JP6238974B2 - 導波路リフレクタアレイプロジェクタを用いる複数の深度平面3次元ディスプレイ - Google Patents
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Description
明視野は、各方向に進行する空間内の各点における全光線を包含する。明視野は、3次元空間の各点がまた、4次元である関連付けられた方向を有するため、4次元と見なされる。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
(項目1)
導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置であって、前記導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置は、
第1の平面セットの複数の矩形導波路であって、前記第1の平面セット内の矩形導波路のそれぞれは、少なくとも、第1の側面、第2の側面、第1の面、および第2の面を有し、前記第2の側面は、前記矩形導波路の長さに沿って前記第1の側面に対向し、少なくとも前記第1および第2の側面は、前記矩形導波路の長さの少なくとも一部に沿って、少なくとも部分内部反射光学経路を形成し、前記第1の平面セット内の矩形導波路のそれぞれは、前記個別の矩形導波路の長さの少なくとも一部に沿った個別の位置において、前記第1の側面と前記第2の側面との間に配置された個別の複数の湾曲マイクロリフレクタを含み、前記個別の矩形導波路の第1の面から外向きに球面波面の個別の部分を部分的に反射させる、第1の平面セットの複数の矩形導波路と、
少なくとも第2の平面セットの複数の矩形導波路であって、前記第2の平面セット内の前記矩形導波路のそれぞれは、少なくとも、第1の側面、第2の側面、第1の面、および第2の面を有し、前記第2の側面は、前記矩形導波路の長さに沿って前記第1の側面に対向し、少なくとも前記第1および第2の側面は、前記矩形導波路の長さの少なくとも一部に沿って、少なくとも部分内部反射光学経路を形成し、前記第2の平面セット内の矩形導波路のそれぞれは、前記個別の矩形導波路の長さの少なくとも一部に沿った個別の位置において、前記第1の側面と前記第2の側面との間に配置された個別の複数の湾曲マイクロリフレクタを含み、前記個別の矩形導波路の第1の面から外向きに個別の部分を部分的に反射させる、少なくとも第2の平面セットの複数の矩形導波路と
を備え、
前記第2の平面セットの矩形導波路は、第1の横(Z)軸に沿って、前記第1の平面セットの矩形導波路の側面方に配列され、前記第1の横軸は、縦軸(X)に垂直であり、前記縦(X)軸は、少なくとも前記第1および第2の平面セットの矩形導波路の長さに平行である、導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目2)
前記第1の平面セットおよび少なくとも前記第2の平面セットのそれぞれ内の矩形導波路は、第2の横(Y)軸に沿って側面方に配列され、前記第2の横(Y)軸は、前記第1の横軸および前記縦軸に直交する、項目1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目3)
前記第2の平面セットの矩形導波路の第1の面は、前記第1の平面セットの矩形導波路の第1の面に平行である、項目1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目4)
前記第2の平面セットの導波路は、前記第1の平面セットの導波路に直接隣接する、項目1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目5)
複数の付加的平面セットの導波路をさらに備え、前記第1、第2、および複数の付加的セットの導波路は、前記第1の横(Z)軸に沿った積層内の個別の層として配列される、項目1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目6)
個別の前記第1、第2、および付加的平面セットを備える、前記第1、第2、および付加的平面セットの矩形導波路毎に、前記矩形導波路は、前記第2の横(Y)軸に沿って相互の連続する矩形導波路に直接隣接して積層される、項目5に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目7)
前記第1、第2、および付加的平面セットの矩形導波路の各連続する平面セット内の矩形導波路は、前記第1の横(Z)軸に沿って相互の連続する矩形導波路に直接隣接して積層される、項目6に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目8)
複数の第2の横(Y)軸分散光結合器のセットをさらに備え、前記セット内の前記第2の横(Y)軸分散光結合器のそれぞれは、個別の光学経路を前記第1、第2、および付加的平面セットの複数の矩形導波路の個別の矩形導波路に提供するように光学的に結合される、項目5に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目9)
