特表 2024-535194 光学エンジン、ディスプレイ構造、ディスプレイ・デバイス及び車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-30

(54)【発明の名称】光学エンジン、ディスプレイ構造、ディスプレイ・デバイス及び車両

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/02 20060101AFI20240920BHJP

   G02B 27/01 20060101ALI20240920BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20240920BHJP

   H01L 33/58 20100101ALI20240920BHJP

   H01L 33/60 20100101ALI20240920BHJP

   H01L 33/30 20100101ALI20240920BHJP

   H01S 5/02255 20210101ALI20240920BHJP

   G02B 5/18 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

G02B27/02 Z

G02B27/01

H01L33/00 L

H01L33/58

H01L33/60

H01L33/30

H01S5/02255

G02B5/18

【審査請求】未請求

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2024513134

(86)(22)【出願日】2022-09-19

(85)【翻訳文提出日】2024-04-25

(86)【国際出願番号】 FI2022050623

(87)【国際公開番号】W WO2023047016

(87)【国際公開日】2023-03-30

(31)【優先権主張番号】20215991

(32)【優先日】2021-09-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FI

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520184365

【氏名又は名称】ディスペリックス オサケ ユキチュア

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】リッコラ、リク

【テーマコード（参考）】

2H199

2H249

5F142

5F173

5F241

【Ｆターム（参考）】

2H199CA04

2H199CA12

2H199CA24

2H199CA27

2H199CA29

2H199CA30

2H199CA32

2H199CA45

2H199CA49

2H199CA54

2H199CA66

2H199CA67

2H199CA68

2H199CA69

2H199DA02

2H199DA13

2H199DA17

2H199DA18

2H249AA03

2H249AA07

2H249AA13

2H249AA25

2H249AA60

2H249AA62

5F142DB34

5F142DB38

5F142DB42

5F142GA02

5F142HA01

5F173MA10

5F173MF13

5F173MF24

5F173MF28

5F241CA14

5F241CA34

5F241FF06

(57)【要約】

この開示は、光学エンジン１０００、ディスプレイ構造４０００、５０００、７２００、ディスプレイ・デバイス７０００、８１００及び車両８０００に関する。光学エンジン１０００は、第１のピーク波長を有する第１の光１１１１を放出するように構成される第１の光源１１１０と、第１のピーク波長と異なる第２のピーク波長を有する第２の光１１２２を放出するように構成されるスーパールミネッセント光源１１２０と、を備える照明装置１１００を備える。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディスプレイ・デバイスのための光学エンジン（１０００）であって、前記光学エンジン（１０００）は、照明装置（１１００）を備え、前記照明装置（１１００）は、
－第１のピーク波長

【数1】

を有する第１の光（１１１１）を放出するように構成された第１の光源（１１１０）と、
－前記第１のピーク波長

【数3】

と異なる第２のピーク波長

【数2】

を有する第２の光（１１２２）を放出するように構成されたスーパールミネッセント光源（１１２０）と、を備え、
前記第１の光源（１１１０）は、レーザー光源として、又は、発光ダイオード源として実施され、前記スーパールミネッセント光源（１１２０）は、スーパールミネッセント・ダイオード（１１２３）を備える、
光学エンジン（１０００）。

【請求項2】

前記第２のピーク波長

【数4】

は、前記第１のピーク波長

【数5】

より高い、
請求項１に記載の光学エンジン（１０００）。

【請求項3】

前記第２の光（１１２２）は、２ｎｍ以上又は３ｎｍ以上又は４ｎｍ以上又は５ｎｍ以上及び／又は５０ｎｍ以下又は４０ｎｍ以下又は３０ｎｍ以下又は２０ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の半値全幅ＦＷＨＭ線幅

【数6】

を有する第２の光スペクトル（２００２）を有する、
請求項１又は２に記載の光学エンジン（１０００）。

【請求項4】

前記第２のピーク波長

【数7】

は、６００ｎｍから７５０ｎｍまで又は６１０ｎｍから７００ｎｍまで又は６２０ｎｍから６５０ｎｍまで又は６２５ｎｍから６４０ｎｍまで延在する赤色波長範囲（２０３０）内にある、
請求項１から３までのいずれかに記載の光学エンジン（１０００）。

【請求項5】

前記スーパールミネッセント・ダイオード（３０００）は、アルミニウム・ガリウム・リン化インジウムＡｌＧａＩｎＰを備える活性層（３０２０）を備える、
請求項１から４までのいずれかに記載の光学エンジン（１０００）。

【請求項6】

前記照明装置（１１００）は、前記第１のピーク波長

【数9】

及び前記第２のピーク波長

【数10】

の各々と異なる第３のピーク波長

【数8】

を有する第３の光（１１３３）を放出するように構成されるさらなる光源（１１３０）を備える、
請求項１から５までのいずれかに記載の光学エンジン（１０００）。

【請求項7】

前記さらなる光源（１１３０）は、さらなるレーザー光源として、又は、さらなるスーパールミネッセント光源として実施される、
請求項６に記載の光学エンジン（１０００）。

【請求項8】

前記第２のピーク波長

【数11】

は、前記第３のピーク波長

【数12】

より高い、
請求項６又は７に記載の光学エンジン（１０００）。

【請求項9】

前記光学エンジン（１０００）は、前記照明装置（１１００）によって生成される光を偏向させるための光スキャナ装置（１３００）をさらに備える、
請求項１から８までのいずれかに記載の光学エンジン（１０００）。

【請求項10】

前記光スキャナ装置（１３００）は、マイクロミラー・スキャナ（１３１０）を備える、
請求項１から９までのいずれかに記載の光学エンジン（１０００）。

【請求項11】

ディスプレイ構造（４０００）であって、前記ディスプレイ構造（４０００）は、
－導波路（４１００）と、
－インカップリング構造（４２１０）と、
－全反射による前記導波路（４１００）内の伝搬のために、前記インカップリング構造（４２１０）を介して、光（４３０１）を前記導波路（４１００）内に導くように構成される、請求項１から１０までのいずれかに記載の光学エンジン（４３００）と、
を備えるディスプレイ構造（４０００）。

【請求項12】

前記インカップリング構造（４２１０）は、回折インカップリング構造として実施される、
請求項１１に記載のディスプレイ構造（４０００）。

【請求項13】

前記導波路（４１００）は、０．２５ｍｍ以上又は０．２７ｍｍ以上又は０．３ｍｍ以上及び／又は５ｍｍ以下又は２ｍｍ以下又は１ｍｍ以下の厚さＴを有する、
請求項１１又は１２に記載のディスプレイ構造（４０００）。

【請求項14】

請求項１１から１３までのいずれかに記載のディスプレイ構造（７２００）を備えるディスプレイ・デバイス（７０００）。

【請求項15】

ヘッド・アップ・ディスプレイ・デバイスのようなシースルー・ディスプレイ・デバイスとして実施される、
請求項１４に記載のディスプレイ・デバイス（７０００）。

【請求項16】

ヘッド・マウント・ディスプレイ・デバイスとして実施される、
請求項１４又は１５に記載のディスプレイ・デバイス（７０００）。

【請求項17】

請求項１４から１６までのいずれかに記載のディスプレイ・デバイス（８１００）を備える車両（８０００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この開示は、ディスプレイ・デバイスに関する。特に、この開示は、多色光学エンジン、この種の光学エンジンを備える導波路ベースのディスプレイ構造、この種のディスプレイ構造を備えるディスプレイ・デバイス及びこの種のディスプレイ・デバイスを備える車両に関する。

