特許 6992066 仮想コンテンツディスプレイを生成すること

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-10

(45)【発行日】2022-01-13

(54)【発明の名称】仮想コンテンツディスプレイを生成すること

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/02 20060101AFI20220105BHJP

   G02B 5/18 20060101ALI20220105BHJP

【ＦＩ】

G02B27/02 Z

G02B5/18

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2019528631

(86)(22)【出願日】2017-10-04

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-01-16

(86)【国際出願番号】 US2017055038

(87)【国際公開番号】W WO2018102026

(87)【国際公開日】2018-06-07

【審査請求日】2020-10-02

(31)【優先権主張番号】62/427,984

(32)【優先日】2016-11-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】317000625

【氏名又は名称】モレキュラー インプリンツ， インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｉｍｐｒｉｎｔｓ，Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】ルオ， カン

(72)【発明者】

【氏名】シン， ビクラムジット

(72)【発明者】

【氏名】シュー， フランク ワイ．

【審査官】横井 亜矢子

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１９－５２８４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２３１５６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第９９／０５２００２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１９８３９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２７／００－３０／６０

Ｇ０２Ｂ ５／１８

Ｇ０２Ｂ ６／００，６／０２，６／２４５－６／２５

Ｇ０２Ｂ ６／４６－６／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

仮想画像を生成する方法であって、前記方法は、
光ビームを接眼レンズの第１の側に向かわせることであって、前記第１の側に向かわせることは、前記光ビームを前記接眼レンズの第１の導波管の中に伝送することを含む、ことと、
前記第１の導波管の１つ以上の第１の回折要素によって、前記光ビームを前記第１の導波管の第１の側へ偏向させることであって、その後、前記光ビームを前記第１の導波管の前記第１の側と前記第１の導波管の第２の側との間で反射させ、これにより、前記光ビームの第１の部分を前記接眼レンズの第２の導波管に向かわせ、かつ前記光ビームの第２の部分を２つ以上の突出部に向かわせ、前記２つ以上の突出部は、ランダム化されたパターンを有し、かつ前記接眼レンズの前記第１の側上に配置され、前記光ビームの前記第１の部分は、光の第１の位相に関連付けられている、ことと、
ランダム化されたパターンを有し、かつ前記接眼レンズの前記第１の側上に配置された前記２つ以上の突出部によって、前記光ビームの前記第２の部分を前記接眼レンズの前記第２の導波管に向かって偏向させることであって、前記光ビームの前記第２の部分は、前記第１の位相と異なる光の第２の位相に関連付けられている、ことと、
前記第２の導波管の１つ以上の第２の回折要素によって、前記光ビームの前記第１および第２の部分の一部を偏向させ、前記仮想画像に関連付けられた出射光ビームを提供することと
を含み、
前記出射光ビームは、前記第１および第２の位相に基づいている、方法。

【請求項2】

前記２つ以上の突出部の前記パターンは、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記光ビームの前記第２の部分は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するためのパターン密度を有する前記２つ以上の突出部によって偏向させられる、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記２つ以上の突出部は、円筒形であり、前記光ビームの前記第２の部分は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するための直径を有する前記２つ以上の突出部によって偏向させられる、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記２つ以上の突出部の前記直径は、１０～９００ミクロンである、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記光ビームの前記第２の部分は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するための高さを有する前記２つ以上の突出部によって偏向させられる、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記２つ以上の突出部の前記高さは、１０～５００ナノメートルである、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記２つ以上の突出部によって前記光ビームの前記第２の部分を偏向させることは、前記第１の部分と前記第２の部分との間の干渉パターンを緩和させる、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

光学投影接眼レンズであって、前記光学投影接眼レンズは、
光ビームを受け取るように構成された第１の側と、
ランダム化されたパターンを有し、かつ前記第１の側上に配置された２つ以上の突出部と、
第１および第２の導波管であって、前記第１の導波管は、１つ以上の第１の回折要素を含み、前記１つ以上の第１の回折要素は、前記光ビームを前記第１の導波管の第１の側へ偏向させ、その後、前記光ビームを前記第１の導波管の前記第１の側と前記第１の導波管の第２の側との間で反射させ、これにより、前記光ビームの第１の部分を前記第２の導波管に向かわせ、かつ前記光ビームの第２の部分を２つ以上の突出部に向かわせるように構成され、前記２つ以上の突出部は、ランダム化されたパターンを有し、かつ前記第１の側上に配置され、前記光ビームの前記第１の部分は、光の第１の位相に関連付けられている、第１および第２の導波管と
を備え、
前記２つ以上の突出部は、前記光ビームの前記第２の部分を前記第２の導波管に向かって偏向させるように配列され、前記光ビームの前記第２の部分は、前記第１の位相と異なる光の第２の位相に関連付けられており、
前記第２の導波管は、１つ以上の第２の回折要素を含み、前記１つ以上の第２の回折要素は、前記光ビームの前記第１および第２の部分の一部を偏向させ、仮想画像に関連付けられた出射光ビームを提供するように構成され、前記出射光ビームは、前記第１および第２の位相に基づいている、光学投影接眼レンズ。

