JP7048648B2 - 超高分解能の走査ファイバディスプレイ - Google Patents
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Description
本願は、35 U.S.Cセクション119に基づき、米国仮出願第61/752,972号(2013年1月15日出願)の利益を主張するものである。該米国仮出願の全体は、参照により本明細書中に援用される。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
電磁結像放射を走査するためのコンパクトシステムであって、
第1の導波管および第2の導波管であって、これらのそれぞれは、少なくとも1つの電磁放射源に動作可能に結合され、そして、前記第1の導波管および前記第2の導波管からの出力が、像の少なくとも一部を形成するために、輝度変調され、1つ以上の軸に沿って走査されるように構成される、第1の導波管および第2の導波管
を備える、システム。
(項目2)
前記第1の導波管または前記第2の導波管の少なくとも一方は、光ファイバを備える、項目1に記載のシステム。
(項目3)
前記光ファイバは、クラッディングと、少なくとも1つのコアとを備える、項目2に記載のシステム。
(項目4)
前記光ファイバは、同一のクラッディングを占有する2つ以上のコアを備える、項目3に記載のシステム。
(項目5)
前記光ファイバは、単一モード光ファイバである、項目2に記載のシステム。
(項目6)
前記光ファイバは、マルチモード光ファイバである、項目2に記載のシステム。
(項目7)
前記光ファイバは、ステップインデックス光ファイバである、項目2に記載のシステム。
(項目8)
前記光ファイバは、グレーデッドインデックス光ファイバである、項目2に記載のシステム。
(項目9)
前記光ファイバは、光子結晶光ファイバである、項目2に記載のシステム。
(項目10)
前記少なくとも1つの電磁放射源は、前記紫外線から赤外線範囲内の波長を有する電磁放射を生成する、項目1に記載のシステム。
(項目11)
前記少なくとも1つの電磁放射源は、可視光電磁放射を生成する、項目10に記載のシステム。
(項目12)
前記第1の導波管および前記第2の導波管は両方とも、同一のホスト媒体内に並置する、項目1に記載のシステム。
(項目13)
前記第1の導波管および前記第2の導波管は、別個のホスト媒体内に並置する、項目1に記載のシステム。
(項目14)
前記第1の導波管および前記第2の導波管のうちの少なくとも1つに動作可能に結合され、前記第1の導波管および前記第2の導波管のうちの少なくとも1つを物理的に変位させるように構成される、走査アクチュエータをさらに備える、項目1に記載のシステム。(項目15)
前記走査アクチュエータは、圧電作動要素を備える、項目14に記載のシステム。
(項目16)
前記走査アクチュエータは、前記第1の導波管および前記第2の導波管の両方に結合され、それらをともに物理的に変位させるように構成される、項目14に記載のシステム。(項目17)
前記第1の導波管および前記第2の導波管が、独立して作動され得るように、第1の走査アクチュエータは、前記第1の導波管に結合され、第2の走査アクチュエータは、前記第2の導波管に結合される、項目14に記載のシステム。
(項目18)
前記第1の導波管に動作可能に結合され、それを少なくとも1つの他の相互結合された導波管とともに物理的に変位させるように構成される、第1の走査アクチュエータと、前記第2の導波管に動作可能に結合され、それを少なくとも1つの他の相互結合された導波管とともに物理的に変位させるように構成される、第2の走査アクチュエータとをさらに備える、項目1に記載のシステム。
(項目19)
前記第1の導波管および少なくとも1つの他の相互結合された導波管は、単一マルチコアファイバを備える、項目18に記載のシステム。
(項目20)
前記第1の導波管および前記第2の導波管からの出力は、前記1つ以上の軸に沿って前記出力を走査するように構成される、走査要素に通過される、項目1に記載のシステム。(項目21)
前記走査要素は、MEMSミラースキャナ、変形可能膜ミラー、走査プリズム、および走査レンズから成る群から選択される、項目20に記載のシステム。
(項目22)
前記少なくとも1つの電磁放射源は、2つの独立電磁放射源、すなわち、前記第1の導波管に動作可能に結合される第1の電磁放射源と、前記第2の導波管に動作可能に結合される第2の電磁放射源とを備える、項目1に記載のシステム。
(項目23)
前記少なくとも1つの電磁放射源は、複数の放射波長を前記第1の導波管または前記第2の導波管のうちの少なくとも1つに注入するように構成される、複合源を備える、項目1に記載のシステム。
(項目24)
前記複合源は、赤色、緑色、および青色可視光放射波長を注入するように構成される、項目23に記載のシステム。
(項目25)
前記複合源は、コンバイナとともに動作可能に結合される複数の個々の源である、項目23に記載のシステム。
(項目26)
前記コンバイナは、波長分割マルチプレクサを備える、項目25に記載のシステム。
(項目27)
前記少なくとも1つの電磁放射源は、直接変調可能エミッタを備える、項目1に記載のシステム。
(項目28)
前記直接変調可能エミッタは、ダイオードレーザである、項目27に記載のシステム。(項目29)
前記直接変調可能エミッタは、発光ダイオードである、項目27に記載のシステム。
(項目30)
前記少なくとも1つの電磁放射源は、変調器に動作可能に結合されるエミッタを備える、項目1に記載のシステム。