【背景技術】

【0002】

現代のディスプレイ・デバイスでは、レーザー光源は、この種の源によって達成可能なそれらのより高いイメージ鮮鋭度及びより低いエネルギー消費並びにより小さいフォーム・ファクタのために通常用いられている。後者の２つの利益、すなわち、より低いエネルギー消費及びより小さいフォーム・ファクタは、ヘッド・マウント・ディスプレイ・デバイスのようなポータブル・ディスプレイ・デバイスにとって特に有益である。

【0003】

ポータブル・ディスプレイ・デバイスのサイズ及び質量は、この種のディスプレイ・デバイスの光学エンジンからユーザの片目又は両目の方に光を導くための導波路ベースの構造の利用によって、さらに減少しうる。追加的に、この種の導波路ベースの構造を利用するとき、ディスプレイ・デバイスのサイズ及び質量のさらに他の減少は、光を導波路内にカップリングするための回折インカップリング構造を用いることにより達成可能となりうる。

【0004】

典型的な光学エンジンによって生成されるイメージは、比較的小さいので、射出瞳拡大方法は、従来のポータブル導波路ベースのディスプレイ・デバイスにおいて出力イメージのサイズを増加させるために通常用いられる。

【0005】

しかしながら、回折インカップリング構造の色分散及び典型的なレーザー光源によって放出される光ビームの狭さに起因して、イメージ品質を極端に妨げることなく、回折インカップリング構造を介して、従来のレーザー・ベースの多色光学エンジンによって放出されるすべての光を導波路内にカップリングすることは困難となりうる。

【0006】

これを考慮して、ディスプレイ・デバイスに関連した新規な解決法を開発することが望ましい。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

この概要は、以下、詳細な説明においてさらに詳述される概念の選択を簡略化された形で導入するために提供される。この概要は、請求された主題の鍵となる特徴又は必須の特徴を特定することを意図するものではなく、請求された主題の範囲を制限するために用いられることも意図するものではない。

【0008】

第１の態様によれば、ディスプレイ・デバイスのための光学エンジンが提供される。光学エンジンは、第１のピーク波長を有する第１の光を放出するように構成される第１の光源と、第１のピーク波長と異なる第２のピーク波長を有する第２の光を放出するように構成されるスーパールミネッセント光源と、を備える照明装置を備える。

【0009】

第２の態様によれば、ディスプレイ構造が提供される。ディスプレイ構造は、導波路と、インカップリング構造と、全反射による導波路内の伝搬のために、インカップリング構造を介して、光を導波路内に導くように構成される第１の態様に従う光学エンジンを備える。

【0010】

第３の態様によれば、第３の態様に従うディスプレイ構造を備えるディスプレイ・デバイスが提供される。

【0011】

第４の態様によれば、第３の態様に従うディスプレイ・デバイスを備える車両が提供される。

【0012】

本開示は、添付の図面を考慮して以下の詳細な説明を読むことでより良く理解される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】光学エンジンを示す。

【図2】照明装置の正規化された発光スペクトルを示す。

【図3】スーパールミネッセント・ダイオードの断面図を示す。

【図4】ディスプレイ構造を示す。

【図5】他のディスプレイ構造を示す。

【図6】導波路を示す。

【図7】ディスプレイ・デバイスを示す。

【図8】車両を示す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

明示的に反対のことが述べられない限り、上述した図面のいかなる図面も縮尺通りには描画されていない可能性があるので、前記図面の実施例の特定の構造的態様を強調するために、前記図面内のいかなる要素も前記図面内の他の要素に対して不正確な比率で描画されている可能性がある。

【0015】

さらに、上述した図面のいかなる２つの図面の実施例における対応要素も、前記２つの図面の実施例の特定の構造的態様を強調するために、前記２つの図面内で互いに対して不釣り合いの可能性がある。

【0016】

この詳細な説明において述べられる光学エンジン、ディスプレイ構造及びディスプレイ・デバイスに関して、以下に留意されたい。

【0017】

この明細書において、「ディスプレイ・デバイス」は、イメージ及び／又はデータの視覚的表現のために動作可能な出力デバイス、例えば、電子デバイスを意味してもよい。ディスプレイ・デバイスは、概して、少なくとも１つの光学エンジンを備えてもよい。ディスプレイ・デバイスは、オプションで、イメージ及び／又はデータの視覚的表現に必要又は有益な任意の１つ以上の部分又は要素、例えば、パワー・ユニット、コンバイナ光学ユニット、例えば、導波路ベースのコンバイナ光学ユニット、アイ・トラッキング・ユニット、ヘッド・トラッキング・ユニット、ジェスチャ感知ユニット及び／又は深さマッピング・ユニットをさらに備えてもよい。ディスプレイ・デバイスは、ポータブル・ディスプレイ・デバイス、例えば、ヘッド・マウント・ディスプレイ・デバイス及び／又はシースルー・ディスプレイ・デバイス、例えば、ヘッド・アップ・ディスプレイ・デバイスでもよいし、これらでなくてもよい。

【0018】

本願明細書において、「ユニット」は、少なくとも１つの特定のプロセスを実行するのに適切な、又は、実行するように構成される要素を意味してもよい。ユニットは、概して、１つ又は複数の部分を備えてもよく、１つ又は複数の部分の各々は、前記ユニットの装置に属していると分類されてもよい。プロセスを実行するように構成されるユニットの「装置」は、前記プロセスの少なくとも１つの特定のサブプロセスを実行するのに適切な、又は、実行するように構成される前記ユニットの１つ又は複数の部分のセットを意味してもよい。このように、「装置を備えるユニット」は、前記装置に属している１つ又は複数の部分を備える前記ユニットを意味してもよい。概して、装置は、その特定のサブプロセスを実行するために必要及び／又は有益な１つ又は複数の任意の要素、例えば、機械、電気及び／又は光学素子を備えてもよい。

【0019】

さらに、「光学エンジン」又は「ディスプレイ・エンジン」は、ディスプレイ・デバイスのユーザのためのビジュアル・コンテンツを生成するのに適切な、又は、生成するように構成されるディスプレイ・デバイスのためのユニット、又は、ディスプレイ・デバイスのユニットを意味してもよい。追加的に又は代替的に、「光学エンジン」は、例えば、角スペクトルにおける、インカップリング構造に伝えられるイメージを形成するのに適切な、又は、形成するように構成されるディスプレイ・デバイスのためのユニット、又は、ディスプレイ・デバイスのユニットを意味してもよい。光学エンジンは、少なくとも１つの光源を備え、オプションで、前記少なくとも１つの光源を制御するために必要又は有益な１つ以上の部分又は要素を備える照明装置を備えてもよい。光学エンジンは、オプションで、ビジュアル・コンテンツの生成のために必要又は有益な任意の１つ以上の部分又は要素、例えば、グラフィックス・プロセッシング・ユニット（ＧＰＵ：ｇｒａｐｈｉｃｓ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、光コンバイナ装置、ライト・ステアリング・オプティクス、例えば、光スキャナ装置及び／又は光リレー装置をさらに備えてもよい。