【請求項10】

前記２つ以上の突出部の前記パターンは、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化する、請求項９に記載の光学投影接眼レンズ。

【請求項11】

前記２つ以上の突出部は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するためのパターン密度を有する、請求項９に記載の光学投影接眼レンズ。

【請求項12】

前記２つ以上の突出部は、円筒形であり、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するための直径を有する、請求項９に記載の光学投影接眼レンズ。

【請求項13】

前記２つ以上の突出部の前記直径は、１０～９００ミクロンである、請求項１２に記載の光学投影接眼レンズ。

【請求項14】

前記２つ以上の突出部は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するための高さを有する、請求項９に記載の光学投影接眼レンズ。

【請求項15】

前記２つ以上の突出部の前記高さは、１０～５００ナノメートルである、請求項１４に記載の光学投影接眼レンズ。

【請求項16】

前記２つ以上の突出部のうちの第１のサブセットは、第１の幾何学的構造に関連付けられ、前記２つ以上の突出部のうちの第２の異なるサブセットは、第２の異なる幾何学的構造に関連付けられている、請求項９に記載の光学投影接眼レンズ。

【請求項17】

前記２つ以上の突出部の底面視でみた表面部分は、格子パターンを有する、請求項１０に記載の光学投影接眼レンズ。

【請求項18】

前記２つ以上の突出部のうちの第１のサブセットは、第１の屈折率に関連付けられ、前記２つ以上の突出部のうちの第２の異なるサブセットは、第２の異なる屈折率に関連付けられている、請求項９に記載の光学投影接眼レンズ。

【請求項19】

前記第１の導波管、前記第２の導波管、または両方は、前記２つ以上の突出部の位相、偏光、または両方に関連付けられている、請求項９に記載の光学投影接眼レンズ。

【請求項20】

前記２つ以上の突出部によって前記光ビームの前記第２の部分を偏向させることは、前記第１の部分と前記第２の部分との間の干渉パターンを緩和させる、請求項９に記載の光学投影接眼レンズ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の引用）
本願は、米国仮出願第６２／４２７，９８４号（２０１６年１１月３０日出願）の出願日の利益を主張する。米国仮出願第６２／４２７，９８４号の内容は、その全体が参照により本明細書に引用される。

【0002】

（発明の技術分野）
本発明は、仮想画像ディスプレイを生成することに関する。

【背景技術】

【0003】

（発明の背景）
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得る様式、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。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

（発明の要約）
本明細書に説明される主題の革新的側面は、仮想画像を生成するための方法において具現化され得、方法は、光ビームを接眼レンズの第１の側に向かわせることであって、第１の側に向かわせることは、光ビームを接眼レンズの第１の導波管の中に伝送することを含む、ことと、第１の導波管の１つ以上の第１の回折要素によって、光ビームの第１の部分を接眼レンズの第２の導波管に向かって偏向させることであって、光ビームの第１の部分は、光の第１の位相に関連付けられている、ことと、接眼レンズの第１の側上に位置付けられた２つ以上の突出部によって、光ビームの第２の部分を接眼レンズの第２の導波管に向かって偏向させることであって、光ビームの第２の部分は、第１の位相と異なる光の第２の位相に関連付けられている、ことと、第２の導波管の１つ以上の第２の回折要素によって、光ビームの第１および第２の部分の一部を偏向させ、仮想画像に関連付けられた出射光ビームを提供することとを含み、出射光ビームは、第１および第２の位相に基づいている。

【0005】

これらの側面の他の実施形態は、方法のアクションを実施するように構成される対応するシステムおよび装置を含む。

【0006】

特徴は、例えば、光ビームの第２の部分が、出射光ビームによる仮想画像の条線を最小化するためのパターンを有する２つ以上の突出部によって偏向させられることをさらに含む。光ビームの第２の部分は、出射光ビームによる仮想画像の条線を最小化するためのパターン密度を有する２つ以上の突出部によって偏向させられる。２つ以上の突出部は、円筒形であり、光ビームの第２の部分は、出射光ビームによる仮想画像の条線を最小化するための直径を有する２つ以上の突出部によって偏向させられる。２つ以上の突出部の直径は、１０～９００ミクロンである。光ビームの第２の部分は、出射光ビームによる仮想画像の条線を最小化するための高さを有する２つ以上の突出部によって偏向させられる。２つ以上の突出部の高さは、１０～５００ナノメートルである。

【0007】

本明細書に説明される主題の革新的側面は、光学投影接眼レンズにおいて具現化され得、光学投影接眼レンズは、光ビームを受け取るように構成された第１の側と、第１および第２の導波管であって、第１の導波管は、光ビームの第１の部分を第２の導波管に向かって偏向させるように構成された１つ以上の第１の回折要素を含み、光ビームの第１の部分は、光の第１の位相に関連付けられている、導波管と、接眼レンズの第１の側上に位置付けられた２つ以上の突出部とを含み、２つ以上の突出部は、光ビームの第２の部分を接眼レンズの第２の導波管に向かって偏向させるように配列され、光ビームの第２の部分は、第１の位相と異なる光の第２の位相に関連付けられており、第２の導波管は、１つ以上の第２の回折要素を含み、１つ以上の第２の回折要素は、光ビームの第１および第２の部分の一部を偏向させ、仮想画像に関連付けられた出射光ビームを提供するように構成され、出射光ビームは、第１および第２の位相に基づいている。

