JP2019510262A5

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Publication number: JP2019510262A5
Application number: JP2018544827A
Authority: JP
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2020-04-09
Anticipated expiration: 2037-02-28

Description

実施形態２４：複数の切替可能な反射要素は、出力光の光経路の内外に摺動するように構成される、実施形態１７−２２のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
（項目１）
眼を有する装着者によって使用されるように構成されるウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステムであって、上記ウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステムは、
光を出力し、画像を形成するように構成される光学プロジェクタと、
上記光を受信し、上記光を上記装着者の眼の中に指向するための複数の導波管と、
上記導波管を上記眼の正面に配置するように構成されるフレームと、
光を上記複数の導波管内の異なる導波管の中に選択的に結合するように配置される複数の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーを備える切替デバイスと
を備える、ウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステム。
（項目２）
上記光学プロジェクタは、異なる色の光を選択的に出力する、項目１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
（項目３）
上記ＭＥＭＳミラーに対して配置された複数の内部結合光学要素をさらに備え、上記複数の内部結合光学要素は、上記光が全内部反射によって上記導波管に沿って伝搬するように、上記ＭＥＭＳミラーから反射された上記プロジェクタからの光を受信し、内部結合光学要素によって受信された光を内部結合光学要素と関連付けられた上記導波管のうちの１つの中に結合する、項目１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
（項目４）
上記複数の導波管と関連付けられた複数の外部結合光学要素をさらに備え、上記複数の外部結合光学要素は、上記複数の導波管からの光を上記複数の導波管から再指向するように構成される、項目３に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
（項目５）
上記複数のＭＥＭＳミラーの数は、上記複数の導波管の数と等しい、項目１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
（項目６）
上記複数のＭＥＭＳミラーの数は、上記複数の導波管の数未満である、項目１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
（項目７）
上記複数のＭＥＭＳミラーは、約３０度〜約６０度の値を有する角度θだけ、上記複数の導波管の表面と平行な表面の平面から反転されるように構成される、項目１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
（項目８）
上記複数のＭＥＭＳミラーは、出力光の光経路の内外に摺動するように構成される、項目１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
（項目９）
ディスプレイデバイスであって、
導波管と、
光学源からの第１の波長における光ビームを上記導波管の中に再指向するように構成される内部結合光学要素と、
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと、
コントローラであって、上記ＭＥＭＳミラーが、上記光ビームの光学経路内に配置され、上記光ビームを上記内部結合光学要素に向かって再指向するように、上記ＭＥＭＳミラーを作動させるように構成される、コントローラと
を備える、ディスプレイデバイス。
（項目１０）
第２の導波管と、
第２の波長における第２の光ビームを上記光学源から上記第２の導波管の中に再指向する第２の内部結合光学要素と、
第２の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと
をさらに備え、上記コントローラは、上記第２のＭＥＭＳミラーが、上記第２の光ビームの光学経路内に配置され、上記第２の光ビームを上記第２の内部結合光学要素に向かって再指向するように、上記第２のＭＥＭＳミラーを作動させるように構成される、項目９に記載のディスプレイデバイス。
（項目１１）
第３の導波管と、
第３の波長における第３の光ビームを上記光学源から上記第３の導波管の中に再指向する第３の内部結合光学要素と、
第３の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと
