JP-2026077702-A - 空間光変調器を照明するための方法、デバイス、およびシステム

JP2026077702AJP 2026077702 AJP2026077702 AJP 2026077702AJP-2026077702-A

Abstract

【課題】空間光変調器を照明するための方法、デバイス、およびシステムの提供。【解決手段】光学デバイスは、光方向転換要素を含んでもよい。光学デバイスは、水平軸と平行な第１の表面と、前記第１の表面と反対の第２の表面とを含むことができる。光学デバイスは、複数の光エミッタを含む、光モジュールを含んでもよい。光モジュールは、複数のエミッタのために、光を組み合わせるように構成されることができる。光学デバイスはさらに、第１と第２の表面との間にあって、光モジュールに対して配置され、複数のエミッタから放出される光を受光する、光入力表面を含むことができる。光学デバイスは、光入力表面と反対の側上に配置される、端部反射体を含んでもよい。光方向転換要素の中に結合される光は、端部反射体によって反射される、および／または第２の表面から第１の表面に向かって反射されてもよい。【選択図】図３５

Inventors

フイ－チュアンチェン
ヒュンスンチュン
ジャジャアイ．トリスナディ
クリントンカーライル
ケビンリチャードカーティス
チュルウオ

Assignees

マジックリープ，インコーポレイテッド

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20260209
Priority Date: 20170321

Claims (1)