【0008】

特徴はさらに、例えば、２つ以上の突出部が、出射光ビームによる仮想画像の条線を最小化するためのパターンを有することを含む。２つ以上の突出部は、出射光ビームによる仮想画像の条線を最小化するためのパターン密度を有する。２つ以上の突出部は、円筒形であり、出射光ビームによる仮想画像の条線を最小化するための直径を有する。２つ以上の突出部の直径は、１０～９００ミクロンである。２つ以上の突出部は、出射光ビームによる仮想画像の条線を最小化するための高さを有する。２つ以上の突出部の高さは、１０～５００ナノメートルである。２つ以上の突出部の第１の部分は、第１の幾何学的構造に関連付けられ、２つ以上の突出部の第２の異なる部分は、第２の異なる幾何学的構造に関連付けられている。２つ以上の突出部は、格子パターンを有する。２つ以上の突出部の第１の部分は、第１の屈折率に関連付けられ、２つ以上の突出部の第２の異なる部分は、第２の異なる屈折率に関連付けられている。第１の導波管、第２の導波管、または両方は、２つ以上の突出部の位相、偏光、または両方に関連付けられている。

【0009】

本明細書に説明される主題の１つ以上の実施形態の詳細が、付随する図面および下記の説明に記載される。本主題の他の潜在的な特徴、側面、および利点が、説明、図面、ならびに請求項から明白となるであろう。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
仮想画像を生成する方法であって、前記方法は、
光ビームを接眼レンズの第１の側に向かわせることであって、前記第１の側に向かわせることは、前記光ビームを前記接眼レンズの第１の導波管の中に伝送することを含む、ことと、
前記第１の導波管の１つ以上の第１の回折要素によって、前記光ビームの第１の部分を前記接眼レンズの第２の導波管に向かって偏向させることであって、前記光ビームの前記第１の部分は、光の第１の位相に関連付けられている、ことと、
前記接眼レンズの前記第１の側上に位置付けられた２つ以上の突出部によって、前記光ビームの第２の部分を前記接眼レンズの前記第２の導波管に向かって偏向させることであって、前記光ビームの前記第２の部分は、前記第１の位相と異なる光の第２の位相に関連付けられている、ことと、
前記第２の導波管の１つ以上の第２の回折要素によって、前記光ビームの前記第１および第２の部分の一部を偏向させ、前記仮想画像に関連付けられた出射光ビームを提供することと
を含み、
前記出射光ビームは、前記第１および第２の位相に基づいている、方法。
（項目２）
前記光ビームの前記第２の部分は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するためのパターンを有する前記２つ以上の突出部によって偏向させられる、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記光ビームの前記第２の部分は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するためのパターン密度を有する前記２つ以上の突出部によって偏向させられる、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記２つ以上の突出部は、円筒形であり、前記光ビームの前記第２の部分は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するための直径を有する前記２つ以上の突出部によって偏向させられる、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記２つ以上の突出部の前記直径は、１０～９００ミクロンである、項目４に記載の方法。
（項目６）
前記光ビームの前記第２の部分は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するための高さを有する前記２つ以上の突出部によって偏向させられる、項目１に記載の方法。
（項目７）
前記２つ以上の突出部の前記高さは、１０～５００ナノメートルである、項目６に記載の方法。
（項目８）
光学投影接眼レンズであって、前記光学投影接眼レンズは、
光ビームを受け取るように構成された第１の側と、
第１および第２の導波管であって、前記第１の導波管は、前記光ビームの第１の部分を前記第２の導波管に向かって偏向させるように構成された１つ以上の第１の回折要素を含み、前記光ビームの前記第１の部分は、光の第１の位相に関連付けられている、第１および第２の導波管と、
前記接眼レンズの前記第１の側上に位置付けられた２つ以上の突出部と
を備え、
前記２つ以上の突出部は、前記光ビームの第２の部分を前記接眼レンズの前記第２の導波管に向かって偏向させるように配列され、前記光ビームの前記第２の部分は、前記第１の位相と異なる光の第２の位相に関連付けられており、
前記第２の導波管は、１つ以上の第２の回折要素を含み、前記１つ以上の第２の回折要素は、前記光ビームの前記第１および第２の部分の一部を偏向させ、仮想画像に関連付けられた出射光ビームを提供するように構成され、前記出射光ビームは、前記第１および第２の位相に基づいている、光学投影接眼レンズ。
（項目９）
前記２つ以上の突出部は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するためのパターンを有する、項目８に記載の光学投影接眼レンズ。
（項目１０）
前記２つ以上の突出部は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するためのパターン密度を有する、項目８に記載の光学投影接眼レンズ。
（項目１１）
前記２つ以上の突出部は、円筒形であり、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するための直径を有する、項目８に記載の光学投影接眼レンズ。
（項目１２）
前記２つ以上の突出部の前記直径は、１０～９００ミクロンである、項目１１に記載の光学投影接眼レンズ。
（項目１３）
前記２つ以上の突出部は、前記出射光ビームによる前記仮想画像の条線を最小化するための高さを有する、項目８に記載の光学投影接眼レンズ。
（項目１４）
前記２つ以上の突出部の前記高さは、１０～５００ナノメートルである、項目１３に記載の光学投影接眼レンズ。
（項目１５）
前記２つ以上の突出部の第１の部分は、第１の幾何学的構造に関連付けられ、前記２つ以上の突出部の第２の異なる部分は、第２の異なる幾何学的構造に関連付けられている、項目８に記載の光学投影接眼レンズ。
（項目１６）
前記２つ以上の突出部は、格子パターンを有する、項目８に記載の光学投影接眼レンズ。
（項目１７）
前記２つ以上の突出部の第１の部分は、第１の屈折率に関連付けられ、前記２つ以上の突出部の第２の異なる部分は、第２の異なる屈折率に関連付けられている、項目８に記載の光学投影接眼レンズ。
（項目１８）
前記第１の導波管、前記第２の導波管、または両方は、前記２つ以上の突出部の位相、偏光、または両方に関連付けられている、項目８に記載の光学投影接眼レンズ。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、仮想コンテンツディスプレイを生成するための光学投影接眼レンズシステムを図示する。

