特表 2024-537014 導波路配置

(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】2024-10-10

(54)【発明の名称】導波路配置

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/02 20060101AFI20241003BHJP

   H04N 5/64 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

G02B27/02 Z

H04N5/64 511A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024517480

(86)(22)【出願日】2022-09-08

(85)【翻訳文提出日】2024-05-02

(86)【国際出願番号】 FI2022050601

(87)【国際公開番号】W WO2023057681

(87)【国際公開日】2023-04-13

(31)【優先権主張番号】20216043

(32)【優先日】2021-10-08

(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】ブロムステット、カシミール

【テーマコード（参考）】

2H199

【Ｆターム（参考）】

2H199CA24

2H199CA29

2H199CA30

2H199CA32

2H199CA42

2H199CA45

2H199CA47

2H199CA53

2H199CA66

2H199CA67

2H199CA94

(57)【要約】

本発明の実例の態様によると、光導波路配置であって、光照射野において符号化される構成可能な画像を生成するように構成される、光学系と、少なくとも１つの光導波路であって、光照射野からの光を受け取るように、及び放出のために光を光導波路における複数の位置へ伝達するように配置され、導波路ベースのディスプレイを作り出す、光導波路とを備え、光学系が、光源のセットを備え、光源の各１つが、可視スペクトルにおける別個のスペクトル特性の光を生成するように構成され、光学系が、光源の２つの異なる組合せを使用して、光照射野の２つの角度面において同じ色を生成するように構成される、光導波路配置が提供される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光導波路配置であって、
－ 光照射野において符号化される構成可能な画像を生成するように構成される、光学系と、
－ 少なくとも１つの光導波路であって、前記光照射野からの光を受け取るように、及び放出のために前記光を前記光導波路における複数の位置へ伝達するように配置され、導波路ベースのディスプレイを作り出す、光導波路と
を備え、
－ 前記光学系が、少なくとも３つの光源のセットを備え、前記光源の各１つが、可視スペクトルにおける別個のスペクトル特性の光を生成するように構成され、前記光学系が、同じ前記光源のセットの２つの異なる重み付けされた組合せを使用して、前記光照射野の２つの角度面において同じ色を生成するように構成される、
光導波路配置。

【請求項2】

前記光学系が、少なくとも４つの光源を備える、請求項１に記載の光導波路配置。

【請求項3】

前記光学系が、少なくとも４つの光源を備え、前記光学系が、前記光照射野において符号化されるフル・カラー画像を生成するように構成される、請求項１に記載の光導波路配置。

【請求項4】

各別個のスペクトル特性の前記生成が、少なくとも１つの別個のスペクトル・ピークを有して出力される光を生成することを含む、請求項１から３までのいずれかに記載の光導波路配置。

【請求項5】

前記構成可能な画像が、動画像を含む、請求項１から４までのいずれかに記載の光導波路配置。

【請求項6】

前記少なくとも４つの光源が、レーザ光源を含む、請求項１から５までのいずれかに記載の光導波路配置。

【請求項7】

前記少なくとも４つの光源が、発光ダイオード光源を含む、請求項１から６までのいずれかに記載の光導波路配置。

【請求項8】

前記光導波路配置が、頭部装着型ディスプレイとして前記導波路ベースのディスプレイを提供するように構成される、請求項１から７までのいずれかに記載の光導波路配置。

【請求項9】

－ 光学系を使用して、光照射野において符号化される構成可能な画像を生成することと、
－ 前記光照射野から少なくとも１つの光導波路への光を受け取り、放出のために前記光を前記光導波路における複数の位置へ伝達し、導波路ベースのディスプレイを作り出すことと
を含む方法であって、
－ 前記光学系が、少なくとも３つの光源のセットを備え、前記光源の各々が、可視スペクトルにおける別個のスペクトル特性の光を生成するように構成され、前記方法が、同じ前記光源のセットの２つの異なる重み付けされた組合せを使用して、前記光照射野の２つの角度面において同じ色を生成することを含む、
方法。

【請求項10】

前記光学系が、少なくとも４つの光源を備える、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記光学系が、４つの光源を備え、前記方法が、前記光照射野において符号化されるフル・カラー画像を生成することを含む、請求項９に記載の方法。

【請求項12】

各別個のスペクトル特性の前記生成が、少なくとも１つの別個のスペクトル・ピークを有して出力される光を生成することを含む、請求項９から１０までのいずれかに記載の方法。

【請求項13】

前記構成可能な画像が、動画像を含む、請求項９から１２までのいずれかに記載の方法。

【請求項14】

前記少なくとも４つの光源が、レーザ光源を含む、請求項９から１３までのいずれかに記載の方法。

【請求項15】

前記少なくとも４つの光源が、発光ダイオード光源を含む、請求項９から１４までのいずれかに記載の方法。

【請求項16】

頭部装着型ディスプレイとして前記導波路ベースのディスプレイを提供することを含む、請求項９から１５までのいずれかに記載の方法。

【請求項17】

－ 光学系を使用して、光照射野において符号化される構成可能な画像を生成し、
－ 前記光照射野から少なくとも１つの光導波路への光を受け取り、前記光導波路において放出のために前記光を複数の位置へ伝達し、導波路ベースのディスプレイを作り出す
ための手段を備える機器であって、
－ 前記光学系が、少なくとも３つの光源のセットを備え、前記光源の各々が、可視スペクトルにおける別個のスペクトル特性の光を生成するように構成され、前記光学系が、同じ前記光源のセットの２つの異なる重み付けされた組合せを使用して、前記光照射野の２つの角度面において同じ色を生成するように構成される、
機器。

