지의 최상부/저부 및 좌측/우측 부분에 대응하는 입력 빔들은 대칭 각도로 ICG 영역에 입사된다. 그러나, 일부 실시예들에서, 아이피스 도파관은 각진 프로젝터(또는 다른 이미지 입력 디바이스)와 함께 작동하도록 설계될 수 있다. 도 23은 그러한 실시예의 일 예를 예시한다.

[0402] 도 23은 앵글 프로젝터와 함께 작동하도록 설계된 아이피스 도파관(2300)의 예시적 실시예를 도시한다. 아이피스 도파관(2300)은 ICG 영역(2340), 좌측 및 우측 OPE 영역들(2350a, 2350b) 및 EPE 영역(2360)을 포함한다. 프로젝터로부터의 입력 빔은 ICG 영역(2340)에 입사되고 유도 전파 모드에서 아이피스 도파관(2300)에 결합된다. 이 실시예에서, 프로젝터는 ICG 영역(2340)에 대해 비수직 각도로 배향된다. 따라서 프로젝터로부터의 중심 입력 빔(2341)은 ICG 영역(2340)에 비스듬한 각도로 입사된다(예를 들어, 도 13i에 도시된 바와 같음). 이로 인해 입력 빔들에 대한 k-벡터들의 k-공간의 이동이 발생하여 더 이상 k-공간 도면의 원점을 중심으로 하지 않게 된다. 결과적으로, ICG, OPE 및/또는 EPE 영역의 광학 설계는 물리적 형상(예를 들어, 도 14d를 참조하여 설명된 원리에 따름)과 함께 변경될 필요가 있을 수 있고, k-공간 고리 내의 FOV 직사각형들의 배치도 아래에 논의되는 바와 같이 변경될 수 있다.

[0403] 그런 다음, ICG 영역(2340)으로부터의 양 및 음 회절 차수들은 각각 좌측 및 우측 OPE 영역들(2350a, 2350b)로 전파된다. OPE 영역들(2350)은 입력 빔을 수평 방향으로 공간적으로 분산된 방식으로 복제하여 EPE 영역(2360)으로 향하게 한다. 그런 다음, EPE 영역(2360)은 수직 방향으로 공간적으로 분산된 방식으로 빔을 더 복제하고, 본 명세서의 다른 부분들에서 논의되는 바와 같이 사용자의 안구를 향해 빔을 아웃-커플링한다.

[0404] 도 23은 아이피스 도파관(2300)의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면(KSD)을 포함한다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, k-공간 도면의 중앙 부분의 FOV 직사각형은 프로젝터로부터의 입력 빔과 아이피스 도파관(2300)으로부터의 출력 빔에 대응한다. k-공간 고리에서 4 시 및 8 시 포지션들 근처의 FOV 직사각형들은 ICG 영역(2340)에서 OPE 영역들(2350)으로 전파되는 광의 빔에 해당한다. 마지막으로, k-공간 고리에서 6 시 포지션에 있는 FOV 직사각형은 OPE 영역들(2350)에서 EPE 영역(2360)을 향해 아래쪽으로 전파되는 광 빔들에 해당한다.

[0405] 프로젝터가 ICG 영역(2340)에 대해 기울어져 있기 때문에, 입력 빔들에 대응하는 FOV 직사각형은 k-공간 도면의 원점에 중심을 두지 않는다. 대신, 예시된 실시예에서, 입력 빔들에 대응하는 FOV 직사각형은 k_y-축의 중심에 위치하지만 k_x-축 아래에 위치한다. 이는 입력 빔들 중 어느 것도 +y-방향의 성분들을 가진 전파 방향을 갖지 않는다는 것을 의미한다. 다시 말해, 입력 빔들은 프로젝터에서 ICG 영역을 향해 아래쪽으로 전파된다. 그런 다음, ICG 영역(2340)은 FOV 직사각형을 ±k_x-방향의 k-공간 고리 안으로 수평으로 변환한다.

[0406] ICG 영역(2340)으로부터의 유도 광 빔들 중 어느 것도 양의 k_y 성분을 갖는 k-벡터를 갖지 않기 때문에(즉, FOV 직사각형들이 k_x-축 아래에 위치함), OPE 영역들(2350)의 최상부 에지는 예시된 바와 같이 수평일 수 있는데, 이는 +y-방향으로 상향으로 퍼지는 광 빔들을 수용할 필요가 없기 때문이다. OPE 영역들(2350)의 이러한 특성은 컴팩트한 설계를 허용할 수 있기 때문에 일부 실시예들에서 유리할 수 있다. 그러나, OPE 영역들(2350)의 수평 최상부 에지는 각진 이미지 프로젝터에 의해 실용적으로 만들어진다. 그러나, 각진 이미지 프로젝터는 몇 가지 단점들을 수반할 수 있다. 예를 들어, 아이피스 도파관(2300)(예를 들어, 광학 설계 및/또는 격자의 물리적 레이아웃 포함)은 상향 각도에서 입력 광을 수신하도록 설계되었기 때문에, 태양 또는 오버헤드 조명 기구와 같은 오버헤드 광원으로부터의 광도 마찬가지로 아이피스 도파관에 결합될 수 있다. 이로 인해 표시된 가상 컨텐츠에 이러한 광원의 고스트 이미지가 겹쳐지거나 아티팩트, 콘트라스트 감소 등 바람직하지 않은 이미지 피처들이 발생할 수 있다. 아이피스 도파관(2300)을 오버헤드 광원으로부터 차광하기 위해 바이저를 포함함으로써 오버헤드 광원으로부터의 광을 차단할 수 있지만, 그러한 바이저는 체적가 크거나 미학적으로 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 바이저의 필요성을 줄이거나 제거할 수 있기 때문에 수직 프로젝터와 함께 작동하도록 설계된 아이피스 도파관이 선호될 수 있다. 또한 상향 또는 하향 각도가 있는 프로젝터 설계들의 경우, 출력 빔들도 입력 빔들과 유사한 각도로 도파관을 빠져나간다는 사실은 아이피스 도파관이 사용자의 중앙 시선 벡터에 대해 기울어질 필요가 있을 수 있고 그리고/또는 안구 바로 앞이 아닌 위나 아래에 배치될 필요가 있을 수 있다는 것을 의미한다.

결합 동공 확장기-추출기 영역들을 구비한 AR 아이피스 도파관들의 예

[0407] 도 24a는 다수의 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 영역들(2455)을 구비한 예시적인 아이피스 도파관(2400)의 에지 뷰이다. CPE 영역들(2455)은 다른 실시예들와 관련하여 본 명세서에 설명된 OPE, MPE 및/또는 EPE 영역들을 대신한다. 예시된 실시예는 아이피스 도파관(2400)의 대향 면(opposing side)들 상에 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)을 갖는다. 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)은 모두 OPE 영역과 유사하게 아이피스 도파관(2400) 내부로 광을 측면으로 확산시킨다. 또한, 이들은 모두 EPE 영역과 유사하게 아이피스 도파관(2400)으로부터 광을 추출한다.

[0408] 도 24a에 도시된 아이피스 도파관(2400)은 광 투과성 재료로 만들어진 기판을 사용하여 형성될 수 있다. 아이피스 도파관(2400)은 안구를 향하는 측면(2400a)과 외측을 향하는 측면(2400b)을 갖는다. 아이피스 도파관(2400)의 예시된 실시예에서, ICG 영역(2440)은 아이피스 도파관(2400)의 최상부 중앙에 제공되고, 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)은 각각 안구를 향하는 측면(2400a) 및 외부를 향하는 측면(2400b)의 ICG 영역(2440) 아래에 제공된다.

[0409] 일부 실시예들에서, ICG 영역(2440)은 아이피스 도파관(2400)의 표면 상에 또는 그 내부에(예를 들어, 안구 대향 측면(2400a) 상에) 형성되는 회절 격자이다. ICG 영역(2440)은 프로젝터와 같은 입력 디바이스로부터 입력 빔들의 세트를 수신한다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 입력 빔들은 일반적으로 입력 디바이스로부터 ±z-방향으로 전파되어 ICG 영역(2440)에 입사될 때까지 전파될 수 있다. ICG 영역(2440)은 이러한 입력 빔들을 회절시켜 적어도 일부는 아이피스 도파관(2400) 내에서 유도 전파 모드로 진입하도록 한다.

[0410] ICG 영역(2440) 내부의 회절 격자의 예시된 실시예는 1 차원 주기성을 갖는다(즉, 1 D 격자이다). ICG 영역(2040)의 격자 라인들은 회절 빔들의 일부를 －y-방향으로 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)로 향하도록 배향될 수 있다. 따라서, 예시된 실시예에서, ICG 영역(2440)은 ±x-방향으로 연장되고 ±y-방향으로 주기적으로 반복되는 회절 라인들을 포함한다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, ICG 영역(2440)을 구성하는 회절 라인들 사이의 간격은 입력 광 빔들을 아이피스 도파관(2400) 내부의 유도 전파 모드로 결합시키도록 설정될 수 있다. 그런 다음 ICG 영역(2440)으로부터의 회절 빔들은 TIR을 통해 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)을 향해 전파된다.

[0411] 제1 CPE 영역(2455a)은 아이피스 도파관의 일 측면(예를 들어, 안구를 향하는 측면(2400a)) 상에 또는 그 내부에 형성되고, 제2 CPE 영역(2455b)은 아이피스 도파관의 반대 측면(예를 들어, 외부를 향하는 측면(2400b)) 상에 또는 그 내부에 형성되는다. 예시된 실시예에서, 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)은 모두 1 D 회절 격자이다. 제1 CPE 영역(2455a)은 (안구를 향하는 측면(2400a)에서 볼 때) y 축에 대해 -30° 각도로 배향된 회절 라인들로 구성된 1 D 회절 격자로 도시되고, 제2 CPE 영역(2455b)은 (안구를 향하는 측면(2400b)에서도 볼 때) y 축에 대해 +30° 각도로 배향된 회절 라인들로 구성된 1 D 회절 격자로 도시된다.

[0412] 아이피스 도파관(2400)의 일부 실시예들에서, 제1 CPE 영역(2455a)의 1 D 격자와 제2 CPE 영역(2455b)의 1 D 격자 사이의 상대 각도는 실질적으로 60°이다(즉, 60°± 5°, 60°± 3°, 60°± 1°, 60°± .5° 또는 60°± .1°). 또한, 일부 실시예들에서, ICG 영역(2440)의 1 D 격자와 양쪽 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 1 D 격자 사이의 상대 각도는 또한 실질적으로 60°이다(즉, 60°± 5° 또는 60°± 3° 또는 60°± 1° 또는 60°± .5° 또는 60°± .1°). 도 24a에 도시된 특정 예 외에 아이피스 도파관(2400)에 대한 다른 레이아웃도 가능하다. 예를 들어, ICG 영역(2440)은 대신 아이피스 도파관(2400)의 관자놀이 측 또는 내부 측에 위치할 수 있고, 격자 사이의 상대적 각도를 유지하기 위해 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 방향이 그에 따라 조정될 수 있다.

[0413] 아래에서 더 논의되는 바와 같이, ICG 영역(2440), 제1 CPE 영역(2455a) 및 제2 CPE 영역(2455b)의 각각의 1 D 격자들 사이의 실질적으로 60°의 상대 각도는 CPE 영역들이 아이피스 도파관(2400) 내의 광을 측면으로 확산시키고 사용자의 안구를 향해 광을 아웃-커플링할 수 있는 특징에 기여한다.

[0414] 일부 실시예들에서, 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 1 D 격자는 그 방향과는 별개로 동일하다. 예를 들어, 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)은 동일한 라인 간격, 동일한 에칭 깊이 등을 가질 수 있다. 이는 2 개의 CPE 영역들(2455)이 동일한 마스터 템플릿으로부터 제조될 수 있도록 허용하기 때문에 유리할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, ICG 영역(2440)의 1 D 격자는 또한 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)과 동일한 라인 간격을 갖는다.

[0415] 제1 CPE 영역(2455a) 및 제2 CPE 영역(2455b)은 동일한 크기이고 x-y 평면에서 정확히 정렬된 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예들에서, 이들은 다소 다른 크기를 가질 수 있고/또는 부분적으로 오정렬되어 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)은 적어도 70 ％ 또는 적어도 80 ％ 또는 적어도 90 ％ 또는 적어도 95 ％만큼 서로 중첩된다.

[0416] 이미 언급된 바와 같이, ICG 영역(2440)으로부터의 유도된 광 빔들은 TIR을 통해 아이피스 도파관(2400)을 통해 전파되는데, 이는 안구를 향하는 측면(2400a)과 외부를 향하는 측면(2400b)의 각각의 표면들 사이에서 앞뒤로 반사됨을 의미한다. 이러한 방식으로 아이피스 도파관(2400)을 통해 유도 빔들이 전파될 때, 유도 빔들은 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 회절 격자와 교호적으로 상호작용한다. 유도된 광 빔들에 대한 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 작동은 도 24b 내지 도 24k와 관련하여 더 논의된다.

[0417] 도 24b는 아이피스 도파관(2400)을 통과하는 광의 주 경로의 제1 유형에 따라 물리적 공간 및 k-공간에서 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 동작을 예시한다. 아이피스 도파관(2400)의 물리적 도면이 도 24b의 좌측에 도시되어 있다. 아이피스 도파관(2400)은 안구를 향하는 측면(2400a)에서 바라본 것으로 도시되어 있다. ICG 영역(2440) 및 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 동작에 대한 k-공간 도면(KSD1a)이 도 24b의 우측에 도시되어 있다.

[0418] 이미 논의된 바와 같이, 입력 빔들의 세트는 프로젝터와 같은 입력 디바이스로부터 아이피스 도파관(2400)의 ICG 영역(2440)에 입사된다. 이 입력 빔들의 세트는 k-공간 도면(KSD1a)의 중앙에 표시된 FOV 직사각형으로 표시된다. ICG 영역(2440)의 회절 격자에는 ±k_y-방향을 가리키는 양수 및 음수 격자 벡터들이 연관되어 있다. 따라서, ICG 영역(2440)의 k-공간 작동은 중앙 FOV 직사각형을 k-공간 도면(KSD1a)의 6 시 및 12 시 포지션들 모두로 이동시키는 것이다. (12 시 포지션의 FOV 직사각형은 +y-방향으로 전파되는 광 빔들에 해당한다. 이러한 빔들은 아이피스 도파관(2400)의 최상부 에지에서 빠져나오기 때문에 특정 FOV 직사각형은 도면에 표시되지 않았으며 해당 빔들에 대해서는 더 이상 설명하지 않는다.) ICG 영역(2440)과 관련된 격자 벡터들의 길이는 회절 라인의 간격과 광의 파장에 기초하여 설정될 수 있으며, 6 시 포지션에서 변환된 FOV 직사각형이 k-공간 고리 내에 완전히 위치하도록 할 수 있다.

[0419] 설명의 편의를 위해, 도 24b의 좌측에 있는 물리적 도면은 ICG 영역(2440)으로부터의 유도된 광 빔들 중 하나(즉, k-공간 도면(KSD1a)의 6 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형의 중심 k-벡터에 대응하는 유도 빔(2441))만 표시한다. ICG 영역(2440)으로부터의 유도 빔(2441)은 아이피스 도파관(2400)을 통해 －y-방향으로 아래쪽으로 전파되어, 안구를 향하는 측면(2400a)의 표면과 외부를 향하는 측면(2400b)의 표면 사이에서 TIR로 앞뒤로 반사된다. 유도 빔(2441)이 안구를 향하는 측면(2400a)에서 반사할 때마다, 유도 빔(2441)은 제1 CPE 영역(2455a)과 상호작용할 수 있다. 그리고 유도 빔(2441)이 외부를 향하는 측면(2400b)에서 반사될 때마다, 유도 빔(2441)은 제2 CPE 영역(2455b)과 상호작용할 수 있다. 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 회절 효율은 각각의 광 빔의 파워의 일부만이 이러한 상호작용들 각각에 대해 회절되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 회절 효율은 10 ％ 이하이다. 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 회절 효율은 예를 들어, 회절 라인의 에칭 깊이에 의해 결정될 수 있다.

[0420] 도 24b의 좌측의 물리적 도면은 아이피스 도파관(2400)을 통해 광이 －x-방향으로 측면으로 확산되도록 하는 유도 빔(2441)과 제1 CPE 영역(2455a)의 상호작용을 나타낸다. 유도 빔(2441)이 아이피스 도파관(2400)을 통해 －y-방향으로 아래쪽으로 전파됨에 따라, 그 파워의 일부는 제1 CPE 영역(2455a)과의 상호작용들 각각 동안 y 축에 대해 +120° 각도로 회절된다. 유도 빔(2441)의 파워의 나머지 부분은, 파워의 다른 부분들이 동일한 +120° 각도로 회절되는 제1 CPE 영역(2455a)과의 다음 상호작용까지 －y-방향으로 아래쪽으로 계속 전파된다. 이 프로세스는 이격된 복수의 회절 빔들(2456a)을 생성하며, 이 회절 빔들은 y 축에 대해 +120° 각도로 아이피스 도파관(2400)을 통해 전파된다. 이러한 회절 빔들(2456a)은 도 24b의 우측에 있는 k-공간 도면(KSD1a)에서 8 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형으로 표시된다.

[0421] 임의의 1 D 회절 격자와 마찬가지로, 제1 CPE 영역(2455a)과 관련된 양수 및 음수 격자 벡터들이 있다. 이러한 격자 벡터들은 제1 CPE 영역(2455a)에서 격자 라인들의 주기성 방향을 따라 가리킨다. 따라서, 제1 CPE 영역(2455a)과 연관된 1 차 격자 벡터들 중 하나는 y 축에 대해 +60°를 가리키고(KSD1a에 도시된 바와 같음), 다른 하나는 y 축에 대해 -120°의 반대 방향을 가리킨다. 양수 및 음수 고차 격자 벡터들도 마찬가지이다. y 축에 대해 +60°를 가리키는 1 차 격자 벡터들은 FOV 직사각형을 6 시 포지션(ICG 영역(2440)에서 하향으로 전파되는 유도 빔들에 해당)에서 8 시 포지션(y 축에 대해 +120° 각도로 전파되는 회절 빔들(2456a)에 해당)으로 이동시킨다. (y 축에 대해 -120°를 가리키는 1 차 격자 벡터들은 6 시 포지션으로부터 FOV 직사각형을 k-공간 고리 외부의 위치로 이동시키므로 회절을 초래하지 않는다.)

[0422] 일단 ICG 영역(2440)으로부터 유도 빔들이 제1 CPE 영역(2455a)과 상호작용하고 k-공간 도면(KSD1a)의 8 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 상태들로 회절되면, 그 다음 아이피스 도파관(2400)을 통해 유도될 때 다음 TIR 바운스에서 제2 CPE 영역(2455b)과 상호작용하게 된다. 이러한 빔들(2456a)과 제2 CPE 영역(2455b)의 상호작용으로 인해 아이피스 도파관(2400)에서 사용자의 안구 쪽으로 아웃-커플링될 수 있다. 아웃-커플링된 빔들(2457a)은 도 24b의 좌측에 있는 아이피스 도파관(2400)의 물리적 도면에서 원형의 점으로 표시되어 있으며, 이는 해당 빔이 페이지 외부의 z-방향으로 전파되고 있음을 나타낸다. 제2 CPE 영역(2455b)에 의한 빔들(2456a)의 아웃-커플링은 k-공간 도면(KSD1a)를 참조하여 이해할 수 있다.

[0423] 제1 CPE 영역(2455a)과 관련된 양수 및 음수 격자 벡터들이 있는 것과 마찬가지로, 제2 CPE 영역(2455b)과 관련된 양수 및 음수 격자 벡터들도 있다. 이러한 격자 벡터들은 제2 CPE 영역(2455b)에서 격자 라인들의 주기성 방향을 따라 가리킨다. 따라서, 제2 CPE 영역(2455b)과 연관된 1 차 격자 벡터들 중 하나는 y 축에 대해 -60°를 가리키고(KSD1a에 도시된 바와 같음), 다른 하나는 y 축에 대해 +120°의 반대 방향을 가리킨다. 양수 및 음수 고차 격자 벡터들도 마찬가지이다. y 축에 대해 -60°를 가리키는 1 차 격자 벡터들은 FOV 직사각형을 8 시 포지션(y 축에 대해 +120° 각도로 전파되는 회절 빔들(2456a)에 해당)에서 k-공간 도면(KSD1a)의 중심(아이피스 도파관(2400) 내부에서 더 이상 유도 전파 모드에 있지 않은 아웃-커플링된 광 빔들에 해당)으로 이동시킨다. (y 축에 대해 +120°를 가리키는 1 차 격자 벡터들은 FOV 직사각형을 8 시 포지션에서 k-공간 고리 외부의 위치로 이동시키므로 회절을 초래하지 않는다.)

[0424] 도 24b의 좌측의 물리적 도면은 광 빔들(2456a)과 제2 CPE 영역(2455b)의 상호작용이 어떻게 다수의 이격된 아웃-커플링된 빔들(2457a)을 초래하는지를 보여준다. 광 빔들(2456a)이 y 축에 대해 +120° 각도로 전파됨에 따라, 그 파워의 일부가 제2 CPE 영역(2455b)과의 상호작용들 각각에 의해 아웃-커플링된다. 광 빔들(2456a)의 파워의 나머지 부분은 제2 CPE 영역(2455b)과의 다음 상호작용이 있을 때까지 y 축에 대해 +120° 각도로 계속 전파되며, 여기서 해당 광 빔들의 파워의 다른 부분들이 아웃-커플링된다. 이 프로세스는 서로 다른 공간 위치에서 아이피스 도파관(2400)을 빠져나와 사용자의 안구를 향해 전파되는 복수의 이격된 아웃-커플링 빔들(2457a)을 생성한다. 이미 언급한 바와 같이, 이러한 아웃-커플링된 빔들(2457a)은 k-공간 도면(KSD1a)의 중앙에 위치한 FOV 직사각형으로 표현된다.

[0425] 도 24b의 k-공간 도면(KSD1a)에 도시된 방식으로 아이피스 도파관(2400)을 통과하는 광의 빔들의 통과는 아이피스 도파관을 통과하는 광의 주 경로의 제1 유형이다. 또한, 아이피스 도파관(2400)을 통과하는 광의 주 경로의 제2 유형이 있는데, 이는 도 24c의 k-공간 도면(KSD1b)에 도시되어 있다.

[0426] 도 24c는 아이피스 도파관(2400)을 통과하는 광의 제2 유형의 주 경로에 따라 물리적 공간 및 k-공간에서 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 동작을 예시한다. 다시 말하지만, 아이피스 도파관(2400)의 물리적 도면이 도 24c의 좌측에 도시되어 있다. 아이피스 도파관(2400)은 다시 안구를 향하는 측면(2400a)에서 바라본 것으로 도시되어 있다. ICG 영역(2440) 및 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 동작에 대한 k-공간 도면, KSD1b가 도 24c의 우측에 도시되어 있다.

[0427] 도 24c의 좌측에 도시된 물리적 도면은 도 24b에 도시된 바와 같이 ICG 영역(2440)으로부터의 동일한 유도 빔(2441)을 나타낸다. 그러나 이번에는, 물리적 도면은 유도 빔(2441)이 아이피스 도파관(2400)을 통해 +x-방향으로 측면으로 퍼지게 하는 제2 CPE 영역(2455b)과의 상호작용을 보여준다. 즉, 유도 빔(2441)이 아이피스 도파관(2400)을 통해 －y-방향으로 아래쪽으로 전파됨에 따라, 그 파워의 일부는 제2 CPE 영역(2455b)과의 상호작용들 각각 동안 y 축에 대해 실질적으로 -120° 각도로 회절된다. 유도 빔(2441)의 파워의 나머지 부분은, 파워의 다른 부분들이 동일한 -120° 각도로 회절되는 제2 CPE 영역(2455b)과의 다음 상호작용까지 －y-방향으로 아래쪽으로 계속 전파된다. 이 프로세스는 이격된 복수의 회절 빔들(2456b)을 생성하며, 이 회절 빔은 아이피스 도파관(2400)을 통해 y 축에 대해 -120° 각도로 전파된다. 이러한 회절 빔들(2456b)은 도 24c의 우측에 있는 k-공간 도면(KSD1b)에서 4 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형으로 표시된다.

[0428] 이미 설명한 대로 제2 CPE 영역(2455b)과 관련된 1 차 격자 벡터들 중 하나는 y 축에 대해 -60°를 가리키고(KSD1b에 표시됨), 다른 하나는 y 축에 대해 +120°의 반대 방향을 가리킨다. y 축에 대해 -60°를 가리키는 1 차 격자 벡터들은 FOV 직사각형을 6 시 포지션(ICG 영역(2440)에서 하향으로 전파되는 유도 빔들에 해당)에서 4 시 포지션(y 축에 대해 -120° 각도로 전파되는 회절 빔들(2456b)에 해당)으로 이동시킨다. (y 축에 대해 +120°를 가리키는 1 차 격자 벡터들은 6 시 포지션으로부터 FOV 직사각형을 k-공간 고리 외부의 위치로 이동시키므로 회절을 발생시키지 않는다.)

[0429] ICG 영역(2440)으로부터 유도 빔들이 제2 CPE 영역(2455b)과 상호작용하고, k-공간 도면(KSD1b)의 4 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 상태들로 회절되면, 이들은 아이피스 도파관(2400)을 통해 유도될 때 다음 TIR 바운스에서 제1 CPE 영역(2455a)과 상호작용하게 된다. 이러한 빔(2456b)과 제1 CPE 영역(2455a)의 상호작용들은 아이피스 도파관(2400)으로부터 사용자의 안구 쪽으로 아웃-커플링될 수 있다. 아웃-커플링된 빔(2457b)은 도 24c의 좌측에 있는 아이피스 도파관(2400)의 물리적 도면에서 원형의 점으로 표시되어 있으며, 이는 해당 빔이 페이지 바깥쪽의 z-방향으로 전파되고 있음을 나타낸다. 제1 CPE 영역(2455a)에 의한 빔(2456b)의 아웃-커플링은 k-공간 도면(KSD1b)를 참조하여 이해될 수 있다.

[0430] 이미 논의된 바와 같이, 제1 CPE 영역(2455a)과 연관된 1 차 격자 벡터들 중 하나는 y 축에 대해 +60°를 가리키고(KSD1b에 도시된 바와 같음), 다른 하나는 y 축에 대해 반대 방향인 -120°를 가리킨다. y 축에 대해 +60°를 가리키는 1 차 격자 벡터들은 FOV 직사각형을 4 시 포지션(y 축에 대해 -120° 각도로 전파되는 회절 빔들(2456b)에 해당)에서 k-공간 도면(KSD1a)의 중심(아이피스 도파관(2400) 내부에서 더 이상 유도 전파 모드에 있지 않은 아웃-커플링 광 빔들에 해당)으로 이동시킨다. (y 축에 대해 -120°를 가리키는 1 차 격자 벡터들은 FOV 직사각형을 4 시 포지션에서 k-공간 고리 외부 위치로 이동시키므로 회절이 발생하지 않는다.)

[0431] 도 24c의 좌측에 있는 물리적 도면은 광 빔들(2456b)과 제1 CPE 영역(2455a)의 상호작용이 어떻게 다수의 이격된 아웃-커플링된 빔들(2457b)을 초래하는지를 보여준다. 광 빔들(2456b)이 y 축에 대해 -120° 각도로 전파됨에 따라, 그 파워의 일부가 제1 CPE 영역(2455a)과의 상호작용들 각각에 의해 아웃-커플링된다. 광 빔들(2456b)의 파워의 나머지 부분은, 그 광 빔들의 파워의 다른 부분들이 아웃-커플링되는 제1 CPE 영역(2455a)과의 다음 상호작용까지, y 축에 대하여 -120° 각도로 계속 전파된다. 이 프로세스는 서로 다른 공간 위치에서 아이피스 도파관(2400)을 빠져나와 사용자의 안구를 향해 전파되는 복수의 이격된 아웃-커플링 빔(2457b)을 생성한다. 이미 언급한 바와 같이, 이러한 아웃-커플링된 빔(2457b)은 k-공간 도면(KSD1b)의 중앙에 위치한 FOV 직사각형으로 표현된다.

[0432] 도 24d는 아이피스 도파관(2400)을 통과하는 광의 제1 및 제2 유형들의 주 경로들 모두에 따라 물리적 공간 및 k-공간에서 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 동작을 예시한다. 다시, 아이피스 도파관(2400)의 물리적 도면이 도 24d의 좌측에 도시되어 있다. 아이피스 도파관(2400)은 다시 안구를 향하는 측면(2400a)에서 바라본 것으로 도시되어 있다. ICG 영역(2440) 및 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 동작에 대한 k-공간 도면(KSD2)이 도 24d의 우측에 도시되어 있다.

[0433] 이미 논의된 바와 같이, 아이피스 도파관(2400)을 통과하는 광의 두 가지 유형들의 주 경로들은 모두 입력 이미지에 대응하는 입력 광 빔들의 세트로 시작하며, 이는 ICG 영역(2440)에 입사된다. 입력 광 빔들의 세트는 k-공간 도면(KSD2)의 중앙에 위치한 FOV 직사각형으로 표시된다. ICG 영역(2440)은 입력 광 빔들을 아이피스 도파관(2400) 내의 유도 전파 모드로 결합한다. 이는 ICG 영역과 관련된 1 차 격자 벡터들 중 하나에 의한 FOV 직사각형이 k-공간 도면(KSD2)의 중심에서 k-공간 고리의 6 시 포지션으로 이동하는 것으로 표시된다. 도 24d의 좌측에 있는 물리적 도면은 결과 유도 빔들(즉, 유도 빔(2441)) 중 하나의 단일 빔을 보여준다. 그러나, 많은 유도 입력 빔들이 존재할 것이며, 각 빔은 KSD2의 k-공간 고리에서 6 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형 내부의 다른 k-벡터에 해당할 것임을 이해해야 한다.

[0434] 그런 다음, ICG 영역(2440)으로부터의 유도 광 빔들은 아이피스 도파관(2400)의 안구를 향하는 측면(2400a)의 표면과 외부를 향하는 측면(2400b)의 표면 사이에서 TIR할 때 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)과 다중 교호적으로 상호작용들을 한다. 각각의 세대의 상호작용들 동안, 빔들 각각의 파워의 일부는 0 차 회절하여 아이피스 도파관(2400)의 x-y 평면에서 동일한 방향으로 계속 전파될 수 있는 반면, 빔들 각각의 파워의 다른 일부는 새로운 전파 방향으로 1 차 회절할 수 있다.

[0435] KSD2의 6 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 상태들의 광 빔들 중 일부는 먼저 제1 CPE 영역(2455a)과 상호작용하고, 다른 광 빔들은 먼저 제2 CPE 영역(2455b)과 상호작용할 것이다. 초기 상호작용이 제1 CPE 영역(2455a)과 이루어지는 광 빔들의 경우, 각 빔들의 파워의 일부가 1 차 회절되어 회절된 광 빔들(예를 들어, 회절 빔들(2456a))을 생성하여 전파 상태들이 KSD2의 k-공간 고리의 8 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되고, 빔들 각각의 파워의 다른 부분들은 0 차 회절하여 전파 상태들이 6 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 계속 표시되는 회절된 광 빔들을 생성한다. 그런 다음 이러한 모든 광 빔들은 아이피스 도파관(2400)을 통해 전파될 때 후속 TIR 바운스에서 제2 CPE 영역(2455b)과 상호작용한다.

[0436] 제2 CPE 영역(2455b)과 상호작용하는 동안, 전파 상태들이 8 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 빔의 파워 일부가 1 차 회절하여 아웃-커플링된 광 빔들(예를 들어, 빔들(2457a))을 생성하며, 이 빔들의 전파 상태들은 KSD2에서 k-공간 고리 중앙의 FOV 직사각형으로 표시되고, 빔들 각각의 파워의 다른 부분들은 0 차 회절하여 전파 상태들이 8 시 포지션의 FOV 직사각형으로 계속 표시되는 광 빔들(예를 들어, 빔들(2456a))을 생성한다. 한편, 전파 상태들이 6 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 빔의 파워 일부는 아이피스 도파관(2400)을 통과하는 제2 유형의 주 경로를 따른다. 즉, 전파 상태들이 6 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 빔의 파워의 일부는 제2 CPE 영역(2455b)과의 상호작용에서 1 차 회절하여 광 빔들(예를 들어, 빔들(2456b))을 생성하여 전파 상태들이 KSD2의 k-공간 고리의 4 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되고, 빔들 각각의 파워의 다른 부분들은 0 차 회절되어 전파 상태들이 6 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 계속 표시되는 광 빔들을 생성한다. 그런 다음 이러한 모든 광 빔들은 아이피스 도파관(2400)을 통해 전파될 때 후속 TIR 바운스에서 제1 CPE 영역(2455a)과 상호작용한다.

[0437] 제1 CPE 영역(2455a)과의 다음 상호작용 동안, 전파 상태들이 4 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 빔의 파워 일부가 1 차 회절하여 아웃-커플링된 광 빔들(예를 들어, 빔들(2457b)), 전파 상태들이 KSD2의 k-공간 고리 중앙에 있는 FOV 직사각형으로 표시되고, 빔들 각각의 파워의 다른 부분들은 0 차 회절되어 전파 상태들이 계속해서 4 시 포지션의 FOV 직사각형으로 표시되는 광 빔들(예를 들어, 빔들(2456b))이 생성된다. 한편, 전파 상태들이 6 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 빔의 파워 일부는 아이피스 도파관(2400)을 통과하는 제1 유형의 주 경로를 따른다. 즉, 전파 상태들이 6 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 빔의 파워의 일부는 제1 CPE 영역(2455a)과의 상호작용에서 1 차 회절하여 광 빔들(예를 들어, 빔들(2456a))을 생성하여 전파 상태들이 KSD2의 k-공간 고리의 8 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되고, 빔들 각각의 파워의 다른 부분들은 0 차 회절하여 전파 상태들이 6 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 계속 표시되는 광 빔들을 생성한다. 그런 다음, 이러한 모든 광 빔들은 아이피스 도파관(2400)을 통해 전파될 때 후속 TIR 바운스에서 제2 CPE 영역(2455b)과 상호작용하고 사이클이 반복된다.

[0438] 도 24b 내지 도 24d의 k-공간 도면으로부터 명백한 바와 같이, ICG 영역(2440), 제1 CPE 영역(2455a) 및 제2 CPE 영역(2455b)의 1 D 회절 격자들은 그들의 관련 격자 벡터들이 모두 서로에 대하여 실질적으로 60° 각도에 있도록 배향될 수 있다. 또한, ICG 영역(2440), 제1 CPE 영역(2455a) 및 제2 CPE 영역(2455b)의 1 D 회절 격자들은 모두 동일한 라인 간격을 가질 수 있어서, 그들의 연관된 격자 벡터들이 모두 동일한 크기를 갖도록 할 수 있다. 이러한 특성은, 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)이 아이피스 도파관(2400)의 반대편들에 있고 따라서 광 빔들이 이러한 격자들와 교호적으로 상호작용한다는 사실과 결합하여, 광 빔들로 하여금 정삼각형들로 정의되는 k-공간의 경로들 따라 전파되게 한다. 이러한 정삼각형 경로들을 통해 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)은 아이피스 도파관(2400)에서 광을 측면으로 확산시키고, 아이피스 도파관으로부터 사용자의 안구로 광을 아웃-커플링할 수 있다.

[0439] 도 24e는 도 24a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 CPE 영역들(2455) 사이의 제1 세대 상호작용들의 도면이다. 예시된 경우, 제1 세대의 상호작용들은 제1 CPE 영역(2455a)과의 상호작용들이지만, 대안적으로 제2 CPE 영역(2455b)과의 상호작용들이 될 수도 있다. 도 24e는 ICG 영역(2440)으로부터 제1 CPE 영역(2455a)으로 진입하는 유도 입력 빔을 도시한다. 입력 빔은 도 24b 내지 도 24d에서 k-공간 고리의 6 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형 내의 k-벡터 중 하나에 대응하는 방향으로 전파되는 것으로 도시되어 있다. 일부 실시예들에서, 입력 빔은 직경이 ~5 ㎜ 이하이거나 또는 ~1 ㎜ 이하이다.

[0440] 제1 CPE 영역(2455a)과의 모든 상호작용들에서, 입력 빔은 2 개의 빔(각각 직경은 동일하지만 입력 빔의 원래 파워의 일부인)으로 분할되어 TIR에서 2 개의 상이한 방향들로 전파된다. 한 방향은 0 차 회절에 해당하며 아이피스 도파관(2400)의 x-y 평면에서 원래의 전파 각도들이다. 다른 방향은 제1 CPE 영역(2455a)과 관련된 격자 벡터들에 따라 달라진다. 도시된 바와 같이, 입력 빔과 제1 CPE 영역(2455a) 사이의 제1 세대 상호작용들은 2 개의 빔들을 생성한다: 입력 빔의 파워의 일부분은 출력₁로서 아이피스 도파관(2400)의 표면으로부터 단순히 반사되어 입력 빔과 동일한 x-y-방향으로 계속 진행되며(즉, 0 차 회절); 입력 빔의 파워의 일부분은 제1 CPE 영역(2455a)의 1 D 격자와 상호작용하여 출력₂로서 회절된다. 출력₂ 빔은 도 24b 내지 도 24d에서 k-공간 고리의 8 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형의 k-벡터 중 하나에 해당하는 방향으로 전파되는 것으로 표시된다. 이러한 제1 세대 상호작용들 이후, 출력₁ 빔 및 출력₂ 빔은 이어서 제2 CPE 영역(2455b)과 상호작용할 수 있다. 예시되지는 않았지만, 다른 전파 각도들을 갖는 ICG 영역(2440)으로부터 제1 CPE 영역(2455a)으로 진입하는 다른 유도 입력 빔들은 유사하게 동작하지만 입력 및 출력 각도가 약간 다를 것이다.

[0441] 도 24f는 도 24a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 CPE 영역들(2455) 사이의 제2 세대 상호작용들의 도면이다. 예시된 경우, 제2 세대 상호작용들은 제2 CPE 영역(2455b)과의 상호작용이다. 제1 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 점선들로 도시되고, 제2 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 실선들로 도시된다. 도 24f에 도시된 바와 같이, 제1 세대 상호작용들의 출력 빔들 각각, 출력₁ 및 출력₂는 이제 2 세대 CPE 영역(2455b)과 상호작용할 수 있다. 도 24e 영차에서 출력₁ 빔의 파워의 일부가 동일한 x-y-방향으로 회절하여 계속되고(도 24b 내지 도 24d의 k-공간 도면의 6 시 포지션에 있는 FOV 직사각형의 k-벡터 중 하나에 해당), 다른 일부는 도 24e에 도시된 빔의 파워과 상호작용한다. 도 24b 내지 도 24d), 그 빔의 파워의 또 다른 부분들은 제2 CPE 영역(2455b)에서 격자와 상호작용하고 도 24b 내지 도 24d의 k-공간 도면의 4 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형의 k-벡터 중 하나에 해당하는 방향으로 1 차 회절된다. 유사하게, 도 24e의 출력₂ 빔의 파워의 일부가 0 차 회절되어 동일한 방향으로 계속 진행되는 반면(도 24b 내지 도 24d의 k-공간 도면의 8 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형의 k-벡터 중 하나에 해당), 그 빔의 파워의 다른 부분들은 제2 CPE 영역(2455b)의 격자와 상호작용하여 아이피스 도파관(2400)에서 1 차 회절되고 아웃-커플링된다. 이러한 제2 세대 상호작용들 후, 출력₁ 빔 및 출력₂ 빔은 이어서 제1 CPE 영역(2455a)과 상호작용할 수 있다.

[0442] 도 24g는 도 24a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 CPE 영역 사이의 제3 세대 상호작용들의 도면이다. 예시된 경우, 제3 세대 상호작용들은 제1 CPE 영역(2455a)과의 상호작용이다. 제1 세대 및 제2 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 점선들로 도시되고, 제3 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 실선들로 도시된다. 도 24g에 도시된 바와 같이, 제2 세대 상호작용들의 출력 빔들 각각, 출력₁ 및 출력₂는 이제 제1 CPE 영역(2455a)과 상호작용할 수 있다. k-공간 고리의 8 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형에 속하는 도 24f의 출력₁ 빔의 파워의 일부가 0 차 회절되어 동일한 x-y-방향으로 계속되는 반면, 그 빔의 파워의 다른 부분들은 6 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형의 k-벡터 중 하나에 대응하는 방향으로 1 차 회절된다. k-공간 고리의 6 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형에 속하는 도 24f의 출력₁ 빔의 파워의 일부가 0 차 회절되어 동일한 x-y-방향으로 계속되는 반면, 해당 빔의 파워의 다른 일부는 8 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형의 k-벡터 중 하나에 해당하는 방향으로 1 차 회절된다. 마지막으로, 도 24f의 출력₂ 빔 파워의 일부가 0 차 회절되어 동일한 x-y-방향으로 계속되는 반면, 해당 빔 파워의 다른 일부는 1 차 회절되어 아이피스 도파관(2400)에서 아웃-커플링된다. 이 제3 세대 상호작용들 후, 출력₁ 빔과 출력₂ 빔은 이어서 제2 CPE 영역(2455b)과 상호작용할 수 있다.

[0443] 도 24h는 도 24a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 CPE 영역들(2455) 사이의 제4 세대 상호작용들을 나타낸 도면이다. 예시된 경우, 제4 세대 상호작용들은 제2 CPE 영역(2455b)과의 상호작용이다. 제1 세대, 제2 세대 및 제3 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 점선들로 도시되고, 제4 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 실선들로 도시된다. 이 상호작용들의 세대에서, 일부 광 빔들은 아이피스 도파관(2400)에서 아웃-커플링되고, 다른 빔들 각각은 도 24b 내지 도 24d의 k-공간 도면의 k-공간 고리에서 4 시, 6 시 또는 8 시 포지션의 FOV 직사각형 중 하나에 속하는 k-벡터에 대응하는 방향으로 회절된다. 이러한 제4 세대 상호작용들 후에, 출력₁ 빔들 및 출력₂ 빔들은 이어서 제1 CPE 영역(2455a)과 상호작용할 수 있다.

[0444] 도 24i는 도 24a에 도시된 아이피스 도파관 실시예의 입력 빔과 CPE 영역들(2455) 사이의 제5 세대 상호작용들을 나타낸 도면이다. 예시된 경우, 제5 세대의 상호작용들은 제1 CPE 영역(2455a)과의 상호작용들이다. 제1 세대, 제2 세대, 제3 세대 및 제4 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 점선들로 도시되고, 제5 세대 상호작용들과 관련된 빔들은 실선들로 도시된다. 이전 세대 상호작용들에서와 마찬가지로, 일부 광 빔들은 아이피스 도파관(2400)에서 아웃-커플링되고, 다른 각 빔은 도 24b 내지 도 24d의 k-공간 도면의 k-공간 고리에서 4 시, 6 시 또는 8 시 포지션의 FOV 직사각형 중 하나에 속하는 k-벡터에 대응하는 방향으로 회절된다. 이 제5 세대 상호작용들 후, 출력₁ 빔 및 출력₂ 빔은 이어서 제2 CPE 영역(2455b)과 상호작용할 수 있으며, 사이클은 계속 반복된다.

[0445] 도 24j는 도 24a에 도시된 아이피스 도파관(2400)을 통과하는 광의 고차 경로들을 k-공간에서 나타낸다. 도 24b 내지 도 24d의 k-공간 도면은 ICG 영역(2440) 및 CPE 영역들(2455)과 연관된 1 차 격자 벡터들을 나타낸다. 1 차 격자 벡터들은 k-공간 고리에서 4 시, 6 시 및 8 시 포지션들의 FOV 직사각형으로 표시되는 유도 전파 모드를 생성한다. 그러나, CPE(2455) 영역들 각각은 또한 양수 및 음수 2 차 격자 벡터들과 연관되어 있으며, 그 중 일부는 유도 전파 모드를 발생시킨다.

[0446] 본 명세서에서 이미 논의된 바와 같이, 2 차 격자 벡터들은 대응하는 1 차 격자 벡터들과 동일한 방향을 가리키지만, 크기는 2 배 더 크다. 따라서, 도 24j에 도시된 바와 같이, k-공간 고리의 4 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 모드의 광 빔들은 제1 CPE 영역(2455a)에 의해 k-공간 고리의 10 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 모드로 2 차 회절될 수 있다. 마찬가지로, k-공간 고리의 8 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 모드의 광 빔들은 제2 CPE 영역(2455b)에 의해 k-공간 고리의 2 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 모드로 2 차 회절될 수 있다. 2 시 및 10 시 포지션들에서, CPE 영역들(2455)에 의한 1 차 회절은 12 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 모드의 광 빔들을 생성할 수 있다.

[0447] k-공간 고리에서 10 시, 12 시, 2 시 포지션들의 전파 모드는 2 차 회절 경로와 연관되어 있지만, 사용자의 안구에는 여전히 아웃-커플링될 수 있다. 예를 들어, k-공간 고리 내 10 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 모드의 광 빔들은 k-공간 고리 중앙에서 FOV 직사각형으로 표시되는 아웃-커플링된 빔들로서 제1 CPE 영역(2455a)에서 1 차 회절될 수 있다. 유사하게, k-공간 고리의 2 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 모드의 광 빔들은 k-공간 고리의 중심에서 FOV 직사각형으로 표시되는 아웃-커플링된 빔으로서 제2 CPE 영역(2455b)에 의해 1 차 회절될 수 있다.

[0448] 도 24k는 도 24a에 도시된 아이피스 도파관(2400)을 통해 광 빔들이 어떻게 확산되는지를 설명하는 도면이다. ICG 영역(2440)으로부터 －y-방향으로 전파되는 CPE 영역들(2455)으로 진입하는 유도 빔들은 다수의 빔들로 복제되고, 일부는 ±y-방향으로 이동한다(k-공간 고리에서 6 시 및 12 시 포지션들의 FOV 직사각형에 대응함), 일부는 y 축에 대해 ±60°로 이동하고(k-공간 고리에서 2 시 및 10 시 포지션들의 FOV 직사각형에 해당), 일부는 y 축에 대해 ±120°로 이동한다(k-공간 고리에서 4 시 및 8 시 포지션들의 FOV 직사각형에 해당). 이러한 방식으로, 광 빔들은 전체 아이피스 도파관(2400) 전체에 걸쳐 측면으로 확산된다.

[0449] 도 24l은 도 24a에 도시된 아이피스 도파관(2400)의 다른 예시적인 실시예를 도시하지만, ICG 영역(2440)이 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 상부가 아닌 측면에 위치하도록 회전된 것을 나타낸다. 제1 CPE 영역(2455a)은 아이피스 도파관(2400)의 안구를 향하는 측면(2400a)의 표면 상에 또는 그 내부에 형성되고, 제2 CPE 영역(2455b)은 외부를 향하는 측면(2400b)의 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는다. 도 24l에서, 아이피스 도파관(2400)은 안구를 향하는 측면(2400a)에서 도시되고, 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)은 서로로부터 측면으로 오프셋되어 있는 것으로 도시된다. 그러나, 이는 단지 제1 CPE 영역(2455a) 뒤에 있는 제2 CPE 영역(2455b)의 일부를 보여주기 위한 설명의 용이성만을 위한 것이다. 실제로, 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)은 서로 측면으로 정렬될 수 있다. 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)은 도 24l에서 원형으로 도시되어 있지만, 직사각형들(도 24b 및 도 24c에 도시된 바와 같음), 정사각형들, 다른 다각형들, 심지어 불규칙한 형상들을 포함하여 다양한 형상들이 가능하다.

[0450] 도 24l에서, ICG 영역(2440)은 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 측두측 또는 비강측에 제공된다. 수평 축(즉, 0°또는 180°)에 위치하는 것으로 도시되어 있지만, ICG 영역(2440)은 다른 각도 위치들에 위치할 수도 있다. 이는 단순히 ICG 및 CPE 회절 격자를 z-축을 중심으로 원하는 각도로 회전시킴으로써 달성할 수 있다. 이러한 경우, 프로젝터로부터 ICG 영역(2440)으로 제공되는 입력 이미지는 사용자의 안구에 투사되는 출력 이미지가 사용자에 의해 예상되는 전형적인 수평 정렬 방향을 갖도록 반대 방향으로 동일한 양만큼 회전될 수 있다.

[0451] 이미 논의된 바와 같이, ICG 영역(2440)은 1 D 회절 격자일 수 있다. 도 24l에 도시된 예에서, ICG 영역(2440)의 라인들은 y-방향으로 연장되고 격자는 x-방향으로 주기성을 나타낸다. ICG 영역(2440)은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 기능한다. 즉, 프로젝터로부터 입력 빔들의 세트를 수신한다. 입력 빔들의 세트는 입력 이미지에 해당한다. 입력 빔은 일반적으로 ICG 영역(2440)에 입사될 때까지 z-방향을 따라 이동하고, 이후 유도 전파 모드에서 아이피스 도파관(2400)에 일부 또는 전부가 결합된다. 도 24l은 ICG 영역(2440)에 의해 인-커플링되고, 아이피스 도파관의 안구를 향하는 측면(2400a)과 외부를 향하는 측면(2400b) 사이에서 교호적으로 TIR에 반사되면서 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)로 향하는 유도 빔(2441) 중 하나를 도시한 것이다. 도 24l은 유도 빔(2441)의 2 개의 예들을 보여주는 것처럼 보이지만, 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)이 예시의 용이성을 위해 서로 오프셋된 것으로 도시되어 있다는 사실 때문에 실제로는 중복적으로 도시된 동일한 예라는 것이 유의된다. 또한, 단 하나의 유도 빔(2441)만 도시되어 있지만, 실제 작동에서는 많은 유도 빔들이 존재하고 입력 이미지의 FOV에 대응하는 다양한 전파 각도들을 가질 수 있다.

[0452] 본 명세서에서 이미 논의된 바와 같이, 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)은 모두 1 D 회절 격자가 될 수 있다. 도 24l에 도시된 실시예에서, 제1 회절 격자(2455a)의 선들은 x 축에 대해 +30°의 각도로 연장되고, 제2 회절 격자(2455b)의 선들은 x 축에 대해 -30°의 각도로 연장된다. 2 개의 CPE 영역들의 주기성 벡터 사이의 각도는 실질적으로 60°(즉, 60°± 5° 또는 60°± 3° 또는 60°± 1° 또는 60°± .5° 또는 60°± .1°)이다. 또한, 일부 실시예들에서, ICG 영역(2440)의 1 D 격자와 양쪽 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 1 D 격자 사이의 상대 각도는 또한 실질적으로 60°이다(즉, 60°± 5° 또는 60°± 3° 또는 60°± 1° 또는 60°± .5° 또는 60°± .1°). 전술한 바와 같이, ICG 영역(2440), 제1 CPE 영역(2455a) 및 제2 CPE 영역(2455b)의 각각의 1 D 격자들 사이의 실질적으로 60°의 상대 각도는 CPE 영역들이 아이피스 도파관(2400) 내의 광을 측면으로 확산시키고 사용자의 안구를 향해 광을 아웃-커플링할 수 있다는 특성에 기여한다.

