【手続補正書】
【提出日】令和3年3月16日(2021.3.16)
【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】
光学デバイスであって、
前記光学デバイスは、互いの上に形成された複数の導波管を備え、前記複数の導波管は、それらの上に形成されたそれぞれの回折格子を有し、前記それぞれの回折格子は、その上に入射する可視光をそれぞれの導波管の中に回折するように構成され、前記それぞれの導波管の中に回折された可視光は、前記それぞれの導波管の中で伝搬し、
前記それぞれの回折格子は、前記それぞれの導波管の層法線方向に対するそれぞれの視野（ＦＯＶ）内の前記それぞれの導波管上に入射する可視光を前記それぞれの導波管の中に回折するように構成され、前記それぞれのＦＯＶは、前記複数の導波管が組み合わせられたＦＯＶ内の前記可視光を回折するように構成されるようなものであり、前記組み合わせられたＦＯＶは、連続しており、前記それぞれのＦＯＶの各々より大きい、
光学デバイス。
【請求項２】
前記複数の導波管は、その屈折率が前記それぞれの回折格子の有効屈折率より小さい材料から形成されており、それによって、前記それぞれの導波管の中に回折された前記可視光は、全内部反射のもと、前記それぞれの導波管の中で伝搬する、請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記複数の導波管は、スタックされた配列にあり、全内部反射のもと、前記可視光を実質的に平行方向に伝搬するように構成されている、請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記それぞれの回折格子のうちの異なるものは、前記層法線方向と垂直な側方方向に互いに重複するように配置されている、請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項５】
前記それぞれのＦＯＶのうちの異なるものは、前記それぞれのＦＯＶのうちの前記異なるものの合計に基づいて、２０％より大きく重複しない、請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項６】
前記複数の導波管は、第１の導波管を含み、前記第１の導波管は、その上に形成された第１の回折格子を有し、前記第１の回折格子は、その上に入射する可視光を部分的に回折し、部分的に透過させるように構成され、前記複数の導波管は、第２の導波管を含み、前記第２の導波管は、その上に形成された第２の回折格子を有し、前記第２の回折格子は、その上に入射する前記第１の回折格子からの前記透過させられた可視光を少なくとも部分的に回折するように構成されている、請求項１−５のいずれか１項に記載の光学デバイス。
【請求項７】
前記第１および第２の回折格子は、異なる周期を有し、前記第１および第２の回折格子は、異なる波長を有するが、同一色を有する可視光を回折するように構成されている、請求項６に記載の光学デバイス。
【請求項８】
前記第１および第２の回折格子は、実質的に同一周期を有し、実質的に同一波長を有する可視光を回折するように構成されている、請求項６に記載の光学デバイス。
【請求項９】
前記第１および第２の回折格子は、異なる周期を有し、異なる波長および異なる色を有する可視光を回折するように構成されている、請求項６に記載の光学デバイス。
【請求項１０】
前記第１の回折格子は、第１の周期を有し、第１の色を有する可視光を回折するように構成され、前記第２の格子は、第２の周期を有し、前記第１の色を有する可視光と第２の色を有する可視光とを回折するように構成されている、請求項９に記載の光学デバイス。
【請求項１１】
前記第１の色は、前記第２の色と比較してより短い波長に対応する、請求項１０に記載の光学デバイス。
【請求項１２】
前記第１の回折格子は、第１のＦＯＶ内のその上に入射する前記第１の色を有する可視光を部分的に回折し、第２のＦＯＶ内のその上に入射する前記第１の色を有する前記可視光を部分的に透過させるように構成され、前記第２の回折格子は、前記第１の回折格子を部分的に透過させられた前記第１の色を有する前記可視光を少なくとも部分的に回折するように構成されている、請求項１０に記載の光学デバイス。
【請求項１３】
前記第１の回折格子は、前記第２の色を有する前記可視光を実質的に透過させるように構成され、前記第２の回折格子は、前記第１のＦＯＶ内の入射する前記第２の色を有する前記可視光を少なくとも部分的に回折するように構成されている、請求項１２に記載の光学デバイス。
【請求項１４】