【請求項18】

少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、機器に少なくとも、
－ 光学系を使用して、光照射野において符号化される構成可能な画像を生成させ、
－ 前記光照射野から少なくとも１つの光導波路への光を受け取り、前記光導波路において放出のために前記光を複数の位置へ伝達し、導波路ベースのディスプレイを作り出させる、
コンピュータ可読命令のセットを自身に記憶された非一時的コンピュータ可読媒体であって、
－ 前記光学系が、少なくとも３つの光源のセットを備え、前記光源の各々が、可視スペクトルにおける別個のスペクトル特性の光を生成するように構成され、コンピュータ可読命令の前記セットが、前記光学系を使用して、同じ前記光源のセットの２つの異なる重み付けされた組合せを使用して、前記光照射野の２つの角度面において同じ色を生成するように構成される、
非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項19】

請求項９から１６までの少なくとも一項に記載の方法を実行させるように構成される、コンピュータ・プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光導波路を使用する有色光の管理に関する。

【背景技術】

【0002】

光導波路は、光周波数の光を伝達することが可能である。光又は可視周波数は、約４００～７００ナノメートルの波長を有する光を指す。光導波路は、ディスプレイに採用されており、１次ディスプレイからの光が、使用者の１つ又は複数の目への放出のための好適な位置へ、１つ又は複数の導波路を使用して伝達され得る。

【0003】

光導波路型ディスプレイは、頭部装着型の眼鏡又はヘルメットに搭載される場合があり、拡張現実又は仮想現実型の用途に好適であり得る。拡張現実において、使用者は、現実世界の視界と、そこに重ねられた補足的な表示を見る。仮想現実において、使用者は、現実世界の自身の視界を失い、代わりにソフトウエアにより定義された景色での視界が提供される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】欧州特許出願第１５８１２６１８．５号

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｏｐｔｉｌａｙｅｒ．ｃｏｍ／ｎｏｔｃｈ－ｆｉｌｔｅｒｓ

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

いくつかの態様により、独立請求項の主題が提供される。いくつかの実施例は、従属請求項において定義される。

【0007】

本開示の第１の態様によると、光導波路配置であって、光照射野（ｌｉｇｈｔ ｆｉｅｌｄ）において符号化される構成可能な画像を生成するように構成される、光学系と、少なくとも１つの光導波路であって、光照射野からの光を受け取るように、及び放出のために光を光導波路における複数の位置へ伝達するように配置され、導波路ベースのディスプレイを作り出す、光導波路とを備え、光学系が、光源のセットを備え、光源の各１つが、可視スペクトルにおける別個のスペクトル特性の光を生成するように構成され、光学系が、光源の２つの異なる組合せを使用して、光照射野の２つの角度面（ａｎｇｕｌａｒ ａｓｐｅｃｔ）において同じ色を生成するように構成される、光導波路配置が提供される。

【0008】

本開示の第２の態様によると、光学系を使用して、光照射野において符号化される構成可能な画像を生成することと、光照射野から少なくとも１つの光導波路への光を受け取り、放出のために光を光導波路における複数の位置へ伝達し、導波路ベースのディスプレイを作り出すこととを含む方法であって、光学系が、光源のセットを備え、光源の各々が、可視スペクトルにおける別個のスペクトル特性の光を生成するように構成され、方法が、光源の２つの異なる組合せを使用して、光照射野の２つの角度面において同じ色を生成することを含む、方法が提供される。

【0009】

本開示の第３の態様によると、光学系を使用して、光照射野において符号化される構成可能な画像を生成し、光照射野から少なくとも１つの光導波路への光を受け取り、光導波路における放出のために光を複数の位置へ伝達し、導波路ベースのディスプレイを作り出すための手段を備える機器であって、光学系が、光源のセットを備え、光源の各々が、可視スペクトルにおける別個のスペクトル特性の光を生成するように構成され、光学系が、光源の２つの異なる組合せを使用して、光照射野の２つの角度面において同じ色を生成するように構成される、機器が提供される。

【0010】

本開示の第４の態様によると、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、機器に少なくとも、光学系を使用して、光照射野において符号化される構成可能な画像を生成させ、光照射野から少なくとも１つの光導波路への光を受け取り、光導波路において放出のために光を複数の位置へ伝達し、導波路ベースのディスプレイを作り出させる、コンピュータ可読命令のセットを自身に記憶された非一時的コンピュータ可読媒体であって、光学系が、光源のセットを備え、光源の各々が、可視スペクトルにおける別個のスペクトル特性の光を生成するように構成され、コンピュータ可読命令のセットが、光学系を使用して、光源の２つの異なる組合せを使用して、光照射野の２つの角度面において同じ色を生成するように構成される、非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。

【0011】

本開示の第５の態様によると、第２の態様による方法を実行させるように構成される、コンピュータ・プログラムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の少なくともいくつかの実施例による、実例のシステムを例示する図である。