【0020】

この開示の全体にわたって、「ディスプレイ構造」は、ディスプレイ・デバイスの少なくとも部分を意味してもよい。このように、ディスプレイ構造は、動作可能なディスプレイ・デバイスを形成してもよいし、形成しなくてもよい。

【0021】

図１は、一実施例に従った光学エンジン１０００を概略的に示す。光学エンジン１０００は、照明装置１１００を備え、照明装置１１００は、第１のピーク波長

【数1】

を有する第１の光１１１１を放出するように構成される第１の光源１１１０と、

【数3】

と異なる第２のピーク波長

【数2】

を有する第２の光１１２２を放出するように構成されるスーパールミネッセント光源１１２０と、を備える。概して、スーパールミネッセント光源を備える導波路ベースのディスプレイ・デバイスのための光学エンジンの照明装置は、導波路からカップリングアウトされるイメージ内の光学干渉によって生じる空間的強度変化を減少させるのを容易にしうる。追加的に又は代替的に、第１のピーク波長を有する第１の光を放出するように構成される第１の光源と、第１のピーク波長と異なる第２のピーク波長を有する第２の光を放出するように構成されるスーパールミネッセント光源と、を備える光学エンジンの照明装置は、ディスプレイ・デバイスのイメージ品質を極端に妨げることなく、回折インカップリング構造を介して、光学エンジンによって放出される光をディスプレイ・デバイスの導波路内にカップリングするのを容易にしうる。

【0022】

この開示において、「導波路」は、光導波路を意味してもよい。追加的に又は代替的に、導波路は、２次元導波路を意味してもよく、光は、前記導波路の厚さ方向に沿って制限されてもよい。

【0023】

この明細書の全体にわたって、「インカップリング構造」は、全反射による導波路内の伝搬のために、光を導波路内にカップリングするのに適切な、又は、カップリングするように構成される構造を意味してもよい。概して、インカップリング構造は、例えば、１つ又は複数の回折光学素子、例えば、回折格子、１つ又は複数の反射光学素子、例えば、ミラー、及び／又は、１つ又は複数の屈折光学素子、例えば、プリズムを備えてもよい。

【0024】

本願明細書において、「回折光学素子」は、動作が光の回折に基づく光学素子を意味してもよい。概して、回折光学素子は、可視光の波長のオーダの少なくとも１つの寸法、例えば、１マイクロメートル未満の少なくとも１つの寸法を有する構造的特徴を備えてもよい。回折光学素子の典型的な実例は、回折格子、例えば、１次元及び２次元の回折格子を備え、単一領域の回折格子として、又は、多重領域の回折格子として実施されてもよい。回折格子は、概して、少なくとも表面レリーフ回折格子又は体積ホログラフィック回折格子として実施されてもよく、それらは、透過及び／又は反射タイプの回折格子として機能するように構成されてもよい。

【0025】

したがって、「回折インカップリング構造」は、回折光学素子を備えるインカップリング構造を意味してもよい。

【0026】

図１の実施例では、第１の光源１１１０は、レーザー光源として実施される。他の実施例では、第１の光源は、任意の適切な方法で、例えば、レーザー光源、スーパールミネッセント光源又は発光ダイオード源として実施されてもよい。

【0027】

図１において点線を用いて示されるように、スーパールミネッセント光源１１２０は、スーパールミネッセント・ダイオード１１２３を備えてもよい。概して、スーパールミネッセント・ダイオードを備えるスーパールミネッセント光源は、光学エンジンの照明装置を減少したフォーム・ファクタで形成するのを容易にしうる。他の実施例では、スーパールミネッセント光源は、スーパールミネッセンス又は増幅自然放出を達成するための１つ又は複数の任意の適切なタイプの１つ又は複数の構成要素、例えば、１つ以上のスーパールミネッセント・ダイオード及び／又は１つ以上のダイ・ベースの発光デバイスを備えてもよい。

【0028】

図１において点線を用いてさらに示されるように、照明装置１１００は、

【数5】

及び

【数6】

の各々と異なる第３のピーク波長

【数4】

を有する第３の光１１３３を放出するように構成されるさらなる光源１１３０を備えてもよい。概して、この種のさらなる光源を備える光学エンジンの照明装置は、３色を有する加法混色のための、例えば、ＲＧＢイメージ形成のための前記光学エンジンを用いることを可能にしうる。他の実施例では、照明装置は、第１の光源及びスーパールミネッセント光源に加えて、１つ又は複数のさらなる光源を備えてもよいし、備えなくてもよい。この種の他の実施例では、前記１つ又は複数のさらなる光源の少なくとも１つ、例えば、各々は、第１のピーク波長及び／又は第２のピーク波長と異なる１つ又は複数のピーク波長で光を放出するように構成されてもよいし、構成されなくてもよい。いくつかの実施例では、複数の光源は、単一、すなわち、同一波長の光を放出するように構成されてもよい。

【0029】

図１の実施例では、さらなる光源１１３０は、さらなるレーザー光源として実施されてもよい。概して、さらなる光源がさらなるレーザー光源として又はさらなるスーパールミネッセント光源として実施されることは、３色を有する加法混色に適した光学エンジンのフォーム・ファクタ及び／又はエネルギー消費を減少するのを容易にしうる。他の実施例では、照明装置は、第１のピーク波長及び第２のピーク波長の各々と異なる第３のピーク波長を有する第３の光を放出するように構成されるさらなる光源を備え、さらなる光源は、任意の適切な方法で、例えば、さらなるレーザー光源として、又は、さらなるスーパールミネッセント光源として実施されてもよい。

【0030】

図１の実施例では、光学エンジン１０００は、第１の光源１１１０によって放出される少なくとも第１の光１１１１と、スーパールミネッセント光源１１２０によって放出される第２の光１１２２と、を結合し、結合光１２０１を形成するための光コンバイナ装置１２００を備える。他の実施例では、光学エンジンは、この種の光コンバイナ装置を備えてもよいし、備えなくてもよい。

【0031】

照明装置１１００がさらなる光源１１３０も備える場合、光コンバイナ装置１２００は、第１の光源１１１０によって放出される第１の光１１１１と、スーパールミネッセント光源１１２０によって放出される第２の光１１２２と、さらなる光源１１３０によって放出される第３の光１１３３と、を結合し、結合光１２０１を形成するように構成されてもよい。他の実施例では、照明装置は、少なくとも１つのさらなる光源及び光コンバイナ装置を備え、光コンバイナ装置は、照明装置の個々の光源の一部又は全部によって放出される光を結合するのに適切であるか、又は、結合するように構成されてもよい。

【0032】

図１の実施例の光学エンジン１０００は、照明装置１１００によって生成される光を偏向させるための光スキャナ装置１３００をさらに備える。光学エンジン１０００は、光コンバイナ装置１２００によって形成される結合光１２０１を受信するように構成される。概して、この種の光スキャナ装置を備えるディスプレイ・デバイスの光学エンジンは、ディスプレイ・デバイスのフォーム・ファクタを減少することを可能にしうる。他の実施例では、光学エンジンは、任意の適切な方法で実施されてもよい。このように、光学エンジンは、照明装置によって生成される光を偏向させるための光スキャナ装置を備えてもよいし、備えなくてもよい。いくつかの実施例では、光学エンジンは、非走査マイクロミラー・デバイス、例えば、マイクロミラー・アクチュエータのアレイを備えるマイクロミラー・デバイス及び／又は液晶オン・シリコン（ＬＣｏＳ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）デバイスを、光スキャナ装置に加えて又は光スキャナ装置の代わりに備えてもよい。