(項目31)
前記変調器は、干渉変調器である、項目30に記載のシステム。
(項目32)
前記変調器は、Mach-Zehnder干渉変調器である、項目31に記載のシステム。
(項目33)
前記変調器は、音響光学変調器である、項目30に記載のシステム。
(項目34)
前記変調器は、シャッタである、項目30に記載のシステム。
(項目35)
前記第1の導波管および前記第2の導波管からの出力は、渦巻走査パターンで走査される、項目1に記載のシステム。
(項目36)
像面における像は、前記第1の導波管および前記第2の導波管の組み合わせられた断面幾何学測定値より大きい直径を有する、項目1に記載のシステム。
(項目37)
複数の付加的導波管、すなわち、六角形に配設されたアレイ構成に配列される、第1の付加的導波管、第2の付加的導波管、および複数の付加的導波管をさらに備える、項目1に記載のシステム。
(項目38)
前記第1の付加的導波管、第2の付加的導波管、および複数の付加的導波管のそれぞれの出力と関連付けられた像フィールド領域は、3つの等円の共通交点によって決定される最小量だけ重複される、項目37に記載のシステム。
(項目39)
前記複数のコアは、六角形に配設されたアレイ構成に配列される、項目3に記載のシステム。
(項目40)
前記第1の導波管および前記第2の導波管を通して伝送される結像放射が、前記像の部分を形成するために出力される前に、第1のレンズおよび第2のレンズを通して通過されるように、前記第1の導波管および前記第2の導波管に結合される第1のレンズおよび第2のレンズをさらに備える、項目2に記載のシステム。
(項目41)
前記第1のレンズおよび前記第2のレンズは、屈折率勾配レンズである、項目40に記載のシステム。
(項目42)
前記第1のレンズおよび第2のレンズは、屈折レンズである、項目40に記載のシステム。
Claims (30)
- 電磁結像放射を走査するためのシステムであって、
少なくとも1つの画素変調信号を生成するように構成されている駆動電子機器システムと、
少なくとも1つの電磁放射源であって、前記少なくとも1つの画素変調信号に基づいて、前記少なくとも1つの電磁放射源による結像光出力内の少なくとも1つの画素の強度を変調するように構成されている少なくとも1つの電磁放射源と、
前記少なくとも1つの電磁放射源に光学的に結合され、光の第1の投影フィールド領域を生成するように前記結像光出力を伝送するように構成されている第1の導波管であって、前記第1の投影フィールド領域は、前記第1の導波管から投影された光の領域である、第1の導波管と、
前記少なくとも1つの電磁放射源に光学的に結合され、第2の投影フィールド領域を生成するように前記結像光出力を伝送するように構成されている第2の導波管であって、前記第2の投影フィールド領域は、前記第2の導波管から投影された光の領域である、第2の導波管と
を備え、前記第1の導波管および前記第2の導波管からの前記結像光出力は、渦巻走査パターンで走査され、
前記画素変調信号は、前記第1の投影フィールド領域が前記第2の投影フィールド領域と重複領域を共有すると同時に、前記少なくとも1つの電磁放射源から前記第1の導波管または前記第2の導波管のうちの少なくとも1つへの前記少なくとも1つの画素の強度を輝度変調するように構成されており、
前記画素の強度は、前記画素が前記重複領域内に表示されるときに減少させられる、システム。 - 前記重複領域内の輝度は、前記重複領域の外側の前記第1および第2の投影フィールド領域内の輝度に実質的に等しい、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1または第2の導波管の少なくとも一方は、光ファイバを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記光ファイバは、クラッディングと、少なくとも1つのコアとを備える、請求項3に記載のシステム。
- 電磁結像放射を走査するためのシステムであって、
少なくとも1つの画素変調信号を生成するように構成されている駆動電子機器システムと、
少なくとも1つの電磁放射源であって、前記少なくとも1つの画素変調信号に基づいて、前記少なくとも1つの電磁放射源による結像光出力内の少なくとも1つの画素の強度を変調するように構成されている少なくとも1つの電磁放射源と、
前記少なくとも1つの電磁放射源に光学的に結合され、光の第1の投影フィールド領域を生成するように前記結像光出力を伝送するように構成されている第1の導波管であって、前記第1の投影フィールド領域は、前記第1の導波管から投影された光の領域である、第1の導波管と、
前記少なくとも1つの電磁放射源に光学的に結合され、第2の投影フィールド領域を生成するように前記結像光出力を伝送するように構成されている第2の導波管であって、前記第2の投影フィールド領域は、前記第2の導波管から投影された光の領域である、第2の導波管と
を備え、前記第1の導波管および前記第2の導波管からの前記結像光出力は、渦巻走査パターンで走査され、
前記画素変調信号は、前記第1の投影フィールド領域が前記第2の投影フィールド領域と重複領域を共有すると同時に、前記少なくとも1つの電磁放射源から前記第1の導波管または前記第2の導波管のうちの少なくとも1つへの前記少なくとも1つの画素の強度を輝度変調するように構成されており、
前記第1または第2の導波管の少なくとも一方は、光ファイバを備え、
前記光ファイバは、同一のクラッディングを占有する2つ以上のコアを備える、システム。 - 前記光ファイバは、単一モード光ファイバである、請求項3に記載のシステム。