第1の横(Z)軸分散結合器をさらに備え、前記第1の横(Z)軸分散結合器は、第1の端部と、前記第1の横(Z)軸分散結合器の長さに沿って前記第1の端部から離間された第2の端部と、前記横軸分散結合器の第1の端部と前記複数の第2の横(Y)軸分散結合器のセットの前記第2の横(Y)軸分散結合器の個別の分散結合器との間に光学経路を提供する、複数の少なくとも部分的に反射する要素とを有する、項目8に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目10)
前記第1の横(Z)軸分散結合器の前記少なくとも部分的に反射する要素は、いくつかの光学ゲートを備え、
前記導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置は、
少なくとも1つの光源であって、前記少なくとも1つの光源は、赤色、緑色、および青色画素パターンを放出するように動作可能である、少なくとも1つの光源と、
前記赤色、緑色、および青色画素パターンの強度を変調させ、変調された赤色、緑色、および青色画素パターンを生成するように動作可能な強度変調器と、
ビーム偏向器であって、前記ビーム偏向器は、少なくとも1つの光源と列分散結合器の線形アレイとの間に光学的に結合され、前記変調された赤色、緑色、および青色画素パターンを偏向させるように動作可能であり、前記光学ゲートは、前記ビーム偏向器と同期して動作するように制御される、ビーム偏向器と、
入力ファイバであって、前記入力ファイバは、少なくとも前記入力ファイバの第1の端部に近接して前記第1の横(Z)軸分散結合器に光学的に結合され、前記導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置を介して投影されることになる画像の少なくとも一部を表す光の入力円錐として、強度変調されたビーム偏向画素パターンを提供する、入力ファイバと
をさらに備える、項目9に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目11)
複数の入力ファイバをさらに備え、前記複数の入力ファイバは、前記第2の横(Y)軸分散結合器の個別の分散結合器に光学的に結合され、前記導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置を介して投影されることになる画像の少なくとも一部を表す光の入力円錐を提供する、項目8に記載の光学装置。
(項目12)
前記矩形導波路毎に、前記複数の湾曲マイクロリフレクタは、線形アレイに整合される、項目1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目13)
前記湾曲マイクロリフレクタは、球面波面における前記個別の矩形導波路の面からの光の一部を反射させるように配向される、項目1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目14)
前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、前記個別の矩形導波路の面からの光線の円錐形投影を反射させ、球面波面の個別の部分を形成するように配向される、項目1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目15)
前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、第2の横(Y)軸を中心として個別の角度に配向され、球面波面における前記個別の矩形導波路の面から光の一部を反射させ、前記第2の横(Y)軸は、前記第1の横(Z)軸および前記縦(X)軸に直交する、項目1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目16)
前記矩形導波路の少なくともいくつか毎に、前記個別の湾曲マイクロリフレクタの毎の前記第2の横(Y)軸を中心とする個別の角度は、前記縦(X)軸を横断するにつれて、前記個別の湾曲マイクロリフレクタの直前の湾曲マイクロリフレクタの個別の角度を上回る、項目1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目17)
前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、前記縦(X)軸を中心とする個別の角度に配向され、球面波面における前記個別の矩形導波路の面から光の一部を反射する、項目1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目18)
前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、第2の横(Y)軸を中心とする個別の第1の角度および前記個別の第1の角度がある平面に垂直の軸を中心とする個別の第2の角度の両方に配向され、球面波面において前記個別の矩形導波路の面から光の一部を反射させ、前記第2の横(Y)軸は、前記第1の横(Z)軸および前記縦(X)軸に直交する、項目1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目19)
前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、少なくとも2つの異なる軸の両方を中心とする個別の角度に配向され、具体的半径方向距離において、無限遠集束光を再集束させる、項目1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目20)
