特表 2025-501120 光スプリッタ

(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】2025-01-17

(54)【発明の名称】光スプリッタ

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/02 20060101AFI20250109BHJP

   G02B 5/00 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

G02B27/02 Z

G02B5/00 C

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024538116

(86)(22)【出願日】2022-12-20

(85)【翻訳文提出日】2024-08-14

(86)【国際出願番号】 EP2022086994

(87)【国際公開番号】W WO2023118144

(87)【国際公開日】2023-06-29

(31)【優先権主張番号】2118765.3

(32)【優先日】2021-12-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】323003137

【氏名又は名称】トゥルーライフ オプティクス リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヴィアエン，ソフィー

(72)【発明者】

【氏名】ヴォルコフ，アンドリー

【テーマコード（参考）】

2H042

2H199

【Ｆターム（参考）】

2H042AA03

2H042AA16

2H042AA26

2H199CA02

2H199CA12

2H199CA29

2H199CA30

2H199CA34

2H199CA42

2H199CA49

2H199CA59

2H199CA68

2H199CA83

(57)【要約】

本開示は、拡張現実システムに提供されるような走査プロジェクタシステムのための光スプリッタに関する、光スプリッタは、入力側と、離隔して対向する出力側とを備え、入力側は少なくとも１つの入力光ファセットを備え、出力側は２つ以上の出力光ファセットを備え、少なくとも１つの入力光ファセットは、光源からの入力光信号を受けるように構成され、２つ以上の出力光ファセットは、入力光信号に応じて出力光信号を出力するように配置され、各出力光ファセットは光路を規定し、光路はそれぞれ異なる屈折力を有する。
【選択図】図５ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

走査プロジェクタシステムのための光スプリッタであって、
前記光スプリッタは、
入力側と、
離隔して対向する出力側と、
を備え、
前記入力側は少なくとも１つの入力光ファセットを含み、
前記出力側は２つ以上の出力光ファセットを含み、
前記少なくとも１つの入力ファセットは、光源から入力光信号を受けるように配置され、
前記２つ以上の出力ファセットは、前記入力光信号に応じて出力光信号を出力するように配置され、
各々の前記出力ファセットは、光路を規定し、
前記光路はそれぞれ異なる屈折力を有する、
光スプリッタ。

【請求項2】

請求項１に記載の光スプリッタであって、
各々の前記２つ以上の出力光ファセットは、それぞれ屈折力を有し、
各々の前記少なくとも２つ以上の出力ファセットの前記屈折力が異なる、
光スプリッタ。

【請求項3】

請求項１または２に記載の光スプリッタであって、
前記出力ファセットは、一次元に配列される、
光スプリッタ。

【請求項4】

請求項１または２に記載の光スプリッタであって、
前記出力ファセットは、二次元に配列される、
光スプリッタ。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項以上に記載の光スプリッタであって、
各々の前記少なくとも２つ以上の出力ファセットの前記屈折力は、各々の前記出力ファセットの曲率半径によって規定され、
各々の前記曲率半径は異なる、
光スプリッタ。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項以上に記載の光スプリッタであって、
各々の前記少なくとも２つ以上の出力ファセットの前記屈折力は、各々の前記出力ファセットの曲率半径によって規定され、
各々の前記ファセットは、異なる曲率中心を有する、
光スプリッタ。

【請求項7】

請求項５および６に記載の光スプリッタであって、
前記出力ファセットの湾曲は、凹状および凸状の少なくとも一方である、
光スプリッタ。

【請求項8】

請求項１～７のいずれかに記載の光スプリッタであって、
前記入力側は、２つ以上の入力光ファセットを含む、
光スプリッタ。

【請求項9】

請求項８に記載の光スプリッタであって、
各々の前記２つ以上の入力光ファセットは、それぞれ屈折力を有する、
光スプリッタ。

【請求項10】

請求項９に記載の光スプリッタであって、
各々の前記少なくとも２つ以上の入力ファセットの前記屈折力が異なる、
光スプリッタ。

【請求項11】

請求項８に記載の光スプリッタであって、
前記入力光ファセットは、一次元に配列される、
光スプリッタ。

【請求項12】

請求項８に記載の光スプリッタであって、
前記入力光ファセットは、二次元に配列される、
光スプリッタ。

【請求項13】

請求項８に記載の光スプリッタであって、
各々の前記少なくとも２つ以上の入力ファセットの前記屈折力は、各々の前記入力ファセットの曲率半径によって規定され、
各々の前記曲率半径は異なる、
光スプリッタ。

【請求項14】

請求項８に記載の光スプリッタであって、
各々の前記少なくとも２つ以上の入力ファセットの前記屈折力は、各々の前記入力ファセットの曲率半径によって規定され、
各々の前記ファセットは、異なる曲率中心を有する、
光スプリッタ。

【請求項15】

請求項１～１４のいずれかに記載の光スプリッタであって、
容積のある多角形の透明な構造を有する、
光スプリッタ。

【請求項16】

請求項１に記載の光スプリッタであって、
各々の前記出力光ファセットは、異なる焦点距離を有する、
光スプリッタ。

【請求項17】

仮想網膜ディスプレイのための走査プロジェクタシステムであって、
前記走査プロジェクタシステムは、
入力光信号を提供する光源と、
前記光源からの前記入力光信号を反射的に走査するように配置された走査ミラーと、
請求項１～１５に記載の光スプリッタと、
を備え、
前記光スプリッタは、前記走査ミラーの光路内に配置され、
前記走査ミラーは、第１の角度位置と第２の角度位置との間で回転するように配置される、
走査プロジェクタシステム。

【請求項18】

請求項１７に記載の走査プロジェクタシステムであって、
前記光スプリッタの前記入力側は、前記走査ミラーによって反射的に走査された前記入力光信号を受けるように配置され、
前記光スプリッタの前記出力側は、前記入力光信号の前記角度位置に応じて前記出力光ファセットの１つから出力光信号を出力するように配置される、
走査プロジェクタシステム。

【請求項19】

請求項１７に記載の走査プロジェクタシステムであって、
前記光源は、レーザダイオードまたは発光ダイオードのＲＧＢ光源のアレイである、
走査プロジェクタシステム。

【請求項20】

仮想網膜ディスプレイであって、
請求項１６～１９に記載の走査プロジェクタシステムと、
ホログラフィック光学素子と、
を備え、
前記走査プロジェクタシステムは、前記ホログラフィック光学素子上に複数の射出瞳を投影するように配置され、
前記ホログラフィック光学素子は、前記複数の射出瞳をユーザの眼に向けるように配置される、
仮想網膜ディスプレイ。