【0033】

図１の実施例の光スキャナ装置１３００は、マイクロミラー・スキャナ１３１０を備える。概して、マイクロミラー・スキャナは、減少した質量及び／又は電力消費を提供してもよい。追加的に又は代替的に、マイクロミラー・スキャナは、保守の必要を減少し、及び／又は、厳しい動作条件で信頼性を増加することができる。他の実施例では、光学エンジンは、照明装置によって生成される光を偏向させるための光スキャナ装置を備え、光スキャナ装置は、１つ又は複数の任意の適切なタイプの１つ又は複数の構成要素、例えば、１つ以上のマイクロミラー・スキャナ、１つ以上のファイバ・スキャナ、１つ以上の一体化した電気光学スキャナ、１つ以上の音響光学変調器、１つ以上のフェーズド・アレイ・ビーム・ステアラ及び／又は１つ以上の表面音響波（ＳＡＷ：ｓｕｒｆａｃｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｗａｖｅ）スキャナを備えてもよい。

【0034】

本願明細書において、「マイクロミラー・スキャナ」又は「マイクロスキャナ」又は「走査マイクロミラー」は、光の変調のためのマイクロミラー・ベースのアクチュエータを意味してもよい。追加的に又は代替的に、マイクロミラー・スキャナは、照明装置によって生成される光を偏向させるマイクロ光電気機械システム（ＭＯＥＭＳ：ｍｉｃｒｏｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）を意味してもよい。概して、マイクロミラー・スキャナは、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ：ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）を備えてもよいし、備えなくてもよい。マイクロミラー・スキャナにおいて、光の変調は、ミラー、例えば、マイクロミラーの、１つ又は複数の軸上の並進及び／又は回転運動によって生じてもよい。

【0035】

図１の実施例では、マイクロミラー・スキャナ１３１０は、第１の偏向ミラー１３１１及び第２の偏向ミラー１３１２を備える。第１の偏向ミラー１３１１及び第２の偏向ミラー１３１２の各々は、１次元方向に走査するマイクロミラーである。したがって、図１の実施例のマイクロミラー・スキャナ１３１０は、二重の１次元のマイクロミラー・スキャナとして実施される。他の実施例では、光スキャナ装置は、マイクロミラー・スキャナを備え、マイクロミラー・スキャナは、任意の適切な方法で、例えば、１次元のマイクロミラー・スキャナ、二重の１次元のマイクロミラー・スキャナ又は２次元のマイクロミラー・スキャナとして実施されてもよい。

【0036】

図１の実施例の光学エンジン１０００は、非瞳イメージングのために構成されてもよい。他の実施例では、光学エンジンは、非瞳イメージングのために構成されてもよいし、構成されなくてもよい。例えば、いくつかの実施例では、光学エンジンは、光学エンジンの中間イメージ及び出力瞳を形成するように構成される光リレー装置を備える瞳イメージングのために構成されてもよい。

【0037】

図２は、一実施例に従った光学エンジンの照明装置の正規化された発光スペクトル２０００を示す。図２の実施例の光学エンジン又はその任意の１つ若しくは複数の部分は、図１を参照して、又は、図１に関連して開示される実施例のいずれかに従ってもよい。

【0038】

図２の実施例の発光スペクトル２０００は、例えば、レーザー光源として実施されてもよい第１の光源によって放出される第１の光の第１の光スペクトル２００１と、スーパールミネッセント光源によって放出される第２の光スペクトル２００２と、を備える。第１の光は、第１のピーク波長

【数7】

を有し、第２の光は、

【数9】

と異なる第２のピーク波長

【数8】

を有する。

【0039】

図２の実施例では、

【数10】

は、

【数11】

より高い。典型的には、ディスプレイ構造の導波路の回折インカップリング構造は、光をその１次の回折次数にカップリングするように構成される。この種の条件では、より長い波長の光は、より長いバウンス期間を有する導波路において伝搬する。概して、

【数12】

が

【数13】

より高いことは、特にこの種のより長い波長において、ディスプレイ・デバイスのイメージ品質を極端に妨げることなく、回折インカップリング構造を介して、光学エンジンによって放出される光をディスプレイ・デバイスの導波路内にカップリングするのを容易にしうる。他の実施例では、第２のピーク波長は、第１のピーク波長より高くてもよいし、高くなくてもよい。いくつかの実施例では、第２のピーク波長は、第１のピーク波長より低くてもよい。

【0040】

図２の実施例では、第１の光スペクトル２００１は、半値全幅（ＦＷＨＭ：ｆｕｌｌ－ｗｉｄｔｈ－ｈａｌｆ－ｍａｘｉｍｕｍ）線幅

【数14】

を有し、第２の光スペクトル２００２は、

【数16】

より大きいＦＷＨＭ線幅

【数15】

を有する。他の実施例では、第２の光スペクトルのＦＷＨＭ線幅は、第１の光スペクトルのＦＷＨＭ線幅より大きくてもよいし、大きくなくてもよい。

【0041】

図２の実施例では、

【数17】

は、２ナノメートル（ｎｍ）未満である。他の実施例では、第１の光スペクトルは、任意の適切な線幅、例えば、２ｎｍ未満、４ｎｍ未満又は５ｎｍ未満の線幅を有してもよい。

【0042】

図２の実施例では、

【数18】

は、２ｎｍより大きい。概して、第２の光の第２の光スペクトルのより高い線幅は、導波路のアウトカップリング構造で、サブ瞳の密度を増加させてもよく、ひいては、イメージ品質を極端に妨げることなく、回折インカップリング構造を介して、光学エンジンによって放出される光を導波路内にカップリングするのを容易にしうる。追加的に又は代替的に、第２の光の第２の光スペクトルのより高い線幅は、導波路からアウトカップリングされるイメージ内の光学干渉によって生じる空間的強度変化を減少させるのを容易にしうる。

【0043】

図２の実施例では、

【数19】

は、１０ｎｍ未満である。概して、第２の光の第２の光スペクトルのより低い線幅は、分散関連のイメージ欠陥を減少しうる。他の実施例では、第２の光の第２の光スペクトルは、任意の適切な線幅、例えば、２ｎｍ以上又は３ｎｍ以上又は４ｎｍ以上又は５ｎｍ以上の線幅、及び／又は、５０ｎｍ以下又は４０ｎｍ以下又は３０ｎｍ以下又は２０ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の線幅を有してもよい。

【0044】

図２の実施例では、照明装置は、

【数21】

及び

【数22】

の各々と異なる第３のピーク波長

【数20】

を有する第３の光を放出するように構成されるさらなる光源を備えてもよい。したがって、図２において、点線を用いて示すように、発光スペクトル２０００は、この種の第３の光の第３の光スペクトル２００３を備えてもよい。

【0045】

図２の実施例では、

【数23】

は、

【数24】

及び

【数25】

の各々より低くてもよい。他の実施例では、さらなる光源によって放出される第３の光の第３のピーク波長は、第１の光源によって放出される第１の光及び／又はスーパールミネッセント光源によって放出される第２の光より低くてもよいし、低くなくてもよい。

