JP7021214B2 - 走査アレイ光エンジンを有するプロジェクタ - Google Patents
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Description
本願は、2016年12月1日に出願された米国仮特許出願第62/429,003号の利益およびそれに対する優先権を主張するものであり、該米国仮特許出願の開示は、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書中に援用される。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
プロジェクタアセンブリであって、
発光ダイオード(LED)アレイであって、前記LEDアレイは、アレイ軸を有し、前記LEDアレイは、前記アレイ軸に沿って配列される複数のLEDを含み、前記複数のLEDは、個々にアドレス指定可能である、LEDアレイと、
前記LEDアレイを支持する回転可能アクチュエータであって、前記回転可能アクチュエータは、回転軸を有し、前記回転軸および前記アレイ軸は、平行である、回転可能アクチュエータと、
前記複数のLEDから放出される光をコリメートするために、前記LEDアレイと光学連通するように位置付けられるコリメータと、
コリメートされた光を集束させ、前記LEDアレイの第1の画像をある距離に形成するために、前記コリメータと光学連通するように位置付けられる結像光学のセットであって、前記第1の画像は、前記アレイ軸に対応する第1の軸と、前記回転軸に直交する第2の軸とを含む、結像光学のセットと
を備える、プロジェクタアセンブリ。
(項目2)
前記複数のLEDは、第1の波長を含む光を生産するための第1の複数のLEDと、前記第1の波長と異なる第2の波長を含む光を生産するための対応する第2の複数のLEDと、前記第1の波長および前記第2の波長と異なる第3の波長を含む光を生産するための対応する第3の複数のLEDとを含む、項目1に記載のプロジェクタアセンブリ。
(項目3)
前記複数のLEDのそれぞれの出力強度は、独立して制御可能である、項目1に記載のプロジェクタアセンブリ。
(項目4)
第2のLEDアレイであって、前記第2のLEDアレイは、第2のアレイ軸を有し、前記第2のLEDアレイは、前記第2のアレイ軸に沿って配列される第2の複数のLEDを含み、前記第2の複数のLEDは、個々にアドレス指定可能である、第2のLEDアレイと、
前記第2のLEDアレイを支持する第2の回転可能アクチュエータであって、前記第2の回転可能アクチュエータは、第2の回転軸を有し、前記第2の回転軸および前記第2のアレイ軸は、平行である、第2の回転可能アクチュエータと
をさらに備え、
前記第2のLEDアレイは、前記コリメータと光学連通するように位置付けられ、前記コリメータは、前記第2の複数のLEDから放出される光をコリメートし、前記結像光学のセットは、前記第2のLEDアレイの第2の画像をある距離に形成し、前記第2の画像は、前記第2のアレイ軸に対応する第3の軸と、前記第2の回転軸に直交する第4の軸とを含む、項目1に記載のプロジェクタアセンブリ。
(項目5)
前記第1の画像は、第1の被写界深度に対応し、前記第2の画像は、第2の被写界深度に対応する、項目4に記載のプロジェクタアセンブリ。
(項目6)
前記第1の画像および前記第2の画像は、空間的に重複する、項目4に記載のプロジェクタアセンブリ。
(項目7)
前記第1の画像および前記第2の画像は、空間的にオフセットされる、項目4に記載のプロジェクタアセンブリ。
(項目8)
前記LEDアレイと前記コリメータとの間の相対的平行移動を生成するための平行移動段をさらに備える、項目1に記載のプロジェクタアセンブリ。
(項目9)
前記LEDアレイの第1の画像を受信し、第1の回折光を生成するために、前記結像光学のセットと光学連通するように位置付けられる第1の回折光学要素と、
前記第1の回折光を受信し、全内部反射によって前記第1の回折光を伝送するために、前記第1の回折光学要素と光学連通するように位置付けられる導波管と、