【図2A】本発明の少なくともいくつかの実施例による、実例のシステムを例示する図である。

【図2B】本発明の少なくともいくつかの実施例による、実例のシステムを例示する図である。

【図3】本発明の少なくともいくつかの実施例を支援することが可能な、実例の機器を例示する図である。

【図4】本発明の少なくともいくつかの実施例による、方法の流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

用語「色空間」は、平均的な人間の目のスペクトル応答から得られる知覚色に対応する（二次元の）色度図を指す。装置の色域は、その装置によって再現可能である色空間の領域である。具体的には、ここでは、色域は、観察者が焦点面から発すると知覚する光照射野に対して、システムにおける図１の光源１４０及び導波路１１０などの、光源と導波路との組合せによって再現され得る、色空間における領域に対応する。関心領域（ＲＯＩ：Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）は、次に、フル・カラー画像として知覚されるものを再現するのに十分である、色空間の領域を指すが、色空間のより小さい又はより大きい領域に対応する場合もある。波長の異なる組合せによって、色空間における特定の点に到達できるので、可視スペクトルにおけるピークなどの、別個のスペクトル特性の異なる組合せを使用して、特定のＲＯＩに到達することができる。

【0014】

カラー画像は、例えば、使用者の色覚の知覚が標準的な目に対応すると想定することによって、及び対応する色空間の（一部）を再現することによって、生成され得る。色空間の定義から明らかであるように、使用者は、いくつかの異なる光信号スペクトルの結果として、同じ色を知覚する。これは、導波路の動作の仕方に自由度を与える。加えて、波長などの別個のスペクトル特性の異なる組合せが、同じ色を生成する又は同じ色の知覚をもたらすために、使用され得る。例えば、ＣＩＥ色空間に準拠する。一般に、使用者は、光信号の複数のスペクトルから同じ色を知覚し得る。これは、導波路の製造における自由度をもたらす。

【0015】

レーザ又は発光ダイオード（ＬＥＤ：ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）などの３つより多い光源を使用することによって、向上された導波路ベースのディスプレイが、本明細書において以下で説明されるように構築され得る。詳細には、導波路ベースのディスプレイで単一の知覚色を生成するために３つより多い可視光源を包含するセットを使用して、導波路ベースのディスプレイの画像にわたる色の均一性は、１つ又は複数の導波路の色における伝搬誤差が、導波路ベースのディスプレイの所与の位置において使用者に与えることが望ましい色を生成するために、可視光源のセットからの波長の適切な組合せを使用することによって、事前に補正され得る又は少なくとも部分的に回避され得るので、向上され得る。例えば、特定の色合いの赤色が、導波路ベースのディスプレイのある部分において、第１の赤色、第１の緑色、及び第１の青色のセットを使用して、並びに導波路ベースのディスプレイの別の部分において、第２の赤色、第１の緑色、及び第２の青色を使用することによって、生成され得る。しかしながら、典型的には、波長のより複雑な混合が使用される。詳細には、光源の各々が、１つ又は複数のピークを有する光のスペクトルを生成する場合があり、色は、これらの光源の異なる組合せを使用して生成される。使用者は、これにより、導波路ベースのディスプレイの面積にわたって、より均一で信頼性の高い画像を提示される。光源によって生成されるスペクトルは、スペクトル特性と呼ばれる場合があり、それは、単色、狭帯域、広帯域、又は複数のピークのスペクトル出力であり得る。単色とは、例えば、光源によって生成される光の帯域幅が、例えば、０．１ナノメートルより狭い、又は２ナノメートルより狭いことを意味し得る。一部の実施例では、部分的な範囲の色空間が、導波路ベースのディスプレイが単色である場合などに、生成される。代替的に、白色点領域が対象である場合があり、色空間の他の部分は導波路ベースのディスプレイの範囲外にある。

【0016】

図１は、本発明の少なくともいくつかの実施例による、実例のシステムを例示する。システムは、光源１４０のセットを備える。光源１４０は、例えば、レーザ又はＬＥＤ光源を含む場合があり、レーザ光源は、それらがＬＥＤより厳密に単色であるという利点を有する。光源１４０は、任意選択の鏡１３０と共に、導波路ディスプレイにその画像を生成させるのに使用可能である角度空間（ａｎｇｕｌａｒ ｓｐａｃｅ）において、光照射野を作り出すように構成される。画像は、光照射野において符号化される。光照射野は、図１にフィールド１００として概略的に例示される。いくつかの実施例では、物理的な一次ディスプレイが、光照射野の画像を表示する場合があるが、他の実施例では、システムは、物理的な一次ディスプレイを備えず、画像は、単に、角度空間に分布される光照射野において符号化される。光照射野１００からの光１０４は、直接的に、又は例えば鏡及び／若しくはレンズを備える光ガイド１０２を使用して、光導波路１１０へ伝達され得る。光ガイド１０２は、特定の実施例の仕様に応じて、それらが存在しなくてもよいという意味で、任意選択のものである。言い換えれば、光ガイド１０２は、全ての実施例において存在するわけではない。光１０４を導波路１１０に導くために、部分反射鏡、表面レリーフ格子、又は他の回折構造などのイン・カップリング構造が、当技術分野で公知であるように、入って来る光を導波路１１０へ方向付けるために使用され得る。いくつかの実施例では、光１０４は、導波路の端からイン・カップリングされ得る。

