JP7123795B2 - 曲面状ホログラフィック光学素子のためのシステム、デバイス、及び方法 - Google Patents

Description

本システム、デバイス、及び方法は、一般に、曲面状ホログラフィック光学素子に関し、特に、曲面状ホログラムを生成する方法並びに曲面状ホログラムを用いるシステム及びデバイスに関する。

ウェアラブルヘッドアップディスプレイ
ヘッドマウントディスプレイは、ユーザの頭部に装着され、そのように装着されている場合、ユーザの頭部の位置又は配向に関わらず、少なくとも１つの電子ディスプレイをユーザの眼の少なくとも１つの可視界内部に固定する電子デバイスである。ウェアラブルヘッドアップディスプレイは、ユーザが表示された内容を見ることを可能にするが、ユーザが彼らの外部環境を見ることができることを妨げないヘッドマウントディスプレイである。ウェアラブルヘッドアップディスプレイの「表示する」内容は、それが、ユーザが彼らの外部環境を見ることができることを完全に妨害しないように、透明か、ユーザの視野の周囲にあるかのどちらか一方である。ウェアラブルヘッドアップディスプレイの例は、幾つか挙げると、Ｇｏｏｇｌｅ Ｇｌａｓｓ（登録商標）、Ｏｐｔｉｎｖｅｎｔ Ｏｒａ（登録商標）、Ｅｐｓｏｎ モベリオ（Ｍｏｖｅｒｉｏ）（登録商標）、及びＳｏｎｙ グラストロン（Ｇｌａｓｓｔｒｏｎ）（登録商標）を含む。

ウェアラブルヘッドアップディスプレイの光学性能は、その意匠において重要な要因である。しかし、それが顔に装着するデバイスとなると、ユーザは美的感覚についても多くを考慮する。これは、広大な（サングラスを含む）眼鏡フレーム産業によって明らかに強調されている。それらの性能限界とは関係なく、ウェアラブルヘッドアップディスプレイの多くの前記例は、少なくとも部分的に、それらがファッションへのアピールを欠いているため、消費者市場における牽引力を見出そうと奮闘している。今日までに発表された大多数のウェアラブルヘッドアップディスプレイは、大型のディスプレイコンポーネントを採用しており、結果として、今日までに発表された大多数のウェアラブルヘッドアップディスプレイは、従来の眼鏡フレームよりも相当にかさばり、洗練されていない。

ウェアラブルヘッドアップディスプレイの意匠における挑戦は、顔に装着する装置の大きさを最小化しつつも、表示される内容を十分な表示品位で提供することにある。当該技術において、ユーザの外部環境を見る彼らの能力を制限することなく、高品質画像をユーザに提供することができる、より美的にアピールする意匠のウェアラブルヘッドアップディスプレイに対するニーズが存在している。

フォトポリマー
フォトポリマーは、光に曝露される場合にその物理的性質のうちの１つ以上を変化させる材料である。変化は構造的及び／又は化学的を含む異なる方法で現れてもよい。フォトポリマー材料は、多くの場合、その内部又は上にホログラムが記録されるフィルム又は媒体としてホログラフィにおいて用いられる。例えば、フォトポリマーフィルムは、表面レリーフパターンをフォトポリマーフィルム内／上に形成するよう光の特定の干渉パターンで制御可能に曝露／照明されてもよく、表面レリーフパターンは照明光の光度／位相パターンに一致している。フォトポリマーフィルムはフォトポリマー材料自体だけを備えていてもよいか、又は、トリアセテート及び／又はポリアミド及び／又はポリイミド等の基板、及び／又は固定若しくは脱着自在の保護カバー層のいずれか又は全ての上又はその間に担持されるフォトポリマーを備えていてもよい。フォトポリマーフィルムの多くの例が、Ｂａｙｅｒ ＡＧからのＢａｙｆｏｌ（登録商標）ＨＸフィルム等、今日、当該技術において利用可能である。

眼鏡レンズ
通常の１つの眼鏡又はサングラスは２つのレンズを含んでおり、それぞれ１つのレンズは、眼鏡／サングラスがユーザの頭部に着用される場合、ユーザのそれぞれの眼の前方に位置決めされる。幾つかの代替の設計において、単一の細長いレンズが２つの別々のレンズの代わりに用いられてもよく、単一の細長いレンズは、眼鏡／サングラスがユーザの頭部に着用される場合、ユーザの両眼の前方に跨がる。この明細書の残りの部分及び添付特許請求項の全体を通して、用語「眼鏡」及び「サングラス」は、特定の文脈が特に必要としない限り、実質的に区別なく用いられる。

眼鏡レンズは、１つの眼鏡の主要な光学機能を提供するコンポーネントである。眼鏡レンズは光学的に透明であるが、ある程度の着色を任意選択的に施してもよく、多くの場合（必ずしもではないが）、ある種の屈折力を提供してもよい。眼鏡レンズはガラス若しくはポリカーボネート、ＣＲ－３９、Ｈｉｖｅｘ（登録商標）、又はＴｒｉｖｅｘ（登録商標）等の非ガラス（例えば、プラスチック）材料から形成されてもよい。

眼鏡レンズは、本質的に影響されない光を透過するか、又は、それらを通過する画像に一般的な機能（拡大等）を提供する非処方レンズであってもよい。代替として、眼鏡レンズは、特定の光学機能を透過光に与えることによってユーザの視力の不足を補償する処方レンズ（通常、ユーザ特定の）であってもよい。一般に、眼鏡レンズは一般レンズ（又はレンズ「ブランク」）として開始され、処方が、レンズの外側に面する及び／又は内側に面する表面のどちらか一方若しくは両方の曲率を慎重に成形することによって任意に施されてもよい。レンズの内側に面する表面の曲率を成形することによって処方が施されるのが最も一般的である。

一般に、当該技術における眼鏡レンズの大部分は曲面状及び非平面状構造である。この曲率は、所望の光学的特性をそれを通過する光に与えるために用いられ、また、平板状レンズの寸法形状と比較して眼鏡フレームのためのより自然で良好に適合する美的設計も可能にする。

ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも１つのホログラムを備える曲面状ホログラフィック光学素子（「ＨＯＥ」）を製作する方法であって、曲面状ＨＯＥは全屈折力Ｐ_Ｔを有することは、ホログラフィックフィルムを平面寸法形状で位置決めし、配向することと、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間にホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することであって、ホログラムは曲面状ＨＯＥの全屈折力Ｐ_Ｔより小さいホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈを有することと、曲率をホログラフィックフィルムに適用することであって、曲率をホログラフィックフィルムに適用することは寸法形状屈折力Ｐ_Ｇをホログラフィックフィルムに適用することを含み、寸法形状屈折力Ｐ_Ｇは曲面状ＨＯＥの全屈折力Ｐ_Ｔより小さく、且つ、曲面状ＨＯＥの全屈折力Ｐ_Ｔは、Ｐ_Ｔ＝Ｐ_Ｈ＋Ｐ_Ｇによって少なくとも近似的に与えられるホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈと寸法形状屈折力Ｐ_Ｇとの加法組み合わせを含むこととを含むものとして要約されてもよい。ホログラフィックフィルムを平面寸法形状で位置決めし、配向することは、ホログラフィックフィルムを平面上に取り付けることを含んでいてもよい。ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間にホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、ホログラフィックフィルムが平面上に取り付けられる間にホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することを含んでいてもよい。方法は更に、曲率をホログラフィックフィルムに適用する前にホログラフィックフィルムを平面から除去することを含んでいてもよい。

曲率をホログラフィックフィルムに適用することは、ホログラフィックフィルムを曲面上に取り付けること又はホログラフィックフィルムを曲面状体積内部に埋め込むことのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間にホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間に第１の波長を有する第１のレーザによりホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することを含んでいてもよく、第１の波長は曲面状ＨＯＥの再生波長とは異なる。曲率をホログラフィックフィルムに適用することは、ホログラフィックフィルムを伸長させることを含んでいてもよく、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間に第１の波長を有する第１のレーザによりホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、曲面状ＨＯＥの再生波長より小さい第１の波長を有する第１のレーザによりホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することを含んでいてもよい。曲率をホログラフィックフィルムに適用することは、ホログラフィックフィルムを圧縮することを含んでいてもよく、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間に第１の波長を有する第１のレーザによりホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、曲面状ＨＯＥの再生波長より大きい第１の波長を有する第１のレーザによりホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することを含んでいてもよい。

ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間にホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間に第１の入射角で第１のレーザによりホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することを含んでいてもよく、第１の入射角は曲面状ＨＯＥの再生入射角とは異なる。

曲面状ＨＯＥの全屈折力Ｐ_Ｔは全焦点距離ｆ_Ｔを有する正であってもよい。ホログラフィックフィルムが平面寸法形状に位置決めされ、配向される間にホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、正のホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈ及び曲面状ＨＯＥの全焦点距離ｆ_Ｔより大きい第１の焦点距離ｆ_Ｈを有するホログラムを光学的に記録することを含んでいてもよい。曲率をホログラフィックフィルムに適用することは、第２の焦点距離ｆ_Ｇを有する正の寸法形状屈折力Ｐ_Ｇをホログラフィックフィルムに適用することを含んでいてもよく、第２の焦点距離ｆ_Ｇは曲面状ＨＯＥの全焦点距離ｆ_Ｔより大きく、且つ、曲面状ＨＯＥの全焦点距離ｆ_Ｔは、１／ｆ_Ｔ＝１／ｆ_Ｈ＋１／ｆ_Ｇによって少なくとも近似的に与えられる第１の焦点距離ｆ_Ｈと第２の焦点距離ｆ_Ｇとの加法逆組み合わせを含む。

全屈折力Ｐ_Ｔを有する曲面状ＨＯＥは、少なくとも１つのホログラムを含むホログラフィックフィルムの少なくとも１つの曲面層を含むものとして要約されてもよく、少なくとも１つのホログラムは曲面状ＨＯＥの全屈折力Ｐ_Ｔより小さいホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈを有し、ホログラフィックフィルムの少なくとも１つの曲面層は、曲面状ＨＯＥの全屈折力Ｐ_Ｔより小さい寸法形状屈折力Ｐ_Ｇを有し、曲面状ＨＯＥの全屈折力Ｐ_Ｔは、Ｐ_Ｔ＝Ｐ_Ｈ＋Ｐ_Ｇによって少なくとも近似的に与えられる少なくとも１つのホログラムのホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈとホログラフィックフィルムの少なくとも１つの曲面層の寸法形状屈折力Ｐ_Ｇとの加法組み合わせを含む。曲面状ＨＯＥの全屈折力Ｐ_Ｔは正であり、全焦点距離ｆ_Ｔを含んでいてもよい。少なくとも１つのホログラムのホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈは正であり、曲面状ＨＯＥの全焦点距離ｆ_Ｔより大きい第１の焦点距離ｆ_Ｈを有していてもよい。ホログラフィックフィルムの少なくとも１つの曲面層の寸法形状屈折力Ｐ_Ｇは正であり、曲面状ＨＯＥの全焦点距離ｆ_Ｔより大きい第２の焦点距離ｆ_Ｇを有してもよく、曲面状ＨＯＥの全焦点距離ｆ_Ｔは、１／ｆ_Ｔ＝１／ｆ_Ｈ＋１／ｆ_Ｇによって少なくとも近似的に与えられる第１の焦点距離ｆ_Ｈと第２の焦点距離ｆ_Ｇとの加法逆組み合わせを含む。

ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも１つのホログラムを備える曲面状ＨＯＥを製作する方法は、ホログラフィックフィルムを平面寸法形状で位置決めし、配向することと、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間に第１の波長を有する第１のレーザによりホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することであって、第１の波長は曲面状ＨＯＥの再生波長とは異なることと、曲率をホログラフィックフィルムに適用することとを含むものとして要約されてもよい。曲率をホログラフィックフィルムに適用することは、ホログラフィックフィルムを伸長させることを含んでいてもよく、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間に第１の波長を有する第１のレーザによりホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、曲面状ＨＯＥの再生波長より小さい第１の波長を有する第１のレーザによりホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することを含んでいてもよい。曲率をホログラフィックフィルムに適用することは、ホログラフィックフィルムを圧縮することを含んでいてもよく、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間に第１の波長を有する第１のレーザによりホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、曲面状ＨＯＥの再生波長より大きい第１の波長を有する第１のレーザによりホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することを含んでいてもよい。

ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間にホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間に曲面状ＨＯＥの全屈折力Ｐ_Ｔより小さいホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈでホログラムを光学的に記録することを含んでいてもよい。曲率をホログラフィックフィルムに適用することは、曲面状ＨＯＥの全屈折力Ｐ_Ｔより小さい寸法形状屈折力Ｐ_Ｇをホログラフィックフィルムに適用することを含んでいてもよく、曲面状ＨＯＥの全屈折力Ｐ_Ｔは、Ｐ_Ｔ＝Ｐ_Ｈ＋Ｐ_Ｇによって少なくとも近似的に与えられるホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈと寸法形状屈折力Ｐ_Ｇとの加法組み合わせを含んでいてもよい。

ホログラフィックフィルムを平面寸法形状で位置決めし、配向することは、ホログラフィックフィルムを平面上に取り付けることを含んでいてもよい。ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間に第１の波長を有する第１のレーザによりホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、ホログラフィックフィルムが平面上に取り付けられる間に第１の波長を有する第１のレーザによりホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することを含んでいてもよい。方法は更に、曲率をホログラフィックフィルムに適用する前にホログラフィックフィルムを平面から除去することを含んでいてもよい。曲率をホログラフィックフィルムに適用することは、ホログラフィックフィルムを曲面上に取り付けること又はホログラフィックフィルムを曲面状体積内部に埋め込むことのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。

ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも１つのホログラムを備えるＨＯＥを製作する方法は、ホログラフィックフィルムの第１の層を平面寸法形状で提供することと、ホログラフィックフィルムの第１の層を伸長させることと、ホログラフィックフィルムの第１の層が伸長される間にホログラフィックフィルムの第１の層にホログラムを光学的に記録することと、ホログラフィックフィルムの第１の層を非伸長状態に戻すことと、を含むものとして要約されてもよい。ホログラフィックフィルムの第１の層を伸長させることは、ホログラフィックフィルムの第１の層を曲面上に取り付けることを含んでいてもよい。方法は更に、再生のためにホログラフィックフィルムの第１の層を曲面上に取り付けること、又は、再生のためにホログラフィックフィルムの第１の層を曲面状体積内部に埋め込むことのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。再生のためにホログラフィックフィルムの第１の層を曲面上に取り付けることは、曲面上のホログラフィックフィルムの第１の層の平面と直角な方向にホログラフィックフィルムの第１の層を伸長させることを含んでいてもよい。

方法は更に、ホログラフィックフィルムの第２の層を平面寸法形状で提供することと、ホログラフィックフィルムの第１の層及びホログラフィックフィルムの第２の層の両方がそれぞれ、それぞれの非伸長状態にある間にホログラフィックフィルムの第１の層からのホログラムをホログラフィックフィルムの第２の層において複製することと、再生のためにホログラフィックフィルムの第２の層を曲面上に取り付けること、又は、再生のためにホログラフィックフィルムの前記第２の層を曲面状体積内部に埋め込むことのうちの少なくとも１つとを含んでいてもよい。再生のためにホログラフィックフィルムの第２の層を曲面上に取り付けることは、曲面上のホログラフィックフィルムの第２の層の平面と直角な方向にホログラフィックフィルムの第２の層を伸長させることを含んでいてもよい。

曲面状ＨＯＥを製作する方法は、ホログラフィックフィルムを第１の表面上に取り付けることであって、第１の表面は透明であり、第１の曲率を有することと、ホログラフィックフィルムが第１の表面上に取り付けられる間にホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することとを含むものとして要約されてもよい。方法は更に、ホログラフィックフィルムを第１の表面から除去することと、再生のためにホログラフィックフィルムを第２の表面上に取り付けることであって、第２の表面は第１の曲率と略等しい第２の曲率を有すること、又は、再生のためにホログラフィックフィルムを曲面状体積内部に埋め込むことであって、曲面状体積は第１の曲率と略等しい第２の曲率を有することのうちの少なくとも１つとを含んでいてもよい。

ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも１つのホログラムを備える曲面状ＨＯＥを複製する方法は、ホログラフィックフィルムの第１の層を提供することと、ホログラフィックフィルムの第１の層を第１の表面上に取り付けることであって、第１の表面は第１の曲率を有することと、ホログラフィックフィルムの第１の層が第１の表面上に取り付けられる間にホログラフィックフィルムの第１の層にホログラムを光学的に記録することと、ホログラフィックフィルムの第２の層を提供することと、第１の曲率をホログラフィックフィルムの第２の層に適用することと、ホログラフィックフィルムの第１の層及びホログラフィックフィルムの第２の層の両方がそれぞれ第１の曲率を有する間にホログラフィックフィルムの第１の層からのホログラムをホログラフィックフィルムの第２の層に複製することとを含むものとして要約されてもよい。

図において、同一の参照番号は、同様の構成要素又は行動を特定している。図中の構成要素の大きさ及び相対位置は、必ずしも正確な縮尺で描かれてはいない。例えば、様々な構成要素の形状及び角度は、必ずしも正確な縮尺で描かれてはおらず、これらの構成要素のいくつかは、図面の見やすさを向上するために任意に拡大され、位置決めされている。更に、図示の構成要素の特定の形状は、必ずしも、特定の構成要素の実際の形状に関する何らかの情報を伝達する意図はなく、図面内での認識の容易さのためだけに選択されている。

図１は、本システム、デバイス、及び方法による、全屈折力を有し、ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも１つのホログラムを備える曲面状ホログラフィック光学素子（「ＨＯＥ」）を製作する例示の方法を示すフロー図である。 図２は、ホログラフィック屈折力と寸法形状屈折力との間の差、並びに、２つが組み合わさって本システム、デバイス、及び方法による全屈折力を生成する方法を示す説明図である。 図３は、本システム、デバイス、及び方法によるホログラフィックフィルムをｉ）伸長及びｉｉ）圧縮させることによって、曲率が対応するホログラフィックフィルムに適用される場合にホログラムを符号化する干渉パターンの要素間の間隔への例示的な影響を示す説明図である。 図４は、本システム、デバイス、及び方法による、ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも１つのホログラムを備える曲面状ＨＯＥを製作する例示の方法を示すフロー図である。 図５は、本システム、デバイス、及び方法による、ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも１つのホログラムを備えるＨＯＥを製作する例示の方法を示すフロー図である。 図６は、本システム、デバイス、及び方法による、曲面状ＨＯＥを製作する例示の方法を示すフロー図である。 図７は、本システム、デバイス、及び方法による、ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも１つのホログラムを備える曲面状ＨＯＥを複製する例示の方法を示すフロー図である。 図８は、本システム、デバイス、及び方法による例示の曲面状ＨＯＥの断面図である。 図９は、本システム、デバイス、及び方法による別の例示の曲面状ＨＯＥの断面図である。

以下の説明において、ある特定の詳細を様々な開示する実施形態の完全な理解を提供するために説明する。しかし、当業者は、実施形態が１つ以上のこれらの特定の詳細が無いか、他の方法、構成部品、材料等により実施されてもよいことを認識するであろう。他の例では、ヘッドマウントディスプレイ及び電子デバイスに関連する周知の構造は実施形態の説明を不必要に曖昧にすることを避けるよう詳細に示されていないか、説明されていなかった。

特に文脈で必要としない限り、以下に続く明細書及び特許請求の範囲全体を通して、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」並びに「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」等のその変形例は、「以下を含むが、それらに限定されない」のような、オープンで、包括的な意味で解釈されるものとする。

本明細書全体を通して、「一実施形態」又は「実施形態」に対する引用は、特定の特徴、構造、又は特性が、１つ以上の実施形態において何らかの適切な方法で組み合わされてもよいことを意味している。

本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、内容で明確に規定しない限り、複数の指示対象を含んでいる。また、用語「又は」は、一般に、内容で明確に規定しない限り、「及び／又は」の意味と同じその最も幅広い意味で用いられることにも注意されたい。

本明細書中で提供する見出し及び要約書は、便宜のためだけであり、実施形態の適用範囲又はその意味に解釈しない。

本明細書中に説明する様々な実施形態は曲面状ホログラフィック光学素子（「ＨＯＥ」）のためのシステム、デバイス、及び方法を提供する。当該技術において、ＨＯＥは、一般に、平面構造において記録され、再生される。しかし、米国仮特許出願第６２／２４２，８４４号明細書（現在、米国非仮特許出願第１５／１４７，６３８号明細書）、米国仮特許出願第６２／１５６，７３６号明細書（現在、米国非仮特許出願第１５／１４５，５７６号明細書、米国特許出願公開第２０１６－０３２７７９７号明細書、及び米国特許出願公開第２０１６－０３２７７９６号明細書）、及び／又は米国仮特許出願第６２／１１７，３１６号明細書（現在、米国非仮特許出願第１５／０４６，２３４号明細書、米国非仮特許出願第１５／０４６，２５４号明細書、及び米国特許出願公開第２０１６－０２３８８４５号明細書））において説明されているある特定の用途（例えば、仮想網膜ディスプレイ（「ＶＲＤ」）アーキテクチャは曲面状ＨＯＥの使用に良好に適している。本明細書中に説明する様々な実施形態は、曲面寸法形状で再生されるよう設計されているＨＯＥを光学的に記録し、場合によっては、再現するためのプロセスを提供する。本明細書中に説明する様々な実施形態は、また、かかるプロセスによって用意された曲面状ＨＯＥも提供する。

従来のＨＯＥは平面上に記録され、再生のために平面構造内に維持される。米国仮特許出願第６２／２１４，６００号明細書（現在、米国非仮特許出願第１５／２５６，１４８号明細書）は、上で説明したＶＲＤアーキテクチャ等の眼鏡フォームファクタを有するＶＲＤアーキテクチャの透明コンバイナを製作するために、曲面状眼鏡レンズとのＨＯＥの物理的統合のためのシステム、デバイス、及び方法を説明している。曲面状眼鏡レンズとの平面状ＨＯＥの物理的統合は、幾つかの実装において、ＨＯＥ自体に適用される曲率を結果として生じる。この曲率はＨＯＥの光学特性及び再生性能に影響を及ぼすことができる。当該技術において、曲面上又はその内部に実装される場合に設計した方法で実行できるＨＯＥ及びＨＯＥを作成する方法に対するニーズが存在する。