[0453] ICG 영역(2440)으로부터의 유도 광 빔들은 TIR을 통해 아이피스 도파관(2400)을 통해 전파되는데, 이는 안구를 향하는 측면(2400a)과 외부를 향하는 측면(2400b)의 각각의 표면 사이에서 앞뒤로 반사됨을 의미한다. 이러한 방식으로 아이피스 도파관(2400)을 통해 유도 빔들이 전파될 때, 유도 빔들은 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 회절 격자와 교호적으로 상호작용한다. 유도 광 빔들에 대한 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 작동은 도 24b 내지 도 24k와 관련하여 논의된 것과 유사하지만 90° 회전된다(CPE 영역들(2455a, 2455b)은 또한 도 24b 내지 도 24c에 도시된 방식과 비교하여 안구를 향하는 측면(2400a)과 외부를 향하는 측면(2400b) 사이에서 교체되었다). 간단히 설명하면, 유도 빔(2441)과 제1 CPE 영역(2455a) 사이의 상호작용들은 이격된 회절 빔들(2456a)의 세트를 초래하며, 이 회절 빔은 x 축에 대해 -120°의 각도로 전파된다. 회절 빔들(2456a)과 제2 CPE 영역(2455b) 사이의 후속 상호작용들은 아웃-커플링된 빔들(2457a)을 초래할 수 있다(도 24b 참조). 유사하게, 유도 빔(2441)과 제2 CPE 영역(2455b) 사이의 상호작용들은 x-축에 대해 +120°의 각도로 전파되는 이격된 회절 빔들(2456b)의 세트를 초래한다. 회절 빔들(2456b)과 제1 CPE 영역(2455a) 사이의 후속 상호작용들은 아웃-커플링된 빔(2457b)을 초래할 수 있다(도 24c 참조).

[0454] 도 24a 내지 도 24l의 아이피스 도파관(2400) 내의 CPE 영역들(2455) 각각은 광을 측면으로 확산하고 광을 아웃-커플링할 수 있다. 그러나, CPE 영역들(2455a, 2455b)은 이러한 두 작업들 모두에 대해 반드시 동일한 회절 효율을 갖는 것은 아니다. 이는 아이피스 도파관(2400) 내에서 광이 측면으로 확산되는 것은 한 TIR 전파 모드에서 다른 TIR 전파 모드로의 회절에 의해 발생하는 반면, 아이피스 도파관(2400)에서 광이 아웃-커플링되는 것은 한 TIR 전파 모드에서 자유 공간 전파 모드로의 회절에 의해 발생하기 때문이다. 일부 경우들에서, CPE 영역들(2455a, 2455b)은 아이피스 도파관(2400) 전체에 걸쳐 광 빔들을 측면으로 확산시키는 회절 효율이 아이피스 도파관으로부터 광 빔들을 아웃-커플링하는 것보다 더 클 수 있다. 다시 말해, 아이피스 도파관(2400)은 사용자의 안구를 향해 광을 아웃-커플링하는 것보다 외부 둘레를 향해 광을 확산시키는 경향이 더 클 수 있다. 이로 인해, 아웃-커플링되기 전에 아이피스 도파관(2400)의 주변 에지에서 유용한 광이 손실될 수 있다. 도 24m은 아이피스 도파관의 주변 에지로 확산되는 광의 일부를 재활용할 수 있는 아이피스 도파관(2400')의 실시예를 예시하고 있다.

[0455] 도 24m은 아이피스 도파관(2400)이 재활용 회절 격자들(2460)을 포함하도록 수정된 것을 제외하고는 도 24l에 도시된 아이피스 도파관(2400)의 다른 예시적인 실시예를 예시한다. 도 24m의 아이피스 도파관(2400)은 도 24l에서와 동일한 구조 및 기능을 갖는 ICG 영역(2440) 및 CPE 영역들(2455a, 2455b)을 포함한다. 그러나, 도 24m의 아이피스 도파관(2400)은 또한 제1 리사이클러 영역(2460a) 및 제2 리사이클러 영역(2460b)을 포함한다. 제1 리사이클러 영역(2460a)은 아이피스 도파관(2400)의 안구를 향하는 측면(2400a)의 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 회절 격자이다. 마찬가지로, 제2 리사이클러 영역(2460b)은 아이피스 도파관의 외부를 향하는 측면(2400b)의 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 회절 격자이다. 리사이클러 영역들(2460a, 2460b)의 목적은 아이피스 도파관(2400)의 주변 에지로 확산된 광 빔들을 다시 중앙으로 향하게 하여, CPE 영역들(2455a, 2455b)과 추가의 상호작용들을 거쳐 아이피스 도파관의 에지에서 손실되지 않고 사용자의 안구 쪽으로 아웃-커플링될 수 있도록 하는 것이다. 따라서 효율성이 향상되고 출력 빔의 균일성도 개선된다. 또한, 아이피스 도파관(2400)의 중앙 부분에서 아웃-커플링된 광 빔들은 사용자의 안구를 둘러싼 아이박스와 교차할 가능성이 더 높다. 따라서, 아이피스 도파관(2400)의 중심을 향해 광 빔들을 전향시킴으로써, 리사이클러 영역들(2460a, 2460b)은 또한 사용자의 안구와 교차하는 아웃-커플링된 빔의 밀도를 증가시킬 수 있다.

[0456] 제1 리사이클러 영역(2460a)은 제1 CPE 영역(2455a)에 인접하여 제공될 수 있다. 제1 리사이클러 영역(2460a)은 제1 CPE 영역(2455a)에 상대적인 방향으로 위치하여, 제1 CPE 영역으로부터 회절 빔들들(2456a)에 의해 교차되도록 위치할 수 있다. 도시된 실시예에서, 제1 리사이클러 영역(2460a)은 －y-방향으로 제1 CPE 영역에 인접하여 제공되며, 이는 x-방향에 대해 -120°의 각도로 이동하는 회절 빔들(2456a)에 의해 교차될 것이다. 유사하게, 제2 리사이클러 영역(2460b)은 제2 CPE 영역(2455b)에 인접하여 제공될 수 있다. 제2 리사이클러 영역(2460b)은 제2 CPE 영역(2455b)에 상대적인 방향으로 위치하여, 제2 CPE 영역으로부터의 회절 빔들(2456b)과 교차되도록 위치할 수 있다. 도시된 실시예에서, 제2 리사이클러 영역(2460b)은 제2 CPE 영역에 +y-방향으로 인접하여 제공되며, 이는 x-방향에 대해 +120°의 각도로 이동하는 회절 빔들(2456b)과 교차될 것이다.

[0457] 예시된 실시예에서, 리사이클러 영역들(2460a, 2460b)은 모두 1 D 회절 격자로서, 선들이 x-방향으로 연장되고 y-방향에서 주기성을 나타낸다. x-방향에 대해 -120° 각도로 이동하는 제1 CPE 영역(2455a)으로부터의 회절 빔들(2456a)이 제1 리사이클러 영역(2460a)에 입사될 때, 그 결과 x-방향에 대해 +120° 각도로 이동하는 복수의 간격이 있는 재활용 빔들(2461a)이 생성된다. 따라서, 재활용 빔들(2461a)은 아이피스 도파관(2400)의 저부 주변 에지로부터 멀리 전파되어 다시 그 중심을 향해 전파된다. 재활용 빔들(2461a)이 제1 CPE 영역(2455a)과 후속적으로 상호작용할 때, 이들은 사용자의 안구 쪽으로 아웃-커플링될 수 있다.

[0458] 유사한 방식으로, X- 방향에 대해 +120°의 각도로 이동하는 제2 CPE 영역(2455b)으로부터의 회절 빔들들(2456b)이 제2 리사이클러 영역(2460b)에 입사될 때, 그 결과 X- 방향에 대해 -120°의 각도로 이동하는 복수의 간격이 있는 재활용 빔들(2461b)이 발생한다. 따라서, 재활용 빔들(2461b)은 아이피스 도파관(2400)의 최상부 주변 에지로부터 멀리 전파되어 그 중심을 향해 다시 전파된다. 재활용 빔들(2461b)이 제2 CPE 영역(2455b)과 후속 상호작용들을 거치면, 사용자의 안구 쪽으로 아웃-커플링될 수 있다.

[0459] 도 24n은 도 24m에 도시된 아이피스 도파관(2400)의 k-공간 동작을 예시하는 k-공간 도면(KSD3)으로, 리사이클러 영역들(2460a, 2460b)의 k-공간 동작을 포함한다. k-공간 도면(KSD3)은 여러 격자 벡터들을 나타낸다. ICG 격자 벡터들은 ICG 영역(2440)의 주기성 방향을 가리키며, 그 길이는 ICG 영역의 회절적 특징의 피치에 따라 달라진다. CPE1 격자 벡터들은 제1 CPE 영역(2455a)의 주기성 방향을 가리키고, CPE2 격자 벡터들은 제2 CPE 영역(2455b)의 주기성 방향을 가리킨다. CPE1 격자 벡터들의 길이는 제1 CPE 영역(2455a)의 회절 피처들의 피치에 따라 달라진다. 제2 CPE 영역(2455b)의 회절 피처들의 피치와 관련하여 CPE2 격자 벡터들도 마찬가지이다. 마지막으로, 리사이클러 격자 벡터들은 리사이클러 영역들(2460a, 2460b)의 주기성 방향을 가리킨다. 리사이클러 격자 벡터들의 길이는 리사이클러 영역들(2460a, 2460b) 내의 회절 피처들의 피치에 따라 달라진다. 일부 실시예들에서, 리사이클러 격자 벡터들에 대한 회절 피처들 피치 및 주기성 방향은 리사이클러 영역들(2460a, 2460b)에 대한 격자 벡터들이 ±(CPE1 - CPE2)와 같도록 선택된다. 이 제약은 리사이클러 영역이 아이피스 도파관(2400)의 이미징 특성을 유지하도록 보장한다.

[0460] 도 24m에 도시된 아이피스 도파관(2400)의 k-공간 동작은 입력 이미지에 대응하는 입력 광 빔들의 세트(입력 이미지에 대응함)로 시작되며, 이는 ICG 영역(2440)에 입사된다. 입력 광 빔들의 세트는 k-공간 도면(KSD3)의 중앙에 위치한 FOV 직사각형으로 표시된다. ICG 영역(2440)은 입력 광 빔들을 아이피스 도파관(2400) 내에서 유도 전파 모드로 결합한다. 이것은 ICG 영역과 연관된 1 차 격자 벡터들 중 하나에 의한 FOV 직사각형이 k-공간 도면(KSD3)의 중심에서 k-공간 고리의 9 시 포지션으로 이동하는 것으로 표시된다. 도 24m은 결과 유도 빔들(즉, 유도 빔(2441)) 중 하나의 단일 빔을 보여준다. 그러나, 많은 유도 입력 빔들이 존재할 것이며, 빔들 각각은 KSD3의 k-공간 고리에서 9 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형 내부의 다른 k-벡터에 해당할 것임을 이해해야 한다.

[0461] 그런 다음, ICG 영역(2440)으로부터의 유도 광 빔들은 아이피스 도파관(2400)의 안구를 향하는 측면(2400a)의 표면과 외부를 향하는 측면(2400b)의 표면 사이에서 TIR할 때 제1 및 제2 CPE 영역들(2455a, 2455b)과 다중 교호적으로 상호작용을 한다. 각각의 세대의 상호작용들 동안, 빔들 각각의 파워의 일부는 0 차 회절하여 아이피스 도파관(2400)의 x-y 평면에서 동일한 방향으로 계속 전파될 수 있는 반면, 빔들 각각의 파워의 다른 일부는 새로운 전파 방향으로 1 차 회절할 수 있다.

[0462] 도 3의 9 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 상태들의 광 빔들 중 일부는 먼저 제1 CPE 영역(2455a)과 상호작용하고, 다른 광 빔들은 먼저 제2 CPE 영역(2455b)과 상호작용할 것이다. 초기 상호작용이 제1 CPE 영역(2455a)과 이루어지는 광 빔들의 경우, 이들 빔들 각각의 파워의 일부가 1 차 회절되어 회절된 광 빔들을 생성한다(예를 들어, 회절 빔들(2456a))을 생성하며, 이 빔들의 전파 상태들은 KSD3에서 k-공간 고리의 7 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표현되고(CPE1 격자 벡터들에 의해 9 시 포지션에서 변환된 후), 이들 빔들 각각의 전력의 다른 부분들은 0 차 회절하여 전파 상태들이 9 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 계속 표현되는 회절된 광의 빔이 생성된다. 그런 다음, 이러한 모든 광 빔들은 아이피스 도파관(2400)을 통해 전파될 때 후속 TIR 바운스에서 제2 CPE 영역(2455b)과 상호작용한다.

[0463] 제2 CPE 영역(2455b)과 상호작용하는 동안, 전파 상태들이 7 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 빔의 파워의 일부가 1 차 회절하여, 아웃-커플링된 광 빔들(예를 들어, 빔들(2457a))을 생성한다, 빔들(2457a))을 생성하며, 이 빔들의 전파 상태들은 KSD3의 k-공간 고리 중앙에 있는 FOV 직사각형으로 표현되고(7 시 포지션에서 CPE2 격자 벡터들로 변환된 후), 빔들 각각의 다른 부분들은 0 차 회절되어 전파 상태들이 7 시 포지션의 FOV 직사각형으로 계속 표현되는 광 빔들(예를 들어, 빔들(2456a))을 생성한다.

[0464] 한편, 전파 상태들이 9 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 빔의 파워 일부가 제2 CPE 영역(2455b)과의 상호작용에서 1 차 회절하여 광 빔들(예를 들어, 빔들(2456b))을 생성하며, 이 빔들의 전파 상태들은 KSD3의 k-공간 고리의 11 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표현되고(CPE2 격자 벡터들에 의해 9 시 포지션에서 변환된 후), 빔들 각각의 다른 부분들은 0 차 회절되어 전파 상태들이 계속해서 9 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표현되는 광 빔들을 생성한다. 그런 다음, 이러한 모든 광 빔들은 아이피스 도파관(2400)을 통해 전파될 때 후속 TIR 바운스에서 제1 CPE 영역(2455a)과 상호작용하게 된다.

[0465] 제1 CPE 영역(2455a)과의 다음 상호작용 동안, 전파 상태들이 11 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 빔의 파워의 일부가 1 차 회절하여 아웃-커플링된 광 빔들(예를 들어, 빔들(2457b))을 생성한다, 빔들(2457b))을 생성하고, 이들 빔들 각각의 파워의 다른 부분들은 0 차 회절하여, 전파 상태들이 (11 시 포지션에서 CPE1 격자 벡터들에 의해 변환된 후) KSD3의 k-공간 고리의 중심에 있는 FOV 직사각형으로 표현되고, 전파 상태들이 11 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 계속 표현되는 광의 빔들(예를 들어, 빔들(2456b))을 생성할 수 있다.

[0466] 결국, 전파 상태들이 7 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표현되는 빔들의 파워의 일부가 제1 재활용 영역(2460a)에 도달하여 상호작용한다. 7 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 전파 상태들이 표현되는 빔의 파워의 일부는 제1 리사이클러 영역(2460a)과의 상호작용에서 1 차 회절하여, (7 시 포지션에서 리사이클러 격자 벡터들 중 하나에 의해 변환된 후) KSD3의 k-공간 고리의 11 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 전파 상태들이 표현되는 광 빔들(예를 들어, 빔들(2461a))을 생성한다. 그런 다음 이러한 광 빔들(예를 들어, 2461a)은 KSD3의 중앙에 있는 FOV 직사각형으로 표시되는 제1 CPE 영역(2455a)과의 후속 상호작용에 의해 아웃-커플링될 수 있다(CPE1 격자 벡터들에 의해 k-공간 고리의 11 시 포지션에서 변환된 후).

[0467] 마찬가지로, 전파 상태들이 11 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표시되는 빔의 파워의 일부는 결국 제2 재활용 영역(2460b)에 도달하여 상호작용할 것이다. 전파 상태들이 11 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 표현되는 빔의 파워의 일부는 제2 리사이클러 영역(2460b)과의 상호작용에서 1 차 회절하여, (11 시 포지션에서 리사이클러 격자 벡터들 중 하나에 의해 변환된 후) KSD3의 k-공간 고리의 7 시 포지션에서 FOV 직사각형으로 전파 상태들이 표현되는 광 빔들(예를 들어, 빔 2461b)을 생성한다. 그런 다음, 이러한 광 빔들(예를 들어, 2461b)은 (CPE2 격자 벡터들에 의해 k-공간 고리의 7 시 포지션으로부터 변환된 후) KSD3의 중심에 있는 FOV 직사각형으로 표시된 바와 같이, 제2 CPE 영역(2455b)과의 후속 상호작용에 의해 아웃-커플링될 수 있다.

[0468] 도 25a는 단일 2 D 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역(2555)을 구비하는 예시적인 아이피스 도파관(2500)의 에지 뷰이다. 단일 2 D CPE 영역(2555)은 도 24a에 도시된 2 개의 1 D CPE 영역들(2455a, 2455b)의 결합된 동작과 유사한 방식으로 동작한다. 예를 들어, CPE 영역(2555)은 OPE 영역과 유사하게 아이피스 도파관(2500) 내부로 광을 측면으로 확산시키고, 또한 EPE 영역과 유사하게 아이피스 도파관(2500)으로부터 광을 추출한다.

[0469] 도 25a의 단일 2 D CPE 영역(2555)은 도 24a의 2 개의 1 D CPE 영역들(2455a, 2455b)이 집합적으로 하는 것과 유사한 방식으로 동작하지만, 도 24a의 각 1 D CPE 영역들(2455a, 2455b)이 단일 방향으로 주기성을 갖는 회절 피처들로 구성된 반면, 도 25a의 단일 2 D CPE 영역(2555)은 2 개 이상의 방향들로 주기성을 갖는 회절 피처들로 구성되어 있다는 점에서 다른 구조를 갖는다. 도 25a의 2 D CPE 영역(2555)은 도 24a의 두 1 D CPE 영역들(2455a, 2455b)에 의해 집합적으로 수행되는 연산을 수행할 수 있으므로, 아이피스 도파관(2500)의 단일 측 상에 또는 그 내부에 형성될 수 있는 반면, 도 24a의 CPE 영역들(2455a, 2455b)은 각각의 아이피스 도파관(2400)의 양 측면 상에 또는 그 내부에 형성되어 있다.

[0470] 도 25a의 CPE 영역(2555)이―도 24a의 양면 1 D 디자인과 달리―단면 2 D 디자인이라는 사실은 제조 측면에서 유리할 수 있는데, 왜냐하면 한쪽에만 격자들이 있는 아이피스 도파관(예를 들어, 2500)은 양면에 격자가 있는 아이피스 도파관(예를 들어, 2400)보다 제조가 덜 복잡할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 도 24a의 양면 디자인의 제조는 반대측의 격자(2455b)에 대한 격자(2455a)의 정밀한 각도 정렬을 얻기 위한 절차를 포함할 수 있는 반면, 도 25a의 단면 디자인의 제조는 이러한 각도 정렬 절차를 생략할 수 있다. 도 25a의 단면 설계의 일부 실시예는 또한 아이피스 도파관의 반대편에 있는 격자들 사이에서 각도 오정렬의 위험 및 그로부터 초래될 수 있는 광학 성능의 저하가 없기 때문에 광학 성능에서 특정 이점을 제공할 수도 있다.

[0471] 도 25a에 도시된 아이피스 도파관(2500)은 광 투과성 재료로 만들어진 기판을 사용하여 형성될 수 있다. 아이피스 도파관(2500)은 안구를 향하는 측면(2500a)과 외측을 향하는 측면(2500b)을 갖는다. 아이피스 도파관(2500)의 예시적인 실시예에서, ICG 영역(2540)은 아이피스 도파관(2500)의 최상부 중앙에 제공되고, CPE 영역(2555)은 안구를 향하는 측면(2400a)의 ICG 영역(2540) 아래에 제공된다. 그러나, 다른 구성이 가능하다. 예를 들어, CPE 영역(2555) 및/또는 ICG 영역(2540)은 아이피스 도파관(2500)의 외측면(2500b)에 대안적으로 제공될 수 있고, 따라서 ICG 및 CPE 영역이 반사 또는 전송 모드에서 작동한다. 또한, 다른 실시예들에서와 같이, ICG 영역은 아이피스 도파관(2500)의 관자놀이 측면 또는 내측 측면과 같은 다른 포지션들에 배치될 수 있다.

[0472] 일부 실시예들에서, ICG 영역(2540)은 아이피스 도파관(2500)의 표면 상에 또는 그 내부에(예를 들어, 안구를 향하는 측면(2500a) 상에) 형성되는 회절 격자이다. ICG 영역(2540)은 프로젝터와 같은 입력 디바이스로부터 입력 빔들의 세트를 수신한다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 입력 빔은 일반적으로 입력 디바이스로부터 ±z-방향으로 전파되어 ICG 영역(2540)에 입사될 때까지 전파될 수 있다. ICG 영역(2540)은 이러한 입력 빔을 회절시켜 적어도 일부가 아이피스 도파관(2500) 내의 유도 전파 모드로 들어가도록 한다.

[0473] ICG 영역(2540) 내부의 회절 격자의 예시된 실시예는 1 차원 주기성을 갖는다(즉, 1 D 격자이다). ICG 영역(2540)의 격자 라인들은 회절 빔들의 일부가 －y-방향으로 CPE 영역(2555)을 향하도록 배향될 수 있다. 따라서, 예시된 실시예에서, ICG 영역(2540)은 ±x-방향으로 연장되고 ±y-방향으로 주기적으로 반복되는 회절 라인들을 포함한다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, ICG 영역(2540)을 구성하는 회절 라인들 사이의 간격은 입력 광 빔들을 아이피스 도파관(2500) 내부의 유도 전파 모드로 결합시키도록 설정될 수 있다. 그런 다음, ICG 영역(2540)으로부터의 회절 빔들은 TIR을 통해 CPE 영역(2555)을 향해 전파된다.

[0474] 도 25a의 CPE 영역(2555)은 2 차원 주기성을 갖는다(즉, 2 D 격자이다). 2 D 격자(2555)는 도 24a 내지 도 24k의 설계에서 CPE 영역들(2455a, 2455b) 모두의 격자 벡터들을 포함하는 상응하는 k-공간 격자 벡터들의 세트를 갖는다. 일부 실시예들에서, 도 25a의 CPE 영역(2555)은 도 24a 내지 도 24k의 CPE 영역(2455a) 및 CPE 영역(2455b)의 중첩에 의해 생성된 교차 격자로 구성된다. 일부 실시예들에서, 도 25a의 CPE 영역(2555)은 CPE 영역(2455a)과 CPE 영역(2455b)의 선 격자가 중첩될 경우 교차하는 교차점(2556)에 위치한(예를 들어, 교차점을 중심으로) 회절 피처의 배열로 구성된다.

[0475] 위에서 이미 논의한 바와 같이, 도 24a 내지 도 24k의 CPE 영역(2455a)은 y 축에 대해 -30° 각도로 배향된 회절 라인들로 구성된 1 D 회절 격자가 될 수 있다. 이 1 D 격자는 도 25b에서 격자 벡터들(G)로 표시된 k-공간 격자 벡터들에 해당한다. 한편, CPE 영역(2455b)은 y 축에 대해 +30° 각도로 배향된 회절 라인들로 구성된 1 D 회절 격자일 수 있다. 이 1 D 격자는 도 25b에서 격자 벡터들(H)로 표시된 k-공간 격자 벡터들에 해당한다. CPE 영역(2455a)의 1 D 격자와 CPE 영역(2455b)의 1 D 격자 사이, 그리고 이들 격자들 각각과 ICG 영역(2440)의 1 D 격자 사이의 상대 각도는 실질적으로 60°이다(즉, 60° ± 5°, 60° ± 3°, 60° ± 1°, 60° ± .5° 또는 60° ± .1°). 따라서, 도 24a 내지 도 24k의 CPE 영역들(2455a, 2455b)에 대한 k-공간 격자 벡터들(G, H)은 마찬가지로 서로에 대해 실질적으로 60°로 배향된다. 도 25a의 CPE 영역(2555)의 2 D 격자 역시 이와 동일한 1 차 격자 벡터들(G 및 H)(±G 및 ±H의 합에 대응하는 고차 격자 벡터들에 추가)을 갖는다.

[0476] 서로에 대해 실질적으로 60°로 배향되는 것 외에도, CPE 영역(2555)의 2 차원 격자의 1 차 격자 벡터들(G, H)은 또한 ICG 영역(2540)의 격자 벡터들에 대해 실질적으로 60°로 배향된다. 또한, CPE 영역(2555)의 2 D 격자는 그 1 차 격자 벡터들(G, H)이 ICG 영역(2540)의 1 차 격자 벡터들과 크기가 실질적으로 동일하도록 공간 주기성을 가지도록 설계될 수 있다. ICG 영역(2540)으로부터의 유도 광 빔들에 대한 CPE 영역(2555)의 동작은 도 25b와 관련하여 설명된다.

[0477] 도 25b는 물리적 공간 및 k-공간 모두에서 2 D CPE 영역(2555)의 동작을 예시한다. 아이피스 도파관(2500)의 물리적 도면이 도 25b의 최상부에 도시되어 있다. ICG 영역(2540) 및 CPE 영역(2555)의 동작에 대한 k-공간 도면, KSD1이 도 25b의 저부에 도시되어 있다.

[0478] 이미 논의된 바와 같이, 입력 빔들의 세트는 프로젝터와 같은 입력 디바이스로부터 아이피스 도파관(2500)의 ICG 영역(2540)에 입사된다. 이 입력 빔들의 세트는 k-공간 도면(KSD1)의 중앙에 표시된 FOV 직사각형으로 표현된다. ICG 영역(2540)의 회절 격자에는 ±k_y-방향을 가리키는 양수 및 음수 격자 벡터들이 연관되어 있다. 따라서 ICG 영역(2540)의 k-공간 작동은 중앙 FOV 직사각형을 k-공간 도면(KSD1)의 6 시 및 12 시 포지션들로 이동시키는 것이다. (12 시 포지션의 FOV 직사각형은 +y-방향으로 전파되는 광 빔들에 해당한다. 이러한 빔들은 아이피스 도파관(2500)의 최상부 에지에서 빠져나가기 때문에 특정 FOV 직사각형은 도면에 표시되지 않았으며 해당 빔들에 대해서는 더 이상 설명하지 않는다.) ICG 격자 벡터들의 길이는 회절 라인들의 간격과 광의 파장에 따라 설정할 수 있으며, 6 시 포지션에서 변환된 FOV 직사각형이 k-공간 고리 내에 완전히 놓이도록 설정할 수 있다.

[0479] 설명의 편의를 위해, 도 25b 최상부의 물리적 도면은 ICG 영역(2540)으로부터의 유도된 광 빔들 중 하나(즉, k-공간 도면(KSD1)의 6 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형의 중심 k-벡터에 대응하는 유도 빔들(2541))만을 나타낸다. 그러나, 다수의 유도 입력 빔들이 존재할 것이며, 유도 빔들 각각은 KSD1의 k-공간 고리에서 6 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형 내부의 상이한 k-벡터에 대응할 것임을 이해해야 한다.

[0480] ICG 영역(2540)으로부터의 유도 빔들(2541)은 아이피스 도파관(2500)을 통해 －y-방향으로 아래쪽으로 전파되어, 안구를 향하는 측면(2500a)의 표면과 외부를 향하는 측면(2500b)의 표면 사이에서 TIR로 앞뒤로 반사된다. 유도 빔들(2541)이 안구를 향하는 측면(2500a)에서 반사될 때마다, 유도 빔들(2541)은 CPE 영역(2555)과 상호작용할 수 있다. CPE 영역(2555)의 회절 효율은 각각의 광 빔의 파워의 일부만이 이러한 상호작용들 각각을 통해 회절되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, CPE 영역(2555)의 회절 효율은 10 ％ 이하이다. CPE 영역(2555)의 회절 효율은 예를 들어, 회절 피처들의 에칭 깊이에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 회절 피처들의 높이들은 약 5 ㎚에서 약 200 ㎚까지 범위일 수 있다. 일부 실시예들에서, 회절 피처들의 높이들은 단지 0보다 큰 범위에서 유도 빔들(2541)의 반 파장까지 다양할 수 있다.

[0481] 도 25b의 최상부의 물리적 도면은 아이피스 도파관(2500)을 통해 ±x-방향 양쪽 모두에서 광을 측면으로 확산시키는 유도 빔들(2541)과 CPE 영역(2555)의 상호작용들을 도시한다. 유도 빔들(2541)이 아이피스 도파관(2500)을 통해 －y-방향으로 아래쪽으로 전파됨에 따라, 그 파워의 일부는 CPE 영역(2555)과의 상호작용들 각각 동안 y 축에 대해 ±120° 각도로 회절된다. 유도 빔들(2541)의 파워의 나머지 부분은 CPE 영역(2555)과의 다음 상호작용이 있을 때까지 －y-방향으로 아래쪽으로 계속 전파되며, 여기서 파워의 일부가 다시 동일한 ±120° 각도로 회절된다. 이 프로세스는 이격된 복수의 회절 빔들(2556a, 2556b)을 생성하며, 이 빔들은 각각 y 축에 대해 +120° 각도 및 -120° 각도로 아이피스 도파관(2500)을 통해 전파된다. 120° 각도로 전파되는 회절 빔(2556a)은 k-공간 도면(KSD1)에서 8 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형으로 표시되고, -120° 각도로 전파되는 회절 빔(2556b)은 4 시 포지션에 위치한 FOV 직사각형으로 표시된다.

[0482] 도 25b의 저부의 k-공간 도면(KSD1)을 참조하면, k축에 대해 +60°를 가리키는 1 차 격자 벡터들(G)는 FOV 직사각형을 6 시 포지션(ICG 영역(2540)에서 하향 전파되는 유도 빔들에 대응)에서 8 시 포지션(y 축에 대해 +120° 각도로 전파되는 회절 빔(2556a)에 대응)으로 이동시킨다. 유사하게, k축에 대하여 -60°를 가리키는 1 차 격자 벡터들(H)는 FOV 직사각형을 6 시 포지션(ICG 영역(2540)으로부터 하향으로 전파되는 유도 빔들에 대응함)에서 4 시 포지션(y 축에 대하여 -120°각도로 전파되는 회절 빔(2556b)에 대응함)으로 이동한다.

[0483] 일단 ICG 영역(2540)으로부터 유도 빔들이 CPE 영역(2555)과 상호작용하고, k-공간 도면(KSD1)의 4 시 및 8 시 포지션들에서 FOV 직사각형으로 표시되는 전파 상태들로 회절되면, 이들은 아이피스 도파관(2500)을 통해 유도될 때 후속 TIR 바운스에서 CPE 영역(2555)과 다시 상호작용하게 된다. 빔들(2556a 및 2556b)과 CPE 영역(2555)의 이러한 후속 상호작용들은 빔이 아이피스 도파관(2500)으로부터 사용자의 안구를 향해 아웃-커플링될 수 있다. 아웃-커플링된 빔(2557)은 도 25b의 최상부의 아이피스 도파관(2500)의 물리적 도면에 원형의 점들로 표시되어 있으며, 이는 해당 빔이 페이지 외부의 z-방향으로 전파되고 있음을 나타낸다. CPE 영역(2555)에 의한 빔들(2556a, 2556b)의 아웃-커플링은 k-공간 도면(KSD1)을 참조하여 이해될 수 있다.

[0484] y 축에 대해 -60°를 가리키는 1 차 격자 벡터들(H)는 FOV 직사각형을 8 시 포지션(y 축에 대해 +120° 각도로 전파되는 회절 빔(2556a)에 해당)로부터 k-공간 도면(KSD1)의 중심(아이피스 도파관(2500) 내부에서 더 이상 유도 전파 모드에 있지 않은 아웃-커플링된 광 빔들(2557)에 해당)으로 이동시킨다. 마찬가지로, y 축에 대해 +60°를 가리키는 1 차 격자 벡터들(G)는 FOV 직사각형을 4 시 포지션(y 축에 대해 -120° 각도로 전파되는 회절 빔(2556b)에 해당)에서 k-공간 도면(KSD1)의 중심(아이피스 도파관(2500) 내부에서 더 이상 유도 전파 모드가 아닌 아웃-커플링된 광의 빔들(2557)에 해당)으로 이동시킨다.

[0485] 도 25b 최상부의 물리적 도면은 광 빔들(2556a, 2556b)과 CPE 영역(2555)의 후속 상호작용이 어떻게 여러 개의 간격이 있는 아웃-커플링된 빔들(2557)을 생성하는지를 보여준다. 광 빔들(2556a, 2556b)이 y 축에 대해 ±120° 각도로 전파됨에 따라, 그 파워의 일부는 CPE 영역(2555)과의 각 후속 상호작용에 의해 아웃-커플링된다. 광 빔들(2556a, 2556b)의 파워의 나머지 부분은 CPE 영역(2555)과의 다음 상호작용이 있을 때까지 y 축에 대해 ±120° 각도로 계속 전파되며, 여기서 해당 빔들의 파워의 다른 부분들이 아웃-커플링된다. 이 프로세스는 서로 다른 공간 위치에서 아이피스 도파관(2500)을 빠져나와 사용자의 안구를 향해 전파되는 복수의 간격이 있는 아웃-커플링 빔들(2557)을 생성한다. 이미 언급한 바와 같이, 이러한 아웃-커플링된 빔들(2557)은 k-공간 도면(KSD1)의 중심에 위치한 FOV 직사각형으로 표현된다.

[0486] 또한, 도 25b에는 예시되어 있지 않지만, 도 24j에 도시된 방식으로 아이피스 도파관(2500)을 통해 광이 확산될 수도 있다. 즉, 고차 회절로 인해, 광은 또한 k-공간 고리의 2 시, 10 시, 12 시 포지션들에서 FOV 직사각형으로 표시되는 방향으로 확산될 수 있다.

[0487] 도 25b의 k-공간 도면(KSD1)에 도시된 바와 같이, 광 빔들은 정삼각형과 실질적으로 유사한 k-공간의 경로를 따라 아이피스 도파관(2500)을 통해 전파된다. 이러한 실질적으로 등변 삼각형 경로들은 CPE 영역(2555)이 아이피스 도파관(2500)에서 광을 측면으로 확산시키고, 아이피스 도파관으로부터 사용자의 안구로 광을 아웃-커플링할 수 있게 한다.

[0488] 전술한 바와 같이, CPE 영역(2555) 내의 2 D 회절 격자의 구조는 도 25b에 도시된 격자 벡터들(G 및 H)을 산출한다. 이들은 CPE 영역(2555)의 기본 격자 벡터이다. 또한, 회절 피처들의 모든 2 D 주기 어레이는 기본 격자 벡터인 G 및 H의 정수 선형 조합에 해당하는 관련 격자 벡터들을 갖게 된다. 여기에는 격자 벡터들(H+G, H-G, G-H 및 -(H+G))이 포함된다. 이 중 격자 벡터(H+G)가 주목할 만한데, 도 25b에서 볼 수 있듯이 ICG 격자 벡터들과 크기는 같지만 반대 방향을 가리키기 때문이다. 이는 ICG 영역(2540)이 도 25b의 k-공간 도면(KSD1)의 중심에서 6 시 포지션으로 FOV 직사각형을 변환하는 ICG 격자 벡터들에 의해 아이피스 도파관(2500)에 입력 광 빔들을 결합한 후, CPE 영역(2555)의 H+G 격자 벡터는 결합된 광이 아이피스 도파관을 통해 측면으로 확산되기 전에 즉시 일부 인-커플을 아웃-커플링할 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, CPE 영역(2555)의 H+G 격자 벡터는 직접적인 아웃-커플링 전환을 제공하여, 아이피스 도파관(2500)의 중앙을 따라 y-방향으로 더 밝은 출력 광 밴드를 생성할 수 있다.

[0489] CPE 영역(2555)은 격자 벡터들(G, H, H+G 등)과 연관될 것이지만, 이것이 반드시 이들 각각이 동일한 회절 효율을 갖는다는 것을 의미하지는 않는다. 따라서, 광의 직접적인 아웃-커플링을 감소시키기 위해, 일부 실시예들에서, CPE 영역(2555)은 H+G 격자 벡터의 회절 효율이 G 및 H의 회절 효율에 비해 감쇠되는 2 D 격자 구조를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 도 25c는 이러한 격자 구조의 예를 도시한다.

[0490] 도 25c는 도 25a의 아이피스 도파관(2500)에서 사용될 때, CPE 영역(2555)으로부터의 광의 직접 아웃-커플링을 감소시킬 수 있는 2 D 격자 구조의 예시적인 실시예를 도시하고 있다. 도 25c의 2 D 격자 구조는 교호적인 상부 및 하부 사변형 표면들의 체커보드 패턴으로 구성된 표면 릴리프 격자이다. 구체적으로, 도 25c의 2 D 격자 구조는 교호적인 상부 직사각형 표면들(2572)(음영 직사각형들로 도시됨)과 하부 직사각형 표면들(2570)(흰색 직사각형들로 도시됨)의 행들 및 열들을 갖는다. 상부 및 하부 직사각형 표면들은 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있으며, 따라서 실질적으로 50 ％ 듀티 사이클 또는 충전 비율(즉, 50 ％ ± 5 ％ 또는 50 ％ ± 1 ％ 또는 50 ％ ± .1 ％ 또는 50 ％ ± .01 ％ 또는 50 ％ ± .001 ％)을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상부 직사각형 표면들(2572)은 아이피스 도파관(2500)의 표면과 수평이 될 수 있고, 하부 직사각형 표면들(2570)은 아이피스 도파관의 표면으로부터 재료를 에칭하거나 달리 제거함으로써 형성될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 상부 직사각형 표면들(2572) 및 하부 직사각형 표면들(2570)은 아이피스 도파관(2500)의 표면에 또는 표면으로부터 재료를 추가 및/또는 제거하는 임의의 조합에 의해 형성될 수 있다.

[0491] 도 25c에는 격자 구조의 단위 셀을 나타내기 위해 다이아몬드 형상의 영역(2571)이 표시되어 있다. 도시된 바와 같이, 단위 셀은 돌출된 직사각형 영역(2572)으로 구성되며, 돌출된 직사각형 영역(2572)의 모서리들이 다이아몬드의 측면의 중간점에 위치하도록 다이아몬드 형상 영역(2571) 내에 내접되어 있다. CPE 영역(2555)의 완전한 2 D 구조는 단위 셀(2571)을 타일 방식으로 반복하여 단위 셀 내의 돌출된 직사각형 영역(2572)의 모서리들 각각이 다른 돌출된 직사각형 영역의 모서리에 닿도록 형성할 수 있다.

[0492] 도 25c에 도시된 바와 같이, 돌출된 직사각형 영역들(2572)은 길이 및 폭 치수를 가지며, 그 결과 직사각형 영역들의 대각선들은 도 24a 내지 도 24d의 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 1 D 격자들과 동일한 각도 배향 및 간격을 가지게 된다. 즉, 도 24a 내지 도 24d의 1 D CPE 영역들(2455a, 2455b)이 모두 도 25c에 도시된 2 D 격자 구조 위에 중첩되면, 1 D CPE 영역들의 라인들은 돌출된 직사각형 영역들(2572)의 대각선들과 일직선이 된다(대각선들은 실질적으로 60°의 각도로 교차할 수 있다). 또한, 도 25c에도 도시된 바와 같이, 더 긴 치수를 따라 돌출된 직사각형 영역들(2572) 사이의 간격은 ICG 영역(2540) 내의 라인들의 피치와 동일하다. 일부 실시예들에서, 직사각형 영역들(2572)의 긴 면과 짧은 면의 비율은 대략 √3(±20 ％ 또는 ±10 ％ 또는 ±5 ％ 또는 ±1 ％ 또는 ±.1 ％ 또는 ±.01 ％ 또는 ±.001 ％)이 될 수 있다.

[0493] 도 25c에 도시된 체커보드 격자 구조는 도 25b에 도시된 것과 동일한 격자 벡터들(G, H 및 H+G)과 연관된다. 그러나, 체커보드 격자 구조에서, 아이피스 도파관(2500)으로부터 광의 직접 아웃-커플링을 담당하는 H+G 격자 벡터의 회절 효율은 아이피스 도파관(2500) 전체에 광을 측면으로 확산시키고 광의 비직접 아웃-커플링을 담당하는 G 및 H 격자 벡터들의 회절 효율보다 낮다. 도 25c에 도시된 체커보드 격자 구조의 일부 실시예들에서, H+G 격자 벡터의 회절 효율은 H 또는 G 격자 벡터들의 회절 효율의 10 ％ 미만 또는 5 ％ 미만 또는 1 ％ 미만이다.

[0494] 도 25d는 도 24m 내지 도 24n에 도시된 바와 같이, 광을 재활용할 수 있고, 또한 도 25a의 아이피스 도파관(2500)에 사용될 때, 도 25c에 도시된 바와 같이, CPE 영역(2555)으로부터의 광의 직접 아웃-커플링을 감소시킬 수 있는 2 D 격자 구조의 여러 실시예들을 예시하고 있다. 도 25d의 2 D 격자 구조는 다이아몬드 형상의 돌출된 리지들의 격자로 구성된 표면 릴리프 격자이다. 돌출된 리지들은 도 25d에서 분홍색으로 표시되어 있다. 각 다이아몬드 형상의 리지 중앙에는 더 낮고 작은 다이아몬드 형상의 표면이 있으며, 각 다이아몬드 형상의 리지 중앙에 다이아몬드 형상의 공극들이 남는다. 다이아몬드 형상의 공극들은 도 25d에서 녹색으로 윤곽이 그려져 있다. 다이아몬드 형상은 각 다이아몬드의 꼭지점들 각각이 인접한 두 다이아몬드들 사이의 중간점에 위치하도록 행들과 열들로 배열할 수 있다.

[0495] 도 25d의 돌출된 다이아몬드 리지들(분홍색으로 표시됨)은 도 24a 내지 도 24d의 CPE 영역들(2455a, 2455b)의 1 D 격자와 동일한 각도 방향 및 간격을 갖는다. 즉, 도 25d에 도시된 다이아몬드 형상의 2 D 격자 구조 위에 도 24a 내지 도 24d의 1 D CPE 영역들(2455a, 2455b)이 모두 중첩되면, 1 D CPE 영역의 라인들은 돌출된 다이아몬드 형상의 리지와 일직선이 된다(돌출된 리지부는 실질적으로 60°의 각도로 교차할 수 있음). 따라서, 다이아몬드 형상의 2 D 격자 구조는 도 25b에 도시된 바와 같이 동일한 G 및 H 격자 벡터들과 연관된다.

[0496] 도 25d의 다이아몬드 형상의 2 D 격자 구조는 또한 아이피스 도파관으로부터 광의 직접적인 아웃-커플링을 초래할 수 있는 H+G 격자 벡터와 연관되어 있지만, 도 25c의 체커보드 격자 구조와 마찬가지로, G 및 H 격자 벡터들의 회절 효율과 비교하여 H+G 격자 벡터의 회절 효율을 억제하는 데 효과적이다. 따라서 다이아몬드형 2 D 격자 구조의 G 및 H 격자 벡터들은 여전히 아이피스 도파관(2500) 전체에 광을 효과적으로 측면으로 확산시키고 사용자의 안구를 향해 광을 비직접적으로 아웃-커플링할 수 있는 반면, H+G 격자 벡터의 직접적인 아웃-커플링 효과는 억제된다. 도 25d의 다이아몬드 형상 격자 구조의 일부 실시예들에서, H+G 격자 벡터의 회절 효율은 H 또는 G 격자 벡터들의 회절 효율의 10 ％ 미만 또는 5 ％ 미만 또는 1 ％ 미만이다.

[0497] 도 25b의 동일한 G 및 H 격자 벡터들과 연관될 뿐만 아니라, 도 25d의 다이아몬드 형상 2 D 격자 구조는 도 24m 및 도 24n과 관련하여 논의된 바와 같이 유사한 리사이클러 격자 벡터들과도 연관된다. 따라서, 다이아몬드 형상의 2 D 격자 구조는 또한 동일한 방식으로 광을 재활용할 수 있고, 따라서 아이피스 도파관(2500)의 효율과 출력 광의 균일성을 향상시킬 수 있다.

[0498] 각각의 중앙 다이아몬드 형상의 공극들은 도 25d에 "a" 치수 및 "b" 치수로 도시되어 있다. 도 25d의 네 가지 예들의 2 D 격자 구조는 각각 다른 a/b 비율을 가지며, 예 (i)는 다이아몬드 형상의 공극들이 가장 좁고, 예 (ⅳ)는 다이아몬드 형상의 공극들이 가장 넓다. a/b 비율이 다르면 광의 직접적인 아웃-커플링 억제 및 광의 재활용과 관련하여 다른 특성이 나타난다. 도 25d의 예 (i)와 같이, 낮은 a/b 비율을 갖는 다이아몬드 형상 격자 구조는 아이피스 도파관(2500)으로부터의 광의 직접적인 아웃-커플링을 억제하는 데 더 효과적인 반면, 도 25d의 예 (ⅳ)와 같이 높은 a/b 비율을 갖는 다이아몬드 형상 격자 구조는 광을 재순환하는 데 더 효과적이다. 다이아몬드 형상의 2 D 격자 구조의 일부 실시예들에서, 중앙 다이아몬드 공극들의 a/b 비율은 0.1 내지 0.6, 보다 구체적으로는 0.2 내지 0.5 범위 내의 임의의 값일 수 있다.

[0499] 도 26a는 양 측면들 각각에 2 D 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역(2655)을 갖는 예시적인 아이피스 도파관(2600)의 에지 뷰이다. 각각의 2 D CPE 영역들(2655a, 2655b)은 도 25a 내지 도 25d의 2 D CPE 영역(2555) 중 어느 것과도 유사할 수 있다. 예를 들어, CPE 영역(2655a)은 아이피스 도파관(2600)의 안구를 향하는 측면(2600a)에 위치한 CPE 영역(2555)의 예일 수 있고, CPE 영역(2655b)은 외측을 향하는 측면(2600b)에 위치한 CPE 영역(2555)의 예일 수 있다. 2 개의 2 D CPE 영역들(2655a, 2655b)은 x-방향 및 y-방향에서 부분적으로 또는 전체적으로 중첩될 수 있으며, 서로 각도로 정렬될 수 있다. 아이피스 도파관의 양쪽에 2 D CPE 영역(2655)이 있는 양면 실시예는 도 25a 내지 도 25b의 단면 실시예와 유사하게 기능한다. k-공간에서, 도 26a의 양면 실시예의 동작은 도 25a의 단면 실시예의 동작과 동일하다. 그러나, 양면 실시예는 단면 실시예에 비해 출력 빔들의 밀도를 증가시킨다. 출력 빔들의 밀도 증가는 도 26b 및 도 26c에 도시된 설계상의 복잡성을 해결하는 데 유용할 수 있다.

[0500] 도 26b는 아이피스 도파관으로부터의 출력 빔들의 밀도와 관련된 이미지 아티팩트인 소위 "스크린 도어 효과"를 예시한다. 도 26b의 최상부 패널은 최상부 표면에 회절 격자가 있는 아이피스 도파관(2600)을 나타낸다. 유도 광 빔(2656)은 TIR을 통해 아이피스 도파관을 통해 전파되는 것으로 표시되어 있다. 유도 광 빔(2656)과 회절 격자가 각각 상호작용하는 위치에서, 출력 빔들(2657)이 아이피스 도파관(2600)에서 아웃-커플링된다. 도 26b의 최상부 패널에 도시된 바와 같이, 사용자 안구의 입사 동공이 출력 빔들(2657) 중 하나와 정렬되는 경우, 사용자는 밝은 점을 보게 된다. (참고: 아이피스 도파관(2600), 광 빔들(2656, 2657) 및 안구의 입사 동공의 각각의 치수들은 반드시 실척대로 그려지는 것은 아니다).

[0501] 도 26b의 저부 패널은 동일한 아이피스 도파관(2600)을 도시하지만, 이번에는 유도 빔들(2656) 및 출력 빔들(2657)이 표시되는 출력 이미지의 시계의 다른 영역에 대응한다. 따라서 출력 빔들(2657)은 사용자 안구의 입사 동공이 출력 빔들(2657) 중 어느 것과도 정렬되지 않도록 다른 각도로 아이피스 도파관을 빠져나간다. 이 경우, 사용자는 암점을 보게 된다.

[0502] 출력 빔들(2657)의 밀도가 증가함에 따라, 출력 이미지의 FOV의 모든 영역에 대해, 하나 이상의 빔이 항상 안구의 입사 동공과 교차할 가능성도 증가한다. 따라서, 출력 빔들(2657)의 밀도가 더 높은 아이피스 도파관 설계가 유리할 수 있다.

[0503] 스크린 도어 효과의 심각성은 광 빔의 직경 및 아이피스 도파관(2600)의 두께를 포함한 여러 요인들에 따라 달라진다. 출력 빔들(2657)의 밀도를 증가시키기 위한 한 가지 기술은 아이피스 도파관의 두께를 감소시키는 것이다. 도 26b에서 알 수 있듯이, 아이피스 도파관(2600)의 두께가 더 작으면, 유도 빔들(2656)이 회절 격자와의 상호작용 사이에서 x-방향으로 더 짧은 거리를 이동하고 출력 빔들(2657)의 밀도가 증가할 것이다. 빔 직경이 약 1 ㎜라고 가정하면, 아이피스 도파관(2600)의 두께는 허용되지 않는 정도의 스크린 도어 효과를 피하기 위해 325 ㎛ 이하인 것이 유리할 수 있다. 그러나, 아이피스 도파관(2600)의 두께를 감소시키는 것은 도 26c에 도시된 바와 같이 다른 어려움을 야기할 수 있다.

[0504] 도 26c는 아이피스 도파관에서 광이 불리하게 손실될 수 있는 효과인 입력 커플링 격자 리바운스를 예시한다. 도 26c는 입력 커플링 격자(ICG)가 있는 아이피스 도파관(2600)을 예시한다. 입력 빔(2602)은 ICG에 입사되고 ICG에 의해 유도 전파 모드로 결합된다. 그 결과 유도 빔들(2656)은 TIR을 통해 아이피스 도파관(2600)을 통해 전파된다. ICG의 크기, 아이피스 도파관(2600)의 두께, 광 빔 직경 등 다양한 요인들에 따라, 유도 빔들(2656)은 아이피스 도파관(2600)의 반대쪽 표면에서 반사된 후 ICG와 상호작용할 수 있다. 이러한 상황은 도 26c에 도시되어 있다. 유도 빔들(2656)과 ICG 사이에서 이러한 상호작용들이 발생하는 영역은 리바운스 영역으로 표시된다.

[0505] 리바운스 영역에서, 유도 빔들(2656)의 파워의 일부는 아이피스 도파관(2600)으로부터 아웃-커플링될 수 있다. 예를 들어, 입력 빔(2602)이 ICG의 +1 회절 차수에 의해 아이피스 도파관(2600)에 결합되는 경우, -1 회절 차수는 빔이 이후에 리바운스 영역에서 ICG와 상호작용하는 경우 빔을 아웃-커플링할 것이다. ICG는 일반적으로 가능한 한 많은 광을 인-커플링하기 위해 높은 회절 효율로 설계되지만, 높은 회절 효율은 또한 리바운스 영역에서 강한 아웃-커플링을 초래한다. 따라서, ICG 리바운스는 광의 손실과 효율 감소를 초래한다.

[0506] 아이피스 도파관의 두께를 증가시킴으로써 ICG 리바운스 효과를 감소시킬 수 있다. 도 26c에서 명백한 바와 같이, 아이피스 도파관(2600)의 두께가 더 크면, 유도 빔들(2656)은 ICG로부터 회절된 후 ICG가 위치한 아이피스 도파관(2600)의 표면으로 돌아오기 전에 x-방향으로 더 먼 거리를 이동할 것이다. 이렇게 하면 리바운스 영역의 크기를 줄이거나 완전히 제거할 수 있다. 빔 직경이 약 1 ㎜라고 가정하면, 아이피스 도파관(2600)의 두께가 650 ㎛ 이상이어야 ICG 리바운스를 방지하는 데 유리할 수 있다.