【図2】図２は、仮想画像を図示する。

【図3】図３は、仮想コンテンツディスプレイを生成するための光学投影接眼レンズシステムの側面図を図示する。

【図4】図４は、仮想コンテンツディスプレイを生成するための光学投影接眼レンズシステムの上面図を図示する。

【図5】図５は、仮想画像を図示する。

【図6】図６、７、１１ａ、１１ｂ、および１２は、仮想コンテンツディスプレイを生成するための光学投影接眼レンズシステムの底面図を図示する。

【図7】図６、７、１１ａ、１１ｂ、および１２は、仮想コンテンツディスプレイを生成するための光学投影接眼レンズシステムの底面図を図示する。

【図8】図８は、リソグラフィシステムの簡略化された側面図を図示する。

【図9】図９は、その上にパターン化された例示的非対称構造を有する基板の簡略側面図を図示する。

【図10】図１０は、仮想コンテンツディスプレイを生成するための例示的方法を図示する。

【図11】図６、７、１１ａ、１１ｂ、および１２は、仮想コンテンツディスプレイを生成するための光学投影接眼レンズシステムの底面図を図示する。

【図12】図６、７、１１ａ、１１ｂ、および１２は、仮想コンテンツディスプレイを生成するための光学投影接眼レンズシステムの底面図を図示する。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（詳細な説明）
図１は、仮想コンテンツディスプレイを生成するための光学投影接眼レンズシステム１００を図示する。システム１００は、第１の導波管１０２と、第２の導波管１０４と、光生産要素１０６と、内部結合格子（ＩＣＧ）１０７とを含む。一般に、導波管１０２、１０４は、光ビーム（画像情報）を光生産要素１０６から観察者の眼１０８に伝搬する。具体的には、光生産要素１０６は、画像情報を搬送する光ビーム１１０を生成し、それをＩＣＧ１０７に入力する。ＩＣＧ１０７は、光ビーム１１０を第１の導波管１０２に偏向させる回折要素を含む。第１の導波管１０２は、直交瞳孔拡張（ＯＰＥ）回折要素を含み、光ビーム１１０の一部を第２の導波管１０４に偏向光１１２として偏向させる。第２の導波管１０４は、偏向光１１２を受け取る。第２の導波管１０４は、射出瞳拡張（ＥＰＥ）回折要素を含み、偏向光１１２の一部を観察者の眼１０８に出射光１１４として偏向させる。いくつかの例では、偏向光１１２の残りの部分は、全内部反射（ＴＩＲ）を通して、第２の導波管１０４を通って移動する。

【0012】

いくつかの例では、出射光１１４は、いくつかの関連光ビームに分割され、それらは、複数の場所において第２の導波管１０４から出射し、第２の導波管１０４は、均一コリメートビームを含む出射光１１４をもたらす。いくつかの例では、第２の導波管１０４のＥＰＥ回折要素の回折パターンに基づいて、出射光１１４は、線形または発散出射光１１４を含むことができる。

【0013】

図２を参照すると、仮想画像２００が、示される。具体的には、出射光１１４は、出射光１１４に関連付けられた画像情報を含む仮想画像２００に関連付けられることができ、仮想画像２００の少なくとも一部を形成する。しかしながら、出射光１１４に関連付けられた仮想画像２００は、出射光１１４内の光干渉から生じる暗い条線および／または明るい条線を含み得る。具体的には、仮想画像２００の条線は、出射光１１４の複数の光ビームの界面から生じ得る。いくつかの例では、出射光１１４の２つ以上の光ビームが、異相であると、出射光１１４の光強度は、破壊的界面を通して低減させられる。いくつかの例では、出射光１１４の２つ以上の光ビームが、同相であると、出射光１１４の光強度は、建設的界面を通して増加させられる。出射光１１４のそのような破壊的および建設的界面の結果、仮想画像２００は、暗いおよび／または明るい条線を含む。

