JP4550904B2 - ディスプレー装置におけるビーム拡大方法及びシステム - Google Patents
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Description
sin(θi) - nsin(θm) = mλ/d
ここで、dは回折要素(ここではH1)の格子周期、
λは波長、
nは基板の屈折率、
mは回折順序、
θiは入射角、
θmはm番目の順序における回折角。
射出瞳エクステンダにおける光の分布の均一性を改善する方法とシステムを提供することが有利であり、且つ望ましい。
射出面部と、
少なくとも第一波長成分と第二波長成分を有する光線を透過させる入力面部と、
第一回折要素及び第二回折要素をそれぞれが含む少なくとも第一層及び第二層とを有し、
透過した光線の少なくとも一部は、第一層の第一回折要素において回折されて第一回折部を提供し、
透過した光線の少なくとも一部は、第二層の第一回折要素において回折されて第二回折部を提供し、
第一回折部の少なくとも一部は、第一層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して出力される射出ビームの第一部を形成し、
第二回折部の少なくとも一部は、第二層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して出力される射出ビームの第二部を形成することを特徴とする光学装置を提供する。
透過した光線の少なくとも一部は、第三層の第一回折要素において回折されて第三回折部を提供し、
第三回折部の少なくとも一部は、第三層の第二回折要素において更に回折され、前記射出面部を介して出て行く射出ビームの第三部を形成する。
射出ビームの第二部の第二波長成分の量が、射出ビームの第二部の第一波長成分の量よりも多く、そして射出ビームの第二部の第三波長成分の量よりも多く、
射出ビームの第三部の第三波長成分の量が、射出ビームの第三部の第一波長成分の量よりも多く、そして射出ビームの第三部の第二波長成分の量よりも多い。
本発明によれば、光学装置は、第一層の第一回折要素と第二層の第一回折要素との間に、射出ビームの第二部における第一波長成分の量を減少するフィルターを更に配置している。
前記光学装置に少なくとも第一層と第二層を設け、
第一層に第一回折要素と第二回折要素を設け、
第二層に第一回折要素と第二回折要素を設け、
透過した光線の少なくとも一部は、第一層の第一回折要素において回折されて第一回折部を提供し、
透過した光線の少なくとも一部は、第二層の第一回折要素において回折されて第二回折部を提供し、
第一回折部の少なくとも一部は、第一層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して出て行く射出ビームの第一部を形成し、
第二回折部の少なくとも一部は、第二層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して出て行く射出ビームの第二部を形成し、
射出ビームの第一部の第一波長成分の量は、射出ビームの第一部の第二波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第三波長成分の量よりも多く、
射出ビームの第二部の第二波長成分の量は、射出ビームの第二部の第一波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第二部の第三波長成分の量よりも多く、
射出ビームの第三部の第三波長成分の量は、射出ビームの第三部の第一波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第三部の第二波長成分よりも多い。
第二層の第一回折要素と第三層の第一回折要素との間にもう一つのフィルターを配置して、射出ビームの第二部における第二波長成分の量と、射出ビームの第三部における第二波長成分の量を減少させる。
像データを受ける光学エンジンと、
前記光学エンジンに作動可能に連結されて、前記像データに基づく像を形成するディスプレー装置と、
射出瞳エクステンダとを含むディスプレーモジュールを提供するものであって、
前記射出瞳エクステンダは、
射出面部と、
少なくとも第一波長成分と第二波長成分とを有する光線を導入する入力面部と、
第一回折要素及び第二回折要素をそれぞれが含む少なくとも第一層、第二層及び第三層とを含み、
導入された光線の少なくとも一部は第一層の第一回折要素において回折されて、第一回折部を提供し、
導入された光線の少なくとも一部は第二層の第一回折要素において回折されて、第二回折部を提供し、
導入された光線の少なくとも一部は第三層の第一回折要素において回折されて、第三回折部を提供し、
第一回折部の少なくとも一部は第一層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して出て行く射出ビームの第一部を形成し、
第二回折部の少なくとも一部は第二層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して出て行く射出ビームの第二部を形成し、
第三回折部の少なくとも一部は第三層の第三回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して出て行く射出ビームの第三部を形成し、
射出ビームの第一部の第一波長成分の量は射出ビームの第一部の第二波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第一部の第三波長成分の量よりも多く、