この明細書及び添付特許請求の範囲全体を通して、用語ＨＯＥは、概して、その内部及び／又はその上に記録、統合、又はそうでなければ含まれる少なくとも１つのホログラムを具現、符号化、又はそうでなければ含む構造を説明するために用いられる。単一のＨＯＥは、１つ又は複数のホログラムを担持する（ハロゲン化銀又はＢａｙｅｒ ＡＧからのＢａｙｆｏｌ（登録商標）ＨＸフィルム等のフォトポリマーフィルム等の）ホログラフィックフィルムの１つ又は多数の層を含んでいてもよい。当業者は、ＨＯＥがハードコーティング、反射防止コーティング、接着剤層等のような他の材料の１つ又は複数の層を含んでいてもよいことを正しく認識するであろう。

この明細書及び添付特許請求の範囲全体を通して、用語「再生」（及び「再生される」等の変形例）は、概して、記録後にＨＯＥを閲覧、起動、又はそうでなければ光学的に用いるプロセスに言及するために用いられる。同様に、用語「再生光」は、概して、（例えば、ホログラムを記録するために用いられる光である「記録光」ではなくて）再生中にホログラムを起動又は閲覧するために用いられる光に言及するために用いられる。

この明細書及び添付特許請求の範囲全体を通して、「曲面状ホログラム／ＨＯＥ」及び「曲面寸法形状で再生されるよう設計されるホログラム／ＨＯＥ」に対して様々な参照を行う。一般に、ホログラフィックフィルムの層はそれぞれが厚さによって互いから離間された同じ面積を有する２つの面（前面及び後面）を有し、曲面状ホログラム／ＨＯＥは、ホログラフィックフィルムの面積（又は両面）が平坦又は平面ではないように、その面積全体にわたって物理的な曲率を有するものである。言い換えれば、平面ホログラフィックフィルムの面がｘ及びｙ寸法（すなわち、ｘｙ平面）において平面を形成する場合、曲率は面に変化するｚ寸法も同様に与える。曲率は円筒形又は球形のように均一であってもよいか、若しくは、それは不均一であってもよい。曲面状ホログラム／ＨＯＥは曲面寸法形状で再生されるよう設計されてもよいが、曲面寸法形状で再生されるよう設計されるホログラム／ＨＯＥは必ずしも常に曲面状である必要はない。例えば、本明細書中に説明する幾つかの実施形態は、平面寸法形状で記録されるが、曲率がホログラム／ＨＯＥに対して実質的に適用され、ホログラム／ＨＯＥが湾曲している間に再生される場合に生じる効果を構成するよう設計されるホログラム／ＨＯＥを提供する。かかるホログラム／ＨＯＥは、本明細書中では、「曲面寸法形状で再生されるよう設計される」が、記録中、及び、それが「曲面状ホログラム／ＨＯＥ」となる時点の曲率がそれらに適用されるまで、その後しばらくの間、平面状態で存在する可能性のあるホログラム／ＨＯＥと特徴付けられる。

図１は、本システム、デバイス、及び方法による、全屈折力を有し、ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも１つのホログラムを備える曲面状ＨＯＥを製作する例示の方法１００を示すフロー図である。方法１００は、３つの行動１０１、１０２、及び１０３を含んでいるが、当業者は、代替の実施形態において、ある特定の行動が省略されてもよく、及び／又は、追加行動が追加されてもよいことを正しく認識するであろう。当業者は、また、図示の順序の行動が、例示的な目的のためだけに示されており、代替の実施形態において変更してもよいことを正しく認識するであろう。

１０１において、ホログラフィックフィルムの少なくとも１つの層が平面寸法形状で位置決めされ、配向される。これは、例えば、平面上にホログラフィックフィルムの少なくとも１つの層を取り付けることによって達成されてもよく、それは、任意の数（ゼロを含む）の中間層と共に平面に対してホログラフィックフィルムを積層、接着、貼付、又はそうでなければ塗着すること（例えば、機械的固定具を用いてホログラフィックフィルムを所定位置に保持すること）を含んでいてもよい。平面は有利に光学的に透明であってもよく、１つ以上の中間層が含まれる場合、かかる層も有利に光学的に透明であるべきである。一実施例として、平面はホログラムの光学的記録に用いることに適した光学的に透明な基板（例えば、プラスチック又はガラス）であってもよい。平面上に取り付けられると、ホログラフィックフィルムは必然的に平面寸法形状にある。平面基板上にホログラフィックフィルムを取り付けることの代替として、ホログラフィックフィルムは、例えば、ホログラフィックフィルムを吊持又は懸吊することによって平面寸法形状に位置決めされ、配向されてもよい。幾つかの実装において、ホログラフィックフィルムは平面寸法形状で既に存在していてもよく、その場合、平面に取り付けることは必要とされなくてもよい。

１０２において、ホログラムは、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間（例えば、ホログラフィックフィルムが平面上に取り付けられている間）にホログラフィックフィルムに光学的に記録される。ホログラムは曲面状ＨＯＥの全屈折力よりも小さいホログラフィック屈折力を有する。言い換えれば、ホログラムは、再生中に、ホログラムが（ホログラフィック屈折力によって与えられる）光学機能を再生光に施し、再生光を第１の焦点距離における点に集中させてもよいように設計されてもよい。ホログラフィック屈折力が再生光を集中させる点がホログラムの前方又は後方にあるかどうかは、ホログラムの設計によって決まる（すなわち、屈折力が正又は負であるかどうか）。この明細書及び添付特許請求の範囲全体を通して、用語「ホログラフィック屈折力」は、概して、再生中にホログラムの干渉パターンによって入射光に与えられる屈折力又は光学機能に言及するために用いられる。

１０３において、曲率が曲面状ホログラフィックフィルムを結果として生じるホログラフィックフィルムに適用される。曲率をホログラフィックフィルムに適用することによって、曲面状ＨＯＥの全屈折力よりも小さい寸法形状屈折力がホログラフィックフィルムに適用される。言い換えれば、曲率をホログラフィックフィルムに適用することはフィルムに記録されるホログラムから独立しているホログラフィックフィルム上に「寸法形状屈折力」を与える。再生中、この寸法形状屈折力は再生光を第２の焦点距離における点に集中させてもよい。寸法形状屈折力が再生光を集中させる点がホログラフィックフィルムの前方又は後方にあるかどうかは、ホログラフィックフィルムの湾曲方向によって決まる。この明細書及び添付特許請求の範囲全体を通して、用語「寸法形状屈折力」は、概して、ホログラフィックフィルムの寸法形状によって入射光に与えられる屈折力又は光学機能に言及するために用いられる。本システム、デバイス、及び方法のために、ホログラフィック屈折力及び寸法形状屈折力は曲面状ＨＯＥの再生中に入射光に与えられてもよい２つの別個の独立した光学機能であるが、しかし、当業者は、その他の点では透明なホログラフィックフィルムの場合、少なくとも１つのホログラムが入射再生光に影響を及ぼし、寸法形状屈折力に任意の効果を持たせるためにホログラフィックフィルムに存在する必要があってもよいことを正しく認識するであろう。

曲面状ＨＯＥの全屈折力（Ｐ_Ｔ）は、以下によって少なくとも近似的に与えられるホログラフィック屈折力（Ｐ_Ｈ）及び寸法形状屈折力（Ｐ_Ｇ）の加法組み合わせを含む。
Ｐ_Ｔ＝Ｐ_Ｈ＋Ｐ_Ｇ

全屈折力Ｐ_Ｔに向かうホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈ及び寸法形状屈折力Ｐ_Ｇの組み合わせは、一般に、上で示したように加法である一方で、語句「少なくとも近似的に」は、曲面状ＨＯＥの全屈折力Ｐ_Ｔに影響を及ぼす可能性のある他の追加要因（例えば、該当する場合、屈折率）を可能にするために用いられている（例えば、Ｐ_Ｔ＝Ｐ_Ｈ＋Ｐ_Ｇ＋ｘ、ここでｘは他の全ての潜在的要因の影響を表す包括的な屈折力）。量的に、語句「少なくとも近似的に」は、概して、本明細書中で「プラス又はマイナス１０％」と解釈すべきである。

同様に、曲面状ＨＯＥの全焦点距離（ｆ_Ｔ＝１／Ｐ_Ｔ）は、以下によって少なくとも近似的に与えられるホログラフィック屈折力に関連する第１の焦点距離（ｆ_Ｈ＝１／Ｐ_Ｈ）及び寸法形状屈折力に関連する第２の焦点距離（ｆ_Ｇ＝１／Ｐ_Ｇ）の加法逆組み合わせを含む。

屈折力同士の組み合わせと同じ方法において、全焦点距離ｆ_Ｔに向かう第１の焦点距離ｆ_Ｈ及び第２の焦点距離ｆ_Ｇの組み合わせは、一般に、逆加法であるが、語句「少なくとも近似的に」は、全焦点距離ｆ_Ｔに影響を及ぼす可能性のある他の追加要因の全て（例えば、入射再生光の収束／発散／視準）に用いられる。

１０３において曲率をホログラフィックフィルムに適用することは、ホログラフィックフィルムを曲面上に取り付けること（例えば、米国仮特許出願第６２／２１４，６００号明細書、現在、米国非仮特許出願第１５／２５６，１４８号明細書に記載されているようなＨＯＥを曲面状眼鏡レンズと一体化することのような）又はホログラフィックフィルムを曲面状体積内部に埋め込むことを含んでいても、いなくてもよい。一般に、この明細書及び添付特許請求の範囲全体を通して、語句「表面上に取り付ける」（及び「表面上に取り付けられる」等の変形例）は、ホログラフィックフィルムと表面との間の任意の統合に言及するために大まかに用いられる。例として、「表面上に取り付ける」は、制限なく、ホログラフィックフィルムを表面に積層、接着、貼付、又はそうでなければ塗着すること、或いは、接着されるか否かの表面によるホログラフィックフィルムの支持を含んでいてもよい。

曲面にそれを取り付けることによって曲率をホログラフィックフィルムに適用することに対する代替として、ホログラフィックフィルムは曲面状体積内部に埋め込まれてもよい（米国仮特許出願第６２／２１４，６００号明細書、現在、米国非仮特許出願第１５／２５６，１４８号明細書にも記載されているように）。この場合、曲率は埋め込みプロセスの一部としてホログラフィックフィルムに適用されてもよいか、又は、ホログラフィックフィルムは、曲面状体積に埋め込まれる前に（例えば、ガスフロー、フィルム両面の圧力差、等のようなフィルム形成のための公知の技術を用いて）曲率を具現化するよう形成されてもよい。埋め込み自体は流し込み成形又は射出成形プロセスを採用してもよい。

行動１０１がホログラフィックフィルムを平面に取り付けることに関与する実装において、方法１００は、更に、（行動１０２と１０３との間において）ホログラフィックフィルムを平面から除去することを含んでもよい。ホログラフィックフィルムを平面から除去することは、ホログラフィックフィルムを平面から層間剥離、切り離し、又は概して係脱することを含んでもよい。