【0014】

図３は、仮想コンテンツディスプレイを生成するための光学投影接眼レンズシステム３００の上面図を図示する。具体的には、システム３００は、出射光３３０に関連付けられたシステム３００によって生成された仮想画像（例えば、仮想画像２００）の条線を最小化する。システム３００は、第１の導波管３０２と、第２の導波管３０４と、光生産要素３０６と、ＩＣＧ３０７とを含む。第１の導波管３０２は、突出部３０８を含む。

【0015】

図４は、光学投影接眼レンズシステム３００の側面図を図示する。システム３００は、第２の側３１１と反対に位置付けられる第１の側３１０を含み、第１の導波管３０２は、回折要素３１２を含み、第２の導波管３０４は、回折要素３１４を含む。いくつかの例では、回折要素３１２は、ＯＰＥ回折要素を含み、回折要素３１４は、ＥＰＥ回折要素を含む。いくつかの例では、突出部３０８は、第１の側３１０、第２の側３１１、または両方上に位置付けられる。

【0016】

いくつかの例では、突出部３０８は、ランダム散乱を仮想画像に関連付けられた出射光３３０の光ビームに追加し、出射光３３０のコヒーレンス度を低減させることを促進する。その結果、出射光３３０の複数の光ビーム間の界面は、最小化されないまでも低減させられ、合理的均一光強度が、下でさらに説明される、仮想画像の画質を犠牲にせずに（歪曲およびぼけなく）提供される。

【0017】

いくつかの実装では、光ビーム３２０は、接眼レンズ３００の第１の側３１０に向かわせられる。すなわち、光生産要素３０６は、光ビーム３２０を生成し、光ビーム３２０を接眼レンズ３００の第１の側３１０に向かわせる。いくつかの例では、光ビーム３２０を接眼レンズの第１の側３１０に向かわせることは、光生産要素３０６が、光ビーム３２０をＩＣＧ３０７に伝送することを含む。いくつかの例では、光ビーム３２０は、観察者の眼３２２によって知覚されるための仮想画像に関連付けられた画像情報を含む。ＩＣＧ３０７は、光ビーム３２０を第１の導波管３０２に偏向させる。

【0018】

いくつかの実装では、第１の導波管３０２の回折要素３１２は、光ビーム３２０の第１の部分を第２の導波管３０４に向かって偏向させ、それは、偏向光３２４として示される。いくつかの例では、偏向光３２４は、光の第１の位相に関連付けられる。いくつかの例では、偏向光３２４の光の第１の位相は、光ビーム３２０の光の位相と実質的に同一である。すなわち、回折要素３１２および第１の導波管３０２は、光ビーム３２０の光の位相を維持する。いくつかの例では、偏向光３２４の光の第１の位相は、光ビーム３２０の光の位相と異なる。すなわち、回折要素３１２および第１の導波管３０２は、光ビーム３２０の光の位相を調節する。

【0019】

いくつかの実装では、第１の導波管３０２の突出部３０８は、光ビーム３２０の第２の部分を第２の導波管３０４に向かって偏向させ、それは、偏向光３２６として示される。いくつかの例では、偏向光３２６は、光の第２の位相に関連付けられる。いくつかの例では、偏向光３２６の光の第２の位相は、偏向光３２４の光の第１の位相と異なる。

【0020】

いくつかの例では、突出部３０８によるそのような偏向の結果、突出部３０８は、光ビーム３２０の光の位相を調節し、それは、偏向光３２６および光の第２の位相として示される。いくつかの例では、突出部３０８は、光ビーム３２０をデコヒーレントし、偏向光３２４と偏向光３２６との間の干渉パターンを緩和させる。この目的のために、突出部３０８のいくつかのパラメータは、調節（例えば、同調）され、仮想画像（例えば、仮想画像２００）の条線を防止しないまでも最小化し、仮想画像の画質と条線との間の平衡を取得することができる。すなわち、突出部３０８は、突出部３０８による光ビーム３２０の偏向時、偏向光３２６が、光の所望の第２の位相に関連付けられ、偏向光３２４と偏向光３２６との間の干渉パターンを最小化し、その結果、仮想画像の条線を最小化するように、パラメータに関連付けられる。いくつかの例では、突出部３０８は、偏向光３２４の光の第１の位相および／または光ビーム３２０の光の位相に基づくパラメータに関連付けられ、偏向光３２４と偏向光３２６との間の干渉パターンを最小化し、その結果、仮想画像の条線を最小化する。

【0021】

いくつかの例では、突出部３０８は、出射光３３０による仮想画像（例えば、仮想画像２００）の条線を最小化するパターンに関連付けられる。いくつかの例では、突出部３０８のパターンは、ランダム化される。いくつかの例では、突出部３０８のパターンは、幾何学的、例えば、円形または六角形である。いくつかの例では、突出部３０８のパターンは、密度に関連付けられ、突出部３０８のパターン密度は、出射光３３０による仮想画像の条線を最小化する。突出部３０８のパターン密度は、第１の導波管３０２または第１の導波管３０２の任意の一部分によって含まれる突出部３０８の量を含むことができる。すなわち、第１の導波管３０２の異なる領域は、突出部３０８の異なる密度を含み、出射光３３０による仮想画像の条線を最小化することができる。