【請求項21】

請求項２０に記載の仮想網膜ディスプレイを備える拡張現実眼鏡であって、
前記ホログラフィック光学素子は、前記眼鏡のレンズ内またはレンズ上に配置される、
拡張現実眼鏡。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は光スプリッタに関し、特に、拡張現実ディスプレイシステムなどの仮想網膜ディスプレイプロジェクタシステムにおけるアイボックス拡大のための光スプリッタに関する。

【背景技術】

【0002】

ウェアラブル（またはヘッドマウント）ディスプレイなどの拡張現実（ＡＲ：Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ ｒｅａｌｉｔｙ）ディスプレイを使用すると、ユーザは表示内容を閲覧しながら、外部環境を見ることもできる。表示内容はテキストメッセージや指示グラフィックなどの電子メッセージであり、ユーザの外部環境のビューに重ねて表示される。ＡＲディスプレイを使用すると、ユーザは、従来のグラフィック表示のように見えるものを、目の前の視界に浮かぶ仮想画像の形態で見ることができる。ＡＲディスプレイは、スマートグラスの形態を取ることができ、スマートグラスを装着したユーザに対して仮想画像を表示することができる。こうしたＡＲディスプレイシステムでは、通常、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ：ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｏｐｔｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）を用いて、仮想網膜ディスプレイプロジェクタからの光をユーザの眼に向ける。ＨＯＥは通常、スマートグラスの１つ以上のレンズ内またはレンズ上に設けられる。

【0003】

拡張現実ディスプレイ、より一般的には望遠鏡や双眼鏡など眼の近くで使用する光学デバイスにおいて、アイボックスの概念とは、デバイスまたはディスプレイによって提供される画像をユーザが見ることができる、眼の位置の範囲のことである。この概念は拡張現実ディスプレイの分野において周知であり、たとえば米国特許第９，９５８，６８２号に記載されている。米国特許第９，９５８，６８２号は、嵩張る高価な光学部品を追加することなく、瞳複製によってより大きいアイボックスを提供することの相対的利点について議論している。

【0004】

米国特許第９，９５８，６８２号に記載される光スプリッタは、光スプリッタの出力側において複数のファセットを使用する。光スプリッタはホログラフィック光学素子と連動して、複数の複製された瞳をユーザの眼に向ける。しかし、この構成の問題点は、複数の複製された瞳に送られる画像の解像度が瞳ごとに異なることである。これは、複数の複製された瞳が、移動する仮想プロジェクタビームのセットから生じるものであり、追加の光学部品がなければ適切にユーザの眼に焦点合わせされないためである。

【0005】

この問題点に対処するために、液体レンズなどの追加の光学部品を使用することが公知である。解決策としての液体レンズが正しく機能するためには、視線追跡を行ってレンズの屈折力を動的に調整する必要がある。ユーザの瞳の位置が検出され、ユーザの眼への光線経路は複数の仮想プロジェクタ位置のうちの１つによるものであることが分かる。それに応じてレンズの屈折力が調整され、使用される特定の複製された瞳に対する解像度が向上する。液体レンズの屈折力を調整し、光スプリッタによって生成される仮想プロジェクタ位置ごとに異なる屈折力を提供するためには、視線追跡が必要である。さらに、すべての複製された瞳の収差を補正するために単一の光学素子が用いられるため、液体レンズは、プロジェクタシステムの収差を補正するのに最適ではない。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

したがって、上記の課題を踏まえ、走査プロジェクタシステムのための光スプリッタが提供される。光スプリッタは、入力側と、離隔して対向する出力側と、を備え、入力側は少なくとも１つの入力光ファセットを含み、出力側は２つ以上の出力光ファセットを含み、少なくとも１つの入力ファセットは、光源から入力光信号を受けるように配置され、２つ以上の出力ファセットは、入力光信号に応じて出力光信号を出力するように配置され、各々の出力光ファセットは、光路を規定し、光路はそれぞれ異なる屈折力を有する、光スプリッタ。

【0007】

２つ以上の出力光ファセットは、それぞれ屈折力を有し、各々の少なくとも２つ以上の出力ファセットの屈折力が異なる。出力ファセットは、一次元に配列、または二次元に配列される。

【0008】

各々の少なくとも２つ以上の出力ファセットの屈折力は、各々の出力ファセットの曲率半径によって規定され、各々の曲率半径は異なる。各々の少なくとも２つ以上の出力ファセットの屈折力は、各々の出力ファセットの曲率半径によって規定され、各々の出力ファセットは、異なる曲率中心を有する。出力ファセットの湾曲は、凹状および凸状の少なくとも一方である。

【0009】

入力側は、２つ以上の入力光ファセットを含む。各々の２つ以上の入力ファセットは、それぞれの屈折力を有し、各々の少なくとも２つ以上の入力ファセットの屈折力が異なる。入力ファセットは、一次元に配列、または二次元に配列される。各々の少なくとも２つ以上の入力ファセットの屈折力は、各々の入力ファセットの曲率半径によって規定され、各々の曲率半径は異なる。各々の少なくとも２つ以上の入力ファセットの屈折力は、各々の入力ファセットの曲率半径によって規定され、各々のファセットは、異なる曲率中心を有する。光スプリッタは容積のある多角形の透明な構造を有し、出力光ファセットは、それぞれ異なる焦点距離を有する。

【0010】

また、仮想網膜ディスプレイのための走査プロジェクタシステムが提供される。走査プロジェクタシステムは、入力光信号を提供する光源と、光源からの入力光信号を反射的に走査するように配置された走査ミラーと、実施形態による光スプリッタと、を備え、光スプリッタは、走査ミラーの光路内に配置され、走査ミラーは、第１の角度位置と第２の角度位置との間で回転するように配置される。光スプリッタの入力側は、走査ミラーによって反射的に走査された入力光信号を受けるように配置され、光スプリッタの出力側は、入力光信号の角度位置に応じて出力ファセットの１つから出力光信号を出力するように配置される。光源は、レーザダイオードまたは発光ダイオードのＲＧＢ光源のアレイである。

【0011】

さらに、ウェアラブル仮想網膜ディスプレイも提供される。仮想網膜ディスプレイは、走査プロジェクタシステムと、ホログラフィック光学素子と、を備え、走査プロジェクタシステムは、ホログラフィック光学素子上に複数の射出瞳を投影するように配置され、ホログラフィック光学素子は、複数の射出瞳をユーザの眼に向けるように配置される。

