RU2772076C2 - Light guide optical element with multi-axis expansion of internal aperture - Google Patents
Light guide optical element with multi-axis expansion of internal aperture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772076C2 RU2772076C2 RU2020100274A RU2020100274A RU2772076C2 RU 2772076 C2 RU2772076 C2 RU 2772076C2 RU 2020100274 A RU2020100274 A RU 2020100274A RU 2020100274 A RU2020100274 A RU 2020100274A RU 2772076 C2 RU2772076 C2 RU 2772076C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- faces
- light guide
- sets
- pair
- light
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical Effects 0.000 title claims abstract description 48
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 28
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 22
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 22
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 230000000051 modifying Effects 0.000 claims description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 240000005428 Pistacia lentiscus Species 0.000 claims 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000000887 Face Anatomy 0.000 description 108
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 21
- 230000001902 propagating Effects 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 11
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 206010022114 Injury Diseases 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 1
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000003190 augmentative Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 230000023298 conjugation with cellular fusion Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated Effects 0.000 description 1
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000021037 unidirectional conjugation Effects 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение в целом имеет отношение к расширению оптической апертуры.The present invention generally relates to optical aperture expansion.
Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for the creation of the invention
В наголовном дисплее дополненной реальности используется проектор, имеющий небольшую апертуру и световод, увеличивающий (расширяющий) эту небольшую апертуру для проецирования апертуры большего размера для освещения желаемой фокальной зоны. Если проецируемая апертура широкая, то расширение происходит в одном измерении. Если проецируемая апертура небольшая (например, в случае двумерного (2D) световода), то расширение световода происходит в двух измерениях.An AR head-mounted display uses a projector having a small aperture and a light guide that enlarges (expands) that small aperture to project a larger aperture to illuminate the desired focal area. If the projected aperture is wide, then the expansion occurs in one dimension. If the projected aperture is small (for example, in the case of a two-dimensional (2D) light guide), then the expansion of the light guide occurs in two dimensions.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложен световодный оптический элемент с расширением внутренней апертуры по меньшей мере в двух измерениях. Таким образом, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения предложено оптическое устройство, содержащее (а) световод, имеющий: (i) первую пару внешних поверхностей, параллельных одна другой, и (ii) по меньшей мере два набора граней, при этом каждый из наборов: (А) включает в себя множество частично отражающих граней, параллельных одна другой, и (В) расположен между упомянутой первой парой внешних поверхностей, и (b) при этом в каждом из упомянутых наборов граней соответственные грани расположены (i) под косым углом относительно упомянутой первой пары внешних поверхностей, и (ii) непараллельно относительно другого из упомянутых наборов граней.In some embodiments, the implementation of the present invention provides a light guide optical element with the expansion of the internal aperture of at least two dimensions. Thus, in accordance with one embodiment of the present invention, an optical device is provided, comprising (a) a light guide having: (i) a first pair of outer surfaces parallel to one another, and (ii) at least two sets of faces, each of the sets: (A) includes a plurality of partially reflecting faces parallel to one another, and (B) is located between said first pair of outer surfaces, and (b) wherein in each of said sets of faces, the respective faces are located (i) under the oblique an angle with respect to said first pair of outer surfaces, and (ii) non-parallel with respect to another of said sets of faces.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутый световод содержит полностью два из упомянутых наборов граней.According to another feature of one of the embodiments of the present invention, said light guide comprises two of said facet sets in total.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения световод содержит полностью три из упомянутых наборов граней.In accordance with another feature of one of the embodiments of the present invention, the light guide contains all three of the said sets of faces.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения по меньшей мере первый набор из упомянутых наборов граней обеспечивает сплошное перекрывание при наблюдении в направлении обзора соответствующего участка размещения упомянутого первого набора граней, так что по меньшей мере часть света в упомянутом направлении обзора проходит через по меньшей мере одну грань из по меньшей мере двух наборов граней в упомянутом световоде.In accordance with another feature of one of the embodiments of the present invention, at least a first set of said sets of facets provides a continuous overlap when viewed in the direction of view of the corresponding location of the said first set of faces, so that at least part of the light in the mentioned direction of view passes through at least one face from at least two sets of faces in said light guide.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения каждый из упомянутых наборов граней заполняет участок перекрывания, при этом упомянутое заполнение представляет собой участок размещения каждого из упомянутых наборов граней, и при этом упомянутые участки перекрывания двух из упомянутых наборов граней по меньшей мере частично перекрываются.In accordance with another feature of one of the embodiments of the present invention, each of said sets of faces fills the area of overlap, while said filling is the location of each of the mentioned sets of faces, and at the same time, said areas of overlap of two of the mentioned sets of faces at least partially overlap.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения световод представляет собой односекционный световод, включающий в себя: (а) первый набор из упомянутых наборов граней, иIn accordance with another feature of one of the embodiments of the present invention, the light guide is a single-section light guide, including: (a) the first set of said sets of faces, and
(b) второй набор из упомянутых наборов граней, причем упомянутые первый и второй наборы перекрываются в одной плоскости по толщине упомянутого световода, при этом упомянутая толщина определяется между упомянутой первой парой внешних поверхностей.(b) a second set of said sets of facets, wherein said first and second sets overlap in the same plane along the thickness of said light guide, said thickness being defined between said first pair of outer surfaces.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения (а) упомянутый световод имеет толщину, определяемую между упомянутой первой парой внешних поверхностей, (b) грани первого из упомянутых наборов граней простираются по упомянутой толщине так, что охватывают первый слой от первого значения толщины до второго значения толщины, иIn accordance with another feature of one of the embodiments of the present invention (a) said light guide has a thickness defined between said first pair of outer surfaces, (b) faces of the first of said sets of faces extend through said thickness so as to enclose the first layer from the first value thickness to the second thickness value, and
(c) грани второго из упомянутых наборов граней простираются по упомянутой толщине так, что охватывают второй слой от третьего значения толщины до четвертого значения толщины.(c) the faces of the second of said sets of faces extend through said thickness so as to enclose the second layer from a third thickness value to a fourth thickness value.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутый первый слой и упомянутый второй слой охватывают перекрывающиеся слои.According to another feature of one embodiment of the present invention, said first layer and said second layer encompass overlapping layers.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутый первый слой и упомянутый второй слой охватывают одну и ту же толщину слоев.According to another feature of one of the embodiments of the present invention, said first layer and said second layer cover the same thickness of the layers.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутый первый слой и упомянутый второй слой не перекрываются.According to another feature of one embodiment of the present invention, said first layer and said second layer do not overlap.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения секция граней ограничена ограничивающей парой поверхностей, параллельных упомянутой первой паре внешних поверхностей, или совпадающих с ней, при этом упомянутая секция содержит по меньшей мере один из упомянутых наборов граней.In accordance with another feature of one of the embodiments of the present invention, the section of faces is limited by a bounding pair of surfaces parallel to or coinciding with said first pair of external surfaces, while said section contains at least one of the mentioned sets of faces.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутый световод является односекционным световодом, включающим в себя первую секцию из упомянутой секции граней, при этом упомянутая первая секция содержит два из упомянутых наборов граней.According to another feature of one embodiment of the present invention, said light guide is a single section light guide including a first section of said facet section, said first section comprising two of said facet sets.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутый световод является двухсекционным световодом, включающим в себя: (а) первую секцию из упомянутой секции граней, содержащую первую ограничивающую пару поверхностей, и (b) вторую секцию из упомянутой секции граней, содержащую вторую ограничивающую пару поверхностей, при этом одна поверхность упомянутой первой ограничивающей пары поверхностей прилегает к одной поверхности упомянутой второй ограничивающей пары поверхностей, при этом упомянутые первая и вторая ограничивающие пары поверхностей являются параллельными.In accordance with another feature of one of the embodiments of the present invention, said light guide is a two-section light guide, including: (a) a first section of said facet section containing a first bounding pair of surfaces, and (b) a second section of said facet section containing a second bounding pair of surfaces, wherein one surface of said first bounding pair of surfaces is adjacent to one surface of said second bounding pair of surfaces, wherein said first and second bounding pairs of surfaces are parallel.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутый световод является трехсекционным световодом, также включающим в себя третью секцию из упомянутой секции граней, содержащую третью ограничивающую пару поверхностей, при этом одна поверхность упомянутой третьей ограничивающей пары поверхностей прилегает к одной поверхности либо упомянутой первой ограничивающей пары поверхностей, либо упомянутой второй ограничивающей пары поверхностей, и при этом упомянутая третья ограничивающая пара ограничивающих поверхностей параллельна упомянутым первой и второй ограничивающим парам поверхностей.In accordance with another feature of one of the embodiments of the present invention, said light guide is a three-section light guide, also including a third section of said edge section, containing a third bounding pair of surfaces, wherein one surface of said third bounding pair of surfaces is adjacent to one surface or said a first bounding pair of surfaces, or said second bounding pair of surfaces, wherein said third bounding pair of bounding surfaces is parallel to said first and second bounding pairs of surfaces.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутый световод включает в себя (а) первую секцию из упомянутой секции граней, содержащую первую ограничивающую пару поверхностей, и (b) вторую секцию из упомянутой секции граней, содержащую вторую ограничивающую пару поверхностей, (с) при этом упомянутые первая и вторая ограничивающие пары поверхностей являются параллельными; и (d) по меньшей мере одну поверхность контакта, при этом каждая упомянутая поверхность контакта (i) находится по меньшей мере частично между двумя секциями, и (ii) параллельна упомянутой первой паре внешних поверхностей, (е) при этом упомянутой поверхностью контакта является по меньшей мере одна поверхность, выбранная из группы, которую составляют: (i) частично отражающая поверхность, (ii) частично отражающее оптическое покрытие, (iii) переходной участок от материала одной из секций к иному материалу другой из упомянутых секций, (iv) покрытие, изменяющее поляризацию, и (v) гибкий промежуточный слой.According to another feature of one of the embodiments of the present invention, said light guide includes (a) a first section of said edge section, comprising a first boundary pair of surfaces, and (b) a second section of said edge section, comprising a second boundary pair of surfaces, (c) wherein said first and second boundary pairs of surfaces are parallel; and (d) at least one contact surface, wherein each said contact surface (i) is at least partially between the two sections, and (ii) is parallel to said first pair of outer surfaces, (e) wherein said contact surface is at least one surface selected from the group consisting of: (i) a partially reflective surface, (ii) a partially reflective optical coating, (iii) a transitional area from the material of one of the sections to another material of the other of the said sections, (iv) a coating, polarization-changing; and (v) a flexible interlayer.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения второй из упомянутых наборов граней выполнен так, чтобы осуществлять выведение света из упомянутого световода, при этом упомянутый второй набор граней, имеющий фиксированное количество граней, перекрывается по оптической оси в направлении заданной точки наблюдения выведения света из упомянутого световода через одну из упомянутой первой пары внешних поверхностей.According to another feature of one of the embodiments of the present invention, the second of said sets of facets is configured to output light from said light guide, wherein said second set of faces, having a fixed number of faces, overlaps along the optical axis in the direction of a predetermined viewpoint of the output. light from said light guide through one of said first pair of outer surfaces.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения также предложено (а) устройство ввода, выполненное так, чтобы направлять свет в упомянутый световод так, чтобы упомянутый свет распространялся посредством внутреннего отражения от упомянутой первой пары внешних поверхностей через упомянутый световод в направлении распространения первой составляющей в плоскости, и (b) при этом в каждом из упомянутых наборов граней соответствующие грани ориентированы для преломления части упомянутого света, направляемого посредством внутреннего отражения упомянутого световода для распространения по упомянутому световоду в направлении распространения второй составляющей в плоскости, непараллельной упомянутой первой составляющей в плоскости.According to another feature of one embodiment of the present invention, there is also provided (a) an input device configured to direct light into said light guide so that said light propagates by internal reflection from said first pair of outer surfaces through said light guide in the direction of propagation of the first component in the plane, and (b) wherein in each of said sets of faces, the corresponding faces are oriented to refract a part of said light directed by internal reflection of said light guide to propagate along said light guide in the direction of propagation of the second component in a plane not parallel to said first component in planes.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутое устройство ввода представляет собой второй световод, включающий в себя: (а) вторую пару внешних поверхностей, параллельных одна другой, и (b) набор граней.According to another feature of one embodiment of the present invention, said input device is a second light guide including: (a) a second pair of outer surfaces parallel to one another, and (b) a set of facets.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения в по меньшей мере одном из упомянутых наборов граней расстояние между каждой из упомянутых частично отражающих граней выполнено таким, чтобы в поле обзора изображения, отражаемого упомянутым одним из упомянутых наборов граней, шаг, с которым происходит распространение двойного отражения по упомянутому световоду, не совпадал с целым значением упомянутого расстояния.In accordance with another distinctive feature of one of the embodiments of the present invention, in at least one of the mentioned sets of faces, the distance between each of the mentioned partially reflecting faces is made such that in the field of view of the image reflected by the mentioned one of the mentioned sets of faces, the step with which double reflection propagates along said fiber, did not coincide with the integer value of said distance.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения первый угол упомянутых частично отражающих граней в первом наборе из упомянутых по меньшей мере двух наборов граней, отличается от второго угла упомянутых частично отражающих граней во втором наборе из упомянутых по меньшей мере двух наборов граней, при этом упомянутые углы заданы относительно упомянутой первой пары внешних поверхностей.According to another feature of one of the embodiments of the present invention, the first angle of said partially reflective faces in the first set of said at least two sets of faces is different from the second angle of said partially reflective faces in the second set of said at least two sets of faces, wherein said angles are given relative to said first pair of outer surfaces.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения первый угол упомянутых частично отражающих граней в первом наборе из упомянутых по меньшей мере двух наборов граней по существу такой же, как и второй угол упомянутых частично отражающих граней во втором наборе из упомянутых по меньшей мере двух наборов граней, при этом упомянутые углы заданы относительно упомянутой первой пары внешних поверхностей, и упомянутый первый набор повернут относительно упомянутого второго набора.According to another feature of one of the embodiments of the present invention, the first angle of said partially reflective faces in the first set of said at least two sets of faces is substantially the same as the second angle of said partially reflective faces in the second set of said at least two sets of faces, wherein said angles are given relative to said first pair of outer surfaces, and said first set is rotated relative to said second set.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения также предложен (а) источник света, обеспечивающий введение освещения в упомянутый световод, и (b) модулятор изображения, отражающий распространяемый свет, генерируемый упомянутым световодом из упомянутого введенного освещения, при этом отражение создает отраженный свет изображения, который пересекает упомянутый световод.In accordance with another aspect of one embodiment of the present invention, there is also provided (a) a light source for introducing illumination into said light guide, and (b) an image modulator reflecting the propagated light generated by said light guide from said introduced illumination, wherein the reflection produces reflected image light that crosses said light guide.