前記第1の回折光からの第2の回折光を生成するために、前記導波管内または前記導波管上に位置付けられる第2の回折光学要素と、
前記第2の回折光から第3の回折光を生成するために、前記第2の回折要素と光学連通するように位置付けられる第3の回折光学要素と
をさらに備える、項目1に記載のプロジェクタアセンブリ。
(項目10)
画像を生成および投影させる方法であって、
プロジェクタアセンブリを使用して、第1の部分的画像を作成することであって、前記プロジェクタアセンブリは、
発光ダイオード(LED)アレイであって、前記LEDアレイは、アレイ軸を有し、前記LEDアレイは、前記アレイ軸に沿って配列される複数のLEDを含み、前記複数のLEDは、個々にアドレス指定可能である、LEDアレイと、
前記LEDアレイを支持する回転可能アクチュエータであって、前記回転可能アクチュエータは、回転軸を有し、前記回転軸および前記アレイ軸は、平行である、回転可能アクチュエータと、
前記複数のLEDから放出される光をコリメートするために、前記LEDアレイと光学連通するように位置付けられるコリメータと、
コリメートされた光を集束させ、前記LEDアレイの第1の画像をある距離に形成するために、前記コリメータと光学連通するように位置付けられる結像光学のセットであって、前記第1の画像は、前記アレイ軸に対応する第1の軸と、前記回転軸に直交する第2の軸とを含む、結像光学のセットと
を含み、
前記第1の部分的画像を作成することは、前記LEDアレイを使用して、第1の光を第1の位置に生成することを含み、前記第1の光は、前記コリメータによってコリメートされ、前記結像光学のセットによって結像され、前記第1の部分的画像を形成する、ことと、
前記回転可能アクチュエータを回転させ、前記LEDアレイを第2の位置に移動させることと、
前記プロジェクタアセンブリを使用して、第2の部分的画像を作成することであって、作成することは、前記LEDアレイを使用して、第2の光を前記第2の位置に生成することを含み、前記第2の光は、前記コリメータによってコリメートされ、前記結像光学のセットによって結像され、前記第2の部分的画像を形成し、前記第1の部分的画像および前記第2の部分的画像は、空間的にオフセットされ、ともに第1の合成画像を形成する、ことと
を含む、方法。
(項目11)
前記プロジェクタアセンブリはさらに、相対的平行移動を前記LEDアレイと前記コリメータとの間に生成するための平行移動段を含み、前記方法はさらに、
相対的平行移動を前記LEDアレイと前記コリメータとの間に生成することであって、前記LEDアレイは、平行移動された相対的位置に平行移動される、ことと、
第3の部分的画像を作成することであって、作成することは、前記LEDアレイを使用して、第3の光を前記平行移動された相対的位置に生成することを含み、前記第3の光は、前記コリメータによってコリメートされ、前記結像光学のセットによって結像され、前記第3の部分的画像を形成する、ことと、
前記回転可能アクチュエータを回転させ、前記LEDアレイを平行移動および回転された相対的位置に移動させることと、
第4の部分的画像を作成することであって、作成することは、前記LEDアレイを使用して、第4の光を前記平行移動および回転された相対的位置に生成することを含み、前記第4の光は、前記コリメータによってコリメートされ、前記結像光学のセットによって結像され、前記第4の部分的画像を形成し、前記第3の部分的画像および前記第4の部分的画像は、空間的にオフセットされ、ともに第2の合成画像を形成する、ことと
を含む、項目10に記載の方法。
(項目12)
前記第1の合成画像は、第1の被写界深度に対応し、前記第2の合成画像は、第2の被写界深度に対応する、項目11に記載の方法。
(項目13)
前記プロジェクタアセンブリはさらに、
第2のLEDアレイであって、前記第2のLEDアレイは、第2のアレイ軸を有し、前記第2のLEDアレイは、前記第2のアレイ軸に沿って配列される第2の複数のLEDを含み、前記第2の複数のLEDは、個々にアドレス指定可能である、第2のLEDアレイと、