【0046】

図２の実施例の

【数26】

、

【数27】

及び

【数28】

は、それぞれ、緑色波長範囲２０２０、赤色波長範囲２０３０及び青色波長範囲２０１０内にある。他の実施例では、第１のピーク波長、第２のピーク波長及び第３のピーク波長のいずれかは、青色波長範囲、緑色波長範囲及び赤色波長範囲のいずれか内でもよいし、いずれか内でなくてもよい。例えば、第２のピーク波長は、青色波長範囲、緑色波長範囲又は赤色波長範囲内にあってもよいし、内になくてもよい。

【0047】

この明細書の全体にわたって、「青色波長範囲」は、４４０ｎｍから４９０ｎｍまで又は４５０ｎｍから４８５ｎｍまで延在する波長範囲を意味してもよい。

【0048】

この明細書において、「緑色波長範囲」は、４９５ｎｍから５７５ｎｍまで又は５００ｎｍから５６５ｎｍまで延在する波長範囲を意味してもよい。

【0049】

さらに、「赤色波長範囲」は、６００ｎｍから７５０ｎｍまで又は６１０ｎｍから７００ｎｍまで又は６２０ｎｍから６５０ｎｍまで又は６２５ｎｍから６４０ｎｍまで延在する波長範囲を意味してもよい。

【0050】

図２の実施例では、第３の光スペクトル２００３は、２ｎｍ未満のＦＷＨＭ線幅

【数29】

を有してもよい。他の実施例では、第３の光スペクトルは、任意の適切な線幅、例えば、２ｎｍ未満又は４ｎｍ未満又は５ｎｍ未満の線幅を有してもよい。

【0051】

いくつかの実施例では、さらなる光源は、さらなるスーパールミネッセント光源として実施されてもよい。この種の実施例では、さらなる光源によって放出される第３の光の第３の光スペクトルは、例えば、２ｎｍ以上又は３ｎｍ以上又は４ｎｍ以上又は５ｎｍ以上の線幅、及び／又は、５０ｎｍ以下又は４０ｎｍ以下又は３０ｎｍ以下又は２０ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の線幅を有してもよい。

【0052】

図３は、一実施例に従った光学エンジンの照明装置のスーパールミネッセント光源又はさらなるスーパールミネッセント光源のスーパールミネッセント・ダイオード３０００の断面図を概略的に示す。図３の実施例の光学エンジン又はその任意の１つ若しくは複数の部分は、図１及び図２のいずれかを参照して、又は、図１及び図２に関連して開示される実施例のいずれかに従ってもよい。

【0053】

図３の実施例では、スーパールミネッセント・ダイオード３０００は、基板３０３０、基板３０３０上に配置される第１のクラッド層３０１１、第１のクラッド層３０１１上の活性層３０２０及び活性層３０２０上の第２のクラッド層３０１２を備える。活性層３０２０は、第１のクラッド層３０１１と第２のクラッド層３０１２との間に配置される。

【0054】

図３の実施例のスーパールミネッセント・ダイオード３０００は、動作の間、第１のクラッド層３０１１と活性層３０２０と第１のクラッド層３０１１とに動作電圧を適用するための、基板３０３０に接続されている第１の電極３００１及び第２のクラッド層３０１２に接続されている第２の電極３００２をさらに備える。他の実施例では、スーパールミネッセント光源は、スーパールミネッセント・ダイオードを備え、スーパールミネッセント・ダイオードは、任意の適切なタイプの構造を有してもよい。

【0055】

図３の実施例では、活性層３０２０は、第１の端面３０２１及び第２の端面３０２２を備え、スーパールミネッセント・ダイオード３０００は、レーザー発振が禁止されるように活性層３０２０内の光学フィードバックを制限するために、第１の端面３０２１上の第１の反射防止コーティング３０４１及び第２の端面３０２２上の第２の反射防止コーティング３０４２を備える。他の実施例では、スーパールミネッセント・ダイオードは、任意の適切な手段によってそのレーザー発振閾値未満で動作するように構成されてもよい。例えば、いくつかの実施例では、スーパールミネッセント・ダイオードの活性層は、傾斜した反射防止コーティングの端面を備えてもよい。

【0056】

図３の実施例では、活性層３０２０は、アルミニウム・ガリウム・リン化インジウムＡｌＧａＩｎＰを備える。概して、ＡｌＧａＩｎＰを備えるスーパールミネッセント・ダイオードの活性層は、減少したエネルギー消費を有する赤色波長範囲の、特により短い波長での放出を可能にしうる。他の実施例では、スーパールミネッセント・ダイオードの活性層は、ＡｌＧａＩｎＰを備えてもよいし、備えなくてもよい。

【0057】

特に、図３の実施例の活性層３０２０は、ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層として実施されてもよい。この種の場合、スーパールミネッセント・ダイオード３０００によって放出される光のピーク波長は、活性層３０２０の量子井戸厚を調整することによって調節可能でもよい。他の実施例では、活性層は、多重量子井戸活性層として、例えば、ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層として実施されてもよいし、実施されなくてもよい。

【0058】

上述した第１の態様の実施例を互いと組み合わせて用いてもよいことを理解されたい。実施例のいくつかをともに組み合わせて、さらなる実施例を形成してもよい。

【0059】

主に光学エンジンに関連した態様が上述される。以下では、ディスプレイ構造及びディスプレイ・デバイスに関連した態様がより強調される。光学エンジン態様に関連した実施の方法、定義、詳細及び利点について上述されたことは、必要な変更を加えて、後述する態様にあてはまる。同じことは、逆もまたあてはまる。

【0060】

図４は、一実施例に従ったディスプレイ構造４０００を示す。図４の実施例は、図１から図３のいずれかを参照して、又は、図１から図３に関連して開示される実施例のいずれかに従ってもよい。

【0061】

追加的に又は代替的に、図４に明確には示されないが、図４の実施例又はその任意の部分は、概して、図４から省略される図１から図３の実施例のいずれかの任意の特徴及び／又は要素を備えてもよい。

【0062】

図４の実施例では、ディスプレイ構造４０００は、導波路４１００及びインカップリング構造４２１０を備える。図４の実施例のディスプレイ構造４０００は、この明細書の第１の態様に従った、光学エンジン４３００をさらに備える。光学エンジン４３００は、全反射による導波路４１００内の伝搬のために、インカップリング構造４２１０を介して、光４３０１を導波路４１００内に導くように構成される。

【0063】

図４の実施例では、ディスプレイ構造４０００は、少なくとも第１の複製方向４１０１に沿って、瞳複製によって射出瞳拡大を実行するように構成される。他の実施例では、ディスプレイ構造は、この種の方法で構成されてもよいし、構成されなくてもよい。

【0064】

本願明細書において、「射出瞳拡大」は、光のアウトカップリングが発生する前記導波路の部分を拡大するように、制御された方法で導波路内に光を分散させるプロセスを意味してもよい。