前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、前記個別の矩形導波路の第1の面から前記個別の矩形導波路の端部を介して受光された光を反射するように配向され、前記光が前記個別の矩形導波路から外向きに反射される前記第1の面は、前記光が受光される端部に垂直である、項目1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目21)
前記湾曲マイクロリフレクタは、前記光が外向きに反射される第1の面に対して個別の角度で配向される個別の放射軸(R)に沿って、前記個別の矩形導波路から外向きに前記光を反射させる、項目20に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目22)
前記個別の放射軸(R)の少なくともいくつかは、前記光が外向きに反射される前記第1の面に対して個別の第1の非垂直角度および個別の第2の非垂直角度の両方で配向され、前記第1および第2の非垂直角度は、相互に非平面である、項目21に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目23)
前記第1の横(Z)軸に沿って相互に連続して側面方に配列される前記矩形導波路は、少なくとも1つの方向に、相互の前記湾曲マイクロリフレクタから反射される光を少なくとも部分的に透過させる、項目22に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目24)
前記第1の横(Z)軸に沿って相互に連続して側面方に配列される前記矩形導波路は、1つのみの方向に、相互の前記湾曲マイクロリフレクタから反射される光を少なくとも部分的に透過させる、項目23に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目25)
前記第2の横(Y)軸に沿って相互に連続して側面方に配列される前記矩形導波路は、相互の前記湾曲マイクロリフレクタから反射される光を透過させない、項目23に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目26)
前記矩形導波路の少なくともいくつかに対して、前記複数の湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、個別の第1の曲率半径を有し、前記湾曲マイクロリフレクタのうちの少なくとも1つに対する第1の曲率半径は、前記個別の矩形導波路の前記湾曲マイクロリフレクタの少なくとも別の湾曲マイクロリフレクタの第1の曲率半径と異なる、項目1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目27)
前記矩形導波路の少なくともいくつかに対して、前記複数の湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、第1の軸を中心とする個別の第1の曲率半径および第2の軸を中心とする個別の第2の曲率半径を有し、前記第2の軸は、前記第1の軸と共線ではない、項目1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目28)
前記矩形導波路の少なくともいくつかに対して、湾曲マイクロリフレクタのうちの少なくとも1つの前記個別の第1の曲率半径および前記個別の第2の曲率半径は、前記個別の矩形導波路の前記湾曲マイクロリフレクタの少なくとも第2の湾曲マイクロリフレクタの前記個別の第1の曲率半径および前記個別の第2の曲率半径と異なる、項目27に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目29)
前記矩形導波路のそれぞれに対して、前記第1の側面、前記第2の側面、前記第1の面、または前記第2の面のうちの少なくとも1つは、実質的に、前記矩形導波路内に第1のセットの角度モードを留保し、実質的に、第2のセットの角度モードを前記矩形導波路から通過させ、前記矩形導波路の前記個別の湾曲マイクロリフレクタは、実質的に、前記第2のセットの角度モードを反射させ、実質的に、前記第1のセットの角度モードを通過させ、前記個別の矩形導波路の長さに沿って横断させる、項目27に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
(項目30)
光学装置であって、前記光学装置は、
複数の行および列に配列される複数の導波路の2次元アレイであって、前記導波路のそれぞれは、第1の端部と、前記導波路の長さに沿って前記第1の端部から離間された第2の端部と、前記導波路の内部に向かって少なくとも部分的に反射し、前記導波路の長さに沿って光を反射させる少なくとも第1の対の対向側面とを有し、前記長さは、前記個別の導波路の主軸を画定し、前記導波路のそれぞれは、前記個別の導波路の長さに沿って個別の位置に配置され、少なくとも定義された波長を少なくとも部分的に反射させる、複数の湾曲マイクロリフレクタを有し、前記湾曲マイクロリフレクタは、前記個別の導波路の面に対して個別の角度で配向され、少なくとも前記第1の対の対向側面と併せて、前記導波路の面と第1の端部との間に延在する光学経路を提供する、複数の導波路の2次元アレイと、