В соответствии с идеями одного из вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ производства оптического устройства, при этом упомянутое оптическое устройство содержит световод, имеющий: (i) по меньшей мере два набора граней между первой парой внешних поверхностей, (ii) упомянутые внешние поверхности параллельны одна другой, (iii) каждый из упомянутых наборов граней содержит множество частично отражающих граней, параллельных один другому, и при этом в каждом из упомянутых наборов граней упомянутые соответствующие грани располагаются: под косым углом относительно упомянутой первой пары внешних поверхностей, и непараллельно относительно другого из упомянутых наборов граней, при этом способ включает: (а) обеспечение наличия первого массива частично отражающих граней, (b) обеспечение наличия второго массива частично отражающих граней, и (с) оптическое соединение упомянутого первого массива и упомянутого второго массива так, чтобы грани упомянутого первого массива и грани упомянутого второго массива были под косым углом относительно упомянутой первой пары внешних поверхностей, и были непараллельны одна другой.In accordance with the ideas of one of the embodiments of the present invention, a method for manufacturing an optical device is provided, wherein said optical device comprises a light guide having: (i) at least two sets of faces between a first pair of outer surfaces, (ii) said outer surfaces are parallel to one another , (iii) each of said sets of faces contains a plurality of partially reflecting faces parallel to one another, and in each of said sets of faces, said corresponding faces are located: at an oblique angle with respect to said first pair of outer surfaces, and not parallel with respect to the other of said sets faces, wherein the method includes: (a) providing a first array of partially reflective faces, (b) providing a second array of partially reflective faces, and (c) optically connecting said first array and said second array so that the faces of said first array and facets said second array were at an oblique angle with respect to said first pair of outer surfaces, and were not parallel to one another.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутое оптическое соединение выполняется прижатием одного к другому упомянутых первого и второго массивов с мастикоподобным клеем между упомянутыми первым и вторым массивами.According to another feature of one of the embodiments of the present invention, said optical connection is made by pressing one against the other said first and second arrays with a mastic-like adhesive between said first and second arrays.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения первый угол упомянутых частично отражающих граней в упомянутом первом массиве отличается от второго угла упомянутых частично отражающих граней в упомянутом втором массиве, при этом упомянутые углы заданы относительно соответствующих внешних поверхностей упомянутых массивов.In accordance with another feature of one embodiment of the present invention, the first angle of said partially reflective faces in said first array is different from the second angle of said partially reflective faces in said second array, wherein said angles are given relative to the respective outer surfaces of said arrays.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения первый угол упомянутых частично отражающих граней в упомянутом первом массиве по существу такой же, как и второй угол упомянутых частично отражающих граней в упомянутом втором массиве, при этом упомянутые углы заданы относительно соответствующих внешних поверхностей упомянутых массивов, и упомянутый первый массив повернут относительно упомянутого второго массива перед оптическим соединением упомянутых массивов.According to another feature of one of the embodiments of the present invention, the first angle of said partially reflective faces in said first array is substantially the same as the second angle of said partially reflective faces in said second array, wherein said angles are given relative to the respective outer surfaces of said arrays, and said first array is rotated with respect to said second array before the optical connection of said arrays.
Также в соответствии с идеями одного из вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ производства оптического устройства, которое содержит световод, имеющий: (i) по меньшей мере два набора граней между первой парой внешних поверхностей, (ii) упомянутые внешние поверхности параллельны одна другой, (iii) каждый из упомянутых наборов граней содержит множество частично отражающих граней, параллельных одна другой, и при этом в каждом из упомянутых наборов граней упомянутые соответствующие грани располагаются под косым углом относительно упомянутой первой пары внешних поверхностей, и непараллельно относительно другого из упомянутых наборов граней, при этом упомянутый метод включает: (а) обеспечение наличия множества прозрачных плоских окон, имеющих частично отражающие поверхности; (b) оптическое соединение упомянутых окон между собой так, чтобы образовывать первый пакет, (с) разрезание упомянутого первого пакета для образования множества первых плоских массивов, при этом упомянутое разрезание выполняют через множество упомянутых окон и под косым углом относительно по меньшей мере двух пар противолежащих сторон упомянутого первого пакета, (d) оптическое соединение между собой множества упомянутых первых плоских массивов так, чтобы образовывался пакет массивов, и (е) разрезание упомянутого пакета массивов для образования по меньшей мере одного упомянутого световода, при этом упомянутое разрезание выполняют через множество упомянутых первых плоских массивов и под косым углом относительно по меньшей мере двух пар противолежащих сторон упомянутого пакета массивов.Also in accordance with the teachings of one of the embodiments of the present invention, there is provided a method for manufacturing an optical device that comprises a light guide having: (i) at least two sets of edges between a first pair of outer surfaces, (ii) said outer surfaces are parallel to one another, (iii) ) each of said sets of faces contains a plurality of partially reflecting faces parallel to one another, and in each of said sets of faces, said corresponding faces are located at an oblique angle relative to said first pair of outer surfaces, and not parallel to the other of said sets of faces, while said method includes: (a) providing a plurality of transparent flat windows having partially reflective surfaces; (b) optically connecting said windows to each other so as to form a first package, (c) cutting said first package to form a plurality of first flat arrays, wherein said cutting is performed through a plurality of said windows and at an oblique angle relative to at least two pairs of opposite sides of said first stack, (d) optically interconnecting a plurality of said first flat arrays so as to form a stack of arrays, and (e) cutting said stack of arrays to form at least one said fiber, wherein said cutting is performed through a plurality of said first flat arrays and at an oblique angle with respect to at least two pairs of opposite sides of said stack of arrays.
В соответствии с другой отличительной особенностью одного из вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутые первые плоские массивы полируют и наносят покрытие перед оптическим соединением для образования упомянутого пакета массивов.According to another feature of one embodiment of the present invention, said first planar arrays are polished and coated before the optical connection to form said array stack.
Также в соответствии с идеями одного из вариантов осуществления настоящего изобретения предоставлен способ расширения оптической апертуры в двух измерениях путем получения изображения введением света в вышеуказанное оптическое устройство.Also in accordance with the ideas of one of the embodiments of the present invention, there is provided a method for expanding an optical aperture in two dimensions by obtaining an image by introducing light into the above optical device.