射出ビームの第二部の第二波長成分の量は射出ビームの第二部の第一波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第二部の第三波長成分の量よりも多く、
射出ビームの第三部の第三波長成分の量は射出ビームの第三部の第一波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第三部の第二波長成分の量よりも多い。
データ処理ユニットと、
前記データ処理ユニットに作動可能に連結されて、前記データ処理ユニットからの像データを受ける光学エンジンと、
前記光学エンジンに作動可能に連結されて、前記像データに基づいて像を形成するディスプレー装置と、
射出瞳エクステンダとを具えた電子装置を提供するものであって、
前記射出瞳エクステンダは
射出面部と、
少なくとも第一波長成分と第二波長成分とを有する光線を導入する入力面部と、
第一回折要素及び第二回折要素とをそれぞれが含む少なくとも第一層、第二層及び第三層とを有し、
導入された光線の少なくとも一部は第一層の第一回折要素において回折されて、第一回折部を提供し、
導入された光線の少なくとも一部は第二層の第一回折要素において回折されて、第二回折部を提供し、
導入された光線の少なくとも一部は第三層の第一回折要素において回折されて、第三回折部を提供し、
第一回折部の少なくとも一部は第一層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を透過して出る射出ビームの第一部を形成し、
第二回折部の少なくとも一部は第二層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を透過して出る射出ビームの第二部を形成し、
第三回折部の少なくとも一部は第三層の第三回折要素において更に回折されて、前記射出面部を透過して出る射出ビームの第三部を形成し、
射出ビームの第一部における第一波長成分の量は射出ビームの第一部における第二波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第一部における第三波長成分の量よりも多く、
射出ビームの第二部における第二波長成分の量は射出ビームの第二部における第二波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第二部における第三波長成分の量よりも多く、
射出ビームの第三部における第三波長成分の量は射出ビームの第三部における第一波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第三部における第二波長成分の量よりも多い。
図2に示された均質な基板6を使用する代わりに、本発明の射出瞳エクステンダ(EPE)10は、それぞれが回折格子を有する図3a〜3dに示されたような複数層を有する基板60を使用している。
p = λ/(1 + sin(FOV/2))
以上、本発明はその好適実施形態に関して記載されたが、当業者であれば、前述の事項及びその形式及び細部における他の種々な変更、削除、偏向は、本発明の範囲から逸脱することなく可能であることを理解するであろう。
Claims (28)
- 射出面部と、
少なくとも第一波長成分と第二波長成分とを含む光線を透過させる入力面部と、
第一回折要素及び第二回折要素をそれぞれが含む少なくとも第一層及び第二層を含み、
第一層における第一回折要素と第二回折要素は第一回折期間を有し、かつ第二層における第一回折要素と第二回折要素は第一回折期間と異なる第二回折期間を有し、かつ第一回折要素と第二回折要素は相互に対して実質的平行に配向され、そのようにして
透過した光線の少なくとも一部は、第一層の第一回折要素において回折されて第一回折部を提供し、
透過した光線の少なくとも一部は、第二層の第一回折要素において回折されて第二回折部を提供し、
第一回折部の少なくとも一部は、第一層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して射出する射出ビームの第一部を形成し、かつ
第二回折部の少なくとも一部は、第二層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して射出する射出ビームの第二部を形成することを特徴とする光学装置。 - 前記射出ビームの第一部における第一波長成分の量は、前記射出ビームの第一部における第二波長成分の量よりも多く、前記射出ビームの第二部における第二波長成分の量は、前記射出ビームの第二部における第一波長成分の量よりも多いことを特徴とする請求項1に記載の光学装置。
- 透過した光線は更に第三波長成分を含み、前記光学装置は更に第一回折要素と第二回折要素を含む第三層を含み、
透過した光線の少なくとも一部は、第三層の第一回折要素において回折されて第三回折部を提供し、
第三回折部の少なくとも一部は、第三層の第二回折要素において更に回折され、前記射出面部を介して射出する射出ビームの第三部を形成することを特徴とする請求項1に記載の光学装置。 - 射出ビームの第一部の第一波長成分の量が、射出ビームの第一部の第二波長成分の量よりも多く、そして射出ビームの第一部の第三波長成分の量よりも多く、
射出ビームの第二部の第二波長成分の量が、射出ビームの第二部の第一波長成分の量よりも多く、そして射出ビームの第二部の第三波長成分の量よりも多く、