前記複数の矩形導波路の2次元アレイの各列に対して個別の列分散結合器となる、列分散結合器の線形アレイであって、前記列分散結合器のそれぞれは、第1の端部と、前記列分散結合器の長さに沿って前記第1の端部から離間された第2の端部とを有し、前記列分散結合器のそれぞれは、前記列分散結合器の第1の端部と前記複数の導波路の2次元アレイの個別の列内の前記導波路の個別の1つとの間に光学経路を提供する、複数の要素を有する、列分散結合器の線形アレイと
を備える、光学装置。
(項目31)
前記導波路のそれぞれは、矩形断面を有する、項目30に記載の光学装置。
(項目32)
前記湾曲マイクロリフレクタは、電磁エネルギーの一部を前記導波路の面から反射させるように配向される、項目30に記載の光学装置。
(項目33)
前記湾曲マイクロリフレクタは、電磁エネルギーの一部を球面波面において前記導波路の面から反射させるように配向される、項目30に記載の光学装置。
(項目34)
前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、光線の円錐形投影を前記導波路の面から反射させ、球面波面の個別の部分を形成するように配向される、項目30に記載の光学装置。
(項目35)
前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、電磁エネルギーの一部を球面波面において前記導波路の面から反射させるように、前記個別の導波路の横軸を中心として個別の角度で配向され、前記横軸は、前記主軸に垂直である、項目30に記載の光学装置。
(項目36)
前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、電磁エネルギーの一部を球面波面において前記導波路の面から反射させるように、前記主軸を中心として個別の角度で配向される、項目30に記載の光学装置。
(項目37)
前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、電磁エネルギーの一部を球面波面において前記導波路の面から反射させるように、前記個別の導波路の前記主軸および横軸の両方を中心として個別の角度で配向され、前記横軸は、前記主軸に垂直である、項目30に記載の光学装置。
(項目38)
前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、無限遠集束光を具体的半径方向距離に集束させるように、前記個別の導波路の前記主軸および横軸の両方を中心として個別の角度で配向され、前記横軸は、前記主軸に垂直である、項目30に記載の光学装置。
(項目39)
前記列分散結合器のそれぞれの個別の複数の要素は、少なくとも光の一部を前記複数の矩形導波路の2次元アレイの個別の列内の前記導波路の個別の導波路に向かって分割するように配向される、スプリッタの線形アレイを備える、項目30に記載の光学装置。
(項目40)
前記複数の矩形導波路の2次元アレイの各列は、4次元画像の個別の深度層を形成する、項目30に記載の光学装置。
(項目41)
横軸(Z軸)分散結合器をさらに備え、前記横軸(Z軸)分散結合器は、第1の端部と、前記横軸分散結合器の長さに沿って前記第1の端部から離間された第2の端部と、前記横軸分散結合器の第1の端部と前記列分散結合器の線形アレイの列分散結合器の個別の列分散結合器との間に光学経路を提供する、複数の少なくとも部分的に反射する要素とを有する、項目30に記載の光学装置。
(項目42)
入力ファイバをさらに備え、前記の入力ファイバは、前記入力ファイバの第1の端部に少なくとも近接して前記横軸分散結合器に(多重化され)光学的に結合され、前記光学装置を介して投影されることになる画像を表す入力光円錐を提供する、項目41に記載の光学装置。
(項目43)
前記横軸分散結合器の前記少なくとも部分的に反射する要素は、いくつかの光学ゲートを備える、項目42に記載の光学装置。
(項目44)
少なくとも1つの光源と前記列分散結合器の線形アレイとの間に光学的に結合されたビーム偏向器をさらに備え、前記光学ゲートは、前記ビーム偏向器と同期して動作するように制御される、項目43に記載の光学装置。
(項目45)
赤色、緑色、および青色光を放出するように動作可能な前記少なくとも1つの光源と、
前記赤色、緑色、および青色光の強度を変調させるように動作可能な強度変調器と、
前記少なくとも1つの光源と前記ビーム偏向器との間に光学的に結合された単一モード光ファイバと
をさらに備える、項目44に記載の光学装置。
(項目46)
複数の入力ファイバをさらに備え、前記複数の入力ファイバは、前記個別の列分散結合器の第1の端部に少なくとも近接して前記列分散結合器の個別の列分散結合器に(多重化されず)光学的に結合され、前記光学装置を介して投影されることになる画像を表す入力光円錐を提供する、項目30に記載の光学装置。
(項目47)
前記湾曲マイクロリフレクタは、少なくとも1つの制御信号に応答して、少なくとも1つの軸を中心として動的に変形可能または動的に配向可能のうちの少なくとも1つである、項目30に記載の光学装置。
(項目48)
前記湾曲マイクロリフレクタは、湾曲液晶表面を備える、項目47に記載の光学装置。
(項目49)
前記列毎に、前記列を構成する前記導波路は、相互の連続する導波路に直接隣接する第1の横軸に沿って積層され、前記第1の横軸は、前記導波路の主軸に垂直である、項目30に記載の光学装置。
(項目50)
前記複数の導波路の2次元アレイ内の複数の行毎に、前記行を構成する前記導波路は、相互の連続する導波路に直接隣接する第2の横軸に沿って積層され、前記第2の横軸は、前記主軸および前記第1の横軸と直交する、項目49に記載の光学装置。