【0012】

さらに、仮想網膜ディスプレイを備える拡張現実眼鏡が提供される。ホログラフィック光学素子は、眼鏡のレンズ内またはレンズ上に配置される。

【0013】

本開示の特徴を詳細に理解できるように、実施形態を参照してより具体的に説明する。実施形態のいくつかを添付の図面に示している。ただし、添付の図面は典型的な実施形態のみを示しているため、本発明の範囲を限定するものではないことに留意されたい。図面は本開示の理解を容易にするためのものであり、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではない。請求される主題の利点は、添付の図面と併せて明細書を読むことで、当業者には明らかになるであろう。添付の図面では、同様の要素を示すために同様の参照番号を使用しており、以下の通りである。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】走査プロジェクタシステムにおいて使用される実施形態による光スプリッタを示す概略図である。

【図2】図２ａは、実施形態による光スプリッタを示す上面図である。 図２ｂは、実施形態による光スプリッタを示す端面図である。 図２ｃは、実施形態による光スプリッタを示す斜視図である。 図２ｄは、実施形態による光スプリッタを示す斜視図である。

【図3】図３ａは、実施形態による光スプリッタを示す上面図である。 図３ｂは、実施形態による光スプリッタを示す斜視図である。 図３ｃは、実施形態による光スプリッタを示す斜視図である。

【図4】図４ａは、実施形態による光スプリッタを示す上面図である。 図４ｂは、実施形態による光スプリッタを示す斜視図である。 図４ｃは、実施形態による光スプリッタを示す斜視図である。

【図5a】走査プロジェクタシステムにおいて使用される実施形態による光スプリッタを示す概略図である。

【図5b】実施形態による光スプリッタをホログラフィック光学素子と共に使用する、図５ａの走査プロジェクタシステムの出力を示す光路図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

実施形態による走査プロジェクタシステム１００が図１に概略的に示される。概観すると、走査プロジェクタシステム１００は、光源１０２と、少なくとも１つの走査ミラー１０４と、光スプリッタ１０６とを含む。光源１０２は任意の好適な光源であってもよく、例として、平行光ビームを生成するレーザダイオードまたはＬＥＤなどの低電力ＲＧＢ（赤色、緑色、青色（ｒｅｄ，ｇｒｅｅｎ，ｂｌｕｅ））光源の配列を含んでもよい。平行ビームは、たとえば約１ｍｍのビーム径を有してもよく、それに応じて少なくとも１つの走査ミラー１０４の反射表面積が定められてもよい。光源１０２は走査ミラー１０４の入力側に配置されて、光ビームを走査ミラー１０４上に向ける。光スプリッタ１０６は、走査ミラー１０４によって反射された光ビームを受けるように、走査ミラー１０４の出力側に配置されてもよい。少なくとも１つの走査ミラー１０４は、チップ－チルトミラーとしても公知である二次元走査ミラーであってもよい。あるいは、２つの一次元走査ミラーが存在して、一方の走査ミラーが水平方向に走査し、他方の走査ミラーが鉛直方向に走査してもよい。走査ミラーは、任意の適切な微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ）ミラーであってもよい。説明を簡潔かつ容易にするために、本明細書に記載の実施形態は二次元タイプの走査ミラーを示しており、本開示による発明の概念が同様に適用可能であることは、当業者には理解されよう。光スプリッタ１０６は、走査ミラー１０４の出力側に配置されて、走査ミラー１０４を介して光源１０２からの光ビームＢ（または入力光信号）を受ける。

【0016】

光スプリッタ１０６は光学的に透明な構造体であり、入力側１０８において光源１０２からの入力光ビームＢを受け、その入力光ビームＢを屈折させて複数の出力ビームレットＢ_１、Ｂ_２、Ｂ_ｎ（または出力光信号）にする。光スプリッタは、隙間を空けて離隔した光学的に透明な構造体、または異なる別個の隣接する光学構造体で形成されてもよい。

【0017】

走査ミラー１０４は、最大角度位置と最小角度位置の間の回転角の範囲θにわたって回転するように配置されている。この範囲は、走査ミラーの機械的な偏向の範囲として公知である。たとえば、回転角の合計範囲は３０度であってもよい。図示の例において、回転角の範囲は水平面内にあるが、本説明は鉛直面にも適用される。走査ミラー１０４が平面の鏡面である場合、最大光反射角は、走査ミラー１０４の投影面の範囲を規定する機械的な偏向角の範囲の角度の２倍である。したがって、入力光ビームＢは、走査ミラー１０４の投影面の範囲にわたって走査してもよい。

【0018】

光スプリッタ１０６の入力側１０８は、投影面の範囲で走査ミラー１０４からの入力光ビームＢを受けるように配置されている。光スプリッタ１０６は、入力光ビームＢを屈折させて複数の出力ビームレットＢ_１、Ｂ_２、Ｂ_ｎとする。これらの出力ビームレットは、出力側１１０から光スプリッタ１０６を出る。このようにして、光スプリッタは走査ミラーの光路に配置される。光スプリッタ１０６の出力側１１０は、複数の出力ビームレットＢ_１、Ｂ_２、Ｂ_ｎを発する複数の光ファセット１１２、１１４、１１６を含む。図示の例では、３つの光ファセット１１２、１１４、１１６が入力光ビームＢを分岐させてそれぞれの出力ビームレットＢ_１、Ｂ_２、Ｂ_ｎにするが、光ファセットの数は、入力ビームの入力角に応じて、入力ビームＢを分岐させて対応する整数ｎの出力ビームレットにする、任意の正の整数ｎであってもよい。

【0019】

上述の走査プロジェクタシステム１００などの走査プロジェクタシステムのアイボックスは、プロジェクタから出る射出瞳の形状によって決まる。こうした走査プロジェクタシステムは、小さい射出瞳を使用することが通常であり、その射出瞳は典型的に１ｍｍ^２から０．５ｍｍ^２の面積を有してもよい。実施形態によるプロジェクタシステム１００において、アイボックスのサイズを大きくするには、単一のアイボックスのサイズを大きくするのではなく、射出瞳を複製してユーザに対する可視のアイボックスの数を増加させる。これによる利点は、ユーザの視線が中央のアイボックスの位置から逸れるとユーザの眼が中央位置から離れる方に移動することにより、ユーザの視線が中心を外れた場合に、複製され空間的に分離された別のアイボックスがユーザに可視となる、という点である。この概念は、以下の図５ｂを参照して説明される。複製される射出瞳の数、すなわち空間的に分離されたアイボックスの数は、出力ビームレットＢ_ｎの数に対応し、ビームスプリッタ１０６の出力側１１０における光ファセットの数に対応する。