[0507] 도 26b 및 도 26c에 예시된 바와 같이, 아이피스 도파관(2600)의 두께는 스크린 도어 효과와 ICG 리바운스 효과의 심각도에 영향을 미치지만, 서로 반대 방향으로 영향을 미친다. 아이피스 도파관(2600)의 두께를 줄이면 스크린 도어 효과는 줄어들지만 ICG 리바운스는 악화된다. 아이피스 도파관(2600)의 두께를 증가시키면 ICG 리바운스는 감소하지만 스크린 도어 효과는 악화된다. 따라서, 일부 실시예들에서, 아이피스 도파관(2600)의 두께를 ICG 리바운스를 방지하면서 스크린 도어 효과를 허용 가능한 정도로 제한할 수 있을 정도로 충분히 크게 하는 것이 유리할 수 있다. 이는 주어진 두께의 아이피스 도파관에 의해 지지되는 출력 빔들(2657)의 밀도를 증가시킴으로써 달성할 수 있다. 그리고 이것은 도 26a에 도시된 아이피스 도파관(2600)의 양면 실시예에 의해 정확하게 달성된다.

[0508] 도 26d는 도 26a의 양면 2 D CPE 격자가 아이피스 도파관(2600)으로부터 출력 빔들의 밀도를 증가시키는 방법을 예시한다. 도 26d의 최상부 패널은 출력 이미지의 FOV의 중앙 부분에 대해 스크린 도어 효과가 어떻게 감소되는지를 보여주고, 저부 패널은 출력 이미지의 FOV의 주변 부분에 대해 스크린 도어 효과가 어떻게 감소되는지를 보여준다.

[0509] 도 26d의 최상부 패널은 아이피스 도파관(2600)을 통해 전파되는 유도 빔들(2656)을 나타낸다. 도 26d의 최상부 패널에서, 유도 빔들(2656)은 아이피스 도파관(2600)에 의해 표시되는 이미지에 대한 FOV 직사각형의 중심에 위치한 k-벡터에 대응한다. 아이피스 도파관의 최상부 표면에는 제1 2 D CPE 격자(2655a)가 제공되고, 하부 표면에는 제2 2 D CPE 격자(2655b)가 제공된다. 출력 빔(2657a)은 아이피스 도파관(2600)의 최상부 표면에서 유도 빔들(2656)과 CPE 격자(2655a) 사이의 상호작용들에 의해 발생하고, 출력 빔(2657b)은 하부 표면에서 유도 빔들(2656)과 CPE 격자(2655b) 사이의 상호작용들에 의해 발생한다. 출력 빔들(2655a, 2655b)은 출력 이미지의 FOV 중심에 해당하므로, 표면에 수직으로 아이피스 도파관을 빠져나간다. 도 26d에 도시된 바와 같이, 출력 빔들(2657a 및 2657b)은 아이피스 도파관(2600)을 x-방향의 교호 포지션들에서 빠져나간다. 따라서 출력 빔들의 밀도가 증가한다.

[0510] 도 26d의 저부 패널은 또한 아이피스 도파관(2600)을 통해 전파되는 유도 빔들(2656)을 나타낸다. 도 26d의 저부 패널에서, 유도 빔들(2656)은 아이피스 도파관(2600)에 의해 표시되는 이미지에 대한 FOV 직사각형의 주변부에 위치한 k-벡터에 해당한다. 아이피스 도파관의 최상부 표면에는 제1 2D CPE 격자(2655a)가 제공되고, 하부 표면에는 제2 2D CPE 격자(2655b)가 제공된다. 출력 빔(2657a)은 아이피스 도파관(2600)의 최상부 표면에서 유도 빔들(2656)과 CPE 격자(2655a) 사이의 상호작용으로 인해 발생하고, 출력 빔(2657b)은 하부 표면에서 유도 빔들(2656)과 CPE 격자(2655b) 사이의 상호작용으로 인해 발생한다. 출력 빔들(2655a, 2655b)은 출력 이미지의 FOV 주변부에 해당하므로, 아이피스 도파관을 비스듬히 빠져나간다. 도 26d에 도시된 바와 같이, 출력 빔들(2657a 및 2657b)은 아이피스 도파관(2600)을 x-방향의 교번 위치에서 빠져나간다. 따라서 출력 빔들의 밀도가 증가한다.

[0511] 도 26e는 도 24a(양면 1 D CPE 격자), 도 25a(단면 2 D CPE 격자) 및 도 26a(양면 2 D CPE 격자)에 도시된 아이피스 도파관에 대한 출력 빔들(2657)의 밀도를 예시한다. 실선들은 아이피스 도파관의 표면(A)(예를 들어, 안구를 향한 표면)에서 표면(B)(예를 들어, 외측을 향한 표면)로 TIR을 통해 전파되는 광 빔들을 나타내고, 점선들은 표면(B)에서 표면(A)로 전파되는 광 빔들을 나타낸다. 실선이 점선으로 바뀌는 각각의 포인트 또는 그 반대는 광 빔이 아이피스 도파관의 표면들 중 하나와 상호작용하는 것을 나타낸다.

[0512] 좌측 패널은 도 24a의 양면 실시예에 대한 출력 빔(2457)의 밀도를 나타내며, 이는 1 D CPE 격자들(2455a, 2455b)을 사용한다. 이 실시예에서, 1 D CPE 격자들(2455a, 2455b)은 유도 빔(2441)을 간격을 두고 분리된 회절 빔(2456)의 분기들로 분할하지만, 이는 서로 다른 모든 표면 상호작용에서만 발생한다. 그런 다음 회절 빔들(2456) 각각의 일부가 다른 모든 표면 상호작용과 함께 출력 빔(2457)으로 아웃-커플링된다.

[0513] 중간 패널은 아이피스 도파관(2500)의 일측에 2D CPE 격자(2555)를 사용하는 도 25a의 단면 실시예에 대한 출력 빔들(2557)의 밀도를 나타낸다. 이 실시예에서, 2D CPE 격자(2555)는 유도 빔들(2541)을 간격을 두고 이격된 회절 빔(2556)의 분기들로 나누고, 2 개의 분기들은 서로 다른 모든 표면 상호작용으로 생성된다. 그런 다음, 이들 회절 빔들(2556) 각각의 일부가 다른 모든 표면 상호작용과 함께 출력 빔(2557)으로서 아웃-커플링된다.

[0514] 우측 패널은 아이피스 도파관(2600)의 양측에 2D CPE 격자들(2655a, 2655b)을 사용하는 도 26a의 양면 실시예에 대한 출력 빔들(2657)의 밀도를 나타낸다. 이 실시예에서, CPE 격자들(2655a, 2655b)은 유도 입력 빔(2641)을 간격을 두고 분리된 회절 빔들(2656)의 분기들로 나누고, 모든 다른 표면 상호작용이 아니라 모든 표면 상호작용마다 2 개의 분기들이 생성된다. 또한, 이러한 회절 빔들(2656) 각각 중 일부는 다른 모든 표면 상호작용이 아닌 모든 표면 상호작용에 대해 출력 빔(2557)으로서 아웃-커플링된다. 따라서, 도 26a의 양면 실시예는 출력 빔(2557)의 밀도를 x-방향 및 y-방향에서 2 배로 증가시킨다. 그 결과, 도 25a의 단면 설계와 비교할 때, 단위 면적당 출력 빔(2557)의 밀도가 4 배 증가한다.

[0515] 2D CPE 격자들(2655a, 2655b)을 갖는 양면 아이피스 도파관(2600)으로부터의 출력 빔(2557)의 밀도가 증가하기 때문에, 이러한 설계는 스크린 도어 효과의 심각성을 제한하는 동시에 아이피스 도파관(2600)이 ICG 리바운스를 감소시키거나 제거할 수 있을 정도로 충분히 두껍도록 하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 아이피스 도파관(2600)은 입력 광 빔들 직경의 약 1/3(예를 들어, ±10 ％, ±20 ％ 또는 ±30 ％)만큼 뚜꺼울 수 있다.

[0516] 도 26f는 2D CPE 격자를 갖는 아이피스 도파관에 의해 생성된 예시적인 시뮬레이션 이미지를 도시하며, 도 25a의 단면 실시예 및 도 26a의 양면 실시예의 경우 모두에 대한 이미지들이 도시되어 있다. 이미지들 i) 및 ⅱ)는 도 25a의 단면 실시예에 의해 생성되었다. 이미지 i)는 LED 광원(스펙트럼이 약 20 ㎚임)을 사용하여 생성된 반면, 이미지 ⅱ)는 레이저 광원(스펙트럼이 약 2 ㎚임)을 사용하여 생성되었다. LED의 더 넓은 대역폭으로 인한 번짐 효과로 인해 LED 이미지가 레이저 이미지보다 균일도가 더 좋지만 두 이미지들 모두에 고주파 스크린 도어 아티팩트가 존재한다.

[0517] 이미지들 ⅲ) 및 ⅳ)는 도 26a의 양면 실시예에 의해 생성되었다. 이미지 ⅲ)는 LED 광원을 사용하여 생성되었고, 이미지 ⅳ)는 레이저 광원을 사용하여 생성되었다. 도 26a의 양면 실시예에 의해 생성된 이미지에서 고주파 스크린 도어 아티팩트가 명확하게 감소했다. 이러한 스크린 도어 아티팩트의 감소는 양면 실시예에서 출력 빔들의 밀도가 증가했기 때문이다.

복수의 아이피스 도파관들 사이에서 이미지의 하나 이상의 색상 성분들 각각에 대한 FOV를 분할하여 FOV 확장

[0518] 위에서 이미 논의한 바와 같이, 본 개시내용의 다양한 AR 아이피스 도파관들은 회절 피처들을 사용하여 외부 소스로부터(예를 들어, 프로젝터로부터)의 광을 인-커플링하여, 광이 전체 내부 반사를 통해 아이피스 도파관 내에서 전파되도록 할 수 있다. k-공간 설명에 따르면 외부 광원의 광 빔들은 k-벡터들의 세트에 해당한다. 이 k-벡터들의 세트의 k-공간 치수는 외부 소스에서 들어오는 입력 이미지의 시계(FOV)에 의해 결정된다. 회절 피처들에 의해 입력 광 빔들이 아이피스 도파관으로 인-커플링되면 자유 공간 입력 광 빔들의 k-벡터가 아이피스 도파관에 해당하는 k-공간 고리 형상으로 변환된다. 회절 피처들에 의해 k-벡터가 k-공간 고리로 변환되는 모든 광 빔은 아이피스 도파관 내에서 유도된 방식으로 전파될 수 있다.

[0519] ―아이피스 도파관이 형성되는 재료의 굴절률에 따라 달라지는―아이피스 도파관의 k-공간 고리의 폭은 아이피스 도파관 내에서 유도될 수 있는 k-벡터의 범위―및 이에 따른 전파각들의 범위―를 결정한다. 따라서, 아이피스 도파관의 굴절률과 그에 상응하는 k-공간 고리의 폭은 일반적으로 아이피스 도파관으로 투사할 수 있는 최대 FOV에 제한을 두는 것으로 여겨져 왔다. 본 개시내용에서는 굴절률에 의해 부과되는 제한들에도 불구하고 아이피스 도파관에 의해 투사된 이미지의 FOV를 증가시키는 기술들에 대해 설명한다.

[0520] 예를 들어, 도 19 내지 도 23k는 입력 이미지의 FOV가 k-공간에서 여러 개의 서로 다른 하부 부분들로 분할되는 실시예를 보여준다. 입력 이미지 FOV의 각각의 하부 부분에 해당하는 광 빔들은 아이피스 도파관을 통해 서로 다른 경로들을 따라 라우팅된 다음, 이미지 FOV의 하부 부분이 아이피스 도파관의 출력에서 적절하게 재결합된다. 이미 논의한 바와 같이, 도 19 내지 도 23k에 예시된 기술들은 단일 아이피스 도파관으로 구현될 수 있다. 이제, 본 개시내용의 이 섹션에서는 2 개 이상의 아이피스 도파관들의 스택의 최대 이미지 FOV를 향상시키는 기술들을 공개한다. 예를 들어, 아이피스 도파관들의 스택에 의해 표시될 입력 이미지의 색상 성분의 FOV는 예를 들어 스택의 아이피스 도파관 상에 또는 그 내부에 형성되는 입력 결합 격자(ICG) 영역의 회절 피처들을 사용하여 k-공간에서 여러 개의 서로 다른 하부 부분들로 분할될 수 있다. 그런 다음 이미지 FOV의 하부 부분은 스택의 다른 아이피스 도파관을 통해 라우팅될 수 있으며, 이미지 FOV의 각기 다른 k-공간 하부 부분은 스택의 아이피스 도파관 중 하나에서 출력될 수 있고, 이미지의 전체 FOV를 다시 생성하기 위해 아이피스 도파관들의 스택의 출력에서 FOV의 k-공간 하부 부분을 적절하게 재결합할 수 있다. 본 개시내용의 이 섹션에 설명된 기술들은 단독으로 또는 본 개시내용의 다른 곳에서 설명된 기술들과 조합하여 구현될 수 있다.

[0521] 도 27a는 FOV가 향상된 아이피스 도파관들의 스택의 예시적인 실시예를 예시한다. FOV 향상은 스택 내의 상이한 아이피스 도파관들을 통해 입력 이미지의 각각의 색상 성분의 FOV의 상이한 하부 부분의 분할 전파에 의해 가능하게 된다. 도 27a의 아이피스 도파관들의 스택은 3 개의 개별 아이피스 도파관들, 즉 제1 아이피스 도파관(2700a), 제2 아이피스 도파관(2700b) 및 제3 아이피스 도파관(2700c)을 포함한다. 개별 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)은 각각 동일한 치수를 가질 수 있고, 도면에 도시된 좌표축을 참조하여, 일반적으로 x-y 평면에 평행한 평면에 배치될 수 있으며, 일반적으로 x-방향 및 y-방향으로 정렬될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)은 상이한 치수 및/또는 정렬을 가질 수 있다. 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)은 공극들 또는 z-방향의 하부 인덱스 재료들에 의해 분리된다. 도 27a는 3 개의 아이피스 도파관들의 스택을 예시하고 있지만, 다른 실시예들에서는 2 개 이상이 사용될 수 있다(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 개의 도파관들의 스택 등).

[0522] 제1 아이피스 도파관(2700a)은 외부 소스(예를 들어, 본 명세서에 설명되고 예시되는 프로젝터 시스템(520)과 같은 프로젝터)로부터의 광의 입력 빔들(2702, 2704, 2706)의 광 경로(일반적으로 z-축을 따라)에서 첫 번째이기 때문에 "제1"로 지정된다. 마찬가지로, 제2 아이피스 도파관(2700b)은 입력 빔들(2702, 2704, 2706)의 광 경로를 따라 두 번째이기 때문에 "제2"로 지정되고, 제3 아이피스 도파관(2700c)은 그 광 경로를 따라 세 번째이기 때문에 "제3"으로 지정된다.

[0523] 제1 아이피스 도파관(2700a)은 ICG 영역(2740a)을 포함한다. 제1 아이피스 도파관(2700a)의 ICG 영역(2740a)은 외부 소스로부터 제공되는 입력 이미지의 적어도 하나의 색상 성분에 대해 입력 빔들의 적어도 일부를 인-커플링하도록 설계된 회절 피처들로 구성된다. 유사하게, 제2 아이피스 도파관(2700b)은 ICG 영역(2740b)을 포함하고, 제3 아이피스 도파관(2700c)은 ICG 영역(2740c)을 포함하며, 이들 역시 마찬가지로 입력 이미지의 적어도 하나의 색상 성분에 대한 입력 빔들의 적어도 일부를 각각의 아이피스 도파관으로 인-커플링하도록 설계된 회절 피처들을 갖는다. 도 27a에 도시된 실시예에서, ICG 영역들(2740a, 2740b, 2740c)은 서로 측면으로 정렬되어 있고, 각 ICG 영역은 입력 이미지의 세 가지 색상 성분들 모두로부터 입력 광 빔들을 수신하도록 설계되어 있다. 이러한 유형의 구성은 인라인 프로젝터 동공을 사용하는 시스템에서 사용하기에 적합하다.

[0524] 본 명세서에 설명된 다른 ICG 영역과 유사하게, ICG 영역들(2740a, 2740b, 2740c)은 각각의 라인 격자들과 같은 회절적 특징들로 구성될 수 있다. ICG 영역들(2740a, 2740b, 2740c) 각각은 격자의 주기성 방향을 가리키는 적어도 하나의 대응하는 k-공간 격자 벡터들(예를 들어, 1 차 격자 벡터들)을 갖는다. ICG 영역들(2740a, 2740b, 2740c) 각각에 대한 1 차 격자 벡터들의 크기는 회절 피처들의 공간 주기(Λ)에 반비례한다. 따라서, ICG 영역들(2740a, 2740b, 2740c) 각각의 회절 효과는 부분적으로 각각의 공간 주기성에 의해 결정된다. 주어진 ICG 영역의 회절 효과는 또한 아래에서 더 자세히 설명하는 바와 같이 입력 광의 파장에 부분적으로 의존한다. 예를 들어, 주어진 공간 주기(Λ)는 상대적으로 파장이 짧은 고주파수 광(예를 들어, 청색광)에 비해 더 크게 나타나므로 파장이 긴 저주파수 광(예를 들어, 적색광)에 비해 더 작은 각도에서 회절된다. 반대로, 공간 주기(Λ)는 상대적으로 긴 파장을 갖는 저주파수 광(예를 들어, 적색광)에 비해 더 작게 나타나며, 따라서 더 짧은 파장을 갖는 고주파수 광(예를 들어, 청색광)보다 더 큰 각도에서 그러한 광을 회절할 것이다.

[0525] 일부 실시예들에서, 제1 아이피스 도파관(2700a)은 큰 1 차 격자 벡터를 가지며, 큰 격자 벡터 층 또는 아이피스 도파관(2700a)으로 번갈아 지칭될 수 있다. 제2 아이피스 도파관(2700b)은 중간 크기의 1 차 격자 벡터를 가질 수 있으며, 중간 격자 벡터 층 또는 아이피스 도파관(2700b)으로 달리 지칭될 수 있다. 제3 아이피스 도파관(2700c)은 작은 1 차 격자 벡터를 가질 수 있으며, 작은 격자 벡터 층 또는 아이피스 도파관(2700c)으로 달리 지칭될 수 있다. 이러한 맥락에서, 큰 격자 벡터, 중간 격자 벡터 및 작은 격자 벡터라는 용어는 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)의 ICG 영역들(2740a, 2740b, 2740c) 각각에 대응하는 1 차 격자 벡터들의 상대적인 크기들을 지정하기 위한 것일 뿐이며, 이들 용어는 ICG 영역 중 어느 하나에 대한 특정 격자 벡터 크기를 의미하지 않는다.

[0526] 제1 아이피스 도파관(2700a)은 격자 벡터가 가장 크기 때문에 ICG 영역(2740a)의 회절 특성은 가장 미세한 피치(즉, 가장 작은 공간 주기성)를 갖는다. 반대로 제3 아이피스 도파관(2700c)은 격자 벡터가 가장 작기 때문에 ICG 영역(2740c)의 회절 특성은 가장 큰 피치(즉, 가장 큰 공간 주기성)를 갖는다. 제2 아이피스 도파관(2700b)의 ICG 영역(2740b)의 회절 피처들의 공간 주기성은 ICG 영역(2740a)과 ICG 영역(2740c)의 공간 주기성 사이에 있다.

[0527] 도 27a는 외부 소스로부터 아이피스 도파관들의 스택에 정상적으로 입사되는 광의 입력 빔들(2702, 2704, 2706)의 예를 도시한다. 입력 빔들(2702, 2704, 2706) 각각은 외부 소스로부터의 입력 이미지의 색상 성분을 나타낸다. 적색광의 입력 빔(2702)(예를 들어, 대역폭이 50 ㎚ 이하인 625 ㎚ ± 20 ㎚), 녹색광의 입력 빔(2704)(예를 들어, 대역폭이 50 ㎚ 이하인 525 ㎚ ± 20 ㎚) 및 청색광의 입력 빔(2706)(예를 들어, 대역폭이 50 ㎚ 이하인 455 ㎚ ± 20 ㎚)이 예시되어 있지만 다른 색상 성분들도 사용할 수 있다. 각각의 색상 성분에 대해 단일 입력 빔만 표시되어 있지만 각 빔은 입력 이미지의 해당 색상 성분(예를 들어, 적색, 녹색, 청색)의 전체 FOV에 대한 모든 입력 빔들을 나타내기 위한 것이다. 예를 들어, 입력 빔(2702)은 입력 이미지의 적색 성분에 대한 모든 입력 빔들을 나타낸다. 유사하게, 입력 빔(2704)은 입력 이미지의 녹색 색상 성분에 대한 모든 입력 빔들을 나타내고, 빔(2706)은 입력 이미지의 청색 색상 성분에 대한 모든 입력 빔들을 나타낸다.

[0528] 예시된 바와 같이, 입력 빔들(2702, 2704, 2706) 각각은 큰 격자-벡터 아이피스 도파관(2700a)의 ICG 영역(2740a)에 먼저 입사된다. ICG 영역(2740a)은 제1 아이피스 도파관(2700a) 상에 또는 그 내부에 형성된다. 예시된 실시예에서, ICG 영역(2740a)은 큰 격자-벡터 아이피스 도파관(2700a)의 후면에 형성된 부분 반사, 부분 투과 회절 격자이다. 다른 유형의 회절 격자들 및 위치들(예를 들어, 아이피스 도파관(2700a)의 전면 표면)도 ICG 영역(2740a)에 사용될 수 있다.

[0529] 도 27c 내지 도 27e와 관련하여 아래에서 더 설명되는 바와 같이, ICG 영역(2740a)은 적색광의 입력 빔(2702)에 의해 표현되는 빔들 중 일부(또는 심지어 전혀 없음)만을 제1 아이피스 도파관(2700a) 내의 유도 전파 모드로 회절시키도록 설계될 수 있다. 입력 빔(2702)은 입력 이미지의 적색 구성 요소에 대한 모든 입력 빔들을 나타낸다는 점에 다시 한 번 유의하는 것이 중요하다. 물리적 공간에서, 이들 빔들 각각은 입력 이미지의 한 점에 해당하는 다른 전파 각도들을 갖는다. k-공간에서, 이는 각 빔이 입력 이미지의 FOV를 정의하는 도형(예를 들어, 직사각형) 내부에 있는 k-벡터를 가지고 있음을 의미한다. 녹색광의 입력 빔에 대한 입력 빔(2704)과 청색광의 입력 빔에 대한 입력 빔(2706)에 대해서도 마찬가지이다. ICG 영역(2740a)은 마찬가지로 녹색광의 입력 빔(2704)에 의해 표현되는 빔들 중 일부(또는 전혀 없을 수도 있음)만을 제1 아이피스 도파관(2700a) 내의 유도 전파 모드로 회절하고, 청색광의 입력 빔(2706)에 의해 표현되는 빔들 중 일부(또는 전혀 없을 수도 있음)만을 유도 전파 모드로 회절하도록 설계될 수 있다.

[0530] 일부 실시예들에서, 입력 이미지의 FOV는 제1 아이피스 도파관(2700a)에 대응하는 k-공간 고리의 폭보다 큰 적어도 하나의 k-공간 치수(예를 들어, ICG 영역(2740a)의 격자 벡터들 방향의 k-공간 치수)를 갖도록 충분히 클 수 있다(즉, 입력 이미지의 FOV는 TIR에서 지원될 수 있는 도파관의 두께 방향의 전파 각도들의 범위보다 더 넓음). ICG 영역(2740a)은 입력 빔(2702), 입력 빔(2704) 및 입력 빔(2706)에 의해 각각 표현되는 빔들에 대응하는 k-벡터들의 일부(또는 심지어 전부)를 제1 아이피스 도파관(2700a)의 k-공간 고리 외부에 있는 위치―예를 들어, 그 외부 둘레를 넘어―로 변환하는 크기를 갖는 1 차 격자 벡터를 산출하는 피처 피치로 설계될 수 있다. ICG 영역(2740a)의 1 차 격자 벡터에 의해 k-벡터가 k-공간 고리로 변환되는 빔들은 ICG 영역(2740a)에 의해 회절되고 제1 아이피스 도파관(2700a) 내에서 유도 전파 모드로 진입한다. (그러나, ICG 영역(2740a)은 일부 실시예들에서 회절 효율이 100 ％ 미만(예를 들어, 5 내지 90 ％)일 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, ICG 영역(2740a)이 제1 아이피스 도파관(2700a) 내에서 유도 전파 모드로 회절할 수 있는 입력 빔의 경우에도, 그 빔의 파워의 일부 퍼센트는 회절될 수 있는 반면, 그 빔의 파워의 나머지 퍼센트는 제2 아이피스 도파관(2700b)을 향해 계속 진행될 수 있다). ICG 영역(2740a)의 1 차 격자 벡터들에 의해 제1 아이피스 도파관(2700a)에 대한 k-공간 고리로 k-벡터가 변환되지 않는 입력 빔들은 ICG 영역(2740a)에 의해 회절되지 않고 대신 제2 아이피스 도파관(2700b)을 향해 계속 진행된다.

[0531] 따라서, 적색광 빔들(입력 빔(2702)으로 표시됨)과 ICG 영역(2740a) 사이의 상호작용들은, 도 27a에서 제1 회절 적색 빔(2702a)에 의해 표시되는 바와 같이, 유도 전파 모드로 진입하는 일부 제1 회절 빔들을 발생시킬 수 있다. ICG 영역(2740a)에 의해 회절되지 않는 적색광 빔들은 입력 빔(2702)의 연속으로 표시된 바와 같이 제2 아이피스 도파관(2700b)을 향해 계속 진행한다. 유사한 방식으로, 녹색 광 빔들(입력 빔(2704)로 표시됨) 및 청색광 빔들(입력 빔(2706)으로 표시됨)과 ICG 영역(2740a)의 상호작용들은 마찬가지로 도 27a에서 각각 녹색 및 청색 1 차 회절 빔들(2704a, 2706a)로 표시되는 바와 같이 제1 아이피스 도파관(2700a) 내부에 유도 전파 모드로 진입하는 일부 1 차 회절된 녹색 및 청색광 빔들을 초래할 수 있다. ICG 영역(2740a)에 의해 회절되지 않는 녹색 및 청색광 빔들은 각각의 입력 빔(2704)의 연속 및 입력 빔(2706)의 연속으로 표시된 바와 같이 제2 아이피스 도파관(2700b)을 향해 계속 전파된다.

[0532] 제1 아이피스 도파관(2700a)을 통과한 후, 입력 빔들(2702, 2704, 2706)은 제2 아이피스 도파관(2700b)으로 전파되고, 그 ICG 영역(2740b)에 입사된다. ICG 영역(2740b)은 중간 격자-벡터 아이피스 도파관(2700b)의 후면 상에 또는 그 내부에 형성된 부분 반사, 부분 투과 회절 격자로 도시되어 있지만, 다른 포지션들(예를 들어, 아이피스 도파관(2700b)의 전면 표면) 및 격자들의 유형들도 사용될 수 있다.

[0533] ICG 영역(2740a)과 유사하게, ICG 영역(2740b)은 입력 빔(2702), 입력 빔(2704) 및 입력 빔(2706)에 의해 표현되는 각각의 빔들의 세트에 대응하는 k-벡터 중 일부를 제2 아이피스 도파관(2700b)의 k-공간 고리의 외부에 있는 포지션들―예를 들어, 그 외부 둘레를 넘어서거나 내부 둘레에 있는 포지션들―로 변환하는 크기를 갖는 1 차 격자 벡터를 산출하는 피처 피치로 설계될 수 있다. 따라서, 적색광 빔들(입력 빔(2702)로 표시됨)과 ICG 영역(2740b) 사이의 상호작용들은 도 27a에서 1 차 회절 적색 빔(2702b)으로 표시된 바와 같이 유도 전파 모드로 진입하는 일부 1 차 회절 빔을 초래할 수 있다. (그러나, 다시 말하지만, 일부 실시예들에서, ICG 영역(2740b)은 회절 효율이 100 ％ 미만(예를 들어, 5 내지 90 ％)이므로, 인-커플링될 수 있는 빔들의 파워의 일부 퍼센트는 회절되고, 그 빔들의 출력의 나머지 퍼센트는 회절되지 않을 수 있다). ICG 영역(2740b)에 의해 회절되지 않는 적색광 빔들은 입력 빔(2702)의 연속으로 표시되는 것처럼 제3 아이피스 도파관(2700c)을 향해 계속 이어진다. 유사한 방식으로, 녹색 광 빔들(입력 빔(2704)로 표시됨) 및 청색광 빔들(입력 빔(2706)으로 표시됨)과 ICG 영역(2740b)의 상호작용들은 마찬가지로 도 27a에서 각각 녹색 및 청색 1 차 회절 빔들(2704b, 2706b)로 표시되는 바와 같이 제2 아이피스 도파관(2700b) 내부에 유도 전파 모드로 진입하는 일부 1 차 회절된 녹색 및 청색광 빔들을 초래할 수 있다. ICG 영역(2740b)에 의해 회절되지 않는 녹색 및 청색광 빔들은 각각의 입력 빔(2704)의 연속 및 입력 빔(2706)의 연속에 의해 표시된 바와 같이, 제3 아이피스 도파관(2700c)을 향해 계속 전파된다.

[0534] 단순화를 위해, 도 27a는 동일한 적색 빔(2702), 녹색 빔(2704) 및 청색 빔(2706)이 큰 격자 벡터 아이피스 도파관(2700a) 및 중간 격자 벡터 아이피스 도파관(2700b) 모두에서 유도 전파 모드로 회절되는 것처럼 보이는 것을 나타낸다. 그러나, 다시 말하지만, 입력 빔들(2702, 2704, 2706) 각각은 해당 색상 성분의 FOV에 있는 모든 빔들을 나타내며, 실제 작동에서 각각의 색상 성분에 대한 입력 빔들의 세트의 다른 서브세트는 스택의 다른 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)에서 유도 전파 모드로 회절될 수 있다.

[0535] 중간 격자-벡터 아이피스 도파관(2700b)의 ICG 영역(2740b)으로부터의 회절되지 않은 빔들(2702, 2704, 2706)은 광학 필터(2745)로 계속 이어진다. 광학 필터(2745)는 중간 격자-벡터 층(2700b)의 ICG 영역(2740b)과 작은 격자-벡터 층(2700c)의 ICG 영역(2740c) 사이에 위치할 수 있다(예를 들어, 제2 아이피스 도파관(2700b)과 제3 아이피스 도파관(2700c) 사이의 간극에 위치할 수 있다). 일부 실시예들에서, 광학 필터(2745)는 녹색 광 빔들(빔(2704)으로 표시됨)의 적어도 90 ％ 및 청색광 빔들(빔(2706)으로 표시됨)의 적어도 90 ％를 효과적으로 흡수하는 적색 필터이다. 일부 실시예들에서, 광학 필터(2745)의 -3 dB 차단은 560 내지 600 ㎚ 범위 내에 위치할 수 있지만, 다른 위치들도 사용될 수 있다. 광학 필터(2745)의 목적은, 도 27c 내지 도 27e에 도시된 k-공간 도면과 관련하여 더 논의되는 바와 같이, ICG 영역(2740c)에 의해 2 차 회절될 수 있는 녹색 및 청색광을 작은 격자-벡터 층(2700c) 내의 유도 전파 모드로 흡수하기 위한 것이다. 이러한 2 차 회절은 고스트 이미지와 같은 아티팩트를 초래할 수 있으며, 따라서 광학 필터(2745)를 사용하여 이를 방지하는 것이 유리할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 광학 염료가 제3 아이피스 도파관(2700c)을 위한 기판 재료에 첨가될 수 있다. 광학 염료(들)는 광학 필터(2745)와 유사하게 녹색 및 청색광을 흡수할 수 있다. 따라서, 제3 아이피스 도파관(2700c)용 기판 재료에 첨가된 염료(들)는 광학 필터(2745) 대신에 또는 광학 필터(2745)에 추가로 사용될 수 있다. 추가적으로 및/또는 대안적으로, 2 차 회절은 녹색 및 청색광에 대해 낮은 2 차 회절 효율(예를 들어, 50 ％, 40 ％, 30 ％, 20 ％ 또는 10 ％ 미만)을 갖도록 ICG 영역(2740c)을 설계함으로써 완화될 수 있다.

[0536] 일부 실시예들에서, 녹색 및 청색광의 빔들은 광학 필터(2745)에 의해 차단되기 때문에, 적색광 빔들(빔(2702)로 표시됨)만이 제3 아이피스 도파관(2700c)의 ICG 영역(2740c)에 입사되는 것으로 도시되어 있다. ICG 영역(2740c)은 제3 아이피스 도파관(2700c)의 후면에 형성된 반사 회절 격자로 도시되어 있다(예시된 실시예에서 제3 아이피스 도파관(2700c) 뒤에 남아있는 아이피스 도파관이 없기 때문에 고반사 회절 격자가 ICG 영역(2740c)에 사용될 수 있다). 예를 들어, 금속화된 회절 격자를 사용할 수 있다. 그러나, 다른 위치들 및 유형들의 격자들도 가능하다.

[0537] ICG 영역들(2740a 및 2740b)과 유사하게, ICG 영역(2740c)은 입력 빔(2702)에 의해 표현되는 적색 빔들의 세트에 대응하는 일부 k-벡터를 제3 아이피스 도파관(2700c)의 k-공간 고리의 외부, 예를 들어 내부 둘레에 있는 위치로 변환하는 크기를 갖는 1 차 격자 벡터들을 산출하는 피처 피치로 설계될 수 있다. 따라서, 적색광 빔들(입력 빔(2702)으로 표시됨)과 ICG 영역(2740c) 사이의 상호작용들은 도 27a에서 1 차 회절 적색 빔(2702c)에 의해 표시된 바와 같이 유도 전파 모드로 진입하는 일부 1 차 회절 빔을 초래할 수 있다. ICG 영역(2740c)에 의해 회절되지만 유도 전파 모드에 진입하지 않는 적색광 빔들(즉, k-벡터가 k-공간 고리의 내부 둘레 내부 위치로 변환되는 빔)은 자유 공간으로 회절되고, 예를 들어 적절히 배치된 흡수 배플 재료에 의해 사용자에게 도달하는 것을 차단할 수 있다.

[0538] 일부 실시예들에서, ICG 영역(2740c)은 회절 효율이 100 ％ 미만(예를 들어, 5 내지 90 ％)이므로, 일부 적색광, 녹색광 및/또는 청색광이 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)의 스택을 통해 ICG 영역(2740c)에서 다시 반사될 수도 있다. 이는 일반적으로 3 개의 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c) 사이에 양호한 평행성이 있는 경우 이미지를 실질적으로 저하시키지 않는다. 2740c에 위치한 표면으로부터의 반사 경로는 특정 설계에서 효율성에 유리할 수도 있다.

[0539] 다시 말하지만, 일부 실시예들에서, 시스템은 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)에 대한 k-공간 고리의 폭보다 큰 k-공간 치수(ICG 영역들(2740a, 2740b, 2740c)의 격자 벡터들의 방향)를 갖는 입력 이미지 FOV로 의도적으로 설계된다. 이는 입력 이미지의 각각의 색상 성분에 대한 입력 빔의 서브세트만 각각의 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c) 내에서 유도 전파 모드에 인-커플링된다는 것을 의미한다. 실제로, 어떤 경우에는 입력 이미지의 특정 색상 성분에 대한 입력 빔들 중 어느 것도 하나 이상의 도파관 내에서 유도 전파 상태들로 회절되지 않을 수도 있다. 또한, ICG 영역들(2740a, 2740b, 2740c)은 스택을 구성하는 다양한 다른 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)에서 각 색상 성분에 대한 광 빔의 다른 서브세트이 유도 전파 모드로 회절되도록 하는 크기를 갖는 1 차 격자 벡터들을 생성하는 피처 피치로 설계되어 있다. 이는 도 27c 내지 도 27e의 k-공간 도면을 참조하여 아래에서 자세히 설명한다.

[0540] 도 27a는 입력 빔들(2702, 2704, 2706)이 인-라인 프로젝터 동공을 통해 아이피스 도파관들의 스택에 제공되는 상황에 적합한 ICG 영역들(2740a, 2740b, 2740c)의 구성을 예시한다. 이러한 유형의 실시예에서, 입력 이미지의 여러 색상 성분들에 대한 입력 광 빔들은 동일한 ICG 영역에 입사된다. 그러나 분할 프로젝터 동공 구성도 사용할 수 있다. 이것은 도 27b에 도시되어 있다.

[0541] 도 27b는 FOV가 향상된 아이피스 도파관들의 스택의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 도 27b의 아이피스 도파관들의 스택의 동작은 도 27b의 스택은 분할 프로젝터 동공 구성에 적합하다는 점을 제외하면 도 27a의 동작과 유사하다. 이러한 유형의 실시예에서, 입력 이미지의 각각의 색상 성분에 대한 입력 광 빔들은 서로 다른 ICG 영역에 입사된다. 예를 들어, 제1 아이피스 도파관(2700a)에 대한 ICG 영역(2740a)은 적색광의 입력 빔(2702)을 수신하는 제1 섹션(2740a1), 녹색광의 입력 빔(2704)을 수신하는 제2 섹션(2740a2) 및 청색광의 입력 빔(2706)을 수신하는 제3 섹션(2740a3)으로 공간적으로 분할될 수 있다. 제1 섹션(2740a1), 제2 섹션(2740a2) 및 제3 섹션(2740a3)에서 회절 피처들의 공간 주기(Λ)는 동일할 수 있다.

[0542] 도 27a의 경우와 마찬가지로, 각각의 입력 빔들(2702, 2704, 2706)은 입력 이미지의 색상 성분(예를 들어, 적색, 녹색, 청색)의 FOV에 대해―상이한 전파 각도들을 갖는―입력 빔들의 전체 세트를 나타내기 위한 것이다. ICG 영역(2740a1)은 적색광의 입력 빔들 중 일부(또는 전혀 없을 수도 있음)를 제1 아이피스 도파관(2700a) 내의 유도 전파 모드(1 차 회절 빔(2702a)으로 표시됨)로 결합할 수 있는 한편 ICG 영역(2740a2)은 녹색광의 입력 빔들 중 일부(또는 전혀 없을 수도 있음)를 유도 전파 모드(1 차 회절 빔(2704a)로 표시됨)로 결합시킬 수 있고, ICG 영역(2740a3)은 청색광의 입력 빔들 중 일부(또는 전혀 없을 수도 있음)를 유도 전파 모드(1 차 회절 빔(2706a)으로 표시됨)로 결합시킬 수 있다. 제1 아이피스 도파관(2700a)에 결합되지 않은 적색광 빔들, 녹색광 빔들 및 청색광 빔들의 입력 빔은 제2 아이피스 도파관(2700b)으로 계속 진행될 수 있다. 일부 실시예들에서, ICG 영역(2740a1)은 도 27f와 관련하여 논의된 바와 같이 선택적이다.

[0543] 제2 아이피스 도파관(2700b)에서, ICG 영역(2740b)은 적색광을 수신하는 제1 섹션(2740b1), 녹색광을 수신하는 제2 섹션(2740b2) 및 청색광을 수신하는 제3 섹션(2740b3)으로 공간적으로 분할될 수 있다. 일부 실시예들에서, ICG 영역(2740b)의 섹션들(2740b1, 2740b2, 2740b3)은 ICG 영역(2740a)의 각각의 섹션들(2740a1, 2740a2, 2740a3)과 x-방향 및/또는 y-방향으로 정렬될 수 있다. 제2 아이피스 도파관(2700b) 내의 제1 ICG 섹션(2740b1)은 제2 아이피스 도파관 상에 또는 그 내부에 위치한 부분 반사, 부분 투과 격자일 수 있다. 대조적으로, 제2 ICG 섹션(2740b2) 및 제3 ICG 섹션(2740b3)은 예를 들어, 제2 아이피스 도파관(2700b)의 후면에 위치한 고반사(예를 들어, 금속화된) 격자일 수 있다; ―도 27a의 경우처럼―녹색 및 청색광이 제3 아이피스 도파관(2700c)에 도달하는 것을 방지하기 위해 제2 및 제3 ICG 섹션이 투과성일 필요는 없다.

[0544] 제2 아이피스 도파관(2700b)에 인-커플링되지 않은 적색광의 입력 빔은 제3 아이피스 도파관(2700c)으로 계속 진행될 수 있다. 제3 아이피스 도파관(2700c)에서, ICG 영역(2740c1)은 나머지 적색광 빔들의 일부 또는 전부를 제3 아이피스 도파관(2700c) 내의 유도 전파 상태들로 인-커플링할 수 있다.

[0545] 도 27a 및 도 27b에 도시된 아이피스 도파관들의 스택은 AR 시스템들과 같은 근안 디스플레이들로 사용할 수 있다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명한 바와 같이, 일부 근안 디스플레이들은 적색광(~625 ㎚, 최대 절반 폭(FWHM) < 50 ㎚)을 지원하도록 설계된 아이피스 도파관, 녹색광(~525 ㎚, FWHM < 50 ㎚)을 지원하도록 설계된 별도의 아이피스 도파관 및 청색광(~455 ㎚, FWHM < 50 ㎚)을 지원하도록 설계된 다른 별도의 아이피스 도파관으로 구성된다. 이러한 층별 단일 색상 성분 설계에서 각각의 개별 아이피스 도파관은 회절 격자들의 세트를 사용하여 프로젝터에서 의도한 색상 성분의 전체 FOV를 다양한 방향으로 총 내부 반사(TIR)로 전파할 수 있다. 그런 다음 각 층은 지정된 색상 성분의 프로젝터 동공을 복제하여 대형 아이박스를 통해 사용자의 안구에 가상 이미지를 전달할 수 있다. 그러나, 도 27a 및 도 27b에 도시된 도파관 스택은 입력 이미지의 각각의 색상 성분의 FOV의 상이한 하부 부분이 상이한 아이피스 도파관에 의해 지원되도록 설계된다는 점에서 구별된다; 또한, 스택 내의 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c) 중 하나 이상(또는 심지어 모두일 수도 있음)은 둘 이상의 색상 성분들의 FOV의 하부 부분들을 지원하도록 설계될 수도 있다. 이는 각각의 색상 성분을 여러 아이피스 도파관들에 결합할 수 있도록 ICG 영역의 공간 주기를 변경함으로써 달성할 수 있다(예를 들어, 각각의 색상 성분의 FOV의 하부 부분을 서로 다른 도파관에 결합할 수 있음). (또한 분산 보상을 보장하기 위해 CPE/EPE/OPE 격자의 주기를 적절히 변경할 수 있다.) 예를 들어, 적색 입력 이미지의 FOV의 상이한 하부 부분들은 일부 실시예들에서, 큰 및/또는 중간 및/또는 작은 격자 벡터 층들(2700a, 2700b, 2700c)에 결합될 수 있다(예를 들어, 도 27a 및 도 27b에 도시된 바와 같이, 3 개의 격자 벡터 층들 모두 또는 중간 및 작은 격자 벡터 층들(2700b, 2700c)에만 결합될 수 있음). 마찬가지로, 녹색 입력 이미지 및 청색 입력 이미지의 각 FOV의 상이한 하부 부분들은 큰 및/또는 중간 및/또는 작은 격자 벡터 층들(2700a, 2700b, 2700c)에 결합될 수 있다. 이어서 큰, 중간 및 작은 격자 벡터 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)의 출력들을 결합하면―하나 이상의 색상 성분에 대해―결합이 없다면 층별 단일 색상 구성에서 가능한 것보다 더 큰 이미지 FOV가 생성될 수 있다. 이는 k-공간 도면을 사용하면 가장 쉽게 설명할 수 있다.

[0546] 도 27c 내지 도 27e는 도 27a 및 도 27b에 도시된 아이피스 도파관들의 스택의 예시적 실시예의 k-공간 동작을 세 가지 상이한 굴절률들에 대해 설명하는 k-공간 도면을 포함한다. 도 27c에서, 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)의 굴절률은 n=1.5이다. 도 27d에서 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)의 굴절률은 n=1.75이다. 도 27e에서 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)의 굴절률은 n=2.0이다. 각각의 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)의 k-공간 고리의 폭은 해당 도파관의 굴절률에 의해 결정된다. 굴절률이 클수록 k-공간 고리가 더 넓어진다. 따라서, 도 27e(n=2.0)의 k-공간 도면에 대한 고리는 도 27d(n=1.75)의 k-공간 도면에 대한 고리보다 더 넓으며, 이는 도 27c(n=1.5)의 k-공간 도면에 대한 고리보다 더 넓다.

[0547] 도 27c 내지 도 27e의 좌측 k-공간 도면들은 제1 아이피스 도파관(2700a) 또는 큰 격자-벡터 층의 동작을 예시한다. 도 27c 내지 도 27e의 중간 k-공간 도면은 제2 아이피스 도파관(2700b) 또는 중간 격자 벡터 층의 작동을 설명한다. 도 27c 내지 도 27e의 우측 k-공간 도면은 제3 아이피스 도파관(2700c) 또는 작은 격자 벡터 층의 작동을 보여준다.

[0548] 도 27c 내지 도 27e의 각 k-공간 도면들은 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c) 중 하나가 광의 여러 색상 성분들(즉, 적색, 녹색, 청색)에 미치는 k-공간 효과를 보여준다. 따라서 각 k-공간 도면은 실제로 각각의 색상 성분에 대해 하나씩 여러 k-공간 도면의 중첩을 나타낸다. k-벡터의 파장 의존성(즉, k=nω/c)으로 인해 모든 k-공간 도면은 서로 다른 색상 성분에 대해 중첩된 k-공간 도면 간의 일관성을 유지하기 위해 정규화된다(c/ω로 스케일링). 정규화의 결과로 도 27c 내지 도 27e의 k-공간 도면들 각각은 아이피스 도파관의 굴절률과 동일한 반경을 갖는다. 그러나 정규화로 인해 각각의 아이피스 도파관의 ICG 영역에 대한 격자 벡터들이 각각의 색상 성분의 각 주파수에 반비례하여 스케일링된다. 즉, ICG 영역들(2740a, 2740b, 2740c)에 대한 격자 벡터들은 각 색상 성분에 대해 다른 크기를 갖는다는 것을 의미한다.

[0549] 도 27c 내지 도 27e에서, ICG 영역들(2740a, 2740b, 2740c)에 대한 스케일링된 격자 벡터들은 적색 성분에 대해 GX_R, 녹색 성분에 대해 GX_G, 청색 성분에 대해 GX_B로 표시되며, 여기서 X는 아이피스 도파관의 수와 같다(제1 아이피스 도파관(2700a)의 경우 X=1, 제2 아이피스 도파관(2700b)의 경우 X=2, 제3 아이피스 도파관(2700c)의 경우 X=3). k-공간 도면에서 알 수 있듯이, 주어진 피치를 가진 ICG는 k-공간에서 적색광 빔을 가장 멀리 변환하고, 그 다음 녹색광 빔, 청색광 빔 순으로 변환한다. 그 이유는 피치가 작은 격자가 광에 대해 더 큰 회절 효과를 가지며, 주어진 ICG의 회절 피처들의 피치는 더 긴 파장에 비해 더 작기 때문에, ICG는 더 긴 파장의 광을 더 큰 각도(k-공간에서 더 큰 거리에 해당)에서 회절시키기 때문이다.

[0550] 도 27c 내지 도 27e의 각 k-공간 도면의 중심은 입력 광 빔들(2702, 2704, 2706)이 외부 소스(예를 들어, 프로젝터)로부터 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)의 스택을 향해 일반적으로 z-방향으로 전파될 때 입력 광 빔들(2702, 2704, 2706)의 k-벡터를 포함하는 중앙 FOV 직사각형(실선으로 도시됨)을 포함한다. 입력 광 빔들(2702, 2704, 2706)은 큰 격자 벡터 아이피스 도파관(2700a)의 ICG 영역(2740a)과 상호작용한다. k-공간에서, 이러한 상호작용들은 흑색 FOV 직사각형이 ICG 영역(2740a)의 격자 벡터들에 의해 변환되는 것에 대응한다.

[0551] 큰 격자 벡터 층(2700a)에서의 ICG 영역(2740a)의 k-공간 동작은 도 27c 내지 도 27e 각각에서 좌측 k-공간 도면에 도시되어 있다. 적색광 빔들 FOV 직사각형(점선으로 도시됨)은 적색광 빔들에 대해 스케일링된 ICG 영역(2740a)의 격자 벡터들인 G1R에 의한 적색 입력 빔(2702)의 결과적인 k-공간 변환을 나타낸다. 도 27c에 도시된 실시예에서, G1_R은 모든 적색광 FOV 직사각형을 k-공간 고리의 외부 주변을 넘어서는 위치로 이동시키는 크기를 갖는다. 그러나, 도 27d 및 도 27e에 도시된 실시예에서, G1_R은 적색광 FOV 직사각형의 일부가 k-공간 고리 내부의 위치로 이동되고 나머지 부분이 k-공간 고리의 외부 주변을 넘어 이동되도록 하는 크기를 갖는다. 즉, 도 27d 및 도 27e 실시예에서, G1_R은 적색광 FOV 직사각형의 내부 에지가 k-공간 고리 내부로 이동되고 외측 에지가 고리의 외부 주변을 넘어 이동되도록 하는 크기로 설계될 수 있다. k-공간 고리 안으로 변환되는 k-벡터는 큰 격자 벡터 층(2700a) 내부의 유도 전파 모드로 1 차 회절될 수 있는 적색광 빔들에 해당한다. k-공간 고리의 외부 주변을 넘어 변환되는 k-벡터는 ICG 영역(2740a)에 의해 회절될 수 없고 대신에 중간 격자-벡터 층(2700b)을 향해 계속 전파되는 적색광 빔들에 해당한다.

[0552] 도 27c 내지 도 27e의 각 도의 좌측 k-공간 도면에 도시된 바와 같이, 큰 격자 벡터 층(2700a)에서의 ICG 영역(2740a)의 k-공간 작동을 계속 참조하여, 녹색광 빔들 FOV 직사각형(쇄선들로 예시됨)은 녹색광 빔들에 대해 스케일링된 ICG 영역(2740a)의 격자 벡터들인 G1_G에 의한 녹색 입력 빔(2704)의 결과적인 k-공간 변환을 나타낸다. 예시된 실시예에서, G1_G는 녹색광 FOV 직사각형의 일부가 k-공간 고리 내부의 위치로 이동하고 나머지 부분이 k-공간 고리의 외부 주변을 넘어 이동하도록 하는 크기를 갖는다. 즉, G1_G는 녹색광 FOV 직사각형의 내측 에지가 k-공간 고리 내부로 이동하고 외측 에지가 고리의 외측 주변으로 이동하는 크기로 설계할 수 있다. k-공간 고리로 변환되는 k-벡터는 큰 격자 벡터 층(2700a) 내부의 유도 전파 모드로 1 차 회절될 수 있는 녹색광 빔들에 해당한다. k-공간 고리의 외부 주변을 넘어서서 변환되는 k-벡터들은 ICG 영역(2740a)에 의해 회절될 수 없고 대신에 중간 격자-벡터 층(2700b)을 향해 계속 전파되는 녹색광 빔들에 대응한다.