(項目51)
前記複数の導波路の2次元アレイ内の複数の行毎に、前記個別の行を構成する前記導波路は、前記個別の行を構成する他の列からの前記導波路の湾曲マイクロリフレクタから反射される光を少なくとも部分的に透過させる、項目30に記載の光学装置。
(項目52)
前記複数の導波路の2次元アレイ内の列毎に、前記列を構成する前記導波路は、前記個別の列を構成する前記他の導波路の湾曲マイクロリフレクタから反射される光を透過させない、項目51に記載の光学装置。
(項目53)
前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、前記個別の導波路の第1の端部を介して前記個別の導波路の面から受光された光を反射させるように配向され、前記光が前記個別の導波路から外向きに反射される面は、前記光が受光される前記第1の端部に垂直である、項目30に記載の光学装置。
(項目54)
前記導波路の少なくともいくつかに対して、前記複数の湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、個別の第1の曲率半径を有し、前記湾曲マイクロリフレクタのそれぞれに対する第1の曲率半径は、前記個別の導波路の湾曲マイクロリフレクタの相互の第1の曲率半径と異なる、項目30に記載の光学装置。
(項目55)
前記導波路の少なくともいくつかに対して、前記複数の湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、第1の軸を中心とする個別の第1の曲率半径および第2の軸を中心とする個別の第2の曲率半径を有し、前記第2の軸は、前記第1の軸と共線ではない、項目30に記載の光学装置。
(項目56)
前記導波路の少なくともいくつかに対して、湾曲マイクロリフレクタのうちの少なくとも1つの前記個別の第1の曲率半径および前記個別の第2の曲率半径は、前記個別の導波路の湾曲マイクロリフレクタの少なくとも第2の湾曲マイクロリフレクタの前記個別の第1の曲率半径および前記個別の第2の曲率半径と異なる、項目55に記載の光学装置。
(項目57)
前記湾曲マイクロリフレクタは、反射されない光の一部が、前記個別の導波路の長さに沿って横断することを可能にする、項目30に記載の光学装置。
(項目58)
前記導波路毎に、少なくとも前記第1および第2の側面は、実質的に、前記導波路内に第1のセットの角度モードを留保し、実質的に、第2のセットの角度モードを前記導波路から通過させ、前記導波路の個別の湾曲マイクロリフレクタは、実質的に、前記第2のセットの角度モードを反射させ、実質的に、前記第1のセットの角度モードを通過させ、前記個別の導波路の長さに沿って横断させる、項目30に記載の光学装置。
(項目59)
装置であって、前記装置は、
第1の方向に配向され、一連のビームスプリッタを有する、結合管であって、前記結合管は、入力光を受光するように構成され、さらに、前記ビームスプリッタのそれぞれは、前記ビームスプリッタに入射する光の一部を導波路に反射させ、光の第2の部分を透過させる、結合管と、
前記第1の方向と異なる第2の方向に配向された複数の導波路と、
複数のセットの湾曲マイクロリフレクタであって、一式の湾曲マイクロリフレクタは、前記複数の導波路のそれぞれ内に埋め込まれている、複数の湾曲マイクロリフレクタのセットと
を備え、
各セットのマイクロリフレクタは、光を3次元(3D)パターンに反射させる、装置。
(項目60)
前記湾曲マイクロリフレクタのそれぞれは、部分的に透過性である、項目59に記載のシステム。
(項目61)
前記入力光は、光円錐である、項目59に記載のシステム。
(項目62)
前記マイクロリフレクタのそれぞれの第1の反射率は、対応する導波路の内側表面から反射される光円錐の角度モードを反射させ、他の角度モードに透過性である、項目61に記載のシステム。
(項目63)
前記導波路のそれぞれの第2の反射率は、対応するマイクロリフレクタから反射される角度モードを反射させず、前記導波路内の他の角度モードを反射させる、項目61に記載のシステム。
(項目64)
前記入力光は、前記3Dパターンにおいて前記マイクロリフレクタから反射される光間に間隙が存在しないように十分に広い、項目59に記載のシステム。
(項目65)
前記入力光を前記結合管中に指向させるように構成されたマルチモード光ファイバをさらに備える、項目59に記載のシステム。
(項目66)
前記入力光は、第1の軸に沿って偏光され、前記マイクロリフレクタおよび導波路表面は、前記第1の軸に沿って偏光された光のみ反射させる、項目59に記載のシステム。
(項目67)
前記装置を格納するディスプレイの外部は、外部光と前記3Dパターンにおいて反射される光との間のコントラストレベルを調節するように構成された直交偏光画面を有する、項目66に記載のシステム。
(項目68)
前記マイクロリフレクタの曲率および形状は、動的に変動される、項目59に記載のシステム。
(項目69)
前記3Dパターンは、所与のx座標、y座標、およびz座標における仮想点光源によって生成される球面波面に対応する、項目59に記載のシステム。
(項目70)
前記x座標および前記y座標は、前記複数のセットの湾曲マイクロリフレクタ内の前記湾曲マイクロリフレクタのそれぞれの2D角度配向によって判定される、項目69に記載のシステム。
(項目71)
前記z座標は、前記マイクロリフレクタのマイクロリフレクタ形状および2次元配向勾配の構成によって判定される、項目69に記載のシステム。