【0020】

幾何学的には、出力ビームレットＢ_１、Ｂ_２、Ｂ_ｎの各々は、空間的に分離された仮想プロジェクタ位置Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_ｎから発せられるように見える。具体的には、光スプリッタ１０６は、入力ビームＢを分割または複製してそれぞれのビームレットＢ_１、Ｂ_２、Ｂ_ｎにしており、出力ビームレットＢ_１は実質的に仮想プロジェクタ位置Ｖ_１から発せられる。出力ビームレットＢ_２は、実質的に仮想プロジェクタ位置Ｖ_２から発せられ、出力ビームレットＶ_ｎは実質的に仮想プロジェクタ位置Ｖ_ｎから発せられることになる。特定のビームレットは、走査ミラー１０４によって走査される入力ビームＢの角度に依存することとなる。言い換えると、仮想プロジェクタ位置Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_ｎは、それぞれのビームレットＢ_１、Ｂ_２、Ｂ_ｎの光路を規定する。ビームレットＢ_１、Ｂ_２、Ｂ_ｎの各々は、中間焦点面ｘ－ｘ上に集束される。

【0021】

使用時、光スプリッタ１０６は入力側１０８において入力光ビームＢを受ける。光ビームＢは、走査ミラー１０４によって合計角度範囲θを走査でき、その範囲は光スプリッタ１０６の入力側に光ビームＢが入射し得る利用可能な角度の範囲に対応する。光ビームＢの入射角（合計角度範囲θのサブセットとしての）に基づいて、光スプリッタからの出力ビームレットは、Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_ｎのうちのいずれか１つとなる。走査ミラー１０４が範囲θを走査する際に、ビームレットＢ_１、Ｂ_２、Ｂ_ｎのうちいずれか１つが、光スプリッタ１０６のそれぞれの出力ファセットから徐々に出てくる。このように、光スプリッタ１０６は、走査ミラー１０４の走査角度に基づいて一度に１つのアイボックスを複製する。走査ミラーが光スプリッタ１０６の入力側１０８の水平面（図１に示されるページの平面）を走査することは、当業者であれば理解されよう。走査ミラー１０４が二次元走査ミラーであり、かつ光スプリッタがファセットの二次元配列を含む場合、走査ミラーは、言及された水平方向と、鉛直方向（図１に示されるページの平面に対して垂直）とを走査するように配置される。

【0022】

図２ａ、図２ｂ、図２ｃ、および図２ｄは、実施形態による光スプリッタ２０６の概略図を示す。概観すると、光スプリッタ２０６は、入力側および対向する出力側を有する、概して容積のある多角形の構造を有し、その入力側２０８は少なくとも１つの光ファセットを含み、出力側２１０は多角形構造の側部を構成する２つ以上の隣接する出力ファセット２１２、２１４、２１６を含む。図２ａ～２ｃの実施形態に関し、光スプリッタ２０６の入力側２０８は、走査ミラーから角回転範囲θにわたって入力光ビームを受けて、その入力光ビームを光スプリッタ２０６にインカップリングするように配置された単一の平面入力ファセットを含む。

【0023】

光スプリッタ２０６の出力側２１０は、入力光ビームから分割された対応する複数のビームレットＢ_１、Ｂ_２、Ｂ_ｎを、光スプリッタ２０６からアウトカップリングするように配置された複数の出力光ファセット２１２、２１４、２１６を含む。図２ａ～２ｃの例においては、３つの出力ファセット２１２、２１４、２１６が線形配列として配置されている。しかし、出力ファセットは任意の数であってもよく、二次元のｎ×ｍ配列（ここでｎおよびｍは正の整数であり、ｎ＝１かつｍ＞２である）または円形配列として配置されてもよいことは、当業者であれば理解されよう。出力ファセットの数は、特定の用途で必要な複製アイボックスの数および幾何学的配置に応じて選択することができる。上述のとおり、各々の出力光ファセットは、対応する仮想プロジェクタ位置Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_ｎを規定し、それによって光スプリッタを通る対応する光路を規定する。

【0024】

出力光ファセット２１２、２１４、２１６のうち２つ以上は屈折力を有するまたは付加してもよく、これに関して出力光ファセット２１２、２１４、２１６の各々は屈折力をもたらす湾曲した表面を有してもよい。湾曲した出力ファセット２１２、２１４、２１６の構成によって、対応する数の仮想プロジェクタ位置Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_ｎによって規定される光路に屈折力が導入される。隣接する光ファセットの屈折力は異なっており、この相違によって１つの出力光ファセットから隣接する出力光ファセットへの屈折力が大きくなる。反対に、同じ光ファセットを出発点とすると、相違によって１つの光ファセットから次の光ファセットへの屈折力が小さくなる場合がある。

【0025】

具体的には、屈折力は第１の出力光ファセット２１２から第２の出力光ファセット２１４に向けて大きくなり、第３の出力光ファセット２１６において最大になってもよい。反対の場合には、屈折力は第１の出力光ファセット２１２から第２の光ファセット２１４に向けて小さくなり、第３の光ファセット２１６において最小になってもよい。屈折力が大きくなる場合の非限定的な例として、第１の出力光ファセットの屈折力は＋１０ジオプター（ｍ^－１）、第２の出力光ファセットの屈折力は＋３０ジオプター（ｍ^－１）、第３の出力光ファセットの屈折力は＋１００ジオプター（ｍ^－１）であってもよい。
屈折力が小さくなる場合の非限定的な例として、第１の光ファセットの屈折力は＋１００ジオプター（ｍ^－１）、第２の光ファセットの屈折力は＋３０ジオプター（ｍ^－１）、第３の光ファセットの屈折力は＋１０ジオプター（ｍ^－１）であってもよい。前述の例では、屈折力に対して正符号を用いることによって、正または凸状の湾曲した光ファセット表面を示している（光スプリッタを通って伝搬する光の方向から考えた場合）が、屈折力に対して負符号を用いて負または凹状の湾曲した光ファセット表面を示される場合もある（光スプリッタを通って伝搬する光の方向から考えた場合）ことは、当業者であれば理解するだろう。

【0026】

さらに、屈折力は変動し得るものであり、ビームレットに対する屈折力の大きさが、入力ビームや適用するもの（たとえば拡張現実スマートグラスなど）の特定の性質に応じて、また、その他のビームレットに加算／減算する必要がある屈折力の差分に応じて正または負となる可能性がある。実際、屈折力の差がたとえば＋４０、＋０、－４０ジオプターになるように、凸状もしくは凹状の湾曲または平面の光ファセット表面が任意に組み合わされてもよいことは、当業者であれば理解するだろう。上述のような構成例等は、二次元に配列された出力光ファセット、すなわち隣接する出力光ファセット間に屈折力の差が存在する出力光ファセットにも適用される。