[0553] 도 27c 내지 도 27e의 각 도의 좌측 k-공간 도면에 도시된 바와 같이―큰 격자-벡터 층(2700a)에서의―ICG 영역(2740a)의 k-공간 동작을 계속 참조하여, 청색광 FOV 직사각형(점선으로 도시됨)은 청색광에 대해 스케일링된 ICG 영역(2740a)의 격자 벡터들인 G1_B에 의한 청색 입력 빔(2706)의 k-공간 변환을 나타낸다. 예시된 실시예에서, G1_B는 마찬가지로 청색광 FOV 직사각형의 일부가 k-공간 고리 내부의 위치로 이동하고 나머지 부분이 k-공간 고리의 외부 주변을 넘어 이동하게 하는 크기를 갖는다. 즉, G1_B는 청색광 FOV 직사각형의 내측 에지가 k-공간 고리 내부(예를 들어, 고리의 내측 주변 에지)로 이동되고 외측 에지는 고리의 외측 주변 너머로 이동되는 크기로 설계할 수 있다. k-공간 고리로 변환되는 k-벡터는 큰 격자-벡터 층(2700a) 내부의 유도 전파 모드로 1 차 회절될 수 있는 청색광 빔들에 대응하는 반면, k-공간 고리의 외부 주변을 넘어 변환되는 k-벡터는 ICG 영역(2740a)에 의해 회절될 수 없고 대신 중간 격자-벡터 층(2700b)을 향해 계속 전파되는 청색광 빔들에 대응한다.

[0554] ―중간 격자-벡터 층(2700b)에서의―ICG 영역(2740b)의 k-공간 동작은 도 27c 내지 도 27e 각각의 중간 k-공간 도면에 도시되어 있다. 적색광 빔들 FOV 직사각형(점선으로 도시됨)은 적색광 빔들에 대해 스케일링된 ICG 영역(2740b)의 격자 벡터들인 G2_R에 의한 적색 입력 빔(2702)의 결과적인 k-공간 변환을 나타낸다. 예시된 실시예에서, G2_R은 적색광 FOV 직사각형의 일부가 k-공간 고리 내부의 위치로 이동하고 나머지 부분이 k-공간 고리의 외부 주변을 넘어 이동하게 하는 크기를 갖는다. 즉, G2_R은 적색광 FOV 직사각형의 내측 에지가 k-공간 고리 안으로 D이동되고 외측 에지는 고리의 외측 주변부로 이동되는 크기로 설계할 수 있다. k-공간 고리로 변환되는 k-벡터는 중간 격자 벡터 층(2700b) 내부의 유도 전파 모드로 1 차 회절될 수 있는 적색광 빔들에 해당한다. k-공간 고리의 외부 주변을 넘어 변환되는 k-벡터는 ICG 영역(2740b)에 의해 회절될 수 없고 대신에 작은 격자-벡터 층(2700c)을 향해 계속 전파되는 적색광 빔들에 해당한다.

[0555] 도 27c 내지 도 27e의 중간 k-공간 도면에 도시된 바와 같이―중간 격자-벡터 층(2700b)에서의―ICG 영역(2740b)의 k-공간 동작을 계속 참조하여, 녹색광 빔들 FOV 직사각형(쇄선으로 도시됨)은 녹색광 빔들에 대해 스케일링된 ICG 영역(2740b)의 격자 벡터들인 G2_G에 의한 녹색 입력 빔(2704)의 k-공간 변환을 나타낸다. 예시된 실시예에서, G2_G는 녹색광 빔들 FOV 직사각형의 외부 에지를 k-공간 고리 내부의 위치(예를 들어, k-공간 고리의 외부 주변 에지)로 이동하게 하는 크기를 갖는다. FOV 직사각형이 k-공간 고리의 너비보다 k_x-방향이 더 크기 때문에 녹색 표시등 FOV 직사각형의 일부가 k-공간 도면의 중앙 영역으로 확장된다. k-공간 고리로 변환되는 k-벡터는 중간 격자 벡터 층(2700b) 내부의 유도 전파 모드로 1 차 회절될 수 있는 녹색광 빔들에 해당한다. k-공간 도면의 중심 영역에 남아있는 k-벡터는 ICG 영역(2740a)에 의해 큰 격자-벡터 층(2700a) 내부의 유도 전파 모드로 이미 회절되었을 수 있는 녹색광 빔들에 대응한다(그러나, 만약 그들이 중간 격자-벡터 층(2700b)에 도착할 경우, ICG 영역(2740b)에 의해 회절되지만 유도 전파 모드로 회절되지는 않는다-녹색광 빔들은 광학 필터(2745)에 의해 흡수되거나 반사 격자(2740b2)에 의해 작은 격자-벡터 층(2700c)에 도달하지 못하게 될 수 있다).

[0556] 마지막으로, ―중간 격자-벡터 층(2700b)에서의―ICG 영역(2740b)의 k-공간 동작을 계속 참조하여, 도 27c 내지 도 27e 각각의 중간 k-공간 도면에 도시된 바와 같이, 청색광 FOV 직사각형(점선으로 도시됨)은 청색광에 대해 스케일링된 ICG 영역(2740b)의 격자 벡터들인 G2_B에 의한 청색 입력 빔(2706)의 k-공간 변환을 나타낸다. 예시된 실시예에서, G2_B는 청색광 FOV 직사각형의 일부가 k-공간 고리 내부의 위치로 이동하고 나머지 부분이 k-공간 도면의 중심 영역에 유지되도록 하는 크기를 갖는다. k-공간 고리 내부로 변환되는 k-벡터는 중간 격자 벡터 층(2700b) 내부의 유도 전파 모드로 1 차 회절될 수 있는 청색광 빔들에 해당한다, 반면, k-공간 도면의 중심 영역에 남아있는 것은, ICG 영역(2740a)에 의해 큰 격자-벡터 층(2700a) 내부의 유도 전파 모드로 이미 회절되었을 수 있는 청색광 빔들에 대응한다(그러나, 만약 그들이 중간 격자-벡터 층(2700b)에 도착한다면, 이들은 ICG 영역(2740b)에 의해 회절되지만 유도 전파 모드로 회절되지는 않을 것이다-청색광 빔들은 광학 필터(2745)에 의해 흡수되거나 반사 격자(2740b3)에 의해 작은 격자-벡터 층(2700c)에 도달하지 못하게 될 수 있다).

[0557] ―작은 격자-벡터 층(2700c)에서의―ICG 영역(2740c)의 k-공간 동작은 도 27c 내지 도 27e 각각의 우측 k-공간 도면에 도시되어 있다. 적색광 빔들 FOV 직사각형(점선으로 도시됨)은 적색광 빔들에 대해 스케일링된 ICG 영역(2740c)의 격자 벡터들인 G3_R에 의한 적색 입력 빔(2702)의 결과적인 k-공간 변환을 나타낸다. 예시된 실시예에서, G3_R은 적색광 FOV 직사각형의 외측 에지가 k-공간 고리(예를 들어, k-공간 고리의 외부 주변 에지)로 이동하게 하는 크기를 갖는다. FOV 직사각형이 k-공간 고리의 너비보다 k_x-방향이 더 크기 때문에 적색광 FOV 직사각형의 일부가 k-공간 도면의 중앙 영역으로 확장된다. k-공간 고리로 변환되는 k-벡터는 작은 격자 벡터 층(2700c) 내부에서 유도 전파 모드로 1 차 회절될 수 있는 적색광 빔들에 해당한다. k-공간 도면의 중심 영역에 남아있는 k-벡터는 ICG 영역(2740a)에 의해 큰 격자-벡터 층(2700a) 내부 또는 ICG 영역(2740b)에 의해 중간 격자-벡터 층(2700b) 내부에서 이미 유도 전파 모드로 회절되었을 수 있는 적색광 빔들에 대응한다. 이러한 적색광 빔들이 이전에 아이피스 도파관 중 하나에 인-커플링되지 않은 경우, 예를 들어 회절 효율이 100 ％ 미만이기 때문에 배플 등에 의해 차단될 수 있다.

[0558] 도 27c 내지 도 27e 각각의 우측 k-공간 도면에 도시된 바와 같이, ―작은 격자 벡터 층(2700c)에서의― ICG 영역(2740c)의 k-공간 작동을 계속 참조하여, 녹색광 빔들 FOV 직사각형(쇄선으로 도시됨)은 녹색광 빔들에 대해 스케일링된 ICG 영역(2740c)의 격자 벡터들인 G3_G에 의한 녹색 입력 빔(2704)의 k-공간 변환을 나타낸다. 마찬가지로, 청색광 FOV 직사각형(점선으로 도시됨)은 청색광에 대해 스케일링된 ICG 영역(2740c)의 격자 벡터들인 G3_B에 의한 청색 입력 빔(2706)의 k-공간 변환을 표시한다. 이미 논의한 바와 같이, 녹색 및 청색광 빔들이 ICG 영역(2740c)에 도달하는 것을 방지하기 위해 광학 필터(2745)가 제공될 수 있다. 그러나, 녹색 및 청색광 빔들이 ICG 영역(2740c)와 상호작용하도록 허용되는 경우, G3_G 및 G3_B가 해당 FOV 직사각형의 일부를 k-공간 고리로 변환하기 때문에 일부 1 차 회절 빔은 유도 전파 모드로 진입할 것이다; k-공간 도면의 중심 영역에 남아있을 k-벡터는, ICG 영역(2740a)에 의해 큰 격자-벡터 층(2700a) 내부 또는 ICG 영역(2740b)에 의해 중간 격자-벡터 층(2700b) 내부에서 이미 유도 전파 모드로 회절되었을 수 있는 녹색 및 청색광 빔들에 대응할 수 있다.

[0559] 도 27c 내지 도 27e 각각의 우측 k-공간 도면은 또한 작은 격자-벡터 층(2700c)에서 ICG 영역(2740c)에 의한 2 차 회절의 효과를 나타낸다. 2 차 회절은 중앙 FOV 직사각형 (실선으로 도시됨)이 스케일링 된 격자 벡터들의 각각 2 배에 해당하는 양만큼 변환되도록 한다. 녹색광 FOV 직사각형(옅은 쇄선들로 예시됨)은 길이 2·G3_G의 격자 벡터들에 의한 녹색광(2704)의 2 차 회절을 나타내는 한편, 청색광 FOV 직사각형(옅은 점선으로 도시됨)은 길이(2·G3_B) 의 격자 벡터들에 의한 청색광(2706)의 2 차 회절을 나타내고 있다. 예시된 바와 같이, 2 차 회절된 녹색광 빔들 및 청색광 빔들 FOV 직사각형(각각 옅은 쇄선 및 점선들로 도시됨)의 일부는 k-공간 고리 내부의 위치로 변환될 수 있으며, 따라서 일부 유도 전파 모드가 생성된다. 녹색 및 청색광 빔들이 광학 필터(2745)에 의해 작은 격자-벡터 층(2700c) 내의 ICG 영역(2740c)과 상호작용하는 것을 차단할 수 있는 이유는 이미지 아티팩트를 야기할 수 있는 그러한 임의의 2 차 모드들을 방지하기 위한 것이다. 그러나, 일부 실시예들에서, 광학 필터(2745)는 작은 격자-벡터 층(2700c) 내의 ICG 영역(2740c)의 2 차 회절 효율이 충분히 낮은 경우(예를 들어, 30 ％ 이하, 20 ％ 이하, 10 ％ 이하 또는 5 ％ 이하) 생략될 수 있다.

[0560] 도 27c 내지 도 27e는 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)의 스택으로의 광의 인-커플링만을 나타낸다. 일단 광이 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)에 인-커플링되면, 광은 본 개시내용에 설명된 다른 실시예들 중 어느 하나에 따라 OPE 영역, MPE 영역, CPE 영역 및/또는 EPE 영역에 의해 처리될 수 있다. 이러한 실시예에서, 주어진 아이피스 도파관 내의 모든 회절 격자의 주기는 분산 보상을 유지하도록 수정될 수 있다. 이는 주어진 아이피스 도파관 내의 격자 벡터들의 합이 0이 될 때 달성될 수 있다.

[0561] 도 27a 내지 도 27e에 예시된 실시예에 따르면, 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)의 스택은 도파관에 대한 k-공간 고리의 폭보다 적어도 하나의 k-공간 치수에서 FOV가 더 큰 이미지를 투사할 수 있다. 이는 입력 이미지의 각각의 색상 성분의 FOV가 여러 개의 아이피스 도파관에 의해 개별적으로 처리되는 여러 k-공간 하부 부분으로 나뉘어져 있기 때문에 가능하다. 본 개시내용의 이 섹션에 설명된 기술을 사용하면 상대적으로 넓은 FOV를 달성할 수 있다: 굴절률이 n=1.5인 경우(도 27c), 입력 커플링 격자 벡터들에 해당하는 방향으로 최대 41.5°의 FOV를 달성할 수 있다(단색 구성 요소-층당 아이피스 도파관에서는 29°와 비교); 굴절률이 n=1.75인 경우(도 27d), 입력 결합 격자 벡터들에 해당하는 방향으로 최대 55.9°(층단 단일 색상 성분 아이피스 도파관의 44°와 비교)의 FOV를 달성할 수 있으며, 굴절률(n)=2.0인 경우(도 27e), 입력 결합 격자 벡터들에 해당하는 방향으로 최대 64.7°(층단 단일 색상 성분 아이피스 도파관의 60°와 비교)의 FOV를 달성할 수 있다.

[0562] 도 27f 내지 도 27h는, 각각의 색상 성분이 부분적으로 2 개의 아이피스 도파관들로 운반되는 특정 실시예에 따른, 각각의 색상 성분이 스택 내의 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c) 각각에 인-커플링될 수 있는 입력 이미지의 각각의 색상 성분의 FOV의 하부 부분을 예시한다. 이들 도면들에서, ICG 벡터의 방향으로의 입력 이미지의 FOV의 치수는 아이피스 도파관에 대응하는 k-공간 고리의 폭보다 크지만, 본 절에서 설명되는 FOV 확장 기법은 아이피스 도파관들의 스택이 전체 이미지 FOV를 수용할 수 있도록 구현된다.

[0563] 예시된 실시예에서, 입력 이미지의 색상 성분들 각각은 부분적으로 3 개의 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c) 중 2 개에 의해 전달된다. 도 27f는 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c) 각각에 인-커플링될 수 있는 입력 이미지의 적색 색상 성분의 FOV의 하부 부분과 도파관 스택으로부터의 적색 출력 이미지의 FOV를 나타낸다. 아래에서 더 논의되는 바와 같이, 예시된 실시예에서, 적색 성분은 부분적으로 중간 격자-벡터 층(2700b) 및 작은 격자-벡터 층(2700c)에서 운반되지만, 큰 격자-벡터 층(2700a)에서는 운반되지 않는다. 이는 예를 들어, 도 27b의 큰 격자-벡터 층(2700a)이 적색광의 입력 빔(2702)을 수신하는 제1 ICG 섹션(2740a1)을 포함하지 않기 때문일 수 있다. 또는, 도 27a의 큰 격자-벡터 층(2700a)의 ICG 영역(2740a)이 도 27c에 도시된 바와 같이, FOV 직사각형의 적색 성분을 k-공간 고리의 외부 주변 에지를 완전히 넘어 변환하기에 충분히 긴 격자 벡터들(G1_R)를 갖도록 설계되었기 때문일 수도 있다. 한편, 도 27g 및 도 27h는 각각의 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c) 각각에 인-커플링될 수 있는 입력 이미지의 녹색 및 청색 색상 성분의 FOV의 하부 부분과 도파관 스택으로부터의 녹색 및 청색 출력 이미지의 FOV를 나타낸다. 아래에서 더 논의되는 바와 같이, 예시된 실시예에서, 녹색 및 청색 성분은 부분적으로 큰 격자-벡터 층(2700a) 및 중간 격자-벡터 층(2700b)에 의해 전달되지만, 작은 격자-벡터 층(2700c)에는 전달되지 않는다. 작은 격자-벡터 층(2700c)은 일부 실시예들에서 녹색 및 청색광이 작은 격자-벡터 층(2700c)에 도달하는 것을 차단하는 광학 필터(2745)의 존재로 인해 녹색 및 청색 색상 성분의 일부를 전달하지 않는다.

[0564] 도 27f 내지 도 27h는 각각 4 개의 열들로 구성된 도면을 포함한다. 처음 3 개의 열들(좌측에서 우측으로)의 도면들 각각은 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c) 중 하나에서 입력 이미지의 색상 성분들 중 하나에 대한 FOV를 나타낸다. 좌측에서 시작하는 도면의 제1 열은 큰 격자 벡터 층(2700a)에 해당한다. 도면의 제2 열은 중간 격자 벡터 층(2700b)에 해당한다. 그리고 도면의 제3 열은 작은 격자 벡터 층(2700c)에 해당한다. 흑색으로 표시된 시계 영역은 인-커플링되지 않은 반면 회색으로 표시된 시계 영역은 인-커플링되어 있다. 도면의 제4 열이자 마지막 열은 색상 성분 출력 이미지 R_out, G_out, B_out에 대한 FOV를 보여준다. 흑색으로 표시된 FOV 영역은 존재하지 않는 반면, 회색으로 표시된 FOV 영역은 존재한다.

[0565] 도 27f의 제1 열에 도시된 바와 같이, 예시된 실시예에서, 적색 입력 이미지의 FOV의 어떤 부분도 큰 격자-벡터 층에 인-커플링되지 않는다. 그러나, 도 27g의 제1 열은 녹색 입력 이미지의 하부 부분(G₁)이 큰 격자-벡터 층(2700a)에 인-커플링될 수 있음을 나타낸다. 도 27h의 제1 열은 유사하게 청색 입력 이미지의 하부 부분(B₁)이 큰 격자-벡터 층(2700a)에 인-커플링될 수 있음을 보여준다. (참고: 도 27g 및 도 27h의 제1 열은 입력 이미지의 녹색 및 청색 색상 성분의 좌측이 큰 격자-벡터 층(2700a)에서 전달되는 반면, 도 27c 내지 도 27e는 큰 격자-벡터 층의 k-공간 고리에 위치하기 때문에 유도 전파 모드를 지원하는 녹색 및 청색 FOV 직사각형의 우측을 나타낸다. 이러한 차이의 이유는 도 27c 내지 도 27e의 k-공간 도면은 광이 전파되는 방향을 보여주는 반면, 도 27f 내지 도 27h는 광 빔들이 오는 인지 각도를 나타내기 때문이다. 예를 들어, 우측으로 전파되는 광은 FOV의 좌측에서 광으로 인식된다. 이로 인해 k-공간 도면에 표시된 것과 사용자가 보는 것 사이에 두 축이 반전된다.)

[0566] 도 27f의 제2 열은 적색 입력 이미지의 하부 부분(R₁)이 중간 격자-벡터 층(2700b)에 인-커플링될 수 있음을 나타낸다. 도 27g 및 도 27h의 제2 열은 각각의 하부 부분들(G₂ 및 B₂)이 중간 격자-벡터 층(2700b)에 인-커플링될 수 있음을 나타낸다.

[0567] 도 27f의 제3 열은 적색 입력 이미지의 하부 부분(R₂)이 작은 격자-벡터 층(2700c)에 인-커플링될 수 있음을 나타낸다. 도 27g 및 도 27h의 제3 열은, 예시된 실시예에서, 녹색 또는 청색 입력 이미지의 일부가 작은 격자-벡터 층(2700c)에 인-커플링되지 않음을 나타낸다. 이는 도 27a 및 도 27b와 관련하여 전술한 바와 같이, 녹색 및 청색광 빔들이 작은 격자-벡터 층(2700c)에 도달하지 못하도록 차단되기 때문이다.

[0568] 도 27f 내지 도 27h의 제4 열은 상이한 색상들상 성분에 대해 출력 이미지에 존재하는 FOV의 일부를 나타낸다. 흑색으로 표시된 FOV의 영역은 출력 이미지에 존재하지 않는 반면, 회색으로 표시된 FOV의 영역은 출력 이미지에 존재한다. 도 27f 내지 도 27h 각각에서 제4 열의 도면은 회색으로 단색이며, 이는 도파관들의 스택들(2700a, 2700b, 2700c)의 출력 이미지에 각각의 색상 성분(R_out, G_out, B_out)에 대한 전체 FOV가 존재한다는 것을 의미한다. 이는 R₁ 및 R₂ 하부 부분들의 합, G₁ 및 G₂ 하부 부분들의 합, B₁ 및 B₂ 하부 부분들의 합이 각각 입력 이미지의 전체 FOV를 포함하기 때문에 그렇다.

[0569] ICG 영역들(예를 들어, 2740a, 2740b, 2740c)의 회절 격자가 100 ％ 효율적이라면 입력 이미지의 각각의 색상 성분의 각각의 하부 부분들(R₂/R₁, G₂/G₁, B₂/B₁)이 서로 중첩되지 않을 것이다. 예를 들어, 입력 이미지의 적색 색상 성분의 하부 부분(R₂)은 하부 부분(R₁)과 겹치지 않는데, 이는 R₁의 적색 빔들이 중간 격자 벡터 층(2700b)에서 이미 인-커플링되었기 때문에 작은 격자 벡터 층(2700c)에서 인-커플링할 수 없기 때문이다. 유사하게, 입력 이미지의 녹색 및 청색 색상 성분의 하부 부분들(G₂ 및 B₂)은 각각의 하부 부분들(G₁ 및 B₁)과 겹치지 않을 것인데, 이는 G₁의 임의의 녹색광 빔들 및 B₁의 임의의 청색광 빔들이 이미 큰 격자-벡터 층(2700c)에서 인-커플링되었기 때문에, 따라서 중간 격자-벡터 층(2700b)에서 인-커플링될 수 없을 것이기 때문이다. 그러나, 일부 실시예들에서, ICG 영역들(예를 들어, 2740a, 2740b, 2740c)의 회절 격자는 100 ％ 효율보다 낮다. 이는 특정 층에서 인-커플링될 수 있는 광의 일부가 해당 층의 ICG 영역을 투과하여 다음 층의 ICG 영역에서 인-커플링될 수 있는 기회를 갖게 된다는 것을 의미한다. 이렇게 하면 각각의 색상 성분의 각각의 하부 부분들(R₂/R₁, G₂/G₁, B₂/B₁) 간에 어느 정도의 중첩을 제공하여 사용자에게 표시되는 FOV에 공백이 없도록 할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, ICG 영역들(예를 들어, 2740a, 2740b, 2740c)은 5 내지 90 ％ 범위의 회절 효율을 갖는다.

[0570] 도 27i 내지 도 27k는 스택 내의 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c) 각각에 인-커플링될 수 있는 입력 이미지의 각각의 색상 성분의 FOV의 하부 부분을 예시한다는 점에서 도 27f 내지 도 27h와 유사하나, 도 27i 내지 도 27k는 각각의 색상 성분이 2 개가 아닌 3 개의 아이피스 도파관으로 부분적으로 운반되는 특정 실시예를 예시한다는 점에서 차이가 있다.

[0571] 도 27i는 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c) 각각에 인-커플링될 수 있는 입력 이미지의 적색 색상 성분의 FOV의 하부 부분과 도파관 스택으로부터의 적색 출력 이미지의 FOV를 나타낸다. 아래에서 더 자세히 설명하는 바와 같이, 예시된 실시예에서 적색 성분은 부분적으로 3 개의 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c) 모두에 전달된다. 예를 들어, 큰 격자 벡터 층(2700a)의 ICG 영역(2740a)은 도 27d 및 도 27e에 도시된 바와 같이, FOV 직사각형의 적색 성분을 적어도 부분적으로 k-공간 고리 내부의 k-공간 위치로 변환하는 격자 벡터들(G1_R)를 갖도록 설계되는 경우가 이에 해당할 수 있다. 한편, 도 27j 및 도 27k는 각각의 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c) 각각에 인-커플링될 수 있는 입력 이미지의 녹색 및 청색 색상 성분의 FOV의 하부 부분과 도파관 스택으로부터의 녹색 및 청색 출력 이미지의 FOV를 나타낸다. 아래에서 더 자세히 설명하는 바와 같이, 예시된 실시예에서 녹색 및 청색 구성 요소는 마찬가지로 3 개의 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c) 모두에서 부분적으로 운반된다. 예를 들어, 작은 격자-벡터 층(2700c) 내의 ICG 영역(2740c)의 2 차 회절 효율이 충분히 낮아서 작은 격자-벡터 층 내의 2 차 회절로 인한 이미지 아티팩트를 방지하기 위해 광학 필터(2745)가 필요하지 않은 경우가 이에 해당할 수 있다.

[0572] 도 27i 내지 도 27k에는 각각 4 개의 열들의 도면들이 포함되어 있다. 처음 3 개의 열들(좌측에서 우측)의 도면들 각각은 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c) 중 하나에서 입력 이미지의 색상 성분들 중 하나에 대한 FOV를 나타낸다. 좌측에서 시작하는 도면의 제1 열은 큰 격자 벡터 층(2700a)에 해당한다. 도면의 제2 열은 중간 격자 벡터 층(2700b)에 해당한다. 그리고 도면의 제3 열은 작은 격자 벡터 층(2700c)에 해당한다. 흑색으로 표시된 FOV 영역들은 인-커플링되지 않은 반면 회색으로 표시된 시계 영역은 인-커플링되어 있다. 도면의 제4 열이자 마지막 열은 색상 성분 출력 이미지 R_out, G_out, B_out에 대한 FOV를 보여준다. 흑색으로 표시된 FOV 영역은 존재하지 않는 반면, 회색으로 표시된 FOV 영역은 존재한다.

[0573] 도 27i의 제1 열에 도시된 바와 같이, 예시된 실시예에서, 적색 입력 이미지의 FOV의 일부가 큰 격자-벡터 층에 인-커플링되어 있다. 유사하게, 도 27j의 제1 열은 녹색 입력 이미지의 하부 부분(G₁)이 큰 격자-벡터 층(2700a)에 인-커플링될 수 있음을 보여주고, 도 27k의 제1 열은 청색 입력 이미지의 하부 부분(B₁)이 큰 격자-벡터 층(2700a)에 인-커플링될 수 있음을 나타낸다.

[0574] 도 27i의 제2 열은 적색 입력 이미지의 하부 부분(R₂)이 중간 격자-벡터 층(2700b)에 인-커플링될 수 있음을 나타낸다. 도 27j 및 도 27k의 제2 열은 각각의 하부 부분들(G₂ 및 B₂)가 중간 격자-벡터 층(2700b)에 인-커플링될 수 있음을 나타낸다.

[0575]도 27i의 제3 열은 적색 입력 이미지의 하부 부분(R₃)이 작은 격자-벡터 층(2700c)에 인-커플링될 수 있음을 나타낸다. 도 27j 및 도 27k의 제3 열은 각각의 하부 부분들(G₃ 및 B₃)이 작은 격자-벡터 층(2700b)에 인-커플링될 수 있음을 나타낸다.

[0576] 도 27i 내지 도 27k의 제4 열은 상이한 색상들상 성분에 대해 출력 이미지에 존재하는 FOV의 일부를 나타낸다. 흑색으로 표시된 FOV의 영역은 출력 이미지에 존재하지 않는 반면, 회색으로 표시된 FOV의 영역은 출력 이미지에 존재한다. 도 27i 내지 도 27k에서 제4 열의 도면은 회색으로 단색이며, 이는 도파관들의 스택들(2700a, 2700b, 2700c)의 출력 이미지에 각각의 색상 성분(R_out, G_out, B_out)에 대한 전체 FOV가 존재한다는 것을 의미한다. 이는 R₁, R₂, R₃ 하부 부분들의 합, G₁, G₂, G₃ 하부 부분들의 합, B₁, B₂, B₃ 하부 부분들의 합이 각각 입력 이미지의 전체 FOV를 포함하기 때문에 그렇다.

[0577] 도 27f 내지 도 27h 및 도 27i 내지 도 27k와 달리, 도 27l 내지 도 27n은 입력 이미지의 각각의 색상 성분에 대한 FOV의 하부 부분들을 층당 단일 색상 성분 아이피스 도파관으로 결합할 수 있는 것을 보여 준다. 도 27f 내지 도 27h 및 도 27i 내지 도 27k에서와 동일한 굴절률, n=1.75 및 이미지 FOV가 도 27l 내지 도 27n에 사용된다. 그러나, 도 27l 내지 도 27n에는 단일 색 구성 요소-층당 아이피스 도파관이 사용되기 때문에, 이들 도면은 도 27a 내지 도 27k와 관련하여 설명된 FOV 확장 기술들이 구현되지 않을 때 존재하는 FOV 제한들을 나타낸다.

[0578] 도 27l은 3 개의 아이피스 도파관 각각에 인-커플링될 수 있는 입력 이미지의 적색 성분의 FOV의 하부 부분과, 도파관 스택으로부터의 적색 출력 이미지의 FOV를 나타낸다. 한편, 도 27m 및 도 27n은 각각 각각의 아이피스 도파관으로 인-커플링될 수 있는 입력 이미지의 녹색 및 청색 성분의 FOV의 하부 부분과, 도파관 스택으로부터의 녹색 및 청색 출력 이미지의 FOV를 도시한다.

[0579] 도 27l 내지 도 27n의 도면들 각각은 4 개의 열들의 도면을 포함한다. 처음 3 개의 열들(좌측에서 우측으로)의 도면들 각각은 아이피스 도파관 중 하나에서 입력 이미지의 색상 성분들 중 하나에 대한 FOV를 나타낸다. 좌측에서 시작하는 도면의 제1 열은 청색광을 수용하도록 설계된 아이피스 도파관에 해당한다. 도면의 제2 열은 녹색광을 수용하도록 설계된 아이피스 도파관에 해당한다. 그리고 도면의 제3 열은 적색광을 수용하도록 설계된 아이피스 도파관에 해당한다. 흑색으로 표시된 FOV 영역들은 인-커플링되지 않은 반면, 회색으로 표시된 FOV 영역들은 인-커플링된 것이다. 도면의 네 번째이자 마지막 열은 색상 성분 출력 이미지 R_out, G_out, B_out에 대한 FOV를 보여준다. 흑색으로 표시된 FOV 영역들은 존재하지 않는 반면, 회색으로 표시된 FOV 영역들은 존재한다.

[0580] 도 27l 및 도 27m의 제1 열에 도시된 바와 같이, 적색 입력 이미지 또는 녹색 입력 이미지의 FOV의 어떤 부분도 청색광 아이피스 도파관에 인-커플링되어 있지 않다. 도 27n의 제1 열은 청색 입력 이미지의 하부 부분(B₁)이 청색광 아이피스 도파관에 인-커플링될 수 있음을 보여준다. 그러나, 청색 입력 이미지의 FOV의 일부 부분들은 청색광 아이피스 도파관에 대응하는 k-공간 고리의 폭보다 큰 k-공간 치수를 갖기 때문에 인-커플링되지 않는다.

[0581] 도 27l 및 도 27n의 제2 열은 적색 입력 이미지 또는 청색 입력 이미지의 FOV의 일부가 녹색광 아이피스 도파관에 인-커플링되어 있지 않음을 나타낸다. 도 27m의 제2 열은 녹색 입력 이미지의 하부 부분(G₁)이 녹색광 아이피스 도파관에 인-커플링될 수 있음을 보여준다. 그러나 녹색 입력 이미지의 FOV의 일부 부분들은 녹색광 아이피스 도파관에 대응하는 k-공간 고리의 폭보다 큰 k-공간 치수를 갖기 때문에 인-커플링되지 않는다.

[0582] 도 27m 및 도 27n의 제3 열은 녹색 입력 이미지 또는 청색 입력 이미지의 FOV의 일부가 적색광 아이피스 도파관에 인-커플링되지 않았음을 보여준다. 도 27l의 제3 열은 적색 입력 이미지의 하부 부분(R₁)이 적색광 아이피스 도파관에 인-커플링될 수 있음을 보여준다. 그러나, 적색 입력 이미지의 FOV의 일부 부분들은 적색광 아이피스 도파관에 대응하는 k-공간 고리의 폭보다 큰 k-공간 치수를 갖기 때문에 인-커플링되지 않는다.

[0583] 도 27l 내지 도 27n의 제4 열은 상이한 색상들상 성분에 대해 출력 이미지에 존재하는 FOV의 부분을 나타낸다. 흑색으로 표시된 FOV의 영역은 출력 이미지에 존재하지 않는 반면, 회색으로 표시된 FOV의 영역은 출력 이미지에 존재한다. 도 27l 내지 도 27n 각각에 대해 제4 열의 도면에는 여러 개의 흑색 영역이 있는데, 이는 각각의 색상 성분(R_out, G_out, B_out)에 대한 전체 FOV가 층당 단일 색상 아이피스 도파관들의 스택의 출력 이미지에 존재하지 않음을 의미한다. 이는 도 27a 내지 도 27k와 관련하여 설명된 기법이 도 27l 내지 도 27n에 도시된 층단 단일 색상 성분 아이피스 도파관보다 더 큰 FOV로 풀 컬러 이미지를 표시할 수 있는 도파관 스택을 구현하는 데 사용될 수 있음을 나타낸다.

[0584] 도 28a는 향상된 FOV 및 인라인 동공 ICG 구성을 갖는 아이피스 도파관들의 스택들(2800a, 2800b, 2800c)의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 도 28a의 도파관 스택은 큰 격자 벡터 아이피스 도파관(2800a), 중간 격자 벡터 아이피스 도파관(2800b) 및 작은 격자 벡터 아이피스 도파관(2800c)을 포함한다. 아이피스 도파관들(2800a, 2800b, 2800c) 각각은 각각의 ICG 영역들(2840a, 2840b, 2840c)을 포함한다. 도 28a의 도파관 스택은 구조 및 작동 면에서 도 27a의 도파관 스택과 유사하지만, 작은 격자 벡터 층(2800c)에서―적색광뿐만 아니라―녹색광도 처리하도록 설계되었다는 점을 제외하면, 적색광 및 녹색광도 처리하도록 설계되었다. 따라서, 도 27a의 도파관 스택 내의 적색광학 필터(2745)는 도 28a의 도파관 스택 내의 황색 광학 필터(2845)로 대체된다.

[0585] 도 28a의 도파관 스택은 적색광(2802), 녹색광(2804) 및 청색광(2806)의 입력 빔을 수신하도록 설계된다. 다시 말하지만, 입력 빔(2802)은 입력 이미지의 적색 성분에 대한 입력 빔들의 전체 세트를 나타내고, 입력 빔(2804)은 입력 이미지의 녹색 성분에 대한 입력 빔들의 전체 세트를 나타내고, 입력 빔(2806)은 입력 이미지의 청색 성분에 대한 입력 빔들의 전체 세트를 나타내기 위한 것이다.

[0586] 큰 격자-벡터 층(2800a)를 위한 ICG 영역(2840a)은 (각각 1 차 회절 빔들(2802a, 2804a, 2806a)로 표시되는 바와 같이) 제1 아이피스 도파관(2800a) 내의 유도 전파 상태들에서 적색 입력 빔의 하부 부분, 녹색 입력 빔의 하부 부분 및/또는 청색 입력 빔의 하부 부분을 결합하도록 설계될 수 있다. 중간 격자-벡터 층(2800b)을 위한 ICG 영역(2840b)은 마찬가지로, 제2 아이피스 도파관(2800b) 내의 유도 전파 상태들(각각 1 차 회절 빔들(2802b, 2804b, 2806b)로 표시됨)에서 적색 입력 빔들의 하부 부분, 녹색 입력 빔들의 하부 부분 및/또는 청색 입력 빔들의 하부 부분을 결합하도록 설계될 수 있다.

[0587] 중간 격자 벡터 아이피스 도파관(2800b)의 ICG 영역(2840b)으로부터의 회절되지 않은 빔들(2802, 2804, 2806)은 광학 필터(2845)로 계속 이어진다. 광학 필터(2845)는 중간 격자-벡터 층(2800b)의 ICG 영역(2840b)과 작은 격자-벡터 층(2800c)의 ICG 영역(2840c) 사이에 위치할 수 있다(예를 들어, 제2 아이피스 도파관(2800b)과 제3 아이피스 도파관(2800c) 사이의 간극에 위치할 수 있다). 일부 실시예들에서, 광학 필터(2845)는 청색광(빔(2706)으로 표시됨)의 적어도 90 ％를 효과적으로 흡수하는 황색 필터이다. 일부 실시예들에서, 광학 필터(2845)의 -3 dB 컷오프는 465 내지 500 ㎚ 범위 내에 위치할 수 있지만, 다른 포지션들도 사용될 수 있다. 광학 필터(2845)의 목적은, 그러한 2 차 회절이 고스트 이미지와 같은 아티팩트를 초래할 수 있기 때문에, ICG 영역(2840c)에 의해 2 차 회절될 수 있는 청색광을 작은 격자-벡터 층(2800c) 내의 유도 전파 모드로 흡수하기 위한 것이다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 광학 염료가 제3 아이피스 도파관(2800c)을 위한 기판 재료에 첨가될 수 있다. 광학 염료(들)는 광학 필터(2845)와 유사하게 청색광을 흡수할 수 있다. 따라서, 제3 아이피스 도파관(2800c)용 기판 재료에 첨가된 염료(들)는 광학 필터(2845) 대신에 또는 광학 필터와 함께 사용될 수 있다.

[0588] 청색광 빔들은 광학 필터(2845)에 의해 차단되기 때문에, 적색광 빔들(빔 2802로 표시됨) 및 녹색광 빔들(빔(2804)으로 표시됨)만이 제3 아이피스 도파관(2800c)의 ICG 영역(2840c)에 입사된다. ICG 영역(2840c)은 적색 입력 빔의 하부 부분 및/또는 녹색 입력 빔의 하부 부분을 제3 아이피스 도파관(2800c) 내의 유도 전파 상태들(각각 제1 회절 빔(2802c 및 2804c)으로 표시됨)에서 결합하도록 설계될 수 있다.

[0589] 도 28b는 향상된 FOV 및 분할 동공 ICG 구성을 갖는 아이피스 도파관들의 스택들(2800a, 2800b, 2800c)의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 도 28b의 도파관 스택은 큰 격자 벡터 아이피스 도파관(2800a), 중간 격자 벡터 아이피스 도파관(2800b) 및 작은 격자 벡터 아이피스 도파관(2800c)을 포함한다. 아이피스 도파관들(2800a, 2800b, 2800c) 각각은 각각의 ICG 영역들(2840a, 2840b, 2840c)을 포함한다. 제1 아이피스 도파관(2800a)의 ICG 영역(2840a)은 세 개의 이격된 섹션들(2940a1, 2940a2, 2940a3)로 분할된다. 유사하게, 제2 아이피스 도파관(2800b)의 ICG 영역(2840b)은 3 개의 이격된 섹션들(2840b1, 2840b2, 2840b3)로 분할되고, 제3 아이피스 도파관(2800c)의 ICG 영역(2840c)은 2 개의 이격된 섹션들(2840c1, 2840c2)로 분할된다. 도 28b의 도파관 스택은 작은 격자 벡터 층(2800c)에서 적색광뿐만 아니라 녹색광도 처리하도록 설계되었다는 점을 제외하면, 구조 및 동작 면에서 도 27b의 도파관 스택과 유사하다. 따라서, 도 27b의 도파관 스택 내의 반사 ICG 영역(2740b2)은 도 28b의 도파관 스택 내의 부분적으로 투과하는 ICG 영역(2940b2)으로 대체된다.

[0590] 예시되지는 않았지만, 도 28a 및 도 28b에 도시된 아이피스 도파관들의 스택에 대한 k-공간 도면은, 녹색광에 대한 FOV 직사각형이 큰 격자 벡터 층(2800a) 및 중간 격자 벡터 층(2800b) 뿐만 아니라 작은 격자 벡터 층(2800c) 사이에서 부분적으로 분할된다는 것을 제외하면, 도 27a 및 도 27b에 도시된 아이피스 도파관들의 스택에 제공되는 것과 유사할 수 있다.

[0591] 도 27a 내지 도 27b 및 도 28a 내지 도 28b의 예시적인 아이피스 도파관들의 스택은, 일부 실시예들에서, 다음과 같은 고려사항을 사용하여 설계될 수 있다: 1) 아이피스 도파관에 결합된 입력 이미지의 각각의 색상 성분의 FOV의 각각의 하부 부분의 결합이 입력 이미지의 전체 FOV를 포함할 것(예를 들어, 도 27a와 같이), 도 27f 내지 도 27h 및 도 27i 내지 도 27k에 도시된 바와 같이); 및 2) 임의의 색상 성분의 FOV의 임의의 부분에 대한 2 차 ICG 회절은, 그러한 경로가 고스트 이미지와 같은 이미지 아티팩트를 초래할 수 있으므로, 임의의 아이피스 도파관 내의 유도 전파 모드에 결합되는 것이 허용되지 않는다.

[0592] 도 27a 내지 도 27b의 예시적인 아이피스 도파관들의 스택의 일부 실시예에 따라, 전술한 설계 고려사항에 따라 달성될 수 있는 최대 FOV는 다음 변수들 및 방정식들을 사용하여 계산될 수 있다:

n은 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)의 굴절률이다;

아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)에 대한 k-공간 고리의 외부 주변 에지의 반경은 n과 같다;

아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)에 대한 k-공간 고리의 내부 주변 에지의 반경은 1과 같다;

Λ₁은 제1 아이피스 도파관 또는 큰 격자-벡터 층(2700a)의 ICG 영역(2740a)의 주기이다;

Λ₂는 제2 아이피스 도파관의 ICG 영역(2740b) 또는 중간 격자 벡터 층(2700b)의 주기이다;

Λ₃은 제3 아이피스 도파관의 ICG 영역(2740c) 또는 작은 격자 벡터 층(2700c)의 주기이다;

λ_Red는 적색 입력 광(2702)의 중심 파장이다;

λ_Green은 녹색 입력 광(2704)의 중심 파장이다;

λ_Blue는 청색 입력 광(2706)의 중심 파장이다;

k_FoV는 ICG 벡터들의 방향에서 입력 이미지의 k-공간 치수이다;

은 제2 아이피스 도파관(2700b)에서 청색 FOV 직사각형의 외측 에지가 TIR로 전파되도록(즉, k-공간 고리에 놓이도록) 한다;

, 이는 제1 아이피스 도파관(2700a)에서 TIR로 전파되는(즉, k-공간 고리에 놓이는) 녹색 FOV 직사각형의 내부 부분이 제2 아이피스 도파관(2700b)에서 TIR로 전파되지 않는(즉, k-공간 고리에 놓이지 않는) 녹색 FOV 직사각형의 외부 부분보다 크다는 것을 제공한다;

, 이는 제1 아이피스 도파관(2700a)에서 TIR로 전파되는(즉, k-공간 고리에 놓이는) 적색 FOV 직사각형의 내부 부분이 제2 아이피스 도파관(2700b)에서 TIR로 전파되지 않는(즉, k-공간 고리에 놓이지 않는) 적색 FOV 직사각형의 외부 부분보다 크다는 것을 제공한다;

, 이는 제1 아이피스 도파관(2700a)의 최대 주기가 큰 격자 벡터 층에서 청색 FOV 직사각형의 내부 에지가 TIR에서 전파되는(즉, k-공간 고리에 놓이는) 최대 주기일 수 있음을 제공한다(제1 아이피스 도파관(2700a)의 격자 주기가 더 크면 격자 벡터가 더 짧아져 청색 FOV 직사각형의 내부 에지가 k-공간 고리로 변환되지 않음);

, 이는 제3 아이피스 도파관(2700c)의 ICG 영역(2740c)의 최소 주기가 적색 FOV 직사각형의 외측 에지가 TIR에서 전파되는(즉, k-공간 고리에 놓이는) 최소 주기가 될 수 있음을 제공한다(제3 아이피스 도파관(2700c)의 격자 주기가 더 작으면 더 긴 격자 벡터가 발생하여 적색 FOV 직사각형의 외측 에지가 k-공간 고리를 넘어서게 된다); 전체 적색 FOV 직사각형이 보존되도록 Λ₃의 최대 주기를 설정하려면 추가 제약들이 필요할 수 있다;

은 제2 아이피스 도파관(2700b)의 ICG 영역(2740b)에서 나오는 청색광의 2 차 회절이 전체 FOV에 걸쳐 TIR에서 전파되지 않음을(즉, k-공간 고리에 놓이지 않음을) 제공한다;

, 이는 제2 아이피스 도파관(2700b)의 ICG 영역(2740b)의 최소 주기가 중간 격자-벡터 층에서 녹색 FOV 직사각형의 외측 에지가 TIR에서 전파되는(즉, k-공간 고리에 놓이는) 최소 주기임을 제공한다.

[0593] 도 28a 내지 도 28b의 예시적인 아이피스 도파관들의 스택의 일부 실시예에 따라, 전술한 설계 고려사항에 따라 달성될 수 있는 최대 FOV는 다음 변수 및 방정식을 사용하여 계산할 수 있다:

n은 아이피스 도파관들(2800a, 2800b, 2800c)의 굴절률이다;

아이피스 도파관들(2800a, 2800b, 2800c)에 대한 k-공간 고리의 외부 주변 에지의 반경은 n과 같다;

아이피스 도파관들(2800a, 2800b, 2800c)에 대한 k-공간 고리의 내부 주변 에지의 반경은 1과 같다;

Λ₁은 제1 아이피스 도파관 또는 큰 격자-벡터 층(2800a)의 ICG 영역(2740a)의 주기이다;

Λ₂는 제2 아이피스 도파관의 ICG 영역(2840b) 또는 중간 격자-벡터 층(2800b)의 주기이다;

Λ₃은 제3 아이피스 도파관의 ICG 영역(2840c) 또는 작은 격자 벡터 층(2800c)의 주기이다;

λ_Red는 적색 입력 광(2802)의 중심 파장이다;

λ_Green은 녹색 입력 광(2804)의 중심 파장이다;

λ_Blue는 청색 입력 광(2806)의 중심 파장이다;

k_FoV는 ICG 벡터 방향에 대한 입력 이미지의 k-공간 치수이다;

은 제2 아이피스 도파관(2800b)에서 청색 FOV 직사각형의 외측 에지가 TIR로 전파됨(즉, k-공간 고리에 놓임)을 제공한다;

, 이는 제1 아이피스 도파관(2800a)에서 TIR로 전파되는(즉, k-공간 고리에 놓이는) 녹색 FOV 직사각형의 내부 부분이 제2 아이피스 도파관(2800b)에서 TIR로 전파되지 않는(즉, k-공간 고리에 놓이지 않는) 녹색 FOV 직사각형의 외부 부분보다 크다는 것을 제공한다;

, 이는 제1 아이피스 도파관(2800a)에서 TIR에서 전파되는(즉, k-공간 고리에 놓이는) 적색 FOV 직사각형의 내부 부분이 제2 아이피스 도파관(2800b)에서 TIR에서 전파되지 않는(즉, k-공간 고리에 놓이지 않는) 적색 FOV 직사각형의 외부 부분보다 크다는 것을 제공한다;

, 이는 제3 아이피스 도파관(2800c)에서 TIR로 전파되는(즉, k-공간 고리에 놓이는) 녹색 FOV 직사각형의 외부 부분이 제2 아이피스 도파관(2800b)에서 TIR로 전파되지 않는(즉, k-공간 고리에 놓이지 않는) 녹색 FOV 직사각형의 외부 부분보다 크다는 것을 제공한다;

, 이는 제1 아이피스 도파관(2800a)의 최대 주기가 청색 FOV 직사각형의 내부 에지가 TIR에서 전파되는(즉, k-공간 고리에 놓이는) 최대 주기일 수 있음을 제공한다 (제1 아이피스 도파관(2800a)의 격자 주기가 더 크면 청색 FOV 직사각형의 내부 에지가 k-공간 고리로 변환되지 않는 더 짧은 격자 벡터가 생성된다);

, 이는 제3 아이피스 도파관(2800c)의 ICG 영역(2840c)의 최소 주기가 적색 FOV 직사각형의 외측 에지가 TIR에서 전파되는(즉, k-공간 고리에 놓이는) 최소 주기가 될 수 있음을 제공한다(제3 아이피스 도파관(2800c)의 격자 주기가 더 작으면 격자 벡터가 더 길어져 적색 FOV 직사각형의 외측 에지가 k-공간 고리 너머로 이동하게 됨); Λ₃의 최대 주기를 설정하여 전체 적색 FOV 직사각형이 보존되도록 강제하려면 추가 제약들이 필요할 수 있다;

은 제2 아이피스 도파관(2800b)의 ICG 영역(2840b)에서 나오는 청색광의 2 차 회절이 전체 FOV에 걸쳐 TIR에서 전파되지 않도록(즉, k-공간 고리에 놓이지 않도록) 제공한다;

은 제3 아이피스 도파관(2800c)의 ICG 영역(2840c)에서 나오는 녹색광의 2 차 회절이 전체 FOV에 걸쳐 TIR에서 전파되지 않음을 제공한다.

[0594] 도 27a 내지 도 27b 및 도 28a 내지 도 28b의 예시의 아이피스 도파관들의 스택을 사용하여 달성한 최대 FOV는 앞서 언급한 설계 고려 사항들에 따라 아이피스 도파관의 굴절률의 함수이다. 굴절률의 함수로써―ICG 격자 벡터들의 방향에 대한―최대 FOV는 표 1에 나와 있다.

표 1. 기판 인덱스의 함수에 따른 ICG 격자 벡터들 방향에 있어서의 최대 FOV.

[0595] 도 29는 표 1의 FOV 값을 굴절률의 함수로 표시한 그래프(2900)이다. 층당 단일 색상 아이피스 도파관(즉, 층 간 "크로스토크"가 없는)에 대한 FOV 값은 다이아몬드들로 표시되어 있다. 도 27a 내지 도 27b의 실시예에 대한 FOV 값은 삼각형들로 표시되어 있다. 도 28a 내지 도 28b의 실시예들에 대한 FOV 값은 정사각형들로 도시되어 있다.

[0596] 그래프(2900)에서 볼 수 있듯이, 약 2.0 내지 2.1 미만의 저 굴절률의 경우, 아이피스 도파관들 사이의 "크로스토크"를 이용하는 실시예들(예를 들어, 도 27a 내지 도 27b 및 도 28a 내지 도 28b에 도시된 실시예들)은 층들 사이의 "크로스토크"를 이용하지 않는 층별 단일 색상의 도파관보다 (ICG 격자 벡터들의 방향에서) 더 높은 FOV를 달성할 수 있다. 그러나, 약 2.0 내지 2.1 이상의 높은 굴절률의 경우, "크로스토크"를 활용하는 실시예들의 FOV는 2 차 회절에 의해 제한될 수 있다.

[0597] 표 2A 및 표 2B의 데이터는 도 27a 내지 도 27b 및 도 28a 내지 도 28b에 도시된 실시예들에 따른 ICG 격자 벡터들 방향에서 최대 FOV에 대한 예시적인 ICG 격자 주기를 나타낸다. 격자 주기는 층별 단일 색상 실시예에 대한 주기와 비교된다. 표의 값들은 적색, 녹색 및 청색광 빔들에 대해 각각 455 ㎚, 525 ㎚ 및 625 ㎚ 파장을 사용하여 계산되었다. 레이저들과 같이 선폭이 좁은(＜5 ㎚) 광원들의 경우, 값들과 범위들은 최대 FOV에 도달하기 위한 격자 주기의 한계들을 나타낸다. LED들과 같이 선폭이 더 넓은 광원들의 경우, 각각의 색상 채널에 대해 FOV를 채우는 데 사용할 수 있는 파장들의 범위 때문에 값들과 범위들이 더 유연하다.

[0598] 표 2A는 도 27a 내지 도 27b에 예시된 실시예들에 따른 아이피스 도파관들(2700a, 2700b, 2700c)의 ICG 영역들(2740a, 2740b, 2740c)에 대한 예시적인 주기들을 예시적으로 나타낸다. 이러한 격자 주기들은 위에서 설명한 방정식들을 사용하여 계산할 수 있다.

표 2A. ICG 격자 벡터들 방향에 있어서의 최대 FOV에 대한 ICG 격자 주기들의 예. 주어진 값들은 각각 적색, 녹색 및 청색광에 대해 455 ㎚, 525 ㎚ 및 625 ㎚ 파장들을 사용하여 계산됨.