(項目72)
前記第2の方向は、実質的に、前記第1の方向に垂直である、項目59に記載のシステム。
(項目73)
項目59に記載の複数の積層された装置を備える3次元投影システムであって、前記入力光は、別個のマルチモード光ファイバによって、各結合管中に指向される、システム。
(項目74)
リフレクタのアレイを有するシステムであって、前記アレイは、入力光ビームを、ディスプレイ上の3次元ボリュームを再作成する仮想深度平面の2次元投影の積層に変換する、システム。
(項目75)
前記入力光ビームを受光し、前記入力光ビームの複数のコピーを作成するように構成されている、複数のビームスプリッタを有する結合管をさらに備える、項目74に記載のシステム。
(項目76)
前記アレイ内のマイクロリフレクタは、部分的に透過性である、項目74に記載のシステム。
(項目77)
視認するための3次元ボリュームを再作成する方法であって、前記方法は、
複数の入力光ビームを受光することであって、各入力光ビームは、前記3次元ボリュームの異なる層内の視野の一部の強度パターンに対応する、ことと、
複数の中間光ビームのセットを前記複数の入力光ビームのそれぞれから作成することと、
各セットの複数の中間光ビームの少なくとも一部を仮想深度平面中に投影させることと
を含み、
ともに、前記仮想深度平面は、前記3次元ボリュームを再作成する、方法。
(項目78)
前記複数の入力光ビームは、ある範囲の角度を有する光を含む、項目77に記載の方法。
(項目79)
複数の中間光ビームの各セットの少なくとも一部を仮想深度平面中に投影することは、独立して、セット毎に前記複数の中間光ビームのコピーを回転させることと、セット毎に仮想点から放射すると考えられる波面を投影することとを含む、項目77に記載の方法。
(項目80)
視認するための3次元ボリュームを再作成する方法であって、前記方法は、
単一の単一モードファイバを介して、時間多重化入力光を受光することであって、前記受光された入力光ビームは、前記3次元ボリュームの複数の深度平面に対する視野の一部の強度パターンに対応する、ことと、
前記受光された時間多重化入力光をz軸光結合器に転送することと、
前記z軸光結合器によって、前記受光された時間多重化入力光の一部を一式のy軸分散光結合器の個別の分散光結合器に転送することと、
前記y軸光結合器によって、前記受光された時間多重化入力光の一部を個別のセットの導波路に転送することと、
前記セットの導波路の少なくともいくつかのそれぞれの導波路を介して、前記受光された時間多重化入力光の少なくとも一部を投影させることであって、各セットの導波路は、個別の仮想深度平面を投影し、累積仮想深度平面は、視認するための前記3次元ボリュームを形成する、ことと
を含む、方法。
ここで、本発明の種々の側面および実施例が、説明される。以下の説明は、完全理解のための具体的詳細を提供し、これらの実施例の説明をもたらす。しかしながら、当業者は、本発明が、これらの詳細の多くを伴わずに実践されてもよいことを理解するであろう。加えて、いくつかの周知の構造または機能は、関連説明を不必要に曖昧にしないように、詳細に図示または説明されない場合がある。
WRAPの動作
WRAPの特徴
数学的観察
例示的システム仕様
WRAPの操作
結論
Claims (27)
- 導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置であって、前記導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置は、
第1の平面セットの複数の矩形導波路であって、前記第1の平面セット内の矩形導波路のそれぞれは、少なくとも、第1の側面、第2の側面、第1の面、および第2の面を有し、前記第2の側面は、前記矩形導波路の長さに沿って前記第1の側面に対向し、少なくとも前記第1および第2の側面は、前記矩形導波路の長さの少なくとも一部に沿って、少なくとも部分内部反射光学経路を形成し、前記第1の平面セット内の矩形導波路のそれぞれは、個別の矩形導波路の長さの少なくとも一部に沿った個別の位置において、前記第1の側面と前記第2の側面との間に配置された個別の複数の湾曲マイクロリフレクタを含み、前記個別の矩形導波路の第1の面から外向きに球面波面の個別の部分を部分的に反射させる、第1の平面セットの複数の矩形導波路と、
少なくとも第2の平面セットの複数の矩形導波路であって、前記第2の平面セット内の矩形導波路のそれぞれは、少なくとも、第1の側面、第2の側面、第1の面、および第2の面を有し、前記第2の側面は、前記矩形導波路の長さに沿って前記第1の側面に対向し、少なくとも前記第1および第2の側面は、前記矩形導波路の長さの少なくとも一部に沿って、少なくとも部分内部反射光学経路を形成し、前記第2の平面セット内の矩形導波路のそれぞれは、個別の矩形導波路の長さの少なくとも一部に沿った個別の位置において、前記第1の側面と前記第2の側面との間に配置された個別の複数の湾曲マイクロリフレクタを含み、前記個別の矩形導波路の第1の面から外向きに個別の部分を部分的に反射させる、少なくとも第2の平面セットの複数の矩形導波路と
を備え、