前記第2のLEDアレイを支持する第2の回転可能アクチュエータであって、前記第2の回転可能アクチュエータは、第2の回転軸を有し、前記第2の回転軸および前記第2のアレイ軸は、平行である、第2の回転可能アクチュエータと
を含み、
前記第2のLEDアレイは、前記コリメータと光学連通するように位置付けられ、前記コリメータは、前記第2の複数のLEDから放出される光をコリメートし、前記結像光学のセットは、前記第2のLEDアレイの第2の画像をある距離に形成し、前記第2の画像は、前記第2のアレイ軸に対応する第3の軸と、前記第2の回転軸に直交する第4の軸とを含み、
前記方法はさらに、
第3の部分的画像を作成することであって、作成することは、前記第2のLEDアレイを使用して、第3の光を第3の位置に生成することを含み、前記第3の光は、前記コリメータによってコリメートされ、前記結像光学のセットによって結像され、前記第3の部分的画像を形成する、ことと、
前記第2の回転可能アクチュエータを回転させ、前記第2のLEDアレイを第4の位置に移動させることと、
第4の部分的画像を作成することであって、作成することは、前記第2のLEDアレイを使用して、第4の光を前記第4の位置に生成することを含み、前記第4の光は、前記コリメータによってコリメートされ、前記結像光学のセットによって結像され、前記第4の部分的画像を形成し、前記第3の部分的画像および前記第4の部分的画像は、空間的にオフセットされ、ともに第2の合成画像を形成する、ことと
を含む、項目10に記載の方法。
(項目14)
前記第1の合成画像は、第1の被写界深度に対応し、前記第2の合成画像は、第2の被写界深度に対応する、項目13に記載の方法。
(項目15)
前記プロジェクタアセンブリはさらに、
前記LEDアレイの第1の画像を受信し、回折光を生成するために、前記結像光学のセットと光学連通するように位置付けられる第1の回折光学要素と、
前記回折光を受信し、全内部反射によって前記回折光を伝送するために、前記第1の回折光学要素と光学連通するように位置付けられる導波管と、
回折光を生成するために、前記導波管内または前記導波管上に位置付けられる第2の回折光学要素と、
回折光を生成するために、前記第2の回折要素と光学連通するように位置付けられる第3の回折光学要素と
を含み、前記方法はさらに、
前記第1の回折光学要素を使用して、前記第1の合成画像の少なくとも一部を回折し、回折画像を生成することであって、前記回折画像は、前記導波管によって受信される、ことと、
前記導波管を使用して、前記回折画像を伝送することと、
前記第2の回折光学要素を使用して、前記回折画像の少なくとも第2の部分を回折し、拡張画像を生成することと、
前記第3の回折光学要素を使用して、前記拡張画像の少なくとも第3の部分を回折し、出力画像を生成することと
を含む、項目10に記載の方法。
(項目16)
プロジェクタアセンブリであって、
発光ダイオード(LED)アレイであって、前記LEDアレイは、アレイ軸を有し、前記LEDアレイは、前記アレイ軸に沿って配列される複数のLEDを含み、前記複数のLEDは、個々にアドレス指定可能である、LEDアレイと、
前記LEDアレイを支持する回転可能アクチュエータであって、前記回転可能アクチュエータは、回転軸を有し、前記回転軸および前記アレイ軸は、平行である、回転可能アクチュエータと、
前記複数のLEDによって放出される光を収集し、前記LEDアレイの1つ以上の画像をある距離に形成するために、前記LEDアレイと光学連通するように位置付けられる結像光学のセットであって、前記1つ以上の画像は、前記アレイ軸に対応する第1の軸と、前記回転軸に直交する第2の軸とを含む、結像光学のセットと
を備える、プロジェクタアセンブリ。
(項目17)
前記複数のLEDはそれぞれ、独立して制御可能な出力振幅を有する、項目16に記載のプロジェクタアセンブリ。
(項目18)