【0065】

さらに、「瞳複製」は、射出瞳拡大プロセスを意味してもよく、複数の射出サブ瞳は、イメージング・システム内で形成される。射出瞳拡大のために瞳複製に依存する導波路ベースの多色イメージング・システムでは、個々の射出サブ瞳は、好ましくは、光のアウトカップリングが発生する前記導波路の部分で、光のすべての角度及びすべての色のための重複する方法で配置されるということが発見された。射出サブ瞳のこの種の装置は、典型的には暗フリンジと認められる、アウトカップリングされるイメージ内の空間的強度変化の形成を回避することを可能にしうる。

【0066】

この明細書の全体にわたって、「第１の複製方向」は、導波路が瞳複製を実行するように構成される方向を意味してもよい。さらに、「少なくとも第１の複製方向に沿った瞳複製」を実行するように構成される導波路は、１次元の瞳複製、例えば、水平若しくは垂直の瞳複製、又は、２次元の瞳複製、例えば、水平若しくは垂直の瞳複製を、実行するように構成される前記導波路を意味してもよい。

【0067】

図４の実施例のインカップリング構造４２１０は、回折インカップリング構造として実施される。このように、インカップリング構造４２１０は、インカップリング格子４２１１を備える。他の実施例では、インカップリング構造は、任意の適切な方法で、例えば、回折インカップリング構造として実施されてもよい。

【0068】

図４の実施例の光学エンジン４３００は、第１の光源４３１０及びスーパールミネッセント光源４３２０を備える。追加的に、図４には示されないが、光学エンジン４３００は、第１の光源４３１０及びスーパールミネッセント光源４３２０に加えて、１つ又は複数のさらなる光源をさらに備えてもよい。この種の１つ又は複数のさらなる光源は、任意の適切な方法で、例えば、１つ若しくは複数のレーザー光源及び／又は１つ若しくは複数のさらなるスーパールミネッセント光源及び／又は１つ若しくは複数の発光ダイオード源として実施されてもよい。

【0069】

図４の実施例では、ディスプレイ構造４０００は、インカップリング構造４２１０から光４３０１を受信するように構成される中間瞳拡大構造４２２０と、中間瞳拡大構造４２２０から光４３０１を受信するように構成されるアウトカップリング構造４２３０と、を備える。他の実施例では、ディスプレイ構造は、この種の中間瞳拡大構造及びこの種のアウトカップリング構造を備えてもよいし、備えなくてもよい。

【0070】

この開示において、「アウトカップリング構造」は、導波路から光をアウトカップリングするように構成される構造を意味してもよい。概して、アウトカップリング構造は、例えば、１つ若しくは複数の回折光学素子、例えば、回折格子、１つ若しくは複数の反射光学素子、例えば、ミラー、及び／又は、１つ若しくは複数の屈折光学素子、例えば、プリズムを備えてもよい。

【0071】

図４の実施例のディスプレイ構造４０００は、中間瞳拡大構造４２２０を用いて第１の複製方向４１０１に沿った瞳複製、及び、アウトカップリング構造４２３０を用いて第１の複製方向４１０１に垂直な第２の複製方向４１０２に沿った瞳複製によって射出瞳拡大を実行するように構成される。他の実施例では、ディスプレイ構造は、この種の方法で構成されてもよいし、構成されなくてもよい。

【0072】

図４の実施例では、インカップリング構造４２１０、中間瞳拡大構造４２２０及びアウトカップリング構造４２３０の各々は、１つ又は複数の１次元回折格子を備えてもよい。他の実施例では、インカップリング構造、中間瞳拡大構造及びアウトカップリング構造の一部又は全部は、１つ又は複数の１次元回折格子を備えてもよいし、備えなくてもよい。

【0073】

図４の実施例の導波路４１００は、約０．３ミリメートル（ｍｍ）の厚さ（Ｔ）を有してもよい。概して、導波路のより小さい厚さは、導波路のアウトカップリング構造でのサブ瞳の密度を増加させてもよく、ひいては、アウトカップリングされるイメージ内の空間的強度変化の形成を回避するのを容易にしうるし、一方、導波路のより大きい厚さは、導波路ベースのディスプレイ・デバイスの製作を容易にしうる。他の実施例では、導波路は、任意の適切な厚さ、例えば、０．２５ｍｍ以上又は０．２７ｍｍ以上又は０．３ｍｍ以上及び／又は５ｍｍ以下又は２ｍｍ以下又は１ｍｍ以下の厚さを有してもよい。

【0074】

図５は、一実施例に従ったディスプレイ構造５０００を示す。図５の実施例は、図１から図４のいずれかを参照して、又は、図１から図４に関連して開示される実施例のいずれかに従ってもよい。追加的に又は代替的に、図５に明確には示されないが、図５の実施例又はその任意の部分は、概して、図５から省略される図１から図４の実施例のいずれかの任意の特徴及び／又は要素を備えてもよい。

【0075】

特に、図４の実施例のディスプレイ構造４０００と同様に、図５の実施例のディスプレイ構造５０００もまた、導波路５１００並びに第１の光源５３１０及びスーパールミネッセント光源５３２０を備える光学エンジン５３００を備える。追加的に、導波路５１００は、光学エンジン５３００から生じる光５３０１を導波路５１００内にカップリングするように構成される回折インカップリング構造５２１０を備える。

【0076】

しかしながら、図４の実施例とは異なり、図５の実施例の導波路５１００は、インカップリング構造５２１０から光５３０１を直接受信するように構成されるアウトカップリング構造５２３０を備える。

【0077】

図５の実施例のディスプレイ構造５０００は、アウトカップリング構造５２３０を用いて第１の複製方向５１０１及び第２の複製方向５１０２に沿った瞳複製によって射出瞳拡大を実行するように構成される。他の実施例では、ディスプレイ構造は、この種の方法で構成されてもよいし、構成されなくてもよい。

【0078】

図５の実施例では、インカップリング構造５２１０及びアウトカップリング構造５２３０は、１つ又は複数の２次元回折格子を備えてもよい。他の実施例では、インカップリング構造、中間瞳拡大構造及びアウトカップリング構造の一部又は全部は、１つ又は複数の２次元回折格子を備えてもよいし、備えなくてもよい。

【0079】

図６は、導波路６１００の概略図面を示す。図６において、図面の平面は、導波路６１００の面に平行して延在する。

【0080】

この開示において、導波路の「面」は、特定の視認方向から見える、又は、特定の視認方向に対向する前記導波路の表面の部分を意味してもよい。追加的に又は代替的に、導波路の面は、全反射による前記導波路内の光を制限するのに適切な、又は、制限するように構成される表面を意味してもよい。

【0081】

図６において、第１の回折構造６１４１は、第２の回折構造６１４２に光を向けるように構成され、光は、全反射によって導波路６１００内を伝搬する。第１の回折構造６１４１は、例えば、インカップリング構造でもよく、第２の回折構造６１４２は、例えば、中間瞳拡大構造又はアウトカップリング構造でもよい。

【0082】

図６において、第１の伝搬経路６１５１及び第２の伝搬経路６１５２が示され、第１の光源によって放出される第１の光は、第１の伝搬経路６１５１に沿って伝搬し、スーパールミネッセント光源によって放出される第２の光は、第２の伝搬経路６１５２に沿って伝搬する。

【0083】

図６に示される第１の光は、第１のピーク波長及び第１の光スペクトルを有する。第２の光は、第１の光スペクトルより幅広い第２の光スペクトルを有する。しかしながら、例えば、図１の実施例の第１の光１１１１及び第２の光１１２２とは異なり、図６に示される第２の光は、図６に示される第１の光と同じ第１のピーク波長を有する。