第３の導波管をさらに備え、前記第３の導波管は、その上に形成された第３の回折格子を有し、前記第３の回折格子は、第３の周期を有し、第３の色を有する可視光を回折するように構成され、前記第２の色は、前記第３の色と比較してより短い波長に対応する、請求項１３に記載の光学デバイス。
【請求項１５】
前記第２の回折格子は、前記第２の色を有する前記可視光を少なくとも部分的に透過させるように構成され、前記第３の回折格子は、前記第２のＦＯＶ内の前記第２の回折格子からの前記第２の色を有する前記部分的に透過させられた可視光を受け取り、少なくとも部分的に回折するように構成されている、請求項１４に記載の光学デバイス。
【請求項１６】
前記第１および第２の回折格子は、前記第３の色を有する前記可視光を実質的に透過させるように構成され、前記第３の回折格子は、前記第１のＦＯＶ内の前記第１および第２の回折格子を透過させられた前記第３の色を有する前記可視光を少なくとも部分的に回折するように構成されている、請求項１５に記載の光学デバイス。
【請求項１７】
光学システムであって、前記光学システムは、
第１の導波管であって、前記第１の導波管は、その上に形成された第１の回折格子を有し、前記第１の回折格子は、第１の周期を有し、第１のＦＯＶ内の前記第１の導波管上に入射する第１の色を有する光を回折するように構成されている、第１の導波管と、
第２の導波管であって、前記第２の導波管は、その上に形成された第２の回折格子を有し、前記第２の回折格子は、第２の周期を有し、第２のＦＯＶ内の前記第２の導波管上に入射する前記第１の色を有する光を回折するように構成されている、第２の導波管と
を備え、
前記第１および第２の回折格子は、前記それぞれの導波管の層法線方向に対するそれぞれの視野（ＦＯＶ）内の前記第１の色を有する前記光を前記それぞれの導波管の中に回折するように構成され、前記それぞれのＦＯＶは、前記第１および第２の導波管が組み合わせられたＦＯＶ内の前記第１の色を有する前記可視光を回折するように構成されるようなものであり、前記組み合わせられたＦＯＶは、連続しており、前記第１および第２のＦＯＶの各々より大きい、光学システム。
【請求項１８】
前記第１の導波管および前記第２の導波管は、スタックされた構成にあり、前記第１の導波管は、前記第２の導波管に先立って前記第１の色を有する前記光を受け取るように構成され、前記第１の周期は、前記第２の周期より短い、請求項１７に記載の光学システム。
【請求項１９】
前記第２の回折格子は、実質的に回折せずに前記第１の回折格子を実質的に透過した後の前記第２のＦＯＶ内の前記第１の色を有する前記光を回折するように構成されている、請求項１８に記載の光学システム。
【請求項２０】
前記第１の回折格子は、前記第２の色を有する前記光を実質的に回折せずに前記第１の回折格子を実質的に透過させるように構成され、前記第２の色を有する前記光は、前記第１の色を有する前記光と比較してより長い波長を有する、請求項１９に記載の光学システム。
【請求項２１】
前記第２の回折格子は、前記導波管内に誘導されるべき前記第２のＦＯＶ内の前記第２の色を有する前記光を回折するように構成されている、請求項２０に記載の光学システム。
【請求項２２】
前記第１および第２の回折格子の各々は、コレステリック液晶（ＣＬＣ）層を備えている、請求項１７に記載の光学システム。
【請求項２３】
前記ＣＬＣ層は、
複数のキラル構造を備え、各キラル構造は、複数の液晶分子を備え、前記複数の液晶分子は、少なくとも螺旋ピッチだけ層深度方向に延び、第１の回転方向に連続的に回転させられており、
前記螺旋ピッチは、前記第１の回転方向における１回転による前記キラル構造の前記液晶分子の正味回転角度に対応する前記層深度方向における長さであり、
前記キラル構造の前記液晶分子の配列は、前記層深度方向と垂直な側方方向に周期的に変動する、請求項２０に記載の光学システム。
【請求項２４】
各キラル構造は、異なる伸長方向に沿って伸長された少なくとも３つのカラミチック液晶分子を備えている、請求項２０に記載の光学システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