射出ビームの第三部の第三波長成分の量が、射出ビームの第三部の第一波長成分の量よりも多く、そして射出ビームの第三部の第二波長成分の量よりも多いことを特徴とする請求項3に記載の光学装置。 - 第一層の第一回折要素と第二層の第一回折要素との間に、射出ビームの第二部における第一波長成分の量を減少するフィルターを更に配置したことを特徴とする請求項2に記載の光学装置。
- 第一層の第一回折要素と第二層の第一回折要素との間に、射出ビームの第二部における第一波長成分の量と射出ビームの第三部における第一波長成分の量とを減少するフィルターを更に配置したことを特徴とする請求項4に記載の光学装置。
- 第二層の第一回折要素と第三層の第一回折要素との間に、もう一つのフィルターを配置して、射出ビームの第三部の第二波長成分の量を減少するもう一つのフィルターを配置したことを特徴とする請求項6に記載の光学装置。
- 射出ビームの第三部における第一及び第二波長成分の量を減少するために、第二層の第一回折要素と第三層の第一回折要素との間にもう一つのフィルターを更に配置したことを特徴とする請求項6に記載の光学装置。
- 第一及び第二層の第一及び第二回折要素の少なくとも一方が、ホログラム光学要素であることを特徴とする請求項1に記載の光学装置。
- 第一及び第二層の第一及び第二回折要素の少なくとも一方が、機械的或いは化学的に製造された回折光学要素であることを特徴とする請求項1に記載の光学装置。
- 第一層、第二層及び第三層の第一及び第二回折要素の少なくとも一方が、ホログラム光学要素であることを特徴とする請求項1に記載の光学装置。
- 第一層、第二層及び第三層の第一及び第二回折要素の少なくとも一方が、機械的或いは化学的に製造された回折光学要素であることを特徴とする請求項1に記載の光学装置。
- 第一波長成分が第一波長範囲を有し、第二波長成分が第一波長成分よりも長い第二の波長範囲を有することを特徴とする請求項1に記載の光学装置。
- 第一波長成分が第一波長範囲を有し、第二波長成分が第一波長範囲よりも長い第二波長範囲を有し、第三波長成分が第二波長範囲よりも広い波長範囲を有することを特徴とする請求項3に記載の光学装置。
- 第一波長成分が青色の波長成分を有し、第二波長成分が緑色の波長成分を有し、第三波長成分が赤色の波長成分を有していることを特徴とする請求項3に記載の光学装置。
- 少なくとも第一波長成分と第二波長成分とを含む光線を透過させる入力面部と、射出ビームの射出を可能にする射出面部を有する光学装置において射出ビームの色の均一性を改善する方法であって、
前記光学装置に少なくとも第一層と第二層を設け、
第一層に第一回折要素と第二回折要素を設け、
第二層に第一回折要素と第二回折要素を設け、
第一層の第一回折要素と第二回折要素は第一回折期間を有し、かつ第二層の第一回折要素と第二回折要素は第一回折期間と異なる第二回折期間を有し、かつ第一回折要素と第二回折要素は相互に対して実質的平行に配向され、そのようにして
透過した光線の少なくとも一部は、第一層の第一回折要素において回折されて第一回折部を提供し、
透過した光線の少なくとも一部は、第二層の第一回折要素において回折されて第二回折部を提供し、
第一回折部の少なくとも一部は、第一層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して射出する射出ビームの第一部を形成し、
第二回折部の少なくとも一部は、第二層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して射出する射出ビームの第二部を形成し、
射出ビームの第一部の第一波長成分の量は、射出ビームの第一部の第二波長成分の量よりも多く、かつ
射出ビームの第二部の第二波長成分の量は、射出ビームの第二部の第一波長成分の量よりも多いことを特徴とする方法。 - 更に、第一層の第一回折要素と第二層の第一回折要素との間にフィルターを配置して、射出ビームの第二部における第一波長成分の量を減少させることを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 更に、前記光学装置の第二層に隣接して第三層を設け、
第三層に第一回折要素と第二回折要素を設け、そのようにして
透過した光線の少なくとも一部が第三層の第一回折要素において回折されて第三回折部を提供し、
第三回折部の少なくとも一部が第三層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して射出する射出ビームの第三部を形成し、
射出ビームの第一部の第一波長成分の量は、射出ビームの第一部の第二波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第一部の第三波長成分の量よりも多く、
射出ビームの第二部の第二波長成分の量は、射出ビームの第二部の第一波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第二部の第三波長成分の量よりも多く、
射出ビームの第三部の第三波長成分の量は、射出ビームの第三部の第一波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第三部の第二波長成分の量よりも多いことを特徴とする請求項16に記載の方法。 - 更に、第一層の第一回折要素と第二層の第一回折要素との間にフィルターを設けて、射出ビームの第二部における第一波長成分の量と、射出ビームの第三部における第一波長成分の量を減少させることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 更に、第二層の第一回折要素と第三層の第一回折要素との間にもう一つのフィルターを設けて、射出ビームの第三部における第二波長成分の量を減少させることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 像データを受ける光学エンジンと、