従来のホログラム設計において、ホログラムは平面寸法形状で再生されるよう設計されており、寸法形状屈折力は設計要素ではない。本システム、デバイス、及び方法によれば、平面寸法形状で（例えば、１０２において）記録されるが、曲面寸法形状での再生を意図するＨＯＥは、曲率がＨＯＥに適用される場合に（例えば、１０３において）ＨＯＥの全屈折力に加えられる寸法形状屈折力を補償するよう設計されてもよい。例えば、曲面寸法形状で再生される場合にＨＯＥがＸの全屈折力を有することが所望される場合、ＨＯＥは、ＨＯＥが湾曲している場合に適用される全屈折力への寸法形状寄与を補償するよう、Ｙのホログラフィック屈折力で記録されてもよい（ここで、Ｙ≠Ｘ）。ホログラムのホログラフィック屈折力は、とりわけ、ホログラムを記録するために用いられるレーザ光源のどちらか一方又は両方の間の距離をホログラフィックフィルム自体から変化させることによって制御されてもよい。より詳細には、平面再生のために、ホログラムは平面寸法形状でホログラフィックフィルムにより、及び、それぞれが各点（すなわち、各「構築点」）ｐ_１及びｐ_２に位置決めされるホログラムを記録するために用いられる２つのレーザ（例えば、照明又は物体ビーム及び参照ビーム）により記録されてもよく、ここで構築点ｐ_１は第１の距離ｄ_１によってホログラフィックフィルムから離間され、構築点ｐ_２は第２の距離ｄ_２によってホログラフィックフィルムから離間される。これは結果として、Ｐ_Ｈのホログラフィック屈折力を生じる。かかるホログラムを曲面寸法形状での使用のために適合させるために（すなわち、ホログラムが曲面寸法形状で実質的に用いられる場合、導入される寸法形状屈折力Ｐ_Ｇを構成するために）、構築点ｐ_１及びｐ_２は、ホログラムが曲面寸法形状で再生される場合にホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈ及び寸法形状屈折力Ｐ_Ｇの加法組み合わせが所望の全屈折力Ｐ_Ｔを与えるように、距離ｄ_１及びｄ_２を増加／低減させ、それによってホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈを増加／低減させるために移動されてもよい。

図２は、ホログラフィック屈折力と寸法形状屈折力との間の差、並びに、２つが組み合わさって本システム、デバイス、及び方法による全屈折力を生成する方法を示す説明図である。比較のため、図２は、平面ＨＯＥ２１１、単純な鏡のように機能するよう設計されたホログラムを有するホログラフィックフィルム２１２の曲面片、及び、それに適用されるフィルム２１２の曲率を有する平面ＨＯＥ２１１に対応する曲面状ＨＯＥ２１３を含んでいる。

平面ＨＯＥ２１１は、再生中に光を反射し、収束する収束鏡のように機能するホログラフィック屈折力を有するホログラムを含んでいる。平面ＨＯＥ２１１に当たる入射再生光は、平面ＨＯＥ２１１の前方で第１の焦点距離ｆ_Ｈにおける第１の焦点２２１に収束して示されており、この収束は単にホログラフィック屈折力に起因するものである。

例示するために、ホログラフィックフィルム２１２の曲面片は入射再生光を単に反射するホログラムを含んでいる。言い換えれば、曲面状ホログラフィックフィルム２１２が湾曲していないが、代わりに平面であった場合、曲面状ホログラフィックフィルム２１２は平面鏡のように作用する。ホログラフィックフィルム２１２の曲面片は入射再生光に対して凹面曲率を有する。従って、曲面状フィルム２１２は寸法形状屈折力を有し、それに当たる入射再生光は曲面状フィルム２１２の前方で第２の焦点距離ｆ_Ｇにおける第２の焦点２２２に収束して示されている。この収束は単に寸法形状屈折力に起因するものである。

曲面状ＨＯＥ２１３は、フィルム２１２の曲率がそれに適用された後の平面ＨＯＥ２１１を表している。言い換えれば、曲面状ＨＯＥ２１３は方法１００の行動１０１、１０２、及び１０３を含むプロセスによって用意された曲面状ＨＯＥを表している。曲面状ＨＯＥ２１３は、平面ＨＯＥ２１１のホログラフィック屈折力と曲面状フィルム２１２の寸法形状屈折力との加法組み合わせによって与えられる全屈折力を有するホログラフィックフィルムの少なくとも１つの曲面層を備える。従って、曲面状ＨＯＥ２１３に当たる入射再生光は、曲面状ＨＯＥ２１３の前方で第３の焦点距離（すなわち、全焦点距離）ｆ_Ｔにおける第３の焦点２２３に収束し、ここで曲面状ＨＯＥ２１３の全焦点距離ｆ_Ｔ（すなわち、第３の焦点距離）は平面ＨＯＥ２１１の第１の焦点距離ｆ_Ｈと曲面状フィルム２１２の第２の焦点距離ｆ_Ｇとの加法逆組み合わせによって与えられる。

図１及び方法１００に戻ると、１０２において、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間にホログラムをホログラフィックフィルムに光学的に記録することは、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間に第１の波長を有する第１のレーザによりホログラムをホログラフィックフィルムに光学的に記録することを含んでいてもよい。第１の波長は、１０３において曲率がホログラフィックフィルムに適用される場合にホログラムを符号化する干渉パターンの寸法形状及び／又は間隔に対して生じる可能性のある変化を補償するために、曲面状ＨＯＥの所望の再生波長とは意図的に異なっていてもよい。

例えば、１０３において曲率をホログラフィックフィルムに適用することは、ホログラムを符号化する干渉パターンの少なくとも幾つかの要素間の間隔における増加の原因となってもよいホログラフィックフィルムを伸長させることを含んでいてもよい。再生中、ホログラムは、概して、入射再生光の狭い範囲の波長（すなわち、「再生波長」）、特に、ホログラムを符号化する干渉パターンの要素間の間隔の大きさの範囲に等しいか、その内部にある範囲の波長に反応する（すなわち、それに対して活性化する）。ホログラムを符号化する干渉パターンの要素間の間隔の増加は、ホログラムを記録するために用いられる範囲の波長とは異なる範囲の再生光波長に対してホログラムを反応／活性化させる原因となってもよい。本システム、デバイス、及び方法によれば、仮にホログラムが平面寸法形状で記録されるが、曲率がホログラムを伸長させることによってホログラフィックフィルムに実質的に適用されることがわかっている場合、ホログラムは、ホログラフィックフィルムが伸長される場合に結果として生じ得る干渉パターンの要素間の間隔の増加を補償するために、目標とする再生波長よりも故意に小さい第１の波長のレーザ光を用いて平面寸法形状で記録されてもよい。

同様に、１０３において曲率をホログラフィックフィルムに適用することは、ホログラフィックフィルムを圧縮、圧潰、圧搾すること、又はそうでなければ収縮させることを含んでいてもよい。例えば、曲率をホログラフィックフィルムに適用することはホログラフィックフィルムを加熱することに関与してもよく、この加熱はホログラフィックフィルムを収縮させてもよい。この明細書及び添付特許請求の範囲全体を通して、用語「圧縮する」（並びに「圧縮すること」及び「圧縮」等の変形例）は、概して、曲率が適用される場合にホログラフィックフィルムが大きさを縮小する可能性のある全ての手段に言及するために用いられる。かかる圧縮は、ホログラムを符号化する干渉パターンの少なくとも幾つかの要素間の間隔における減少の原因となってもよい。本システム、デバイス、及び方法によれば、仮にホログラムが平面寸法形状で記録されるが、曲率がホログラムを圧縮することによってホログラフィックフィルムに実質的に適用されることがわかっている場合、ホログラムは、ホログラフィックフィルムが圧縮される場合に結果として生じ得る干渉パターンの要素間の間隔の減少を補償するために、目標とする再生波長よりも故意に大きい第１の波長のレーザ光を用いて記録されてもよい。

図３は、本システム、デバイス、及び方法によるホログラフィックフィルムをｉ）伸長及びｉｉ）圧縮させることによって、曲率が対応するホログラフィックフィルムに適用される場合にホログラムを符号化する干渉パターンの要素間の間隔への例示的な影響を示す説明図である。比較のために、図３は、伸長によって適用される曲線を有する同じ平面ＨＯＥ（すなわち、伸長ＨＯＥ３０２）及び圧縮によって適用される曲線を有する同じＨＯＥ（すなわち、圧縮ＨＯＥ３０３）と共にその平面寸法形状での平面ＨＯＥ３０１の図を含んでいる。各図において、ホログラムを符号化する干渉パターンは、図示を容易にするために単純な格子によって表されている。

平面ＨＯＥ３０１に対して、干渉パターンは要素間で均一な間隔ｄ_１を有する単純な直角格子である。従って、平面ＨＯＥ３０１は、平面ＨＯＥ３０１を記録するために用いられたレーザ光の波長と略等しい約ｄ_１の波長を有する再生光に対して所望されたように再生する。

伸長ＨＯＥ３０２に対して、平面ＨＯＥ３０１からの同じホログラフィックフィルムは、ホログラフィックフィルムを伸長させる（例えば、ホログラフィックフィルムを曲面、凹形又は凸形のどちらか一方の上で又はそれに対して伸長させるか、又はメンブレンとしてフィルム全体にわたる圧力差等のフィルム成形のための他の公知の技術を用いる）ことによって適用される曲率（方法１００の１０３による；すなわち、平面寸法形状でホログラムを記録した後）を有している。この伸長はｄ_１からｄ_２への干渉パターンの少なくとも幾つかの要素間の間隔の増加の原因となり、ここでｄ_２はｄ_１よりも大きい。従って、伸長ＨＯＥ３０２は、平面ＨＯＥ３０１を記録するために用いられたレーザ光の波長よりも大きい波長約ｄ_２＞ｄ_１を有する再生光に対して所望されたように再生する。本システム、デバイス、及び方法によれば、伸長ＨＯＥ３０２におけるホログラムは、ホログラフィックフィルムが伸長される場合に結果として生じる可能性のある干渉パターン要素間のｄ_１からｄ_２への間隔の増加を補償するために、伸長ＨＯＥ３０２が伸長される場合に再生のために用いられる光の波長よりも小さい波長を有するレーザ光を用いて、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間に光学的に記録されてもよい。

圧縮ＨＯＥ３０３に対して、平面ＨＯＥ３０１からの同じホログラフィックフィルムは、ホログラフィックフィルムを圧縮するか、そうでなければ収縮させる（例えば、ホログラフィックフィルムを曲面、凹形又は凸形のどちらか一方の上で又はそれに対して圧潰する）ことによって適用される曲率（方法１００の１０３による；すなわち、平面寸法形状でホログラムを記録した後）を有している。この圧縮はｄ_１からｄ_３への干渉パターンの少なくとも幾つかの要素間の間隔の減少の原因となり、ここでｄ_３はｄ_１よりも小さい。従って、圧縮ＨＯＥ３０３は、平面ＨＯＥ３０１を記録するために用いられたレーザ光の波長よりも小さい波長約ｄ_３＜ｄ_１を有する再生光に対して所望されたように再生する。本システム、デバイス、及び方法によれば、圧縮ＨＯＥ３０３におけるホログラムは、ホログラフィックフィルムが圧縮される場合に結果として生じる可能性のある干渉パターン要素間のｄ_１からｄ_３への間隔の減少を補償するために、圧縮ＨＯＥ３０２が圧縮される場合に再生のために用いられる光の波長よりも大きい波長を有するレーザ光を用いて、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間に光学的に記録されてもよい。