【0027】

ホログラフィック光学素子をＡＲに適用する場合、中間焦点面ｘ－ｘを光スプリッタにより近づけて、ホログラフィック光学素子から遠ざけるには、より大きな正の集束力が必要であることは、当業者であれば理解するだろう。一方で、中間焦点面ｘ－ｘをホログラフィック光学素子により近づけて、光スプリッタから遠ざけるには、より大きな負の屈折力が必要である。屈折力の差を適切に選択することによって、中間焦点面の位置をホログラフィック光学素子の位置に対して一致させることができ、アイボックスの形状、すなわちアイボックス内の複数の複製された瞳の間隔に合わせることができる（図５ｂ参照）。

【0028】

屈折力の差を適切にするために、各出力光ファセットが異なる曲率半径を有してもよい。任意選択で、各ファセットが入射ビームに対して異なる曲率中心（言い換えるとファセットの傾斜）を有してもよく、かつ、または各々のファセットが異なる曲率半径および異なる曲率中心の両方を有してもよい。この場合の曲率半径は、それぞれのファセットの湾曲部の頂点から曲率中心までの距離によって定められ、ここでは、頂点はそのファセットの光軸上に位置する。上記は、光スプリッタ全体で屈折率が一定であることを想定している。実際には、各々のファセットが楕円形であってもよいし、自由曲率でさらに収差を制御できるようにしてもよい。任意選択で、異なる曲率半径または曲率中心ではなく、光スプリッタ全体で屈折率の差を利用することによって、必要な屈折力の差を求めることが可能であってもよい。この屈折率の差は、分布型の（ｇｒａｄｅｄ）屈折率であってもよい。具体的には、光スプリッタ材料の屈折率が仮想プロジェクタ位置Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_ｎの各々に対応して異なっていてもよく、これによって、対応する仮想プロジェクタ位置Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_ｎから発されるビームレットの各々に関する屈折力の差が規定されてもよい。

【0029】

図２ｂおよび図２ｃは、実施形態の例による光スプリッタの出力側２１０の端面図および斜視図をそれぞれ示す。この例において、出力側２１０は、１×３配列として配置された３つのファセット２１２、２１４、２１６で構成される。瞳複製の必要数および位置に応じて、出力側２１０に任意の数のファセットを設けてもよいことは、当業者であれば理解するだろう。たとえば、図２ｄの斜視図に示されるとおり、６つの瞳複製が必要な場合、光スプリッタ２０６の出力側２１０は、出力ファセットの２×３配列として配置されてもよい。したがって、出力光ファセットは、二次元ｎ×ｍ配列として配置されてもよく、ここでｎおよびｍは正の整数であり、ｎ＞２かつｍ＞２であることは、当業者であれば理解するだろう。

【0030】

図２ａ～２ｃに示される１×３配列の場合、各々のファセットは、隣接するファセットのそれぞれの端点同士と繋がる端縁または端点を含んでもよい。この実施形態例において、ファセット２１２の１つの端点は、ファセット２１４の第１の端点と隣接することとなる。ファセット２１４の第２の端点は、ファセット２１６の端点と隣接することとなり、この概念は、たとえば図２ｄの２×３配列の例などの任意の数のファセットに適用されてもよい。これに関して、端点は明確な線／境界でなくてもよく（特に、隣接するファセットの曲率半径が類似しているが同一でない場合、または曲率中心が類似しているが同一でない場合であってもよい）、別個の異なる瞳を複製するファセット同士の交線を規定する、出力側における出力ファセットの外部端縁を単に規定するものであってもよい。これに関して、各々のファセットが別個の異なるアイボックスを規定する（上述のとおり、光スプリッタの入力側における入力ビームＢの入射角に依る）ことは、当業者であれば理解するだろう。

【0031】

さらに、図２ａに示される光スプリッタを見ると、個々の出力側ファセット２１２、２１４、２１６は凹状であってもよいが、出力表面２１０全体の形状も概して凹状の輪郭であってもよい。別の構成として、出力表面全体の形状は概して凸状の輪郭であってもよいが、個別に凹形状のファセット２１２、２１４、２１６がなおも保持されてもよい。その逆も当てはまり、個々のファセット２１２、２１４、２１６は凸状であってもよく、出力表面２１０全体の形状も凸状または凹状の輪郭であってもよい。さらに、個々の出力ファセット２１２、２１４、２１６は、凹状、凸状、および平面の少なくとも１つの組み合わせであってもよく、出力表面２１０全体の形状も出力ファセットの個々の湾曲にかかわらず、凸状または凹状の輪郭であってもよい。

【0032】

図３ａおよび図３ｂは、実施形態による光スプリッタ３０６の概略図を示す。概観すると、光スプリッタ３０６は、入力側および出力側を有する概して容積のある多角形の構造を有し、その入力側３０８および出力側３１０は、概して多角形構造の側部を構成するファセット型構造を有する。出力側３１０は、上述の図２ａ～２ｃの構成または図２ｄの構成と一致した構成であってもよい。図２ａ～２ｃの配置とは異なり、図３ａおよび図３ｂの構成については、入力側３０８は、走査ミラーから角回転の範囲θにわたって入力光ビームを受け取って、その入力光ビームを光スプリッタ３０６内にインカップリングするように配置された湾曲入力ファセットを含む。入力側は、屈折力をもたらすよう円形に湾曲されても、楕円形に湾曲されても、自由形態で湾曲されてもよく、凹状または凸状であってもよい。上述の図２ｄの配置と同様に、出力側３１０の出力光ファセットは、図３ｃに示されるとおりの二次元のｎ×ｍ配列として配置されてもよい。