【0017】

導波路１１０において、光１０４は、導波路の内部で繰り返し反射されることによって前進し、それが素子１１２と相互作用し、それにより、画像を作成する光線１１４として目１２０に向かって光１０４を導波路１１０から空中へ偏向させるまで、素子１１２ａと相互作用する。素子１１２ａ及び１１２は、例えば、部分反射型鏡、表面レリーフ格子、又は他の回折構造を含み得る。素子１１２ａは、例えば、導波路ディスプレイの画像が正確に生成されるように、導波路１１０の内部で光照射野１００を展開するように配置され得る。光照射野１００の異なる角度態様からの光は、光線１１４が目１２０の網膜に光照射野１００において符号化された画像を作成するように、素子１１２と相互作用する。光は、別個のシークエンスにおける素子１１２と相互作用する場合があり、全ての素子１１２が、必ずしも常に使用されるわけではない。全ての光が、必ずしも全ての素子１１２に当たる必要があるわけではない。素子１１２により、光が射出位置で導波路１１０から出される。結果として、使用者は、使用者の目１２０の前方で、光照射野１００において符号化された画像を知覚する。導波路１１０が少なくとも部分的に透明であり得るので、使用者はまた、有利には、例えば、導波路ベースのディスプレイが頭部装着型である場合に、導波路１１０を通して使用者の現実の周囲環境を見ることができる。光は、素子１１２ａ及び１１２の働きの結果として、素子１１２の複数の位置において複数の角度で導波路１１０から放出される。カラー画像は、例えば、使用者の色覚の知覚が標準的な目に対応すると想定することによって、生成される。一般に、使用者は、光線１１４の複数のスペクトルから同じ色を知覚し得る。これは、導波路１１０の製造における自由度をもたらす。

【0018】

導波路ベースのディスプレイにおいて、複数の導波路１１０が存在する場合があり、例えば、能力を高めるために、並びに任意選択で、例示を明確にするために図１には例示されない使用者のもう一方の目のために、光を伝達する。

【0019】

画像を符号化する光照射野１００は、例えば、鏡１３０、並びに光源１４０を備える光学系を使用して、生成され得る。鏡１３０は、例えば、角度空間を走査することによって、制御された方式で画像を符号化する光照射野１００を生成するように、レーザなどの光源１４０からの光を反射するように構成される、例えば、微小電気機械（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ）鏡を含み、それによって、画像を符号化する光照射野１００を生成し得る。鏡１３０は、したがって、角度空間において光を光源１４０から光照射野１００の適切な部分へ方向付けるように、異なる角度に傾斜するように作動され得る。いくつかの実施例では、光学系は、光源が例えばＬＥＤである場合があり、一次ディスプレイがＬＣＯＳ装置の形態で存在する場合がある、プロジェクタなどの他の種類の画像生成装置から成り得る。光学系は、例えば、光源、及び角度空間に光源からの光を供給するように構成されるＭＥＭＳアクチュエータを備え、それによって、導波路１１０への入力のための光照射野を生成し得る。

【0020】

図１に例示されるシステムは、６つの光源１４０を備える。これは、本開示を限定しない実例であり、むしろ、６つより少ない又は６つより多い光源が、存在してもよい。いくつかの実施例では、少なくとも４つの光源が存在する。いくつかの実施例では、システムは、２～６つの光源を備える。光源１４０は、それらが、レーザにおけるように、単一のピーク波長を有する狭いスペクトル帯域の光を生成する、又はそれらのスペクトル帯域が、ＬＥＤを用いる場合のように、より広い場合があるという意味で、単色であり得る。より複雑なスペクトル分布を有する光源もまた、可能である。原理的には、人間が見ることができる色空間は、網膜の光受容体を適切に励起することによって生成され得る。典型的には、これは、例えば、スペクトルの赤色、緑色及び青色部分の各々における１つの波長での、３つの波長の光を混合することによって達成される。それはまた、３つの光源からの光をより複雑なスペクトルと混合することによって、成され得る。

【0021】

角度空間の光照射野１００において符号化されるカラー画像を作成するために、光源１４０は、例えば、プログラムにより制御され得る。鏡１３０が存在する例において、光源１４０及び鏡１３０は、光源１４０からの光が、例えば仮想現実又は拡張現実コンピュータなどの、外部供給源から受信された静止又は動入力画像を再現する、カラー画像の表示をそこに作成するように、制御された方式で角度空間の特定の角度領域を照らすように、互いに同調され得る。外部供給源から受信される静止又は動画像は、例えば、デジタル画像又はデジタル・ビデオ・フィードを含み得る。光照射野１００において符号化される画像は、したがって、適切に選択された入力画像を提供することによって、構成可能である。

【0022】

角度空間における所与の面で特定の色を作成するために、角度空間におけるこの所与の面は、１つ又は複数の光源１４０のセット、又は３つ以上の光源１４０によって照らされ得る。この特定の色は、次に、角度空間における所与の面からの光が素子１１２へ導波路１１０内を進み、そこで、光が角度空間における所与の面に対応する角度で射出される場合に、光線１１４によって再現される。