第４の側面では、頭部搭載型ディスプレイデバイスは、光をユーザの眼に投影し、拡張現実画像コンテンツを表示するように構成されている。頭部搭載型ディスプレイデバイスは、ユーザの頭部上に支持されるように構成されたフレームを備えている。頭部搭載型ディスプレイデバイスは、加えて、フレーム上に配置されたディスプレイを備えている。ディスプレイの少なくとも一部は、複数の導波管を備えている。導波管は、透明であり、透明部分が、ユーザの正面の環境の一部からの光をユーザの眼に透過させ、ユーザの正面の環境の一部のビューを提供するように、ユーザが頭部搭載型ディスプレイデバイスを装着すると、ユーザの眼の正面の場所に配置される。ディスプレイは、１つ以上の光源と、光源からの光をディスプレイにおける導波管の中に結合するように構成されたディスプレイにおける複数の回折格子とをさらに備えている。ディスプレイ内の導波管および回折格子は、第１−第３の側面のうちの任意の１つに記載の導波管および回折格子を備えている。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
光学デバイスであって、
前記光学デバイスは、互いの上に形成された複数の導波管を備え、前記複数の導波管は、それらの上に形成されたそれぞれの回折格子を有し、前記それぞれの回折格子は、その上に入射する可視光をそれぞれの導波管の中に回折するように構成され、前記それぞれの導波管の中に回折された可視光は、前記それぞれの導波管の中で伝搬し、
前記それぞれの回折格子は、前記それぞれの導波管の層法線方向に対するそれぞれの視野（ＦＯＶ）内の前記それぞれの導波管上に入射する可視光を前記それぞれの導波管の中に回折するように構成され、前記それぞれのＦＯＶは、前記複数の導波管が組み合わせられたＦＯＶ内の前記可視光を回折するように構成されるようなものであり、前記組み合わせられたＦＯＶは、連続しており、前記それぞれのＦＯＶの各々より大きい、
光学デバイス。
（項目２）
前記複数の導波管は、その屈折率が前記それぞれの回折格子の有効屈折率より小さい材料から形成されており、それによって、前記それぞれの導波管の中に回折された前記可視光は、全内部反射のもと、前記それぞれの導波管の中で伝搬する、項目１に記載の光学デバイス。
（項目３）
前記複数の導波管は、スタックされた配列にあり、全内部反射のもと、前記可視光を実質的に平行方向に伝搬するように構成されている、項目１に記載の光学デバイス。
（項目４）
前記それぞれの回折格子のうちの異なるものは、前記層法線方向と垂直な側方方向に互いに重複するように配置されている、項目１に記載の光学デバイス。
（項目５）
前記それぞれのＦＯＶのうちの異なるものは、前記それぞれのＦＯＶのうちの前記異なるものの合計に基づいて、２０％より大きく重複しない、項目１に記載の光学デバイス。
（項目６）
前記複数の導波管は、第１の導波管を含み、前記第１の導波管は、その上に形成された第１の回折格子を有し、前記第１の回折格子は、その上に入射する可視光を部分的に回折し、部分的に透過させるように構成され、前記複数の導波管は、第２の導波管を含み、前記第２の導波管は、その上に形成された第２の回折格子を有し、前記第２の回折格子は、その上に入射する前記第１の回折格子からの前記透過させられた可視光を少なくとも部分的に回折するように構成されている、項目１−５のいずれか１項に記載の光学デバイス。
（項目７）
前記第１および第２の回折格子は、異なる周期を有し、前記第１および第２の回折格子は、異なる波長を有するが、同一色を有する可視光を回折するように構成されている、項目６に記載の光学デバイス。
（項目８）
前記第１および第２の回折格子は、実質的に同一周期を有し、実質的に同一波長を有する可視光を回折するように構成されている、項目６に記載の光学デバイス。
（項目９）
前記第１および第２の回折格子は、異なる周期を有し、異なる波長および異なる色を有する可視光を回折するように構成されている、項目６に記載の光学デバイス。
（項目１０）
前記第１の回折格子は、第１の周期を有し、第１の色を有する可視光を回折するように構成され、前記第２の格子は、第２の周期を有し、前記第１の色を有する可視光と第２の色を有する可視光とを回折するように構成されている、項目９に記載の光学デバイス。
（項目１１）
前記第１の色は、前記第２の色と比較してより短い波長に対応する、項目１０に記載の光学デバイス。
（項目１２）
前記第１の回折格子は、第１のＦＯＶ内のその上に入射する前記第１の色を有する可視光を部分的に回折し、第２のＦＯＶ内のその上に入射する前記第１の色を有する前記可視光を部分的に透過させるように構成され、前記第２の回折格子は、前記第１の回折格子を部分的に透過させられた前記第１の色を有する前記可視光を少なくとも部分的に回折するように構成されている、項目１０に記載の光学デバイス。
（項目１３）
前記第１の回折格子は、前記第２の色を有する前記可視光を実質的に透過させるように構成され、前記第２の回折格子は、前記第１のＦＯＶ内の入射する前記第２の色を有する前記可視光を少なくとも部分的に回折するように構成されている、項目１２に記載の光学デバイス。