【0033】

図４ａおよび図４ｂは、実施形態による光スプリッタ４０６の概略図を示す。概観すると、光スプリッタ４０６は、入力側および出力側を有する概して容積のある多角形の構造を有し、その入力側４０８および４１０は、概して多角形構造の側部を構成するファセット型構造を有する。出力側４１０は、上述の図２ａ～２ｃの構成と一致した構成であってもよい。図２ａ～２ｃの構成とは異なり、図４ａおよび図４ｂの実施形態にでは、入力側４０８は、走査ミラーから角回転の範囲θにわたって入力光ビームを受け取って、その入力光ビームを光スプリッタ４０６内にインカップリングするように配置された複数の湾曲入力ファセット４１８、４２０、４２２を含んでもよい。入力ファセットはｎ×ｍ配列として配置されてもよく、ここでｎおよびｍは正の整数であり、ｎ＝１かつｍ＞２であるか、またはｎ＞１かつｍ＞２である。各々の入力ファセットは円形に湾曲されても、楕円形に湾曲されても、自由形態で湾曲されてもよい。入力光ファセットは、出力側４１０のファセットと同様の方式で配置されてもよく、すなわち入力ファセットはファセットの配列として配置されてもよく、各々のファセットは屈折力を有してもよく、ファセットは各々が異なる屈折力を有するように個別に凹状または凸状であってもよいことは、当業者であれば理解するだろう。入力表面は、入力ファセット４１８、４２０、４２２の個々の湾曲にかかわらず、全体的な輪郭の凸状または凹状の形状を規定してもよい。上述の図２ｄおよび図３ｂの構成と同様に、出力側４１０の出力光ファセットは、図４ｃに示されるとおりの２次元のｎ×ｍ配列として配置されてもよい。

【0034】

したがって、上記の説明によると、入力側および出力側の光ファセットは、薄く、互いに近接して機能するレンズ表面と考えられ、そのようなレンズ表面の屈折力は各表面の屈折力の和に等しくなる。入力光ファセットおよび出力光ファセットは、仮想プロジェクタ位置によって規定される光路を共有するときに協働すると考えられ得る。より具体的には、湾曲した入力側を有する図３ａ～３ｃの実施形態に関しては、出力側ファセット３１２、３１４、３１６の各々に関連する合計屈折力Ｐ_{Ｔｏｔａｌ}は、各個々の出力側ファセットの屈折力Ｐ_ｏｕｔと、湾曲した入力側の屈折力Ｐ_ｉｎとの和に等しくなる。言い換えると、図１の例のように、仮想プロジェクタＶ_１およびビームレットＢ_１に関連する屈折力は、入力側１０８および出力ファセット１１２の屈折力に等しくなる。これは、出力ファセット１１４に対する仮想プロジェクタＶ_２およびビームレットＢ_２に関連する屈折力にも当てはまり、以下同様に特定の出力ファセットに関するそれぞれの仮想プロジェクタＶ_ｎ、ビームレットＢ_ｎの各々に対しても当てはまる。同様に、湾曲したファセット入力側を有する図４ａ～４ｃの実施形態に関しては、出力側ファセット４１２、４１４、４１６の各々に関連する合計屈折力Ｐ_{Ｔｏｔａｌ}は、各個々の出力側ファセットの屈折力Ｐ_ｏｕｔと、入力側ファセット４１８、４２０、４２２の各々の屈折力Ｐ_ｉｎとの和に等しくなる。言い換えると、図１の例のように、仮想プロジェクタＶ_１およびビームレットＢ_１に関連する屈折力は、入力側ファセットおよびそれぞれの出力ファセットの屈折力に等しくなる。これは、各々が入力側ファセットおよび出力ファセットのそれぞれの対である仮想プロジェクタＶ_２およびビームレットＢ_２に関連する屈折力にも当てはまり、以下同様に入力および出力側ファセットの特定の対に関するそれぞれの仮想プロジェクタＶ_ｎ、ビームレットＢ_ｎの各々にも当てはまる。

【0035】

実施形態によれば、光スプリッタ１０６、２０６、３０６、４０６は、光学ガラス（例、ＢＫ－７）、アクリル、または蛍石などの任意の適切な光学材料で形成されてもよい。光スプリッタの最大の厚さ（入力側から出力側までの）は、数ミリメートル（ｍｍ）および典型的には２～１０ｍｍ、好ましくは約３～５ｍｍの範囲内となる。光スプリッタは、入力側と出力側との間に空隙を有してもよい。光スプリッタは光学材料の組み合わせで形成されてもよく、この場合、入力側が１つの材料で形成され、出力側が別の材料で形成される。同様に、入力側は出力側と同じ材料で形成されてもよいが、屈折率が異なってもよい。

【0036】

本明細書に記載されるように、光スプリッタに屈折力を適用することによって、複製された瞳はユーザの眼に適切に焦点合わせされた一連の移動位置（仮想プロジェクタ位置など）から生じるため、アイボックス間で画像品質が均一となり、それにより解像度が改善される。加えて、こうした屈折力を選択してアイボックスの特定の収差を補正することによって、解像度が向上する。液体レンズやそれに関連する問題を伴わず、このような改良が可能である。

【0037】

図２ａ～２ｄ、図３ａ～３ｃ、および図４ａ～４ｃに関して上述されたタイプの光スプリッタ２０６、３０６、４０６は、図１に示されるタイプの走査プロジェクタシステムに含まれてもよい。図５ａは、図３ａおよび図３ｂに関して上述されたタイプの光スプリッタ３０６を使用した走査プロジェクタシステムを示す。適用対象の特定の状況に応じて、かつ記載される本発明の概念と一致して、本明細書に記載される任意の光スプリッタが使用されてもよいことは、当業者であれば理解するだろう。入力および／または出力ファセットが配列の各方向でファセットが２より多い（たとえば３×３など）二次元配列である場合、走査ミラーは二次元走査ミラーであり得る。入力側のファセットの数は、出力側の光ファセットの数と等しくなり得る。反対に、入力側のファセットの数が出力側の光ファセットの数と等しくないこともある。