図４は、本システム、デバイス、及び方法による、ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも１つのホログラムを備える曲面状ＨＯＥを製作する例示の方法４００を示すフロー図である。方法４００は、３つの行動４０１、４０２、及び４０３を含んでいるが、当業者は、代替の実施形態において、ある特定の行動が省略されてもよく、及び／又は、追加行動が追加されてもよいことを正しく認識するであろう。当業者は、また、図示の順序の行動が、例示的な目的のためだけに示されており、代替の実施形態において変更してもよいことを正しく認識するであろう。

４０１において、ホログラフィックフィルムの少なくとも１つの層が方法１００の１０１で説明したものと略同様の方法で、平面寸法形状で位置決めされ、配向される。例えば、ホログラフィックフィルムの少なくとも１つの層が平面上に取り付けられてもよい。平面はホログラムの光学的記録に用いることに適した光学的に透明な基板（例えば、プラスチック又はガラス）であってもよい。平面上に取り付けられると、ホログラフィックフィルムは必然的に平面寸法形状にある。

４０２において、ホログラムは、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間にホログラフィックフィルムに光学的に記録される。第１の波長（すなわち、第１の狭帯域範囲の波長）を有する第１のレーザはホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間にホログラムを光学的に記録するために用いられ、この第１の波長は曲面状ＨＯＥの目的とする再生波長とは意図的に異なる。先に説明したように、記録レーザの第１の波長と再生波長との間の差は、ホログラフィックフィルムが伸長又は圧縮により略湾曲する場合にホログラムを画成する干渉パターンの要素間の間隔に対する物理的変化を補償するよう設計される。

４０３において、曲率がホログラフィックフィルムに適用される。曲率を適用することはホログラムを伸長又は圧縮することを含み、それによって、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状であった間に４０２において光学的に記録されるホログラムを画成する干渉パターンの少なくとも幾つかの要素間の間隔における変化を生じる原因となる。先に説明したように、曲率をホログラフィックフィルムに適用することがホログラフィックフィルムを伸長させることを含む場合、４０２においてホログラムを光学的に記録するために用いられるレーザ光の第１の波長は、伸長に起因するホログラム干渉パターンの要素間の間隔の増加を補償するために、曲面状ＨＯＥの目的とする再生波長より小さくてもよい。また、先に説明したように、曲率をホログラフィックフィルムに適用することがホログラフィックフィルムを圧縮することを含む場合、４０２においてホログラムを光学的に記録するために用いられるレーザ光の第１の波長は、圧縮に起因するホログラム干渉パターンの要素間の間隔の減少を補償するために、曲面状ＨＯＥの目的とする再生波長より大きくてもよい。

方法１００でのように、４０２においてホログラムをホログラフィックフィルムに光学的に記録することは、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間にホログラフィック屈折力及び第１の焦点距離によりホログラムを光学的に記録することを含んでいてもよい。更に、４０３において曲率をホログラフィックフィルムに適用することは、第２の焦点距離を有する寸法形状屈折力をホログラフィックフィルムに適用することを含んでいてもよい。前述のように、ホログラフィック屈折力及び寸法形状屈折力は両方とも曲面状ＨＯＥの全屈折力より小さくてもよい。曲面状ＨＯＥの全屈折力はホログラフィック屈折力及び寸法形状屈折力の加法組み合わせを含んでいてもよい一方で、曲面状ＨＯＥの焦点距離は第１の焦点距離及び第２の焦点距離の加法逆組み合わせを含んでいてもよい。

波長は、ホログラフィックフィルムにおいてホログラムを符号化、具現化、又はそうでなければ表す干渉パターン内の要素間の間隔に影響を及ぼすことができる記録レーザ光の特性の一例である。かかる特性の別の例は記録レーザ光の入射角である。記録光の入射角がどのくらい正確に干渉パターンにおける要素間の間隔に影響を及ぼす（例えば、ホログラフィックフィルムを伸長／収縮させることから生じる後続の変化を補償する）ことができるかは、特定の実装によって多くが決まる。例えば、記録光の固定波長に対して、ホログラムの干渉パターン内の要素間の間隔は、幾つかの実装において、記録光の入射角が直角から離れて移動するにつれて増加してもよい。従って、曲率をホログラフィックフィルムに適用することがホログラフィックフィルムを伸長させることに関与することになる場合、記録光のためのより急な（すなわち、直角に近い）入射角は、ホログラムが曲率を適用することなく再生されることを意図された場合に用いられるものと比較して、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間に用いられてもよい。記録光のためのより急な入射角は、干渉パターン内の要素間のより小さい距離を生じてもよいが、曲率が適用される場合の後続の伸長は、かかる要素を更に分離させて、湾曲する間に再生のための所望の間隔を最終的に生成してもよい。同様に、曲率をホログラフィックフィルムに適用することがホログラフィックフィルムを圧縮することに関与することになる場合、記録光のためのより平坦な（すなわち、直角から遠い）入射角は、ホログラムが曲率を適用することなく再生されることを意図された場合に用いられるものと比較して、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間に用いられてもよい。記録光のためのより平坦な入射角は、干渉パターン内の要素間のより大きな距離を生じてもよいが、曲率が適用される場合の後続の圧縮は、かかる要素同士をより近接させて、湾曲する間に再生のための所望の間隔を最終的に生成してもよい。この関係（伸長に対応するよう直角に近づけ、収縮に対応するよう直角から離れた記録）は実装に特有であってもよく、ホログラフィの当業者は、異なる実装（例えば、異なる記録設定及びホログラム特性）が異なる関係であってもよいことを正しく認識するであろう。しかし、方法１００に戻ると、一般に、１０２によるホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間にホログラムをホログラフィックフィルムに光学的に記録することは、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間に第１のレーザにより第１の入射角でホログラムをホログラフィックフィルムに光学的に記録することを含んでいてもよく、第１の入射角は曲面状ＨＯＥの再生入射角とは異なる。

方法１００及び４００はそれぞれ、ホログラフィックフィルムが平面寸法形状にある間にホログラフィックフィルム内にホログラムを光学的に記録し、次いでその後に曲率をホログラフィックフィルムに適用することによって曲面状ＨＯＥを製作する。曲率はホログラムを記録した後に適用されるため、方法１００及び４００は、適用される曲率が初期平面ホログラム上にあるという効果を補償する（例えば、収束補償、波長補償）様々な方法を提供する。更に、ホログラムがその内部／その上に記録されると（すなわち、１０３／４０３において曲率をホログラフィックフィルムに適用することにおいて）ホログラフィックフィルムを物理的に変形させることは、ホログラムの干渉パターンに悪影響を及ぼす（及びそれによって、ホログラムの再生性能に悪影響を及ぼす）可能性がある。かかる影響を軽減するために、曲率は極めて穏やかに及び／又は緩やかにホログラフィックフィルムに適用される（すなわち、１０３／４０３において）ことを確実にし、温度及び圧力等の他の要因を制御することが有利であってもよい。幾つかの実装において、ホログラムの光学的記録後（すなわち、１０２／４０２後）であるが、曲率をホログラフィックフィルムに適用（すなわち、１０３／４０３において）する前（及び／又はその間）、干渉パターンをホログラフィックフィルム内の所定位置に少なくとも部分的に「凍結」させ、それらの物理的変形を低減するために、ホログラフィックフィルムを冷却することが有利である可能性がある。他の実装において、ホログラムの光学的記録後（すなわち、１０２／４０２後）であるが、曲率をホログラフィックフィルムに適用（すなわち、１０３／４０３において）する前（及び／又はその間）、それらに物理的変形を印加する前にホログラフィックフィルム及びその内部／その上の干渉パターンの展性を少なくとも部分的に向上させるために、ホログラフィックフィルムを加熱することが有利である可能性がある。

本システム、デバイス、及び方法によれば、方法１００及び４００の代替例は、ホログラフィックフィルムが既に曲面状構成にある間にホログラムを光学的に記録することである。

図５は、本システム、デバイス、及び方法による、ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも１つのホログラムを備えるＨＯＥを製作する例示の方法５００を示すフロー図である。方法５００は４つの基本行動５０１、５０２、５０３、及び５０４と、次いで実装によって決まる２つの異なるシナリオへの分岐とを含んでいる。シナリオＡは行動５０１、５０２、５０３、及び５０４に加えて１つの行動５０５ａを備える一方で、シナリオＢは行動５０１、５０２、５０３、及び５０４に加えて３つの行動５０５ｂ、５０６ｂ、及び５０７ｂを備える。当業者は、代替の実施形態において、ある特定の行動が省略されてもよく、及び／又は、追加行動が追加されてもよいことを正しく認識するであろう。当業者は、また、図示の順序の行動が、例示的な目的のためだけに示されており、代替の実施形態において変更してもよいことを正しく認識するであろう。

５０１において、ホログラフィックフィルムの第１の層が平面寸法形状で提供される。ホログラフィックフィルムは記録されておらず、フィルム内の望ましくない刷りを防ぐために光に曝露されないのが有利である。

５０２において、ホログラフィックフィルムの第１の層が伸長される。ホログラフィックフィルムの第１の層を伸長することは、それがもはや平面ではないように曲率をホログラフィックフィルムに適用することを含んでいてもよく、それはホログラフィックフィルムの第１の層を透明曲面上に取り付けることを含んでいてもよい。ホログラフィックフィルムの第１の層を透明曲面上に取り付けることは、透明な面が方法５００で湾曲されるのに対して、透明な面が方法１００及び４００では平面である明らかな区別と共に（ホログラフィックフィルムが透明平面上に取り付けられる）方法１００の行動１０１及び／又は方法４００の行動４０１に類似する技術を採用してもよい。代替として、ホログラフィックフィルムの第１の層は、圧力差にわたるメンブレンとしてホログラフィックフィルムの第１の層を位置決めすることによって等、フィルム成形／整形のための様々な技法を用いることによって曲率をホログラフィックフィルムの第１の層に適用することを含んでいてもよい。

５０３において、ホログラムは、ホログラフィックフィルムが５０２の伸長状態にある間にホログラフィックフィルムの第１の層に光学的に記録される。ホログラムの性質次第で、ホログラフィックフィルムの第１の層が伸長状態にある間（すなわち、ホログラフィックフィルムの第１の層が湾曲している間）にホログラムをホログラフィックフィルムの第１の層に光学的に記録することは、ホログラフィックフィルムが透明曲面上に取り付けられる場合、ホログラフィックフィルムが取り付けられる透明曲面の光学的効果を補償することを必要としてもよい。

５０４において、ホログラフィックフィルムの第１の層は非伸長状態に戻される。ホログラフィックフィルムの第１の層を非伸長状態に戻すことは、５０２で印加された伸長力を緩和するか、又はそうでなければ取り除くことを含んでいてもよい。仮にホログラフィックフィルムが５０２において透明曲面上に取り付けられると、５０４におけるホログラフィックフィルムの第１の層を非伸長状態に戻すことは、透明曲面からホログラフィックフィルムを取り除くこと（例えば、層間剥離すること）を含んでいてもよい。先に説明したように、一旦、関連する干渉パターンを有するホログラムがホログラフィックフィルム内／上に記録されると、物理的変形がホログラムの干渉パターンに与える可能性のあるいずれかの損傷も軽減するために、物理的変形をそれらに印加する（すなわち、５０２及び５０３の伸長状態から５０４の非伸長状態へ戻す）前にホログラフィックフィルムを冷却／加熱する（実装次第で）ことが有利であってもよい。