Краткое описание фигурBrief description of the figures
Варианты осуществления настоящего изобретения описаны ниже исключительно в качестве примеров, со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых:Embodiments of the present invention are described below, by way of example only, with reference to the accompanying figures, in which:
Фиг. 1 - приведенное в качестве примера схематическое изображение, иллюстрирующее эффект расширения пучка в световоде, имеющем два перекрывающихся набора частично отражающих внутренних граней;Fig. 1 is an exemplary schematic diagram illustrating the effect of beam broadening in a light guide having two overlapping sets of partially reflective inner facets;
Фиг. 2 - схематическое изображение приведенного в качестве примера варианта исполнения световода;Fig. 2 is a schematic representation of an exemplary embodiment of a light guide;
Фиг. 3 - вид сбоку схемы распространения света в световоде;Fig. 3 is a side view of a scheme for the propagation of light in a light guide;
Фиг. 4 - график зависимости отражательной способности от угла для различных покрытий, имеющих различный диапазон изменения отражательной способности;Fig. 4 is a plot of reflectivity versus angle for various coatings having different reflectivity ranges;
Фиг. 5 - геометрические оптические свойства световода в зависимости от углового расположения;Fig. 5 - geometric optical properties of the light guide depending on the angular position;
Фиг. 6 - угловое расположение граней световода;Fig. 6 - angular arrangement of the faces of the light guide;
Фиг. 7 - геометрические оптические свойства второго набора граней;Fig. 7 - geometric optical properties of the second set of faces;
Фиг. 8 - схема углового расположения граней и границ покрытий в альтернативном варианте исполнения;Fig. 8 is a diagram of the angular arrangement of faces and boundaries of coatings in an alternative embodiment;
Фиг. 9 - еще один вариант исполнения световода, в котором части первой секции и второй секции перекрываются по толщине световода с образованием односекционного световода, имеющего пересекающиеся грани;Fig. 9 shows another embodiment of the light guide, in which parts of the first section and the second section overlap along the thickness of the light guide to form a single-section light guide having intersecting edges;
Фиг. 10 - способ производства двухсекционного световода;Fig. 10 - a method for the production of a two-section light guide;
Фиг. 11 - приведенный в качестве примера способ производства односекционного световода;Fig. 11 is an exemplary method for manufacturing a single-section light guide;
Фиг. 12А - освещение с боковых сторон;Fig. 12A - lighting from the sides;
Фиг. 12В - освещение сверху, этот вариант исполнения уменьшает затемнение бокового периферийного обзора;Fig. 12V - lighting from above, this version reduces the darkening of the side peripheral view;
Фиг. 12С - освещение из центра (между двумя световодами), где аппаратные части проекторов (правого и левого) могут быть объединены для уменьшения габаритов и веса;Fig. 12C - lighting from the center (between two light guides), where the hardware parts of the projectors (right and left) can be combined to reduce size and weight;
Фиг. 12D - освещение сверху, что обеспечивает почти полный периферийный незатемненный обзор;Fig. 12D - lighting from above, which provides an almost complete peripheral unobscured view;
Фиг. 12Е - освещение под углом ниже расположения глаза;Fig. 12E - illumination at an angle below the location of the eye;
Фиг. 13 - вариант показанных выше конструкций;Fig. 13 is a variant of the structures shown above;
Фиг. 14А и Фиг. 14В - схематические изображения расположения световода с использованием конструкции, показанной на Фиг. 13;Fig. 14A and FIG. 14B are schematic representations of a light guide arrangement using the construction shown in FIG. thirteen;
Фиг. 15 - схематическое изображение распространения света в световоде;Fig. 15 is a schematic representation of the propagation of light in a light guide;
Фиг. 16А - график отражательной способности (отражающий профиль) покрытия грани, выполненного так, чтобы отражать лучи света, падающие под большим углом;Fig. 16A is a plot of the reflectivity (reflective profile) of a facet coating designed to reflect light rays incident at a high angle;
Фиг. 16В - угловое расположение конструкции в приведенном в качестве примера решении;Fig. 16B shows the angular arrangement of the structure in the exemplary solution;
Фиг. 17 - схематическое изображение распространения света перевернутого изображения;Fig. 17 is a schematic representation of the light propagation of an inverted image;
Фиг. 18А - схематическое изображение направлений отражений при распространении лучей света в световоде 173;Fig. 18A is a schematic representation of the directions of reflections during the propagation of light rays in the
Фиг. 18В - схематическое изображение вида спереди комбинированного световода 173, в котором объединены три секции граней;Fig. 18B is a schematic front view of a combined
Фиг. 18С - схематическое изображение направлений отражений при распространении лучей света в световоде 173 в еще одном варианте исполнения трех секций граней;Fig. 18C is a schematic representation of the directions of reflections during the propagation of light rays in the
Фиг. 19А - круговая диаграмма альтернативного направления ввода света в световод;Fig. 19A is a pie chart of an alternative direction for introducing light into the light guide;
Фиг. 19В - схематическое изображение световода, в котором используется круговая диаграмма, показанная на Фиг. 19А;Fig. 19B is a schematic view of a light guide using the circle pattern shown in FIG. 19A;
Фиг. 19С - схема распространения лучей в упомянутом световоде;Fig. 19C is a diagram of the propagation of rays in the said light guide;
Фиг. 20 - круговая диаграмма альтернативного варианта исполнения с гранями с другой стороны изображения;Fig. 20 is a circle diagram of an alternative embodiment with facets on the other side of the image;
Фиг. 21 - гибридная система, в которой отражающие грани объединены с дифракционными решетками;Fig. 21 shows a hybrid system in which reflective facets are combined with diffraction gratings;
Фиг. 22А - секции, разделенные покрытием с частичным отражением;Fig. 22A - sections separated by a coating with partial reflection;
Фиг. 22В - альтернативное компактное оптическое устройство;Fig. 22V - alternative compact optical device;
Фиг. 22С - альтернативный вариант исполнения с полупрозрачным отражателем;Fig. 22C - an alternative version with a translucent reflector;
Фиг. 23 - схематическое изображение распространения света в световоде с неоптимальным расширением;Fig. 23 is a schematic representation of the propagation of light in a light guide with a non-optimal expansion;
Фиг. 24А - приведенные в качестве примера две одинаковые пересекающиеся секции граней, имеющие соединительную призму, используемую для ввода входного пучка в световод;Fig. 24A are exemplary two identical intersecting facet sections having a connecting prism used to introduce the input beam into the light guide;
Фиг. 24В - вариант исполнения, в котором световод отполирован под углом и к отшлифованной плоскости сверху присоединена призма;Fig. 24B shows an embodiment in which the light guide is polished at an angle and a prism is attached to the polished plane from above;
Фиг. 24С - вариант исполнения с присоединением призмы к вертикальному торцу световода;Fig. 24C - version with prism attached to the vertical end of the light guide;
Фиг. 24D - объединение призмы с генератором изображения с использованием поляризационного разделителя луча;Fig. 24D illustrates the combination of a prism with an image generator using a polarizing beam splitter;
Фиг. 25 - предохранительный связующий элемент между секциями;Fig. 25 - safety connecting element between sections;
Фиг. 26А и Фиг. 26В - соответственно виды сбоку и спереди двухмерного (2D) световода, обеспечивающего ввод в двухсекционный световод;Fig. 26A and FIG. 26B are side and front views, respectively, of a two-dimensional (2D) light guide providing entry into a two-section light guide;
Фиг. 27А и Фиг. 27В - соответственно виды сбоку и спереди одномерного (1D) световода с вводом в двухсекционный световод;Fig. 27A and FIG. 27B are side and front views, respectively, of a one-dimensional (1D) light guide with an insertion into a two-section light guide;
Фиг. 28 - круговая диаграмма нежелательного изображения, перекрывающего виртуальное изображение;Fig. 28 is a pie chart of an unwanted image overlapping a virtual image;
Фиг. 29А - козырек, предотвращающий попадание в световод света, падающего под большим углом;Fig. 29A - a visor that prevents light falling at a large angle from entering the light guide;
На Фиг. 29В показано покрытие со свойствами, зависящими от угла, для предотвращения попадания в световод света, падающего под большим углом;On FIG. 29B shows a coating with angle dependent properties to prevent high angle light from entering the fiber;
Фиг. 30 - альтернативное расположение секций;Fig. 30 - alternative arrangement of sections;
Фиг. 31 - вид сбоку приведенного в качестве примера световодного оптического элемента (LOE), выполненого так, чтобы использовать в упомянутом варианте исполнения;Fig. 31 is a side view of an exemplary light guide optical element (LOE) configured for use in said embodiment;
Фиг. 32А - схематическое изображение вида сбоку приведенной в качестве примера системы освещения;Fig. 32A is a schematic side view of an exemplary lighting system;
на Фиг. 32В приведено схематическое изображение вида спереди приведенной в качестве примера системы освещения.in FIG. 32B is a schematic front view of an exemplary lighting system.
Подробное описание первого варианта осуществления настоящего изобретения, показанного на Фиг. 1-32ВA detailed description of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1-32V
Составные части и работа системы в соответствии с настоящим вариантом осуществления настоящего изобретения могут быть лучше поняты при обращении к фигурам и сопровождающему их описанию. Настоящее изобретение представляет собой систему для расширения оптической апертуры. В целом, проектор изображений, имеющий небольшую апертуру, проецирует входной пучок, который расширяется световодом, имеющим более чем один набор параллельных частично отражающих поверхностей, или "граней", предпочтительно имеющих оптимизированные покрытия. В альтернативных вариантах исполнения используется комбинация граней и дифракционных элементов. Это снижает потребность в расширении апертуры за пределы прозрачного световода, и уменьшает габариты и вес системы.The constituent parts and operation of the system in accordance with the present embodiment of the present invention can be better understood with reference to the figures and their accompanying description. The present invention is a system for expanding an optical aperture. In general, a small aperture image projector projects an input beam that is expanded by a light guide having more than one set of parallel partially reflective surfaces, or "facets", preferably having optimized coatings. Alternative versions use a combination of facets and diffractive elements. This reduces the need to expand the aperture beyond the transparent fiber, and reduces the size and weight of the system.
Оптическое устройство включает в себя световод, имеющий первую пару внешних поверхностей, параллельных одна другой, и по меньшей мере два набора граней. Каждый из наборов включает в себя множество частично отражающих граней, параллельных одна другой, расположенных между первой парой внешних поверхностей. В каждом из наборов граней соответствующие грани находятся под косым углом относительно первой пары внешних поверхностей и непараллельны относительно другого из наборов граней.The optical device includes a light guide having a first pair of outer surfaces parallel to one another and at least two sets of faces. Each of the sets includes a plurality of partially reflective faces, parallel to each other, located between the first pair of outer surfaces. In each of the face sets, the corresponding faces are at an oblique angle with respect to the first pair of outer surfaces and are non-parallel with respect to the other of the face sets.
На Фиг. 31 показан вид сбоку приведенного в качестве примера световодного оптического элемента (LOE) 903, выполненого так, чтобы использовать в упомянутом варианте исполнения. Первая отражающая поверхность 916 освещается входящим направленным световым лучом 4 (входным пучком), исходящим из источника света 2. В контексте настоящего описания источник света 2 также именуется как "проектор". Для наглядности на прилагаемых фигурах в целом изображен только один луч света, входящий луч света, входящий пучок 4, также именуемый как "пучок" или "входящий луч". В целом, везде, где изображение представлено в данном описании световым пучком, следует отметить, что пучок является дискретным пучком изображения, обычно образованного множеством расходящихся пучков, каждый из которых соответствует точке или пикселю изображения. За исключением конкретного обозначения края изображения, изображенные пучки обычно представляют собой среднюю точку изображения. Иначе говоря, свет соответствует изображению, и центральный луч представляет собой центральный луч из центра изображения или центрального пикселя изображения.On FIG. 31 is a side view of an exemplary light guide optical element (LOE) 903 configured for use in the above embodiment. The first
Первая зона 954 является близкой ко входному пучку 4, где освещение изображения вводится в световод 920. Отражающая поверхность 916 по меньшей мере частично отражает падающий свет входного пучка 4 из источника 2 так, что свет захватывается внутри световода 920 внутренним отражением, как правило, полным внутренним отражением (TIR). Световод 920 обычно представляет собой прозрачную подложку, и при этом именуется как "плоская подложка", "светопропускающая подложка" и волновод. Световод 920 включает в себя по меньшей мере две (основные, внешние) поверхности, обычно параллельные одна другой, показанные на упомянутой фигуре в виде задней (основной) поверхности 926 и фронтальной (основной) поверхности 926А. Следует отметить, что обозначения "фронтальный" и "задний" по отношению к основным поверхностям (926, 926А) приведены для удобства пользования. Ввод в световод 920 может осуществляться через различные поверхности, такие как фронтальная, задняя, боковые грани или любая другая желаемая поверхность ввода.The