前記結像光学のセットは、前記複数のLEDによって放出される光の位相を制御するための1つ以上の電気光学要素を含む、項目16に記載のプロジェクタアセンブリ。
(項目19)
前記結像光学のセットは、前記複数のLEDによって放出される光に関する指向性情報を留保するための1つ以上の要素を含む、項目16に記載のプロジェクタアセンブリ。
(項目20)
前記回転可能アクチュエータは、前記LEDアレイによって生成された光の方向を制御する、項目16に記載のプロジェクタアセンブリ。
Claims (17)
- プロジェクタアセンブリであって、
発光ダイオード(LED)アレイであって、前記LEDアレイは、アレイ軸を有し、前記LEDアレイは、前記アレイ軸に沿って配列される複数のLEDを含み、前記複数のLEDは、個々にアドレス指定可能である、LEDアレイと、
前記LEDアレイを支持する回転可能アクチュエータであって、前記回転可能アクチュエータは、回転軸を有し、前記回転軸および前記アレイ軸は、平行である、回転可能アクチュエータと、
前記複数のLEDから放出される光をコリメートするために、前記LEDアレイと光学連通するように位置付けられるコリメータと、
コリメートされた光を集束させ、前記LEDアレイの第1の画像をある距離に形成するために、前記コリメータと光学連通するように位置付けられる結像光学のセットであって、前記第1の画像は、前記アレイ軸に対応する第1の軸と、前記回転軸に直交する第2の軸とを含む、結像光学のセットと、
前記LEDアレイと前記コリメータとの間の相対的平行移動を生成するための平行移動段と
を備える、プロジェクタアセンブリ。 - 前記複数のLEDは、第1の波長を含む光を生産するための第1の複数のLEDと、前記第1の波長と異なる第2の波長を含む光を生産するための対応する第2の複数のLEDと、前記第1の波長および前記第2の波長と異なる第3の波長を含む光を生産するための対応する第3の複数のLEDとを含む、請求項1に記載のプロジェクタアセンブリ。
- 前記複数のLEDのそれぞれの出力強度は、独立して制御可能である、請求項1に記載のプロジェクタアセンブリ。
- 第2のLEDアレイであって、前記第2のLEDアレイは、第2のアレイ軸を有し、前記第2のLEDアレイは、前記第2のアレイ軸に沿って配列される第2の複数のLEDを含み、前記第2の複数のLEDは、個々にアドレス指定可能である、第2のLEDアレイと、
前記第2のLEDアレイを支持する第2の回転可能アクチュエータであって、前記第2の回転可能アクチュエータは、第2の回転軸を有し、前記第2の回転軸および前記第2のアレイ軸は、平行である、第2の回転可能アクチュエータと
をさらに備え、
前記第2のLEDアレイは、前記コリメータと光学連通するように位置付けられ、前記コリメータは、前記第2の複数のLEDから放出される光をコリメートし、前記結像光学のセットは、前記第2のLEDアレイの第2の画像をある距離に形成し、前記第2の画像は、前記第2のアレイ軸に対応する第3の軸と、前記第2の回転軸に直交する第4の軸とを含む、請求項1に記載のプロジェクタアセンブリ。 - 前記第1の画像は、第1の被写界深度に対応し、前記第2の画像は、第2の被写界深度に対応する、請求項4に記載のプロジェクタアセンブリ。
- 前記第1の画像および前記第2の画像は、空間的に重複する、請求項4に記載のプロジェクタアセンブリ。
- 前記第1の画像および前記第2の画像は、空間的にオフセットされる、請求項4に記載のプロジェクタアセンブリ。
- 前記LEDアレイの第1の画像を受信し、第1の回折光を生成するために、前記結像光学のセットと光学連通するように位置付けられる第1の回折光学要素と、
前記第1の回折光を受信し、全内部反射によって前記第1の回折光を伝送するために、前記第1の回折光学要素と光学連通するように位置付けられる導波管と、
前記第1の回折光から第2の回折光を生成するために、前記導波管内または前記導波管上に位置付けられる第2の回折光学要素と、
前記第2の回折光から第3の回折光を生成するために、前記第2の回折光学要素と光学連通するように位置付けられる第3の回折光学要素と