【0023】

光線１１４によって光照射野１００において符号化される画像を精密に再現することにおける課題は、異なる波長及び異なる伝搬角度の光が、典型的には、システムを通して異なっている伝達関数を有し、伝達関数が、さらに、光線が素子１１２を通して導波路から射出される導波路の表面における位置の関数であるという事実から、導かれる。その結果、目１２０によって観察される色は、光照射野１００における色の完全な再構築ではなく、加えて、誤差は、角度方向及び射出位置の両方の関数であり、それは、色の再現の品質及び強度が、画像にわたって、及び観察者の目の位置に従って変化することを意味する。本開示において考案された解決策は、この課題を軽減すること、及び導波路ディスプレイにおける色の再現を改善することを試みる。

【0024】

方向付けられた光１１４への光照射野１００において符号化される画像のレンダリングを改善するために、特定の色が、光源１４０の複数の組合せを使用して、光照射野１００において作成され得る。各使用される組合せは、光源１４０のセットの異なる重み付き和（ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｓｕｍ）であり得る。したがって、例えば、光照射野１００における光のスペクトルがどのように射出位置及び角度方向の関数として変化するか分かっているならば、その場合に、波長の組合せが、色の再現のために選択されることが可能であり、それにより、導波路において受けるスペクトル変化について少なくとも部分的に事前に修正する。このスペクトル変化は、光照射野１１０におけるその事前修正を可能にするために、例えば、予め実験的にマッピングされ得る。これは、図２に関連してより詳細に例示される。一般に、特定の色の範囲の各色は、光源の複数の組合せを使用することによって、このように作られ得る。光源のある組合せが、光照射野１００の一態様において採用される場合があり、光源の別の組合せが、光照射野１００の別の態様において同じ特定の色を作成するために採用される場合がある。いくつかの実施例では、光照射野１００の一態様における同じ色が、光源の複数の異なる組合せを用いて作成され得る。例えば、同一の又はほぼ同一の画像の知覚が、光源の複数の組合せを用いてもたらされ得る。いくつかの実施例では、色の修正は、（本質的に）同じ色刺激を再現することにおける複数の光源の組合せによってもたらされる自由さを利用して、導波路の構造を最適化する場合に、成され得る。したがって、技術的利点が、導波路の構造の設計における柔軟性が増すことで得られる。

【0025】

プログラム可能な制御機構は、方向付けられた光１１４に光照射野１００において符号化される画像の好適なレンダリングを作成するために、光照射野１００のどの角度面に対してどの光源の組合せを使用するかを自動的に選択するために、使用され得る。プログラム可能な制御機構は、光照射野１００の角度面と関連する、光源の組合せを用いて事前に設定され得る。その結果、光源１４０として例えば３つより多い光源を使用することにより、導波路ベースのディスプレイによってもたらされる画質が改善されるという、技術的効果及び有益性がもたらされる。これは、選択するためのより多くの成分波長を有する結果であり、それにより、ディスプレイの導波路における色成分のより効果的な分布を可能にする。光源の組合せは、例えば、光源１４０の全てからの２つ、３つ又は４つの光源の、線形混合又は重み付け和を含み得る。いくつかの実施例では、組合せは、角度及び／又は位置の連続関数であり得る。一般に、光源の組合せは、３つから最多で全てまでの光源１４０を含み得る。光源１４０の数は、例えば、４つ、５つ、又は６つであり得る。

【0026】

いくつかの実施例では、特定の色を生成するために使用される光源の組合せは、各々が、光源１４０のうちの３つを含む。他の実施例では、特定の色を生成するために使用される光源の組合せは、各々が、光源１４０のうちの３つより多くを含む。例えば、光源１４０が４つより多い光源を含む場合に、セットのうちの少なくとも１つは、４つより多い光源、最多で光源１４０の全ての中から４つの光源を含む。いくつかの実施例では、使用される組合せは、全ての光源１４０の重み付けされた組合せを含む。いくつかの場合において、３つ未満の光源が、光源の特定の色及びスペクトルに応じて、特定の色を生成するために使用され得る。いくつかの実施例では、全体的な可視色空間のサブ部分における色の印象は、光源の複数の組合せを使用して再現される場合があり、これらの組合せは、各々が、例えば、２つの光源を含む。

【0027】

図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の少なくともいくつかの実施例による、実例のシステムを例示する。同様の番号付けは、図１におけるものと同様の構造を示す。図２Ａにおいて、６つの光源１４０は、光源１４０ａ、光源１４０ｂ、光源１４０ｃ、光源１４０ｄ、光源１４０ｅ、光源１４０ｆとして、個別に識別される。例えば、光源１４０ａ及び光源１４０ｂは、広く可視スペクトルの赤色部分にある場合があり、光源１４０ｃ及び光源１４０ｄは、広く可視スペクトルの緑色部分にある場合があり、光源１４０ｅ及び光源１４０ｆは、広く可視スペクトルの青色部分にある場合がある。一般に、光源は、スペクトルの可視部分にあり得る。