デバイス、システム、方法など。

Description

（関連出願の相互参照）本願は、２０１７年３月２１日に出願され“ＭＥＴＨＯＤＳ，ＤＥＶＩＣＥＳ，ＡＮＤＳＹＳＴＥＭＳＦＯＲＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＮＧＳＰＡＴＩＡＬＬＩＧＨＴＭＯＤＵＬＡＴＯＲＳ”と題された米国仮出願第６２／４７４，５９１号に対する３５Ｕ．Ｓ．Ｃ． § １１９（ｅ）のもとでの優先権の利益を主張するものであり、該米国仮出願は、その全体が参照により本明細書中に援用される。本開示は、拡張現実結像および可視化システムを含む、光学デバイスに関する。現代のコンピューティングおよびディスプレイ技術は、いわゆる「仮想現実」または「拡張現実」体験のためのシステムの開発を促進しており、デジタル的に再現された画像またはその一部が、現実であるように見える、またはそのように知覚され得る様式でユーザに提示される。仮想現実または「ＶＲ」シナリオは、典型的には、他の実際の実世界の視覚的入力に対する透過性を伴わずに、デジタルまたは仮想画像情報の提示を伴い、拡張現実または「ＡＲ」シナリオは、典型的には、ユーザの周囲の実際の世界の可視化に対する拡張としてのデジタルまたは仮想画像情報の提示を伴う。複合現実または「ＭＲ」シナリオは、一種のＡＲシナリオであって、典型的には、自然世界の中に統合され、それに応答する、仮想オブジェクトを伴う。例えば、ＭＲシナリオは、実世界内のオブジェクトによってブロックされて見える、または別様にそれと相互作用するように知覚される、ＡＲ画像コンテンツを含んでもよい。図１を参照すると、拡張現実場面１０が、描写されている。ＡＲ技術のユーザには、人々、木々、背景における建物、コンクリートプラットフォーム３０を特徴とする、実世界公園状設定２０が見える。ユーザはまた、実世界プラットフォーム３０上に立っているロボット像４０と、マルハナバチの擬人化のように見える、飛んでいる漫画のようなアバタキャラクタ５０等の「仮想コンテンツ」を「見ている」と知覚する。これらの要素５０、４０は、実世界には存在しないという点で、「仮想」である。ヒトの視知覚系は、複雑であって、他の仮想または実世界画像要素間における仮想画像要素の快適で、自然のような感覚で、かつ豊かな提示を促進する、ＡＲ技術の生産は、困難である。本明細書に開示されるシステムおよび方法は、ＡＲまたはＶＲ技術に関連する種々の課題に対処する。偏光ビームスプリッタは、ディスプレイシステムにおいて、偏光を光変調器に指向し、次いで、本光を視認者に指向するために使用されてもよい。概して、ディスプレイシステムのサイズを低減させることの継続的需要が存在し、その結果、偏光ビームスプリッタを利用する構成部分を含む、ディスプレイシステムの構成部分のサイズを低減させる需要もまた存在する。図１は、いくつかの実施形態による、ＡＲデバイスを通した拡張現実（ＡＲ）のユーザのビューを図示する。図２は、いくつかの実施形態による、ウェアラブルディスプレイシステムの実施例を図示する。図３は、いくつかの実施形態による、ユーザのための３次元画像をシミュレートするためのディスプレイシステムを図示する。図４は、いくつかの実施形態による、複数の深度平面を使用して３次元画像をシミュレートするためのアプローチの側面を図示する。図５Ａ－５Ｃは、いくつかの実施形態による、曲率半径と焦点半径との間の関係を図示する。図６は、いくつかの実施形態による、画像情報をユーザに出力するための導波管スタックの実施例を図示する。図７は、いくつかの実施形態による、導波管によって出力された出射ビームの実施例を図示する。図８は、いくつかの実施形態による、スタックされた導波管アセンブリの実施例を図示し、各深度平面は、複数の異なる原色を使用して形成される画像を含む。図９Ａは、いくつかの実施形態による、それぞれ、内部結合光学要素を含む、スタックされた導波管のセットの実施例の断面側面図を図示する。図９Ｂは、いくつかの実施形態による、図９Ａの複数のスタックされた導波管の実施例の斜視図を図示する。図９Ｃは、いくつかの実施形態による、図９Ａおよび９Ｂの複数のスタックされた導波管の実施例の上下平面図を図示する。図１０は、いくつかの実施形態による、例示的楔照明システムを図式的に図示する。図１１は、いくつかの実施形態による、図１０に図示される照明システムに関連する光線トレースを図示する。図１２Ａは、いくつかの実施形態による、図１０に図示される照明システムの斜視図を図示する。図１２Ｂは、いくつかの実施形態による、図１２Ａに図示される照明システムの分解斜視図を図示する。図１３Ａは、いくつかの実施形態による、偏光に敏感な反射体を製造する方法を図示する。図１３Ｂは、いくつかの実施形態による、偏光に敏感な反射体を図示する。図１３Ｃは、いくつかの実施形態による、図１３Ａに示されるように製造される、偏光に敏感な反射体を製造する方法を図示する。図１３Ｄは、いくつかの実施形態による、図１３Ａ－１３Ｃに図示される方法を使用して製造される、偏光に敏感な反射体を図示する。図１４Ａは、いくつかの実施形態による、コレステリック液晶格子を伴う偏光コーティングを図示する。図１４Ｂは、いくつかの実施形態による、コレステリック液晶格子を伴う偏光コーティングを図示する。図１５は、いくつかの実施形態による、偏光ビームスプリッタのコーティング場所を図示する。図１６は、いくつかの実施形態による、偏光ビームスプリッタの特徴を図示する。図１７Ａ－１７Ｈは、いくつかの実施形態による、偏光ビームスプリッタに関連する照明モジュールの種々の例示的構成を図示する。図１７Ａ－１７Ｈは、いくつかの実施形態による、偏光ビームスプリッタに関連する照明モジュールの種々の例示的構成を図示する。