[0599] 표 2B는 도 28a 내지 도 28b에 예시된 실시예들에 따른 아이피스 도파관들(2800a, 2800b, 2800c)의 ICG 영역들(2840a, 2840b, 2840c)에 대한 예시적인 주기들을 나타낸다. 이러한 격자 주기들은 위에서 설명한 방정식들을 사용하여 계산할 수 있다.

표 2B. ICG 격자 벡터들 방향에 있어서의 최대 FOV에 대한 ICG 격자 주기들의 예. 주어진 값들은 각각 적색, 녹색 및 청색광에 대해 455 ㎚, 525 ㎚ 및 625 ㎚ 파장들을 사용하여 계산됨.

[0600] 지금까지, 도 27a 내지 도 27b 및 도 28a 내지 도 28b의 실시예들과 관련하여 ICG 격자 벡터들에 수직인 방향의 FOV에 대한 한계는 설명되지 않았다. 이는 주로 출사 동공을 확장하는 데 사용되는 아이피스 격자 구조의 요인에 기인한다. 도 14a 내지 도 26f와 관련하여 여러 아이피스 격자 구조들이 설명되어 있다. 이러한 아이피스 도파관 구조들은 도 27a 내지 도 27b 및 도 28a 내지 도 28b에 도시된 실시예들과 호환된다. ICG 격자 벡터들에 수직인 방향에서의 최대 FOV는 어떤 층 레벨 격자 구조가 사용되는지에 따라 달라진다.

[0601] 예로서, 도 24a 내지 도 26f에 도시된 실시예들은 도 27b에 도시된 스택 구성과 함께 사용될 수 있다. 표 3은 아이피스 도파관이 1.75의 굴절률을 갖는 경우에 대한 예시적인 CPE 격자 주기들 및 각도들을 제공한다.

표 3. 인덱스 1.75 기판들에서 크로스토크(예를 들어, 여러 아이피스 도파관들 사이에서 색상 성분 이미지들이 분할됨)가 있는 경우와 없는 경우의 아이피스 스택들에 사용된 격자 주기들 및 각도들의 예

[0602] 본 명세서에서 설명하는 여러 아이피스 도파관을 활용하여 각각의 색상 성분의 FOV의 서로 다른 하부 부분들을 투사하는 기술들은 FOV를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 출력 이미지의 FOV에 걸쳐 아이피스 도파관에서 나오는 출력 광의 휘도의 균일성을 개선하는 데에도 활용될 수 있다. 색상 성분을 다수의 아이피스 도파관들에 결합할 때 이용 가능한 추가적인 자유도들은 증가된 FOV와 개선된 균일도라는 이 두 가지 이점들 사이에서 절충(tradeoff)을 허용한다.

[0603] 색상 성분이 서로 다른 격자 벡터들을 갖는 2 개의 아이피스 도파관들에 결합될 때, FOV의 각각의 각도는 최종적으로 회절되어 사용자의 안구를 향하기 전에 아이피스 도파관을 통과하는 다른 경로들을 취한다. FOV에서 동일한 각도의 이러한 다양한 광학 경로들은, 보정하지 않는다면, 더 어둡게 보이는 FOV의 영역들을 설계자가 보정하기 위해 유리하게 사용될 수 있으며, 따라서 사용자에게 투사되는 가상 이미지의 휘도 균일성을 향상시킨다.

[0604] 도 30은 도 27a 내지 도 27b 및 도 28a 내지 도 28b에 도시된 아이피스 도파관들의 스택들을 사용하여 개선된 출력 이미지 균일성의 예를 예시한다. 좌측 이미지는 우측 이미지에 비해, 층별 단일 색상 설계에서 녹색 색상 채널에 대한 45°× 55° FOV 균일성 패턴을 보여주는 반면, 우측 이미지는 녹색 FOV의 하부 부분이 다른 아이피스 도파관들을 통해 전파되는 설계(예를 들어, 도 27a 내지 도 27b 및 도 28a 내지 도 28b에서와 같이)에서 녹색 색상 채널에 대한 45°× 55° FOV 균일성 패턴을 보여준다. 도 30에서 볼 수 있듯이 우측 이미지의 광 분포가 더 균일하다.

아이피스 도파관들용 고-인덱스 코팅

[0605] 아이피스 도파관의 많은 실시예가 본 명세서에 설명된다. 각각의 아이피스 도파관은 유리(예를 들어, 도핑된 유리), 리튬 니오베이트, 플라스틱, 폴리머, 사파이어 또는 다른 광 투과성 재료로 형성된 기판을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 아이피스 도파관용 기판은 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3 또는 2.4보다 높은 굴절률을 갖는다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 다양한 회절 피처들이 아이피스 도파관 기판 내부 또는 기판 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 회절 피처들은 기판의 표면에 직접 에칭될 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 회절 피처들은 기판 상에 재료를 패터닝하여 기판의 표면에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 본 명세서에 설명된 아이피스 도파관의 광학 성능은 회절 피처들 위에 고굴절률(예를 들어, n > 1.8 또는 n > 2.0) 재료의 얇은 층(예를 들어, <150 ㎚, 또는 <100 ㎚, 또는 <80 ㎚)을 추가함으로써 향상될 수 있다. 예를 들어, 고-인덱스 코팅은 본 명세서에 설명된 ICG 영역들, OPE 영역들, EPE 영역들, MPE 영역들, CPE 영역들 등 중 어느 하나 위에 추가될 수 있다. 예를 들어, 고-인덱스 층은 회절 피처들의 회절 효율을 증가시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 고-인덱스 층은 아이피스 도파관의 기판의 전체 표면 또는 회절 피처들의 개별 영역 위에 추가될 수 있다. 회절 피처들이 기판의 양면에 형성되는 아이피스 도파관 실시예들에서, 고-인덱스 층은 양면 또는 단면에 첨가될 수 있다.

[0606] 일부 실시예들에서, 회절 피처들은 (예를 들어, 리소그래피 및 에칭 공정에 의해) 패턴화될 수 있는 광 투과성 재료를 사용하여 본 명세서에 설명된 아이피스 도파관 상에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 회절 피처들은 접촉 임프린트 리소그래피 또는 다른 리소그래피 방법들에 의해 패터닝될 수 있는 레지스트 재료로 만들어진다. 임프린트 템플릿 또는 마스터를 레지스트와 접촉시켜 레지스트에 패턴을 형성할 수 있다. 임프린트 템플릿의 패턴은 전자빔 리소그래피 또는 EUV 리소그래피를 포함한 리소그래피에 의해 형성될 수 있다. 동일한 템플릿을 재사용하여 여러 기판에 레지스트를 패터닝할 수 있으므로 아이피스 도파관의 단위당 제조 비용을 절감할 수 있다.

[0607] 임프린트 템플릿에 접촉한 후 레지스트는 템플릿의 개구들에 의해 정의된 패턴을 취한다. 일부 실시예들에서, 레지스트는 예를 들어 광(예를 들어, 자외선) 및/또는 열에 노출되어 경화되어 레지스트를 고정화할 수 있다. 그런 다음, 템플릿은 패턴화된 레지스트를 남기기 위해 후퇴될 수 있다.

[0608] 고-인덱스 층―즉, 레지스트 재료의 굴절률보다 높은 굴절률을 가짐―이 회절 피처 상에 형성될 수 있다. 고-인덱스 층을 위한 재료의 예로는 실리콘, 실리콘 질화물, 실리콘 카바이드와 같은 실리콘 함유 재료를 포함하는 반도체 재료, 산화 지르코늄, 산화 아연, 산화 티타늄을 포함하는 산화물 및 광 투과성 레지스트가 포함된다. 일부 실시예들에서, 고-인덱스 층은 비정질 고체 재료 또는 결정질 고체 재료로 만들어진다. 고-인덱스 층은 블랭킷 증착, 방향성 증착, 스핀 또는 제트 코팅을 포함한 다양한 공정에 의해 증착될 수 있다. 블랑켓 증착의 예로는 기판을 포함하는 증착 챔버에 동시에 존재하는 상호 반응성 전구체에 레지스트가 노출되는 화학 기상 증착(CVD)과 레지스트가 전구체에 번갈아 노출되는 원자층 증착(ALD)이 있다. ALD는 높은 정밀도가 요구되는 경우 증착된 층의 두께를 정밀하게 제어하고 또한 저온에서 증착 재료를 형성하는 데 이점을 제공할 수 있다. 방향성 증착의 예로는, 제2 재료를 나노 임프린트된 레지스트 및 기판으로 전달하기 위한 증발 및 스퍼터링이 포함된다.

[0609] 하나 이상의 투과성 고-인덱스 층이 회절 피처의 베이스 패턴 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 31a에 예시된 바와 같이, 하나 이상의 고-인덱스 층들을 베이스 패턴 상에 증착하는 것은 컨포멀하게(3102A, 3102B, 3102C) 또는 방향적으로(3104A, 3104B, 3104C, 3106A, 3106B, 3106C) 수행될 수 있다.

[0610] 컨포멀한(conformal) 증착(3102A, 3102B, 3102C)은 고-인덱스 재료(3112)를 증착하기 위한 다양한 증착 기술을 포함할 수 있으며, 이는 기본 회절 피처의 다양한 표면들을 덮는 재료 층을 초래할 수 있다. 증착된 층은 잠재적으로 베이스 패턴 형상(3110) 상에 실질적으로 동일한 두께일 수 있다. 일부 예들에서, 방향성 증착은 증착된 고-인덱스 재료(3112)가 기판의 평면 또는 수평 방향 또는 평면 주 표면에 대해 실질적으로 직교하는 각도로 회절 피처의 베이스 패턴(3110)에 입사되도록 직선 증착(3104A, 3104B, 3104C)을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 방향성 증착은 증착된 고-인덱스 재료(3112)가 기판의 평면 또는 수평 방향 또는 평면 주 표면에 대하여 각도(3114)로 회절 피처의 상기 베이스 패턴(3110) 상에 입사되도록 각도 증착(3106A, 3106B, 3106C)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각도(3114)는 패턴의 기하학적 형상에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 톱니 구조(sawtooth structure)를 갖는 블레이즈드 회절 격자일 수 있다. 각도(3114)는 톱니 구조의 표면에 대해 실질적으로 직교하여, 3106A, 3106B, 3106C에 예시된 바와 같이, 증착된 재료(3112)가 톱니 구조의 일부(또는 특정 측벽)에 보다 실질적으로 증착되도록 할 수 있다.

[0611] 증착 유형 및 베이스 패턴 형상은 증착된 고-인덱스 재료(3112)의 층의 두께 및 배치에 영향을 미칠 수 있다. 유리하게, 편향되거나 각진 증착 프로파일을 생성하기 위해 증착된 고-인덱스 재료(3112)의 층의 두께 및 배치를 제어하면, 특정 방향들로의 회절 광에 대한 더 큰 제어가 가능할 수 있다. 도 31a에 도시된 바와 같이, 패턴의 기하학적 형상은 하나 이상의 직선 측벽, 경사진 측벽, 재진입 또는 오목한 측벽, 다단계 측벽, 다른 측벽 또는 이들의 일부 조합을 갖는 비대칭일 수 있다. 예를 들어, 패턴의 기하학적 형상적 구조는 3102A, 3104A, 3106A에 도시된 바와 같이 2 개의 비대칭 경사진 측벽들을 갖는 톱니일 수 있다. 다른 예에서, 패턴의 기하학적 형상은 3102B, 3104B, 3106B에 도시된 바와 같이 직선 측벽 및 다단계 측벽을 가질 수 있다. 다른 예에서, 패턴의 기하학적 형상은 3102C, 3104C, 3106C에 도시된 바와 같이, 재진입 측벽 및 경사진 측벽을 가질 수 있다. 컨포멀한 증착의 경우, 층(3112)은 회절 피처의 최상부 및 측면들을 덮을 수 있다. 일부 경우에, 층(3112)의 두께는 상이한 유형의 패턴 형상(또는 패턴 형상의 대부분)에 걸쳐 실질적으로 동일할 수 있다. 방향성 증착의 경우, 직선 또는 각진 증착의 일부 경우에, 최상부 및 하나 이상의 측면들에 증착된 양이 상이할 수 있거나(예를 들어, 3104B, 3106B 참조) 또는 2 개의 상이한(예를 들어, 반대쪽 면) 면에 증착된 양이 상이할 수 있다(예를 들어, 3104A, 3104B, 3104C 참조, 3106A, 3106B, 3106C). 경우에 따라, 하나 이상의 측면들이 노출될 수 있고, 3106A, 3106B, 3106C 및 3104B 및 3104C에서와 같이, 그 위에 미미한 양의 재료가 증착될 수 있다. 또한, 방향성 증착의 경우, 상이한 유형의 패턴 형상에 걸친 층(3112)의 두께는 패턴 형상에 더 강하게 의존할 수 있다. 예를 들어, 톱니 형상(3104A)의 경우, 직선 방향성으로 증착은 더 높은 경사를 갖는 톱니의 부분(3116)보다 더 낮은 경사를 갖는 톱니의 부분(3118)에 더 실질적으로 증착될 수 있다. 다른 예에서, 톱니 형상(3106A)의 경우, 기판의 표면(3120)에 대해 45°내지 135°또는 60° 내지 120°또는 80°내지 100°사이의 각도(3114)(θ)에서 실질적으로 수직인 각진 증착은 표면(3122)이 증착 방향에 평행한 각진 증착(예를 들어, 표면에 대해 20° 또는 10°미만의 작은 각도(θ)를 가짐)보다 그러한 표면(3120)에 더 많은 재료를 증착시킬 가능성이 있다.

[0612] 일부 실시예들에서, 고-인덱스 층(들)은 유전체 재료, 예컨대 이산화 티타늄(TiO2), 이산화지르코늄(ZrO2), Si3N4, ZnO, SiC, ZnTe, GaP, BP 또는 다른 재료일 수 있다. 일부 예에서, 고-인덱스 재료는 굴절률이 1.8 내지 3.5일 수 있다. 고-인덱스 재료는 2.2, 3, 3.5, 4.0 또는 다른 고굴절률과 같이 2보다 크거나 동일한 굴절률을 가질 수 있거나 이러한 값들에 의해 형성된 임의의 범위에 있을 수 있다.

[0613] 고-인덱스 층은 예를 들어, 기상 증착을 통해 아이피스 도파관 상의 회절 피처들 위에 형성될 수 있다. 기상 증착 기술들은 물리적 기상 증착(PVD) 기술들 및 화학 기상 증착 기술(CVD)들을 포함할 수 있다. 다양한 PVD 기술들에는 스퍼터링, 증착, 글랜싱 앵글 증착(glancing angle deposition)이 포함될 수 있다(그러나, 이에 제한되지 않음). 다양한 CVD 기술들에는 APPECVD, 저압(LP) PECVD, 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착(HDPCVD) 또는 ALD가 포함될 수 있다(그러나, 이에 제한되지 않음).

[0614] 도 31b 및 도 31c는 패턴화된 층(예를 들어, 굴절률이 약 1.8보다 크거나 동일한) 위에 고-인덱스 재료(예를 들어, 굴절률이 약 1.8보다 작은)를 증착하는 방법을 예시한다. 패턴화된 층(3103)은 회절 피처들을 형성하기 위해 도파관(3101) 위에 증착된다. 전술한 바와 같이, 패터닝된 층(3103)은 도파관(3101)의 표면 위에 패터닝 가능한 재료 층을 증착하고(예를 들어, 제트 증착 기술을 사용), 접촉 임프린트 리소그래피 또는 다른 리소그래피 기술을 통해 패터닝 가능한 재료 층을 패터닝함으로써 얻어질 수 있다. 패터닝된 층(3103)은 균일한 높이, 깊이 및/또는 피치를 갖는 피처 또는 상이한 높이, 깊이 및/또는 피치를 갖는 피처들을 포함할 수 있다. 고-인덱스 층(3105)은 도 31c에 도시된 바와 같이 패턴화된 레지스트 층(3103) 위에 증착될 수 있다. 예를 들어, 분자 전자 빔을 이용한 증착, 스퍼터링 또는 글랜싱 앵글 증착과 같은 PVD 기술이 증착에 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 패터닝된 층(3103)은 도파관(3101)의 굴절률 및/또는 증착된 고-인덱스 층(3105)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 전자 빔 증착과 같은 PVD 공정은 전형적으로 방향성 공정으로서, 고-인덱스 층(3105)이 주로 도파관(3101)의 표면과 평행한 레지스트 층(3103)의 표면 위에 증착된다. 따라서, 일부 실시예들에서, 레지스트 층(3103)의 복수의 피처들의 측벽 상에 고-인덱스 재료의 증착은 도 31c에 도시된 바와 같이 감소될 수 있고/또는 무시할 수 있거나 최소화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 다른 덜 방향성적인 증착 기술들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 31d에 도시된 바와 같이, 스퍼터링은 레지스트 층(3103)의 모든 노출된 표면들 위에 고-인덱스 층(3105)을 증착하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 증착된 고-인덱스 층(3105)의 두께는 약 5 ㎚ 내지 약 100 ㎚일 수 있다.

[0615] 다양한 실시예들에서, 고-인덱스 층(3105)은 글랜싱 앵글 증착을 사용하여 증착될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 고-인덱스 층(3105)은 도 31e 및 도 31f에 도시된 바와 같이, 패턴화된 레지스트 층(3103)의 복수의 회절 피처들의 일측에 우선적으로 증착된다. 예를 들어, 고-인덱스 층(3105)은 회절 피처의 제1 측면의 측벽에 더 많이 증착될 수 있고, 제1 측면에 반대되는 회절 피처의 제2 측면의 측벽에 더 많이 증착될 수 있다. 도 31e에서, 고-인덱스 층(3105)은 패턴화된 레지스트 층(3103)의 복수의 회절 피처들 각각의 우측 측벽에 우선적으로 증착되고, 도 31f에서, 고-인덱스 층(3105)은 패턴화된 레지스트 층(3103)의 복수의 회절 피처들 각각에 대한 좌측 측벽에 우선적으로 증착된다.

[0616] 상술한 증착 기법들을 사용하여 제조된 패턴화된 도파관은 예를 들어, 웨어러블 디스플레이 시스템과 같은 디스플레이 시스템과 통합될 수 있다. 웨어러블 디스플레이 시스템과 통합될 때, 예를 들어, 도 31c, 도 31d, 도 31e 및 도 31f에 도시된 도파관은 도파관으로부터의 광 출력의 전반적인 효율을 증가시킬 수 있다. 도 31c 내지 도 31f에 도시된 바와 같이 패턴화된 폴리머 층 위에 제공되는 고-인덱스 재료는 단일 바운스 회절 효율을 증가시킬 수 있으며, 이는 다시 도파관으로부터의 광 출력의 전반적인 효율을 증가시킬 수 있다.

[0617] 웨어러블 디스플레이 시스템은 도 31e 및 도 31f에 도시된 바와 같이, 회절 피처들의 패턴화된 층 위에 고-인덱스 재료의 글랜싱 각도 증착을 사용하여 제조된 도파관의 이점을 누릴 수 있다. 이러한 도파관 상의 회절 구조는 증착 방향에 따라 패턴화된(예를 들어, 레지스트) 층(3103)을 포함하는 도파관(3101)의 표면 또는 패턴화된(예를 들어, 레지스트) 층(3103)에 반대되는 도파관(3101)의 표면을 통해 도파관(3101) 내에서 전파하는 광을 잠재적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 고 인덱스 재료의 시선각 증착의 방향이 광이 오는 방향과 반대인 복수의 회절 피처들의 측벽이 고-인덱스 재료로 코팅되도록 하는 경우, 선택된 방향으로 향하는 광의 양이 증가될 수 있다.

[0618] 고-인덱스 층은 본 명세서에 설명된 1 D 및/또는 2 D 회절 격자 중 어느 하나에 제공될 수 있다. 도 31g는 도 25c에 도시된 CPE 격자(2555)의 예시적 실시예인 2D 격자(3155a)를 예시한다. 격자(3155a)는 돌출부 또는 높은 점 또는 영역의 2D 배열 및 높은 점, 영역 또는 돌출부 사이의 구덩이, 틈 또는 낮은 영역과 같은 격자 특징의 2D 배열을 포함할 수 있다. 도 31g는 회절 피처들(3172a)의 2D 어레이를 갖는 예시적인 디바이스를 도시한다. 이 예에서, 어레이는 체커보드 패턴과 유사하다(그러나, 이 실시예에서, 회절 피처들(3172a)은 정사각형 단면이 아닌 직사각형 단면을 갖는다). 이러한 피처들은 돌출부 또는 이 경우 기둥(pillar)이라고 할 수 있다. 이 예에서, 회절 피처들(3172a)은 수평 축에 실질적으로 직교하는 측벽과 대칭이다. 다른 예들에서, 회절 피처들(예를 들어, 돌출부)은 각진 또는 기울어진 측벽과 대칭일 수 있다. 예를 들어, 도 31h는 대칭 회절 피처들의 예시 배열의 단면 측면도 및 평면도를 보여준다. 좌측 및 우측 측벽은 모두 안쪽으로 기울어져 회절 피처가 가늘어지거나 높이가 증가함에 따라 폭이 작아진다. 따라서 이 예에서 제1 측벽은 한 방향으로 기울어져 있고 제2 측벽은 제2 반대 방향으로 기울어져 있다. 이 예에서 측벽 기울기 각도는 수평축을 기준으로 약 30 도이며 양쪽이 대칭이다. 도 31h는 또한 컨포멀한 층의 회절 피처들 위에 제공되는 고-인덱스 층(3105)을 예시한다. 고-인덱스 층(3105)은 균일한 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 고-인덱스 층(3105)의 두께는 약 40 내지 80 ㎚ 또는 약 50 내지 70 ㎚ 또는 약 60 ㎚이다. CPE 격자(3155a) 위의 고-인덱스 층(3105)은 CPE 격자의 광학적 성능을 향상시킨다.

[0619] 고-인덱스 코팅(3105)이 있는 CPE 격자(3155a)의 광학적 성능은 엄격한 결합파 분석(RCWA) 및 광선 추적을 사용하여 시뮬레이션되었다. 도 31i에는 유리 기판을 기반으로 하는 대칭 CPE 격자(3155a)가 인덱스 n=1.53의 레지스트와 고-인덱스 TiO2 코팅(3105)을 사용할 때 평균 4.25 ％의 아이박스 효율을 달성할 수 있음을 보여준다. 도 31i의 우측 패널은 중심 동공 위치에 대해 전체 FOV에 걸쳐 비교적 균일한 원거리 이미지를 보여주며, 균일성 점수는 FOV에 걸쳐 1.02이다. 도 31i의 좌측 패널은 아이박스 효율 맵을 보여준다. 고-인덱스 코팅(3105)은 아이피스 도파관의 세계 쪽이 아닌 아이박스 쪽으로 광을 조향할 때 CPE 격자(3155a)를 더 효율적으로 만든다. 예시된 실시예에서, 사용자 대 세계 비율(즉, 아이피스 도파관의 사용자 쪽에 투사되는 광의 양과 세계 쪽에 투사되는 광의 양)은 약 2:1이다.

[0620] 일부 실시예들에서, 도 31g에 도시된 CPE 격자(3155a)를 포함하여, 본 명세서에 설명된 회절 격자 중 임의의 것은 바람직한 방향으로 광을 우선적으로 지향하도록 블레이징될 수 있다. 또한, 도 31g에 도시된 CPE 격자(3155a)를 포함하여, 본 명세서에 설명된 회절 격자의 임의의 특성은, 회절 격자가 형성되는 영역에서 특성이 공간적으로 변화하도록 그라데이션될 수 있다. 예를 들어, 회절 특성의 높이는 특정 영역에서는 회절 효율이 낮고 다른 영역에서는 회절 효율이 높아지도록 공간적으로 변화될 수 있다. 블레이징 및 그라데이션의 예들은 도 31j 내지 도 31l에 도시되어 있다.

[0621] 도 31j의 예시 디바이스(3110)에 도시된 바와 같이, 일부 디바이스에서, 회절 피처들(3113)은 기판(3111)의 하나 이상의 측면들(3111a, 3111b)에 제공될 수 있다. 또한, 회절 피처들(3113) 중 임의의 것은, 예를 들어, 원하는 방향(예를 들어, 뷰어로)으로 더 많은 광을 안내하도록 구성되는 블레이즈드 회절 격자를 제공하기 위해 비대칭 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 31j의 측면(3111a)에 형성된 회절 피처들(3113)은 비대칭 측벽들(3113b-1, 3113b-2)을 갖는다. 회절 피처들(3113)의 형상에 따라 격자가 광을 향하는 방향이 결정될 수 있다. 도 31j에 도시된 예에서, 일측의 회절 피처의 형상은 측면 위치에 따라 변화한다는 점에서 그라데이션된다. 예를 들어, 중앙의 회절 피처들은 대칭이며 상단에 플레토가 없는 반면, 가장자리의 회절 피처들은 비대칭이며 상단에 플레토가 있다. 가장자리의 회절 피처들은 블레이즈되어 있으며 서로 다른(예를 들어, 반대 방향) 방향을 향한다. 회절 피처의 크기(예를 들어, 높이)도 측면 위치에 따라 변화한다는 점에서 그라데이션된다. 도 31k의 예시적인 광학 장치(3120)에서, 비대칭 측벽(3123b-1, 3123b-2)을 갖는 회절 피처들(3123)의 두 그룹들이 기판(3121)의 양쪽 측면들(3121a, 3121b)에 하나의 에지를 향해 제공될 수 있다. 도시된 예에서, 일부 회절 피처들의 크기와 형상은 측면 위치에 따라 변화한다는 점에서 그라데이션된다. 예를 들어, 회절 피처들의 두 그룹들에 대해, 회절 피처들의 크기(예를 들어, 높이)는 중심으로부터의 거리에 따라 증가한다. 도 31l에 표시된 예에서 한 쪽의 회절 피처들의 크기와 형상도 측면 위치에 따라 변화한다는 점에서 그라데이션된다. 예를 들어, 중앙의 회절 피처들은 대칭적이고 짧고, 가장자리의 회절 피처들은 비대칭적이고 길다. 가장자리의 회절 피처들은 블레이즈되어 있으며 서로 다른(예를 들어, 반대) 방향을 향한다. 회절 피처들의 크기(예를 들어, 높이)는 중심으로부터의 거리에 따라 증가한다. 도 31l은 또한 광학 장치(3130)를 도시하는데, 기판(3131)의 일측(3131a)에서, 고-인덱스 재료의 층(3135)이 비대칭 측벽들(3133b-1, 3133b-2)을 갖는 회절 피처들(3133)의 최상부 표면(3133a) 위에 배치되어 있다. 기판(3131)의 다른 면(3131b)에, 고-인덱스 재료 층이 대칭이고 대칭(직선) 측벽을 갖는 회절 피처의 최상부 표면 위에 배치된다. 피처의 폭은 중심으로부터의 거리에 따라 증가한다는 점에서 그라데이션된다. 다른 예들이 가능하다.

[0622] 일부 실시예들에서, 도 31g에 도시된 CPE 격자(3155a) 내의 회절 피처들의 높이들은 그라데이션될 수 있다(도시되지 않음). 예를 들어, 회절 피처들의 높이들은 광이 CPE 격자(3155)로 결합되는 위치로부터의 거리가 증가함에 따라 증가될 수 있다(예를 들어, 도 25a의 ICG 영역(2540) 참조). 이로 인해 ICG 영역에서 광이 입력되는 곳 근처에서 회절 피처들의 높이가 낮아지고, 그 결과 해당 영역에서 회절 효율이 낮아져 아이피스 도파관 전체에서 광이 더 많이 측면으로 확산될 수 있다. 한편, ICG 영역으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 회절 피처들의 높이가 증가하면 광이 이미 CPE 격자(3155a) 전체에 걸쳐 측면으로 확산된 후 더 멀리 떨어진 영역에서 회절 효율이 높아져 광의 아웃-커플링을 더 많이 허용할 수 있다. 그라데이션된 CPE 격자(3155a)는 또한 도 31h와 관련하여 전술한 바와 같이 고-인덱스 코팅(3105)을 포함할 수 있다.

[0623] 도 31m은 그라데이션과 고-인덱스 코팅이 적용된 대칭 CPE 격자(3155a)의 광학 성능을 보여준다. 그라데이션은 ICG 영역으로부터의 거리에 관계없이 CPE 격자(3155a)에서 출력되는 광의 양을 균형 있게 조정함으로써 효율성과 균일성을 더욱 향상시킨다. 도 31g에 도시된 바와 같이, 고-인덱스 코팅을 갖는 그라데이션 실시예는 아이피스 도파관의 FOV에 대해 평균 5.34％의 아이박스 효율과 1.17의 균일성 점수를 달성할 수 있다.

[0624] 도 31n은 도 25c에 도시된 CPE 격자(2555)의 다른 예시적 실시예를 도시한다. 도 31n의 CPE 격자(3155b)는 회절 피처들(3172b)의 2 D 어레이를 갖는다. 이 예의 회절 피처들은 비대칭이다. 도 31o는 도 31n의 CPE 격자(3155b)의 단면 측면도 및 평면도를 나타낸다. 이 2 D 회절 격자는 블레이즈드 회절 격자를 포함한다. 회절 피처들은 높이에 따라 (예를 들어, 폭 또는 두께가) 테이퍼링될 수 있다. 도 31n에 표시된 예에서 회절 피처들은 두 개의 경사진 측벽들 또는 측면들을 가지며, 하나는 다른 하나보다 더 경사가 있다. 한 측벽의 기울기가 다른 측벽의 기울기보다 커서 회절 피처가 비대칭이 되고 블레이즈된다. 결과적으로 회절 피처들은 다른 방향보다 한 방향으로 광을 우선적으로 회절시킨다. 이러한 회절 격자는 예를 들어 프로젝터로부터 수신된 광을 배광 요소를 향해 회절하도록 구성된 인-커플링 광학 요소, 아웃-커플링 광학 요소 또는 배광 요소와 아웃-커플링 광학 요소의 조합(예를 들어, CPE 격자)으로서 유용할 수 있다. 이러한 회절 격자는 또한 사용자 전방에 있는 아이피스 도파관의 환경 또는 세계 쪽을 향한 반대 방향과 반대로 안구에 대한 광을 우선적으로 아웃-커플링하는 데 유용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 측벽 틸트 각도는 한쪽의 수평축에 대해 30 도 미만이고 다른 쪽의 수평축에 대해 80 도(최대 90 도)보다 크다. 그러나 틸트 각도는 가능하다. 경우에 따라 회절 피처들은 톱니 형상의 나노 구조와 같은 톱니 구조의 2 D 배열을 형성할 수 있다. 블레이징된 CPE 격자(3155b)는 또한 도 31h와 관련하여 전술한 바와 같이, 고-인덱스 코팅(3105)을 포함할 수 있다.

[0625] 도 31p는 도 31n에서와 같이 블레이즈되고, 도 31o에서와 같이 고-인덱스 코팅(3105)을 포함하는 유리 기판 상에서의 CPE 격자의 광학적 성능을 나타내며, 회절 피처들의 높이도 위에서 논의한 바와 같이 그라데이션된다. CPE 격자(3155b)의 예시된 실시예는 인덱스 n=1.53의 레지스트 및 고-인덱스 TiO2 코팅(3105)을 사용할 때 평균 6.2 ％의 아이박스 효율을 달성할 수 있다. 블레이징 각도는 격자의 비대칭 광학 특성을 도입한다. 블레이징 각도를 변경함으로써 격자 회절 효율의 각도 스펙트럼을 변경하고 아이박스 효율을 개선할 수 있다.

[0626] 일부 실시예들에서, 본 명세서에 설명된 1D 또는 2D 격자 중 임의의 것이 블레이징될 수 있다. 전술한 바와 같이, 회절 피처의 형상(예를 들어, 측벽들의 경사각들)은 격자가 우선적으로 광을 향하게 하는 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 격자는 다른 격자(예를 들어, EPE, OPE 또는 CPE) 및/또는 시청자를 향해 더 많은 광을 안내하도록 블레이즈될 수 있다. 일부 경우, 회절 피처들은 2 개 이상의 방향들로 광의 전파를 편향시키도록 패싯될 수 있다(예를 들어, 여러 방향들로 블레이즈됨). 예를 들어, 도 31q는 기판(3141) 내에 또는 기판 상에 형성된 회절 피처들(3142)의 2D 어레이를 갖는 예시적인 디바이스(3140)를 도시한다. 회절 피처들(3142) 각각은 기울어진 제1 측벽 또는 측면(3142b-1) 및 제2 측벽 또는 측면(3142b-2)을 갖는다. 따라서, 회절 피처들은 높이에 따라 (예를 들어, 두께 또는 폭이) 테이퍼링된다. 회절 피처들(3142)은 제1 및 제2 측벽 또는 패싯(3142b-1, 3142b-2)의 기울기 각도에 기초한 방향으로 우선적으로 광을 지향하도록 구성될 수 있다. 도 31r은 2 개의 특정 방향들로 광을 우선적으로 회절시키는 회절 피처들의 예를 도시한다(우측 위쪽 및 좌측 아래쪽을 향하는 2 개의 두꺼운 실선 화살표들로 도시된 바와 같이). 다른 예들도 가능하다.

[0627] 도 31s는 본 명세서에 설명된 1D 또는 2D 회절 격자들 중 어느 하나에서 회절 피처들에 사용될 수 있는 추가적인 예시적인 단면 기하학적 형태(1360)를 예시한다. 예를 들어, 단면 기하학적 형태는 수직 측벽들(예를 들어, 도 13a의 상부 행, 제1 열), 경사진 측벽들(예를 들어, 상부 행, 제2 열, 톱니의 예), 재진입 또는 오목한 측벽들, 다단계 측벽들(예를 들어, 제1 행, 제3 열), 다른 유형의 측벽들 또는 이들의 일부 조합과 대칭될 수 있다. 다른 예에서, 단면 기하학적 형태는 적어도 하나의 수직 측벽, 경사진 측벽(예를 들어, 도 31s의 두 번째 행, 첫 번째 및 제3 열), 재진입부(예를 들어, 상어 지느러미라고도 하는 두 번째 행, 제3 열에 도시된 것과 같은 베이스 표면에 대해 예리한 재진입각을 갖는 측벽) 또는 오목한 측벽, 다단계 측벽(예를 들어, 두 번째 행, 제2 열), 다른 유형의 측벽 또는 이들의 일부 조합을 포함하는 비대칭일 수 있다. 회절 피처들이 비대칭인지 또는 대칭인지 여부에 관계없이, 일부 구현들에서, 플레토 또는 평평한 부분이 특징의 최상부(예를 들어, 피크)에 위치할 수 있다. 회절 피처들은 또한 회절 피처의 일부 또는 전체에 고-인덱스 코팅을 포함할 수 있다.

추가 예들 - 파트 Ⅰ

[0628] 예 1 : 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관으로서, 제1 표면과 제2 표면을 갖는 광 투과성 기판; 기판의 표면들 중 하나의 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 입력 결합 격자(ICG) 영역 ― ICG 영역은 광 빔을 수신하고 유도 전파 모드에서 빔을 기판에 결합하도록 구성됨 ―; 및 기판의 제1 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 제1 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역을 포함하고, 제1 CPE 격자 영역은 ICG 영역으로부터 광 빔을 수신하도록 배치되고, 제1 CPE 격자 영역은 제1 상호작용을 통해 빔들의 전파 방향을 변경하고 제2 상호작용을 통해 빔을 아이피스 도파관으로부터 아웃-커플링하도록 구성되는 복수의 회절 피처들을 포함하고, 회절 피처들은 교호적인 상부 및 하부 사변형 표면들의 행들 및 열들로 배열되는, 아이피스 도파관.

[0629] 예 2 : 예 1에 있어서, 교호적인 상부 및 하부 사변형 표면들의 행들 및 열들이 체크무늬 패턴을 형성하는, 아이피스 도파관.

[0630] 예 3 : 예 2에 있어서, 체크무늬 패턴은 실질적으로 50 ％ 듀티 사이클을 갖는, 아이피스 도파관.

[0631] 예 4 : 예 1에 있어서, 사변형 표면들은 직사각형인, 아이피스 도파관.

[0632] 예 5 : 예 4에 있어서, 직사각형 표면들은 대각선들 사이의 각도가 실질적으로 60°가 되도록 길이 및 폭 치수들을 갖는, 아이피스 도파관.

[0633] 예 6 : 예 1에 있어서, 상부 및 하부 사변형 표면들은 동일한 크기 및 형상을 갖는, 아이피스 도파관.

[0634] 예 7 : 예 1에 있어서, 회절 피처들은 다이아몬드 형상의 단위 셀을 갖는 2D 격자를 포함하는, 아이피스 도파관.

[0635] 예 8 : 예 7에 있어서, 다이아몬드 형상의 단위 셀은 상부 사변형 표면의 모서리들이 다이아몬드 형상의 단위 셀의 중간점들에 위치하도록 내접되는 상부 사변형 표면들 중 하나를 포함하는, 아이피스 도파관.

[0636] 예 9 : 예 8에 있어서, 2D 격자는 다이아몬드 형상의 단위 셀의 타일 패턴을 포함하는, 아이피스 도파관.

[0637] 예 10 : 예 1에 있어서, CPE 격자 영역은 확산 회절의 1 ％ 미만의 효율을 갖는 직접 아웃-커플링 회절을 나타내는, 아이피스 도파관.

[0638] 예 11 : 예 1에 있어서, 상부 사변형 표면들은 기판의 제1 표면에 수직인 측벽들을 갖는 기둥들을 포함하는, 아이피스 도파관.

[0639] 예 12 : 예 1에 있어서, 상부 사변형 표면들은 기판의 제1 표면에 대하여 경사진 측벽들을 갖는 기둥들을 포함하는, 아이피스 도파관.

[0640] 예 13 : 예 12에 있어서, 경사 측벽들은 대칭인, 아이피스 도파관.

[0641] 예 14 : 예 12에 있어서, 경사 측벽들은 블레이즈드 격자를 형성하기 위해 비대칭인, 아이피스 도파관.

[0642] 예 15 : 예 1에 있어서, 상부 사변형 표면들의 높이들이 공간적으로 그라데이션되는, 아이피스 도파관.

[0643] 예 16 : 예 15에 있어서, 상부 사변형 표면들은 ICG 영역으로부터의 거리가 증가함에 따라 높이들이 증가하는, 아이피스 도파관.

[0644] 예 17 : 예 1에 있어서, 회절 피처들 위에 코팅이 형성되는, 아이피스 도파관.

[0645] 예 18 : 예 17에 있어서, 코팅은 회절 피처들보다 굴절률이 높은 재료를 포함하는, 아이피스 도파관.

[0646] 예 19 : 예 18에 있어서, 코팅의 굴절률은 적어도 2.0인, 아이피스 도파관.

[0647] 예 20 : 예 18에 있어서, 코팅은 컨포멀한, 아이피스 도파관.

[0648] 예 21 : 예 18에 있어서, 코팅은 100 ㎚보다 두껍지 않은, 아이피스 도파관.

[0649] 예 22 : 예 21에 있어서, 코팅은 60 ㎚보다 두껍지 않은, 아이피스 도파관.

[0650] 예 23 : 예 1에 있어서, 제1 CPE 격자 영역의 복수의 회절 피처들은 적어도 두 방향들에서 주기성들을 나타내는, 아이피스 도파관.

[0651] 예 24 : 예 23에 있어서, 제1 CPE 격자 영역의 복수의 회절 피처들은 서로에 대해 실질적으로 60°의 각도로 배향된 제1 및 제2 방향들에서 주기성들을 나타내는, 아이피스 도파관.

[0652] 예 25 : 예 24에 있어서, ICG 영역은 제1 방향 및 제2 방향 모두에 대하여 실질적으로 60°의 각도로 배향된 제3 방향으로 주기성을 나타내는 복수의 회절 피처들을 포함하는, 아이피스 도파관.

[0653] 예 26 : 예 1에 있어서, 기판의 제2 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 제2 CPE 격자 영역을 더 포함하고, 제2 CPE 격자 영역은 제1 상호작용을 통해 빔들의 전파 방향을 변경하고 제2 상호작용을 통해 빔을 아이피스 도파관으로부터 아웃-커플링하도록 구성되는 복수의 회절 피처들을 포함하는, 아이피스 도파관.

[0654] 예 27 : 예 26에 있어서, 제1 및 제2 CPE 격자 영역들은 동일한, 아이피스 도파관.

[0655] 예 28 : 예 26에 있어서, 기판은 빔이 유도 전파 모드로 결합된 후 ICG 영역과 상호작용하는 것을 방지하기에 충분히 큰 두께를 갖는, 아이피스 도파관.

[0656] 예 29 : 예 1에 있어서, 빔은 시준되고 직경이 5 ㎜ 이하인, 아이피스 도파관.

[0657] 예 30 : 예 1에 있어서, 광 투과성 기판은 평면형인, 아이피스 도파관.

[0658] 예 31 : 예 1에 있어서, 아이피스 도파관은 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스에 통합되는, 아이피스 도파관.

[0659] 예 32 : 예 31에 있어서, 아이피스는 다수의 깊이 평면들에서 컬러 이미지들을 디스플레이하도록 구성되는, 아이피스 도파관.

[0660] 예 33 : 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관으로서, 광 투과성 기판; 입력 결합 격자(ICG) 영역; 및 기판의 제1 측면 상에 형성되는 제1 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역을 포함하며, ICG 영역은 복수의 입력 광 빔들의 세트를 수신하도록 구성되고, 입력 광 빔들의 세트는 아이피스 도파관과 연관된 k-공간 고리의 중심에 위치한 시계(FOV) 형상을 형성하는 k-벡터들의 세트와 연관되고, ICG 영역은 입력 빔들을 회절시켜 유도 빔들로서 기판에 결합시키고, FOV 형상을 적어도 부분적으로 k-공간 고리 내에서 제1 포지션으로 변환하도록 구성되며, 제1 상호작용을 통해, 제1 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 적어도 부분적으로 k-공간 고리 내에서 제1 포지션으로부터 제2 및 제3 포지션들로 FOV 형상을 변환하도록 구성되지만, 제1 포지션으로부터 제2 및 제3 포지션들로 FOV 형상을 변환하는 효율의 1 ％를 초과하는 효율로는 제1 포지션으로부터 k-공간 고리의 중심으로 직접 다시 FOV 형상을 변환하지 않으며, 제2 상호작용을 통해, 제1 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 FOV 형상을 제2 및 제3 포지션들로부터 k-공간 고리의 중심으로 변환하도록 구성되는, 아이피스 도파관.

[0661] 예 34 : 예 33에 있어서, k-공간 고리의 중심, 제1 포지션 및 제2 포지션은 k-공간에서 제1 정삼각형을 정의하는, 아이피스 도파관.

[0662] 예 35 : 예 34에 있어서, k-공간 고리의 중심, 제1 포지션 및 제3 포지션은 k-공간에서 제2 정삼각형을 정의하는, 아이피스 도파관.

[0663] 예 36 : 예 35에 있어서, 제1 및 제2 정삼각형들은 k-공간에서 한 변을 공유하는, 아이피스 도파관.

[0664] 예 37 : 예 33에 있어서, 기판의 제2 측면 상에 형성되는 제2 CPE 격자 영역을 더 포함하며, 제1 상호작용을 통해, 제2 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 적어도 부분적으로 k-공간 고리 내에서 제1 포지션으로부터 제2 및 제3 포지션들로 FOV 형상을 변환하도록 구성되고; 제2 상호작용을 통해, 제2 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 제2 및 제3 포지션들로부터 k-공간 고리의 중심으로 FOV 형상을 변환하도록 구성되는, 아이피스 도파관.

[0665] 예 38 : 예 37에 있어서, 제2 CPE 격자 영역은 아이피스 도파관으로부터의 출력 빔들의 밀도를 증가시키는, 아이피스 도파관.

[0666] 예 39 : 예 38에 있어서, 제2 CPE 격자 영역은 출력 빔들의 밀도를 적어도 4 배 증가시키는, 아이피스 도파관.

[0667] 예 40 : 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관으로서, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 광 투과성 기판; 기판의 표면들 중 하나의 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 입력 결합 격자(ICG) 영역 ― ICG 영역은 광 빔을 수신하고 유도 전파 모드에서 빔을 기판에 결합하도록 구성됨 ―; 및 기판의 제1 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 제1 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역 ― 제1 CPE 격자 영역은 ICG 영역으로부터 광 빔을 수신하도록 배치되고, 제1 CPE 격자 영역은 제1 상호작용을 통해 빔들의 전파 방향을 변경하고 제2 상호작용을 통해 빔을 아이피스 도파관으로부터 아웃-커플링하도록 구성되는 복수의 회절 피처들을 포함함 ―을 포함하고, 회절 피처들은 다이아몬드 형상의 돌출된 리지들을 포함하는, 아이피스 도파관.

[0668] 예 41 : 예 40에 있어서, 다이아몬드 형상의 돌출된 리지들이 실질적으로 60°의 각도로 교차하는, 아이피스 도파관.

[0669] 예 42 : 예 40에 있어서, 다이아몬드 형상의 돌출된 리지들은 그들 사이에 다이아몬드 형상의 공극들을 형성하는, 아이피스 도파관.

[0670] 예 43 : 예 42에 있어서, 다이아몬드 형상의 공극들은 대향하는 정점들 사이에 "a" 치수 및 "b" 치수를 가지며, a/b 비율은 0.1 내지 0.6인, 아이피스 도파관.

[0671] 예 44 : 예 43에 있어서, a/b 비율은 0.2 내지 0.5인, 아이피스 도파관.

[0672] 예 45 : 예 40에 있어서, CPE 격자 영역은 확산 회절의 1 ％ 미만의 효율을 갖는 직접 아웃-커플링 회절을 나타내는, 아이피스 도파관.

[0673] 예 46 : 예 40에 있어서, 회절 피처들 위에 코팅이 형성되는, 아이피스 도파관.

[0674] 예 47 : 예 46에 있어서, 코팅은 회절 피처들의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 아이피스 도파관.

[0675] 예 48 : 예 47에 있어서, 코팅의 굴절률은 적어도 2.0인, 아이피스 도파관.

[0676] 예 49 : 예 47에 있어서, 코팅은 컨포멀한, 아이피스 도파관.

[0677] 예 50 : 예 47에 있어서, 코팅은 100 ㎚보다 두껍지 않은, 아이피스 도파관.

[0678] 예 51 : 예 50에 있어서, 코팅은 60 ㎚보다 두껍지 않은, 아이피스 도파관.

[0679] 예 52 : 예 40에 있어서, 제1 CPE 격자 영역의 복수의 회절 피처들은 적어도 두 방향들에서 주기성들을 나타내는, 아이피스 도파관.

[0680] 예 53 : 예 52에 있어서, 제1 CPE 격자 영역의 복수의 회절 피처들은 서로에 대해 실질적으로 60°의 각도로 배향된 제1 및 제2 방향들에서 주기성들을 나타내는, 아이피스 도파관.

[0681] 예 54 : 예 53에 있어서, ICG 영역은 제1 방향 및 제2 방향 모두에 대하여 실질적으로 60°의 각도로 배향된 제3 방향으로 주기성을 나타내는 복수의 회절 피처들을 포함하는, 아이피스 도파관.

[0682] 예 55 : 예 40에 있어서, 기판의 제2 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 제2 CPE 격자 영역을 더 포함하고, 제2 CPE 격자 영역은 제1 상호작용을 통해 빔들의 전파 방향을 변경하고, 제2 상호작용을 통해 빔을 아이피스 도파관으로부터 아웃-커플링하도록 구성되는 복수의 회절 피처들을 포함하는, 아이피스 도파관.

[0683] 예 56 : 예 55에 있어서, 제1 및 제2 CPE 격자 영역들은 동일한, 아이피스 도파관.

[0684] 예 57 : 예 55에 있어서, 기판은 빔이 유도 전파 모드로 결합된 후 ICG 영역과 상호작용하는 것을 방지하기에 충분히 큰 두께를 갖는, 아이피스 도파관.

[0685] 예 58 : 예 40에 있어서, 빔은 시준되고 직경이 5 ㎜ 이하인, 아이피스 도파관.

[0686] 예 59 : 예 40에 있어서, 광 투과성 기판은 평면형인, 아이피스 도파관.

[0687] 예 60 : 예 40에 있어서, 아이피스 도파관은 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스에 통합되는, 아이피스 도파관.

[0688] 예 61 : 예 60에 있어서, 아이피스는 다수의 깊이 평면들에서 컬러 이미지들을 디스플레이하도록 구성되는, 아이피스 도파관.

[0689] 예 62 : 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관으로서, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 광 투과성 기판; 기판의 표면들 중 하나의 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 입력 결합 격자(ICG) 영역 ― ICG 영역은 광의 입력 빔을 수신하고 입력 빔을 유도 빔들로서 기판에 결합하도록 구성됨 ―; 기판의 제1 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 제1 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역 ― 제1 CPE 격자 영역은 ICG 영역으로부터 유도 빔들을 수신하고 복수의 분산된 위치들에서 제1 복수의 회절 빔들을 생성하고 제1 복수의 출력 빔들을 아웃-커플링하도록 배치됨 ―; 기판의 제2 표면 상에 또는 그 내부에 형성되는 제2 CPE 격자 영역 ― 제2 CPE 격자 영역은 ICG 영역으로부터 유도 빔들을 수신하고 복수의 분산된 위치들에서 제2 복수의 회절 빔들을 생성하고 제2 복수의 출력 빔들을 아웃-커플링하도록 배치됨 ―; 제1 CPE 격자 영역에 인접한 제1 리사이클러 격자 영역 ― 제1 리사이클러 격자 영역은 제1 CPE 격자 영역으로부터 제1 복수의 회절 빔들 중 일부를 수신하고, 이들을 제1 CPE 영역으로 다시 전향하도록 위치 및 구성됨 ―; 및 제2 CPE 격자 영역에 인접한 제2 리사이클러 격자 영역 ― 제2 리사이클러 격자 영역은 제2 CPE 격자 영역으로부터 제2 복수의 회절 빔들 중 일부를 수신하고 이들을 제2 CPE 영역으로 다시 전향하도록 위치 및 구성됨 ―을 포함하는, 아이피스 도파관.

[0690] 예 63 : 예 62에 있어서, 제1 CPE 격자 영역은 제2 복수의 회절 빔들을 아웃-커플링하도록 구성되고, 제2 CPE 격자 영역은 제1 복수의 회절 빔들을 아웃-커플링하도록 구성되는, 아이피스 도파관.

[0691] 예 64 : 예 63에 있어서, 제1 및 제2 복수의 회절 빔들은 제1 및 제2 CPE 격자 영역들과 교호적으로 상호작용하는, 아이피스 도파관.

[0692] 예 65 : 예 62에 있어서, 제1 CPE 격자 영역 및 제2 CPE 격자 영역은 모두 주기적으로 반복되는 복수의 회절 라인들을 포함하고, 제1 CPE 격자 영역의 회절 라인들은 제2 CPE 격자 영역의 회절 라인들에 대하여 실질적으로 60°의 각도로 배향되는, 아이피스 도파관.

[0693] 예 66 : 예 65에 있어서, 제1 및 제2 CPE 격자 영역들의 회절 라인들은 동일한 주기를 갖는, 아이피스 도파관.

[0694] 예 67 : 예 65에 있어서, 제1 및 제2 CPE 격자 영역들의 회절 라인들은 공통의 마스터 템플릿을 사용하여 형성되는, 아이피스 도파관.