Входной пучок 4 входит в подложку световода на ближнем конце подложки (правая сторона фигуры). Свет распространяется через световод 920 и одну или несколько граней, обычно через по меньшей мере множество граней и обычно через несколько граней, по направлению к дальнему концу световода 920 (левая сторона фигуры). Световод 920 обычно направляет лучи распространяющегося света в подложку посредством внутреннего отражения от внешних поверхностей.The
Факультативно после отражения от внутренних поверхностей подложки 920 захваченные волны достигают набора избирательно отражающих поверхностей (граней) 922, которые выводят свет из подложки в глаз 10 наблюдателя. На упомянутой приведенной в качестве примера фигуре захваченный луч последовательно выводится из подложки 920 двумя разными частично отражающими поверхностями 922 в точках 944.Optionally, upon reflection from the interior surfaces of the
Внутренние частично отражающие поверхности, такие как набор избирательно отражающих поверхностей 922, в целом именуются "гранями" в контексте настоящего описания. Для применения в приборах дополненной реальности грани являются частично отражающими, что позволяет свету из окружающего пространства проходить через фронтальную поверхность 926А, проходить через подложку, содержащую грани, и выходить из подложки через заднюю поверхность 926 в глаз 10 наблюдателя. Приведенный в качестве примера луч 942 показывает свет входного пучка 4, частично отраженный от отражающей поверхности 916, и приведенный в качестве примера луч 941 показывает свет входного пучка 4, частично прошедший сквозь отражающую поверхность 916.Internal partially reflective surfaces, such as a set of selectively
Внутренние частично отражающие поверхности 922 в целом по меньшей мере частично пересекают световод 920 под косым углом (т.е. непараллельно - ни параллельно, ни перпендикулярно) к направлению протяженности световода 920. Частичное отражение может быть осуществлено различными методами, включая, но без ограничения ими, пропускание части света или использование поляризации.Internal partially
Световод 920 факультативно имеет вторую пару внешних поверхностей (не показана на упомянутом виде сбоку), параллельных друг другу и непараллельных первой паре внешних поверхностей. В некоторых вариантах исполнения вторая пара внешних поверхностей является перпендикулярной первой паре внешних поверхностей. Обычно каждая из граней расположена под косым углом ко второй паре внешних поверхностей. В других случаях, когда отражения от внешних поверхностей световода нежелательны, упомянутые внешние поверхности, как правило, оставляют неотполированными и/или наносят на них светопоглощающее (например, черное) покрытие для минимизирования нежелательных отражений.The
На Фиг. 1 показано приведенное в качестве примера схематическое изображение, иллюстрирующее эффект расширения пучка в световоде 3, содержащем два перекрывающихся разнонаправленных набора частично отражающих внутренних граней, в которых пучок распространяется двумя методами с помощью граней в пределах световода 3. Проектор 2 проецирует изображение в световод 3 в виде входящего пучка 4. Один набор граней (первый набор граней, показанный на приложенных фигурах) непрерывно отклоняет часть входного пучка (проецируемого изображения) 4 в первые направляемые пучки (проецируемое изображение) 6. В соответствии с некоторыми наиболее предпочтительными вариантами исполнения этот набор первых граней расположен под углом так, что как падающие лучи изображения входящего пучка 4, так и отраженные лучи изображения первых направляемых пучков 6, находятся в пределах диапазонов углов, которые захватываются внутренним отражением на основных поверхностях подложки (внешних поверхностях) световода 3 и, следовательно, направляются светопроводом (также называемым "подложкой" или "волноводом") световода 3. Более предпочтительным в отношении перекрывания с первым набором граней является другой, второй, набор граней, встроенный в этот же светопровод под углом, отличным от угла первого набора граней. Второй набор граней отклоняет часть первых направляемых пучков 6 (проецируемое изображение) во вторые направляемые пучки 8 (проецируемое изображение) 8. Вторые направляемые пучки 8 выводятся из световода 3 обычно в глаз 10 наблюдателя.On FIG. 1 is an exemplary schematic diagram illustrating the effect of beam expansion in a
На Фиг. 2 показано схематическое изображение приведенного в качестве примера варианта исполнения световода 3. В первой группе неограничивающих исполнений световод 3 содержит два слоя с разным расположением внутренних граней. Каждая из первой секции 14 и второй секции 12 может являться LOE 903, как описано выше. Поэтому первая и вторая секции именуются в контексте настоящего описания как первый и второй LOE, или первый и второй слои, или первая и вторая секции граней, соответственно. Каждая секция содержит соответствующий набор граней. Первая секция 14 содержит первый набор 32 граней, а вторая секция 12 содержит второй набор 36 граней. Первая и вторая секции (14, 12) развернуты в соответствии с перекрыванием по отношению к направлению обзора пользователя (глаз 10 пользователя). В этом примере второй слой 12 перекрывает первый слой 14 для получения матрицы перекрывающихся граней на выходе световода 16. Следует отметить, что ориентации, изображенные на прилагаемой фигуре, показаны просто и схематически для наглядности описания. Поскольку световод 16 имеет по меньшей мере два набора граней, которые по меньшей мере частично перекрываются в направлении обзора пользователем, световод 16 также именуется "перекрывающимся световодом".On FIG. 2 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of the
Каждый набор граней обеспечивает видимость определенного участка размещения секции, содержащей набор граней. По меньшей мере первый набор граней обеспечивает постоянную видимость, если смотреть в направлении обзора соответствующего участка размещения первого набора граней. Участок размещения набора граней включает участок (пространство) между гранями. Предпочтительная конфигурация граней может быть представлена экстраполяцией линий пересечения граней с поверхностью световода. При наличии первого набора линий пересечения между плоскостями первого набора граней с плоскостью внешней поверхности и при наличии второго набора линий пересечения между плоскостями второго набора граней с той же плоскостью (внешней поверхностью световода) первый и второй наборы линий являются непараллельными.Each set of faces provides visibility to a specific area of the placement of the section containing the set of faces. At least the first set of faces provides constant visibility when viewed in the viewing direction of the corresponding area of the first set of faces. The area for placing a set of faces includes the area (space) between the faces. The preferred facet configuration can be represented by extrapolating the lines of intersection of the facets with the fiber surface. If there is a first set of intersection lines between the planes of the first set of faces with the plane of the outer surface and if there is a second set of lines of intersection between the planes of the second set of faces with the same plane (the outer surface of the light guide), the first and second sets of lines are non-parallel.
Рассмотрение факторов для определения ориентаций граней в этих слоях описано ниже. Следует отметить, что на Фиг. 1 изначально показан световод 3 в общем виде, а на Фиг. 2 показан световод 16 с элементами внутренней структуры (первая и вторая секции). Световод 16 с двумя наборами (параллельных) граней может быть охарактеризован как имеющий "две оси", а световод с произвольным количеством наборов граней (более чем одна) можно охарактеризовать как световод с "несколькими осями". В этом контексте каждая "ось" является направлением расширения луча в световоде 3, направлением в световоде 3, в котором расположен массив граней.Consideration of factors to determine facet orientations in these layers is described below. It should be noted that in Fig. 1 initially shows the
На Фиг. 3 показан вид сбоку схемы распространения света в световоде 16. Первый слой 14 включает в себя первый набор граней 32 (также именуемых гранями первой секции или первыми гранями). Аналогично, второй слой 12 включает в себя второй набор граней 36 (также называемый гранями второй секции или вторыми гранями). Световод 16 имеет толщину 16Т между первой внешней гранью (поверхностью) 22 и второй внешней гранью (поверхностью) 24 (соответственно, аналогично между задней поверхностью 926 и фронтальной поверхностью 926А). Обычно первый слой 14 и второй слой 12 оптически соединены, поэтому свет проходит между этими слоями без отражения. Направление света, внутреннего в каждом слое, достигается внутренним отражением, обычно с помощью механизма полного внутреннего отражения (TIR), от внешних граней световода 16. На данной фигуре проектор 2 выполнен с помощью оптического устройства 20. Призма 16Р является частью устройства ввода в световод 16. Оптическое устройство 20 освещает световод 16 с помощью вводимого изображения (входной пучок 4), коллимированного до бесконечности (например, как описано в WO 2015/162611 заявителя "LUMUS Ltd."). При распространении света 5 внутри световода 3, распространяющийся свет 5 отражается внутренним отражением от первой внешней грани 22 и второй внешней грани 24 световода 16. Показанные на прилагаемой фигуре первая внешняя грань 22 и вторая внешняя грань 24 световода 16 соответственно подобны показанным на Фиг. 31 фронтальной поверхности 926А и задней поверхности 926 LOE 903.On FIG. 3 shows a side view of the
Первая секция 14 световода 16 включает в себя внутренние грани, отражающие распространяющийся свет 5 в поперечном направлении (изменение направления, не показанное на виде сбоку на прилагаемой фигуре) в качестве первых направляемых пучков 6. Вторая секция 12 включает в себя грани, отражающие распространяющийся свет 4А в качестве вторых направляемых пучков 8 в направлении глаза 10 наблюдателя. Грани в каждой секции предпочтительно перекрываются (в смысле, определенном в патентной заявке PCT/IL2018/050025 заявителя "LUMUS Ltd.", которая в полном объеме включена в это описание), а свет в направлении глаза 10 наблюдателя проходит через более чем одну грань в каждой последовательности граней для повышения равномерности освещенности изображения.The
Свет направляется в световод 16 обычно с помощью устройства ввода, например, оптического устройства 20 и призмы 16Р. Устройство ввода и/или проектор изображений выполнены так, чтобы направлять свет в световод 16 так, чтобы распространяющийся свет 5 распространялся посредством внутреннего отражения от внешних поверхностей (22, 24) по световоду 16 в направлении распространения с первой составляющей в плоскости. (Составляющая вне плоскости меняет направление при каждом внутреннем отражении от основных внешних поверхностей световода). По меньшей мере первый набор граней 32 направлен для отклонения части света, направляемой внутренним отражением световода 16 для распространения по световоду 16 с направлением распространения со второй составляющей в плоскости, непараллельной первой составляющей в плоскости. Такое перенаправление света изображения путем частичного отражения в последовательности граней приводит к увеличению апертуры в первом измерении в пределах световода. Устройство вывода обычно рассчитано на вывод по меньшей мере части света, распространяющегося со второй составляющей в плоскости. Устройство вывода обычно является вторым (или третьим) набором частично отражающих граней 36, приводящим к дополнительному увеличению апертуры во втором направлении в плоскости.The light is directed into the
Вторая секция 12 (с гранями вывода) предпочтительно находится ближе к глазу 10 наблюдателя, поэтому не будет препятствовать выходящему свету (второму направляемому пучку 8), хотя обращенный вариант исполнения также включен в объем настоящего изобретения, и может быть предпочтительным в некоторых применениях настоящего изобретения.The second section 12 (with exit edges) is preferably closer to the observer's
В данном описании рассмотрен вариант исполнения световода 16, в котором используется стекло, имеющее коэффициент преломления 1,5955, и которым выводится (передается) прямоугольное изображение с углом раскрытия 40 градусов.In this description, an embodiment of the
На Фиг. 4 показан график зависимости отражательной способности от угла для различных покрытий, имеющих различный диапазон изменения отражательной способности. Предпочтительно покрытие граней должно быть выполнено так, чтобы была получена максимальная эффективность и минимальная энергия, связанная с паразитными изображениями. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения отражение изображения происходит при углах падения 0-55 градусов от нормали к поверхности, а покрытие является практически прозрачным при углах падения 55-87 градусов (за исключением покрытия с высоким коэффициентом отражательной способности, которое является прозрачным до 72 градусов) от нормали к поверхности. Эти характеристики покрытий определяют угол наклона грани. Эта характеристика покрытий практически одинакова для всего видимого спектра, следовательно, один световод будет пропускать все цвета (обычно именуемые RGB, или красный, зеленый и синий). Грани, находящиеся на большем расстоянии (по направлению к дальнему концу световода) от входа света в световод (ближний конец световода), предпочтительно выполняют с покрытиями с более высоким коэффициентом отражательной способности.On FIG. 4 shows a plot of reflectivity versus angle for various coatings having different reflectivity ranges. Preferably, the coating of the facets should be done so as to obtain maximum efficiency and minimum energy associated with spurious images. In preferred embodiments of the present invention, image reflection occurs at angles of incidence of 0-55 degrees from normal to the surface, and the coating is substantially transparent at angles of incidence of 55-87 degrees (except for the highly reflective coating, which is transparent up to 72 degrees) from the normal to the surface. These characteristics of the coatings determine the angle of inclination of the face. This characteristic of the coatings is almost the same across the entire visible spectrum, hence a single light guide will transmit all colors (commonly referred to as RGB, or red, green and blue). Edges that are at a greater distance (toward the far end of the light guide) from the entry of light into the light guide (proximal end of the light guide) are preferably provided with higher reflectivity coatings.