【0022】

いくつかの例では、突出部３０８は、出射光３３０による仮想画像（例えば、仮想画像２００）の条線を最小化する１つ以上の幾何学的形状である。いくつかの例では、突出部３０８の部分は、第１の幾何学的形状であり、残りの突出部３０８は、異なる幾何学的形状である。いくつかの例では、突出部３０８は、各々が異なる形状に関連付けられた任意の数の部分を含むことができる。いくつかの例では、幾何学的形状は、円筒形、立方体、円錐、角錐、または任意の３次元形状を含むことができる。いくつかの例では、突出部３０８（またはその任意の部分）が、円筒形突出部３０８を含むとき、円筒形突出部の直径は、１０～９００ミクロンである。

【0023】

いくつかの例では、突出部３０８は、出射光３３０による仮想画像（例えば、仮想画像２００）の条線を最小化する高さを有する。いくつかの例では、突出部３０８は、各々が異なる高さに関連付けられた２つ以上の部分に関連付けられることができる。いくつかの例では、突出部３０８の高さは、１０～５００ナノメートルである。

【0024】

いくつかの例では、突出部３０８のうちの１つ以上のものは、角錐、角柱、円柱、または複数のステップ構造等の異なる構造に関連付けられる。これらの構造は、突出部３０８による光ビーム３２０の偏向時、偏向光３２６が、光の所望の偏光に関連付けられ、偏向光３２４と偏向光３２６との間の干渉パターンを最小化し、その結果、仮想画像の条線を最小化するように、異なる中央値光屈折率に関連付けられる。

【0025】

いくつかの例では、第２の導波管３０４は、偏向光３２４、３２６を第１の導波管３０２から受け取る。いくつかの実装では、第２の導波管３０４の回折要素３１４は、偏向光３２４、３２６の一部を観察者の眼３３２に向かって偏向させ、それは、出射光３３０として示される。いくつかの例では、出射光３３０は、偏向光３２４、３２６に基づき、具体的には、それぞれ、偏向光３２４、３２６の光の第１および第２の位相に基づく。すなわち、出射光３３０の光の位相は、それぞれ、偏向光３２４、３２６の光の第１および第２の位相に基づく。いくつかの例では、出射光３３０は、偏向光３２４、３２６の重ね合わせに基づき、さらに、出射光３３０の光の位相は、偏向光３２４、３２６の重ね合わせに基づく。

【0026】

その目的のために、出射光３３０の光の位相は、仮想画像（例えば、仮想画像２００）の条線を防止しないまでも最小化する。具体的には、偏向光３２４、３２６の光の位相は、（例えば、突出部３０８のパラメータ）、偏向光３２４、３２６間の所望の光学干渉を取得するように調節される。その結果、出射光３３０の所望の光学特性、例えば、光の位相が、仮想画像５００として図５に示されるように、仮想画像の条線を防止しないまでも最小化するように取得される。

【0027】

いくつかの例では、出射光３３０は、いくつかの関連光ビームに分割された画像情報を含み、その関連光ビームは、第２の導波管３０４から出射し、仮想画像５００を形成する。

【0028】

図６を参照すると、光学投影接眼レンズシステム３００の底面図が、示される。いくつかの例では、第１の導波管３０２は、突出部３０８を含み、第２の導波管３０４は、突出部３０８に類似する突出部６０２を含む。具体的には、第２の導波管３０４の突出部６０２は、偏向光３２４、３２６の一部を観察者の眼３２２に向かって偏向させ、それは、第２の導波管３０４の回折要素３１４によって偏向させられる光と異なる。したがって、出射光３３０は、回折要素３１４および突出部６０２によって偏向させられた光の部分を含む。

【0029】

いくつかの例では、突出部６０２によって偏向させられる偏向光３２４は、光の第３の位相に関連付けられる。すなわち、第１の導波管３０２の回折要素３１２によって偏向させられる光ビーム３２０の部分は、突出部６０２によってさらに偏向させられる。いくつかの例では、突出部６０２によって偏向させられた光の第３の位相は、偏向光３２４の光の第１の位相または偏向光３２６の光の第２の位相と異なる。

【0030】

いくつかの例では、突出部６０２によって偏向させられる偏向光３２６は、光の第４の位相に関連付けられる。すなわち、第１の導波管３０２の突出部３０８によって偏向させられる光ビーム３２０の部分は、突出部６０２によってさらに偏向させられる。いくつかの例では、突出部６０２によって偏向させられる光の第４の位相は、突出部６０２によって偏向させられる偏向光３２４の光の第１の位相、偏向光３２６の光の第２の位相、および／または偏向光３２４の光の第３の位相と異なる。

【0031】

その目的のために、突出部６０２のパラメータは、突出部３０８のものと同様に、仮想画像（例えば、仮想画像２００）の条線を防止しないまでも最小化し、仮想画像の画質と条線との間の平衡を取得するように調節（例えば、同調）されることができる。すなわち、突出部６０２は、突出部６０２による偏向光３２４、３２６の偏向時、突出部６０２によって偏向させられる光が、光の所望の第３および／または第４の位相に関連付けられ、突出部６０２によってさらに偏向させられる偏向光３２４、３２６間の干渉パターンを最小化し、その結果、仮想画像の条線を最小化するように、パラメータに関連付けられる。