行動５０４の後、ＨＯＥは非伸長の平面寸法形状にあるが、ＨＯＥが伸長及び／又は曲面寸法形状にあった間に記録されたホログラムを担持している。すなわち、ＨＯＥは平面で、伸長されていないが、ホログラムは、ＨＯＥが湾曲され、伸長されている間に再生されるよう設計されている。５０４から、方法５００は、ホログラフィックフィルムの第１の層がそれ自体再生されるか（シナリオＡ）、又は、ホログラフィックフィルムの第１の層がホログラム複製技術を用いて１つ以上のコピーを生成するために原型として用いられるか（シナリオＢ）どうか次第で、２つの方向のうちの１つに進む。

ホログラフィックフィルムの第１の層がそれ自体再生される場合（シナリオＡ）、方法５００は行動５０４から行動５０５ａに進む。

５０５ａにおいて、ホログラフィックフィルムの第１の層は再生のために曲面上に取り付けられるか、又は再生のために曲面状体積内部に埋め込まれる。曲面／曲面状体積は、その上又はその内部でＨＯＥがその曲面寸法形状で用いられることを意図するいかなる曲面／曲面状体積であってもよい。一例として、曲面／曲面状体積は、先に説明したようなＶＲＤアーキテクチャでの眼鏡レンズの表面／体積であってもよい。曲面が眼鏡レンズの表面である場合、曲面は眼鏡レンズの内面（通常、凹面の曲率）又は外面（通常、凸面の曲率）であってもよい。ホログラフィックフィルムの第１の層を曲面上に取り付けること及び／又はホログラフィックフィルムの第１の層を曲面状体積内部に埋め込むことは、例えば、米国仮特許出願第６２／２１４，６００号明細書（現在、米国非仮特許出願第１５／２５６，１４８号明細書）に記載されている技術を含んでいてもよい。ホログラフィックフィルムの第１の層を曲面上に取り付けること又はホログラフィック材料の第１の層を曲面状体積内部に埋め込むことは、方法５００の５０２において先に生成され、５０３においてホログラムの光学的記録中に用いられた略同じ寸法形状を生成するために、ホログラフィックフィルムの第１の層の平面に垂直な方向で曲面上又は曲面状体積内部にホログラフィックフィルムの第１の層を伸長させることを含んでいてもよい。

ホログラフィックフィルムの第１の層がホログラム複製技術を用いて１つ以上のコピーを生成するために原型として用いられる場合（シナリオＢ）、方法５００は行動５０４から行動５０５ｂ、５０６ｂ、及び５０７ｂに進む。

５０５ｂにおいて、ホログラフィックフィルムの第２の層が平面寸法形状で提供される。ホログラフィックフィルムの第２の層は記録されておらず、フィルム内の望ましくない刷りを防ぐために光に曝露されないのが有利である。

５０６ｂにおいて（「５０６番の行動」がシナリオＢにおいてのみ実行されることを明確にするために、対応する「５０６ａ」が存在しないのにもかかわらず、「ｂ」という表示を保持する）、ホログラフィックフィルムの第１の層からのホログラムは、ホログラフィックフィルムの第１の層及びホログラフィックフィルムの第２の層の両方がそれぞれの非伸長状態にある間、ホログラフィックフィルムの第２の層において複製される。この複製は、ホログラムの性質によって表面レリーフホログラム又は体積ホログラムのどちらか一方を複製するための確立された技術を用いて完成される。一般に、ホログラフィックフィルムの第１の層及びホログラフィックフィルムの第２の層は共に押圧され、ホログラフィックフィルムの第１の層からのホログラムは、ホログラフィックフィルムの第２の層に物理的／機械的のどちらか一方でエンボス、デボス、スタンプ加工され、又はそうでなければ刻印され、及び／又は、ホログラフィックフィルムの第１の層内のホログラムはマスクのように作用してもよく、略同じ干渉パターンがホログラフィックフィルムの第１の層を介してホログラフィックフィルムの第２の層に光学的に記録されてもよい。

５０７ｂにおいて（同様に、「５０７番の行動」がシナリオＢにおいてのみ実行されることを明確にするために、対応する「５０７ａ」が存在しないのにもかかわらず、「ｂ」という表示を保持する）、ホログラフィックフィルムの第２の層が、方法５００のシナリオＡの下の５０５ａにおいてホログラフィックフィルムの第１の層のために説明したものと略類似した方法で、再生のために曲面上に取り付けられるか、又は曲面状体積内に埋め込まれる。

ホログラフィックフィルムの第１の層が方法５００のシナリオＢの下でホログラム複製技術を用いて１つ以上のコピーを生成するために原型として用いられる場合、ホログラフィックフィルムの第１の層はホログラム複製技術により任意の数のコピー（すなわち、任意の数の「ホログラフィックフィルムの第２の層」）を生成するために用いられてもよい。

図６は、本システム、デバイス、及び方法による、曲面状ＨＯＥを製作する例示の方法６００を示すフロー図である。方法６００は、２つの基本行動６０１及び６０２並びに２つの任意行動６０３及び６０４を含んでいるが、当業者は、代替の実施形態において、ある特定の行動が省略されてもよく、及び／又は、追加行動が追加されてもよいことを正しく認識するであろう。当業者は、また、図示の順序の行動が、例示的な目的のためだけに示されており、代替の実施形態において変更してもよいことを正しく認識するであろう。

６０１において、ホログラフィックフィルムは第１の表面上に取り付けられ、第１の表面は透明であり、第１の曲率を有している。第１の曲率は特定の実装により凹形又は凸形であってもよい。ホログラフィックフィルムは、積層、接着、貼付、機械的支持固定具、静電気、摩擦、締まりばめ、圧力印加点、伸長、圧縮／収縮／圧潰、等を含むがこれらに限定されない様々な異なる技術のいずれかを用いて第１の表面上に取り付けられてもよい。方法６００の行動６０１は、幾つかの実装において、方法５００の行動５０２と略類似していてもよい。

６０２において、ホログラムは、ホログラフィックフィルムが第１の表面上に取り付けられている間にホログラフィックフィルムに光学的に記録される。言い換えれば、ホログラムは、ホログラフィックフィルムが湾曲されている間にホログラフィックフィルムに光学的に記録される。先に説明したように、透明曲面を介してホログラムを光学的に記録することは、透明曲面の任意の光学的効果（例えば、レンズ効果、屈折効果、等）が考慮され、記録光パターンにおいて補償されることを必要としてもよい。曲面状ホログラムを光学的に記録することは、また、記録光が入射する（及び同様に、再生光が入射する）角度範囲に大きな影響を及ぼすことができ、従って、結果として生じるホログラムがこの潜在的に広い範囲の入射角に対応するよう十分な角度帯域幅を有することを確実にすることが有利である。ホログラム帯域幅はホログラフィックフィルムの材料特性により少なくとも部分的に制御することができる。例えば、ホログラフィックフィルムのより薄い層は、概して、ホログラフィックフィルムのより厚い層よりも広い角度帯域幅を有する。方法６００の行動６０２は、幾つかの実装において、方法５００の行動５０３と略類似していてもよい。

幾つかの実装において、６０１でホログラフィックフィルムが取り付けられ、６０２でホログラムがホログラフィックフィルムに光学的に記録される第１の表面は、ＨＯＥが再生中に最終的に用いられる表面であってもよい。例えば、ＨＯＥが先に説明したＶＲＤアーキテクチャ内の曲面状眼鏡レンズ上で用いるためのものである場合、６０１でホログラフィックフィルムが取り付けられる第１の表面は眼鏡レンズ自体の表面であってもよい。すなわち、６０１においてホログラフィックフィルムは眼鏡レンズの表面上に取り付けられてもよく、６０２においてホログラムは、ホログラフィックフィルムが眼鏡レンズの表面上に取り付けられている間に、ホログラフィックフィルムに光学的に記録されてもよい。かかる実装において、方法６００は行動６０２の後に終了する。

他の実装において、６０１でホログラフィックフィルムが取り付けられ、６０２でホログラムがホログラフィックフィルムに光学的に記録される第１の表面は、６０２の光学的記録段階のためだけに用いられる一時的な表面であってもよい。かかる実装において、方法６００は行動６０２から行動６０３及び６０４に進む。

６０３において、ホログラフィックフィルムは第１の表面から除去される。幾つかの実装において、ホログラムにおいて第１の曲率の保全を容易にするために、第１の表面から除去される前にホログラフィックフィルムの剛性を強化することが有利であってもよい。剛性は、例えば、第１の表面からの除去前にホログラフィックフィルムを冷却すること、及び／又は、硬化剤をホログラフィックフィルムに塗布し、第１の表面からホログラフィックフィルムを除去する前にこの硬化剤を硬化／固定することによって強化されてもよい。他の実装において、ホログラフィックフィルムは、６０３で第１の表面から除去される場合に略平面構成に戻ってもよい。

６０４において、ホログラフィックフィルムは再生のために第２の表面上に取り付けられるか、又は曲面状体積内部に埋め込まれ、第２の表面／曲面状体積は第１の曲率と略等しい第２の曲率を有する。ホログラフィックフィルムは、（方法６００が行動６０２を超えて行動６０３及び６０４に進む場合の実装において）６０１でホログラフィックフィルムが第１の表面上に一時的に取り付けられ、６０４でホログラフィックフィルムが第２の表面上に恒久的に取り付けられるという顕著な区別と共に、６０１でホログラフィックフィルムが第１の表面上に取り付けられる方法と略類似した方法で６０４において第２の表面上に取り付けられてもよい。６０３における第１の表面からの除去前に硬化又はそうでなければホログラフィックフィルムの剛性を向上させることは、６０４における第２の表面上にホログラフィックフィルムを取り付けること又は曲面状体積内部にホログラフィックフィルムを埋め込むことを有利に容易にしてもよい。６０４でホログラフィックフィルムが取り付けられる／埋め込まれる第２の表面又は曲面は、ＨＯＥが再生中に最終的に用いられる表面／体積であってもよい。例えば、ＨＯＥが先に説明したＶＲＤアーキテクチャ内の曲面状眼鏡レンズ上又はその内部で用いるためのものである場合、６０４でホログラフィックフィルムが取り付けられ／埋め込まれる第２の表面又は曲面状体積は眼鏡レンズの表面／体積であってもよい。

図７は、本システム、デバイス、及び方法による、ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも１つのホログラムを備える曲面状ＨＯＥを複製する例示の方法７００を示すフロー図である。方法７００は、６つの行動７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、及び７０６を含んでいるが、当業者は、代替の実施形態において、ある特定の行動が省略されてもよく、及び／又は、追加行動が追加されてもよいことを正しく認識するであろう。当業者は、また、図示の順序の行動が、例示的な目的のためだけに示されており、代替の実施形態において変更してもよいことを正しく認識するであろう。