На Фиг. 5 показаны геометрические оптические свойства световода 16 в зависимости от углового расположения. Пределы критического угла TIR обеих внешних поверхностей (первая внешняя поверхность 22 и вторая внешняя поверхность 24) представлены в виде окружностей А30, где лучи, направленные внутрь этих окружностей, будут выходить из подложки, а лучи, направленные за пределы этих окружностей, будут оставаться захваченными внутри подложки. Свет изображения, введенный в световод 16, входной пучок 4, имеет прямоугольное угловое распределение. Входной пучок 4 отражается туда и обратно между внешними поверхностями (первая внешняя поверхность 22 и вторая внешняя поверхность 24) и показан в виде квадратов 4L и 4R (сопряженные изображения, отраженные основными поверхностями подложки, что эквивалентно входному пучку 4 показанному на Фиг. 1).On FIG. 5 shows the geometrical optical properties of the
На Фиг. 6 показана ориентация граней световода 16. Входной пучок 4 света изображения сначала встречает первый набор граней 32 первой секции 14 световода 16. Ориентация первого набора граней 32 показана в виде плоскости, обозначенной окружностью А32. Эти грани 32 первой секции имеют покрытие, имеющее угловую отражательную способность, как показано на Фиг. 4. Угол, под которым покрытие является прозрачным (55 градусов в данном примере), обозначен окружностями А34. Следовательно, любое изображение, показанное (снаружи) между этими окружностями (т.е. с углами наклона относительно нормали к граням более чем 55 градусов, такое как 4L на прилагаемой фигуре), будет проходить сквозь грань с покрытием с минимальным отражением. Изображения, которые попадают в эти окружности (т.е. с углами наклона относительно нормали к этим граням менее чем 55 градусов, такое как 4R на прилагаемой фигуре), будут частично отражаться. Угол отражения будет обратным относительно угла грани А32. Следовательно, изображение 4R отражается (как показано стрелкой 600) для генерирования сопряженного изображения 6L (которое соответствует первым направленным пучкам 6). По мере распространения изображения в световоде 16, часть света будет отражаться туда и обратно между 4R и 6L, тем самым улучшая равномерность освещенности конечного изображения.On FIG. 6 shows the orientation of the facets of the
На Фиг. 7 показаны геометрические оптические свойства второго набора граней 36. Свет изображения 6L отражается от внешних поверхностей (22, 24) световода 16 для генерирования сопряженного изображения 6R. Изображения 6L и 6R распространяются, отражаясь от упомянутых поверхностей (22, 24) и встречающихся граней (грани 36 второй секции) второй секции 12, для которых ориентация обозначена в этом описании как А36. Покрытие на гранях 36 второй секции также имеет прозрачный диапазон (как А34 на Фиг. 6), и границы прозрачного диапазона показаны в виде окружностей А38.On FIG. 7 shows the geometric optical properties of the second set of
Изображения 6L, 4L и 4R находятся в пределах прозрачного диапазона (между окружностями А38) и, следовательно, не будут в значительной степени отражаться вторыми гранями 36 второй секции 12. Однако изображение 6R находится в пределах 55 градусов, и, следовательно, будет частично отражаться вторыми гранями 36, попадающими в диапазон углов, исходя из внутреннего отражения основных поверхностей подложки, и выводится (как показано стрелкой 700) за пределы световода 16 в виде изображения 8 (вторые направляемые пучки 8) в направлении глаза 10 наблюдателя.The
На Фиг. 8 показана диаграмма угла растворения альтернативного исполнения граней и покрытия граней. Изображения 4L и 4R не отражаются вторыми гранями 36 второй секции 12 (в пределах границы А38, представляющей угол>55 градусов). При этом изображения 4L и 6R не отражаются первыми гранями 32 первой секции 14 (в пределах границ А34).On FIG. 8 shows a diagram of the angle of dissolution of an alternative facet design and facet coverage. The
В приведенном в качестве примера варианте исполнения, принимая, что первое изображение, введенное в световод 16, является изображением 4L, изображения соединяются в следующем порядке:In the exemplary embodiment, assuming that the first image input to the
1. Изображение 4L: вводится в световод 16 с помощью оптической системы 20 проектора.1.
2. Изображение 4R: генерируется как сопряженное с изображением 4L внутренним отражением в световоде 16.2. 4R image: generated as conjugate to the 4L image by internal reflection in the
3. Изображение 6L: генерируется путем отражения изображения 4R первыми гранями 32.3.
4. Изображение 6R: генерируется как сопряженное с изображением 6L внутренним отражением в световоде 16.4.
5. Изображение 8: генерируется путем отражения изображения 6R вторыми гранями 36.5. Image 8: generated by reflecting the
Могут быть использованы различные варианты углового расположения, имеющие такие же основные свойства соединения той же последовательности изображений, как описано выше. Следует отметить, что как входящие изображения 4R, попадающие на первые грани 32, так и отраженные изображения 6L, приходящие от вторых граней 36, находятся в пределах углов отражения внутренними основными поверхностями [внешними поверхностями (22, 24)] подложки, и поэтому направляются подложкой. Внутреннее отражение через внешние поверхности (22, 24) световода 16 аналогично внутреннему отражению через основные поверхности (926, 926А) подложки 920 LOE 903.Various angulations may be used having the same basic connection properties of the same sequence of images as described above. It should be noted that both the incoming 4R images hitting the first faces 32 and the 6L reflected images coming from the second faces 36 are within the reflection angles of the inner major surfaces [outer surfaces (22, 24)] of the substrate, and are therefore guided by the substrate. . The internal reflection through the outer surfaces (22, 24) of the
Хотя предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, показанные в этом описании, выполнены так, чтобы оптимизировать углы каждого изображения по отношению к каждой грани, так чтобы изображения избирательно частично отражались или пропускались с минимальным отражением в соответствии с зависящими от угла избирательными свойствами покрытий граней, следует отметить, что такая оптимизация не является обязательной. В некоторых случаях может быть приемлемым использование неоптимизированных углов и/или неоптимизированных покрытий, что приводит к генерированию различных нежелательных мод (соответствующих паразитным изображениям), при условии, что паразитные изображения представляют либо моды с относительно низкой энергией, либо падают за пределы поля зрения желаемого выходного изображения.Although the preferred embodiments of the present invention shown in this specification are designed to optimize the angles of each image with respect to each facet so that the images are selectively partially reflected or transmitted with minimal reflection according to the angle-dependent selective properties of the facet coatings, it should be noted that such optimization is not necessary. In some cases, it may be acceptable to use non-optimized angles and/or non-optimized coverages that result in the generation of various unwanted modes (corresponding to spurious images), provided that the spurious images are either relatively low energy modes or fall outside the field of view of the desired output. Images.
На Фиг. 9 показан еще один вариант исполнения световода 16, где участки первой секции 14 и второй секции 12 перекрываются по толщине световода для получения односекционного световода 40 с пересекающимися гранями. Другими словами, наборы граней, в данном случае первый набор граней 32 и второй набор граней 36, перекрываются и образовывают (создают) массив в одной и той же плоскости световода. Односекционный световод 40 имеет толщину 40Т между первой внешней поверхностью 22 и второй внешней поверхностью 24. Способ получения такого световода описан ниже. Углы граней в односекционном световоде 40 аналогичны описанным выше граням для двухсекционного световода 16, показанным на Фиг. 4 и Фиг. 8.On FIG. 9 shows another embodiment of the
На Фиг. 10, а также Фиг. 2 и Фиг. 3, показан способ производства двухсекционного световода 16. На окна 50 первого первого набора наносят покрытие, складывают их в стопку и скрепляют между собой для получения первого пакета 51. В этом контексте термин "окно" относится к прозрачной плоской пластинке. Первый пакет 51 разрезают под углом для получения первого массива отражающих поверхностей 52. Аналогично, на окна 54 второго набора (другого набора, отличного от первого набора окон 50) наносят покрытие, складывают их в стопку и скрепляют между собой для получения второго пакета 55. Второй пакет 55 разрезают под вторым углом (другой угол, отличный от угла, использованного для разрезания первого пакета 51) для получения второго массива отражающих поверхностей 56. Два массива (первый массив 52 и второй массив 56) соединяют вместе 60 под соответствующим относительным углом (например, скрепляют или склеивают между собой под заданным углом). Перекрывающиеся массивы обрезают 61 для придания требуемой формы световоду 16. В некоторых вариантах исполнения факультативные покрытия 62 приклеивают как внешние поверхности готового двухсекционного световода 64. Каждый этап может включать факультативное разрезание, шлифование и полирование одной или более поверхностей. Из каждого пакета может быть изготовлено более одного массива в соответствии с фактическим размером окон и желаемым размером световода 64.On FIG. 10 as well as FIG. 2 and FIG. 3, a method for manufacturing a two-
Существенное снижение затрат может быть достигнуто путем использования одних и тех же массивов (пластин граней) для обеих секций световода 16. Например, стекло ВК7 используется для получения двух массивов (первый массив 52), каждый из которых имеет грани, расположенные под углом 26 градусов. Это отличается от приведенного выше описания производства двух массивов (первый массив 52 и второй массив 56, каждый из которых имеет грани, расположенные под разными углами). Затем два массива соединяют 60 с поворотом на 115 градусов один относительно другого. Этот приведенный в качестве примера вариант расположения позволяет передавать изображение, имеющее 38 градусов при соотношении полей 16:9.Significant cost savings can be achieved by using the same arrays (face plates) for both sections of the
На Фиг. 11 показан приведенный в качестве примера способ производства односекционного световода 40. Аналогично показанному на Фиг. 10 способу производства двухсекционного световода 16, на окна 50 первого набора наносят покрытие и складывают их в стопку для получения первого пакета 51. Пакет разрезают на множество первых массивов 52. Срезы первого массива 52 шлифуют, наносят покрытие и складывают их в стопку для получения пакета 70 массивов. Этот пакет 70 массивов может быть подобен первому пакету 51, однако в этом случае в пакете 70 массивов имеются дополнительные слои с покрытием. Теперь пакет 70 массивов разрезают для получения срезов массива 71, имеющих два набора параллельных граней внутри одного и того же световода. Факультативно могут быть добавлены внешние окна 62 для получения завершенного односекционного световода 72 (односекционный световод 40, показанный на Фиг. 9). Углы каждого разреза и углы каждого складывания в стопку могут быть одинаковыми или отличаться друг от друга и определяются требованиями к готовому световоду 16.On FIG. 11 shows an exemplary method for manufacturing a single-
На Фиг. 12А-12Е показаны различные приведенные в качестве примера варианты конструкции освещения с использованием проекторов 2 для освещения световода 16. На Фиг. 12А показано освещение с боков. Распространение освещения, обозначенное стрелками 800А1 и 800А2, показывает наибольшее расширение вниз, а часть расширения выполняется вверх, вызванное перекрестной обратной связью от 6L до 4R (см. Фиг. 6).On FIG. 12A-12E show various exemplary lighting
На Фиг. 12В показано освещение сверху, этот вариант исполнения уменьшает затенение периферийного поля обзора.On FIG. 12B shows illumination from above, this embodiment reduces shadowing of the peripheral field of view.
На Фиг. 12С показано освещение из центра (между двумя световодами), где аппаратные части проекторов (правого и левого) могут быть объединены для уменьшения габаритов и веса.On FIG. 12C shows illumination from the center (between two light guides) where the projector hardware (right and left) can be combined to reduce size and weight.
На Фиг. 12D показано освещение сверху, при котором обеспечивается почти полное незатемненное периферийное поле обзора.On FIG. 12D shows illumination from above, which provides an almost complete unobscured peripheral field of view.
На Фиг. 12Е показано освещение под углом ниже расположения глаза. Таким способом проектор изображения для удобства расположен за пределами периферийного поля обзора.On FIG. 12E shows illumination at an angle below the position of the eye. In this way, the image projector is positioned outside the peripheral field of view for convenience.