【0032】

いくつかの例では、出射光３３０は、偏向光３２４、３２６と、突出部６０２によってさらに偏向させられる偏向光３２４、３２６とに基づき、具体的には、偏向光３２４、３２６の光の第１および第２の位相と、突出部６０２によってさらに偏向させられる偏向光３２４、３２６の光の第３および第４の位相とに基づく。すなわち、出射光３３０の光の位相は、偏向光３２４、３２６の光の第１および第２の位相と、突出部６０２によってさらに偏向させられる偏向光３２４、３２６の光の第３および第４の位相とに基づく。いくつかの例では、出射光３３０は、偏向光３２４、３２６と、突出部６０２によってさらに偏向させられる偏向光３２４、３２６との重ね合わせに基づき、さらに、出射光３３０の光の位相は、偏向光３２４、３２６と、突出部６０２によってさらに偏向させられる偏向光３２４、３２６との重ね合わせに基づく。

【0033】

その目的のために、出射光３３０の光の位相は、仮想画像（例えば、仮想画像２００）の条線を防止しないまでも最小化する。具体的には、偏向光３２４、３２６と、突出部６０２によってさらに偏向させられる偏向光３２４、３２６の光との位相は、偏向光３２４、３２６と、突出部６０２によってさらに偏向させられる偏向光３２４、３２６と間の所望の光学干渉を取得するように調節される（例えば、突出部３０８、６０２のパラメータ）。その結果、出射光３３０の所望の光学特性、例えば、光の位相は、仮想画像の条線を防止しないまでも最小化するように取得される。

【0034】

図７を参照すると、光学投影接眼レンズシステム３００の底面図が、示される。具体的には、突出部３０８、６０２は、格子パターンを含む。格子パターンは、複屈折を出射光ビーム３３０に提供し、出射光ビーム３３０のデコヒーレンスをさらに提供することができる。いくつかの例では、突出部３０８の任意の部分は、格子パターンを含むことができる。いくつかの例では、格子パターンは、突出部３０８の１つ以上の部分と異なることができる。

【0035】

いくつかの例では、突出部３０８の部分は、異なる構造に関連付けられる。図７に示されるように、突出部３０８の第１の組は、第１の格子向き６３０に関連付けられ、突出部の第２の組は、第１の格子向き６３０と異なる第２の格子向き６４０に関連付けられる。第１の格子向き６３０と第２の格子向き６４０との組み合わせは、光ビーム３２０の偏光を修正し、偏向光３２４と偏向光３２６との間の干渉パターンを最小化し、その結果、仮想画像の条線を最小化することができる。すなわち、突出部３０８は、突出部３０８による光ビーム３２０の偏向時、偏向光３２６が、光の所望の偏光に関連付けられ、偏向光３２４と偏向光３２６との間の干渉パターンを最小化し、その結果、仮想画像の条線を最小化するように、異なる中央値光屈折率に関連付けられる。いくつかの例では、第１の格子向き６３０および／または第２の格子向き６４０は、１００～１５０ナノメートルピッチ、２０～７０ナノメートルライン幅、および５０～１５０ナノメートル高さを伴う線および空間を含むことができる。

【0036】

いくつかの例では、突出部３０８のうちの１つ以上のものは、可変屈折率、例えば、１．５２～１．６２に関連付けられる。例えば、突出部３０８の第１の組は、第１の屈折率に関連付けられ、突出部３０８の第２の組は、第２の屈折率に関連付けられる。

【0037】

いくつかの例では突出部３０８（および／または突出部６０２）の位相および／または偏光は、突出部３０８から抽出されることができる。抽出された位相または偏光機能は、ＯＰＥ１０２およびＥＰＥ１０４の設計の中に統合されることができる。いくつかの例では、第１の側３１０は、突出部３０８を欠いている（またはそれから独立している）。

【0038】

いくつかの例では、光学投影接眼レンズシステム３００の第２の導波管３０４は、突出部（例えば、突出部６０２）を欠いており（またはそれから独立しており）、第１の導波管３０２のみが、図１１ａおよび１１ｂに示されるように、突出部３０８を含む。いくつかの例では第１の導波管３０２の突出部３０８および／または第２の導波管３０４の突出部６０２は、図１２に示されるように、楕円形である。

【0039】

いくつかの実装では、突出部３０８（および／または突出部６０２）は、任意のリソグラフィ処理を使用して形成されることができる。いくつかの例では、突出部３０８、６０２は、インプリントリソグラフィを使用して形成されることができる。具体的には、図８は、リリーフパターンを基板８０２上に形成するインプリントリソグラフィシステム８００を図示する。いくつかの例では、基板８０２は、第１の導波管３０２および／または第２の導波管３０４を含むことができる。基板８０２は、基板チャック８０４に結合することができる。いくつかの例では、基板チャック８０４は、真空チャック、ピンタイプチャック、溝タイプチャック、電磁チャック等を含み得る。いくつかの例では、基板８０２および基板チャック８０４は、空気ベアリング８０６上にさらに位置付けられ得る。空気ベアリング８０６は、ｘ軸、ｙ軸、および／またはｚ軸の周りの運動を提供する。いくつかの例では、基板８０２および基板チャック８０４は、段上に位置付けられる。空気ベアリング８０６、基板８０２、および基板チャック８０４は、基部６０８上にも位置付けられ得る。いくつかの例では、ロボットシステム１８０が、基板８０２を基板チャック８０４上に位置付ける。