【0038】

図１の構成と同様に、光源５０２からの光は、走査ミラー５０４によって光スプリッタ３０６の入力側３０８へと反射される。複数の出力ファセット３１２、３１４、３１６を含む光スプリッタ３０６の出力側３１０は、入力光ビームＢからの対応する複数の出力ビームレットＢ_１、Ｂ_２、Ｂ_ｎをアウトカップリングするように配置される。光スプリッタ３０６は、光スプリッタ３０６の入力側における入力ビームＢの入射角に応じて、出力ビームレットＢ_１、Ｂ_２、Ｂ_ｎのうちの１つをアウトカップリングする。これは仮想プロジェクタ位置Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_ｎに対して示される。具体的には、走査ミラー５０４が仮想プロジェクタ位置Ｖ_１に対応する第１の角度であるときは、光スプリッタ３０６の出力側３１０の光ファセット３１２から出力ビームレットＢ_１が出射される。同様に、走査ミラー５０４が仮想プロジェクタ位置Ｖ_２またはＶ_ｎに対応する後続の角度にあるときは、入力ビームＢの角度に応じて、光スプリッタ３０６の出力側３１０の光ファセット３１４または３１６から出力ビームレットＢ_２またはＢ_ｎが出射される。出力ビームレットＢ_１は、入力側および出力側ファセット３１２に関連する屈折力により、中間焦点ｆ_１に集束する。同様に、出力ビームレットＢ_２は、入力側および出力側ファセット３１４に関連する屈折力により、中間焦点ｆ_２に集束する。さらに、出力ビームレットＢ_ｎは、入力側および出力側ファセット３１６に関連する屈折力により、中間焦点ｆ_ｎに集束する。出力側ファセット３１２から出現するビームレットＢ_１の焦点距離ｆ_１は、出力側ファセット３１４から出射されるビームレットＢ_２の焦点距離ｆ_２よりも小さくてもよい。出力側ファセット３１４から出射されるビームレットＢ_２の焦点距離ｆ_２は、出力側ファセット３１６から出射されるビームレットＢ_ｎの焦点距離ｆ_ｎよりも小さくてもよい。言い換えると、ｆ_１＜ｆ_２＜ｆ_ｎである。あるいは、特定の用途に応じて、出力側ファセット３１２から出射されるビームレットＢ_１の焦点距離ｆ_１は、出力側ファセット３１４から出射されるビームレットＢ_２の焦点距離ｆ_２よりも大きくてもよい。出力側ファセット３１４から出射されるビームレットＢ_２の焦点距離ｆ_２は、出力側ファセット３１６から出現するビームレットＢ_ｎの焦点距離ｆ_ｎよりも大きくてもよい。言い換えると、ｆ_１＞ｆ_２＞ｆ_ｎである。このように、焦点距離は１つのファセットから次のファセットへと単調増加するか、または単調減少する。

【0039】

上記の例に従い、第１の出力光ファセットの屈折力が＋１０ジオプター、第２の出力光ファセットの屈折力が＋３０ジオプター、第３の出力光ファセットの屈折力が＋１００ジオプターである場合、対応する焦点距離はそれぞれ１０ｍｍ、３０ｍｍ、および１００ｍｍとなる（なお、図５ａは縮尺どおりに描かれていない）。したがって、入射入力ビームに応じて、それぞれの出力ビームには正味の屈折力の差が生じる。その結果として、出力光ファセットのうち１つを通るビームレットが受ける屈折力に応じた分だけ、中間焦点面の焦点が移動可能となる。このように、たとえば液体レンズなどの光学部品を追加することなく、特定のホログラフィック光学素子設計およびアイボックス複製形状に合わせて光スプリッタが最適化できる。たとえば、屈折力を利用せず、１つのビームレットが（ホログラフィック光学素子から）４０ｍｍの焦点距離を有してもよい。４ジオプターでは、およそ５ｍｍの焦点移動となってもよい。

【0040】

したがって、入力側の屈折力（図２ａ～２ｄの構成の場合は０であってもよい）と、出力側ファセットの屈折力との組み合わせによって決まる屈折力によって、光スプリッタにおける入力ビームの入射角に応じて特定のビームレットの焦点距離を変更できることは、当業者であれば理解するだろう。そうすることで、液体レンズがなくても、各々のアイボックスに対するビームレットの視準が改善される。これは、液体レンズなどの公知の解決法に対する明確な利点を有する。なぜなら、液体レンズに入射するビームレットの角度に応じて液体レンズの焦点距離を調節するのに、高価で複雑な制御電子部品が不要となるためである。

【0041】

実施形態による光スプリッタを含む図１および図５ａに関して、上述のタイプの走査プロジェクタシステムは、たとえばスマートグラス、ヘッドマウントディスプレイ、およびヘッドアップディスプレイなどの拡張現実（ＡＲ）システムに使用されてもよい。ＡＲシステムは当該技術分野において周知であり、典型的に走査プロジェクタシステムを含み、使用するときにホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）に画像を投影し、そこから画像がユーザの眼に送られる。ＨＯＥは、ＡＲシステムのレンズ内またはレンズ上に配置されてもよく、レンズは眼鏡フレームなどのフレームに装着されてもよい。フレームは、プロジェクタシステムを支持することもでき、プロジェクタシステムは眼鏡フレームのアームなどのフレームに装着または収容され得る。プロジェクタは、ＨＯＥを含むレンズに対して位置合わせされ、画像をユーザの眼に向けることができる。

【0042】

実施形態によるプロジェクタシステムから出力ビームレットＢ_１、Ｂ_２、Ｂ_ｎがホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）に入射される様子を示す概略図を図５ｂに示す（図５ａと同様、縮尺どおりに描かれていない）。図５ａに示される光源５０２および走査ミラー５０４からの入力光ビームＢの入力角に応じて、空間的に分離された射出瞳５１０、５２０、および５０ｎがユーザの眼に投影される。走査ミラー５０４が仮想プロジェクタ点Ｖ_１に対応する位置にあるとき、ビームレットＢ_１はファセット３１２から光スプリッタを出て、焦点ｆ_１に集束する。次いでビームレットＢ_１はホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）に入射し、射出瞳位置５１０に向けられる。同様に、走査ミラー５０４が仮想プロジェクタ点Ｖ_２に対応する位置にあるとき、ビームレットＢ_２はファセット３１４から光スプリッタを出て、焦点ｆ_２に集束する。次いでビームレットＢ_２はホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）に入射し、射出瞳位置５２０に向けられる。同様に、走査ミラー５０４が仮想プロジェクタ点Ｖ_ｎに対応する位置にあるとき、ビームレットＢ_ｎはファセット３１６から光スプリッタを出て、焦点ｆ_ｎに集束する。次いでビームレットＢ_ｎはホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）に入射し、射出瞳５０ｎの位置に向けられる。各々のビームレットが受ける屈折力が異なるため、これらのビームレットは、光スプリッタから異なる焦点距離で集束する。言い換えると、光スプリッタの各々の出力ファセットは、異なる焦点距離を有する。このように、入力光ビームＢの入力角に基づいて、画像解像度を低下させることなく、かつ、液体レンズなどの追加の光学素子を必要とすることも、それに付随する問題もなく、ユーザの眼における瞳複製を実現できる。

【0043】

なお、添付の図面に示される光ファセットの湾曲は、例示の目的のために誇張されており、（本文または図面に記述されていない限り）寸法を推測するものではないことに留意されたい。

【0044】

本開示の特定の好ましい態様は、独立請求項に記載されている。従属請求項および／または独立請求項の特徴の組み合わせは、請求項に記載されているとおりに組み合わせるのではなく、適宜組み合わせることができる。