【0084】

一方、第１の光スペクトルのより低い幅を強調するために、図６では、第１の光の任意の特定の入射角のために、第１の光が、等しく間隔を置かれたピーク波長サブ瞳６１６１で導波路６１００の面から反射するように、第１の光は、モノクロとして示される。

【0085】

他方、第２の光スペクトルの増加した幅を強調するために、図６では、第２の光は、第１の光の任意の特定の入射角のために、第２の光が、単にピーク波長サブ瞳６１６１だけではなく等しく間隔を置かれた第２の波長サブ瞳６１６２及び等しく間隔を置かれた第３の波長サブ瞳６１６３で導波路６１００の面から反射するように示される。

【0086】

第２の波長サブ瞳６１６２は、ピーク波長サブ瞳６１６１より高いサブ瞳間距離を呈し、第３の波長サブ瞳６１６３は、ピーク波長サブ瞳６１６１より低いサブ瞳間距離を呈する。異なる波長でのサブ瞳間距離のこの変化に起因して、第２の光は、第２の回折構造６１４２での第１の光より高いサブ瞳密度を呈する。スーパールミネッセント光源によって達成可能なこの種のより高いサブ瞳密度は、導波路からアウトカップリングされるイメージ内の空間的強度変化の形成を回避するのを容易にしうる。特に、この種のより高いサブ瞳密度は、この種のイメージに対して移動する観察者によって知覚できる、いわゆる「瞳バンディング（ｐｕｐｉｌ ｂａｎｄｉｎｇ）」影響を減少しうる。

【0087】

図７は、一実施例に従ったディスプレイ・デバイス７０００を示す。図７の実施例は、図１から図５のいずれかを参照して、又は、図１から図５に関連して開示される実施例のいずれかに従ってもよい。追加的に又は代替的に、図７に明確には示されないが、図７の実施例又はその任意の部分は、概して、図１から図５の実施例のいずれかの任意の特徴及び／又は要素を備えてもよい。

【0088】

図７の実施例では、ディスプレイ・デバイス７０００は、シースルー・ヘッド・マウント・ディスプレイ・デバイスとして、より詳しくは、シースルー・ディスプレイを備える眼鏡として実施される。他の実施例では、ディスプレイ・デバイスは、任意の適切な方法で、例えば、シースルー・ディスプレイ・デバイスとして及び／又はヘッド・マウント・ディスプレイ・デバイスとして実施されてもよい。

【0089】

この明細書の全体にわたって、「シースルー・ディスプレイ・デバイス」又は「透明なディスプレイ・デバイス」は、そのユーザが、ディスプレイ・デバイス上に示されるイメージ及び／又はデータを見ることができるとともに、ディスプレイ・デバイスを通して見ることができるディスプレイ・デバイスを意味してもよい。

【0090】

さらに、「ヘッド・マウント・ディスプレイ・デバイス」は、ヘッドギアの部分として頭部に装着される、及び／又は、目に又は目の上に装着されるように構成されるディスプレイ・デバイスを意味してもよい。

【0091】

図７の実施例では、ディスプレイ・デバイス７０００は、フレーム７１００及びフレーム７１００によってサポートされる第２の態様に従うディスプレイ構造７２００を備える。

【0092】

ディスプレイ構造７２００は、導波路７２１０、回折インカップリング構造７２２１、インカップリング構造７２２１から光を受信するように構成される回折アウトカップリング構造７２２３及び光学エンジン７２３０を備え、光学エンジン７２３０は、第１の光源７２３１及びスーパールミネッセント光源７２３２備え、全反射による導波路７２１０内の伝搬のために、インカップリング構造７２２１を介して、光を導波路７２１０内に導くように構成される。

【0093】

図８は、一実施例に従った車両８０００を概略的に示す。図８の実施例では、車両８０００は、車として実施される。他の実施例では、車両は、車として実施されてもよいし、実施されなくてもよい。例えば、いくつかの実施例では、車両は、自動車、例えば、車、トラック又はバス、レールの車両、例えば、電車又は路面電車、船舶、例えば、船又はボート、航空機、例えば、飛行機、ヘリコプター、又は、宇宙船として実施されてもよい。

【0094】

図８の実施例では、車両８０００は、第３の態様に従うディスプレイ・デバイス８１００を備える。図８に明確に示されない場合であっても、図８の実施例又はその任意の部分は、概して、図１から図５の実施例のいずれかの任意の特徴及び／又は要素を備えてもよい。

【0095】

図８の実施例では、ディスプレイ・デバイス８１００は、導波路８１１０、インカップリング構造８１２１、中間瞳拡大構造８１２２、アウトカップリング構造８１２３及び光学エンジン８１３０を備える。他の実施例では、車両は、第３の態様に従う１つ又は複数の任意の適切なタイプの１つ又は複数のディスプレイ・デバイスを備えてもよい。

【0096】

図８の実施例のディスプレイ・デバイス８１００は、ヘッド・アップ・ディスプレイ・デバイスとして実施される。他の実施例では、ディスプレイ・デバイスは、ヘッド・アップ・ディスプレイ・デバイスとして実施されてもよいし、実施されなくてもよい。

【0097】

本願明細書において、「ヘッド・アップ・ディスプレイ・デバイス」は、車両の操作者、例えば、ドライバ又はパイロットに、前記操作者が自分の通常の視点から目をそらす必要なく、イメージ及び／又はデータを提示するように構成されるシースルー・ディスプレイ・デバイスを意味してもよい。

【0098】

図８の実施例では、ディスプレイ・デバイス８１００は、薄板状のウィンドウ８２００をさらに備え、導波路８１１０は、ウィンドウ８２００内に延在する。他の実施例では、１つ又は複数の導波路は、１つ又は複数の任意の適切な方法で配置されてもよい。いくつかの実施例では、導波路は、薄板状のウィンドウ、例えば、フロントガラス内に延在してもよい。いくつかの実施例では、車両は、ウィンドウから離れた導波路を備えてもよい。

【0099】

本発明の基本的な着想が技術の進歩によって種々の方法で実施されうることは、当業者にとって明らかである。したがって、本発明及びその実施例は、上述した実例に限定されるものではなく、その代わりに、それらは、請求項の範囲内で変化してもよい。

【0100】

上述した任意の利益及び利点は、一実施例に関してもよいし、又は、いくつかの実施例に関してもよいことを理解されたい。実施例は、述べられた問題の一部又は全部を解決するもの又は述べられた利益及び利点の一部又は全部を有するものに限定されるものではない。

【0101】

この明細書において、「備える」という用語を用いて、その後に続く１つ又は複数の追加の特徴又は行為を含むことを意味し、その際、１つ又は複数の追加の特徴又は行為の存在を排除しない。単数形のアイテムの記載は、それらのアイテムが１つ又は複数であることを意味することをさらに理解されたい。