[0695] 예 68 : 예 65에 있어서, ICG 영역은 주기적으로 반복되는 복수의 회절 라인들을 포함하고, ICG 영역의 회절 라인들은 제1 CPE 격자 영역의 회절 라인들 및 제2 CPE 격자 영역의 회절 라인들에 대하여 실질적으로 60°의 각도로 배향되는, 아이피스 도파관.

[0696] 예 69 : 예 68에 있어서, ICG 영역, 제1 CPE 격자 영역 및 제2 CPE 격자 영역의 회절 라인들은 동일한 주기를 갖는, 아이피스 도파관.

[0697] 예 70 : 예 65에 있어서, 제1 및 제2 리사이클러 격자 영역들은 주기적으로 반복되는 복수의 회절 라인들을 포함하고, 제1 및 제2 리사이클러 격자 영역들의 회절 라인들은 제1 CPE 격자 영역의 회절 라인들 및 제2 CPE 격자 영역의 회절 라인들에 대하여 실질적으로 30°의 각도로 배향되는, 아이피스 도파관.

[0698] 예 71 : 예 62에 있어서, 제1 및 제2 CPE 격자 영역들이 적어도 90 ％ 중첩되는, 아이피스 도파관.

[0699] 예 72 : 예 62에 있어서, 제1 및 제2 CPE 격자 영역들은 동일한 크기인, 아이피스 도파관.

[0700] 예 73 : 예 72에 있어서, 제1 및 제2 CPE 격자 영역들은 서로 정렬되는, 아이피스 도파관.

[0701] 예 74 : 예 62에 있어서, 제1 CPE 격자 영역은 적어도 두 방향들로 ICG 영역으로부터 유도 빔들의 파워의 일부들을 회절시킴으로써 제1 복수의 회절 빔들을 생성하도록 구성되는, 아이피스 도파관.

[0702] 예 75 : 예 74에 있어서, 두 방향들 중 하나는 0 차 회절 빔에 대응하는, 아이피스 도파관.

[0703] 예 76 : 예 62에 있어서, 제2 CPE 격자 영역은 적어도 두 방향들로 ICG 영역으로부터 유도 빔들의 파워의 일부들을 회절시킴으로써 제2 복수의 회절 빔들을 생성하도록 구성되는, 아이피스 도파관.

[0704] 예 77 : 예 76에 있어서, 두 방향들 중 하나는 0 차 회절 빔에 대응하는, 아이피스 도파관.

[0705] 예 78 : 예 62에 있어서, 제1 복수의 회절 빔들은 제1 방향으로 전파되고, 제2 복수의 회절 빔들은 제1 방향에 대하여 실질적으로 60°의 각도로 제2 방향으로 전파되는, 아이피스 도파관.

[0706] 예 79 : 예 62에 있어서, 입력 빔은 시준되고 직경이 5 ㎜ 이하인, 아이피스 도파관.

[0707] 예 80 : 예 62에 있어서, 광 투과성 기판은 평면형인, 아이피스 도파관.

[0708] 예 81 : 예 62에 있어서, 아이피스 도파관은 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스에 통합되는, 아이피스 도파관.

[0709] 예 82 : 예 81에 있어서, 아이피스는 다수의 깊이 평면들에서 컬러 이미지들을 디스플레이하도록 구성되는, 아이피스 도파관.

[0710] 예 83 : 예 62에 있어서, ICG 영역은 복수의 광의 입력 빔들의 세트를 수신하고, 입력 빔들의 세트는 아이피스 도파관과 연관되는 k-공간 고리의 중심에 위치한 시계(FOV) 형상을 형성하는 k-벡터들의 세트와 연관되고; ICG 영역은 입력 빔들을 회절시켜 이들을 유도 빔들로서 기판에 결합시키고, 적어도 부분적으로 k-공간 고리 내에서 FOV 형상을 제1 포지션으로 변환시키도록 구성되고; 제1 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 적어도 부분적으로 k-공간 고리 내에서 FOV 형상을 제2 포지션으로 변환하도록 구성되고; 그리고 제2 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 적어도 부분적으로 k-공간 고리 내에서 FOV 형상을 제3 포지션으로 변환하도록 구성되는, 아이피스 도파관.

[0711] 예 84 : 예 83에 있어서, k-공간 고리의 중심, 제1 포지션 및 제2 포지션은 k-공간에서 제1 정삼각형을 정의하는, 아이피스 도파관.

[0712] 예 85 : 예 84에 있어서, k-공간 고리의 중심, 제1 포지션 및 제3 포지션은 k-공간에서 제2 정삼각형을 정의하는, 아이피스 도파관.

[0713] 예 86 : 예 85에 있어서, 제1 및 제2 정삼각형들은 k-공간에서 한 변을 공유하는, 아이피스 도파관.

[0714] 예 87 : 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관으로서, 광 투과성 기판; 입력 커플링 격자(ICG) 영역; 제1 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역; 제2 CPE 격자 영역; 제1 리사이클러 격자 영역; 및 제2 리사이클러 격자 영역을 포함하고, ICG 영역은 복수의 광의 입력 빔들의 세트를 수신하도록 구성되고, 입력 빔들의 세트는 아이피스 도파관과 연관된 k-공간 고리의 중심에 위치한 시계(FOV) 형상을 형성하는 k-벡터들의 세트와 연관되고, ICG 영역은 입력 빔들을 회절시켜 이들을 유도 빔들로서 기판에 결합시키고, 적어도 부분적으로 k-공간 고리 내에서 FOV 형상을 제1 포지션으로 변환하도록 구성되고, 제1 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 적어도 부분적으로 k-공간 고리 내에서 FOV 형상을 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로 변환하도록 구성되고, 제2 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 적어도 부분적으로 k-공간 고리 내에서 FOV 형상을 제1 포지션으로부터 제3 포지션으로 변환하도록 구성되고, 제1 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 FOV 형상을 제3 포지션으로부터 k-공간 고리의 중심으로 변환하도록 구성되고, 제2 CPE 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 FOV 형상을 제2 포지션으로부터 k-공간 고리의 중심으로 변환하도록 구성되고, 제1 리사이클러 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 FOV 형상을 제2 포지션으로부터 제3 포지션으로 변환하도록 구성되고, 제2 리사이클러 격자 영역은 유도 빔들을 회절시켜 FOV 형상을 제3 포지션으로부터 제2 포지션으로 변환하도록 구성되는, 아이피스 도파관.

[0715] 예 88 : 예 87에 있어서, k-공간 고리의 중심, 제1 포지션 및 제2 포지션은 k-공간에서 제1 정삼각형을 정의하는, 아이피스 도파관.

[0716] 예 89 : 예 88에 있어서, k-공간 고리의 중심, 제1 포지션 및 제3 포지션은 k-공간에서 제2 정삼각형을 정의하는, 아이피스 도파관.

[0717] 예 90 : 예 89에 있어서, 제1 및 제2 정삼각형들은 k-공간에서 한 변을 공유하는, 아이피스 도파관.

[0718] 예 91 : 예 87에 있어서, 제1 CPE 격자 영역 및 제2 CPE 격자 영역은 광 투과성 기판의 대향 면들 상에 또는 그 내부에 형성되는, 아이피스 도파관.

[0719] 예 92 : 예 87에 있어서, 유도 빔들은 제1 및 제2 CPE 격자 영역들과 교호적으로 상호작용하는, 아이피스 도파관.

[0720] 예 93 : 예 87에 있어서, 제1 CPE 격자 영역과 연관된 1 차 격자 벡터들은 제2 CPE 격자 영역과 연관된 1 차 격자 벡터들과 동일한 크기를 갖는, 아이피스 도파관.

[0721] 예 94 : 예 93에 있어서, ICG 영역과 연관된 1 차 격자 벡터들은 제1 CPE 격자 영역과 연관된 1 차 격자 벡터들 및 제2 CPE 격자 영역과 연관된 1 차 격자 벡터들과 동일한 크기를 갖는, 아이피스 도파관.

[0722] 예 95 : 예 93에 있어서, 제1 또는 제2 리사이클러 영역과 연관된 1 차 격자 벡터들은 ±(CPE1 - CPE2)와 동일하고, CPE1은 제1 CPE 영역과 연관된 1 차 격자 벡터들이고, CPE2는 제2 CPE 영역과 연관된 1 차 격자 벡터들인, 아이피스 도파관.

[0723] 예 96 : 예 87에 있어서, 아이피스 도파관은 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스에 통합되어 있는, 아이피스 도파관.

[0724] 예 97 : 예 96에 있어서, 아이피스는 다수의 깊이 평면들에서 컬러 이미지들을 디스플레이하도록 구성되는, 아이피스 도파관.

추가 예들 - 파트 Ⅱ

[0725] 예 1 : 헤드 장착형 디스플레이 시스템으로서, 사용자의 머리에 지지되도록 구성된 헤드 장착가능 프레임; 상기 사용자의 안구에 이미지 컨텐츠를 제공하기 위해 광을 출력하도록 구성된 광 투사 시스템; 프레임에 의해 지지되는 도파관 ― 도파관은 상기 광이 사용자의 안구로 향하도록 상기 도파관에 결합된 상기 광 투사 시스템으로부터 광의 적어도 일부를 안내하도록 구성되는 기판을 포함함 ―; 제1 회절 격자; 및 상기 제1 회절 격자 위에 배치된 제1 층을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0726] 예 2 : 예 1에 있어서, 상기 회절 격자는 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸친 제1 편광에 대한 제1 회절 효율이 상기 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸친 제2 편광에 대한 제2 회절 효율의 2 배를 초과하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0727] 예 3 : 예 1에 있어서, 상기 회절 격자는 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸친 제1 편광에 대한 제1 회절 효율이 상기 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸친 제2 편광에 대한 제2 회절 효율의 2.1 배를 초과하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0728] 예 4 : 예 1에 있어서, 상기 회절 격자는 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸친 제1 편광에 대한 제1 회절 효율이 상기 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸친 제2 편광에 대한 제2 회절 효율의 2.5 배를 초과하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0729] 예 5 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 2D 어레이에 형성된 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0730] 예 6 : 예 5에 있어서, 2D 어레이는 정사각형 어레이를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0731] 예 7 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 2 차원 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0732] 예 8 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 체크무늬 보드 패턴으로 배열된 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0733] 예 9 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 아웃-커플링 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0734] 예 10 : 예 9에 있어서, 아웃-커플링 요소는 폭이 적어도 20 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0735] 예 11 : 예 9에 있어서, 아웃-커플링 요소는 폭이 적어도 25 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0736] 예 12 : 예 9에 있어서, 아웃-커플링 요소는 폭이 적어도 35 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0737] 예 13 : 예 9에 있어서, 아웃-커플링 요소는 폭이 45 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0738] 예 14 : 예 9에 있어서, 아웃-커플링 요소는 폭이 50 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0739] 예 15 : 예 9에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 적어도 20 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0740] 예 16 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 적어도 25 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0741] 예 17 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 적어도 35 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0742] 예 18 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 45 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0743] 예 19 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 50 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0744] 예 20 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 결합 동공 확장기-추출기(CPE)를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0745] 예 21 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 도파관 내에서 도파관 밖으로 사용자의 안구를 향해 안내되는 광 프로젝터로부터의 광을 결합시키기 위한 격자 전체에 걸친 평균 아웃-커플링 효율이 적어도 3 ％인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0746] 예 22 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 도파관 내에서 도파관 밖으로 사용자의 안구를 향해 안내되는 광 프로젝터로부터의 광을 결합시키기 위한 격자 전체에 걸친 평균 아웃-커플링 효율이 적어도 4 ％인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0747] 예 23 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 도파관 내에서 도파관 밖으로 사용자의 안구를 향해 안내되는 광 프로젝터로부터의 광을 결합시키기 위한 격자 전체에 걸친 평균 아웃-커플링 효율이 적어도 5 ％인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0748] 예 24 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 도파관 내에서 도파관 밖으로 사용자의 안구를 향해 안내되는 광 프로젝터로부터의 광을 결합시키기 위한 격자 전체에 걸친 평균 아웃-커플링 효율이 적어도 6 ％인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0749] 예 25 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 도파관 내에서 도파관 밖으로 사용자의 안구를 향해 안내되는 광 프로젝터로부터의 광을 결합시키기 위한 격자 전체에 걸친 평균 아웃-커플링 효율이 적어도 8 ％인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0750] 예 26 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 도파관 내에서 도파관 밖으로 사용자의 안구를 향해 안내되는 광 프로젝터로부터의 광을 결합시키기 위한 격자 전체에 걸친 평균 아웃-커플링 효율이 10 ％ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0751] 예 27 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 도파관 내에서 도파관 밖으로 사용자의 안구를 향해 안내되는 광 프로젝터로부터의 광을 결합시키기 위한 격자 전체에 걸친 평균 아웃-커플링 효율이 15 ％ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0752] 예 28 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 아이박스 전체에 걸쳐 평균 3 ％ 이상의 아이박스 효율을 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0753] 예 29 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 아이박스 전체에 걸쳐 평균 4 ％ 이상의 아이박스 효율을 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0754] 예 30 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 아이박스 전체에 걸쳐 평균 5 ％ 이상의 아이박스 효율을 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0755] 예 31 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 아이박스 전체에 걸쳐 평균 6 ％ 이상의 아이박스 효율을 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0756] 예 32 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 아이박스 전체에 걸쳐 평균 8 ％ 이상의 아이박스 효율을 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0757] 예 33 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 아이박스 전체에 걸쳐 평균 10 ％ 이하의 아이박스 효율을 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0758] 예 34 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 아이박스 전체에 걸쳐 평균 15 ％ 이하의 아이박스 효율을 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0759] 예 35 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 적어도 1 ㎝ × 1 ㎝의 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0760] 예 36 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 적어도 1.2 ㎝인 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0761] 예 37 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 적어도 1.5 ㎝인 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0762] 예 38 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 적어도 2 ㎝인 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0763] 예 39 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 3.0 ㎝ 이하인 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0764] 예 40 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 3.5 ㎝ 이하인 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0765] 예 41 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 4.0 ㎝ 이하인 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0766] 예 42 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합되는 광보다 상기 사용자의 눈에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 2 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0767] 예 43 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합되는 광보다 상기 사용자의 눈에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 3 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0768] 예 44 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합되는 광보다 상기 사용자의 눈에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 4 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0769] 예 45 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합되는 광보다 상기 사용자의 눈에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 5 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0770] 예 46 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합되는 광보다 상기 사용자의 눈에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 6 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0771] 예 47 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합되는 광보다 상기 사용자의 눈에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 8 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0772] 예 48 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합되는 광보다 상기 사용자의 눈에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 10 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0773] 예 49 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합되는 광보다 상기 사용자의 눈에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 10 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0774] 예 50 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합되는 광보다 상기 사용자의 눈에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 12 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0775] 예 51 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합되는 광보다 상기 사용자의 눈에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 15 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0776] 예 52 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합되는 광보다 상기 사용자의 눈에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 20 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0777] 예 53 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 타원형 단면을 갖는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0778] 예 54 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 삼각형 단면을 갖는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0779] 예 55 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 상기 기판 위에 상기 기판과 다른 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0780] 예 56 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 상기 기판 내에 형성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0781] 예 57 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 SiO2, B2O3, Li2O 또는 La2O3를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0782] 예 58 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 유리를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0783] 예 59 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 LiNbO3, LiTaO3, TiO2, ZrO2, ZnO, Si3N4 또는 SiC를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0784] 예 60 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 폴리머를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0785] 예 61 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 PC, PMMA, PVA 또는 아크릴레이트 함유 수지를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0786] 예 62 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.4 내지 1.5인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0787] 예 63 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.4 내지 1.6인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0788] 예 64 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.5 내지 1.6인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0789] 예 65 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.6 내지 1.8인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0790] 예 66 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.6 내지 1.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0791] 예 67 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.7 내지 1.8인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0792] 예 68 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.8 내지 1.9인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0793] 예 69 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.9 내지 2.0인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0794] 예 70 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.0 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0795] 예 71 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.1 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0796] 예 72 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.2 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0797] 예 73 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.3 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0798] 예 74 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.4 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0799] 예 75 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.4 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0800] 예 76 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폴리머를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0801] 예 77 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 PC, PMMA, PVA 또는 아크릴레이트 함유 수지를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0802] 예 78 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 각인 불가능한 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0803] 예 79 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 유리를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0804] 예 80 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 굴절률이 1.4 내지 1.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0805] 예 81 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 굴절률이 1.4 내지 1.6인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0806] 예 82 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 굴절률이 1.5 내지 1.6인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0807] 예 83 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 굴절률이 1.6 내지 1.8인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0808] 예 84 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 굴절률이 1.7 내지 1.8인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0809] 예 85 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 굴절률이 1.8 내지 1.9인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0810] 예 86 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 굴절률이 1.9 내지 2.0인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0811] 예 87 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 굴절률이 2.0 내지 2.2인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0812] 예 88 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 굴절률이 2.2 내지 2.4인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0813] 예 89 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 굴절률이 2.2 내지 2.6인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0814] 예 90 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 상기 기판보다 낮은 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0815] 예 91 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 블레이징 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0816] 예 92 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 사이의 홈에 의해 이격된 피크들을 포함하는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0817] 예 93 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 복수의 직선들을 포함하는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0818] 예 94 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 격자는 비대칭인 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0819] 예 95 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 Si3N4, ZnO, ZrO2. TiO2, SiC, ZnTe, GaP, BP를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0820] 예 96 : 예 1 내지 예 95 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 1.9 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0821] 예 97 : 예 1 내지 예 95 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 1.9 내지 2.2의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0822] 예 98 : 예 1 내지 예 95 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.0 내지 2.4의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0823] 예 99 : 예 1 내지 예 95 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.2 내지 2.6의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0824] 예 100 : 예 1 내지 예 95 중 임의의 예에 있어서, 제1 층이 2.0 내지 2.6의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0825] 예 101 : 예 1 내지 예 95 중 임의의 예에 있어서, 제1 층이 2.0 내지 2.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0826] 예 102 : 예 1 내지 예 95 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.0 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0827] 예 103 : 예 1 내지 예 95 중 임의의 예에 있어서, 제1 층이 2.1 내지 2.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0828] 예 104 : 예 1 내지 예 95 중 임의의 예에 있어서, 제1 층이 2.1 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0829] 예 105 : 예 1 내지 예 95 중 임의의 예에 있어서, 제1 층이 2.2 내지 2.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0830] 예 106 : 예 1 내지 예 95 중 임의의 예에 있어서, 제1 층이 2.2 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0831] 예 107 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 상기 제1 회절 격자보다 큰 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0832] 예 108 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 상기 기판보다 큰 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0833] 예 109 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 상이한 편광 각도들을 갖는 제1 및 제2 선형 편광을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0834] 예 110 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 직교 방향들로 배향된 제1 및 제2 선형 편광들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0835] 예 111 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 각각 횡 자기 편광 및 횡 전기 편광을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0836] 예 112 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 각각 횡 전기 편광 및 횡 자기 편광을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0837] 예 113 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 가시광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 자기 편광에 대한 회절 효율을 포함하고, 제2 회절 효율은 가시광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 전기 편광에 대한 회절 효율을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0838] 예 114 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 가시광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 전기 편광에 대한 회절 효율을 포함하고, 제2 회절 효율은 가시광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 자기 편광에 대한 회절 효율을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0839] 예 115 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 3 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0840] 예 116 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 4 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0841] 예 117 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 5 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0842] 예 118 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 6 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0843] 예 119 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 8 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0844] 예 120 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 10 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0845] 예 121 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 10 배 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0846] 예 122 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 15 배 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0847] 예 123 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 20 배 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0848] 예 124 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.8 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0849] 예 125 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.7 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0850] 예 126 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.6 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0851] 예 127 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.5 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0852] 예 128 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.4 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0853] 예 129 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.3 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0854] 예 130 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.2 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0855] 예 131 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.1 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0856] 예 132 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 6 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0857] 예 133 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 12 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0858] 예 134 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 18 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0859] 예 135 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 22 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0860] 예 136 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 기판의 평면에 대하여 ±3도 사이인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0861] 예 137 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 기판의 평면에 대하여 ±6 도 사이인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0862] 예 138 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 기판의 평면에 대하여 ±9도 사이인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0863] 예 139 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 기판의 평면에 대하여 ±11도 사이인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0864] 예 140 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 도파관은 상기 헤드 장착형 디스플레이를 착용한 사용자의 안구에 광을 안내하도록 구성되는 아이피스에 포함되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0865] 예 141 : 예 140에 있어서, 상기 아이피스는 프레임 상에 배치되고, 증강 현실 이미지 컨텐츠를 사용자의 시계에 디스플레이하기 위해 광 투사 시스템으로부터 사용자의 안구로 광을 안내하도록 구성되며, 아이피스의 적어도 일부가 투명하고 사용자가 헤드 장착형 디스플레이 시스템을 착용할 때 사용자의 안구 앞의 위치에 배치되고, 투명 부분이 사용자 앞의 물리적 환경의 일부로부터 사용자의 안구로 광을 투과하여 사용자 앞의 물리적 환경의 일부에 대한 시야를 제공하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0866] 예 142 : 예 140 또는 예 141에 있어서, 상기 아이피스는 상기 적어도 하나의 도파관을 포함하고, 상기 적어도 하나의 도파관은 가시광에 투명하여 사용자가 도파관을 통해 볼 수 있는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0867] 예 143 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 도파관은 상기 광 투사 시스템으로부터 상기 도파관 내로 유도되도록 광을 결합하기 위한 인-커플링 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0868] 예 144 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 도파관은 상기 광 투사 시스템으로부터 상기 도파관 밖으로 광을 결합하기 위한 아웃-커플링 광학 요소를 포함하고, 상기 광을 사용자의 안구로 향하게 하여 상기 이미지 컨텐츠를 뷰어에게 제시하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0869] 예 145 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 상기 광 투사 시스템으로부터 상기 도파관 내로 광을 인-커플링하도록 구성된 인-커플링 격자(ICG)를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0870] 예 146 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 하나 이상의 회절 피처들 상에 비스듬히 방향성으로 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0871] 예 147 : 예 84에 있어서, 각도는 기판의 평면 주 표면에 대하여 75 내지 105 도를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0872] 예 148 : 예 84에 있어서, 각도는 제1 회절 격자의 하나 이상의 회절 피처들의 표면에 대하여 75 내지 105 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0873] 예 149 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 1 D 어레이에 형성된 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0874] 예 150 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 블레이즈드 격자를 제공하기 위해 비대칭인, 헤드 장착형 디스플레이.

[0875] 예 151 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 블레이즈드 격자를 제공하기 위해 비대칭적으로 증착된 재료를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이.

[0876] 예 152 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 광을 바람직하게는 적어도 두 방향들로 안내하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이.

[0877] 예 153 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자가 두 방향들로 블레이징되는, 헤드 장착형 디스플레이.

[0878] 예 154 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 1 차원 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0879] 예 155 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 상기 기판 상에 배치된 회절 피처들을 포함하며, 회절 피처는 회절 피처의 양측에 적어도 제1 및 제2 표면 부분들을 구비하고, 회절 피처의 상기 제1 표면 부분의 적어도 일부가 상기 제1 층을 포함하지 않는 반면에 상기 제2 표면 부분의 적어도 일부가 상기 제1 층을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0880] 예 156 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 최상부 및 적어도 제1 및 제2 대향 측벽들을 갖는 회절 피처들을 포함하고, 회절 피처들의 상기 제1 측벽의 적어도 일부가 상기 제1 층을 포함하지 않는 반면, 상기 제2 측벽의 적어도 일부가 상기 제1 층을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0881] 예 157 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 상기 제2 측면보다 상기 제1 측면을 더 많이 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0882] 예 158 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 적어도 제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 상기 기판 상에 배치된 회절 피처들을 포함하고, 상기 제1 층은 상기 제2 측면보다 상기 제1 측면을 더 많이 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0883] 예 159 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 최상부 및 적어도 제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 회절 피처들을 포함하며, 상기 제1 층은 상기 제2 측면보다 상기 제1 측면을 더 많이 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0884] 예 160 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 글랜싱 입사각 증착층을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0885] 예 161 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들의 대부분이 상기 제1 회절 격자의 제1 회절 피처를 상기 제1 측면에 구비하고, 상기 제1 회절 격자의 제2 회절 피처를 상기 회절 피처의 제2 측면에 구비하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0886] 예 162 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 기울어진 돌출부들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0887] 예 163 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 경사진 측벽들을 갖는 평행 사변형 형상의 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0888] 예 164 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 최상부 표면 및 적어도 하나의 경사진 측벽을 포함하는 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0889] 예 165 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 최상부 표면 및 2 개의 경사 측벽들을 포함하는 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0890] 예 166 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 최상부 표면 및 동일한 방향으로 경사진 2 개의 경사 측벽들을 포함하는 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0891] 예 167 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 회절 효율들은 적어도 10 도의 입사광의 각도들의 범위에 대해 평균적으로 적어도 0.4인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0892] 예 168 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 회절 효율들은 적어도 20 도의 입사광의 각도들의 범위에 대해 평균적으로 적어도 0.4인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0893] 예 169 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 회절 효율들은 적어도 30 도의 입사광의 각도들의 범위에 대해 평균적으로 적어도 0.4인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0894] 예 170 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 회절 효율들은 적어도 10 도의 입사광의 각도들의 범위에 대해 적어도 0.4, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0895] 예 171 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 회절 효율들은 적어도 20 도의 입사광의 각도들의 범위에 대해 적어도 0.4인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0896] 예 172 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 회절 효율들은 적어도 30 도의 입사광의 각도들의 범위에 대해 적어도 0.4인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0897] 예 173 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.6 이하인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0898] 예 174 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.7 이하인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0899] 예 175 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.8 이하인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0900] 예 176 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 유전체를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0901] 예 177 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 굴절률이 1.9 이상인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0902] 예 178 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 굴절률이 2.0 이상인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0903] 예 179 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 굴절률이 2.1 이상인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0904] 예 180 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층 위에 복수의 서브 층들을 더 포함하고, 상기 복수의 서브 층들은 제1 고 인덱스 재료 및 제2 저 인덱스 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0905] 예 181 : 예 180에 있어서, 상기 제1 고 인덱스 재료는 이산화 티타늄(TiO₂) 및 상기 제2 저 인덱스 재료는 이산화 규소(SiO₂)를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0906] 예 182 : 예 180 또는 예 181에 있어서, 복수의 서브 층들은 단 2 개의 서브 층들만을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0907] 예 183 : 예 180 또는 예 181에 있어서, 복수의 서브 층들은 적어도 4 개의 서브 층들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0908] 예 184 : 예 180 내지 예 183 중 임의의 예에 있어서, 복수의 서브 층들은 제1 재료와 제2 재료 사이에서 교호하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0909] 예 185 : 예 180 내지 예 184 중 임의의 예에 있어서, 복수의 서브 층들은 간섭 코팅을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0910] 예 186 : 예 180 내지 예 185 중 임의의 예에 있어서, 복수의 서브 층들은 1/4 파 스택을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0911] 예 187 : 예 180 내지 예 186 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층 위의 복수의 서브 층들은 대역 통과 필터를 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0912] 예 188 : 예 180 내지 예 186 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층 위의 복수의 서브 층들은 노치 필터를 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0913] 예 189 : 예 180 내지 예 186 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층 위의 복수의 서브 층들은 반사 방지(AR) 코팅을 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0914] 예 190 : 예 180 내지 예 189 중 임의의 예에 있어서, 제1 저 인덱스 재료는 굴절률이 1.6 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0915] 예 191 : 예 180 내지 예 190 중 임의의 예에 있어서, 제2 고 인덱스 재료는 굴절률이 1.9 이상인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0916] 예 192 : 예 180 내지 예 191 중 임의의 예에 있어서, 제1 저 인덱스 재료는 이산화 규소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0917] 예 193 : 예 180 내지 예 192 중 임의의 예에 있어서, 제2 고 인덱스 재료는 이산화 티타늄을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0918] 예 194 : 예 180 내지 예 192 중 임의의 예에 있어서, 제2 고 인덱스 재료는 이산화 지르코늄을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0919] 예 195 : 예 180 내지 예 192 중 임의의 예에 있어서, 제2 고 인덱스 재료는 산화아연을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0920] 예 196 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 상기 각도들의 범위에 걸친 상기 제1 편광에 대한 평균 회절 효율을 포함하고, 상기 제2 회절 효율은 상기 각도들의 범위에 걸친 상기 제2 편광에 대한 평균 회절 효율을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0921] 예 197 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 각도들의 범위에 대해 평균화된 상기 제1 회절 효율 및 상기 각도들의 범위에 대해 평균화된 상기 제2 회절 효율이 적어도 40 ％의 효율을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0922] 예 198 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 각도들의 범위에 대해 평균화된 상기 제1 회절 효율 및 상기 각도들의 범위에 대해 평균화된 상기 제2 회절 효율이 적어도 50 ％의 효율을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0923] 예 199 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 각도들의 범위에 대해 평균화된 상기 제1 회절 효율 및 상기 각도들의 범위에 대해 평균화된 상기 제2 회절 효율이 적어도 60 ％의 효율을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0924] 예 200 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 25 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0925] 예 201 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 30 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0926] 예 202 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 35 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0927] 예 203 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 40 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0928] 예 204 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 기판의 평면에 대하여 ±15 도 사이인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0929] 예 205 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 기판의 평면에 대하여 ±18도 사이인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0930] 예 206 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 기판의 평면에 대하여 ±20 도 사이인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0931] 예 207 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 제1 측벽 및 제2 측벽을 포함하는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0932] 예 208 : 예 207에 있어서, 상기 제1 측벽 및 상기 제2 측벽은 플레토에 의해 분리되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0933] 예 209 : 예 207에 있어서, 상기 제1 측벽 및 제2 측벽은 상기 회절 피처의 최상부에서 돌출각을 형성하도록 결합되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0934] 예 210 : 예 207 내지 예 209 중 임의의 예에 있어서, 적어도 상기 제1 측벽은 상기 제1 측벽이 상기 제2 측벽보다 덜 가파르도록 하는 각도로 경사져 있는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0935] 예 211 : 예 207 내지 예 210 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 측벽은 상기 제2 측벽보다 더 넓은, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0936] 예 212 : 예 207 내지 예 211 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 측벽은 상기 회절 피처의 상기 베이스에서 45° 내지 85° 의 각도를 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0937] 예 213 : 예 207 내지 예 212 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 회절 피처의 베이스에서 예각의 재진입 각을 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0938] 예 214 : 예 207 내지 예 213 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 상어 지느러미 형상의 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0939] 예 215 : 예 207 내지 예 213 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 회절 피처들의 베이스에서 둔각의 재진입 각을 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0940] 예 216 : 예 207 내지 예 215 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽은 수직인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0941] 예 217 : 예 207 내지 예 212 또는 예 215 또는 예 216 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 톱니 형상의 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0942] 예 218 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 편향 증착을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0943] 예 219 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 글레이징 각도 증착을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0944] 예 220 : 예 207 내지 예 219 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽에 더 많은 커버리지를 제공하도록 바이어스되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0945] 예 221 : 예 207 내이 예 219 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽의 더 큰 부분을 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0946] 예 222 : 예 207 내지 예 221 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽에 더 두꺼운 커버리지를 제공하도록 바이어스되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0947] 예 223 : 예 207 내지 예 221 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽에 평균적으로 더 두꺼운 커버리지를 제공하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0948] 예 224 : 예 207 내지 예 223 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 측벽은 상기 제2 층에 의해 완전히 덮이는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0949] 예 225 : 예 207 내지 예 224 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 일부가 상기 제1 층에 의해 덮여지지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0950] 예 226 : 예 207 내지 예 225 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는 면적을 상기 제1 측벽보다 더 많이 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0951] 예 227 : 예 207 내지 예 226 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 80 ％가 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0952] 예 228 : 예 207 내지 예 226 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 90 ％가 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0953] 예 229 : 예 207 내지 예 226 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 95 ％는 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0954] 예 230 : 예 207 내지 예 226 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 98 ％는 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0955] 예 231 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 편광에 대한 상기 제1 회절 효율이 상기 제2 편광에 대한 상기 제2 회절 효율의 20 ％ 이내인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0956] 예 232 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 편광에 대한 상기 제1 회절 효율이 상기 제2 편광에 대한 상기 제2 회절 효율의 30 ％ 이내인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0957] 예 233 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 투과형 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0958] 예 234 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 투과광을 회절시켜 상기 도파관 내에서 유도된 광을 상기 도파관 밖으로 결합하도록 구성되는 투과형 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0959] 예 235 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들이 10 내지 200 나노미터의 높이를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0960] 예 236 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들이 100 내지 600 나노미터의 높이를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0961] 예 237 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 200 내지 600 나노미터의 높이를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0962] 예 238 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 300 내지 600 나노미터의 높이를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0963] 예 239 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 290 ㎚ 내지 690 ㎚의 피치를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0964] 예 240 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 광 투사 시스템은 마이크로-LED들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0965] 예 241 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 광 투사 시스템은 DLP 또는 LCOS 디스플레이를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0966] 예 242 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 기판이 나노 입자들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0967] 예 243 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 기판이 무기 나노 입자들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0968] 예 244 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 기판이 폴리머를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0969] 예 245 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절은 기판의 제1 측면에 배치되고, 상기 제2 회절 격자는 기판들의 제2 측면에 배치되는 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0970] 예 246 : 예 245에 있어서, 상기 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자는 모두 기판으로부터 사용자의 안구로 광을 아웃-커플링하도록 구성된 아웃-커플링 광학 요소들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0971] 예 247 : 예 245 또는 예 246에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 블레이징되고 상기 제2 회절 격자는 블레이징되지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0972] 예 248 : 예 245 또는 예 246에 있어서, 상기 제1 회절 격자 및 상기 제2 회절 격자는 모두 블레이징되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0973] 예 249 : 예 245 내지 예 248 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자 상의 상기 제1 층은 상기 회절 격자 상에 비대칭적으로 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0974] 예 250 : 예 245 내지 예 247 또는 예 249 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자는 블레이징되지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0975] 예 251 : 예 245, 예 246, 예 248 또는 예 249 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자는 블레이징되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0976] 예 252 : 예 245 내지 예 251 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상에는 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0977] 예 253 : 예 245 내지 예 251 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상에는 상기 제2 회절 격자보다 굴절률이 높은 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0978] 예 254 : 예 245 내지 예 251 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상에는 굴절률이 적어도 1.7인 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0979] 예 255 : 예 245 내지 예 251 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상에는 굴절률이 적어도 1.8인 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0980] 예 256 : 예 245 내지 예 251 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상에는 굴절률이 적어도 1.9인 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0981] 예 257 : 예 245 내지 예 251 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상에는 굴절률이 적어도 2.0인 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0982] 예 258 : 예 252 내지 예 257 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상의 상기 제2 층은 상기 회절 격자 상에 비대칭적으로 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0983] 예 259 : 예 252 내지 예 257 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상의 상기 제2 층은 상기 회절 격자 상에 비대칭적으로 증착되지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0984] 예 260 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 높이가 다른 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0985] 예 261 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 포지션에 따라 점진적으로 증가하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0986] 예 262 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 인-커플링 광학 요소로부터의 거리에 따라 높이가 증가하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0987] 예 263 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 형상이 변화하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0988] 예 264 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 포지션에 따라 점진적으로 형상이 변화하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0989] 예 265 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 헤드 장착형 디스플레이는 아이웨어를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0990] 예 266 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 적어도 1.2 ㎝ 높이의 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0991] 예 267 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 적어도 1.5 ㎝ 높이의 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0992] 예 268 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 적어도 2.0 ㎝ 높이의 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0993] 예 269 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 높이가 2.0 ㎝ 이하인 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0994] 예 270 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 높이가 2.5 ㎝ 이하인 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0995] 예 271 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 높이가 3.0 ㎝ 이하인 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0996] 예 272 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 1.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0997] 예 273 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 1.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0998] 예 274 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 2.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[0999] 예 275 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 2.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1000] 예 276 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 3.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1001] 예 277 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 3.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1002] 예 278 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 4.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1003] 예 279 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 4.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1004] 예 280 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 3.5 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1005] 예 281 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 4.0 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1006] 예 282 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 4.5 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1007] 예 283 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 5.0 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1008] 예 284 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 6.0 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1009] 예 285 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 다층 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1010] 예 285 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 계단형 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1011] 예 285 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 상기 기판 내에 형성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1012] 예 285 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 상기 기판과 동일한 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1013] 예 286 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 도파관 외부로부터의 총 내부 반사에 의해 도파관 내에서 유도된 광을 결합하도록 구성된 아웃-커플링 소자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1014] 예 287 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 측벽들 중 하나는 기판의 평면에 대하여 30 도 이하이고, 상기 측벽들 중 다른 하나는 기판의 평면에 대하여 적어도 80 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

추가 예들 - 파트 Ⅲ

[1015] 예 1 : 헤드 장착형 디스플레이 시스템으로서, 사용자의 머리에 지지되도록 구성된 헤드 장착가능 프레임; 상기 사용자의 안구에 이미지 컨텐츠를 제공하기 위해 광을 출력하도록 구성된 광 투사 시스템; 프레임에 의해 지지되는 도파관―도파관은 상기 광 투사 시스템으로부터 상기 도파관으로 결합된 광의 적어도 일부를 사용자의 안구로 향하도록 상기 광을 유도하도록 구성됨―; 상기 기판의 제1 측면에 있는 제1 회절 격자 및 상기 기판의 제2 반대편에 있는 제2 회절 격자를 포함하고, 상기 제1 및 제2 회절 격자들은 아웃-커플링 광학 요소들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1016] 예 2 : 예 1에 있어서, 상기 회절 격자는 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸쳐 제1 편광에 대한 제1 회절 효율이 상기 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸쳐 제2 편광에 대한 제2 회절 효율의 2 배를 초과하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1017] 예 3 : 예 1에 있어서, 상기 회절 격자는 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸쳐 제1 편광에 대한 제1 회절 효율이 상기 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸쳐 제2 편광에 대한 제2 회절 효율의 2.1 배를 초과하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1018] 예 4 : 예 1에 있어서, 상기 회절 격자는 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸쳐 제1 편광에 대한 제1 회절 효율이 상기 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸쳐 제2 편광에 대한 제2 회절 효율의 2.5 배를 초과하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1019] 예 5 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 2 D 어레이에 형성된 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1020] 예 6 : 예 5에 있어서, 2 D 어레이는 정사각형 어레이를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1021] 예 7 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 2 차원 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1022] 예 8 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 체크무늬 보드 패턴으로 배열된 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1023] 예 9 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 격자는 2 D 어레이에 형성된 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1024] 예 10 : 예 9에 있어서, 2 D 어레이는 정사각형 어레이를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1025] 예 11 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 격자는 2 차원 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1026] 예 12 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 격자는 체크무늬 보드 패턴으로 배열된 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1027] 예 13 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 아웃-커플링 요소는 폭이 적어도 20 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1028] 예 14 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 아웃-커플링 요소는 폭이 적어도 25 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1029] 예 15 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 아웃-커플링 요소는 폭이 적어도 35 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1030] 예 16 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 아웃-커플링 요소는 폭이 45 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1031] 예 17 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 아웃-커플링 요소는 폭이 50 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1032] 예 18 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 적어도 20 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1033] 예 19 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 적어도 25 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1034] 예 20 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 적어도 35 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1035] 예 21 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 45 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1036] 예 22 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭이 50 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1037] 예 23 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 결합 동공 확장기-추출기(CPE)를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1038] 예 24 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 격자는 결합 동공 확장기-추출기(CPE)를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1039] 예 25 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 2 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1040] 예 26 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 3 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1041] 예 27 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 4 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1042] 예 28 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 5 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1043] 예 29 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 6 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1044] 예 30 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 8 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1045] 예 31 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 10 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1046] 예 32 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 10 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1047] 예 33 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 12 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1048] 예 34 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 15 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1049] 예 35 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 20 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1050] 예 25 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자는 함께, 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 2 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1051] 예 26 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자는 함께, 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 3 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1052] 예 27 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자는 함께, 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 4 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1053] 예 28 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자는 함께, 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 5 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1054] 예 29 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자는 함께, 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 6 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1055] 예 30 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자는 함께, 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 8 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1056] 예 31 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자는 함께, 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 적어도 10 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1057] 예 32 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자는 함께, 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 10 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1058] 예 33 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 12 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1059] 예 34 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자는 함께, 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 15 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1060] 예 35 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자는 함께, 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 격자에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측면으로부터 20 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1061] 예 36 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 타원형 단면을 갖는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1062] 예 37 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 삼각형 단면을 갖는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1063] 예 38 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 상기 기판 위에 상기 기판과 다른 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1064] 예 39 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 상기 기판 상에 형성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1065] 예 40 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 SiO2, B2O3, Li2O 또는 La2O3를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1066] 예 41 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 유리를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1067] 예 42 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 LiNbO3, LiTaO3, TiO2, ZrO2, ZnO, Si3N4 또는 SiC를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1068] 예 43 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 폴리머를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1069] 예 44 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 PC, PMMA, PVA 또는 아크릴레이트 함유 수지를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1070] 예 45 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.4 내지 1.5인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1071] 예 46 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.4 내지 1.6인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1072] 예 47 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.5 내지 1.6인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1073] 예 48 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.6 내지 1.8인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1074] 예 49 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.6 내지 1.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1075] 예 50 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.7 내지 1.8인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1076] 예 51 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.8 내지 1.9인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1077] 예 52 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.9 내지 2.0인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1078] 예 53 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.0 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1079] 예 54 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.1 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1080] 예 55 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.2 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1081] 예 56 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.3 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1082] 예 57 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.4 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1083] 예 58 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.4 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1084] 예 59 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폴리머를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1085] 예 60 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 PC, PMMA, PVA 또는 아크릴레이트 함유 수지를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1086] 예 61 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 각인 불가능한 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1087] 예 62 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 유리를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1088] 예 63 : 예 1 내지 예 58 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 1.4 내지 1.7의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1089] 예 64 : 예 1 내지 예 58 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 1.4 내지 1.6의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1090] 예 65 : 예 1 내지 예 58 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 1.5 내지 1.6의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1091] 예 66 : 예 1 내지 예 58 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 1.6 내지 1.8의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1092] 예 67 : 예 1 내지 예 58 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 1.7 내지 1.8의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1093] 예 68 : 예 1 내지 예 58 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 1.8 내지 1.9의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1094] 예 69 : 예 1 내지 예 58 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 1.9 내지 2.0의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1095] 예 70 : 예 1 내지 예 58 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 2.0 내지 2.2의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1096] 예 71 : 예 1 내지 예 58 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 2.2 내지 2.4의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1097] 예 72 : 예 1 내지 예 58 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 2.2 내지 2.6의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1098] 예 73 : 예 1 내지 예 58 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 상기 기판보다 굴절률이 낮은 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1099] 예 74 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 블레이즈드 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1100] 예 75 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 사이의 홈들에 의해 이격된 피크들을 포함하는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1101] 예 76 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 복수의 직선들을 포함하는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1102] 예 77 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 격자는 비대칭인 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1103] 예 78 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자 위에 배치된 제1 층을 더 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1104] 예 79 : 예 78에 있어서, 제1 층은 Si3N4, ZnO, ZrO2. TiO2, SiC, ZnTe, GaP, BP를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1105] 예 80 : 예 78 또는 예 79에 있어서, 제1 층은 1.9 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1106] 예 81 : 예 78 또는 예 79에 있어서, 제1 층은 1.9 내지 2.2의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1107] 예 82 : 예 78 또는 예 79에 있어서, 제1 층은 2.0 내지 2.4의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1108] 예 83 : 예 78 또는 예 79에 있어서, 제1 층은 2.2 내지 2.6의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1109] 예 84 : 예 78 또는 예 79에 있어서, 제1 층은 2.0 내지 2.6의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1110] 예 85 : 예 78 또는 예 79에 있어서, 제1 층은 2.0 내지 2.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1111] 예 86 : 예 78 또는 예 79에 있어서, 제1 층은 2.0 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1112] 예 87 : 예 78 또는 예 79에 있어서, 제1 층은 2.1 내지 2.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1113] 예 88 : 예 78 또는 예 79에 있어서, 제1 층은 2.1 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1114] 예 89 : 예 78 또는 예 79에 있어서, 제1 층은 2.2 내지 2.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1115] 예 90 : 예 78 또는 예 79에 있어서, 제1 층은 2.2 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1116] 예 91 : 예 78 내지 예 90 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 상기 제1 회절 격자보다 굴절률이 더 큰 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1117] 예 92 : 예 78 내지 예 91 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 상기 기판보다 더 큰 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1118] 예 93 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 상이한 편광 각도들을 갖는 제1 및 제2 선형 편광을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1119] 예 94 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 직교 방향들로 배향된 제1 및 제2 선형 편광들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1120] 예 95 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 각각 횡 자기 편광 및 횡 전기 편광을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1121] 예 96 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 각각 횡 전기 편광 및 횡 자기 편광을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1122] 예 97 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 가시광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 자기 편광에 대한 회절 효율을 포함하고, 제2 회절 효율은 가시광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 전기 편광에 대한 회절 효율을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1123] 예 98 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 가시광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 전기 편광에 대한 회절 효율을 포함하고, 제2 회절 효율은 가시광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 자기 편광에 대한 회절 효율을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1124] 예 99 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 3 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1125] 예 100 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 4 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1126] 예 101 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 5 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1127] 예 102 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 6 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1128] 예 103 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 8 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1129] 예 104 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 10 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1130] 예 105 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 10 배 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1131] 예 106 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 15 배 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1132] 예 107 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 20 배 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1133] 예 108 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.8 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1134] 예 109 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.7 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1135] 예 110 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.6 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1136] 예 111 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.5 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1137] 예 112 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.4 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1138] 예 113 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.3 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1139] 예 114 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.2 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1140] 예 115 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.1 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1141] 예 116 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 6 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1142] 예 117 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 12 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1143] 예 118 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 18 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1144] 예 119 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 22 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1145] 예 120 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 도파관은 상기 헤드 장착형 디스플레이를 착용하는 사용자의 안구에 광을 안내하도록 구성되는 아이피스에 포함되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1146] 예 121 : 예 120에 있어서, 상기 아이피스는 프레임 상에 배치되고, 광 투사 시스템으로부터 사용자의 안구로 광을 안내하여 사용자의 시계에 증강 현실 이미지 컨텐츠를 표시하도록 구성되고, 아이피스의 적어도 일부가 투명하고 사용자가 헤드 장착형 디스플레이 시스템을 착용할 때 사용자의 안구 앞의 위치에 배치되고, 투명 부분이 사용자 앞의 물리적 환경의 일부로부터 사용자의 안구로 광을 투과하여 사용자 앞의 물리적 환경의 일부에 대한 시야를 제공하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1147] 예 122 : 예 120 또는 예 121에 있어서, 상기 아이피스는 상기 적어도 하나의 도파관을 포함하고, 상기 적어도 하나의 도파관은 가시광에 투명하여 사용자가 도파관을 통해 볼 수 있는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1148] 예 123 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 도파관은 상기 광 투사 시스템으로부터 상기 도파관 내로 유도되도록 광을 결합시키기 위한 인-커플링 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1149] 예 124 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 도파관은 상기 광 투사 시스템으로부터 상기 도파관 밖으로 광을 결합하고, 상기 광을 사용자의 안구로 향하게 하여 상기 이미지 컨텐츠를 뷰어에게 제시하기 위한 아웃-커플링 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1150] 예 125 : 상기 예 78 내지 예 125 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 하나 이상의 회절 피처들 상에 비스듬히 방향성으로 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1151] 예 126 : 예 125에 있어서, 각도는 기판의 평면 주 표면에 대하여 75 내지 105 도를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1152] 예 127 : 예 125에 있어서, 각도는 제1 회절 격자의 하나 이상의 회절 피처들의 표면에 대하여 75 내지 105 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1153] 예 128 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 1 D 어레이에 형성된 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1154] 예 129 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 블레이즈드 격자를 제공하기 위해 비대칭인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1155] 예 130 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 블레이즈드 격자를 제공하기 위해 비대칭적으로 증착된 재료를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1156] 예 131 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자가 바람직하게는 적어도 두 방향들로 광을 안내하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이.

[1157] 예 132 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자가 두 방향들로 블레이징되도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이.

[1158] 예 133 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 1 차원 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1159] 예 134 : 예 78 내지 예 133 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 상기 기판 상에 배치된 회절 피처들을 포함하며, 회절 피처는 회절 피처의 양측에 적어도 제1 및 제2 표면 부분들을 구비하고, 회절 피처의 상기 제1 표면 부분의 적어도 일부는 상기 제1 층을 포함하지 않는 반면에 상기 제2 표면 부분의 적어도 일부가 상기 제1 층을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1160] 예 135 : 예 78 내지 예 133 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 최상부 및 적어도 제1 및 제2 대향 측벽들을 갖는 회절 피처들을 포함하고, 회절 피처들의 상기 제1 측벽의 적어도 일부가 상기 제1 층을 포함하지 않는 반면에 상기 제2 측벽의 적어도 일부가 상기 제1 층을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1161] 예 136 : 예 78 내지 예 133 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 상기 제2 측면보다 상기 제1 측면을 더 많이 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1162] 예 137 : 예 78 내지 예 133 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 적어도 제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 상기 기판 상에 배치된 회절 피처들을 포함하고, 상기 제1 층은 상기 제2 측면보다 상기 제1 측면을 더 많이 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1163] 예 138 : 예 78 내지 예 133 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 최상부 및 적어도 제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 회절 피처들을 포함하고, 상기 제1 층은 상기 제2 측면보다 상기 제1 측면을 더 많이 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1164] 예 139 : 예 78 내지 예 133 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 글랜싱 입사각 증착 층을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1165] 예 140 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들의 대부분은 상기 제1 측면에 상기 제1 회절 격자의 제1 회절 피처 및 상기 회절 피처의 제2 측면에 상기 제1 회절 격자의 제2 회절 피처를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1166] 예 141 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들이 기울어진 돌출부들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1167] 예 142 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 경사진 측벽들을 갖는 평행 사변형 형상의 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1168] 예 143 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 최상부 표면 및 적어도 하나의 경사진 측벽을 포함하는 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1169] 예 144 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 최상부 표면 및 2 개의 경사 측벽들을 포함하는 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1170] 예 145 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 최상부 표면 및 동일한 방향으로 경사진 2 개의 경사 측벽들을 포함하는 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1171] 예 146 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.6 이하인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1172] 예 147 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.7 이하인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1173] 예 148 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.8 이하인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1174] 예 149 : 예 78 내지 예 148 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 유전체를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1175] 예 150 : 예 78 내지 예 148 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 1.9 이상의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1176] 예 151 : 예 78 내지 예 148 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.0 이상의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1177] 예 152 : 예 78 내지 예 148 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.1 이상의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1178] 예 153 : 예 78 내지 예 148 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자 위에 복수의 서브 층들을 더 포함하며, 상기 복수의 서브 층들은 제1 고 인덱스 재료 및 제2 저 인덱스 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1179] 예 154 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자의 간섭 코팅을 더 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1180] 예 155 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자 위의 대역 통과 필터를 더 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1181] 예 156 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자 위에 상기 1/4 파 스택을 더 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1182] 예 157 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자 위에 노치 필터를 더 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1183] 예 158 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자 위에 반사 방지(AR) 코팅을 더 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1184] 예 159 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 상기 각도들의 범위에 걸친 상기 제1 편광에 대한 평균 회절 효율을 포함하고, 상기 제2 회절 효율은 상기 각도들의 범위에 걸친 상기 제2 편광에 대한 평균 회절 효율을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1185] 예 160 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 25 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1186] 예 161 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 30 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1187] 예 162 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 35 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1188] 예 163 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 40 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1189] 예 164 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 제1 측벽 및 제2 측벽을 포함하는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1190] 예 165: 예 164에 있어서, 상기 제1 측벽 및 제2 측벽은 플레토에 의해 분리되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1191] 예 166 : 예 164에 있어서, 상기 제1 측벽 및 제2 측벽은 상기 회절 피처의 최상부에서 돌출각을 형성하도록 결합되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1192] 예 167 : 예 164 내지 예 166 중 임의의 예에 있어서, 적어도 상기 제1 측벽은 상기 제1 측벽이 상기 제2 측벽보다 덜 가파르도록 하는 각도로 경사져 있는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1193] 예 167 : 예 164 내지 예 167 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 측벽은 상기 제2 측벽보다 더 넓은, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1194] 예 168 : 예 164 내지 예 167 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 측벽은 상기 회절 피처의 상기 베이스에서 45° 내지 85° 의 각도를 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1195] 예 169 : 예 164 내지 예 169 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 회절 피처의 베이스에서 예각의 재진입 각을 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1196] 예 170 : 예 164 내지 예 169 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 상어 지느러미 형상의 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1197] 예 171 : 예 164 내지 예 170 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 회절 피처들의 베이스에서 둔각의 재진입 각을 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1198] 예 172 : 예 164 내지 예 170 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽은 수직인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1199] 예 173 : 예 164 내지 예 167 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 톱니 형상의 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1200] 예 174 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 편향 증착을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1201] 예 175 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 글레이징 각도 증착을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1202] 예 176 : 예 164 내지 예 175 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽에 더 많은 커버리지를 제공하도록 바이어스되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1203] 예 177 : 예 164 내지 예 175 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽의 더 큰 부분을 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1204] 예 178 : 예 164 내지 예 175 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽에 더 두꺼운 커버리지를 제공하도록 바이어스되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1205] 예 179 : 예 164 내지 예 175 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽에 평균적으로 더 두꺼운 커버리지를 제공하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1206] 예 180 : 예 164 내지 예 1753 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 측벽은 상기 제2 층에 의해 완전히 덮히는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1207] 예 190 : 예 164 내지 예 189 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 일부가 상기 제1 층에 의해 덮히지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1208] 예 191 : 예 164 내지 예 189 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는 면적이 상기 제1 측벽보다 더 많은 면적을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1209] 예 192 : 예 164 내지 예 189 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 80 ％가 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1210] 예 193 : 예 164 내지 예 189 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 90 ％가 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1211] 예 194 : 예 164 내지 예 189 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 95 ％는 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1212] 예 195 : 예 164 내지 예 189 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 98 ％는 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1213] 예 196 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 편광에 대한 상기 제1 회절 효율이 상기 제2 편광에 대한 상기 제2 회절 효율의 20 ％ 이내인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1214] 예 197 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 편광에 대한 상기 제1 회절 효율이 상기 제2 편광에 대한 상기 제2 회절 효율의 30 ％ 이내인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1215] 예 198 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 투과형 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1216] 예 199 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 투과광을 회절시켜 상기 도파관 내에서 유도된 광을 상기 도파관 밖으로 결합시키도록 구성된 투과형 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1217] 예 200 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 10 내지 200 나노미터의 높이를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1218] 예 201 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들이 100 내지 600 나노미터의 높이를 갖는, 헤드-탑재 디스플레이 시스템.