前記第2の平面セットの矩形導波路は、第1の横(Z)軸に沿って、前記第1の平面セットの矩形導波路に隣接して配列され、前記第1の横軸は、縦軸(X)に垂直であり、前記縦(X)軸は、少なくとも前記第1および第2の平面セットの矩形導波路の長さに平行である、導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。 - 前記第1の平面セットおよび少なくとも前記第2の平面セットのそれぞれ内の矩形導波路は、第2の横(Y)軸に沿って側面方に配列され、前記第2の横(Y)軸は、前記第1の横軸および前記縦軸に直交する、請求項1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記第2の平面セットの矩形導波路の第1の面は、前記第1の平面セットの矩形導波路の第1の面に平行である、請求項1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記第2の平面セットの導波路は、前記第1の平面セットの導波路に直接隣接する、請求項1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 複数の付加的平面セットの導波路をさらに備え、前記第1、第2、および複数の付加的セットの導波路は、前記第1の横(Z)軸に沿った積層内の個別の層として配列される、請求項1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 個別の前記第1、第2、および付加的平面セットを備える、前記第1、第2、および付加的平面セットの矩形導波路毎に、前記矩形導波路は、前記第2の横(Y)軸に沿って相互の連続する矩形導波路に直接隣接して積層される、請求項5に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記第1、第2、および付加的平面セットの矩形導波路の各連続する平面セット内の矩形導波路は、前記第1の横(Z)軸に沿って相互の連続する矩形導波路に直接隣接して積層される、請求項6に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 複数の第2の横(Y)軸分散光結合器のセットをさらに備え、前記セット内の前記第2の横(Y)軸分散光結合器のそれぞれは、個別の光学経路を前記第1、第2、および付加的平面セットの複数の矩形導波路の個別の矩形導波路に提供するように光学的に結合される、請求項5に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 第1の横(Z)軸分散結合器をさらに備え、前記第1の横(Z)軸分散結合器は、第1の端部と、前記第1の横(Z)軸分散結合器の長さに沿って前記第1の端部から離間された第2の端部と、前記横軸分散結合器の第1の端部と前記複数の第2の横(Y)軸分散結合器のセットの前記第2の横(Y)軸分散結合器の個別の分散結合器との間に光学経路を提供する、複数の少なくとも部分的に反射する要素とを有する、請求項8に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記第1の横(Z)軸分散結合器の前記少なくとも部分的に反射する要素は、いくつかの光学ゲートを備え、
前記導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置は、
少なくとも1つの光源であって、前記少なくとも1つの光源は、赤色、緑色、および青色画素パターンを放出するように動作可能である、少なくとも1つの光源と、
前記赤色、緑色、および青色画素パターンの強度を変調させ、変調された赤色、緑色、および青色画素パターンを生成するように動作可能な強度変調器と、
ビーム偏向器であって、前記ビーム偏向器は、少なくとも1つの光源と列分散結合器の線形アレイとの間に光学的に結合され、前記変調された赤色、緑色、および青色画素パターンを偏向させるように動作可能であり、前記光学ゲートは、前記ビーム偏向器と同期して動作するように制御される、ビーム偏向器と、
入力ファイバであって、前記入力ファイバは、少なくとも前記入力ファイバの第1の端部に近接して前記第1の横(Z)軸分散結合器に光学的に結合され、前記導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置を介して投影されることになる画像の少なくとも一部を表す光の入力円錐として、強度変調されたビーム偏向画素パターンを提供する、入力ファイバと
をさらに備える、請求項9に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。 - 複数の入力ファイバをさらに備え、前記複数の入力ファイバは、前記第2の横(Y)軸分散結合器の個別の分散結合器に光学的に結合され、前記導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置を介して投影されることになる画像の少なくとも一部を表す光の入力円錐を提供する、請求項8に記載の光学装置。