をさらに備え、上記コントローラは、上記第３のＭＥＭＳミラーが、上記第３の光ビームの光学経路内に配置され、上記第３の光ビームを上記第３の内部結合光学要素に向かって再指向するように、上記第３のＭＥＭＳミラーを作動させるように構成される、項目１０に記載のディスプレイデバイス。
（項目１２）
上記第１の導波管、上記第２の導波管、および上記第３の導波管は、第１の深度平面と関連付けられ、上記第１、第２、および第３の導波管からの光は、上記第１の深度平面から生じるように現れる画像を生成するように構成される、項目１１に記載のディスプレイデバイス。
（項目１３）
上記第１の深度平面と異なる第２の深度平面と関連付けられる第４の導波管と、
上記第４の導波管と関連付けられ、上記第１、第２、または第３の波長のうちの１つにおける上記光学源からの光を上記第４の導波管の中に再指向するように構成される第４の内部結合光学要素と、
上記第４の内部結合光学要素にわたって配置される第４の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと、
をさらに備え、上記コントローラは、上記第４のＭＥＭＳミラーが、上記光学源から上記第４の内部結合光学要素に向かって上記光の光学経路内に配置されるように、上記第４のＭＥＭＳミラーを作動させるように構成される、項目１２に記載のディスプレイデバイス。
（項目１４）
上記第１の導波管、上記第２の導波管、および上記第３の導波管は、上記第１の導波管、上記第２の導波管、および上記第３の導波管から光を出力するように構成される外部結合光学要素を備える、項目１２に記載のディスプレイデバイス。
（項目１５）
ディスプレイデバイスであって、
第１の深度平面と関連付けられる第１の複数の導波管であって、上記複数の導波管は、上記第１の深度平面から生じるように見える画像を生成するように構成される、第１の複数の導波管と、
上記第１の複数の導波管と関連付けられる第１の複数の内部結合光学要素であって、上記複数の内部結合光学要素は、上記光学源からの光を上記複数の導波管の中に再指向するように構成される、第１の複数の内部結合光学要素と、
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと、
コントローラであって、上記ＭＥＭＳミラーが、上記光学源からの光の光学経路の内に配置され、上記光を上記第１の複数の内部結合光学要素に向かって再指向するように、上記ＭＥＭＳミラーを作動させるように構成される、コントローラと
を備える、ディスプレイデバイス。
（項目１６）
第２の深度平面と関連付けられる第２の複数の導波管であって、上記第２の複数の導波管は、上記第２の深度平面から生じるように見える画像を生成するように構成される、第２の複数の導波管と、
上記第２の複数の導波管と関連付けられる第２の複数の内部結合光学要素であって、上記第２の複数の内部結合光学要素は、上記光学源からの光を上記第２の複数の導波管の中に再指向するように構成される、第２の複数の内部結合光学要素と、
第２の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと
をさらに備え、上記コントローラは、上記第２のＭＥＭＳミラーが、上記光学源からの光の光学経路内に配置され、上記光を上記第２の複数の内部結合光学要素に向かって再指向するように、上記第２のＭＥＭＳミラーを作動させるように構成される、項目１５に記載のディスプレイデバイス。

Claims

眼を有する装着者によって使用されるように構成されたウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステムであって、前記ウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステムは、
画像を形成するように変調された光を出力するように構成された光源および変調器と、
前記光を受信し、前記光を前記装着者の眼の中に指向するための複数の導波管と、
前記導波管を前記眼の正面に配置するように構成されたフレームと、
前記変調された光を受信する複数の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーであって、前記複数のＭＥＭＳミラーは、光を前記複数の導波管内の異なる導波管の中に選択的に結合するように配置される、複数の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと
を備える、頭部搭載型ディスプレイシステム。
前記光源は、異なる色の光を選択的に出力する、請求項１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
前記ＭＥＭＳミラーに対して配置された複数の内部結合光学要素をさらに備え、前記複数の内部結合光学要素は、前記光が全内部反射によって前記導波管に沿って伝搬するように、前記ＭＥＭＳミラーから反射された変調された光を受信し、内部結合光学要素によって受信された前記変調された光を内部結合光学要素と関連付けられた前記導波管のうちの１つの中に結合する、請求項１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
前記複数の導波管と関連付けられた複数の外部結合光学要素をさらに備え、前記複数の外部結合光学要素は、前記複数の導波管からの光を前記複数の導波管から再指向するように構成される、請求項３に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