【0028】

図２Ａにおいて、光源１４０ａ、１４０ｃ及び１４０ｅは、光照射野１００の角度態様１００ａにおいて特定の色を生成するために、使用される。特定の色は、光源１４０ａ、１４０ｃ及び１４０ｄの相対的な強さによって決定され、色の輝度はこれらの光源の強さの合計によって決定される。図２Ａの状況において、光源１４０ｂ、１４０ｄ及び１４０ｆは、それらが発光しないという意味で、動作していない場合がある。より一般的な場合において、光源の最多で全てが、角度面１００ａで色を生成するために使用される場合があり、光源の強さが、使用される組合せの線形結合の重みによって決定される。例えば、光源１４０ｂ、１４０ｄ及び１４０ｆは、低い強さレベルに対応する、低い重みのみとの組合せで存在し得る。

【0029】

次に図２Ｂに進むと、光源１４０ｂ、１４０ｄ及び１４０ｆは、光照射野１００の角度面１００ｂにおいて特定の色、図２Ａと同じ色を生成するために使用される。部分１００ｂは、部分１００ａがある所とは異なる光照射野の角度部分にある。特定の色は、光源１４０ｂ、１４０ｄ及び１４０ｆの相対的な強さによって決定され、色の輝度は、これらの光源の強さの合計によって決定される。図２Ｂの状況において、光源１４０ａ、１４０ｃ及び１４０ｅは、それらが発光しないという意味で、動作していない場合がある。ここでも、より一般的な場合において、光源の最多で全てが、角度面１００ｂで色を生成するために使用される場合があり、光源の強さが、使用される組合せの線形結合の重みによって決定される。例えば、光源１４０ａ、１４０ｃ及び１４０ｅは、低い強さレベルに対応する、低い重みのみとの組合せで存在し得る。いくつかの実施例では、角度面１００ａ及び１００ｂは、画像の異なる画素に対応し得る。使用者は、同じ色として角度面１００ａ及び１００ｂにおける特定の色を知覚し得る。

【0030】

光照射野１００の角度面１００ａ及び１００ｂは、導波路１１０における光についての異なる伝搬特性と関連する場合があり、その結果、光源が、伝搬特性の場所及び／又は角度依存性を考慮して、使用者にとって所望の視覚効果をもたらすために、それぞれの伝搬特性に十分に好適である部分について選択的に使用され得る。いくつかの実施例では、光照射野１００は、利用可能な光源の、及びしたがって潜在的に、利用可能な波長の特定のサブセットが各区画について使用されるように、２つ以上の区画に分割される。一般に、光照射野１００の定義される区画の数は、光源の定義される組合せの数に等しい場合がある。同じ色が、したがって、光照射野１００及び必然的に導波路ディスプレイの画像において色が作成される所に応じて、光源の複数の組合せを使用して作成され得る。

【0031】

光照射野１００において静止又はビデオ画像を符号化する場合に、光照射野１００の角度域は、連続的に走査される場合あり、その結果、光照射野１００の異なる角度面が、連続走査中に、異なる光源の組合せを使用して走査される。連続走査とは、本明細書において、色要素が光照射野１００の動作している角度域を通して作成されるようにする反復工程を意味する。いくつかの実施例では、光源は、各画素についてではなく、より大きな画像面積について個別に構成可能である。いくつかの実施例では、光源は、走査することなく、各画素について個別に構成可能である。本明細書に開示される原理は、走査が行われない実施例においてさえも、有用である。

【0032】

６つの光源１１４を用いて例示されるが、既に４つの光源が、４つの全体の光源の中から３つ又は４つの光源の３つの組合せを定義することを可能にする。いくつかの色は、光源の色及びスペクトルに応じて、１つ又は２つの光源を用いて再現可能であり得る。例えば、それぞれ別個の波長Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを発生させる、４つの全体の光源がある場合に、これにより、サブセットＡＢＣ、ＡＢＤ、ＢＣＤ及びＡＣＤを構築することが可能になる。サブセットの各１つは、異なる可視色を作成するための混合に使用可能である。スイッチを切る代わりに、光源は、例えば、その最大強度の５％などの低い強度で特定の画素に作用するように構成され得る。導波路ベースのカラー・ディスプレイは、人間が見ることができる色の全てを幾分か再現するように構成される場合があり、或いは、実施例によっては、人間の目が認識できる色のサブセットで事足りる場合がある。いくつかの実施例では、モノクロ・ディスプレイで事足りる場合がある。例えば、映画鑑賞のために、幅広い範囲の色が要求されるが、自動車又は航空機の計器類の表示は、色のより制限されたセットを用いて成され得る。より一般的には、光源の重み付けされた線形結合が、複数の色又はただ一色でさえも作成するために使用される場合があり、その結果、複数の組合せが、単一の色を作成するために使用される場合がある。いくつかの実施例では、使用される全ての色は、光源の複数の組合せを使用して作成され得る。光源は、それらが所望の範囲の色を生成するために混合され得る限り、単色、狭帯域、広帯域であり得る、又は複数のスペクトル・ピークを有し得る。

【0033】

非走査システムにおいて画素／角度依存分布を生成する１つの手法は、画素を反射状態又はオフに設定するように構成可能な液晶オン・シリコン（ＬＣＯＳ：ｌｉｑｕｉｄ－ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）型ディスプレイである、マイクロミラー・ディスプレイを使用して、光源を同調させることである。通常、これらのシステムにおいて、色は、赤色、緑色及び青色の光源の動作時間と同調して、素早く連続して画素をオン及びオフに設定することによって、具現化される。これは、より多数の光源についても成立する。