をさらに備える、請求項1に記載のプロジェクタアセンブリ。 - 画像を生成および投影させる方法であって、
プロジェクタアセンブリを使用して、第1の部分的画像を作成することであって、前記プロジェクタアセンブリは、
発光ダイオード(LED)アレイであって、前記LEDアレイは、アレイ軸を有し、前記LEDアレイは、前記アレイ軸に沿って配列される複数のLEDを含み、前記複数のLEDは、個々にアドレス指定可能である、LEDアレイと、
前記LEDアレイを支持する回転可能アクチュエータであって、前記回転可能アクチュエータは、回転軸を有し、前記回転軸および前記アレイ軸は、平行である、回転可能アクチュエータと、
前記複数のLEDから放出される光をコリメートするために、前記LEDアレイと光学連通するように位置付けられるコリメータと、
コリメートされた光を集束させ、前記LEDアレイの第1の画像をある距離に形成するために、前記コリメータと光学連通するように位置付けられる結像光学のセットであって、前記第1の画像は、前記アレイ軸に対応する第1の軸と、前記回転軸に直交する第2の軸とを含む、結像光学のセットと、
相対的平行移動を前記LEDアレイと前記コリメータとの間に生成するための平行移動段と
を含み、
前記第1の部分的画像を作成することは、前記LEDアレイを使用して、第1の光を第1の位置に生成することを含み、前記第1の光は、前記コリメータによってコリメートされ、前記結像光学のセットによって結像され、前記第1の部分的画像を形成する、ことと、
前記回転可能アクチュエータを回転させ、前記LEDアレイを第2の位置に移動させることと、
前記プロジェクタアセンブリを使用して、第2の部分的画像を作成することであって、作成することは、前記LEDアレイを使用して、第2の光を前記第2の位置に生成することを含み、前記第2の光は、前記コリメータによってコリメートされ、前記結像光学のセットによって結像され、前記第2の部分的画像を形成し、前記第1の部分的画像および前記第2の部分的画像は、空間的にオフセットされ、ともに第1の合成画像を形成する、ことと、
相対的平行移動を前記LEDアレイと前記コリメータとの間に生成することであって、前記LEDアレイは、平行移動された相対的位置に平行移動される、ことと、
第3の部分的画像を作成することであって、作成することは、前記LEDアレイを使用して、第3の光を前記平行移動された相対的位置に生成することを含み、前記第3の光は、前記コリメータによってコリメートされ、前記結像光学のセットによって結像され、前記第3の部分的画像を形成する、ことと、
前記回転可能アクチュエータを回転させ、前記LEDアレイを平行移動および回転された相対的位置に移動させることと、
第4の部分的画像を作成することであって、作成することは、前記LEDアレイを使用して、第4の光を前記平行移動および回転された相対的位置に生成することを含み、前記第4の光は、前記コリメータによってコリメートされ、前記結像光学のセットによって結像され、前記第4の部分的画像を形成し、前記第3の部分的画像および前記第4の部分的画像は、空間的にオフセットされ、ともに第2の合成画像を形成する、ことと
を含む、方法。 - 前記第1の合成画像は、第1の被写界深度に対応し、前記第2の合成画像は、第2の被写界深度に対応する、請求項9に記載の方法。
- 前記プロジェクタアセンブリはさらに、
第2のLEDアレイであって、前記第2のLEDアレイは、第2のアレイ軸を有し、前記第2のLEDアレイは、前記第2のアレイ軸に沿って配列される第2の複数のLEDを含み、前記第2の複数のLEDは、個々にアドレス指定可能である、第2のLEDアレイと、
前記第2のLEDアレイを支持する第2の回転可能アクチュエータであって、前記第2の回転可能アクチュエータは、第2の回転軸を有し、前記第2の回転軸および前記第2のアレイ軸は、平行である、第2の回転可能アクチュエータと
を含み、