【符号の説明】

【0102】

【数30】

第１の光の第１のピーク波長

【数31】

第２の光の第２のピーク波長

【数32】

第３の光の第３のピーク波長

【数33】

第１の光の第１の光スペクトルの線幅

【数34】

第２の光の第２の光スペクトルの線幅

【数35】

第３の光の第３の光スペクトルの線幅
Ｔ 導波路の厚さ
１０００ 光学エンジン
１１００ 照明装置
１１１０ 第１の光源
１１１１ 第１の光
１１２０ スーパールミネッセント光源
１１２２ 第２の光
１１２３ スーパールミネッセント・ダイオード
１１３０ さらなる光源
１１３３ 第３の光
１２００ 光コンバイナ装置
１２０１ 結合光
１３００ 光スキャナ装置
１３１０ マイクロミラー・スキャナ
１３１１ 第１の偏向ミラー
１３１２ 第２の偏向ミラー
２０００ 発光スペクトル
２００１ 第１の光スペクトル
２００２ 第２の光スペクトル
２００３ 第３の光スペクトル
２０１０ 青色波長範囲
２０２０ 緑色波長範囲
２０３０ 赤色波長範囲
３０００ スーパールミネッセント・ダイオード
３００１ 第１の電極
３００２ 第２の電極
３０１１ 第１のクラッド層
３０１２ 第２のクラッド層
３０２０ 活性層
３０２１ 第１の端面
３０２２ 第２の端面
３０３０ 基板
３０４１ 第１の反射防止コーティング
３０４２ 第２の反射防止コーティング
４０００ ディスプレイ構造
４１００ 導波路
４１０１ 第１の複製方向
４１０２ 第２の複製方向
４２１０ インカップリング構造
４２１１ インカップリング格子
４２２０ 中間瞳拡大構造
４２３０ アウトカップリング構造
４３００ 光学エンジン
４３０１ 光
４３１０ 第１の光源
４３２０ スーパールミネッセント光源
５０００ ディスプレイ構造
５１００ 導波路
５１０１ 第１の複製方向
５１０２ 第２の複製方向
５２１０ インカップリング構造
５２３０ アウトカップリング構造
５３００ 光学エンジン
５３０１ 光
５３１０ 第１の光源
５３２０ スーパールミネッセント光源
６１００ 導波路
６１４１ 第１の回折構造
６１４２ 第２の回折構造
６１５１ 第１の伝搬経路
６１５２ 第２の伝搬経路
６１６１ ピーク波長サブ瞳
６１６２ 第２の波長サブ瞳
６１６３ 第３の波長サブ瞳
７０００ ディスプレイ・デバイス
７１００ フレーム
７２００ ディスプレイ構造
７２１０ 導波路
７２２１ インカップリング構造
７２２３ アウトカップリング構造
７２３０ 光学エンジン
７２３１ 第１の光源
７２３２ スーパールミネッセント光源
８０００ 車両
８１００ ディスプレイ・デバイス
８１１０ 導波路
８１２１ インカップリング構造
８１２２ 中間瞳拡大構造
８１２３ アウトカップリング構造
８１３０ 光学エンジン
８２００ ウィンドウ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-30

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導波路（４１００）と、
インカップリング構造（４２１０）と、
全反射による前記導波路（４１００）内の伝搬のために、前記インカップリング構造（４２１０）を介して、光（４３０１）を前記導波路（４１００）内に導くように構成された光学エンジン（１０００）と、
を備えたディスプレイ構造（４０００）であって、
前記光学エンジン（１０００）は、照明装置（１１００）を備え、
前記照明装置（１１００）は、
第１のピーク波長

【数1】

を有する第１の光（１１１１）を放出するように構成された第１の光源（１１１０）と、
前記第１のピーク波長

【数3】

と異なる第２のピーク波長

【数2】

を有する第２の光（１１２２）を放出するように構成されたスーパールミネッセント光源（１１２０）と、を備え、
前記第１の光源（１１１０）は、レーザー光源として実施され、前記スーパールミネッセント光源（１１２０）は、スーパールミネッセント・ダイオード（１１２３）を備える、
ディスプレイ構造（４０００）。

【請求項2】

前記第２のピーク波長

【数4】

は、前記第１のピーク波長

【数5】

より高い、
請求項１に記載のディスプレイ構造（４０００）。

【請求項3】

前記第２の光（１１２２）は、２ｎｍ以上又は３ｎｍ以上又は４ｎｍ以上又は５ｎｍ以上及び／又は５０ｎｍ以下又は４０ｎｍ以下又は３０ｎｍ以下又は２０ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の半値全幅（ＦＷＨＭ）線幅

【数6】

を有する第２の光スペクトル（２００２）を有する、
請求項１又は２に記載のディスプレイ構造（４０００）。

【請求項4】

前記第２のピーク波長

【数7】

は、６００ｎｍから７５０ｎｍまで又は６１０ｎｍから７００ｎｍまで又は６２０ｎｍから６５０ｎｍまで又は６２５ｎｍから６４０ｎｍまで延在する赤色波長範囲（２０３０）内にある、
請求項１に記載のディスプレイ構造（４０００）。

【請求項5】

前記スーパールミネッセント・ダイオード（３０００）は、アルミニウム・ガリウム・リン化インジウム（ＡｌＧａＩｎＰ）を備える活性層（３０２０）を備える、
請求項１に記載のディスプレイ構造（４０００）。

【請求項6】

前記照明装置（１１００）は、前記第１のピーク波長

【数9】

及び前記第２のピーク波長

【数10】

の各々と異なる第３のピーク波長

【数8】

を有する第３の光（１１３３）を放出するように構成されるさらなる光源（１１３０）を備える、
請求項１に記載のディスプレイ構造（４０００）。

【請求項7】

前記さらなる光源（１１３０）は、さらなるレーザー光源として、又は、さらなるスーパールミネッセント光源として実施される、
請求項６に記載のディスプレイ構造（４０００）。

【請求項8】

前記第２のピーク波長

【数11】

は、前記第３のピーク波長

【数12】

より高い、
請求項６又は７に記載のディスプレイ構造（４０００）。

【請求項9】

前記光学エンジン（１０００）は、前記照明装置（１１００）によって生成される光を偏向させるための光スキャナ装置（１３００）をさらに備える、
請求項１に記載のディスプレイ構造（４０００）。

【請求項10】

前記光スキャナ装置（１３００）は、マイクロミラー・スキャナ（１３１０）を備える、
請求項１に記載のディスプレイ構造（４０００）。

【請求項11】

前記インカップリング構造（４２１０）は、回折インカップリング構造として実施される、
請求項１に記載のディスプレイ構造（４０００）。

【請求項12】

前記導波路（４１００）は、０．２５ｍｍ以上又は０．２７ｍｍ以上又は０．３ｍｍ以上及び／又は５ｍｍ以下又は２ｍｍ以下又は１ｍｍ以下の厚さ（Ｔ）を有する、
請求項１に記載のディスプレイ構造（４０００）。

【請求項13】

請求項１に記載の前記ディスプレイ構造を備えるディスプレイ・デバイス（７０００）。

【請求項14】

ヘッド・アップ・ディスプレイ・デバイスのようなシースルー・ディスプレイ・デバイスとして実施される、
請求項１３に記載のディスプレイ・デバイス（７０００）。

【請求項15】

ヘッド・マウント・ディスプレイ・デバイスとして実施される、
請求項１３又は１４に記載のディスプレイ・デバイス（７０００）。

【請求項16】

請求項１３又は１４に記載のディスプレイ・デバイス（８１００）を備える車両（８０００）。

【国際調査報告】