[1219] 예 202 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들이 200 내지 600 나노미터의 높이를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1220] 예 203 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 300 내지 600 나노미터의 높이를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1221] 예 204 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들이 290 ㎚ 내지 690 ㎚의 피치를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1222] 예 205 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 광 투사 시스템은 마이크로-LED들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1223] 예 206 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 광 투사 시스템은 DLP 또는 LCOS 디스플레이를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1224] 예 207 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 기판은 나노 입자들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1225] 예 208 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 기판은 무기 나노 입자들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1226] 예 209 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 기판이 폴리머를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1227] 예 210 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절은 기판의 제1 측면에 배치되고, 제2 회절 격자는 기판들의 제2 측면에 배치되는 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1228] 예 211 : 예 245에 있어서, 상기 제1 회절 격자 및 제2 회절 격자는 모두 기판으로부터 사용자의 안구로 광을 아웃-커플링하도록 구성된 아웃-커플링 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1229] 예 212 : 예 245 또는 예 246에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 블레이징되고 상기 제2 회절 격자는 블레이징되지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1230] 예 213 : 예 245 또는 예 246에 있어서, 상기 제1 회절 격자 및 상기 제2 회절 격자는 모두 블레이징되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1231] 예 214 : 예 245 내지 예 248 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자 상의 상기 제1 층은 상기 회절 격자 상에 비대칭적으로 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1232] 예 215 : 예 245 내지 예 247 또는 예 249 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자는 블레이징되지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1233] 예 216 : 예 245, 예 246, 예 248 또는 예 249 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자는 블레이징되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1234] 예 217 : 예 245 내지 예 251 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상에는 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1235] 예 218 : 예 245 내지 예 251 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상에는 상기 제2 회절 격자보다 굴절률이 높은 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1236] 예 219 : 예 245 내지 예 251 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상에는 굴절률이 적어도 1.7인 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1237] 예 220 : 예 245 내지 예 251 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상에는 굴절률이 적어도 1.8인 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1238] 예 221 : 예 245 내지 예 251 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상에는 굴절률이 적어도 1.9인 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1239] 예 222 : 예 245 내지 예 251 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상에는 적어도 2.0의 굴절률을 갖는 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1240] 예 223 : 예 252 내지 예 257 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상의 상기 제2 층은 상기 회절 격자 상에 비대칭적으로 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1241] 예 223 : 예 252 내지 예 257 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 격자 상의 상기 제2 층은 상기 회절 격자 상에 비대칭적으로 증착되지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1242] 예 224 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 높이가 다른 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1243] 예 225 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 포지션에 따라 점진적으로 증가하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1244] 예 226 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 인-커플링 광학 요소로부터의 거리에 따라 높이가 증가하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1245] 예 227 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 형상이 변화하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1246] 예 228 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 격자는 포지션에 따라 점진적으로 형상이 변화하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1247] 예 229 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 헤드 장착형 디스플레이는 아이웨어를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1248] 예 230 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 1.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1249] 예 231 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 1.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1250] 예 232 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 2.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1251] 예 233 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 2.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1252] 예 234 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 3.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1253] 예 235 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 3.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1254] 예 236 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 4.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1255] 예 237 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 적어도 4.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1256] 예 238 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 3.5 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1257] 예 239 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 4.0 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1258] 예 240 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 4.5 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1259] 예 241 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 5.0 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1260] 예 242 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 폭에 직교하는 치수가 6.0 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1261] 예 243 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 다층 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1262] 예 244 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 계단형 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1263] 예 245 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 격자는 다층 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1264] 예 246 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 격자는 계단형 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1265] 예 247 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 격자는 도파관 외부로부터의 총 내부 반사에 의해 도파관 내에서 유도된 광을 결합하도록 구성된 아웃-커플링 소자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

추가 예들 - 파트 IV

[1266] 예 1 : 헤드 장착형 디스플레이 시스템으로서, 사용자의 머리에 지지되도록 구성된 헤드 장착가능 프레임; 상기 사용자의 안구에 이미지 컨텐츠를 제공하기 위해 광을 출력하도록 구성된 광 투사 시스템; 프레임에 의해 지지되는 도파관―도파관은 상기 광이 사용자의 안구로 향하도록 상기 도파관에 결합된 상기 광 투사 시스템으로부터 광의 적어도 일부를 안내하도록 구성되는 기판을 포함함―; 회절 피처들을 포함하는 제1 회절 광학 요소; 및 상기 제1 회절 광학 요소의 상기 회절 피처들 위에 배치된 제1 층을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1267] 예 2 : 예 1에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸친 제1 편광에 대한 제1 회절 효율이 상기 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸친 제2 편광에 대한 제2 회절 효율의 2 배를 초과하는 제1 회절 효율을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1268] 예 3 : 예 1에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸쳐 제1 편광에 대한 제1 회절 효율이 상기 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸쳐 제2 편광에 대한 제2 회절 효율의 2.1 배를 초과하는 제1 회절 효율을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1269] 예 4 : 예 1에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸쳐 제1 편광에 대한 제1 회절 효율이 상기 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸쳐 제2 편광에 대한 제2 회절 효율의 2.5 배를 초과하는 제1 회절 효율을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1270] 예 5 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 2 D 어레이에 형성된 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1271] 예 6 : 예 5에 있어서, 2 D 어레이는 정사각형 어레이를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1272] 예 7 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 2 차원 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1273] 예 8 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 체크무늬 보드 패턴으로 배열되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1274] 예 9 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 아웃-커플링 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1275] 예 10 : 예 9에 있어서, 아웃-커플링 광학 요소는 폭이 적어도 20 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1276] 예 11 : 예 9에 있어서, 아웃-커플링 광학 요소는 폭이 적어도 25 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1277] 예 12 : 예 9에 있어서, 아웃-커플링 광학 요소는 폭이 적어도 35 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1278] 예 13 : 예 9에 있어서, 아웃-커플링 광학 요소는 폭이 45 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1279] 예 14 : 예 9에 있어서, 아웃-커플링 광학 요소는 폭이 50 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1280] 예 15 : 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 적어도 20 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1281] 예 16 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 적어도 25 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1282] 예 17 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 적어도 35 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1283] 예 18 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 45 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1284] 예 19 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 50 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1285] 예 20 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 결합 동공 확장기-추출기(CPE)를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1286] 예 21 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 도파관 내에서 도파관 밖으로 사용자의 안구를 향해 안내되는 광 투사 시스템으로부터의 광을 결합시키기 위한 광학 요소에 걸친 평균 아웃-커플링 효율이 적어도 3 ％인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1287] 예 22 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 도파관 내에서 도파관 밖으로 사용자의 안구를 향해 안내되는 광 투사 시스템으로부터의 광을 결합시키기 위한 광학 요소에 걸친 평균 아웃-커플링 효율이 적어도 4 ％인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1288] 예 23 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 도파관 내에서 도파관 밖으로 사용자의 안구를 향해 안내되는 광 투사 시스템으로부터의 광을 결합시키기 위한 광학 요소에 걸친 평균 아웃-커플링 효율이 적어도 5 ％인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1289] 예 24 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 도파관 내에서 도파관 밖으로 사용자의 안구를 향해 안내되는 광 투사 시스템으로부터의 광을 결합시키기 위한 광학 요소에 걸친 평균 아웃-커플링 효율이 적어도 6 ％인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1290] 예 25 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 도파관 내에서 도파관 밖으로 사용자의 안구를 향해 안내되는 광 투사 시스템으로부터의 광을 결합시키기 위한 광학 요소에 걸친 평균 아웃-커플링 효율이 적어도 8 ％인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1291] 예 26 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 도파관 내에서 도파관 밖으로 사용자의 안구를 향해 안내되는 광 투사 시스템으로부터의 광을 결합시키기 위한 광학 요소에 걸친 평균 아웃-커플링 효율이 10 ％ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1292] 예 27 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 도파관 내에서 도파관 밖으로 사용자의 안구를 향해 안내되는 광 투사 시스템으로부터의 광을 결합시키기 위한 광학 요소에 걸친 평균 아웃-커플링 효율이 15 ％ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1293] 예 28 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 아이박스 전체에 걸쳐 평균 3 ％ 이상의 아이박스 효율을 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1294] 예 29 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 아이박스 전체에 걸쳐 평균 4％ 이상의 아이박스 효율을 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1295] 예 30 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 아이박스 전체에 걸쳐 평균 5 ％ 이상의 아이박스 효율을 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1296] 예 31 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 아이박스 전체에 걸쳐 평균 6％ 이상의 아이박스 효율을 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1297] 예 32 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 아이박스 전체에 걸쳐 평균 8％ 이상의 아이박스 효율을 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1298] 예 33 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 아이박스 전체에 걸쳐 평균 아이박스 효율을 10 ％ 이하로 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1299] 예 34 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 아이박스 전체에 걸쳐 평균 아이박스 효율을 15 ％ 이하로 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1300] 예 35 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 적어도 1 ㎝ × 1 ㎝의 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1301] 예 36 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 적어도 1.2 ㎝ 폭의 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1302] 예 37 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 적어도 1.5 ㎝ 폭의 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1303] 예 38 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 적어도 2 ㎝ 폭의 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1304] 예 39 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 3.0 ㎝ 이하인 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1305] 예 40 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭 3.5 ㎝ 이하의 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1306] 예 41 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 4.0 ㎝ 이하인 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1307] 예 42 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 적어도 2 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1308] 예 43 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 적어도 3 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1309] 예 44 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 적어도 4 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1310] 예 45 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 적어도 5 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1311] 예 46 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 적어도 6 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1312] 예 47 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 적어도 8 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1313] 예 48 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 적어도 10 배 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1314] 예 49 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 10 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1315] 예 50 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 12 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1316] 예 51 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 15 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1317] 예 52 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 20 배 이하로 많은 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1318] 예 53 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 타원형 단면을 갖는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1319] 예 54 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 삼각형 단면을 갖는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1320] 예 55 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 상기 기판 위에 상기 기판과 다른 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1321] 예 56 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 기판 상에 형성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1322] 예 57 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 SiO2, B2O3, Li2O 또는 La2O3를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1323] 예 58 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 유리를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1324] 예 59 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 LiNbO3, LiTaO3, TiO2, ZrO2, ZnO, Si3N4 또는 SiC를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1325] 예 60 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 폴리머를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1326] 예 61 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 PC, PMMA, PVA 또는 아크릴레이트 함유 수지를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1327] 예 62 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.4 내지 1.5인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1328] 예 63 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.4 내지 1.6인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1329] 예 64 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.5 내지 1.6인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1330] 예 65 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.6 내지 1.8인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1331] 예 66 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.6 내지 1.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1332] 예 67 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 상기 기판은 굴절률이 1.7 내지 1.8인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1333] 예 68 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.8 내지 1.9인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1334] 예 69 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 1.9 내지 2.0인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1335] 예 70 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.0 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1336] 예 71 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.1 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1337] 예 72 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.2 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1338] 예 73 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.3 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1339] 예 74 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.4 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1340] 예 75 : 예 1 내지 예 56 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.4 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1341] 예 76 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 폴리머를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1342] 예 77 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 PC, PMMA, PVA 또는 아크릴레이트 함유 수지를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1343] 예 78 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 각인 불가능한 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1344] 예 79 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 유리를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1345] 예 80 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 1.4 내지 1.7의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1346] 예 81 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 1.4 내지 1.6의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1347] 예 82 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 1.5 내지 1.6의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1348] 예 83 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 1.6 내지 1.8의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1349] 예 84 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 1.7 내지 1.8의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1350] 예 85 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 1.8 내지 1.9의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1351] 예 86 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 1.9 내지 2.0의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1352] 예 87 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 2.0 내지 2.2의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1353] 예 88 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 2.2 내지 2.4의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1354] 예 89 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 2.2 내지 2.6의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1355] 예 90 : 예 1 내지 예 75 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 상기 기판보다 낮은 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1356] 예 91 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 블레이즈드 회절 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1357] 예 92 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 사이의 홈들에 의해 이격된 피크들을 포함하는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1358] 예 93 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 복수의 직선들을 포함하는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1359] 예 94 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 광학 요소는 비대칭인 회절 피처들을 포함하는, 도파관.

[1360] 예 95 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 Si3N4, ZnO, ZrO2, TiO2, SiC, ZnTe, GaP 또는 BP을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1361] 예 96 : 예 1 내지 예 94 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 1.9 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1362] 예 97 : 예 1 내지 예 94 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 1.9 내지 2.2의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1363] 예 98 : 예 1 내지 예 94 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.0 내지 2.4의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1364] 예 99 : 예 1 내지 예 94 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.2 내지 2.6의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1365] 예 100 : 예 1 내지 예 94 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.0 내지 2.6의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1366] 예 101 : 예 1 내지 예 94 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.0 내지 2.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1367] 예 102 : 예 1 내지 예 94 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.0 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1368] 예 103 : 예 1 내지 예 94 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.1 내지 2.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1369] 예 104 : 예 1 내지 예 94 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.1 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1370] 예 105 : 예 1 내지 예 94 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.2 내지 2.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1371] 예 106 : 예 1 내지 예 94 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.2 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1372] 예 107 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 상기 회절 피처들보다 큰 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1373] 예 108 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 상기 기판보다 더 큰 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1374] 예 109 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 상이한 편광 각도들을 갖는 제1 및 제2 선형 편광을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1375] 예 110 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 직교 방향들로 배향된 제1 및 제2 선형 편광들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1376] 예 111 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 각각 횡 자기 편광 및 횡 전기 편광을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1377] 예 112 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 각각 횡 전기 편광 및 횡 자기 편광을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1378] 예 113 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 가시 광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 자기 편광에 대한 회절 효율을 포함하고, 제2 회절 효율은 가시 광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 전기 편광에 대한 회절 효율을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1379] 예 114 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 가시 광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 전기 편광에 대한 회절 효율을 포함하고, 제2 회절 효율은 가시 광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 자기 편광에 대한 회절 효율을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1380] 예 115 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 3 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1381] 예 116 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 4 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1382] 예 117 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 5 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1383] 예 118 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 6 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1384] 예 119 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 8 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1385] 예 120 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 10 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1386] 예 121 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 10 배 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1387] 예 122 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 15 배 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1388] 예 123 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 20 배 이하인 시스템.

[1389] 예 124 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.8 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1390] 예 125 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.7 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1391] 예 126 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.6 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1392] 예 127 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.5 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1393] 예 128 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.4 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1394] 예 129 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.3 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1395] 예 130 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.2 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1396] 예 131 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.1 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1397] 예 132 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 6 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1398] 예 133 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 12도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1399] 예 134 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 18도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1400] 예 135 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 22도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1401] 예 136 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 도파관은 상기 헤드 장착형 디스플레이를 착용한 사용자의 안구에 광을 안내하도록 구성된 아이피스에 포함되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1402] 예 137 : 예 136에 있어서, 상기 아이피스는 프레임 상에 배치되고, 증강 현실 이미지 컨텐츠를 사용자의 시야에 디스플레이하기 위해 광 투사 시스템으로부터 사용자의 안구로 광을 안내하도록 구성되며, 아이피스의 적어도 일부가 투명하고, 사용자가 헤드 장착형 디스플레이 시스템을 착용할 때 사용자의 안구 앞의 위치에 배치되고, 투명 부분이 사용자 앞의 물리적 환경의 일부로부터 사용자의 안구로 광을 투과하여 사용자 앞의 물리적 환경의 일부에 대한 시야를 제공하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1403] 예 138 : 예 136 또는 예 137에 있어서, 상기 아이피스는 상기 적어도 하나의 도파관을 포함하고, 상기 적어도 하나의 도파관은 가시광에 투명하여 사용자가 도파관을 통해 볼 수 있도록 하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1404] 예 139 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 도파관은 상기 광 투사 시스템으로부터 상기 도파관으로 유도될 광을 상기 도파관 내로 결합시키기 위한 인-커플링 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1405] 예 140 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 상기 광 투사 시스템으로부터의 광을 도파관 밖으로 결합시키도록 구성되는 아웃-커플링 광학 요소를 포함하고, 상기 광을 사용자의 안구로 향하게 하여 상기 이미지 컨텐츠를 뷰어에게 제시하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1406] 예 141 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 회절 피처들 상에 비스듬히 방향성 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1407] 예 142 : 예 141에 있어서, 각도는 기판의 평면 주 표면에 대하여 75 내지 105 도를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1408] 예 143 : 예 141에 있어서, 각도는 제1 회절 광학 요소의 회절 피처들의 표면에 대하여 75 내지 105 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1409] 예 144 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 1 D 어레이를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1410] 예 145 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 블레이즈드 광학 요소를 제공하기 위해 비대칭인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1411] 예 146 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 블레이즈드 회절 광학 요소를 제공하기 위해 비대칭적으로 증착된 재료를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1412] 예 147 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 광을 바람직하게는 적어도 두 방향들로 안내하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1413] 예 148 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 두 방향들로 블레이징되도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이.

[1414] 예 149 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 1 차원 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1415] 예 150 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 회절 피처의 양측에 적어도 제1 및 제2 표면 부분들을 구비하고, 회절 피처의 상기 제2 표면 부분의 적어도 일부는 상기 제1 층을 포함하지 않는 반면, 상기 제1 표면 부분의 적어도 일부는 상기 제1 층을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1416] 예 151 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 최상부 및 적어도 제1 및 제2 대향 측벽들을 구비하고, 회절 피처들의 상기 제2 측벽의 적어도 일부가 상기 제1 층을 포함하지 않는 반면, 상기 제1 측벽의 적어도 일부가 상기 제1 층을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1417] 예 152 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 회절 피처들의 제2 측면보다 제1 측면을 더 많이 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1418] 예 153 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 적어도 제1 및 제2 대향 측면들을 가지며, 상기 제1 층은 상기 제2 측면보다 상기 제1 측면을 더 많이 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1419] 예 154 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 최상부 및 적어도 제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 회절 피처들을 포함하고, 상기 제1 층은 상기 제2 측면보다 상기 제1 측면을 더 많이 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1420] 예 155 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 글랜싱 입사각 증착 층을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1421] 예 156 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들의 대부분이 상기 제1 측면에 상기 제1 회절 광학 요소의 제1 회절 피처 및 상기 회절 피처의 제2 측면에 상기 제1 회절 광학 요소의 제2 회절 피처를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1422] 예 157 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 기울어진 돌출부들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1423] 예 158 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 경사진 측벽들을 갖는 평행 사변형 형상의 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1424] 예 159 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 최상부 표면 및 적어도 하나의 경사진 측벽을 포함하는 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1425] 예 160 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 최상부 표면 및 2 개의 경사 측벽들을 포함하는 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1426] 예 161 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 최상부 표면 및 동일한 방향으로 경사진 2 개의 경사 측벽들을 포함하는 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1427] 예 162 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 회절 효율들은 적어도 10 도의 입사광의 각도들의 범위에 대해 평균적으로 적어도 0.4인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1428] 예 163 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 회절 효율들은 적어도 20 도의 입사광의 각도들의 범위에 대해 평균적으로 적어도 0.4인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1429] 예 164 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 회절 효율들은 적어도 30 도의 입사광의 각도들의 범위에 대해 평균적으로 적어도 0.4인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1430] 예 165 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 회절 효율들은 적어도 10 도의 입사광의 각도들의 범위에 대해 적어도 0.4인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1431] 예 166 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 회절 효율들은 적어도 20 도의 입사광의 각도들의 범위에 대해 적어도 0.4인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1432] 예 167 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 회절 효율들은 적어도 30 도의 입사광의 각도들의 범위에 대해 적어도 0.4인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1433] 예 168 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.6 이하인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1434] 예 169 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.7 이하인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1435] 예 170 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.8 이하인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1436] 예 171 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 유전체를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1437] 예 172 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 굴절률이 1.9 이상인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1438] 예 173 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 굴절률이 2.0 이상인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1439] 예 174 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 굴절률이 2.1 이상인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1440] 예 175 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층 위에 복수의 서브 층들을 더 포함하고, 상기 복수의 서브 층들은 제1 고 인덱스 재료 및 제2 저 인덱스 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1441] 예 176 : 예 175에 있어서, 제1 고 인덱스 재료는 이산화 티타늄(TiO₂)을 포함하고, 상기 제2 저 인덱스 재료는 이산화 규소(SiO₂)를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1442] 예 177 : 예 175 또는 예 176에 있어서, 복수의 서브 층들은 단지 2 개의 서브 층들만을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1443] 예 178 : 예 175 또는 예 176에 있어서, 복수의 서브 층들은 적어도 4 개의 서브 층들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1444] 예 179 : 예 175 내지 예 178 중 임의의 예에 있어서, 복수의 서브 층들은 제1 재료와 제2 재료 사이에서 교호하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1445] 예 180 : 예 175 내지 예 179 중 임의의 예에 있어서, 복수의 서브 층들은 간섭 코팅을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1446] 예 181 : 예 175 내지 예 180 중 임의의 예에 있어서, 복수의 서브 층들은 1/4 파 스택을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1447] 예 182 : 예 175 내지 예 181 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층 위의 복수의 서브 층들은 대역 통과 필터를 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1448] 예 183 : 예 175 내지 예 181 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층 위의 복수의 서브 층들은 노치 필터를 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1449] 예 184 : 예 175 내지 예 181 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층 위의 복수의 서브 층들은 반사 방지(AR) 코팅을 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1450] 예 185 : 예 175 내지 예 184 중 임의의 예에 있어서, 제1 저 인덱스 재료는 1.6 이하의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1451] 예 186 : 예 175 내지 예 185 중 임의의 예에 있어서, 제2 고 인덱스 재료는 1.9 이상의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1452] 예 187 : 예 175 내지 예 186 중 임의의 예에 있어서, 제1 저 인덱스 재료는 이산화 규소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1453] 예 188 : 예 175 내지 예 187 중 임의의 예에 있어서, 제2 고 인덱스 재료는 이산화 티타늄을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1454] 예 189 : 예 175 내지 예 187 중 임의의 예에 있어서, 제2 고 인덱스 재료는 이산화지르코늄을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1455] 예 190 : 예 175 내지 예 187 중 임의의 예에 있어서, 제2 고 인덱스 재료는 산화아연을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1456] 예 191 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 효율은 상기 각도들의 범위에 걸친 상기 제1 편광에 대한 평균 회절 효율을 포함하고, 상기 제2 회절 효율은 상기 각도들의 범위에 걸친 상기 제2 편광에 대한 평균 회절 효율을 포함하는 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1457] 예 192 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 각도들의 범위에 대해 평균화된 상기 제1 회절 효율 및 상기 각도들의 범위에 대해 평균화된 상기 제2 회절 효율이 적어도 40 ％의 효율을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1458] 예 193 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 각도들의 범위에 대해 평균화된 상기 제1 회절 효율 및 상기 각도들의 범위에 대해 평균화된 상기 제2 회절 효율이 적어도 50 ％의 효율을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1459] 예 194 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 각도들의 범위에 대해 평균화된 상기 제1 회절 효율 및 상기 각도들의 범위에 대해 평균화된 상기 제2 회절 효율이 적어도 60 ％의 효율을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1460] 예 195 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위가 적어도 25 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1461] 예 196 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 30 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1462] 예 197 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 35 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1463] 예 198 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 40 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1464] 예 199 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 제1 측벽 및 제2 측벽을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1465] 예 200 : 예 199에 있어서, 상기 제1 측벽 및 제2 측벽은 플레토에 의해 분리되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1466] 예 201 : 예 199에 있어서, 상기 제1 측벽 및 제2 측벽은 상기 회절 피처의 최상부에서 일정 각도를 형성하도록 결합되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1467] 예 202 : 예 199 내지 예 201 중 임의의 예에 있어서, 적어도 상기 제1 측벽은 상기 제1 측벽이 상기 제2 측벽보다 덜 가파르도록 하는 각도로 경사져 있는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1468] 예 203 : 예 199 내지 예 202 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 측벽은 상기 제2 측벽보다 더 넓은, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1469] 예 204 : 예 199 내지 예 203 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 측벽은 상기 회절 피처의 상기 베이스에서 45° 내지 85°의 각도를 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1470] 예 205 : 예 199 내지 예 204 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 회절 피처의 베이스에서 예각의 재진입 각을 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1471] 예 206 : 예 199 내지 예 205 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 상어 지느러미 형상의 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1472] 예 207 : 예 199 내지 예 204 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 회절 피처들의 베이스에서 둔각의 재진입 각을 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1473] 예 208 : 예 199 내지 예 204 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽은 수직인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1474] 예 209 : 예 199 내지 예 204 또는 예 207 내지 예 208 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 톱니 형상의 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1475] 예 210 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 편향 증착을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1476] 예 211 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 글레이징 각도 증착을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1477] 예 212 : 예 199 내지 예 211 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽에 더 많은 커버리지를 제공하도록 바이어스되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1478] 예 213 : 예 199 내지 예 211 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽의 더 큰 부분을 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1479] 예 214 : 예 199 내지 예 213 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽에 더 두꺼운 커버리지를 제공하도록 바이어스되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1480] 예 215 : 예 199 내지 예 213 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽에 평균적으로 더 두꺼운 커버리지를 제공하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1481] 예 216 : 예 199 내지 예 215 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 측벽은 상기 제2 층에 의해 완전히 덮이는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1482] 예 217 : 예 199 내지 예 216 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 일부가 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1483] 예 218 : 예 199 내지 예 217 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는 면적이 상기 제1 측벽보다 더 많은 면적을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1484] 예 219 : 예 199 내지 예 218 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 80 ％는 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1485] 예 220 : 예 199 내지 예 218 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 90 ％는 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1486] 예 221 : 예 199 내지 예 218 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 95 ％는 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1487] 예 222 : 예 199 내지 예 218 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 98 ％는 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1488] 예 223 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 편광에 대한 상기 제1 회절 효율이 상기 제2 편광에 대한 상기 제2 회절 효율의 20 ％ 이내인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1489] 예 224 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 편광에 대한 상기 제1 회절 효율이 상기 제2 편광에 대한 상기 제2 회절 효율의 30 ％ 이내인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1490] 예 225 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 투과형 회절 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1491] 예 226 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 상기 도파관으로부터의 총 내부 반사에 의해 상기 도파관 내에서 유도된 광을 결합시키기 위해 투과된 광을 회절하도록 구성된 투과형 회절 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1492] 예 227 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 10 내지 200 나노미터의 높이를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1493] 예 228 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 100 내지 600 나노미터의 높이를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1494] 예 229 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들이 200 내지 600 나노미터의 높이를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1495] 예 230 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들이 300 내지 600 나노미터의 높이를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1496] 예 231 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들이 290 ㎚ 내지 690 ㎚의 피치를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1497] 예 232 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 광 투사 시스템은 마이크로-LED들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1498] 예 233 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 광 투사 시스템은 DLP 또는 LCOS 디스플레이를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1499] 예 234 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 기판이 나노 입자들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1500] 예 235 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 기판이 무기 나노 입자들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1501] 예 236 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 기판이 폴리머를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1502] 예 237 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 기판의 제1 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소가 기판의 제2 측면에 배치되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1503] 예 238 : 예 237에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소 및 제2 회절 광학 요소는 모두 기판으로부터 사용자의 안구로 광을 아웃-커플링하도록 구성된 아웃-커플링 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1504] 예 239 : 예 237 또는 예 238 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 블레이징되고 상기 제2 회절 광학 요소는 블레이징되지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1505] 예 240 : 예 237 또는 예 238 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소들은 모두 블레이징되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1506] 예 241 : 예 237 내지 예 240 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소의 상기 제1 층은 상기 회절 광학 요소에 비대칭적으로 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1507] 예 242 : 예 237 내지 예 239 또는 예 241 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 블레이징되지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1508] 예 243 : 예 237, 예 238, 예 240 또는 예 241 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 블레이징되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1509] 예 244 : 예 237 내지 예 243 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소 상에는 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1510] 예 245 : 예 237 내지 예 243 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소 상에는 상기 제2 회절 광학 요소보다 굴절률이 높은 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1511] 예 246 : 예 237 내지 예 243 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소 상에는 굴절률이 적어도 1.7인 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1512] 예 247 : 예 237 내지 예 243 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소 상에는 굴절률이 적어도 1.8인 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1513] 예 248 : 예 237 내지 예 243 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소 상에는 굴절률이 적어도 1.9인 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1514] 예 249 : 예 237 내지 예 243 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소 상에는 굴절률이 적어도 2.0인 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1515] 예 250 : 예 237 내지 예 249 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소의 상기 제2 층은 상기 회절 광학 요소 상에 비대칭으로 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1516] 예 251 : 예 237 내지 예 249 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소 상의 상기 제2 층은 상기 회절 광학 요소 상에 비대칭적으로 증착되지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1517] 예 252 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 높이가 다른 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1518] 예 253 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 포지션에 따라 점진적으로 증가하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1519] 예 254 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 인-커플링 광학 요소로부터의 거리에 따라 높이가 증가하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1520] 예 255 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 다양한 형상의 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1521] 예 256 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 포지션에 따라 점진적으로 형상이 변화하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1522] 예 257 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 헤드 장착형 디스플레이는 아이웨어를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1523] 예 258 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 적어도 1.2 ㎝ 높이의 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1524] 예 259 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 적어도 1.5 ㎝ 높이의 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1525] 예 260 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 적어도 2.0 ㎝ 높이의 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1526] 예 261 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 높이가 2.0 ㎝ 이하인 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1527] 예 262 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 높이가 2.5 ㎝ 이하인 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1528] 예 263 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 높이가 3.0 ㎝ 이하인 아이박스를 제공하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1529] 예 264 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 1.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1530] 예 265 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 1.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1531] 예 266 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 2.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1532] 예 267 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 2.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1533] 예 268 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 3.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1534] 예 269 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 3.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1535] 예 270 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 4.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1536] 예 271 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 4.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1537] 예 272 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 3.5 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1538] 예 273 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 4.0 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1539] 예 274 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 4.5 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1540] 예 275 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 5.0 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1541] 예 276 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 6.0 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1542] 예 277 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 다층 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1543] 예 278 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 계단형 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1544] 예 279 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소가 상기 기판 내에 형성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1545] 예 280 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소의 회절 피처들이 상기 기판과 동일한 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1546] 예 281 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 도파관 외부로 총 내부 반사에 의해 도파관 내에서 유도된 광을 결합하도록 구성된 아웃-커플링 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1547] 예 282 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소의 상기 회절 피처들의 상기 측벽들 중 하나는 기판의 평면에 대해 30 도 이하이고, 측벽들 중 다른 하나는 기판의 평면에 대해 적어도 80 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1548] 예 283 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 광 투사 시스템은 레이저 광원을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1549] 예 284 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 다이아몬드 형상의 2 D 광학 요소 구조를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1550] 예 285 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판이 용융 실리카를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1551] 예 286 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소의 회절 피처들은 상기 기판보다 높은 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1552] 예 287 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 1.5 내지 1.6의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1553] 예 288 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 1.6 내지 1.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1554] 예 289 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 1.7 내지 1.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1555] 예 290 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 1.8 내지 1.9의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1556] 예 291 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 굴절률이 2.8 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1557] 예 292 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1558] 예 293 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 복수의 회절 격자들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1559] 예 294 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 원형 회절 피처들을 포함하는 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1560] 예 295 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 곡선 회절 피처들을 포함하는 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1561] 예 296 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 광학 파워를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1562] 예 297 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 홀로그램 광학 요소 또는 홀로그램을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1563] 예 298 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 회절 피처들은 곡선 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1564] 예 299 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 복수의 곡선 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1565] 예 300 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 2 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1566] 예 301 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 3 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1567] 예 302 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들이 제1 측벽 및 제2 측벽을 가지며, 상기 제1 측벽 및 제2 측벽이 방향들로 경사지는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1568] 예 303 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 플레토에 의해 분리된 제1 측벽과 제2 측벽을 가지며, 상기 제1 측벽과 제2 측벽은 상기 플레토를 향해 반대 방향들로 경사지는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1569] 예 304 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들이 대칭인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1570] 예 305 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들이 베이스보다 최상부에서 더 좁은, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1571] 예 306 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 적어도 20 ㎜인 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1572] 예 307 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 적어도 25 ㎜인 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1573] 예 308 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 적어도 1.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1574] 예 309 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 적어도 1.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1575] 예 310 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 적어도 1.9의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1576] 예 311 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 적어도 2.0의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1577] 예 312 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 2.1 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1578] 예 313 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 2.2 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1579] 예 314 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 2.4 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1580] 예 315 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 2.7 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1581] 예 316 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들을 포함하는 재료가 2.1 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1582] 예 317 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들을 포함하는 재료는 2.2 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1583] 예 318 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들을 포함하는 재료는 2.4 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1584] 예 319 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들을 포함하는 재료는 2.7 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1585] 예 320 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들을 포함하는 재료가 2.8 이하의 굴절률을 갖는 위의 예들 중 임의의 예의 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1586] 예 321 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.1 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1587] 예 322 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.2 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1588] 예 323 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.4 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1589] 예 324 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.7 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1590] 예 325 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 기판의 제1 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소가 기판의 제2 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소는 높이가 다른 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1591] 예 326 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 기판의 제1 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소는 기판의 제2 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소는 포지션에 따라 점진적으로 증가되는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1592] 예 327 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 기판의 제1 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소가 기판의 제2 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소가 인-커플링 광학 요소로부터의 거리에 따라 높이가 증가하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1593] 예 328 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 기판의 제1 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소가 기판의 제2 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소는 형상이 변화하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1594] 예 329 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 기판의 제1 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소는 기판의 제2 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소는 포지션에 따라 점진적으로 형상이 변화하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1595] 예 330 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 기판의 제1 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소는 기판의 제2 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소는 높이가 변하지 않는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1596] 예 331 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 기판의 제1 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소는 기판의 제2 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소는 포지션에 따라 점진적으로 증가하지 않는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1597] 예 332 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 기판의 제1 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소는 기판의 제2 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소는 인-커플링 광학 요소로부터 거리에 따라 높이가 증가하지 않는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1598] 예 333 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 기판의 제1 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소가 기판의 제2 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소는 형상이 변화하지 않는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1599] 예 334 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 기판의 제1 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소가 기판의 제2 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소는 포지션에 따라 점진적으로 형상이 변하지 않는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1600] 예 334 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 상기 광 투사 시스템으로부터 상기 도파관으로 광을 결합하도록 구성된 인-커플링 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

추가 예들 - 파트 V

[1601] 예 1 : 헤드 장착형 디스플레이 시스템으로서, 사용자의 머리에 지지되도록 구성된 헤드 장착가능 프레임; 상기 사용자의 안구에 이미지 컨텐츠를 제공하기 위해 광을 출력하도록 구성된 광 투사 시스템; 프레임에 의해 지지되는 도파관―도파관은 상기 광 투사 시스템으로부터 상기 도파관에 결합된 광의 적어도 일부를 안내하여 상기 광을 사용자의 안구로 향하도록 구성된 기판을 포함함―; 상기 기판의 제1 측면 상의 제1 회절 광학 요소 및 상기 기판의 제2 반대 측면 상의 제2 회절 광학 요소를 포함하고, 상기 제1 회절 광학 요소는 아웃-커플링 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1602] 예 2 : 예 1에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸쳐 제1 편광에 대한 제1 회절 효율이 입사되는 광의 상기 각도들의 범위에 걸쳐 제2 편광에 대한 제2 회절 효율의 2 배를 초과하는 제1 회절 효율을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1603] 예 3 : 예 1에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸쳐 제1 편광에 대한 제1 회절 효율이 입사되는 광의 상기 각도들의 범위에 걸쳐 제2 편광에 대한 제2 회절 효율의 2.1 배를 초과하는 제1 회절 효율을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1604] 예 4 : 예 1에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 입사되는 광의 각도들의 범위에 걸쳐 제1 편광에 대한 제1 회절 효율이 입사되는 광의 상기 각도들의 범위에 걸쳐 제2 편광에 대한 제2 회절 효율의 2.5 배를 초과하는 제1 회절 효율을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1605] 예 5 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 2 D 어레이에 형성된 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1606] 예 6 : 예 5에 있어서, 2 D 어레이는 정사각형 어레이를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1607] 예 7 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 2 차원 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1608] 예 8 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 체크무늬 보드 패턴으로 배열된 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1609] 예 9 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 2 D 어레이에 형성된 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1610] 예 10 : 예 9에 있어서, 2 D 어레이는 정사각형 어레이를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1611] 예 11 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 2 차원 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1612] 예 12 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 체크무늬 보드 패턴으로 배열된 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1613] 예 13 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 아웃-커플링 광학 요소는 폭이 적어도 20 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1614] 예 14 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 아웃-커플링 광학 요소는 폭이 적어도 25 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1615] 예 15 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 아웃-커플링 광학 요소는 폭이 적어도 35 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1616] 예 16 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 아웃-커플링 광학 요소는 폭이 45 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1617] 예 17 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 아웃-커플링 광학 요소는 폭이 50 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1618] 예 18 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 적어도 20 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1619] 예 19 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 적어도 25 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1620] 예 20 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 적어도 35 ㎜인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1621] 예 21 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 45 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1622] 예 22 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 50 ㎜ 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1623] 예 23 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 결합 동공 확장기-추출기(CPE)를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1624] 예 24 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 결합 동공 확장기-추출기(CPE)를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1625] 예 25 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측으로부터 적어도 2 배의 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1626] 예 26 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측으로부터 적어도 3 배의 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1627] 예 27 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측으로부터 적어도 4 배의 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1628] 예 28 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측으로부터 적어도 5 배의 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1629] 예 29 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측으로부터 적어도 6 배의 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1630] 예 30 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측으로부터 적어도 8 배의 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1631] 예 31 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측으로부터 적어도 10 배의 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1632] 예 32 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측으로부터 10 배 이하의 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1633] 예 33 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측으로부터 12 배 이하의 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1634] 예 34 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측으로부터 15 배 이하의 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1635] 예 35 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 기판의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 회절 광학 요소에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자의 안구에 더 가까운 기판의 제1 측으로부터 20 배 이하의 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1636] 예 36 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소들은 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소들에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 적어도 2 배의 광을 결합하도록 함께 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1637] 예 37 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소들은 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소들에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 적어도 3 배의 광을 결합하도록 함께 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1638] 예 38 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소들은 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소들에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 적어도 4 배의 광을 결합하도록 함께 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1639] 예 39 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소들은 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소들에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 적어도 5 배의 광을 결합하도록 함께 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1640] 예 40 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소들은 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소들에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 적어도 6 배의 광을 결합하도록 함께 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1641] 예 41 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소들은 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소들에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 적어도 8 배의 광을 결합하도록 함께 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1642] 예 42 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소들은 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소들에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 적어도 10 배의 광을 결합하도록 함께 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1643] 예 43 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소들은 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소들에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 10 배 이하의 광을 결합하도록 함께 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1644] 예 44 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소들은 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소들에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 12 배 이하의 광을 결합하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1645] 예 45 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소들은 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소들에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 15 배 이하의 광을 결합하도록 함께 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1646] 예 46 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소들은 상기 사용자의 안구로부터 더 먼 도파관의 제2 반대 측면으로부터 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소들에 의해 상기 도파관으로부터 결합된 광보다 상기 사용자 안구에 더 가까운 도파관의 제1 측으로부터 20 배 이하의 광을 결합하도록 함께 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1647] 예 47 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 타원형 단면을 갖는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1648] 예 48 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 삼각형 단면을 갖는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1649] 예 49 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 기판 상에 상기 기판과 다른 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1650] 예 50 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 기판 내에 형성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1651] 예 51 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 SiO2, B2O3, Li2O 또는 La2O3를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1652] 예 52 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 유리를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1653] 예 53 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 LiNbO3, LiTaO3, TiO2, ZrO2, ZnO, Si3N4 또는 SiC를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1654] 예 54 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 폴리머를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1655] 예 55 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 PC, PMMA, PVA 또는 아크릴레이트 함유 수지를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1656] 예 56 : 예 1 내지 예 50 중 임의의 예에 있어서, 기판은 1.4 내지 1.5의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1657] 예 57 : 예 1 내지 예 50 중 임의의 예에 있어서, 기판은 1.4 내지 1.6의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1658] 예 58 : 예 1 내지 예 50 중 임의의 예에 있어서, 기판은 1.5 내지 1.6의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1659] 예 59 : 예 1 내지 예 50 중 임의의 예에 있어서, 기판은 1.6 내지 1.8의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1660] 예 60 : 예 1 내지 예 50 중 임의의 예에 있어서, 기판은 1.6 내지 1.7의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1661] 예 61 : 예 1 내지 예 50 중 임의의 예에 있어서, 기판은 1.7 내지 1.8의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1662] 예 62 : 예 1 내지 예 50 중 임의의 예에 있어서, 기판은 1.8 내지 1.9의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1663] 예 63 : 예 1 내지 예 50 중 임의의 예에 있어서, 기판은 1.9 내지 2.0의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1664] 예 64 : 예 1 내지 예 50 중 임의의 예에 있어서, 기판은 2.0 내지 2.7의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1665] 예 65 : 예 1 내지 예 50 중 임의의 예에 있어서, 상기 기판은 2.1 내지 2.7의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1666] 예 66 : 예 1 내지 예 50 중 임의의 예에 있어서, 기판은 2.2 내지 2.7의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1667] 예 67 : 예 1 내지 예 50 중 임의의 예에 있어서, 기판은 2.3 내지 2.7의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1668] 예 68 : 예 1 내지 예 50 중 임의의 예에 있어서, 기판은 2.4 내지 2.7의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1669] 예 69 : 예 1 내지 예 50 중 임의의 예에 있어서, 기판은 2.4 내지 2.7의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1670] 예 70: 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폴리머를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1671] 예 71 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 PC, PMMA, PVA 또는 아크릴레이트를 함유하는 수지를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1672] 예 72 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 각인 가능한 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1673] 예 73 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 유리를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1674] 예 74 : 예 1 내지 예 69 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 굴절률이 1.4 내지 1.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1675] 예 75 : 예 1 내지 예 69 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 1.4 내지 1.6의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1676] 예 76 : 예 1 내지 예 69 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 1.5 내지 1.6의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1677] 예 77 : 예 1 내지 예 69 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 1.6 내지 1.8의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1678] 예 78 : 예 1 내지 예 69 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 1.7 내지 1.8의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1679] 예 79 : 예 1 내지 예 69 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 1.8 내지 1.9의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1680] 예 80 : 예 1 내지 예 69 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 1.9 내지 2.0의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1681] 예 81 : 예 1 내지 예 69 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 2.0 내지 2.2의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1682] 예 82 : 예 1 내지 예 69 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 2.2 내지 2.4의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1683] 예 83 : 예 1 내지 예 69 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 2.2 내지 2.6의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1684] 예 84 : 예 1 내지 예 69 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 기판보다 낮은 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1685] 예 85 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 블레이즈드 회절 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1686] 예 86 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 사이의 홈들에 의해 이격된 피크들을 포함하는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1687] 예 87 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 복수의 직선들을 포함하는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1688] 예 88 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 비대칭인 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1689] 예 89 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소 위에 배치된 제1 층을 더 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1690] 예 90 : 예 89에 있어서, 제1 층은 Si3N4, ZnO, ZrO2, TiO2, SiC, ZnTe, GaP 또는 BP를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1691] 예 91 : 예 89에 있어서, 제1 층은 1.9 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1692] 예 92 : 예 89에 있어서, 제1 층은 1.9 내지 2.2의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1693] 예 93 : 예 89에 있어서, 제1 층은 2.0 내지 2.4의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1694] 예 94 : 예 89에 있어서, 제1 층은 2.2 내지 2.6의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1695] 예 95 : 예 89에 있어서, 제1 층은 2.0 내지 2.6의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1696] 예 96 : 예 89에 있어서, 제1 층은 2.0 내지 2.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1697] 예 97 : 예 89에 있어서, 제1 층은 2.0 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1698] 예 98 : 예 89에 있어서, 제1 층은 2.1 내지 2.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1699] 예 99 : 예 89에 있어서, 제1 층은 2.1 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1700] 예 100 : 예 89에 있어서, 제1 층은 2.2 내지 2.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1701] 예 101 : 예 89에 있어서, 제1 층은 2.2 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1702] 예 102 : 예 89 내지 예 101 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 상기 제1 회절 광학 요소보다 더 큰 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1703] 예 103 : 예 89 내지 예 102 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 상기 기판보다 더 큰 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1704] 예 104 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 상이한 편광 각도들을 갖는 제1 및 제2 선형 편광을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1705] 예 105 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 직교 방향들로 배향된 제1 및 제2 선형 편광들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1706] 예 106 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 각각 횡 자기 편광 및 횡 전기 편광을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1707] 예 107 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 편광 및 제2 편광은 각각 횡 전기 편광 및 횡 자기 편광을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1708] 예 108 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 가시광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 자기 편광에 대한 회절 효율을 포함하고, 제2 회절 효율은 가시광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 전기 편광에 대한 회절 효율을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1709] 예 109 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 가시광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 전기 편광에 대한 회절 효율을 포함하고, 제2 회절 효율은 가시광 스펙트럼에 걸쳐 평균화된 횡 자기 편광에 대한 회절 효율을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1710] 예 110 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 3 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1711] 예 111 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 상기 제2 회절 효율의 적어도 4 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1712] 예 112 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 5 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1713] 예 113 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 6 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1714] 예 114 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 8 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1715] 예 115 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 적어도 10 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1716] 예 116 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 10 배 이하인 시스템.

[1717] 예 117 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 15 배 이하인 시스템.

[1718] 예 118 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 20 배 이하인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1719] 예 119 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.8 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1720] 예 120 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.7 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1721] 예 121 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.6 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1722] 예 122 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.5 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1723] 예 123 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.4 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1724] 예 124 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.3 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1725] 예 125 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.2 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1726] 예 126 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 효율은 제2 회절 효율의 1 내지 1.1 배인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1727] 예 127 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 6 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1728] 예 128 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 12 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1729] 예 129 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 18 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1730] 예 130 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 22 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1731] 예 131 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 도파관은 상기 헤드 장착형 디스플레이를 착용한 사용자의 안구로 광을 안내하도록 구성되는 아이피스에 포함되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템..

[1732] 예 132 : 예 131에 있어서, 상기 아이피스는 프레임 상에 배치되고, 광 투사 시스템으로부터 사용자의 안구로 광을 안내하여 증강 현실 이미지 컨텐츠를 사용자의 시계에 표시하도록 구성되고, 아이피스의 적어도 일부는 투명하고 사용자가 헤드 장착형 디스플레이 시스템을 착용할 때 사용자의 안구 앞의 위치에 배치되고, 투명 부분이 사용자 앞의 물리적 환경의 일부로부터 사용자의 안구로 광을 투과하여 사용자 앞의 물리적 환경의 일부에 대한 시야를 제공하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1733] 예 133 : 예 131 또는 예 132에 있어서, 상기 아이피스는 상기 도파관을 포함하고, 상기 도파관은 가시광에 투명하여 사용자가 도파관을 통해 볼 수 있는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1734] 예 134 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 도파관은 상기 광 투사 시스템으로부터 상기 도파관으로 유도될 광을 결합시키기 위한 인-커플링 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1735] 예 135 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 아웃-커플링 광학 요소는 상기 도파관 내에서 안내되는 상기 광 투사 시스템으로부터의 광을 도파관 밖으로 커플링하고, 상기 이미지 컨텐츠를 뷰어에게 제시하기 위해 상기 광을 사용자의 안구로 안내하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1736] 예 136 : 상기 예 89 내지 예 135 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 하나 이상의 회절 피처들 상에 비스듬히 방향성 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1737] 예 137 : 예 136에 있어서, 각도는 기판의 평면 주 표면에 대하여 75 내지 105 도를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1738] 예 138 : 예 136에 있어서, 각도는 제1 회절 광학 요소의 하나 이상의 회절 피처들의 표면에 대하여 75 내지 105 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1739] 예 139 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 1 D 어레이에 형성된 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1740] 예 140 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 블레이즈드 광학 요소를 제공하기 위해 비대칭인 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1741] 예 141 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 블레이즈드 광학 요소를 제공하기 위해 비대칭적으로 증착된 재료를 갖는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1742] 예 142 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 광을 바람직하게는 적어도 두 방향들로 안내하도록 구성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1743] 예 143 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 두 방향들로 블레이징되는, 헤드 장착형 디스플레이.