前記複数のＭＥＭＳミラーの数は、前記複数の導波管の数と等しい、請求項１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
前記複数のＭＥＭＳミラーの数は、前記複数の導波管の数未満である、請求項１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
前記複数のＭＥＭＳミラーは、約３０度〜約６０度の値を有する角度θだけ、前記複数の導波管の表面と平行な表面の平面から反転されるように構成される、請求項１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
前記複数のＭＥＭＳミラーは、出力光の光経路の内外に摺動するように構成される、請求項１に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
ディスプレイデバイスであって、
導波管と、
光源および変調器からの第１の波長における画像情報を含有する光ビームを前記導波管の中に再指向するように構成された内部結合光学要素であって、前記光源および変調器は、画像を形成するように変調された光を出力するように構成される、内部結合光学要素と、
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーであって、前記微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーは、前記ＭＥＭＳミラーが、前記光源と前記内部結合光学要素との間で前記光ビームの光学経路内に配置されることにより、画像を形成するように変調された光を受信し、かつ、前記光ビームを前記内部結合光学要素に向かって再指向するように、位置付けられるように構成される、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと
を備える、ディスプレイデバイス。
第２の導波管と、
第２の波長における画像情報を含有する第２の光ビームを前記光源から前記第２の導波管の中に再指向する第２の内部結合光学要素と、
第２の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーであって、前記第２の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーは、前記第２のＭＥＭＳミラーが、前記光源と前記第２の内部結合光学要素との間で前記第２の光ビームの光学経路内に配置されることにより、画像を形成するように変調された光を受信し、かつ、前記第２の光ビームを前記第２の内部結合光学要素に向かって再指向するように、位置付けられるように構成される、第２の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラー
をさらに備える、請求項９に記載のディスプレイデバイス。
第３の導波管と、
第３の波長における画像情報を含有する第３の光ビームを前記光源から前記第３の導波管の中に再指向する第３の内部結合光学要素と、
第３の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーであって、前記第３の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーは、前記第３のＭＥＭＳミラーが、前記光源と前記第３の内部結合光学要素との間で前記第３の光ビームの光学経路内に配置されることにより、画像を形成するように変調された光を受信し、かつ、前記第３の光ビームを前記第３の内部結合光学要素に向かって再指向するように、位置付けられるように構成される、第３の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラー
をさらに備える、請求項１０に記載のディスプレイデバイス。
前記第１の導波管、前記第２の導波管、および前記第３の導波管は、第１の深度平面と関連付けられ、前記第１、第２、および第３の導波管からの光は、前記第１の深度平面から生じるように見える画像を生成するように構成される、請求項１１に記載のディスプレイデバイス。
前記第１の深度平面と異なる第２の深度平面と関連付けられた第４の導波管と、
前記第４の導波管と関連付けられ、前記第１、第２、または第３の波長のうちの１つにおける前記光源からの画像情報を含有する光を前記第４の導波管の中に再指向するように構成された第４の内部結合光学要素と、
前記第４の内部結合光学要素にわたって配置される第４の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーであって、前記第４の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーは、前記第４のＭＥＭＳミラーが、前記光源からの前記光の光学経路内に配置されることにより、画像を形成するように変調された光を受信し、かつ、前記光を前記光源から前記第４の内部結合光学要素に向かって再指向するように、位置付けられるように構成される、第４の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと
をさらに備える、請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
前記第１の導波管、前記第２の導波管、および前記第３の導波管は、前記第１の導波管、前記第２の導波管、および前記第３の導波管から光を出力するように構成された外部結合光学要素を備える、請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