前記第2のLEDアレイは、前記コリメータと光学連通するように位置付けられ、前記コリメータは、前記第2の複数のLEDから放出される光をコリメートし、前記結像光学のセットは、前記第2のLEDアレイの第2の画像をある距離に形成し、前記第2の画像は、前記第2のアレイ軸に対応する第3の軸と、前記第2の回転軸に直交する第4の軸とを含み、
前記方法はさらに、
第3の部分的画像を作成することであって、作成することは、前記第2のLEDアレイを使用して、第3の光を第3の位置に生成することを含み、前記第3の光は、前記コリメータによってコリメートされ、前記結像光学のセットによって結像され、前記第3の部分的画像を形成する、ことと、
前記第2の回転可能アクチュエータを回転させ、前記第2のLEDアレイを第4の位置に移動させることと、
第4の部分的画像を作成することであって、作成することは、前記第2のLEDアレイを使用して、第4の光を前記第4の位置に生成することを含み、前記第4の光は、前記コリメータによってコリメートされ、前記結像光学のセットによって結像され、前記第4の部分的画像を形成し、前記第3の部分的画像および前記第4の部分的画像は、空間的にオフセットされ、ともに第2の合成画像を形成する、ことと
を含む、請求項9に記載の方法。 - 前記第1の合成画像は、第1の被写界深度に対応し、前記第2の合成画像は、第2の被写界深度に対応する、請求項11に記載の方法。
- 前記プロジェクタアセンブリはさらに、
前記LEDアレイの第1の画像を受信し、回折光を生成するために、前記結像光学のセットと光学連通するように位置付けられる第1の回折光学要素と、
前記回折光を受信し、全内部反射によって前記回折光を伝送するために、前記第1の回折光学要素と光学連通するように位置付けられる導波管と、
回折光を生成するために、前記導波管内または前記導波管上に位置付けられる第2の回折光学要素と、
回折光を生成するために、前記第2の回折光学要素と光学連通するように位置付けられる第3の回折光学要素と
を含み、前記方法はさらに、
前記第1の回折光学要素を使用して、前記第1の合成画像の少なくとも一部を回折し、回折画像を生成することであって、前記回折画像は、前記導波管によって受信される、ことと、
前記導波管を使用して、前記回折画像を伝送することと、
前記第2の回折光学要素を使用して、前記回折画像の少なくとも第2の部分を回折し、拡張画像を生成することと、
前記第3の回折光学要素を使用して、前記拡張画像の少なくとも第3の部分を回折し、出力画像を生成することと
を含む、請求項9に記載の方法。 - プロジェクタアセンブリであって、
発光ダイオード(LED)アレイであって、前記LEDアレイは、アレイ軸を有し、前記LEDアレイは、前記アレイ軸に沿って配列される複数のLEDを含み、前記複数のLEDは、個々にアドレス指定可能である、LEDアレイと、
前記LEDアレイを支持する回転可能アクチュエータであって、前記回転可能アクチュエータは、回転軸を有し、前記回転軸および前記アレイ軸は、平行である、回転可能アクチュエータと、
前記複数のLEDによって放出される光を収集し、前記LEDアレイの1つ以上の画像をある距離に形成するために、前記LEDアレイと光学連通するように位置付けられる結像光学のセットであって、前記1つ以上の画像は、前記アレイ軸に対応する第1の軸と、前記回転軸に直交する第2の軸とを含み、前記結像光学のセットは、前記複数のLEDによって放出される光の位相を制御するための1つ以上の電気光学要素を含む、結像光学のセットと
を備える、プロジェクタアセンブリ。 - 前記複数のLEDはそれぞれ、独立して制御可能な出力振幅を有する、請求項14に記載のプロジェクタアセンブリ。
- 前記結像光学のセットは、前記複数のLEDによって放出される光に関する指向性情報を留保するための1つ以上の要素を含む、請求項14に記載のプロジェクタアセンブリ。
- 前記回転可能アクチュエータは、前記LEDアレイによって生成された光の方向を制御する、請求項14に記載のプロジェクタアセンブリ。
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