【0034】

図３は、本発明の少なくともいくつかの実施例を支援することが可能な、実例の機器を例示する。例えば、図１又は図２に例示されるものなどの配置を操作するための制御機構を備え得る、装置３００が例示される。例えば、シングル若しくはマルチ・コア・プロセッサ、又はマイクロコントローラを備え、シングル・コア・プロセッサが１つの処理コアを備え、マルチ・コア・プロセッサが複数の処理コアを備える、プロセッサ３１０が装置３００に備えられる。プロセッサ３１０は、一般に、制御装置を備え得る。プロセッサ３１０は、複数のプロセッサを備え得る。プロセッサ３１０は、制御装置であってもよい。処理コアは、例えば、ＡＲＭホールディングス製のＣｏｒｔｅｘ－Ａ８処理コア、又はＡｄｖａｎｃｅｄ Ｍｉｃｒｏ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって設計されたＳｔｅａｍｒｏｌｌｅｒ処理コアを備え得る。プロセッサ３１０は、少なくとも１つのＱｕａｌｃｏｍｍ Ｓｎａｐｄｒａｇｏｎ及び／又はＩｎｔｅｌ Ａｔｏｍプロセッサを備え得る。プロセッサ３１０は、少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）を備え得る。プロセッサ３１０は、少なくとも１つのフィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）を備え得る。プロセッサ３１０は、生成、受信及び伝達などの、装置３００における方法のステップを実行するための手段であり得る。プロセッサ３１０は、少なくとも部分的にコンピュータ命令によって、動作を実行するように構成され得る。

【0035】

装置３００は、メモリ３２０を備え得る。メモリ３２０は、ランダム・アクセス・メモリ及び／又は永久メモリを含み得る。メモリ３２０は、少なくとも１つのＲＡＭチップを備え得る。メモリ３２０は、例えば、ソリッド・ステート・メモリ、磁気メモリ、光学メモリ、及び／又はホログラフィック・メモリを含み得る。メモリ３２０は、少なくとも部分的に、プロセッサ３１０へアクセス可能であり得る。メモリ３２０は、少なくとも部分的に、プロセッサ３１０に備えられ得る。メモリ３２０は、情報を記憶するための手段であり得る。メモリ３２０は、プロセッサ３１０が実行するように構成される、コンピュータ命令を含み得る。プロセッサ３１０に特定の動作を実行させるように構成されるコンピュータ命令がメモリ３２０に記憶され、装置３００全体がメモリ３２０からのコンピュータ命令を使用してプロセッサ３１０の指示の下で動作するように構成される場合に、プロセッサ３１０及び／又はその少なくとも１つの処理コアは、前記特定の動作を実行するように構成されると考えられ得る。メモリ３２０は、少なくとも部分的に、プロセッサ３１０に備えられ得る。メモリ３２０は、少なくとも部分的に、装置３００の外部にあり得るが、装置３００へアクセス可能であり得る。メモリ３２０は、例えば、光照射野１００のセグメントを定義する情報を記憶し得る。

【0036】

装置３００は、送信機３３０を備え得る。装置３００は、受信機３４０を備え得る。送信機３３０及び受信機３４０は、少なくとも１つのセルラ又は非セルラ規格に従って、情報をそれぞれ送信及び受信するように構成され得る。送信機３３０は、複数の送信機を備え得る。受信機３４０は、複数の受信機を備え得る。受信機３４０は、入力画像を受信するように構成される場合があり、送信機３３０は、入力画像に従って、例えば、存在する場合に、鏡１３０、及び光源１４０を方向付ける制御指令を出力するように構成される場合がある。

【0037】

装置３００は、ユーザ・インターフェース（ＵＩ：ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３６０を備え得る。ＵＩ３６０は、ディスプレイ、キーボード、タッチスクリーン、装置３００を振動させることによって使用者に合図するように配置されるバイブレータ、スピーカ、及びマイクのうちの少なくとも１つを備え得る。使用者は、例えば、表示パラメータを設定するために、ＵＩ３６０を介して装置３００を操作することが可能であり得る。

【0038】

プロセッサ３１０は、プロセッサ３１０から装置３００内の電気リード線を介して装置３００に備えられた他の装置へ情報を出力するように配置される、送信機を備え付けられ得る。このような送信機は、例えば、メモリ３２０における記憶のために、少なくとも１本の電気リード線を介してメモリ３２０へ情報を出力するように配置される、シリアル・バス送信機を含み得る。シリアル・バスの代わりに、送信機は、パラレル・バス送信機を含み得る。同様に、プロセッサ３１０は、装置３００に備えられた他の装置から装置３００内の電気リード線を介して、プロセッサ３１０における情報を受信するように配置される、受信機を備え得る。このような受信機は、例えば、プロセッサ３１０における処理のために、受信機３４０から少なくとも１本の電気リード線を介して情報を受信するように配置される、シリアル・バス受信機を含み得る。シリアル・バスの代わりに、受信機は、パラレル・バス受信機を含み得る。

【0039】

装置３００は、図３に例示されないさらなる装置を備え得る。いくつかの実施例では、装置３００には、上記の少なくとも１つの装置がない。例えば、装置３００によっては、ユーザ・インターフェース３６０がない場合がある。