- 前記第1の平面セットの前記複数の矩形導波路の前記複数の湾曲マイクロリフレクタは、前記第1の横(Z)軸に沿って、前記第2の平面セットの前記複数の矩形導波路の前記複数の湾曲マイクロリフレクタと整列している、請求項1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記湾曲マイクロリフレクタは、球面波面において前記個別の矩形導波路の面から光の一部を反射させるように配向される、請求項1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、前記個別の矩形導波路の面から光線の円錐形投影を反射させ、球面波面の個別の部分を形成するように配向される、請求項1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、第2の横(Y)軸を中心として個別の角度に配向され、球面波面において前記個別の矩形導波路の面から光の一部を反射させ、前記第2の横(Y)軸は、前記第1の横(Z)軸および前記縦(X)軸に直交する、請求項1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記矩形導波路のうちの少なくともいくつか毎に、前記個別の湾曲マイクロリフレクタのそれぞれの前記第2の横(Y)軸を中心とする個別の角度は、前記縦(X)軸を横断するにつれて、前記個別の湾曲マイクロリフレクタのうちの直前の湾曲マイクロリフレクタの個別の角度を上回る、請求項1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、前記縦(X)軸を中心とする個別の角度に配向され、球面波面において前記個別の矩形導波路の面から光の一部を反射する、請求項1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、第2の横(Y)軸を中心とする個別の第1の角度および前記個別の第1の角度がある平面に垂直の軸を中心とする個別の第2の角度の両方に配向され、球面波面において前記個別の矩形導波路の面から光の一部を反射させ、前記第2の横(Y)軸は、前記第1の横(Z)軸および前記縦(X)軸に直交する、請求項1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、少なくとも2つの異なる軸の両方を中心とする個別の角度に配向され、具体的半径方向距離において、無限遠集束光を再集束させる、請求項1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、前記個別の矩形導波路の第1の面から前記個別の矩形導波路の端部を介して受光された光を反射するように配向され、前記光が前記個別の矩形導波路から外向きに反射される前記第1の面は、前記光が受光される端部に垂直である、請求項1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記湾曲マイクロリフレクタは、前記第1の面に対して個別の角度で、前記個別の矩形導波路から外向きに前記光を反射させる、請求項20に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記第1の横(Z)軸に沿って相互に連続して側面方に配列される前記矩形導波路は、少なくとも1つの方向に、相互の前記湾曲マイクロリフレクタから反射される光を少なくとも部分的に透過させる、請求項21に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記第1の横(Z)軸に沿って相互に連続して側面方に配列される前記矩形導波路は、1つのみの方向に、相互の前記湾曲マイクロリフレクタから反射される光を少なくとも部分的に透過させる、請求項22に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記矩形導波路のうちの少なくともいくつかに対して、前記複数の湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、個別の第1の曲率半径を有し、前記湾曲マイクロリフレクタのうちの少なくとも1つに対する第1の曲率半径は、前記個別の矩形導波路の前記湾曲マイクロリフレクタのうちの少なくとも別の湾曲マイクロリフレクタの第1の曲率半径と異なる、請求項1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記矩形導波路のうちの少なくともいくつかに対して、前記複数の湾曲マイクロリフレクタはそれぞれ、第1の軸を中心とする個別の第1の曲率半径および第2の軸を中心とする個別の第2の曲率半径を有し、前記第2の軸は、前記第1の軸と共線ではない、請求項1に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記矩形導波路のうちの少なくともいくつかに対して、湾曲マイクロリフレクタのうちの少なくとも1つの前記個別の第1の曲率半径および前記個別の第2の曲率半径は、前記個別の矩形導波路の前記湾曲マイクロリフレクタのうちの少なくとも第2の湾曲マイクロリフレクタの前記個別の第1の曲率半径および前記個別の第2の曲率半径と異なる、請求項25に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
- 前記矩形導波路のそれぞれに対して、前記第1の側面、前記第2の側面、前記第1の面、または前記第2の面のうちの少なくとも1つは、実質的に、前記矩形導波路内に第1のセットの角度モードを留保し、実質的に、第2のセットの角度モードを前記矩形導波路から通過させ、前記矩形導波路の前記個別の湾曲マイクロリフレクタは、実質的に、前記第2のセットの角度モードを反射させ、実質的に、前記第1のセットの角度モードを通過させ、前記個別の矩形導波路の長さに沿って横断させる、請求項25に記載の導波路リフレクタアレイプロジェクタ装置。
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