前記光学エンジンに作動可能に連結されて、前記像データに基づく像を形成するディスプレー装置と、
射出瞳エクステンダを含むディスプレーモジュールであって、
前記射出瞳エクステンダは、
射出面部と、
少なくとも第一波長成分と第二波長成分とを有する光線を透過させる入力面部と、
第一回折要素及び第二回折要素をそれぞれが含む少なくとも第一層、第二層及び第三層を含み、
第一層の第一回折要素と第二回折要素は第一回折期間を有し、かつ第二層の第一回折要素と第二回折要素は第一回折期間と異なる第二回折期間を有し、かつ第一回折要素と第二回折要素は相互に対して実質的平行に配向され、そのようにして
透過された光線の少なくとも一部は第一層の第一回折要素において回折されて、第一回折部を提供し、
透過された光線の少なくとも一部は第二層の第一回折要素において回折されて、第二回折部を提供し、
透過された光線の少なくとも一部は前記第三層の第一回折要素において回折されて、第三回折部を提供し、
第一回折部の少なくとも一部は第一層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して射出する射出ビームの第一部を形成し、
第二回折部の少なくとも一部は第二層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して射出する射出ビームの第二部を形成し、
第三回折部の少なくとも一部は第三層の第三回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して射出する射出ビームの第三部を形成することを特徴とするディスプレーモジュール。 - 射出ビームの第一部の第一波長成分の量が射出ビームの第一部の第二波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第一部の第三波長成分の量よりも多く、
射出ビームの第二部の第二波長成分の量が射出ビームの第二部の第一波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第二部の第三波長成分の量よりも多く、
射出ビームの第三部の第三波長成分の量が射出ビームの第三部の第一波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第三部の第二波長成分の量よりも多いことを特徴とする請求項21に記載のディスプレーモジュール。 - データ処理ユニットと、
前記データ処理ユニットに作動可能に連結されて、前記データ処理ユニットからの像データを受ける光学エンジンと、
前記光学エンジンに作動可能に連結されて、前記像データに基づいて像を形成するディスプレー装置と、
射出瞳エクステンダを含む電子装置であって、
前記射出瞳エクステンダは
射出面部と、
少なくとも第一波長成分と第二波長成分とを有する光線を透過させる入力面部と、
第一回折要素及び第二回折要素をそれぞれが含む少なくとも第一層、第二層及び第三層を含み、
第一層の第一回折要素と第二回折要素は第一回折期間を有し、かつ第二層の第一回折要素と第二回折要素は第一回折期間と異なる第二回折期間を有し、かつ第一回折要素と第二回折要素は相互に対して実質的平行に配向され、そのようにして
透過された光線の少なくとも一部は第一層の第一回折要素において回折されて、第一回折部を提供し、
透過された光線の少なくとも一部は第二層の第一回折要素において回折されて、第二回折部を提供し、
透過された光線の少なくとも一部は第三層の第一回折要素において回折されて、第三回折部を提供し、
第一回折部の少なくとも一部は第一層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して射出する射出ビームの第一部を形成し、
第二回折部の少なくとも一部は第二層の第二回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して射出する射出ビームの第二部を形成し、
前記第三回折部の少なくとも一部は前記第三層の第三回折要素において更に回折されて、前記射出面部を介して射出する射出ビームの第三部を形成することを特徴とする電子装置。 - 射出ビームの第一部における第一波長成分の量が射出ビームの第一部における第二波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第一部における第三波長成分の量よりも多く、
射出ビームの第二部における第二波長成分の量が射出ビームの第二部における第二波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第二部における第三波長成分の量よりも多く、
射出ビームの第三部における第三波長成分の量が射出ビームの第三部における第一波長成分の量よりも多く、且つ射出ビームの第三部における第二波長成分の量よりも多いことを特徴とする請求項23に記載の電子装置。 - コンピューターゲーム装置を含む請求項24に記載の電子装置。
- デジタルカメラを含む請求項24に記載の電子装置。
- 更に、像データを示す情報を含む信号を受ける通信ユニットを含み、前記情報を受けるために前記データ処理ユニットが前記通信ユニットに作動可能に接続されることを特徴とする請求項24に記載の電子装置。
- 移動ターミナルを含む請求項27に記載の電子装置。
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