７０１において、ホログラフィックフィルムの第１の層が提供される。ホログラフィックフィルムの第１の層は記録されておらず、フィルム内の望ましくない刷りを防ぐために光に曝露されないのが有利である。

７０２において、ホログラフィックフィルムの第１の層は第１の表面上に取り付けられ、第１の表面は透明であり、第１の曲率を有している。方法７００の行動７０２は方法６００の行動６０１及び／又は方法５００の行動５０２と略類似していてもよい。

７０３において、ホログラムは、ホログラフィックフィルムの第１の層が第１の表面上に取り付けられている間にホログラフィックフィルムの第１の層に光学的に記録される。すなわち、ホログラムは、ホログラフィックフィルムの第１の層が透明曲面上に取り付けられている間にホログラフィックフィルムの第１の層に光学的に記録される。方法７００の行動７０３は方法６００の行動６０２及び／又は方法５００の行動５０３と略類似していてもよい。

７０４において、ホログラフィックフィルムの第２の層が提供される。ホログラフィックフィルムの第２の層は記録されておらず、フィルム内の望ましくない刷りを防ぐために光に曝露されないのが有利である。

７０５において、第１の曲率（すなわち、ホログラフィックフィルムの第１の層が取り付けられる第１の表面の曲率）がホログラフィックフィルムの第２の層に適用される。第１の曲率は、例えば、第１の曲率と略類似した曲率を有する第２の表面上にホログラフィックフィルムの第２の層を取り付けることによって、第１の表面上又は第１の表面を含む同じ構造の第２の表面であって、同じ構造上で第１の表面と対向する第２の表面上のどちらか一方にホログラフィックフィルムの第１の層上又はその下のホログラフィックフィルムの第２の層を取り付けることによって、若しくは、第１の曲率と略類似した曲率を有する曲面状体積内部にホログラフィックフィルムの第２の層を埋め込むことによって、ホログラフィックフィルムの第２の層に適用されてもよい。幾つかの実装において、ホログラフィックフィルムの第１の層は、方法６００の６０３で説明したものと略類似した方法で第１の表面から除去されてもよく、ホログラフィックフィルムの第１の層及びホログラフィックフィルムの第２の層は、第１の曲率を保持する表面又は構造上で組み合わされてもよい。

７０６において、ホログラフィックフィルムの第１の層からのホログラムは、ホログラフィックフィルムの第１の層及びホログラフィックフィルムの第２の層の両方がそれぞれ第１の曲率を有する間にホログラフィックフィルムの第２の層において複製される。すなわち、ホログラフィックフィルムの平面層を用いて通常採用されるホログラフィック複製のための技術は、ホログラフィックフィルムの２つの略類似した曲面層との使用に適応している。複製は、ホログラフィックフィルムの第１の層及びホログラフィックフィルムの第２の層の両方が第１の曲率を呈している間にホログラムの特徴をホログラフィックフィルムの第１の層からホログラフィックフィルムの第２の層に物理的にコピーするために、機械的／物理的なスタンプ／エンボス／デボス／刻印プロセスを用いてもよく、その場合、従来の平面ホログラム複製プロセスは、第１の曲率を有する曲面プレス／スタンプ、及び／又は、第１の曲率の嵌合する凹形及び凸形バージョンを有する嵌合曲面状「ボウル及びプレス」（例えば、乳鉢及び乳棒）の組み合わせを採用するようなされてもよい。複製は、ホログラフィックフィルムの第１の層がホログラフィックフィルムの第２の層の上／下にあり、ホログラフィックの第１の層におけるホログラムが同じ干渉パターンをホログラフィックフィルムの第２の層に記録するための光学マスクとして機能する光学的記録を用いてもよい。

図１、３、４、５、６、及び７は全て、曲面状ＨＯＥ製品を製作する様々なプロセス（それぞれ、１００、３００、４００、５００、６００、及び７００）を説明しており、そのいずれか又は全ては、一例として、先に説明したＶＲＤアーキテクチャにおいて使用されてもよい。一般に、本明細書中に説明する曲面状ＨＯＥを作成／複製するためのプロセスは曲面状ＨＯＥ製品を製作してもよく、従って、本システム、デバイス、及び方法の適用範囲は、本明細書中に説明する様々な方法（例えば、方法１００、方法４００、方法５００、方法６００、及び／又は方法７００）の行動を含むプロセスによって用意される曲面状ＨＯＥ製品を含んでいる。

図８は、本システム、デバイス、及び方法による例示の曲面状ＨＯＥ８００の断面図である。曲面状ＨＯＥ８００は、透明基板８１１の透明曲面８２０（図８の矢印によって強調される第１の曲率を有する）上に取り付けられるホログラフィックフィルム８１０の層を含んでおり、方法１００、３００、４００、５００、６００、及び／又は７００のいずれかによって用意されてもよい。図示する実施例において、基板８１１は眼鏡レンズであり、曲面状ＨＯＥ８００は先に説明したようにＶＲＤアーキテクチャにおいて使用するための透明コンバイナを形成する。

図９は、本システム、デバイス、及び方法による別の例示の曲面状ＨＯＥ９００の断面図である。曲面状ＨＯＥ９００は、（図９の矢印によって強調される第１の曲率を有する）曲面状体積９１１の内部に埋め込まれるホログラフィックフィルム９１０の層を含んでおり、方法１００、３００、４００、５００、６００、及び／又は７００のいずれかによって用意されてもよい。図示する実施例において、曲面状体積９１１は眼鏡レンズであり、曲面状ＨＯＥ９００は先に説明したようにＶＲＤアーキテクチャにおいて使用するための透明コンバイナを形成する。曲面状ＨＯＥ９００は全屈折力Ｐ_Ｔを有する。ホログラフィックフィルム９１０の埋め込み層は、曲面状ＨＯＥ９００の全屈折力Ｐ_Ｔより小さいホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈを有する少なくとも１つのホログラムを含んでいる。ホログラフィックフィルム９１０の層の曲率は、また、曲面状ＨＯＥ９００の全屈折力Ｐ_Ｔより小さい寸法形状屈折力Ｐ_Ｇも有している。曲面状ＨＯＥ９００の全屈折力Ｐ_Ｔは、Ｐ_Ｔ＝Ｐ_Ｈ＋Ｐ_Ｇによって少なくとも近似的に与えられる少なくとも１つのホログラムのホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈとホログラフィックフィルム９１１の曲面層の寸法形状屈折力Ｐ_Ｇとの加法組み合わせを含む。

曲面状ＨＯＥ９００の全屈折力Ｐ_Ｔは正であり、全焦点距離ｆ_Ｔを有する。少なくとも１つのホログラムのホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈは正であり、曲面状ＨＯＥ９００の全焦点距離ｆ_Ｔより大きい第１の焦点距離ｆ_Ｈを有する。ホログラフィックフィルム９１０の曲面層の寸法形状屈折力Ｐ_Ｇは正であり、曲面状ＨＯＥ９００の全焦点距離ｆ_Ｔより大きい第２の焦点距離ｆ_Ｇを有する。曲面状ＨＯＥ９００の全焦点距離ｆ_Ｔは、１／ｆ_Ｔ＝１／ｆ_Ｈ＋１／ｆ_Ｇによって少なくとも近似的に与えられる第１の焦点距離ｆ_Ｈと第２の焦点距離ｆ_Ｇとの加法逆組み合わせを含む。

本明細書中に説明する様々な実施形態は、曲率を誘導するためにホログラフィックフィルムに対して伸長を施している。かかる伸長は、先に説明したように、ホログラムの角度帯域幅（すなわち、ホログラムが再生する入射角の範囲）に影響を及ぼすことができるホログラフィックフィルムの厚さを変えることができる。本システム、デバイス、及び方法によれば、曲率によってもたらされる厚さの変化が結果としてホログラフィックフィルムの所望の曲面厚さを生じるように、ホログラフィックフィルムの目的とする曲面厚さとは異なるホログラフィックフィルムの平面厚さから開始することによって、曲率がホログラフィックフィルムに適用される場合に生じる可能性がある厚さの変化に適応することが有利であってもよい。例えば、ホログラフィックフィルムが伸長によって湾曲される場合、伸長中に生じる厚さの減少が目的とする曲面厚さを生じるように、ホログラフィックフィルムの平面厚さは目的とする曲面厚さより有利に大きくてもよい。

本明細書及び添付の特許請求の範囲全体を通して、不定動詞形を頻繁に使用する。例には、「ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ（検出する）」、「ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ（提供する）」、「ｔｏ ｔｒａｎｓｍｉｔ（送信する）」、「ｔｏ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ（通信する）」、「ｔｏ ｐｒｏｃｅｓｓ（処理する）」、「ｔｏ ｒｏｕｔｅ（ルーティングする）」等を含むが、これらに限定されない。特定の文脈が特に必要としない限り、かかる不定動詞形は、すなわち、「少なくとも検出する」、「少なくとも提供する」、「少なくとも送信する」等のオープンな、包含的な感覚で用いられる。

要約書で説明されるものを含む図示の実施形態の上記説明は、開示する精確な形態に対して網羅又は制限する意図は無い。特定の実施形態及び実施例は、実例となる目的のために本明細書中で説明され、種々の同等の修正は、当業者によって認識されるように、開示の精神及び適用範囲から逸脱すること無く行うことができる。様々な実施形態の本明細書中で提供する教示は、上記で概して説明した例示のウェアラブル電子デバイスに限らず、他のポータブル及び／又はウェアラブル電子デバイスに適用することができる。

例えば、前記の詳細な説明は、ブロック図、略図、及び実施例を用いることにより、デバイス及び／又はプロセスの様々な実施形態を説明してきた。かかるブロック図、略図、及び実施例が１つ以上の機能及び／又は動作を含む限り、かかるブロック図、フロー図、及び実施例内の各機能及び／又は動作が、幅広いハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又は、実質的にそれらの組み合わせによって、個々に、及び／又は、総体的に、実装できることは、当業者によって理解されるであろう。一実施形態において、本主題は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）により実装されてもよい。しかし、当業者は、本明細書中で開示した実施形態が、全体又は一部として、１つ以上のコンピュータによって実行される１つ以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１つ以上のコンピュータシステム上で動作する１つ以上のプログラムとして）、１つ以上のコントローラ（例えば、マイクロコントローラ）によって実行される１つ以上のプログラムとして、１つ以上のプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、中央処理ユニット、グラフィック処理ユニット）によって実行される１つ以上のプログラムとして、ファームウェアとして、又は実質的な何らかのそれらの組み合わせとして、標準の集積回路において同等に実装できること、及び、回路を設計すること及び／又はソフトウェア及び／又はファームウェアのためのコードを記述することは、本開示の教示を踏まえて、当業者の技能により良好に行われることを認識するであろう。

ロジックがソフトウェアとして実装され、メモリに格納される場合、ロジック又は情報は、何らかのプロセッサ関連システム又は方法によって、又は、それに関連して使用するために何らかのプロセッサ読取可能媒体に格納できる。本開示の文脈において、メモリは、コンピュータ及び／又はプロセッサプログラムを含むか、格納する電子的、磁気的、光学的、又は他の物理的デバイス又は手段であるプロセッサ読取可能媒体である。ロジック及び／又は情報は、コンピュータベースのシステム、プロセッサを含むシステム、又は、命令実行システム、装置、又はデバイスからの命令を取り出し、ロジック及び／又は情報に関連する命令を実行することができる他のシステム等の命令実行システム、装置、又はデバイスによって、又は、それに関連して使用するために、何らかのプロセッサ読取可能媒体において具現化できる。