【0045】

本開示の範囲には、本開示に関連するかどうか、または本開示によって対処される問題のいずれかまたはすべてを軽減するかどうかに関係なく、明示的または暗黙的に開示されたあらゆる新規な特徴または特徴の組み合わせ、またはその一般化が含まれる。出願人は、本出願または本出願から派生する出願の審査中に、かかる特徴に対して新たな請求項が作成される可能性があることをここで述べるものとする。特に、本請求項を参照すると、従属請求項の特徴は独立請求項の特徴と組み合わせることができ、また、それぞれの独立請求項の特徴は、請求項に列挙された特定の組み合わせだけではなく、任意の適切な方法で組み合わせることができる。

【0046】

別々の実施形態の文脈で説明されている特徴は、単一の実施形態で組み合わせることもできる。逆に、簡潔さのため、単一の実施形態の文脈で説明されているさまざまな特徴は、別々に、または任意の適切なサブコンビネーションとすることもできる。

【0047】

「含む」という記載は、他の要素またはステップを除外するものではなく、単数の記載は、複数を除外するものではない。請求項中の参照符号は、請求項の範囲を限定するものではない。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図2d】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図5a】

【図5b】

【手続補正書】

【提出日】2024-08-22

【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】

走査プロジェクタシステムのための光スプリッタであって、
前記光スプリッタは、
入力側と、
離隔して対向する出力側と、
を備え、
前記入力側は少なくとも１つの入力光ファセットを含み、
前記出力側は２つ以上の出力光ファセットを含み、
前記少なくとも１つの入力ファセットは、光源から入力光信号を受けるように配置され、
前記２つ以上の出力ファセットは、前記入力光信号に応じて出力光信号を出力するように配置され、
各々の前記出力ファセットは、光路を規定し、
前記光路はそれぞれ異なる屈折力を有する、
光スプリッタ。

【請求項2】

請求項１に記載の光スプリッタであって、
各々の前記２つ以上の出力光ファセットは、それぞれ屈折力を有し、
各々の前記少なくとも２つ以上の出力ファセットの前記屈折力が異なる、
光スプリッタ。

【請求項3】

請求項２に記載の光スプリッタであって、
前記出力ファセットは、一次元に配列される、
光スプリッタ。

【請求項4】

請求項２に記載の光スプリッタであって、
前記出力ファセットは、二次元に配列される、
光スプリッタ。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項以上に記載の光スプリッタであって、
各々の前記少なくとも２つ以上の出力ファセットの前記屈折力は、各々の前記出力ファセットの曲率半径によって規定され、
各々の前記曲率半径は異なる、
光スプリッタ。

【請求項6】

請求項５に記載の光スプリッタであって、
各々の前記少なくとも２つ以上の出力ファセットの前記屈折力は、各々の前記出力ファセットの曲率半径によって規定され、
各々の前記ファセットは、異なる曲率中心を有する、
光スプリッタ。

【請求項7】

請求項６に記載の光スプリッタであって、
前記出力ファセットの湾曲は、凹状および凸状の少なくとも一方である、
光スプリッタ。

【請求項8】

請求項１に記載の光スプリッタであって、
前記入力側は、２つ以上の入力光ファセットを含む、
光スプリッタ。

【請求項9】

請求項８に記載の光スプリッタであって、
各々の前記２つ以上の入力光ファセットは、それぞれ屈折力を有する、
光スプリッタ。

【請求項10】

請求項９に記載の光スプリッタであって、
各々の前記少なくとも２つ以上の入力ファセットの前記屈折力が異なる、
光スプリッタ。

【請求項11】

請求項８に記載の光スプリッタであって、
前記入力光ファセットは、一次元に配列される、
光スプリッタ。

【請求項12】

請求項８に記載の光スプリッタであって、
前記入力光ファセットは、二次元に配列される、
光スプリッタ。

【請求項13】

請求項８に記載の光スプリッタであって、
各々の前記少なくとも２つ以上の入力ファセットの前記屈折力は、各々の前記入力ファセットの曲率半径によって規定され、
各々の前記曲率半径は異なる、
光スプリッタ。

【請求項14】

請求項８に記載の光スプリッタであって、
各々の前記少なくとも２つ以上の入力ファセットの前記屈折力は、各々の前記入力ファセットの曲率半径によって規定され、
各々の前記ファセットは、異なる曲率中心を有する、
光スプリッタ。

【請求項15】

請求項１～４のいずれかに記載の光スプリッタであって、
容積のある多角形の透明な構造を有する、
光スプリッタ。

【請求項16】

請求項１に記載の光スプリッタであって、
各々の前記出力光ファセットは、異なる焦点距離を有する、
光スプリッタ。

【請求項17】

仮想網膜ディスプレイのための走査プロジェクタシステムであって、
前記走査プロジェクタシステムは、
入力光信号を提供する光源と、
前記光源からの前記入力光信号を反射的に走査するように配置された走査ミラーと、
請求項１に記載の光スプリッタと、
を備え、
前記光スプリッタは、前記走査ミラーの光路内に配置され、
前記走査ミラーは、第１の角度位置と第２の角度位置との間で回転するように配置される、
走査プロジェクタシステム。

【請求項18】

請求項１７に記載の走査プロジェクタシステムであって、
前記光スプリッタの前記入力側は、前記走査ミラーによって反射的に走査された前記入力光信号を受けるように配置され、
前記光スプリッタの前記出力側は、前記入力光信号の前記角度位置に応じて前記出力光ファセットの１つから出力光信号を出力するように配置される、
走査プロジェクタシステム。

【請求項19】

請求項１７に記載の走査プロジェクタシステムであって、
前記光源は、レーザダイオードまたは発光ダイオードのＲＧＢ光源のアレイである、
走査プロジェクタシステム。

【請求項20】

仮想網膜ディスプレイであって、
請求項１６～１９のいずれかに記載の走査プロジェクタシステムと、
ホログラフィック光学素子と、
を備え、
前記走査プロジェクタシステムは、前記ホログラフィック光学素子上に複数の射出瞳を投影するように配置され、
前記ホログラフィック光学素子は、前記複数の射出瞳をユーザの眼に向けるように配置される、
仮想網膜ディスプレイ。

【請求項21】

請求項２０に記載の仮想網膜ディスプレイを備える拡張現実眼鏡であって、
前記ホログラフィック光学素子は、前記眼鏡のレンズ内またはレンズ上に配置される、
拡張現実眼鏡。

【国際調査報告】