図１８Ａ－１８Ｍは、いくつかの実施形態による、照明モジュールの種々の例示的構成を図示する。図１８Ａ－１８Ｍは、いくつかの実施形態による、照明モジュールの種々の例示的構成を図示する。図１８Ｎ－１８Ｐは、いくつかの実施形態による、偏光ビームスプリッタと組み合わせられる、照明モジュールの種々の例示的構成を図示する。図１８Ｑ－１８Ｖは、いくつかの実施形態による、照明モジュールの種々の例示的構成を図示する。図１９は、いくつかの実施形態による、照明モジュールとＰＢＳとの間に送達システムを含み得る、照明システムを図示する。図２０Ａは、いくつかの実施形態による、色源エリアを含む、例示的光パイプ積分器を示す。図２０Ｂは、いくつかの実施形態による、色源エリアを含む、例示的光パイプ積分器を示す。図２０Ｃ－２０Ｄは、代替照明モジュールの実施例を示す。図２０Ｃ－２０Ｄは、代替照明モジュールの実施例を示す。図２１Ａは、いくつかの実施形態による、統合されたダイクロイックコンバイナおよび光積分器の基本構造を示す。図２１Ｂは、いくつかの実施形態による、光エミッタおよび組み合わせ要素を伴う、図２１Ａの実施形態の実施例を示す。図２１Ｃは、いくつかの実施形態による、１つのみの組み合わせ要素および光積分器を伴う、図２１Ａの実施形態の実施例を示す。図２２Ａは、いくつかの実施形態による、例示的反射照明モジュールの側面図を示す。図２２Ｂは、いくつかの実施形態による、図２２Ａの例示的反射照明モジュールの等角図を示す。図２２Ｃは、いくつかの実施形態による、拡張部を含む、例示的反射照明モジュールを示す。図２３Ａは、いくつかの実施形態による、広帯域光源の実施例を示す。図２３Ｂは、いくつかの実施形態による、第１の色のセルのオフ状態を示す。図２３Ｃは、いくつかの実施形態による、第２の色のセルのオフ状態を示す。図２３Ｄは、いくつかの実施形態による、第３の色のセルのオフ状態を示す。図２３Ｅは、いくつかの実施形態による、光の各色の透過がもたらされる、オン状態を示す。図２４は、いくつかの実施形態による、照明システムの斜視図を図示する。図２５は、いくつかの実施形態による、別の実施例照明システムの斜視図を図示する。図２６は、いくつかの実施形態による、照明を空間光変調器に提供するように構成される、照明システムを図式的に図示する。図２７は、いくつかの実施形態による、本明細書で検討されるディスプレイシステムの種々の実施形態と関連付けられる、照明を空間光変調器に提供するように構成される、照明システムを図式的に図示する。図２７における差込図は、いくつかの実施形態による、コリメートされた光を反射させるマイクロ構造を含む、方向転換特徴を示す、照明システムのあるセクションの拡大図を提供する。図２８Ａは、いくつかの実施形態による、図２７に図示される照明システム内に含まれる、方向転換特徴の例示的実装を図示する。図２８Ｂは、いくつかの実施形態による、図２７に図示される照明システム内に含まれる、方向転換特徴の例示的実装を図示する。図２８Ｃは、いくつかの実施形態による、図２７に図示される照明システム内に含まれる、方向転換特徴の例示的実装を図示する。図２８Ｄは、いくつかの実施形態による、図２７に図示される照明システム内に含まれる、方向転換特徴の例示的実装を図示する。図２９Ａは、いくつかの実施形態による、屈折力を伴う方向転換特徴を含む、照明システムの例示的実装を図示する。図２９Ｂは、いくつかの実施形態による、屈折力を伴う方向転換特徴を含む、照明システムの例示的実装を図示する。図３０は、いくつかの実施形態による、反射ホログラフィックコンポーネントを含む、照明システムの実施形態を図示する。図３１は、いくつかの実施形態による、本明細書で検討されるコンパクトな偏光ビームスプリッタの実施形態を製造する方法を図式的に図示する。図３２は、いくつかの実施形態による、光を再利用するための光再利用システムを組み込む、ディスプレイデバイスの実施例を図示する。図３３は、いくつかの実施形態による、光を再利用するための光再利用システムを組み込む、ディスプレイデバイスの実施例を図示する。図３４は、いくつかの実施形態による、光を再利用するための光再利用システムを組み込む、ディスプレイデバイスの実施例を図示する。図３５は、いくつかの実施形態による、光を再利用するための光再利用システムを組み込む、ディスプレイデバイスの実施例を図示する。図３６は、いくつかの実施形態による、光を再利用するための光再利用システムを組み込む、ディスプレイデバイスの実施例を図示する。図３７は、いくつかの実施形態による、光再指向要素の中に結合するように光を偏向させる内部結合要素を伴う、照明デバイスを図示する。図３８は、いくつかの実施形態による、画像をそこに提供するために接眼レンズと組み合わせて使用される、照明モジュールおよび偏光ビームスプリッタを図示する。図面は、例示的実施形態を図示するために提供され、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。同様の参照番号は、全体を通して同様の部分を指す。ディスプレイシステムは、ある場合には、光の偏光状態を変調させる、空間光変調器を採用し得る。そのような空間光変調器は、例えば、シリコン上液晶（ＬＣＯＳ）等の液晶空間光変調器を含んでもよい。そのような空間光変調器は、ピクセルの状態に応じて、線形偏光状態等の偏光状態を回転させる場合とそうではない場合がある、個々にアクティブ化されるピクセルのアレイを含んでもよい。例えば、そのような空間光変調器は、第１の配向の線形偏光（例えば、ｓ－偏光）を有する光で照明されてもよい。ピクセルの状態（例えば、オンまたはオフ）に応じて、空間光変調器は、第１の配向の線形偏光（ｓ－偏光）を有するそのピクセル上に入射する光を選択的に回転させ、第２の配向を有する線形偏光（例えば、ｐ－偏光）を生産す