На Фиг. 13 показаны варианты описанных выше конструкций. Варианты включают различные углы граней и изображений. Сравните прилагаемую фигуру с Фиг. 8. На прилагаемой фигуре угол А32 первого набора граней 32 такой, что угол А32 расположен с противоположной стороны от углов изображения 6R, обеспечивая тем самым передачу изображения большего размера. Окружности А39 показывают внутренние углы отражения двух внешних поверхностей, где изображение, проецируемое в пределах этих окружностей, будет выходить из световода. Например, изображение 8 отображается за пределами окружностей и будет отражаться внутри световода как сопряженное изображение, где сопряжение изображения представляет собой изображение, отраженное от внешней стороны световода. Многократные отражения от внешних граней вдоль световода создают два сопряженные друг с другом изображения.On FIG. 13 shows variants of the structures described above. Options include various facet and image angles. Compare the attached figure with Fig. 8. In the accompanying figure, the corner A32 of the first set of
На Фиг. 14А и Фиг. 14В показаны схематические изображения расположения световода с использованием конструкций, показанных на Фиг. 13. На Фиг. 14А показан проектор 2, который вводит свет изображения в световод 16. Ширина вводимого света определяется апертурой проектора. Две стрелки показывают ширину проецируемых световых пучков 100 (4L и/или 4R на Фиг. 13) для конкретной точки в поле обзора (т.е. в конкретном направлении). Предпочтительно это описание относится к центру поля проецируемого изображения. Грани 102 (показанные как ориентация А32 на Фиг. 13) отражают свет в вертикальных направлениях 104 и 106. Вертикальное отражение 104 и вертикальное отражение 106 имеют одинаковое направление (6R и/или 6L на Фиг. 13), но различное расположение вдоль пучка 100. Очевидно, что пучки вертикального отражения 104 отражаются тремя гранями 102, тогда как пучки вертикального отражения 106 отражаются лишь двумя гранями 102. Следовательно, отраженное изображение не будет иметь равномерного распределения интенсивности.On FIG. 14A and FIG. 14B shows schematic representations of the location of the light guide using the structures shown in FIG. 13. In FIG. 14A shows a
На Фиг. 14В, грани 109 расположены так, что вдоль направлений отражения (направление 108 отражения и направление 110 отражения) будет иметь место постоянное количество отражений (в данном случае два) от введенного пучка 100. Количество граней в гранях 109, выполненных для отражения, может составлять одну, две или более граней. Геометрические критерии для получения заданного количества граней, осуществляющих вклад в отраженный луч, определяются расстоянием между гранями, углом граней относительно луча проецируемого изображения и шириной апертуры с использованием несложной тригонометрии.On FIG. 14B,
Второй набор граней 36 второй секции 12 (см. Фиг. 3 и угол А36 на Фиг. 13) предпочтительно перекрываются для улучшения однородности изображения.The second set of
На Фиг. 15 показано схематическое изображение распространения света в пределах световода 16. Необходимый размер комбинированного световода определяется направлением распространения света в пределах световода и в открытом пространстве в направлении глаза наблюдателя. На прилагаемой фигуре направляемое распространение света показано пунктирными линиями, а распространение света в открытом пространстве - сплошными линиями. Оба распространения света не находятся в одной плоскости, но для наглядности показаны на прилагаемой фигуре схематически в одной плоскости. Для наглядности изменение угла при преломлении также не показано.On FIG. 15 shows a schematic representation of the propagation of light within the
Проектор 2 вводит изображение, имеющее ширину поля (различные углы лучей). Границы данного поля представлены лучами 115 и 116 (размер 4R на Фиг. 13). Лучи 115 и 116 отражаются в точках 118 первыми гранями 32 (угол А32 на Фиг. 13) в лучи 117А и 117В в другом направлении (вниз на прилагаемой фигуре, 6L на Фиг. 13).The
Два луча 117А и 117В распространяются на другие расстояния в новом направлении до отражения в точках 120 вторыми гранями 36 (угол А36 на Фиг. 13) в направлениях 122 (изначально 116) и 124 (изначально 115) в глаз 10 наблюдателя.The two
Очевидно, что высота 126 световода 16 не может быть меньше расширения 115 с 116 и 122 с 124Obviously, the
В показанном варианте исполнения вторые грани 36 для вывода (угол А36 на Фиг. 13) будут начинаться только в верхней точке 120 (как изображено на прилагаемой фигуре). Вторые грани 36 не должны быть выше верхней точки 120, поскольку наблюдатель (глаз 10 наблюдателя) не увидит проецируемое поле полностью.In the embodiment shown, the second exit edges 36 (corner A36 in FIG. 13) will only start at the top point 120 (as shown in the accompanying figure). The second faces 36 should not be higher than the
На Фиг. 16А, Фиг. 16В и Фиг. 17 показан подход, также позволяющий уменьшить высоту световода по сравнению с описанными выше вариантами исполнения.On FIG. 16A, FIG. 16B and FIG. 17 shows an approach that also makes it possible to reduce the height of the fiber compared to the embodiments described above.
На Фиг. 16А представлен график зависимости коэффициента отражательной способности (отражающий профиль) покрытия грани, выполненного так, чтобы отражать лучи света, падающие под большим углом (по сравнению с коэффициентами отражательной способности, показанными на Фиг. 4). Этот отражающий профиль применяется для обращения угла распространения светового пучка, когда распространяющийся свет выходит из световода.On FIG. 16A is a plot of the reflectance (reflective profile) of a facet coating designed to reflect light rays incident at a high angle (compared to the reflectances shown in FIG. 4). This reflective profile is used to reverse the propagation angle of the light beam when the propagating light exits the light guide.
На Фиг. 16В представлена угловая конструкция приведенного в качестве примера упомянутого подхода. Изображение вводится как 130L, выводится 1600 через внешнюю поверхность в 130R, затем углом граней А132 (из набора граней А132, описанного ниже) с покрытием как показано на Фиг. 16А выводится 1602 изображение в 134R. Затем внешняя грань отражает 1604 распространяющийся свет в виде изображения 134L, отражающегося 1606 углом граней А136 с аналогичным покрытием (из набора граней 136, описанного ниже) из световода к наблюдателю в виде перевернутого изображения 138. Очевидно, что нижняя часть изображения 130L и 130R становится верхней частью перевернутого изображения 138, т.е. изображение является перевернутым.On FIG. 16B shows an angled design of an exemplary approach mentioned. The image enters as 130L, exits 1600 through the outer surface at 130R, then the angle of the bevels A132 (from the set of bezels A132 described below) coated as shown in FIG. 16A, an image is
На Фиг. 17 показано схематическое изображение распространения света перевернутого изображения 138. Проектор 2 вводит изображение, имеющее поле обзора, ограниченное лучами 140 и 142 (углы 130L и/или 130R). Отражение в точках 144 осуществляется набором граней 132 в соответствующие лучи 146 и 148 (изображения 134L и/или 134R). Точки отражения 150 представляют отражение набором граней 136 в соответствующие лучи 152 и 154. Очевидно, что направление в вертикальной плоскости лучей 152 и 154 противоположно направлению лучей 140 и 142. Следовательно, общая высота 156 световода меньше высоты 126 на Фиг. 15.On FIG. 17 shows a schematic representation of the light propagation of an
На Фиг. 18А, Фиг. 18В и Фиг. 18С показан еще один вариант осуществления настоящего изобретения, в котором три набора граней объединены для получения световода 16. На Фиг. 18А представлено схематическое изображение направлений отражений распространения световых лучей в световоде 173. На Фиг. 18 В представлено схематическое изображение вида спереди комбинированного световода 173, в котором объединены три секции граней. Набор граней 174 имеет заранее заданную ориентацию, отличающуюся от граней 176 и отличающуюся от выводящих граней 178. Проектор 2 вводит луч 180 в световод 173. В точке 182 набор граней 174 частично отражает луч 180 в направлении 184. Следует заметить, что все точки представляют процессы отражения (через соответствующие наборы граней), распределенные по световоду. В некоторой точке 186 распространяющийся луч 184 отражается одним из наборов граней 174 в направлении первоначального луча 180. В точке 191 луч выводится набором граней 178 в виде луча 193 в направлении глаза 10 наблюдателя. Другой путь расширения создается гранями 176. Луч от проектора 2 отражается в точке 187 набором граней 176 в направлении 188. В некоторой точке 190 луч 188 отражается назад в направлении 180 и в точке 192 выводится набором граней 178 в виде луча 195 в направлении глаза 10 наблюдателя.On FIG. 18A, FIG. 18B and FIG. 18C shows another embodiment of the present invention in which three sets of facets are combined to form a
На Фиг. 18С показано схематическое изображение направлений отражений распространения световых лучей в световоде 173 в еще одном варианте исполнения трех секций граней. На прилагаемой фигуре показан еще один вариант объединения трех секций граней в единый световод для получения расширения апертуры.On FIG. 18C shows a schematic representation of the directions of reflections of propagation of light rays in the
На Фиг. 19А показана круговая диаграмма альтернативного направления введения света в световод. В целом возможно введение световых лучей входного изображения в любое из сопряженных распространяющихся изображений для получения расширения апертуры. Например, угловая диаграмма, показанная на Фиг. 8, может быть изменена на прилагаемой фигуре для введения 1900 освещения изображения в 6L или 6R (где изображения отражаются 1902 как сопряженные изображения). Свет также отражается туда и обратно 1908 к 4L, т.е. сопрягается 1906 с 4R. Эти изображения распространяются в другом направлении (тем самым расширяя распределение лучей в световоде) до возвращения 1908 к исходному направлению, и в итоге вывода 1904 в 8, как показано на прилагаемой фигуре.On FIG. 19A shows a circle diagram of an alternative direction for introducing light into a light guide. In general, it is possible to introduce the light rays of the input image into any of the conjugated propagating images to obtain an aperture expansion. For example, the angle diagram shown in FIG. 8 may be modified in the accompanying figure to introduce 1900 image illumination into 6L or 6R (where the images are reflected 1902 as conjugate images). Light is also reflected back and forth 1908 to 4L, i.e.
На Фиг. 19 В показано схематическое изображение световода с использованием угловой диаграммы, показанной на Фиг. 19А. Проектор 2 изображений вводит изображение в комбинацию диагональных граней 202 (изображенных на прилагаемой фигуре диагонально, работающих аналогично первому набору граней 32) и соединительных граней 203 (нарисованных на прилагаемой фигуре вертикально, работающих аналогично второму набору граней 36).On FIG. 19B shows a schematic representation of a light guide using the angle diagram shown in FIG. 19A. The
На Фиг. 19С показана схема распространения луча в упомянутом световоде. На прилагаемой фигуре пунктирными линиями 1920 показан введенный луч (эквивалентный 6R и 6L) из проектора изображения 2. Штрих-пунктирными линиями 1922 показаны лучи при их распространении в стороны для расширения апертуры (эквивалентные 4R и 4L). Сплошными стрелками 1924 показан выходящий луч (эквивалентный 8). Следует отметить, что при использовании упомянутого варианта исполнения, ввод изображения в световод в виде изображений 6R или 6L осуществляется под более крутым углом (показанным как угол этих изображений относительно плоскости внутреннего отражения А39) относительно изображений 4R и 4L. Следовательно, для получения заполнения по толщине световода достаточно меньшей апертуры проектора.On FIG. 19C shows a diagram of beam propagation in said light guide. In the accompanying figure, dashed
На Фиг. 20 показана угловая диаграмма альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения с гранями с другой стороны изображения. На упомянутой диаграмме второй набор граней 36 находится с другой стороны изображения 6L (т.е. как 6L, так и 6R, находятся с одной стороны относительно второго набора граней 36). Двойные линии (1930А, 1930В) являются альтернативными для ввода изображения в световод. Изображение вводится как 6L, 6R, 4L или 4R. Аналогично предыдущим вариантам осуществления настоящего изобретения изображения 4R и 4L являются сопряженными 1936 изображениями, которые выводятся 1938 туда и обратно в 6L, которое сопрягается 1932 с 6R. Изображение 6R также отражается 1934 как изображение 8 в направлении наблюдателя.On FIG. 20 shows an angle diagram of an alternative embodiment of the present invention with facets on the other side of the image. In said diagram, the second set of
В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения для отражения граней могут использоваться различные варианты исполнения, включая:In alternative embodiments of the present invention, various embodiments can be used to reflect faces, including:
изображения и сопряженные изображения с разных сторон грани (Фиг. 13);images and conjugated images from different sides of the face (Fig. 13);
изображения и сопряженные изображения с одной стороны грани (Фиг. 20).images and conjugated images on one side of the face (Fig. 20).
В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения могут использоваться различные покрытия, включая:In alternative embodiments of the present invention, various coatings may be used, including:
отражение изображения под углом, близким к углу грани (Фиг. 16А);reflection of the image at an angle close to the angle of the face (Fig. 16A);
отражение изображения под углом, отличающимся от угла грани (Фиг. 4).reflection of the image at an angle different from the angle of the face (Fig. 4).