[1744] 예 144 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 1 차원 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1745] 예 145 : 상기 예 89 내지 예 144 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 기판 상에 배치된 회절 피처들을 포함하고, 회절 피처는 회절 피처의 양측에 적어도 제1 및 제2 표면 부분들을 구비하고, 회절 피처의 상기 제2 표면 부분의 적어도 일부는 상기 제1 층을 포함하지 않는 반면, 상기 제1 표면 부분의 적어도 일부는 상기 제1 층을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1746] 예 146 : 예 89 내지 예 144 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 최상부 및 적어도 제1 및 제2 대향 측벽들을 갖는 회절 피처들을 포함하고, 회절 피처들의 상기 제2 측벽의 적어도 일부가 상기 제1 층을 포함하지 않는 반면, 상기 제1 측벽의 적어도 일부가 상기 제1 층을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1747] 예 147 : 예 89 내지 예 136 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 상기 제2 측면보다 상기 제1 측면을 더 많이 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1748] 예 148 : 예 89 내지 예 136 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 적어도 제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 상기 기판 상에 배치되는 회절 피처들을 포함하고, 상기 제1 층은 상기 제2 측면보다 상기 제1 측면을 더 많이 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1749] 예 149 : 예 89 내지 예 148 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 최상부 및 적어도 제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 회절 피처들을 포함하고, 상기 제1 층은 상기 제2 측면보다 상기 제1 측면을 더 많이 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1750] 예 150 : 예 89 내지 예 149 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 층은 글랜싱 입사각 증착층을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1751] 예 151 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들의 대부분은 상기 제1 측면에 상기 제1 회절 광학 요소의 제1 회절 피처 및 상기 회절 피처의 제2 측면에 상기 제1 회절 광학 요소의 제2 회절 피처를 갖는 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1752] 예 152 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들은 기울어진 돌출부들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1753] 예 153 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들은 경사진 측벽들을 갖는 평행 사변형 형상의 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1754] 예 154 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들은 최상부 표면 및 적어도 하나의 경사 측벽을 포함하는 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1755] 예 155 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들은 최상부 표면 및 2 개의 경사 측벽들을 포함하는 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1756] 예 156 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들은 최상부 표면 및 동일한 방향으로 경사진 2 개의 경사 측벽들을 포함하는 단면을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1757] 예 157 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.6 이하인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1758] 예 158 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.7 이하인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1759] 예 159 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 굴절률이 2.8 이하인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1760] 예 160 : 예 89 내지 예 159 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 유전체를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1761] 예 161 : 예 89 내지 예 159 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 1.9 이상의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1762] 예 162 : 예 89 내지 예 159 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.0 이상의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1763] 예 163 : 예 89 내지 예 159 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 2.1 이상의 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1764] 예 164 : 예 89 내지 예 159 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소 위에 복수의 서브 층들을 더 포함하며, 상기 복수의 서브 층들은 제1 고 인덱스 재료 및 제2 저 인덱스 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1765] 예 165 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소 위에 간섭 코팅을 더 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1766] 예 166 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소 위에 대역 통과 필터를 더 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1767] 예 167 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소 위에 1/4 파 스택을 더 포함하는, 헤드-탑재 디스플레이 시스템.

[1768] 예 168 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소 위에 노치 필터를 더 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1769] 예 169 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소 위에 반사 방지(AR) 코팅을 더 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1770] 예 170 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 상기 각도들의 범위에 걸친 상기 제1 편광에 대한 평균 회절 효율을 포함하고, 상기 제2 회절 효율은 상기 각도들의 범위에 걸친 상기 제2 편광에 대한 평균 회절 효율을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1771] 예 171 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위가 적어도 25 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1772] 예 172 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 30 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1773] 예 173 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 35 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1774] 예 174 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 40 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1775] 예 175 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 제1 측벽 및 제2 측벽을 포함하는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1776] 예 176 : 예 175에 있어서, 상기 제1 측벽 및 제2 측벽은 플레토(plateau)에 의해 분리되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1777] 예 177 : 예 175에 있어서, 상기 제1 측벽 및 제2 측벽은 상기 회절 피처의 최상부에서 일정 각도를 형성하도록 결합되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1778] 예 178 : 예 175 내지 예 177 중 임의의 예에 있어서, 적어도 상기 제1 측벽은 상기 제1 측벽이 상기 제2 측벽보다 덜 가파르도록 하는 각도로 경사져 있는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1779] 예 179 : 예 175 내지 예 178 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 측벽은 상기 제2 측벽보다 넓은, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1780] 예 180 : 예 175 내지 예 178 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 측벽은 상기 회절 피처의 상기 베이스에서 45° 내지 85° 의 각도를 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1781] 예 181 : 예 175 내지 예 180 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 회절 피처의 베이스에서 예각의 재진입 각을 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1782] 예 182 : 예 175 내지 예 181 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 상어 지느러미 형상의 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1783] 예 183 : 예 175 내지 예 180 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 회절 피처의 베이스에서 둔각의 재진입 각도를 형성하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1784] 예 184 : 예 175 내지 예 180 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽은 수직인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1785] 예 185 : 예 175 내지 예 180 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 톱니 형상의 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1786] 예 186 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 제1 층을 포함하고, 상기 제1 층은 편향 증착을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1787] 예 187 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 제1 층을 포함하고 상기 제1 층은 글레이징 각도 증착을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1788] 예 188 : 예 175 내지 예 187 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 제1 층을 구비하고, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽에 더 많은 커버리지를 제공하도록 바이어스되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1789] 예 189 : 예 175 내지 예 187 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 제1 층을 구비하고, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽의 더 큰 부분을 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1790] 예 190 : 예 175 내지 예 189 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 제1 층을 구비하고, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽에 더 두꺼운 커버리지를 제공하도록 바이어스되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1791] 예 191 : 예 175 내지 예 190 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 제1 층을 구비하고, 상기 제1 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽에 평균적으로 더 두꺼운 커버리지를 제공하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1792] 예 192 : 예 175 내지 예 191 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 제1 층을 구비하고, 상기 제1 측벽은 상기 제1 층에 의해 완전히 덮이는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1793] 예 193 : 예 175 내지 예 192 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 제1 층을 구비하고, 상기 제2 측벽의 적어도 일부가 상기 제1 층에 의해 덮이지 않은, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1794] 예 194 : 예 175 내지 예 193 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 제1 층을 구비하고, 상기 제2 측벽은 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는 면적을 상기 제1 측벽보다 더 많이 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1795] 예 195 : 예 175 내지 예 194 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 제1 층을 구비하고, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 80 ％는 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1796] 예 196 : 예 175 내지 예 195 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 제1 층을 구비하고, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 90 ％는 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1797] 예 197 : 예 175 내지 예 196 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 제1 층을 구비하고, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 95 ％는 상기 제1 층에 의해 덮여 있지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1798] 예 198 : 예 175 내지 예 197 중 임의의 예에 있어서, 상기 회절 피처들은 제1 층을 구비하고, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 98 ％는 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1799] 예 199 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 편광에 대한 상기 제1 회절 효율이 상기 제2 편광에 대한 상기 제2 회절 효율의 20 ％ 이내인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1800] 예 200 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 편광에 대한 상기 제1 회절 효율이 상기 제2 편광에 대한 상기 제2 회절 효율의 30 ％ 이내인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1801] 예 201 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 투과형 회절 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1802] 예 202 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 투과광을 회절시켜 상기 도파관 내에서 유도된 광을 상기 도파관 밖으로 결합하도록 구성되는 투과 회절 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1803] 예 203 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들은 10 내지 200 나노미터의 높이를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1804] 예 204 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들은 100 내지 600 나노미터의 높이를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1805] 예 205 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들은 200 내지 600 나노미터의 높이를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1806] 예 206 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들은 300 내지 600 나노미터의 높이를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1807] 예 207 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들은 290 내지 690 나노미터의 피치를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1808] 예 208 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 광 투사 시스템은 마이크로-LED들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1809] 예 209 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 광 투사 시스템은 DLP 또는 LCOS 디스플레이를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1810] 예 210 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 기판이 나노 입자들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1811] 예 211 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 기판이 무기 나노 입자들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1812] 예 212 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 기판이 폴리머를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1813] 예 213 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 기판의 제1 측면에 배치되고, 제2 회절 광학 요소가 기판의 제2 측면에 배치되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1814] 예 214 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소 및 제2 회절 광학 요소는 모두 도파관 내에서 도파관 밖으로 총 내부 반사에 의해 사용자의 안구로 안내되는 투사 시스템으로부터의 광을 아웃-커플링하도록 구성된 아웃-커플링 광학 요소들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1815] 예 215 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소가 블레이징되지 않은, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1816] 예 216 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 블레이징되고, 상기 제2 회절 광학 요소는 블레이징되지 않은, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1817] 예 217 : 예 1 내지 예 214 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소 및 상기 제2 회절 광학 요소는 모두 블레이징되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1818] 예 218 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소의 상기 제1 층이 상기 회절 광학 요소 상에 비대칭적으로 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1819] 예 219 : 예 1 내지 예 214, 예 217 및 예 218 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 블레이징되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1820] 예 220 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소 상에는 상기 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1821] 예 221 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소 상에는 상기 제2 회절 광학 요소보다 굴절률이 높은 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1822] 예 222 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소 상에는 굴절률이 적어도 1.7인 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1823] 예 223 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소 상에는 굴절률이 적어도 1.8인 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1824] 예 224 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소 상에는 굴절률이 적어도 1.9인 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1825] 예 225 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소 상에는 굴절률이 적어도 2.0인 제2 층이 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1826] 예 226 : 예 214 내지 예 225 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소 상의 상기 제2 층은 상기 회절 광학 요소 상에 비대칭적으로 증착되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1827] 예 227 : 예 214 내지 예 225 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소 상의 상기 제2 층은 상기 회절 광학 요소 상에 비대칭적으로 증착되지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1828] 예 228 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 높이가 변화하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1829] 예 229 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 포지션에 따라 점진적으로 증가하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1830] 예 230 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 인-커플링 광학 요소로부터의 거리에 따라 높이가 증가하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1831] 예 231 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 형상이 변화하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1832] 예 232 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 포지션에 따라 점진적으로 형상이 변화하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1833] 예 233 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 헤드 장착형 디스플레이는 아이웨어를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1834] 예 234 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 1.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1835] 예 235 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 1.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1836] 예 236 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 2.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1837] 예 237 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 2.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1838] 예 238 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 3.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1839] 예 239 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 3.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1840] 예 240 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 4.0 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1841] 예 241 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 적어도 4.5 ㎝인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1842] 예 242 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 3.5 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1843] 예 243 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 4.0 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1844] 예 244 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 4.5 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1845] 예 245 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 5.0 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1846] 예 246 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭에 직교하는 치수가 6.0 ㎝ 이하인 풋프린트를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1847] 예 247 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 다층 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1848] 예 248 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 계단형 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1849] 예 249 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 다층 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1850] 예 250 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 계단형 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1851] 예 251 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 도파관 외부로 총 내부 반사에 의해 도파관 내에서 유도된 광을 결합하도록 구성된 아웃-커플링 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1852] 예 252 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 광 투사 시스템은 레이저 광원을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1853] 예 253 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 다이아몬드 형상의 2 D 광학 요소 구조를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1854] 예 254 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판이 용융 실리카를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1855] 예 255 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 상기 기판보다 높은 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1856] 예 256 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 1.5 내지 1.6의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1857] 예 257 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 1.6 내지 1.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1858] 예 258 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 1.7 내지 1.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1859] 예 259 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 층은 1.8 내지 1.9의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1860] 예 260 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 또는 제2 회절 광학 요소들 또는 둘 모두는 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1861] 예 261 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 다이아몬드 형상의 2 D 광학 요소 구조를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1862] 예 262 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 또는 제2 회절 광학 요소들 또는 둘 모두는 원형 회절 피처들을 포함하는 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1863] 예 263 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 또는 제2 회절 광학 요소들 또는 둘 모두는 곡선 회절 피처들을 포함하는 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1864] 예 264 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 또는 제2 회절 광학 요소들 또는 둘 모두는 광 파워를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1865] 예 265 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 또는 제2 회절 광학 요소들 또는 둘 모두는 홀로그램 광학 요소 또는 홀로그램을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1866] 예 266 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 또는 제2 회절 광학 요소들 또는 둘 모두는 복수의 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1867] 예 267 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 또는 제2 회절 광학 요소들 또는 둘 모두는 복수의 아치형 또는 곡선형 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1868] 예 268 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소들은 결합 동공 확장기-추출기(CPE)를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1869] 예 269 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 2 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1870] 예 270 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 각도들의 범위는 적어도 3 도인, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1871] 예 271 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 제1 측벽 및 제2 측벽을 갖는 회절 피처들을 포함하고, 상기 제1 측벽 및 제2 측벽은 서로 반대 방향들로 경사하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1872] 예 272 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 플레토에 의해 분리된 제1 측벽 및 제2 측벽을 갖는 회절 피처들을 포함하고, 상기 제1 측벽 및 제2 측벽은 상기 플레토를 향해 반대 방향들로 경사지는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1873] 예 273 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 대칭적인 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1874] 예 274 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 베이스보다 최상부가 더 좁은 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1875] 예 275 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소들은 아웃-커플링 광학 요소들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1876] 예 276 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 상기 제2 회절 광학 요소 바로 위에 있거나, 상기 제2 회절 광학 요소가 상기 제1 회절 광학 요소 바로 위에 있는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1877] 예 277 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 적어도 20 ㎜인 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1878] 예 278 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 폭이 적어도 25 ㎜인 회절 격자를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1879] 예 279 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 적어도 1.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1880] 예 280 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 적어도 1.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1881] 예 281 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 적어도 1.9의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1882] 예 282 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 적어도 2.0의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1883] 예 283 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 2.1 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1884] 예 284 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 2.2 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1885] 예 285 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 2.4 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1886] 예 286 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 기판은 2.7 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1887] 예 287 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들을 포함하는 재료가 2.1 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1888] 예 288 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들을 포함하는 재료는 2.2 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1889] 예 289 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들을 포함하는 재료는 2.4 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1890] 예 290 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들을 포함하는 재료는 2.7 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1891] 예 291 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소가 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들을 구성하는 재료가 2.8 이하의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1892] 예 292 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 제1 층은 2.1 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1893] 예 293 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 제1 층은 2.2 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1894] 예 294 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 제1 층은 2.4 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1895] 예 295 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 제1 층은 2.7 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1896] 예 296 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 상기 기판 위에 상기 기판과 다른 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1897] 예 297 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 상기 기판에 형성되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1898] 예 298 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 폴리머를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1899] 예 299 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 PC, PMMA, PVA 또는 아크릴레이트를 함유하는 수지를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1900] 예 300 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 각인 불가능한 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1901] 예 301 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 유리를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1902] 예 302 : 예 1 내지 예 297 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 굴절률이 1.4 내지 1.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1903] 예 303 : 예 1 내지 예 297 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 굴절률이 1.4 내지 1.6인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1904] 예 304 : 예 1 내지 예 297 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 굴절률이 1.5 내지 1.6인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1905] 예 305 : 예 1 내지 예 297 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 굴절률이 1.6 내지 1.8인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1906] 예 306 : 예 1 내지 예 297 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 굴절률이 1.7 내지 1.8인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1907] 예 307 : 예 1 내지 예 297 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 굴절률이 1.8 내지 1.9인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1908] 예 308 : 예 1 내지 예 297 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 굴절률이 1.9 내지 2.0인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1909] 예 309 : 예 1 내지 예 297 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 굴절률이 2.0 내지 2.2인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1910] 예 310 : 예 1 내지 예 297 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 굴절률이 2.2 내지 2.4인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1911] 예 311 : 예 1 내지 예 297 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 굴절률이 2.2 내지 2.6인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1912] 예 312 : 예 1 내지 예 297 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 굴절률이 2.2 내지 2.7인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1913] 예 313 : 예 1 내지 예 297 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 굴절률이 2.2 내지 2.8인 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1914] 예 314 : 예 1 내지 예 297 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 상기 기판보다 낮은 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1915] 예 315 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 블레이즈드 회절 광학 요소를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1916] 예 316 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 비대칭인 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1917] 예 317 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소 위에 배치된 제2 층을 더 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1918] 예 318 : 예 317에 있어서, 제2 층은 Si3N4, ZnO, ZrO2, TiO2, SiC, ZnTe, GaP 또는 BP를 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1919] 예 319 : 예 317에 있어서, 제2 층은 1.9 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1920] 예 320 : 예 317에 있어서, 제2 층은 1.9 내지 2.2의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1921] 예 321 : 예 317에 있어서, 제2 층은 2.0 내지 2.4의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1922] 예 322 : 예 317에 있어서, 제2 층은 2.2 내지 2.6의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1923] 예 323 : 예 317에 있어서, 제2 층은 2.0 내지 2.6의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1924] 예 324 : 예 317에 있어서, 제2 층은 2.0 내지 2.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1925] 예 325 : 예 317에 있어서, 제2 층은 2.0 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1926] 예 326 : 예 317에 있어서, 제2 층은 2.1 내지 2.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1927] 예 327 : 예 317에 있어서, 제2 층은 2.1 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1928] 예 328 : 예 317에 있어서, 제2 층은 2.2 내지 2.7의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1929] 예 329 : 예 317에 있어서, 제2 층은 1.9 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1930] 예 330 : 예 317에 있어서, 제2 층은 2.0 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1931] 예 331 : 예 317에 있어서, 제2 층은 2.1 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1932] 예 332 : 예 317에 있어서, 제2 층은 2.2 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1933] 예 333 : 예 317에 있어서, 제2 층은 2.4 내지 2.8의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1934] 예 334 : 예 317에 있어서, 제2 층은 2.2 내지 3.5의 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1935] 예 335 : 예 317 내지 예 334 중 임의의 예에 있어서, 제2 층은 상기 제2 회절 광학 요소보다 더 큰 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1936] 예 336 : 예 317 내지 예 335 중 임의의 예에 있어서, 제2 층은 상기 기판보다 더 큰 굴절률을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1937] 예 337 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 대칭인 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1938] 예 338 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제1 회절 광학 요소는 1 D 어레이에 형성된 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1939] 예 339 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 블레이즈드 광학 요소를 제공하기 위해 비대칭인 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1940] 예 340 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 블레이즈드 광학 요소를 제공하기 위해 비대칭적으로 증착된 재료를 갖는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1941] 예 341 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 복수의 직선들을 포함하는 회절 피처들을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1942] 예 342 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 높이가 변화하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1943] 예 343 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 포지션에 따라 점진적으로 증가하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1944] 예 344 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 인-커플링 광학 요소로부터의 거리에 따라 높이가 증가하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1945] 예 345 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 형상이 변화하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1946] 예 346 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 포지션에 따라 점진적으로 형상이 변화하는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1947] 예 347 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 높이가 변하지 않는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1948] 예 348 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 포지션에 따라 점진적으로 증가하지 않는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1949] 예 349 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 인-커플링 광학 요소로부터의 거리에 따라 높이가 증가하지 않는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1950] 예 350 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 형상이 변하지 않는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1951] 예 351 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 포지션에 따라 점진적으로 형상이 변하지 않는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1952] 예 352 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 높이가 변하지 않는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1953] 예 353 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 포지션에 따라 점진적으로 증가하지 않는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1954] 예 354 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 인-커플링 광학 요소로부터의 거리에 따라 높이가 증가하지 않는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1955] 예 355 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 형상이 변하지 않는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1956] 예 356 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제1 회절 광학 요소는 포지션에 따라 점진적으로 형상이 변하지 않는 회절 피처들을 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1957] 예 357 : 예 317 내지 예 356 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 적어도 제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 상기 기판 상에 배치된 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들은 상기 제2 층에 의해 덮이고, 상기 제2 층은 상기 회절 피처들의 상기 제2 측면보다 상기 제1 측면을 더 많이 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1958] 예 358 : 예 317 내지 예 356 중 임의의 예에 있어서, 제2 회절 광학 요소는 최상부 및 적어도 제1 및 제2 대향 측면들을 갖는 회절 피처들을 포함하며, 상기 제2 층은 상기 제2 측면보다 상기 제1 측면을 더 많이 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1959] 예 359 : 예 317 내지 예 358 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 층은 글랜싱 입사각 증착층을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1960] 예 360 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 회절 피처들을 포함하고, 상기 회절 피처들의 대부분은 상기 제1 측면에 상기 제2 회절 광학 요소의 제1 회절 피처와 상기 회절 피처의 제2 측면에 상기 제2 회절 광학 요소의 제2 회절 피처를 갖는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1961] 예 361 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 제2 층을 포함하고, 상기 제1 층은 글레이징 각도 증착을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1962] 예 362 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 제2 층을 갖는 회절 피처들을 포함하고, 상기 제2 층은 상기 제2 측벽보다 상기 제1 측벽에 더 많은 커버리지를 제공하도록 바이어스되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1963] 예 363 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 제2 층을 갖는 회절 피처들을 포함하고, 상기 제2 층은 상기 제2 회절 광학 요소의 회절 피처들의 상기 제2 측벽보다 제1 측벽의 더 큰 부분을 덮는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1964] 예 364 : 예 363 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 상기 적어도 일부가 상기 제1 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1965] 예 365 : 예 363 또는 예 364에 있어서, 상기 제2 측벽은 상기 제1 측벽보다 상기 제2 층에 의해 덮이지 않는 더 많은 면적을 포함하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1966] 예 366 : 예 363 내지 예 365 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 80 ％는 상기 제2 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1967] 예 367 : 예 363 내지 예 365 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 90 ％는 상기 제2 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1968] 예 368 : 예 363 내지 예 365 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 95 ％는 상기 제2 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1969] 예 369 : 예 363 내지 예 365 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 측벽의 적어도 평균 98 ％는 상기 제2 층에 의해 덮이지 않는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1970] 예 370 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 제1 측벽 및 제2 측벽을 갖고 그 위에 제2 층을 갖는 회절 피처들을 포함하며, 상기 제2 측벽은 상기 제2 층에 의해 완전히 덮여 있는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1971] 예 371 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 제2 층을 갖는 회절 피처들을 포함하고, 상기 제2 층은 상기 제2 회절 광학 요소의 상기 회절 피처들의 상기 제2 측벽보다 제1 측벽에 더 두꺼운 커버리지를 제공하도록 바이어스되는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

[1972] 예 372 : 위의 예들 중 임의의 예에 있어서, 상기 제2 회절 광학 요소는 제2 층을 갖는 회절 피처들을 포함하고, 상기 제2 층은 상기 제2 회절 광학 요소의 상기 회절 피처들의 상기 제2 측벽보다 평균적으로 제1 측벽에 더 두꺼운 커버리지를 제공하는, 헤드 장착형 디스플레이 시스템.

추가 고려 사항들

[1973] 임의의 아이피스 도파관과 관련하여 본 명세서에 설명된 임의의 특징들은 대안적으로 본 명세서에 기재된 임의의 다른 아이피스 도파관으로 구현될 수 있다.

[1974] 문맥에서 명확하게 달리 요구하지 않는 한, 설명 및 청구항들 전체에서 "포함하다", "포함하는", "가지다" 및 "갖는" 등의 단어들은 배타적 또는 망라적 의미가 아닌 포괄적 의미, 즉 "포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음)"의 의미로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 일반적으로 사용되는 것과 같이 "결합된"이라는 단어는 직접 연결되거나 하나 이상의 중간 요소들을 통해 연결될 수 있는 2 개 이상의 요소들을 의미한다. 마찬가지로, 본 명세서에서 일반적으로 사용되는 것과 같이 "연결"이라는 단어는 직접 연결되거나 하나 이상의 중간 요소들을 통해 연결될 수 있는 2 이상의 요소들을 지칭한다. 문맥에 따라, "결합된" 또는 "연결된"은 광이 하나의 광학 요소에서 다른 광학 요소로 결합되거나 연결되는 광학 결합 또는 광학 연결을 지칭할 수 있다. 또한, "본 명세서에", "위에", "아래에", "밑에", "위에" 및 이와 유사한 의미의 단어들은 본 출원에서 사용될 때 본 출원의 임의의 특정 부분들이 아닌 본 출원 전체를 지칭하는 것으로 간주한다. 문맥상 허용되는 경우, 위의 상세한 설명에서 단수 또는 복수를 사용하는 단어는 각각 복수 또는 단수를 포함할 수도 있다. 2 개 이상의 항목들의 목록과 관련하여 "또는"이라는 단어는 (배타적이지 않은) 포괄적 "또는"이며, "또는"은 목록의 일부 항목들, 목록의 모든 항목들 및 목록의 항목들 중 하나 이상의 임의의 조합을 모두 포함하며 목록에 추가되는 다른 항목들을 배제하지 않는다. 또한, 본 출원 및 첨부된 청구항들에서 사용된 "a", "an" 및 "the"는 달리 명시되지 않는 한 "하나 이상" 또는 "적어도 하나"를 의미하는 것으로 해석되어야 한다.

[1975] 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 항목들의 목록에서 "적어도 하나"를 지칭하는 문구는 단일 부재들을 포함하여 해당 항목들의 임의의 조합을 의미한다. 예로서, "A, B 또는 C 중 적어도 하나"는 A, B, C, A 및 B, A 및 C, B 및 C 및 A, B 및 C를 커버하는 것으로 의도된다. "X, Y 및 Z 중 적어도 하나"라는 문구와 같은 접속사는 특별히 달리 명시되지 않는 한, 항목, 용어 등이 X, Y 또는 Z 중 적어도 하나일 수 있음을 전달하기 위해 일반적으로 사용되는 문맥과 함께 이해된다. 따라서, 이러한 접속사는 일반적으로 특정 실시예들이 각각 X 중 적어도 하나, Y 중 적어도 하나 및 Z 중 적어도 하나가 존재해야 한다는 것을 암시하는 것으로 의도되지 않는다.

[1976] 또한, "수 있다", "예를 들어", "같은" 등과 같이 본 명세서에 사용된 조건부 언어는, 특별히 달리 명시되지 않는 한 또는 사용된 문맥 내에서 달리 이해되지 않는 한, 일반적으로 특정 실시예들은 특정 특징들, 요소들 및/또는 상태들을 포함하는 반면, 다른 실시예들은 포함하지 않는다는 것을 전달하고자 하는 것이다. 따라서, 그러한 조건부 언어는 일반적으로 특징들, 요소들 및/또는 상태들이 하나 이상의 실시예들에 어떤 식으로든 필요하거나, 이러한 특징들, 요소들 및/또는 상태들이 특정 실시예에 포함되거나 수행되어야 한다는 것을 암시하기 위한 것이 아니다.

[1977] 특정 실시예들이 설명되었지만, 이러한 실시예들은 예시적인 방법으로만 제시되었으며, 본 개시내용의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 실시예 중 임의의 실시예의 특징들은 실시예들 중 임의의 다른 실시예들의 특징들과 결합 및/또는 치환될 수 있다. 다양한 실시예들의 특정 장점들이 본 명세서에 설명되어 있다. 그러나 모든 실시예들이 반드시 이러한 장점들 각각을 달성하는 것은 아니다.

[1978] 실시예들은 첨부된 도면들과 관련하여 설명되었다. 그러나 도면들은 실척대로 그려지지 않았다. 거리들, 각도들 등은 단지 예시적인 것일 뿐이며, 예시된 디바이스들의 실제 치수들 및 레이아웃과 반드시 정확한 관계를 갖는 것은 아니다.

[1979] 전술한 실시예들은 당업자가 본 명세서에 설명된 디바이스들, 시스템들, 방법들 등을 제조 및 사용할 수 있도록 상세한 수준으로 설명되었다. 광범위한 변형이 가능하다. 구성요소들, 요소들 및/또는 단계들은 변경, 추가, 제거 또는 재배치될 수 있다. 특정 실시예들이 명시적으로 설명되었지만, 다른 실시예들은 본 개시내용에 기초하여 당업자들에게 명백해질 것이다.

Claims (97)

1. 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관(eyepiece waveguide)으로서,
   제1 표면 및 제2 표면을 갖는 광 투과성(optically transmissive) 기판;
   상기 기판의 표면들 중 하나의 표면 상에 또는 상기 하나의 표면 내부에 형성되는 입력 결합 격자(ICG: input coupling grating) 영역 ― 상기 ICG 영역은, 광 빔을 수신하고 유도 전파 모드에서 상기 빔을 상기 기판에 결합하도록 구성됨 ―; 및
   상기 기판의 제1 표면 상에 또는 상기 제2 표면 내부에 형성되는 제1 결합 동공 확장기-추출기(CPE: combined pupil expander-extractor) 격자 영역 ― 상기 제1 CPE 격자 영역은 상기 ICG 영역으로부터 상기 광 빔을 수신하도록 배치되고(positioned), 상기 제1 CPE 격자 영역은, 제1 상호작용을 통해 상기 빔의 전파 방향을 변경하고 제2 상호작용을 통해 상기 빔을 상기 아이피스 도파관으로부터 아웃-커플링하도록 구성되는 복수의 회절 피처(diffractive feature)들을 포함함 ―
   을 포함하고,
   상기 회절 피처들은 교호적인 상부 및 하부 사변형 표면(higher and lower quadrilateral surface)들의 행들 및 열들로 배열되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 교호적인 상부 및 하부 사변형 표면들의 행들 및 열들이 체크무늬 패턴을 형성하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 체크무늬 패턴은 실질적으로 50 ％ 듀티 사이클을 갖는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 사변형 표면들은 직사각형인, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 직사각형 표면들은, 상기 직사각형 표면들의 대각선들 사이의 각도가 실질적으로 60°가 되는 길이 및 폭 치수들을 갖는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 상부 및 하부 사변형 표면들은 동일한 크기 및 형상을 갖는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 회절 피처들은 다이아몬드 형상의 단위 셀(unit cell)을 갖는 2D 격자를 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 다이아몬드 형상의 단위 셀은 상기 상부 사변형 표면의 모서리들이 상기 다이아몬드 형상의 단위 셀의 중간점들에 위치하도록 내접되는 상기 상부 사변형 표면들 중 하나를 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 2D 격자는 상기 다이아몬드 형상의 단위 셀의 타일 패턴(tiled pattern)을 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 CPE 격자 영역은 확산 회절(spreading diffraction)의 1 ％ 미만의 효율을 갖는 직접 아웃-커플링 회절(direct out-coupling diffraction)을 나타내는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
11. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 사변형 표면들은 상기 기판의 제1 표면에 수직인 측벽들을 갖는 기둥(pillar)들을 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
12. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 사변형 표면들은 상기 기판의 제1 표면에 대하여 경사지는 측벽들을 갖는 기둥들을 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 경사 측벽들은 대칭인, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
14. 제12 항에 있어서,
    상기 경사 측벽들은 블레이즈드 격자(blazed grating)를 형성하기 위해 비대칭인, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
15. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 사변형 표면들의 높이들이 공간적으로 그라데이션되는(spatially gradated), 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
16. 제15 항에 있어서,
    상기 상부 사변형 표면들은 상기 ICG 영역으로부터의 거리가 증가함에 따라 높이들이 증가하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
17. 제1 항에 있어서,
    상기 회절 피처들 위에 코팅이 형성되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
18. 제17 항에 있어서,
    상기 코팅은 상기 회절 피처들보다 굴절률이 높은 재료를 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
19. 제18 항에 있어서,
    상기 코팅의 굴절률은 적어도 2.0인, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
20. 제18 항에 있어서,
    상기 코팅은 컨포멀한(conformal), 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
21. 제18 항에 있어서,
    상기 코팅은 100 ㎚보다 두껍지 않은, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
22. 제21 항에 있어서,
    상기 코팅은 60 ㎚보다 두껍지 않은, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
23. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 CPE 격자 영역의 상기 복수의 회절 피처들은 적어도 두 방향들에서 주기성들을 나타내는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
24. 제23 항에 있어서,
    상기 제1 CPE 격자 영역의 상기 복수의 회절 피처들은 서로에 대해 실질적으로 60°의 각도로 배향된 제1 및 제2 방향들에서 주기성들을 나타내는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
25. 제24 항에 있어서,
    상기 ICG 영역은 상기 제1 방향 및 제2 방향 모두에 대하여 실질적으로 60°의 각도로 배향된 제3 방향에서 주기성을 나타내는 복수의 회절 피처들을 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
26. 제1 항에 있어서,
    상기 기판의 제2 표면 상에 또는 상기 제2 표면 내부에 형성되는 제2 CPE 격자 영역을 더 포함하고, 상기 제2 CPE 격자 영역은, 제1 상호작용을 통해 상기 빔의 전파 방향을 변경하고 제2 상호작용을 통해 상기 빔을 상기 아이피스 도파관으로부터 아웃-커플링하도록 구성되는 복수의 회절 피처들을 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
27. 제26 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 CPE 격자 영역들은 동일한, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
28. 제26 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 빔이 상기 유도 전파 모드로 결합된 후 상기 ICG 영역과 상호작용하는 것을 방지하기에 충분히 큰 두께를 갖는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
29. 제1 항에 있어서,
    상기 빔은 시준되고 직경이 5 ㎜ 이하인, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
30. 제1 항에 있어서,
    상기 광 투과성 기판은 평면형인, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
31. 제1 항에 있어서,
    상기 아이피스 도파관은 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스에 통합되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
32. 제31 항에 있어서,
    상기 아이피스는 복수의 깊이 평면들에서 컬러 이미지들을 디스플레이하도록 구성되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
33. 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관으로서,
    광 투과성 기판;
    입력 결합 격자(ICG) 영역; 및
    상기 기판의 제1 측면 상에 형성되는 제1 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역
    을 포함하며,
    상기 ICG 영역은 광의 복수의 입력 빔들의 세트를 수신하도록 구성되고, 상기 입력 빔들의 세트는 상기 아이피스 도파관과 연관된 k-공간 고리(k-space annulus)의 중심에 위치한 FOV(field of view) 형상을 형성하는 k-벡터들의 세트와 연관되고,
    상기 ICG 영역은 상기 입력 빔들을 회절시켜 이들을 유도 빔들로서 상기 기판에 결합시키고, 상기 FOV 형상을 적어도 부분적으로 상기 k-공간 고리 내에서 제1 포지션으로 변환하도록 구성되며,
    제1 상호작용을 통해, 상기 제1 CPE 격자 영역은 상기 유도 빔들을 회절시켜 적어도 부분적으로 상기 k-공간 고리 내에서 상기 제1 포지션으로부터 제2 및 제3 포지션들로 상기 FOV 형상을 변환하도록 구성되지만, 상기 제1 포지션으로부터 상기 제2 및 제3 포지션들로 상기 FOV 형상을 변환하는 효율의 1 ％를 초과하는 효율로는 상기 제1 포지션으로부터 상기 k-공간 고리의 중심으로 직접 다시 FOV 형상을 변환하지 않으며,
    제2 상호작용을 통해, 상기 제1 CPE 격자 영역은 상기 유도 빔들을 회절시켜 상기 FOV 형상을 상기 제2 및 제3 포지션들로부터 상기 k-공간 고리의 중심으로 변환하도록 구성되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
34. 제33 항에 있어서,
    상기 k-공간 고리의 중심, 상기 제1 포지션 및 상기 제2 포지션은 k-공간에서 제1 정삼각형을 정의하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
35. 제34 항에 있어서,
    상기 k-공간 고리의 중심, 상기 제1 포지션 및 상기 제3 포지션은 k-공간에서 제2 정삼각형을 정의하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
36. 제35 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 정삼각형들은 k-공간에서 한 변을 공유하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
37. 제33 항에 있어서,
    상기 기판의 제2 측면 상에 형성되는 제2 CPE 격자 영역을 더 포함하며,
    제1 상호작용을 통해, 상기 제2 CPE 격자 영역은 상기 유도 빔들을 회절시켜 적어도 부분적으로 상기 k-공간 고리 내에서 상기 제1 포지션으로부터 상기 제2 및 제3 포지션들로 상기 FOV 형상을 변환하도록 구성되고; 그리고
    제2 상호작용을 통해, 상기 제2 CPE 격자 영역은 상기 유도 빔들을 회절시켜 상기 제2 및 제3 포지션들로부터 상기 k-공간 고리의 중심으로 상기 FOV 형상을 변환하도록 구성되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
38. 제37 항에 있어서,
    상기 제2 CPE 격자 영역은 상기 아이피스 도파관으로부터의 출력 빔들의 밀도를 증가시키는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
39. 제38 항에 있어서,
    상기 제2 CPE 격자 영역은 상기 출력 빔들의 밀도를 적어도 4 배 증가시키는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
40. 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관으로서,
    제1 표면 및 제2 표면을 갖는 광 투과성 기판;
    상기 기판의 표면들 중 하나의 표면 상에 또는 상기 하나의 표면 내부에 형성되는 입력 결합 격자(ICG) 영역 ―상기 ICG 영역은, 광 빔을 수신하고 유도 전파 모드에서 상기 빔을 상기 기판에 결합하도록 구성됨 ―; 및
    상기 기판의 제1 표면 상에 또는 상기 제1 표면 내부에 형성되는 제1 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역 ― 상기 제1 CPE 격자 영역은 상기 ICG 영역으로부터 상기 광 빔을 수신하도록 배치되고, 상기 제1 CPE 격자 영역은, 제1 상호작용을 통해 상기 빔의 전파 방향을 변경하고 제2 상호작용을 통해 상기 빔을 상기 아이피스 도파관으로부터 아웃-커플링하도록 구성되는 복수의 회절 피처들을 포함함 ―
    을 포함하고,
    상기 회절 피처들은 다이아몬드 형상의 돌출된 리지(ridge)들을 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
41. 제40 항에 있어서,
    상기 다이아몬드 형상의 돌출된 리지들은 실질적으로 60°의 각도로 교차하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
42. 제40 항에 있어서,
    상기 다이아몬드 형상의 돌출된 리지들은 그들 사이에 다이아몬드 형상의 공극(air gap)들을 형성하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
43. 제42 항에 있어서,
    상기 다이아몬드 형상의 공극들은 대향하는 정점들 사이에 "a" 치수 및 "b" 치수를 가지며, a/b 비율은 0.1 내지 0.6인, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
44. 제43 항에 있어서,
    상기 a/b 비율은 0.2 내지 0.5인, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
45. 제40 항에 있어서,
    상기 CPE 격자 영역은 확산 회절의 1 ％ 미만의 효율을 갖는 직접 아웃-커플링 회절을 나타내는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
46. 제40 항에 있어서,
    상기 회절 피처들 위에 코팅이 형성되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
47. 제46 항에 있어서,
    상기 코팅은 상기 회절 피처들의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 재료를 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
48. 제47 항에 있어서,
    상기 코팅의 굴절률은 적어도 2.0인, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
49. 제47 항에 있어서,
    상기 코팅은 컨포멀한, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
50. 제47 항에 있어서,
    상기 코팅은 100 ㎚보다 두껍지 않은, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
51. 제50 항에 있어서,
    상기 코팅은 60 ㎚보다 두껍지 않은, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
52. 제40 항에 있어서,
    상기 제1 CPE 격자 영역의 상기 복수의 회절 피처들은 적어도 두 방향들에서 주기성들을 나타내는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
53. 제52 항에 있어서,
    상기 제1 CPE 격자 영역의 상기 복수의 회절 피처들은 서로에 대해 실질적으로 60°의 각도로 배향된 제1 및 제2 방향들에서 주기성들을 나타내는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
54. 제53 항에 있어서,
    상기 ICG 영역은 상기 제1 방향 및 제2 방향 모두에 대하여 실질적으로 60°의 각도로 배향된 제3 방향에서 주기성을 나타내는 복수의 회절 피처들을 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
55. 제40 항에 있어서,
    상기 기판의 제2 표면 상에 또는 상기 제2 표면 내부에 형성되는 제2 CPE 격자 영역을 더 포함하고, 상기 제2 CPE 격자 영역은, 제1 상호작용을 통해 상기 빔의 전파 방향을 변경하고 제2 상호작용을 통해 상기 빔을 상기 아이피스 도파관으로부터 아웃-커플링하도록 구성되는 복수의 회절 피처들을 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
56. 제55 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 CPE 격자 영역들은 동일한, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
57. 제55 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 빔이 상기 유도 전파 모드로 결합된 후 상기 ICG 영역과 상호작용하는 것을 방지하기에 충분히 큰 두께를 갖는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
58. 제40 항에 있어서,
    상기 빔은 시준되고 직경이 5 ㎜ 이하인, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
59. 제40 항에 있어서,
    상기 광 투과성 기판은 평면형인, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
60. 제40 항에 있어서,
    상기 아이피스 도파관은 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스에 통합되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
61. 제60 항에 있어서,
    상기 아이피스는 복수의 깊이 평면들에서 컬러 이미지들을 디스플레이하도록 구성되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
62. 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관으로서,
    제1 표면 및 제2 표면을 갖는 광 투과성 기판;
    상기 기판의 표면들 중 하나의 표면 상에 또는 상기 하나의 표면 내부에 형성되는 입력 결합 격자(ICG) 영역 ― 상기 ICG 영역은, 광의 입력 빔을 수신하고 상기 입력 빔을 유도 빔으로서 상기 기판에 결합하도록 구성됨 ―;
    상기 기판의 제1 표면 상에 또는 상기 제1 표면 내부에 형성되는 제1 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역 ― 상기 제1 CPE 격자 영역은, 상기 ICG 영역으로부터 상기 유도 빔을 수신하고 복수의 분산된 위치들에서 제1 복수의 회절 빔들을 생성하고 제1 복수의 출력 빔들을 아웃-커플링하도록 배치됨 ―;
    상기 기판의 제2 표면 상에 또는 상기 제2 표면 내부에 형성되는 제2 CPE 격자 영역 ― 상기 제2 CPE 격자 영역은, 상기 ICG 영역으로부터 상기 유도 빔을 수신하고 복수의 분산된 위치들에서 제2 복수의 회절 빔들을 생성하고 제2 복수의 출력 빔들을 아웃-커플링하도록 배치됨 ―;
    상기 제1 CPE 격자 영역에 인접한 제1 리사이클러(recycler) 격자 영역 ― 상기 제1 리사이클러 격자 영역은, 상기 제1 CPE 격자 영역으로부터 상기 제1 복수의 회절 빔들 중 일부를 수신하고, 이들을 상기 제1 CPE 영역으로 다시 전향하도록 위치 및 구성됨 ―; 및
    상기 제2 CPE 격자 영역에 인접한 제2 리사이클러 격자 영역 ― 상기 제2 리사이클러 격자 영역은, 상기 제2 CPE 격자 영역으로부터 상기 제2 복수의 회절 빔들 중 일부를 수신하고, 이들을 상기 제2 CPE 영역으로 다시 전향하도록 위치 및 구성됨 ―
    을 포함하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
63. 제62 항에 있어서,
    상기 제1 CPE 격자 영역은 상기 제2 복수의 회절 빔들을 아웃-커플링하도록 구성되고, 상기 제2 CPE 격자 영역은 상기 제1 복수의 회절 빔들을 아웃-커플링하도록 구성되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
64. 제63 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 복수의 회절 빔들은 상기 제1 및 제2 CPE 격자 영역들과 교호적으로 상호작용하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
65. 제62 항에 있어서,
    상기 제1 CPE 격자 영역 및 제2 CPE 격자 영역은 모두 주기적으로 반복되는 복수의 회절 라인들을 포함하고, 상기 제1 CPE 격자 영역의 회절 라인들은 상기 제2 CPE 격자 영역의 회절 라인들에 대하여 실질적으로 60°의 각도로 배향되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
66. 제65 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 CPE 격자 영역들의 회절 라인들은 동일한 주기를 갖는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
67. 제65 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 CPE 격자 영역들의 회절 라인들은 공통의 마스터 템플릿(common master template)을 사용하여 형성되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
68. 제65 항에 있어서,
    상기 ICG 영역은 주기적으로 반복되는 복수의 회절 라인들을 포함하고, 상기 ICG 영역의 회절 라인들은 상기 제1 CPE 격자 영역의 회절 라인들 및 상기 제2 CPE 격자 영역의 회절 라인들에 대하여 실질적으로 60°의 각도로 배향되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
69. 제68 항에 있어서,
    상기 ICG 영역, 상기 제1 CPE 격자 영역 및 상기 제2 CPE 격자 영역의 회절 라인들은 동일한 주기를 갖는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
70. 제65 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 리사이클러 격자 영역들은 주기적으로 반복되는 복수의 회절 라인들을 포함하고, 상기 제1 및 제2 리사이클러 격자 영역들의 회절 라인들은 상기 제1 CPE 격자 영역의 회절 라인들 및 상기 제2 CPE 격자 영역의 회절 라인들에 대하여 실질적으로 30°의 각도로 배향되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
71. 제62 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 CPE 격자 영역들은 적어도 90 ％ 중첩되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
72. 제62 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 CPE 격자 영역들은 동일한 크기인, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
73. 제72 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 CPE 격자 영역들은 서로 정렬되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
74. 제62 항에 있어서,
    상기 제1 CPE 격자 영역은 적어도 두 방향들로 상기 ICG 영역으로부터 상기 유도 빔들의 파워의 일부들을 회절시킴으로써 상기 제1 복수의 회절 빔들을 생성하도록 구성되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
75. 제74 항에 있어서,
    상기 두 방향들 중 하나는 0 차 회절 빔에 대응하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
76. 제62 항에 있어서,
    상기 제2 CPE 격자 영역은 적어도 두 방향들로 상기 ICG 영역으로부터 상기 유도 빔들의 파워의 일부들을 회절시킴으로써 상기 제2 복수의 회절 빔들을 생성하도록 구성되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
77. 제76 항에 있어서,
    상기 두 방향들 중 하나는 0 차 회절 빔에 대응하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
78. 제62 항에 있어서,
    상기 제1 복수의 회절 빔들은 제1 방향으로 전파되고, 상기 제2 복수의 회절 빔들은 상기 제1 방향에 대하여 실질적으로 60°의 각도로 제2 방향으로 전파되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
79. 제62 항에 있어서,
    상기 입력 빔은 시준되고 직경이 5 ㎜ 이하인, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
80. 제62 항에 있어서,
    상기 광 투과성 기판은 평면형인, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
81. 제62 항에 있어서,
    상기 아이피스 도파관은 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스에 통합되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
82. 제81 항에 있어서,
    상기 아이피스는 복수의 깊이 평면들에서 컬러 이미지들을 디스플레이하도록 구성되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
83. 제62 항에 있어서,
    상기 ICG 영역은 광의 복수의 입력 빔들의 세트를 수신하도록 구성되고, 상기 입력 빔들의 세트는 상기 아이피스 도파관과 연관되는 k-공간 고리의 중심에 위치한 FOV(field of view) 형상을 형성하는 k-벡터들의 세트와 연관되고;
    상기 ICG 영역은, 상기 입력 빔들을 회절시켜 이들을 유도 빔들로서 상기 기판에 결합시키고, 적어도 부분적으로 상기 k-공간 고리 내에서 상기 FOV 형상을 제1 포지션으로 변환하도록 구성되고;
    상기 제1 CPE 격자 영역은 상기 유도 빔들을 회절시켜 적어도 부분적으로 상기 k-공간 고리 내에서 상기 FOV 형상을 제2 포지션으로 변환하도록 구성되고; 그리고
    상기 제2 CPE 격자 영역은 상기 유도 빔들을 회절시켜 적어도 부분적으로 상기 k-공간 고리 내에서 상기 FOV 형상을 제3 포지션으로 변환하도록 구성되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
84. 제83 항에 있어서,
    상기 k-공간 고리의 중심, 상기 제1 포지션 및 상기 제2 포지션은 k-공간에서 제1 정삼각형을 정의하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
85. 제84 항에 있어서,
    상기 k-공간 고리의 중심, 상기 제1 포지션 및 상기 제3 포지션은 k-공간에서 제2 정삼각형을 정의하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
86. 제85 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 정삼각형들은 k-공간에서 한 변을 공유하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
87. 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관으로서,
    광 투과성 기판;
    입력 커플링 격자(ICG) 영역;
    제1 결합 동공 확장기-추출기(CPE) 격자 영역;
    제2 CPE 격자 영역;
    제1 리사이클러 격자 영역; 및
    제2 리사이클러 격자 영역
    을 포함하고,
    상기 ICG 영역은 광의 복수의 입력 빔들의 세트를 수신하도록 구성되고, 상기 입력 빔들의 세트는 상기 아이피스 도파관과 연관된 k-공간 고리의 중심에 위치한 FOV(field of view) 형상을 형성하는 k-벡터들의 세트와 연관되고,
    상기 ICG 영역은 상기 입력 빔들을 회절시켜 이들을 유도 빔들로서 상기 기판에 결합시키고, 적어도 부분적으로 상기 k-공간 고리 내에서 상기 FOV 형상을 제1 포지션으로 변환하도록 구성되고,
    상기 제1 CPE 격자 영역은 상기 유도 빔들을 회절시켜 적어도 부분적으로 상기 k-공간 고리 내에서 상기 FOV 형상을 상기 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로 변환하도록 구성되고,
    상기 제2 CPE 격자 영역은 상기 유도 빔들을 회절시켜 적어도 부분적으로 상기 k-공간 고리 내에서 상기 FOV 형상을 상기 제1 포지션으로부터 제3 포지션으로 변환하도록 구성되고,
    상기 제1 CPE 격자 영역은 상기 유도 빔들을 회절시켜 상기 FOV 형상을 상기 제3 포지션으로부터 상기 k-공간 고리의 중심으로 변환하도록 구성되고,
    상기 제2 CPE 격자 영역은 상기 유도 빔들을 회절시켜 상기 FOV 형상을 상기 제2 포지션으로부터 상기 k-공간 고리의 중심으로 변환하도록 구성되고,
    상기 제1 리사이클러 격자 영역은 상기 유도 빔들을 회절시켜 상기 FOV 형상을 상기 제2 포지션으로부터 상기 제3 포지션으로 변환하도록 구성되고,
    상기 제2 리사이클러 격자 영역은 상기 유도 빔들을 회절시켜 상기 FOV 형상을 상기 제3 포지션으로부터 상기 제2 포지션으로 변환하도록 구성되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
88. 제87 항에 있어서,
    상기 k-공간 고리의 중심, 상기 제1 포지션 및 상기 제2 포지션은 k-공간에서 제1 정삼각형을 정의하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
89. 제88 항에 있어서,
    상기 k-공간 고리의 중심, 상기 제1 포지션 및 상기 제3 포지션은 k-공간에서 제2 정삼각형을 정의하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
90. 제89 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 정삼각형들은 k-공간에서 한 변을 공유하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
91. 제87 항에 있어서,
    상기 제1 CPE 격자 영역 및 제2 CPE 격자 영역은 상기 광 투과성 기판의 대향 면(opposing side)들 상에 또는 상기 대향 면들 내부에 형성되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
92. 제87 항에 있어서,
    상기 유도 빔들은 상기 제1 및 제2 CPE 격자 영역들과 교호적으로 상호작용하는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
93. 제87 항에 있어서,
    상기 제1 CPE 격자 영역과 연관된 1 차 격자 벡터는 상기 제2 CPE 격자 영역과 연관된 1 차 격자 벡터와 동일한 크기를 갖는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
94. 제93 항에 있어서,
    상기 ICG 영역과 연관된 1 차 격자 벡터는 상기 제1 CPE 격자 영역과 연관된 1 차 격자 벡터 및 상기 제2 CPE 격자 영역과 연관된 1 차 격자 벡터와 동일한 크기를 갖는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
95. 제93 항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 리사이클러 영역과 연관된 1 차 격자 벡터는 ±(CPE1 - CPE2)와 동일하고, 상기 CPE1은 상기 제1 CPE 영역과 연관된 1 차 격자 벡터이고, 상기 CPE2는 상기 제2 CPE 영역과 연관된 1 차 격자 벡터인, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
96. 제87 항에 있어서,
    상기 아이피스 도파관은 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스에 통합되어 있는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
97. 제96 항에 있어서,
    상기 아이피스는 복수의 깊이 평면들에서 컬러 이미지들을 디스플레이하도록 구성되는, 증강 현실 디스플레이 시스템용 아이피스 도파관.
    

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