（項目１４）
第３の導波管をさらに備え、前記第３の導波管は、その上に形成された第３の回折格子を有し、前記第３の回折格子は、第３の周期を有し、第３の色を有する可視光を回折するように構成され、前記第２の色は、前記第３の色と比較してより短い波長に対応する、項目１３に記載の光学デバイス。
（項目１５）
前記第２の回折格子は、前記第２の色を有する前記可視光を少なくとも部分的に透過させるように構成され、前記第３の回折格子は、前記第２のＦＯＶ内の前記第２の回折格子からの前記第２の色を有する前記部分的に透過させられた可視光を受け取り、少なくとも部分的に回折するように構成されている、項目１４に記載の光学デバイス。
（項目１６）
前記第１および第２の回折格子は、前記第３の色を有する前記可視光を実質的に透過させるように構成され、前記第３の回折格子は、前記第１のＦＯＶ内の前記第１および第２の回折格子を透過させられた前記第３の色を有する前記可視光を少なくとも部分的に回折するように構成されている、項目１５に記載の光学デバイス。
（項目１７）
光学システムであって、前記光学システムは、
第１の導波管であって、前記第１の導波管は、その上に形成された第１の回折格子を有し、前記第１の回折格子は、第１の周期を有し、第１のＦＯＶ内の前記第１の導波管上に入射する第１の色を有する光を回折するように構成されている、第１の導波管と、
第２の導波管であって、前記第２の導波管は、その上に形成された第２の回折格子を有し、前記第２の回折格子は、第２の周期を有し、第２のＦＯＶ内の前記第２の導波管上に入射する前記第１の色を有する光を回折するように構成されている、第２の導波管と
を備え、
前記第１および第２の回折格子は、前記それぞれの導波管の層法線方向に対するそれぞれの視野（ＦＯＶ）内の前記第１の色を有する前記光を前記それぞれの導波管の中に回折するように構成され、前記それぞれのＦＯＶは、前記第１および第２の導波管が組み合わせられたＦＯＶ内の前記第１の色を有する前記可視光を回折するように構成されるようなものであり、前記組み合わせられたＦＯＶは、連続しており、前記第１および第２のＦＯＶの各々より大きい、光学システム。
（項目１８）
前記第１の導波管および前記第２の導波管は、スタックされた構成にあり、前記第１の導波管は、前記第２の導波管に先立って前記第１の色を有する前記光を受け取るように構成され、前記第１の周期は、前記第２の周期より短い、項目１７に記載の光学システム。
（項目１９）
前記第２の回折格子は、実質的に回折せずに前記第１の回折格子を実質的に透過した後の前記第２のＦＯＶ内の前記第１の色を有する前記光を回折するように構成されている、項目１８に記載の光学システム。
（項目２０）
前記第１の回折格子は、前記第２の色を有する前記光を実質的に回折せずに前記第１の回折格子を実質的に透過させるように構成され、前記第２の色を有する前記光は、前記第１の色を有する前記光と比較してより長い波長を有する、項目１９に記載の光学システム。
（項目２１）
前記第２の回折格子は、前記導波管内に誘導されるべき前記第２のＦＯＶ内の前記第２の色を有する前記光を回折するように構成されている、項目２０に記載の光学システム。
（項目２２）
前記第１および第２の回折格子の各々は、コレステリック液晶（ＣＬＣ）層を備えている、項目１７に記載の光学システム。
（項目２３）
前記ＣＬＣ層は、
複数のキラル構造を備え、各キラル構造は、複数の液晶分子を備え、前記複数の液晶分子は、少なくとも螺旋ピッチだけ層深度方向に延び、第１の回転方向に連続的に回転させられており、
前記螺旋ピッチは、前記第１の回転方向における１回転による前記キラル構造の前記液晶分子の正味回転角度に対応する前記層深度方向における長さであり、
前記キラル構造の前記液晶分子の配列は、前記層深度方向と垂直な側方方向に周期的に変動する、項目２０に記載の光学システム。
（項目２４）
各キラル構造は、異なる伸長方向に沿って伸長された少なくとも３つのカラミチック液晶分子を備えている、項目２０に記載の光学システム。
（項目２５）
ディスプレイデバイスであって、前記ディスプレイデバイスは、
第１の導波管であって、前記第１の導波管は、その上に形成された第１の回折格子を有し、前記第１の回折格子は、液晶を備え、前記第１の回折格子は、
前記第１の回折格子の上に入射する第１の色を有する光の一部を前記第１の導波管の中に回折することと、
前記第１の回折格子の上に入射する前記第１の色を有する前記光の一部を通過させることと、
第２の色を有する光を通過させることと
を行うように構成されている、第１の回折格子と、
第２の導波管と
を備え、