本明細書の文脈において、「非一時的プロセッサ読取可能媒体」は、命令実行システム、装置、及び／又はデバイスによって、又は、それに関連して使用するために、ロジック及び／又は情報に関連するプログラムを格納できる何らかの構成要素であってもよい。プロセッサ読取可能媒体は、例えば、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外光、又は半導体システム、装置、又はデバイスであってもよいが、これらに限定されない。コンピュータ読取可能媒体のより詳細な実施例（限定的リスト）は以下を含む：ポータブルコンピュータディスケット（磁気、コンパクトフラッシュ（登録商標）カード、セキュアデジタル等）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、又はフラッシュメモリ）、ポータブルコンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）、デジタルテープ、及び他の非一時的媒体。

上記で説明した様々な実施形態は、更なる実施形態を提供するために組み合わされてもよい。本明細書中の特定の教示及び定義と矛盾しない範囲で、Ｔｈａｌｍｉｃ Ｌａｂｓ Ｉｎｃ．が所有し、この明細書内で引用され、及び／又は、出願データシートに挙げられた、米国仮特許出願第６２／２６８，８９２号明細書、米国仮特許出願第６２／２４２，８４４号明細書（現在、米国非仮特許出願第１５／１４７，６３８号明細書）、米国仮特許出願第６２／１５６，７３６号明細書（現在、米国非仮特許出願第１５／１４５，５７６号明細書、米国特許出願公開第２０１６－０３２７７９７号明細書、及び米国特許出願公開第２０１６－０３２７７９６号明細書）、米国仮特許出願第６２／１１７，３１６号明細書（現在、米国非仮特許出願第１５／０４６，２３４号明細書、米国非仮特許出願第１５／０４６，２５４号明細書、及び米国特許出願公開第２０１６－０２３８８４５号明細書）、並びに米国仮特許出願第６２／２１４，６００号明細書（現在、米国非仮特許出願第１５／２５６，１４８号明細書）を含むが、これらに限定されない全ての米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、及び非特許公報は、その全てを引用して本明細書に組み込む。実施形態の態様は、必要であれば、更なる実施形態を提供するために、種々の特許、出願、及び公報のシステム、回路、及び概念を採用するよう変更してもよい。

これら及び他の変更は、上記詳細な説明を踏まえて、実施形態に行うことができる。一般に、以下の特許請求の範囲において、使用する用語は、特許請求の範囲を明細書及び特許請求の範囲に開示する特定の実施形態に制限するものと解釈すべきではないが、かかる特許請求の範囲が権利を受ける均等物の完全な適用範囲と共にすべての可能な実施形態を含むものと解釈すべきである。従って、特許請求の範囲は、開示によって制限されない。

Claims (14)

1. ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも１つのホログラムを備える曲面状ホログラフィック光学素子（「ＨＯＥ」）を製作する方法であって、
   前記曲面状ＨＯＥは眼鏡レンズとして用いられ、
   前記曲面状ＨＯＥは全屈折力Ｐ_Ｔを有し、
   前記ホログラフィックフィルムを平面寸法形状で位置決めし、配向することと、
   前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することであって、前記ホログラムは前記曲面状ＨＯＥの前記全屈折力Ｐ_Ｔより小さいホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈを有することと、
   曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することであって、前記曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは寸法形状屈折力Ｐ_Ｇを前記ホログラフィックフィルムに適用することを含み、前記寸法形状屈折力Ｐ_Ｇは前記曲面状ＨＯＥの前記全屈折力Ｐ_Ｔより小さく、且つ、前記曲面状ＨＯＥの前記全屈折力Ｐ_Ｔは、Ｐ_Ｔ＝Ｐ_Ｈ＋Ｐ_Ｇによって少なくとも近似的に与えられる前記ホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈと前記寸法形状屈折力Ｐ_Ｇとの加法組み合わせを含むことと、を含み、
   前記曲面状ＨＯＥの前記全屈折力Ｐ_Ｔは全焦点距離ｆ_Ｔを有する正であり、
   前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状に位置決めされ、配向される間に前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、正のホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈ及び前記曲面状ＨＯＥの前記全焦点距離ｆ_Ｔより大きい第１の焦点距離ｆ_Ｈを有するホログラムを光学的に記録することを含み、
   曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、第２の焦点距離ｆ_Ｇを有する正の寸法形状屈折力Ｐ_Ｇを前記ホログラフィックフィルムに適用することを含み、前記第２の焦点距離ｆ_Ｇは前記曲面状ＨＯＥの前記全焦点距離ｆ_Ｔより大きく、且つ、前記曲面状ＨＯＥの前記全焦点距離ｆ_Ｔは、１／ｆ_Ｔ＝１／ｆ_Ｈ＋１／ｆ_Ｇによって少なくとも近似的に与えられる前記第１の焦点距離ｆ_Ｈと前記第２の焦点距離ｆ_Ｇとの加法逆組み合わせを含む、
   方法。
2. 前記ホログラフィックフィルムを平面寸法形状で位置決めし、配向することは、前記ホログラフィックフィルムを平面上に取り付けることを含み、
   前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、前記ホログラフィックフィルムが前記平面上に取り付けられる間に前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含み、方法は更に、
   前記曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用する前に前記ホログラフィックフィルムを前記平面から除去することを含む、
   請求項１に記載の方法。
3. 曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、前記ホログラフィックフィルムを曲面上に取り付けること又は前記ホログラフィックフィルムを曲面状体積内部に埋め込むことのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第１の波長を有する第１のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含み、前記第１の波長は前記曲面状ＨＯＥの再生波長とは異なる、請求項１に記載の方法。
5. 曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、前記ホログラフィックフィルムを伸長させることを含み、前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第１の波長を有する第１のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することは、前記曲面状ＨＯＥの前記再生波長より小さい第１の波長を有する前記第１のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含む、請求項４に記載の方法。
6. 曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、前記ホログラフィックフィルムを圧縮することを含み、前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第１の波長を有する第１のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することは、前記曲面状ＨＯＥの前記再生波長より大きい第１の波長を有する前記第１のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含む、請求項４に記載の方法。
7. 前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第１の入射角で第１のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含み、前記第１の入射角は前記曲面状ＨＯＥの再生入射角とは異なる、請求項１に記載の方法。
8. 全屈折力Ｐ_Ｔを有する曲面状ホログラフィック光学素子（「ＨＯＥ」）であって、
   前記曲面状ＨＯＥは眼鏡レンズとして用いられ、
   少なくとも１つのホログラムを含むホログラフィックフィルムの少なくとも１つの曲面層を備え、
   前記少なくとも１つのホログラムは前記曲面状ＨＯＥの前記全屈折力Ｐ_Ｔより小さいホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈを有し、
   ホログラフィックフィルムの前記少なくとも１つの曲面層は、前記曲面状ＨＯＥの前記全屈折力Ｐ_Ｔより小さい寸法形状屈折力Ｐ_Ｇを有し、前記曲面状ＨＯＥの前記全屈折力Ｐ_Ｔは、Ｐ_Ｔ＝Ｐ_Ｈ＋Ｐ_Ｇによって少なくとも近似的に与えられる前記少なくとも１つのホログラムの前記ホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈとホログラフィックフィルムの前記少なくとも１つの曲面層の前記寸法形状屈折力Ｐ_Ｇとの加法組み合わせを含み、
   前記曲面状ＨＯＥの前記全屈折力Ｐ _Ｔ は正であり、全焦点距離ｆ _Ｔ を含み、
   前記少なくとも１つのホログラムの前記ホログラフィック屈折力Ｐ _Ｈ は正であり、前記曲面状ＨＯＥの前記全焦点距離ｆ _Ｔ より大きい第１の焦点距離ｆ _Ｈ を有し、
   ホログラフィックフィルムの前記少なくとも１つの曲面層の前記寸法形状屈折力Ｐ _Ｇ は正であり、前記曲面状ＨＯＥの前記全焦点距離ｆ _Ｔ より大きい第２の焦点距離ｆ _Ｇ を有し、且つ、前記曲面状ＨＯＥの前記全焦点距離ｆ _Ｔ は、１／ｆ _Ｔ ＝１／ｆ _Ｈ ＋１／ｆ _Ｇ によって少なくとも近似的に与えられる前記第１の焦点距離ｆ _Ｈ と前記第２の焦点距離ｆ _Ｇ との加法逆組み合わせを含む、
   曲面状ホログラフィック光学素子。
9. ホログラフィックフィルムに記録される少なくとも１つのホログラムを備える曲面状ホログラフィック光学素子（「ＨＯＥ」）を製作する方法であって、
   前記曲面状ＨＯＥは眼鏡レンズとして用いられ、
   前記ホログラフィックフィルムを平面寸法形状で位置決めし、配向することと、
   前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第１の波長を有する第１のレーザにより前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することであって、前記第１の波長は前記曲面状ＨＯＥの再生波長とは異なることと、
   曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することと、を含む、
   請求項１に記載の方法。
10. 曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、前記ホログラフィックフィルムを伸長させることを含み、前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第１の波長を有する第１のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することは、前記曲面状ＨＯＥの前記再生波長より小さい第１の波長を有する前記第１のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含む、請求項９に記載の方法。
11. 曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、前記ホログラフィックフィルムを圧縮することを含み、前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第１の波長を有する第１のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することは、前記曲面状ＨＯＥの前記再生波長より大きい第１の波長を有する前記第１のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含む、請求項９に記載の方法。
12. 前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に前記曲面状ＨＯＥの全屈折力Ｐ_Ｔより小さいホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈで前記ホログラムを光学的に記録することを含み、
    曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、前記曲面状ＨＯＥの前記全屈折力Ｐ_Ｔより小さい寸法形状屈折力Ｐ_Ｇを前記ホログラフィックフィルムに適用することを含み、前記曲面状ＨＯＥの前記全屈折力Ｐ_Ｔは、Ｐ_Ｔ＝Ｐ_Ｈ＋Ｐ_Ｇによって少なくとも近似的に与えられる前記ホログラフィック屈折力Ｐ_Ｈと前記寸法形状屈折力Ｐ_Ｇとの加法組み合わせを含む、
    請求項９に記載の方法。
13. 前記ホログラフィックフィルムを平面寸法形状で位置決めし、配向することは、前記ホログラフィックフィルムを平面上に取り付けることを含み、
    前記ホログラフィックフィルムが前記平面寸法形状にある間に第１の波長を有する第１のレーザにより前記ホログラフィックフィルムにホログラムを光学的に記録することは、前記ホログラフィックフィルムが前記平面上に取り付けられる間に前記第１の波長を有する前記第１のレーザにより前記ホログラフィックフィルムに前記ホログラムを光学的に記録することを含み、方法は更に、
    前記曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用する前に前記ホログラフィックフィルムを前記平面から除去することを含む、
    請求項９に記載の方法。
14. 曲率を前記ホログラフィックフィルムに適用することは、前記ホログラフィックフィルムを曲面上に取り付けること又は前記ホログラフィックフィルムを曲面状体積内部に埋め込むことのうちの少なくとも１つを含む、請求項９に記載の方法。

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