В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть использованы различные варианты введения изображения в световод, включая:In alternative embodiments of the present invention, various options for introducing an image into a light guide can be used, including:
направление непосредственно к выводу (6R, 6L на Фиг. 20);direction directly to the terminal (6R, 6L in Fig. 20);
направление следует изменить перед выводом (4L, 4R на Фиг. 20).the direction should be changed before withdrawal (4L, 4R in Fig. 20).
На Фиг. 21 показана гибридная система, в которой преломляющие грани объединены с дифракционными решетками для получения возможности расширения апертуры почти так же, как показано на Фиг. 1 и Фиг. 2.On FIG. 21 shows a hybrid system in which refractive edges are combined with diffraction gratings to enable aperture expansion in much the same way as shown in FIG. 1 and FIG. 2.
Применение дифракционных решеток требует использования по меньшей мере двух решеток с полярным оптическим преломлением, так что хроматическая дисперсия может быть нейтрализована. В варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на прилагаемой фигуре, дифракционная решетка 210 используется для ввода входного света в световод, тогда как дифракционная решетка 212 используется для вывода света из световода. Расширение апертуры в поперечном направлении достигается перекрытием диагональных граней 214, которые выводят распространяющийся туда и обратно свет в поперечном направлении без внесения хроматической аберрации. В этом случае набор перекрывающихся диагональных граней 214 развернут для перенаправления первой направляемой моды (внутреннее отражение на главных поверхностях подложки) во вторую направленную моду (внутреннее отражение на главных поверхностях подложки).The use of diffraction gratings requires the use of at least two gratings with polar optical refraction so that chromatic dispersion can be neutralized. In the embodiment of the present invention shown in the accompanying figure, a
На Фиг. 22А-22С показаны различные варианты осуществления настоящего изобретения для смешивания лучей во время распространения. Смешивание распространяющихся лучей в пределах световода 16 может быть достигнуто различными исполнениями. Например, введением частичного отражения между первым набором граней 32 в первой секции 14 и вторым набором граней 36 во второй секции 12.On FIG. 22A-22C show various embodiments of the present invention for beam mixing during propagation. Mixing of the propagating beams within the
На Фиг. 22А показаны секции, разделенные частично отражающим покрытием. Первая секция 14 и вторая секция 12 разделены по поверхности контакта 250 частично отражающим покрытием. Входное оптическое устройство 20 подает входной пучок 4 в световод 16. Поверхность контакта 250 и, следовательно, частично отражающее покрытие, являются параллельными внешним поверхностям (первая внешняя поверхность 22 и вторая внешняя поверхность 24). В этом исполнении все лучи будут удерживаться в первоначальных направлениях распространяющихся лучей света 5 (показаны темными стрелками), несмотря на многократные разделения и отражения распространяющихся лучей 5. На прилагаемой фигуре для наглядности изображено разделение только одного луча. Из данного описания специалист в этой области техники поймет, что происходящие множественные разделения также улучшают однородность выходного изображения.On FIG. 22A shows sections separated by a partially reflective coating. The
Альтернативно первая секция 14 и вторая секция 12 могут быть выполнены из различных материалов (например, стекла и пластмассы или разных типов стекла), тем самым вызывая отражения Френеля на поверхности контакта 250. Поверхность контакта 250 может альтернативно и/или дополнительно вызывать вращение поляризации (этот эффект будет вызван диэлектрическим изменением на поверхности контакта), что также улучшит однородность выходного изображения.Alternatively, the
На Фиг. 22В показано альтернативное компактное оптическое устройство 20В. Стоимость системы может быть снижена путем уменьшения габаритов проектора изображения (оптическое устройство 20 на Фиг. 22А). Однако для равномерного освещения изображения требуется освещение всего входа световода 16 проектором изображения. На прилагаемой фигуре увеличенное сопряжение, вызванное отражающей поверхностью контакта 250, обуславливает возможность использования компактного проектора 252 изображения для оптического устройства 20В с меньшими размерами по сравнению с оптическим устройством 20.On FIG. 22B shows an alternative 20V compact optical device. The cost of the system can be reduced by downsizing the image projector (
На Фиг. 22С показан альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения с частичным отражателем. Поддержание параллельности поверхности контакта 250 с внешними поверхностями (первой внешней поверхностью 22 и второй внешней поверхностью 24) может быть технически затруднительным. На прилагаемой фигуре показан используемый небольшой параллельный отражатель 254. Небольшой параллельный отражатель 254 выполнен как поверхность контакта 250 только в части поверхности контакта между первой секцией 14 и второй секцией 12. Этот небольшой отражатель 254 обеспечивает разделение входных объединенных лучей (входной пучок 4), так что весь световод 16 освещен равномерно. Предпочтительно отражательная способность небольшого отражателя 254 (поверхность контакта 250) постепенно уменьшается вдоль световода (от ближнего до дальнего конца), тем самым улучшая однородность выходного изображения. Такое постепенное уменьшение отражательной способности верхней секции (первой секции 14) можно использовать для компенсации увеличенной отражательной способности граней (грани на большем удалении от проектора имеют более высокую отражательную способность для поддержания постоянной яркости изображения), тем самым создавая иллюзию постоянной прозрачности сквозь световод.On FIG. 22C shows an alternative embodiment of the present invention with a partial reflector. Maintaining
На Фиг. 23 приведено схематическое изображение распространения света в световоде с неоптимальным расширением. Расширение апертуры в поперечном направлении может быть выполнено созданием неоптимальных лучей (также именуемых "паразитными изображениями") и обратной связи с этими паразитными изображениями. Однако этот метод менее эффективен и может вызвать ухудшение изображения по сравнению с оптимальными методами распространения луча, описанными выше. Этот метод осуществляют использованием перекрещенных граней (как показано на Фиг. 2), но без оптимизации покрытия (как показано на Фиг. 8). Следовательно, 4L и 4R также отражаются вторым набором граней 36, тем самым создавая нежелательные изображения. Однако при правильном выборе углов граней (проектирование с применением метода последовательных приближений в угле растворения, как показано на Фиг. 8) эти паразитные изображения будут находиться за пределами поля зрения наблюдателя.On FIG. 23 is a schematic representation of the propagation of light in a light guide with a non-optimal expansion. Aperture expansion in the transverse direction can be accomplished by creating non-optimal beams (also referred to as "spurious images") and feedback from these spurious images. However, this method is less efficient and may cause image degradation compared to the optimal beam propagation methods described above. This method is carried out using crossed faces (as shown in Fig. 2), but without coverage optimization (as shown in Fig. 8). Therefore, 4L and 4R are also reflected by the second set of
На прилагаемой фигуре показано, как эти "паразитные изображения" используют для расширения изображения в еще одном поперечном направлении. Проектор 2 вводит лучи в направлении 260. После отражения первым набором граней 32 первой секции 14 распространяющийся свет отклоняется в направлении 262. После отражения вторым набором граней 36 второй секции 12 распространяющийся свет отклоняется от световода в направлении 264. Предшествующее расширение осуществлялось в одном поперечном направлении. Входящие лучи в направлении 260 также могут быть отражены гранями второй секции 12 в направлении 266, которое противоположно направлению 264. Повторное взаимодействие с вторым набором граней 36 второй секции 12 отражает распространяющиеся лучи от направления 266 обратно к исходному направлению 260, но со смещением вбок. Аналогично приведенному выше описанию направления 260, распространяющийся луч в направлении 260 отражается первым набором граней 32 в направлении 262 и вторым набором граней 36 отражается из световода в направлении 264.The attached figure shows how these "spurious images" are used to expand the image in yet another transverse direction. The
На Фиг. 24А показаны приведенные в качестве примера две одинаковые пересекающиеся секции граней, имеющие соединительную призму 270, используемую для ввода входного пучка 4 в световод 16. Единичный главный луч 2400 (центр поля и центр апертуры) показан как луч, разделяемый гранями секций. Этот ввод в световод может быть выполнен различными способами.On FIG. 24A shows exemplary two identical intersecting facet sections having a connecting
На Фиг. 24В и Фиг. 24С приведены схематические изображения поперечных сечений устройств ввода. Поперечное сечение выполнено вдоль плоскости главного луча 2400, показанного на Фиг. 24А.On FIG. 24B and FIG. 24C are schematic cross sections of input devices. The cross section is taken along the plane of the
На Фиг. 24В показан вариант исполнения, в котором световод 16 отшлифован под углом, и призма 2410 присоединена сверху к отшлифованной плоскости. Этот вариант исполнения обеспечивает возможность полного отражения от нижней части (как показано на фигуре) световода 16.On FIG. 24B shows an embodiment in which the
На Фиг. 24С показан вариант исполнения с присоединением призмы 2420 к вертикальному торцу световода 16. Этот вариант исполнения обеспечивает возможность получения более длинной соединительной секции (проходящей из прямоугольной формы световода 16). Этот вариант исполнения также обеспечивает возможность использования различных показателей преломления для призмы 2420 и для световода 16.On FIG. 24C shows an embodiment with a
На Фиг. 24D показан вариант исполнения с объединением призмы и генератора изображений с использованием поляризационного разделителя лучей. Этот вариант исполнения позволяет уменьшить габариты.On FIG. 24D shows an embodiment integrating a prism and an image generator using a polarizing beam splitter. This version of the design allows you to reduce the dimensions.