【0040】

プロセッサ３１０、メモリ３２０、送信機３３０、受信機３４０、ＮＦＣトランシーバ３５０、ＵＩ３６０及び／又は使用者識別モジュール３７０は、多数の異なる手法で、装置３００内の電気リード線によって相互接続され得る。例えば、前述の装置の各々は、装置３００内のマスタ・バスへ個別に接続されて、装置が情報を交換することを可能にし得る。しかしながら、当業者であれば理解されるように、これは、１つの実例に過ぎず、実施例に応じて、前述の装置のうちの少なくとも２つを相互接続する様々な手法が、本発明の範囲から逸脱することなく選択され得る。

【0041】

図４は、本発明の少なくともいくつかの実施例による、方法のフローチャートである。例示される方法の段階は、導波路ベースのディスプレイ、導波路ベースのディスプレイにおける若しくはそれのための光導波路配置、又はそこに組み込まれる場合に、その機能性を制御するように構成される制御機構におけるものであり得る。

【0042】

段階４１０は、光学系を使用して、光照射野において符号化される構成可能な画像を生成することを含む。段階４２０は、光照射野から少なくとも１つの光導波路への光を受け取り、放出のために光を少なくとも１つの各光導波路における複数の位置へ伝達し、導波路ベースのディスプレイを作り出すことを含む。最後に、段階４３０では、光学系は、光源のセットを備え、少なくとも４つの光源の各々が、可視スペクトルにおける別個のスペクトル特性の光を生成するように構成され、方法が、光源の２つの異なる組合せを使用して、光照射野の２つの角度面において同じ色を生成することを含む。伝達は、光が光導波路の内部で伝達されるように、光導波路によって行われ得る。

【0043】

開示された本発明の実施例が、本明細書に開示される特定の構造、工程のステップ、又は材料に限定されず、関連する技術分野の当業者によって認識されるであろう、それらの均等物にまで適応されることを理解されたい。また、本明細書で採用される用語法は、特定の実施例を説明する目的でのみ使用され、限定することを意図されないことを理解されたい。

【0044】

一実施例又は実施例への本明細書を通じた言及は、実施例に関連して説明される特定の特徴、構造又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通じて様々な箇所において、語句「一実施例において」又は「実施例において」が現れるが、必ずしも全てが同じ実施例を指すわけではない。例えば約又は実質的になどの、用語を使用して数値が言及される場合に、正確な数値もまた、開示される。

【0045】

本明細書で使用される場合に、複数の物品、構造的要素、構成的要素及び／又は材料は、便宜上、共通の列挙箇所において提示され得る。しかしながら、これらの列挙箇所は、列挙箇所の各因子が別個の特有の因子として個々に識別されるかのように、解釈されるべきである。したがって、このような列挙箇所の個々の因子はいずれも、それに反することが示されなければ、共通の群におけるそれらの提示にのみ基づいて、同じ列挙箇所の他の因子と事実上均等であると解釈されるべきではない。加えて、本発明の様々な実施例及び実例が、その様々な構成要素に対する代替物を伴って、本明細書で言及され得る。このような実施例、実例及び代替物が、互いの事実上の均等物と解釈されるべきではなく、本発明の別個の自立的な表示とみなされるべきであることが理解される。

【0046】

さらに、説明される特徴、構造又は特性は、１つ又は複数の実施例において任意の好適な方式で組み合わされ得る。前出の説明において、本発明の実施例の徹底した理解をもたらすために、長さ、幅、形状等の実例などの、多数の具体的な詳細が提供される。しかしながら、関連する技術分野の当業者であれば、本発明が、具体的な詳細のうちの１つ又は複数を用いずに、又は他の方法、構成要素、材料等を用いて、実践され得ることを認識するであろう。他の例では、周知の構造、材料又は操作は、本発明の態様を不明瞭にすることを避けるために、詳細には示されも、説明されもしない。

【0047】

上述の実例は、１つ又は複数の特定の用途における本発明の原理を例示するものであるが、実施の形態、用法及び詳細における多数の改変が、発明の才を発揮することなく、及び本発明の原理及び概念から逸脱することなく、為され得ることが、当業者には明らかであろう。したがって、以下に記載される請求項による場合を除き、本発明を限定することは意図されない。

【0048】

動詞「備える」及び「含む」は、本文書において、さらに記載されない特徴の存在を除外することも要求することもない、開放的な限定として使用される。従属請求項に記載される特徴は、そうでないことが明示的に述べられない限り、相互に自由に組合せ可能である。さらに、「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」、すなわち単数形の使用は、本文書を通じて、複数であることを除外しないことを理解されたい。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明の少なくともいくつかの実施例により、導波路ディスプレイを向上させることにおける産業上の適用が見出される。

【符号の説明】

【0050】

ＬＣＯＳ 液晶オン・シリコン
ＬＥＤ 発光ダイオード
ＭＥＭＳ 微小電気機械
１００ 光照射野
１０２ 光ガイド
１０４ 光
１１０ 導波路
１１２ａ、１１２ 素子
１１４ 方向付けられた光
１２０ 目
１３０ 鏡
１４０ 光源
１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ、１４０ｅ、１４０ｆ 光源
１００ａ、１００ｂ 光照射野１００の部分
３００～３６０ 図３の機器の構造
４１０～４３０ 図４の方法の段階

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】