ディスプレイデバイスであって、
画像を形成するように変調された光を出力するように構成された光源および変調器と、
第１の深度平面と関連付けられた第１の複数の導波管であって、前記複数の導波管は、前記第１の深度平面から生じるように見える画像を生成するように構成される、第１の複数の導波管と、
前記第１の複数の導波管と関連付けられた第１の複数の内部結合光学要素であって、前記複数の内部結合光学要素は、前記光源からの画像情報を含有する光を前記複数の導波管の中に再指向するように構成され、前記光源は、画像を形成するように変調された前記光を出力するように構成される、第１の複数の内部結合光学要素と、
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーであって、前記微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーは、前記ＭＥＭＳミラーが、前記光源からの光の光学経路の内に配置されることにより、画像を形成するように変調された前記光を受信し、かつ、前記光を前記第１の複数の内部結合光学要素に向かって再指向するように、位置付けられるように構成される、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと
を備える、ディスプレイデバイス。
第２の深度平面と関連付けられた第２の複数の導波管であって、前記第２の複数の導波管は、前記第２の深度平面から生じるように見える画像を生成するように構成される、第２の複数の導波管と、
前記第２の複数の導波管と関連付けられた第２の複数の内部結合光学要素であって、前記第２の複数の内部結合光学要素は、前記光源からの前記光を前記第２の複数の導波管の中に再指向するように構成される、第２の複数の内部結合光学要素と、
第２の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーであって、前記第２の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーは、前記第２のＭＥＭＳミラーが、前記光源からの光の光学経路内に配置されることにより、画像を形成するように変調された前記光を受信し、かつ、前記光を前記第２の複数の内部結合光学要素に向かって再指向するように、作動させられるように構成される、第２の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと
をさらに備える、請求項１５に記載のディスプレイデバイス。
ディスプレイデバイスであって、
第１の導波管と、
光学源からの第１の波長における画像情報を含有する第１の光ビームの光を前記第１の導波管の中に再指向するように構成された第１の内部結合光学要素であって、前記光学源は、空間光変調器を備える、第１の内部結合光学要素と、
第１の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと、
コントローラであって、前記コントローラは、前記第１のＭＥＭＳミラーが、前記光学源と前記第１の内部結合光学要素との間で第１の光学経路内に配置されることにより、前記第１の光ビームを前記第１の内部結合光学要素に向かって再指向するように、前記第１のＭＥＭＳミラーを位置付けるように構成される、コントローラと、
第２の導波管と、
第２の波長における画像情報を含有する第２の光ビームの光を前記光学源から前記第２の導波管の中に再指向するように構成された第２の内部結合光学要素と、
第２の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーであって、前記コントローラは、前記第２のＭＥＭＳミラーが、前記光学源と前記第２の内部結合光学要素との間で第２の光学経路内に配置されることにより、前記第２の光ビームを前記第２の内部結合光学要素に向かって再指向するように、前記第２のＭＥＭＳミラーを位置付けるように構成される、第２の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと、
第３の導波管と、
第３の波長における画像情報を含有する第３の光ビームの光を前記光学源から前記第３の導波管の中に再指向するように構成された第３の内部結合光学要素と、
第３の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーであって、
前記コントローラは、前記第３のＭＥＭＳミラーが、前記光学源と前記第３の内部結合光学要素との間で第３の光学経路内に配置されることにより、前記第３の光ビームを前記第３の内部結合光学要素に向かって再指向するように、前記第３のＭＥＭＳミラーを位置付けるように構成され、
前記第１の導波管、前記第２の導波管、および前記第３の導波管は、第１の深度平面と関連付けられ、前記第１、第２、および第３の導波管からの光は、前記第１の深度平面から生じるように見える画像を生成するように構成される、第３の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと、
前記第１の深度平面と異なる第２の深度平面と関連付けられた第４の導波管と、
前記第４の導波管と関連付けられ、前記光学源からの前記第３の波長における画像情報を含有する前記第３の光ビームの光を前記第４の導波管の中に再指向するように構成された第４の内部結合光学要素と、