- 前記光ファイバは、マルチモード光ファイバである、請求項3に記載のシステム。
- 前記光ファイバは、ステップインデックス光ファイバである、請求項3に記載のシステム。
- 前記光ファイバは、グレーデッドインデックス光ファイバである、請求項3に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの電磁放射源は、紫外線から赤外線範囲内の波長を有する電磁放射を生成する、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの電磁放射源は、可視光電磁放射を生成する、請求項10に記載のシステム。
- 前記第1および第2の導波管のうちの少なくとも1つに動作可能に結合され、前記第1および第2の導波管のうちの前記少なくとも1つを物理的に変位させるように構成された走査アクチュエータをさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記走査アクチュエータは、圧電作動要素を備える、請求項12に記載のシステム。
- 前記走査アクチュエータは、前記第1および第2の導波管の両方に結合され、前記第1および第2の導波管をともに物理的に変位させるように構成されている、請求項12に記載のシステム。
- 前記第1および第2の導波管が独立して作動され得るように、第1の走査アクチュエータが、前記第1の導波管に結合され、第2の走査アクチュエータが、前記第2の導波管に結合される、請求項1に記載のシステム。
- 電磁結像放射を走査するためのシステムであって、
少なくとも1つの画素変調信号を生成するように構成されている駆動電子機器システムと、
少なくとも1つの電磁放射源であって、前記少なくとも1つの画素変調信号に基づいて、前記少なくとも1つの電磁放射源による結像光出力内の少なくとも1つの画素の強度を変調するように構成されている少なくとも1つの電磁放射源と、
前記少なくとも1つの電磁放射源に光学的に結合され、光の第1の投影フィールド領域を生成するように前記結像光出力を伝送するように構成されている第1の導波管であって、前記第1の投影フィールド領域は、前記第1の導波管から投影された光の領域である、第1の導波管と、
前記少なくとも1つの電磁放射源に光学的に結合され、第2の投影フィールド領域を生成するように前記結像光出力を伝送するように構成されている第2の導波管であって、前記第2の投影フィールド領域は、前記第2の導波管から投影された光の領域である、第2の導波管と、
前記第1および第2の導波管によって生成された前記第1および第2の投影フィールド領域を1つ以上の軸に沿って走査するように構成された走査要素と
を備え、前記第1の導波管および前記第2の導波管からの前記結像光出力は、渦巻走査パターンで走査され、
前記画素変調信号は、前記第1の投影フィールド領域が前記第2の投影フィールド領域と重複領域を共有すると同時に、前記少なくとも1つの電磁放射源から前記第1の導波管または前記第2の導波管のうちの少なくとも1つへの前記少なくとも1つの画素の強度を輝度変調するように構成されている、システム。 - 前記走査要素は、MEMSミラースキャナ、変形可能膜ミラー、走査プリズム、および走査レンズから成る群から選択される、請求項16に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの電磁放射源は、2つの独立電磁放射源、すなわち、前記第1の導波管に動作可能に結合される第1の電磁放射源と、前記第2の導波管に動作可能に結合される第2の電磁放射源とを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの電磁放射源は、複数の放射波長を前記第1または第2の導波管のうちの少なくとも1つに注入するように構成された複合源を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記複合源は、赤色、緑色、および青色可視光放射波長を注入するように構成される、請求項19に記載のシステム。
- 前記複合源は、コンバイナとともに動作可能に結合される複数の個々の源を備える、請求項20に記載のシステム。
- 前記コンバイナは、波長分割マルチプレクサを備える、請求項21に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの電磁放射源は、直接変調可能エミッタを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記直接変調可能エミッタは、ダイオードレーザである、請求項23に記載のシステム。
- 前記直接変調可能エミッタは、発光ダイオードである、請求項23に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの電磁放射源は、変調器に動作可能に結合されるエミッタを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記変調器は、干渉変調器である、請求項26に記載のシステム。
- 前記干渉変調器は、Mach-Zehnder干渉変調器である、請求項27に記載のシステム。
- 前記変調器は、音響光学変調器である、請求項26に記載のシステム。
- 前記変調器は、シャッタである、請求項26に記載のシステム。
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