Различные расположения граней внутри двух секций будут приводить к изменению поляризации лучей в световоде 16. Следовательно, предпочтительным может быть ввод неполяризованного света. Неполяризованный свет может быть получен из по сути неполяризованного проектора (например, на основе TI DLP, "Texas Instruments Digital Light Processing") или после размещения деполяризатора перед поляризованным проектором (монокристаллическое кварцевое окно волновода).Different facet arrangements within the two sections will result in a change in the polarization of the rays in the
На Фиг. 25 показан предохранительный связующий элемент между секциями. В случае разлома световода 16 (стекла или пластмассы световода) осколки должны оставаться соединенными вместе и сохранять целостность конструкции для избегания травмы наблюдателя. Такое сохранение целостности световода может быть достигнуто различными способами, например, введением подходящего клея или пластиковой пленки между двумя секциями (между первой секцией 14 и второй секцией 12), показанными на прилагаемой фигуре как промежуточный слой 280. Поэтому, в случае разрушения одной или нескольких секций, получившиеся осколки останутся прикрепленными к световоду 16, а не рассеются, тем самым уменьшив вероятность травмирования пользователя. Оптические свойства промежуточного слоя 280 могут варьировать, включая, но без ограничения ими, свойства, рассмотренные выше в отношении поверхности соприкосновения 250. Промежуточный слой 280 может быть согласован коэффициентом преломления с коэффициентом преломления секций, либо коэффициент преломления промежуточного слоя 280 может отличаться от коэффициента преломления секций для получения отражений, как показано на Фиг. 22.On FIG. 25 shows the safety link between the sections. In the event of a break in the light guide 16 (glass or plastic light guide), the fragments must remain connected together and maintain the integrity of the structure to avoid injury to the observer. This preservation of the integrity of the light guide can be achieved in various ways, for example, by introducing a suitable adhesive or plastic film between the two sections (between the
На Фиг. 26А и Фиг. 26В, показаны соответственно вид сбоку и спереди двухмерного (2D) световода, обеспечивающего ввод в двухсекционный световод 16. Расширение апертуры в поперечном направлении может быть выполнено с помощью одномерного (1D) световода поверх другого одномерного (1D) световода, с помощью двухмерного (2D) световода поверх одномерного (1D) световода или с помощью одномерного (1D) с перекрыванием (несколько осей) описанного выше световода. Комбинируя эти способы, можно получить равномерную интенсивность изображения, производимого световодом и проектором изображения с минимальными габаритами.On FIG. 26A and FIG. 26B are side and front views, respectively, of a two-dimensional (2D) light guide providing input to a two-
На Фиг. 26А показан вид сбоку двухмерного (2D) световода 310, расширяющего апертуру в поперечном направлении со следующим за ним световодом 320 (вариант волновода 16 с перекрыванием). Как показано на прилагаемой фигуре, световод 320 представляет собой двухосный световод, который расширяет апертуру по вертикали, и, как показано на Фиг. 26 В, расширяет апертуру в поперечном направлении.On FIG. 26A shows a side view of a two-dimensional (2D)
Расширение апертуры в поперечном направлении с помощью двухмерного (2D) световода может быть выполнено различными способами, как описано в PCT/IL2017/051028, поданной 12 сентября 2017 г., и в PCT/IL2005/000637 (US 7,643,214), обе от "Lumus Ltd." Двухосевой световод может иметь любое из вышеуказанных исполнений. Предпочтительно последующее выравнивание и соединение выполняют путем включения перекрывающихся граней, как описано в PCT/IL2018/050025, поданной "Lumus Ltd." 8 января 2018 г. Aperture expansion in the transverse direction using a two-dimensional (2D) light guide can be performed in various ways, as described in PCT/IL2017/051028, filed September 12, 2017, and in PCT/IL2005/000637 (US 7,643,214), both from Lumus Ltd." The biaxial light guide may have any of the above designs. Preferably, the subsequent alignment and joining is done by including overlapping edges as described in PCT/IL2018/050025 filed by "Lumus Ltd." January 8, 2018
На Фиг. 27А и Фиг. 27В показаны соответственно виды сбоку и спереди одномерного (1D) световода, обеспечивающего ввод в двухсекционный световод 16. На Фиг. 27А показан вид сбоку одномерного (1D) световода 410, который расширяет апертуру в поперечном направлении со следующим за ним световодом 320.On FIG. 27A and FIG. 27B shows side and front views, respectively, of a one-dimensional (1D) light guide providing input to a two-
Световод наголовного дисплея пропускает свет "виртуального" изображения из проектора 2 в глаз 10 наблюдателя с увеличением проецируемой апертуры. Упомянутое прохождение через световод 16 включает отражения посредством встроенных отражателей (граней) или дифракцию на решетках.The light guide of the head-mounted display transmits the light of the "virtual" image from the
Световод 16 является прозрачным для "внешнего мира", и предпочтительно не должен вносить каких-либо отражений внешнего мира в направлении глаза 10 наблюдателя.The
Многие варианты исполнения световодов вносят некоторые отражения падающего под большим углом света в направлении глаза 10. Покрытие граней (или дифракционную эффективность решеток) можно оптимизировать для снижения отражательной способности на таких углах падения. Однако источники света высокой интенсивности, такие как лампа (в темной окружающей обстановке) или солнце, могут отражать свет значительной интенсивности в направлении наблюдателя.Many light guide designs introduce some reflections of high angle light towards the
На Фиг. 28 показана круговая диаграмма нежелательного изображения, перекрывающего виртуальное изображение. В прилагаемой фигуре используется диаграмма, показанная на Фиг. 13, однако на прилагаемой фигуре показана только одна точка в поле. Свет из внешнего источника попадает в световод и генерирует нежелательное изображение, перекрывающее виртуальное изображение.On FIG. 28 shows a pie chart of an unwanted image overlapping a virtual image. The accompanying figure uses the diagram shown in FIG. 13, however, the attached figure shows only one dot in the field. Light from an external source enters the light guide and generates an unwanted image that overlaps the virtual image.
Внешний источник обозначен как 8Is (например, солнце под большим углом над наблюдателем). Свет из внешнего источника 8Is, передаваемый в световод 16, отражается вторым набором граней 36 под углом в 4Rs (перекрывание 4R на Фиг. 13), из этой точки нежелательное изображение следует по пути изображения: 4Rs, 6Ls, 6R и к наблюдателю 8s.The external source is designated as 8Is (for example, the sun at a high angle above the observer). Light from an external source 8Is transmitted to the
Очевидно, что 4Rs направляется, следовательно, изображение будет передаваться наблюдателю. Однако под другими углами свет от внешнего источника 8Is будет поступать на 4Rs, который не будет направляться внутренним отражением, следовательно, нежелательное изображение не будет генерироваться.Obviously, 4Rs is being sent, hence the image will be transmitted to the viewer. However, at other angles, light from an external 8Is source will arrive at 4Rs, which will not be guided by internal reflection, hence no unwanted image will be generated.
Паразитный свет также может попадать в световод через изображение 4Rs, когда это изображение находится за пределами TIR (в пределах одной из окружностей). Этот свет (помеха) проникает с другой стороны световода (со стороны наблюдателя). Для предотвращения попадания паразитного света 8Is или 4Rs сверху световода может быть установлен козырек, как показано на Фиг. 29А.Spurious light can also enter the fiber through the 4Rs image when this image is outside the TIR (within one of the circles). This light (interference) penetrates from the other side of the fiber (from the side of the observer). To prevent stray light 8Is or 4Rs from entering, a shroud can be placed on top of the fiber as shown in FIG. 29A.
На Фиг. 29А показан козырек, предотвращающий попадание в световод света под большим углом. Козырек 1009 устанавливается, преимущественно блокируя (от световода 16) паразитный свет 2900, падающий под большим углом спереди и сзади. Свет, падающий под меньшим углом 1007А, не будет освещать фокальную зону 1007В и, следовательно, не будет виден.On FIG. 29A shows a shroud to prevent light entering the light guide at a high angle. The
На Фиг. 29В показано покрытие со свойствами, зависящими от угла, для предотвращения попадания в световод света с большим углом падения. Покрытие 1011 выполняется со свойствами, зависящими от угла. Это покрытие 1011 отражает падающие под большим углом лучи 2900 света (относительно зенита), и в то же время пропускает свет 1007А с меньшим углом, как показано на фигуре.On FIG. 29B shows a coating with angle dependent properties to prevent high angle light from entering the fiber.
На Фиг. 30 показано альтернативное расположение секций. На прилагаемой фигуре две секции (первая секция 14 и вторая секция 12) объединены в единый одномерный (1D) световод 1020. Этот световод 1020 имеет две секции, прилегающие с использованием другой боковой поверхности, по сравнению с прилегающими поверхностями перекрывающегося световода 16, показанного на Фиг. 2. Секции световода 1020 объединены в виде надстройки, где распространяющийся свет, являющийся направляемым (два изображения 4L и 4R, показанные на Фиг. 13), отражается сперва первым набором граней 32 в первой секции 14 (4R - первым набором граней 32, показанным на Фиг. 13) и затем вторым набором граней 36 во второй секции 12 (6R - вторым набором граней 36, показанным на Фиг. 13). Следует отметить, что согласно данному варианту исполнения грани не являются перпендикулярными наружным поверхностям световода. Поэтому, лишь одно изображение отражается в основном направлении к глазу 10. Например, на 6L отражается только 4R, а не 4R на 6R одновременно с 4L на 6L. Этим единственным основным направлением смягчаются требования к точности выравнивания, которые существуют в конструкциях с разделением лучей.On FIG. 30 shows an alternative arrangement of sections. In the accompanying figure, two sections (
На Фиг. 32А показано схематическое изображение вида сбоку приведенной в качестве примера системы освещения. Световод 16 может быть использован для системы освещения, обеспечивающей неокрашенное равномерное освещение проекторов изображений. Источник 3200 света обеспечивает входное освещение, освещающее световод 16. При распространении света 3202 в световоде 16 свет 3202 отражается 3204 гранями световода 16 на модулятор изображений 3215. Например, модулятор изображений 3215 может быть жидкокристаллическим на кремниевом основании (LCOS). Отраженный свет 3206 изображения проходит через волновод и затем, как правило, отображается с помощью оптической системы 3220. Преимущественно свойства покрытия граней зависят от поляризации, поэтому световод 16 действует как разделитель поляризационного пучка. Для наглядности в данном описании и фигуре поляризаторы и вращатели плоскости поляризации пропущены.On FIG. 32A is a schematic side view of an exemplary lighting system. The
На Фиг. 32В приведено схематическое изображение вида спереди приведенной в качестве примера системы освещения, показывающее вид спереди световода 16. Источник 3200 света проецирует свет 3202 непосредственно (или через светопровод) в световод 16, где пересечение (перекрывание) граней вызывает расширение апертуры источника в поперечном направлении в пределах световода 16 и проецирует свет из световода 16.On FIG. 32B is a schematic front view of an exemplary lighting system showing a front view of
Следует отметить, что описанные выше примеры, использованные числовые значения и примеры расчетов направлены на содействие в описании вариантов осуществления настоящего изобретения. Непреднамеренные опечатки, математические ошибки и/или использование упрощенных расчетов не приуменьшают полезности и основных преимуществ изобретения.It should be noted that the examples described above, the numerical values used, and the calculation examples are intended to assist in describing embodiments of the present invention. Unintentional typographical errors, mathematical errors and/or the use of simplified calculations do not detract from the usefulness and essential advantages of the invention.
Поскольку прилагаемая формула изобретения была составлена без множественных зависимостей, следует иметь в виду, что это было сделано только для учета формальных требований в юрисдикциях, не допускающих таких множественных зависимостей. Следует отметить, что все возможные комбинации признаков, которые будут подразумеваться при придании формуле изобретения множественной зависимости, в явной форме предусмотрены и должны считаться частью изобретения.Since the appended claims have been drafted without multiple dependencies, it should be understood that this was done only to accommodate formal requirements in jurisdictions that do not allow such multiple dependencies. It should be noted that all possible combinations of features that will be implied when the claims are multiplied are expressly contemplated and should be considered part of the invention.
Следует иметь в виду, что приведенные выше описания вариантов осуществления настоящего изобретения предназначены только для того, чтобы служить примерами, и что возможны многие другие варианты осуществления настоящего изобретения в пределах объема настоящего изобретения, который определен прилагаемой формулой изобретения.It should be understood that the above descriptions of the embodiments of the present invention are intended to serve as examples only, and that many other embodiments of the present invention are possible within the scope of the present invention as defined by the appended claims.
Claims (89)
Applications Claiming Priority (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201862619830P | 2018-01-21 | 2018-01-21 | |
US62/619,830 | 2018-01-21 | ||
US201862633095P | 2018-02-21 | 2018-02-21 | |
US62/633,095 | 2018-02-21 | ||
US201862645222P | 2018-03-20 | 2018-03-20 | |
US62/645,222 | 2018-03-20 | ||
US15/978,139 US10551544B2 (en) | 2018-01-21 | 2018-05-13 | Light-guide optical element with multiple-axis internal aperture expansion |
US15/978,139 | 2018-05-13 | ||
PCT/IL2018/050701 WO2019142177A1 (en) | 2018-01-21 | 2018-06-26 | Light-guide optical element with multiple-axis internal aperture expansion |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020100274A3 RU2020100274A3 (en) | 2022-02-21 |
RU2020100274A RU2020100274A (en) | 2022-02-21 |
RU2772076C2 true RU2772076C2 (en) | 2022-05-16 |
Family
ID=
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN206649211U (en) * | 2017-02-24 | 2017-11-17 | 北京耐德佳显示技术有限公司 | A kind of nearly eye display device using Waveguide mode optical element |
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN206649211U (en) * | 2017-02-24 | 2017-11-17 | 北京耐德佳显示技术有限公司 | A kind of nearly eye display device using Waveguide mode optical element |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA3068946C (en) | Light-guide optical element with multiple-axis internal aperture expansion | |
KR102699716B1 (en) | Optical Systems including Light-Guide Optical Elements with Two-Dimensional Expansion | |
JP7187022B2 (en) | Aperture multiplier using rectangular waveguide | |
KR20230054841A (en) | Optical system for 2D expansion of images reducing glint and ghosting from waveguides | |
KR20240006707A (en) | Optical aperture multipliers having a rectangular waveguide | |
RU2772076C2 (en) | Light guide optical element with multi-axis expansion of internal aperture | |
US20230359034A1 (en) | Compound light-guide optical elements | |
EP4232868A1 (en) | Active optical engine |