第４の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーであって、前記コントローラは、前記第４のＭＥＭＳミラーが、前記第３の光学経路内に配置されることにより、前記第３の光ビームを前記第４の内部結合光学要素に向かって再指向するように、前記第４のＭＥＭＳミラーを位置付けるように構成される、第４の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと
を備える、ディスプレイデバイス。
前記第１の導波管、前記第２の導波管、前記第３の導波管、および前記第４の導波管は、それぞれ、前記第１の導波管、前記第２の導波管、前記第３の導波管、および前記第４の導波管から光を出力するように構成された外部結合光学要素を備える、請求項１７に記載のディスプレイデバイス。
前記第１の導波管、前記第２の導波管、前記第３の導波管、および前記第４の導波管は、それぞれ、前記第１の導波管、前記第２の導波管、前記第３の導波管、および前記第４の導波管から光を出力するように構成された複数の外部結合光学要素を備える、請求項１７に記載のディスプレイデバイス。
前記第１のＭＥＭＳミラー、前記第２のＭＥＭＳミラー、前記第３のＭＥＭＳミラー、および前記第４のＭＥＭＳミラーは、約３０度〜約６０度の値を有する角度θだけ、前記第１の導波管、前記第２の導波管、前記第３の導波管、および前記第４の導波管の表面と平行な表面の平面から反転されるように構成される、請求項１７に記載のディスプレイデバイス。
前記第１のＭＥＭＳミラー、前記第２のＭＥＭＳミラー、前記第３のＭＥＭＳミラー、および前記第４のＭＥＭＳミラーは、前記第１の光学経路、前記第２の光学経路、または前記第３の光学経路の内外に摺動するように構成される、請求項１７に記載のディスプレイデバイス。
前記第１の導波管、前記第２の導波管、および前記第３の導波管の各々は、前方表面と、後方表面と、前記前方表面と前記後方表面との間に含まれる複数の縁とを備え、前記第１の内部結合光学要素、前記第２の内部結合光学要素、および前記第３の内部結合光学要素は、互いに対して側方に変位させられており、その結果、前記第１の内部結合光学要素、前記第２の内部結合光学要素、および前記第３の内部結合光学要素のうちの１つは、前記第１の内部結合光学要素、前記第２の内部結合光学要素、および前記第３の内部結合光学要素のうちの別のものよりも、前記複数の縁のうちの縁により近い、請求項１７に記載のディスプレイデバイス。
ディスプレイデバイスであって、
第１の深度平面と関連付けられた第１の複数の導波管であって、前記第１の複数の導波管は、前記第１の深度平面から生じるように見える画像を生成するように構成される、第１の複数の導波管と、
前記第１の複数の導波管と関連付けられた第１の複数の内部結合光学要素であって、前記第１の複数の内部結合光学要素は、空間光変調器を備える光学源からの画像情報を含有する光を前記第１の複数の導波管の中に指向するように構成される、第１の複数の内部結合光学要素と、
第１の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと、
コントローラであって、前記コントローラは、前記第１のＭＥＭＳミラーが、前記光学源からの光の光学経路の内に配置され、光源からの光を前記第１の複数の内部結合光学要素のうちの内部結合光学要素に向かって指向するように、前記第１のＭＥＭＳミラーを位置付けるように構成される、コントローラと、
第２の深度平面と関連付けられた第２の複数の導波管であって、前記第２の複数の導波管は、前記第２の深度平面から生じるように見える画像を生成するように構成される、第２の複数の導波管と、
前記第２の複数の導波管と関連付けられた第２の複数の内部結合光学要素であって、前記第２の複数の内部結合光学要素は、前記光学源からの光を前記第２の複数の導波管の中に指向するように構成される、第２の複数の内部結合光学要素と、
第２の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーであって、前記コントローラは、前記第２のＭＥＭＳミラーが、前記光学源からの光の光学経路内に配置され、光源からの光を前記第２の複数の内部結合光学要素のうちの内部結合光学要素に向かって指向するように、前記第２のＭＥＭＳミラーを位置付けるように構成される、第２の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーと
を備える、ディスプレイデバイス。
前記複数の導波管の各々は、前方表面と、後方表面と、前記前方表面と前記後方表面との間に含まれる複数の縁とを備え、前記第１の複数の内部結合光学要素は、互いに対して側方に変位させられており、その結果、前記第１の複数の内部結合光学要素の内部結合光学要素のうちの１つは、前記第１の複数の内部結合光学要素の別の内部結合光学要素よりも、前記複数の縁のうちの縁により近い、請求項２３に記載のディスプレイデバイス。
前記第１のＭＥＭＳミラーおよび第２のＭＥＭＳミラーは、約３０度〜約６０度の値を有する角度θだけ、前記第１の複数の導波管および前記第２の複数の導波管の表面と平行な表面の平面から反転されるように構成される、請求項２３に記載のディスプレイデバイス。
前記第１のＭＥＭＳミラーおよび前記第２のＭＥＭＳミラーは、前記光学源からの前記光の光学経路の内外に摺動するように構成される、請求項２３に記載のディスプレイデバイス。