【0040】

基板８０２は、基板チャック８０４の反対側に位置付けられる、平面８１１を含むことができる。いくつかの例では、基板８０２は、基板８０２にわたり実質的に均一な（一定の）厚さに関連付けられることができる。

【0041】

インプリントリソグラフィシステム８００は、設計考慮事項に応じて、１つ以上のローラ８１４に結合されるインプリントリソグラフィ可撓テンプレート８１２をさらに含む。ローラ８１４は、可撓なテンプレート８１２の少なくとも一部の移動を提供する。そのような移動は、基板８０２と重なり合う可撓なテンプレート８１２の異なる部分を選択的に提供し得る。いくつかの例では、可撓なテンプレート８１２は、複数の特徴、例えば、間隔を置かれる陥凹部および突出部を含むパターン化表面表を含む。しかしながら、いくつかの例では、特徴の他の構成も可能である。パターン化表面は、基板８０２上に形成されるべきパターンの基礎を形成する任意の原パターンを画定し得る。すなわち、パターン化表面は、突出部３０８、６０２を、それぞれ、第１の導波管３０２および／または第２の導波管３０４上に形成し得る。いくつかの例では、可撓なテンプレート８１２は、テンプレートチャック、例えば、真空チャック、ピンタイプチャック、溝タイプチャック、電磁チャック等に結合され得る。

【0042】

インプリントリソグラフィシステム８００は、流体分注システム８２０をさらに備え得る。流体分注システム８２０は、基板８０２上に重合性材料を堆積させるために使用され得る。重合性材料は、液滴分注、スピンコーティング、浸漬コーティング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜蒸着、厚膜蒸着等の技法を使用して基板８０２上に位置付けられ得る。いくつかの例では、重合性材料は、複数の液滴として基板８０２上に位置付けられる。

【0043】

図８および９を参照すると、インプリントリソグラフィシステム８００は、基板８０２に向かってエネルギーを向かわせるように結合されるエネルギー源８２２をさらに備え得る。いくつかの例では、ローラ８１４および空気ベアリング８０６は、可撓なテンプレート８１２と基板８０２の所望される部分とを所望される位置に位置付けるように構成される。インプリントリソグラフィシステム８００は、空気ベアリング８０６、ローラ８１４、流体分注システム８２０、および／またはエネルギー源８２２と通信するプロセッサによって調整され得、メモリ内に記憶されるコンピュータ読み取り可能なプログラムに基づいて動作し得る。

【0044】

いくつかの例では、ローラ８１４、空気ベアリング８０６、または両方は、可撓なテンプレート８１２と基板８０２との間の距離を変動させ、それらの間に、重合性材料によって充填される所望される容積を画定する。例えば、可撓なテンプレート８１２は、重合性材料に接触する。所望される容積が重合性材料によって充填された後、エネルギー源８２２が、エネルギー、例えば、広帯域紫外線放射を生成し、重合性材料が凝固および／または架橋結合し、基板８０２の表面と可撓なテンプレート８１２のパターン化表面の一部との形状に適合し、基板３０２上にパターン化された層９５０を画定することを生じさせる。いくつかの例では、パターン化された層９５０は、残留層９５２と、突出部９５４および陥凹部９５６として示される複数の構造とを備え得る。いくつかの例では、突出部９５４は、突出部３０８、６０２を含む。

【0045】

図１０は、仮想コンテンツディスプレイを生成する例示的方法を図示する。プロセス８００は、論理フロー図に配列される、参照された行為の集合として図示される。行為が説明される順序は、限定として解釈されることを意図せず、任意の数の説明される行為が、プロセスを実装するように、他の順序で、および／または並行して組み合わせられ得る。

【0046】

光ビーム３２０が、接眼レンズ３００の第１の側３１０に向かわせられる（１００２）。いくつかの例では、光ビーム３２０は、接眼レンズ３００の第１の導波管３０２の中に伝送される。光ビームの３２０第１の部分は、第１の導波管３０２の第１の回折要素３１２によって、接眼レンズ３００の第２の導波管３０４に向かって偏向させられる（１００４）。いくつかの例では、光ビーム３２０の第１の部分は、光の第１の位相に関連付けられる。光ビーム３２０の第２の部分は、接眼レンズ３００の第１の側３１０上に位置付けられる突出部３０８によって、接眼レンズ３００の第２の導波管３０４に向かって偏向させられる（１００６）。いくつかの例では、光ビーム３２０の第２の部分は、第１の位相と異なる光の第２の位相に関連付けられる。光ビーム３２０の第１および第２の部分の一部は、第２の導波管３０４の第２の回折要素３１４によって偏向させられ、仮想画像に関連付けられた出射光ビーム３３０を提供する（１００８）。いくつかの例では、出射光ビーム３３０は、第１および第２の位相に基づく。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11a】

【図11b】

【図12】