前記第２の導波管は、その上に形成された第２の回折格子を有し、前記第２の回折格子は、液晶を備え、前記第２の回折格子は、
前記第２の色を有する前記光を前記第２の導波管の中に回折することと、
前記第１の回折格子を通過した前記第１の色を有する前記光の一部を前記第２の導波管の中に回折することと
を行うように構成されている、ディスプレイデバイス。
（項目２６）
前記第１の回折格子は、層法線に対する第１の入射角範囲内の前記第１の色を有する前記光を回折するように構成され、前記第１の回折格子は、前記層法線に対する第２の入射角範囲内の前記第１の色を有する光を通過させるように構成されている、項目２５に記載のディスプレイデバイス。
（項目２７）
前記第２の回折格子は、前記第１の角度範囲内の前記第２の回折格子の上に入射する前記第２の色を有する前記光を回折するように構成され、前記第２の回折格子は、前記第２の入射角範囲内の前記第２の回折格子の上に入射する前記第１の色を有する前記光を回折するように構成されている、項目２６に記載のディスプレイデバイス。
（項目２８）
前記第１の角度範囲および前記第２の角度範囲は、前記第１の角度範囲および前記第２の角度範囲の合計に基づいて、２０％より大きく重複しない、項目２７に記載のディスプレイデバイス。
（項目２９）
前記第１の色は、前記第２の色と比較してより短い波長に対応する、項目２５に記載のディスプレイデバイス。
（項目３０）
前記第１の回折格子は、側方方向に第１の周期を有するように配列された周期的に変動する液晶を備え、前記第２の回折格子は、前記側方方向に前記第１の周期より大きい第２の周期を有するように配列された周期的に変動する液晶を備えている、項目２５に記載のディスプレイデバイス。
（項目３１）
前記第１の回折格子および前記第２の回折格子の一方または両方は、ある波長を有する光を回折するように構成され、波長／周期比率λ／Λが約０．３〜２．３であるような側方方向における周期を有する、項目３０に記載のディスプレイデバイス。
（項目３２）
前記第１の回折格子および前記第２の回折格子の一方または両方は、ある波長を有する光を回折するように構成され、前記周期が１ｎｍ〜２５０ｎｍだけ前記波長より小さいような周期を有する、項目３０に記載のディスプレイデバイス。
（項目３３）
前記液晶は、コレステリック液晶を備えている、項目２５に記載のディスプレイデバイス。
（項目３４）
前記第１の回折格子の液晶は、前記第２の回折格子の液晶の螺旋ピッチより小さい螺旋ピッチを有する、項目３３に記載のディスプレイデバイス。
（項目３５）
前記第１の回折格子および前記第２の回折格子の一方または両方は、光を前記それぞれの導波管の中に透過的に回折するように構成されている、項目２５−３４のいずれか１項に記載のディスプレイデバイス。
（項目３６）
前記第１の回折格子および前記第２の回折格子の一方または両方は、光を前記それぞれの導波管の中に反射的に回折するように構成されている、項目２５−３４のいずれか１項に記載のディスプレイデバイス。
（項目３７）
前記第１の色は、緑色であり、前記第２の色は、赤色である、項目２５−３４のいずれか１項に記載のディスプレイデバイス。
（項目３８）
前記第１の色は、青色であり、前記第２の色は、緑色である、項目２５−３４のいずれか１項に記載のディスプレイデバイス。
（項目３９）
光をユーザの眼に投影し、拡張現実画像コンテンツを表示するように構成された頭部搭載型ディスプレイデバイスであって、頭部搭載型ディスプレイデバイスは、
前記ユーザの頭部上に支持されるように構成されたフレームと、
前記フレーム上に配置されたディスプレイと
を備え、
前記ディスプレイの少なくとも一部は、複数の導波管を備え、前記導波管は、透明であり、前記ユーザが前記頭部搭載型ディスプレイデバイスを装着すると、前記ユーザの眼の正面の場所に配置され、それによって、前記透明部分は、前記ユーザの正面の環境の一部からの光をユーザの眼に透過させ、前記ユーザの正面の前記環境の前記一部のビューを提供し、前記ディスプレイは、１つ以上の光源と、前記ディスプレイにおける複数の回折格子とをさらに備え、前記複数の回折格子は、前記光源からの光を前記ディスプレイにおける前記導波管の中に結合するように構成され
前記ディスプレイは、項目２５−３４のいずれか１項に記載のものである、デバイス。
（項目４０）
前記１つ以上の光源は、ファイバ走査プロジェクタを備えている、項目３９に記載のデバイス。
（項目４１）
前記ディスプレイは、光をユーザの眼の中に投影し、複数の深度平面における画像コンテンツを前記ユーザに提示するように構成されている、項目３９または４０に記載のデバイス。