(57)【要約】      （修正有）【課題】ビームガイドデバイスのための例示的な装置。【解決手段】装置は、湾曲レンズ１０２と、入射光ビームを複数の光ビームに分割するために湾曲レンズに取り付けられるビームスプリッタ１０６を含む。装置は、湾曲レンズに取り付けられて複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換する、カップリングホログラフィック光学素子（HOE）も含んでよい。装置は、湾曲レンズ内で複数の光ビームを反射するための一対の導波路HOEも含んでよい。また、装置は、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角から湾曲レンズの外へ方向転換するためのデカップリングHOE１１４も含んでよい。【選択図】図１
2018189963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームガイドデバイスのための湾曲レンズ装置であって：
湾曲レンズと；
入射光ビームを複数の光ビームに分割するために前記湾曲レンズに取り付けられるビームスプリッタと；
前記湾曲レンズに取り付けられて前記複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換するカップリングホログラフィック光学素子（HOE）と；
前記湾曲レンズを通して前記複数の光ビームを反射する一対の導波路HOEと；
前記複数の光ビームを前記ホログラフィックカップリング角から前記湾曲レンズの外に方向転換するためのデカップリングHOEと；
を備える、装置。
【請求項２】
前記ビームスプリッタは、回折光学素子である、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ビームスプリッタは、ホログラフィック光学素子である、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ビームスプリッタは、湾曲レンズの凸面に取り付けられる、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ビームスプリッタは、湾曲レンズの凹面に取り付けられる、
請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記導波路HOEは、前記湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、前記湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含む、
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記デカップリングHOEは、前記複数の光ビームを前記湾曲レンズの外へ方向転換させて複数のアイボックスを形成する、
請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記湾曲レンズは、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、前記ホログラフィックカップリング角は、内部反射角よりも小さい、
請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記湾曲レンズはトーリックレンズ形状である、
請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
入射光ビームはメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、前記メガネフレームが前記湾曲レンズを固定している、
請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
湾曲レンズにおいてビームを組み合わせるための方法であって：
湾曲レンズに取り付けられたビームスプリッタを用いて、入射光ビームを複数の光ビームに分割することと、
前記湾曲レンズに取り付けられたカップリングホログラフィック光学素子（HOE）を用いて、前記複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換させることと、
一対の導波路HOEを用いて、前記湾曲レンズを通して前記複数の光ビームをホログラフィックカップリング角で反射させることと、
デカップリングHOEを用いて、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角から前記湾曲レンズの外へ方向転換させることと、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記ビームスプリッタは、回折光学素子である、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ビームスプリッタは、ホログラフィック光学素子である、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ビームスプリッタは、湾曲レンズの凸面に取り付けられる、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ビームスプリッタは、湾曲レンズの凹面に取り付けられる、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記導波路HOEは、前記湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、前記湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記デカップリングHOEは、前記複数の光ビームを前記湾曲レンズの外へ方向転換して、複数のアイボックスを形成する、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記湾曲レンズは、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、前記ホログラフィックカップリング角は内部反射角よりも小さい、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記湾曲レンズはトーリックレンズ形状である、
請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
入射光ビームはメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、前記メガネフレームが前記湾曲レンズを固定している、
請求項１１に記載の方法。
【請求項２１】
プロセッサによって実行されると、該プロセッサに：
走査ミラー及び光源を含むプロジェクタに電力を供給し；
入射光ビームを複数の光ビームに分割するビームスプリッタと、
湾曲レンズに取り付けられて前記複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換するカップリングホログラフィック光学素子（HOE）と、
前記湾曲レンズを通して前記複数の光ビームを反射する一対の導波路HOEと、
前記複数の光ビームをホログラフィックカップリング角から前記湾曲レンズの外へ方向転換するデカップリングHOEと、
を備える前記湾曲レンズに向けて入射ビームを投影する；
ように指示する、コンピュータプログラム。
【請求項２２】
前記ビームスプリッタは、回折光学素子である、
請求項２１に記載のコンピュータプログラム。
【請求項２３】
プロジェクタ画像整列のためのシステムであって：
第１投影手段によって投影される第１較正パターン画像と、第２投影手段によって投影される第２較正パターン画像の少なくとも一部を比較して、前記第１投影手段と前記第２投影手段の双方による表示のために、整列された画像の幾何学モデルを生成する処理手段と；
前記整列された画像の前記幾何学モデルに基づいて、前記第１投影手段に前記整列された画像の一部を投影するために第１投影手段を送る処理手段と；
を備えるシステム。
【請求項２４】
湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さい、
請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
ビームガイドデバイスのための湾曲レンズ装置であって：
湾曲レンズと、
入射光ビームを複数の光ビームに分割するために湾曲レンズに取り付けられるビーム分割手段と、
前記湾曲レンズに取り付けられて前記複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換するホログラフィック光学素子（HOE）カップリング手段と、
前記湾曲レンズを通して前記複数の光ビームを反射する一対の導波性手段と、
前記複数の光ビームをホログラフィックカップリング角から前記湾曲レンズの外へ方向転換するデカップリング手段と
を備える、装置。
【請求項２６】
請求項２１又は２２に記載のコンピュータプログラムを格納する有形の非一時的なコンピュータ読取可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、一般に、ウェアラブルデバイスのための光ビームのガイドに関する。より具体的には、本技術は、頭部装着型ウェアラブルデバイスで使用するための多層ビームガイド技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
投影される光ビームを使用して、仮想物体をユーザに表示することができる。ユーザへの仮想物体の表示は、ユーザに拡張現実又は仮想現実体験を提供することができる。ユーザへの光ビームの投影は、ゴーグル又はメガネと同様に目を覆う頭部に装着される構成要素を含む可能性がある。拡張又は仮想現実における仮想物体の伝播又は表示に使用することができる更なる構成要素は、ユーザの視線内に保持されるか取り付けられる可能性があるものを含め、モバイルデバイス、ウェアラブルデバイス又はディスプレイデバイスを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】ホログラム光学素子ガイドシステムを使用してユーザの目へ画像を投影するウェアラブルデバイスの一例を示す図である。
【０００４】
【図２】湾曲レンズ上の２つのホログラム光学素子導波路の間のビーム伝播をクローズアップして示す、ウェアラブルな湾曲レンズの一例を示す図である。
【０００５】
【図３】湾曲レンズのウェアラブルデバイスからの仮想画像を見ているユーザの下向きの図である。
【０００６】
【図４】ビームガイドのための例示のコンピューティングデバイスを示すブロック図である。
【０００７】
【図５】ビームガイドの方法を示すフローチャートである。
【０００８】
【図６】ビームガイドデバイスのためのコードを記憶するコンピュータ読取可能媒体を示すブロック図である。
【０００９】
【図７】内部構成要素を示すよう分解された頭部装着可能ディスプレイシステムの概略図である。
【００１０】
【図８】ビームガイドのためのデバイス内のデータの流れの例を示す概略図である。
【００１１】
本開示及び図面を通して、同じ番号を使用して同様のコンポーネント及び機能を参照する。１００番代の数字は、最初に図１で見られる機能を指し、２００番代の数字は、最初に図２で見られる機能を指し、以下同様である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
拡張現実（AR：augmented  reality）及び仮想現実（VR：virtual  reality）ガラス（glass）及びガラス様デバイスは、メガネ（glasses）、ゴーグル、バイザー等の形でユーザの視線内で装着又は保持され得る。本文書全体を通して、別段の記載がない限り、拡張現実への言及は、仮想現実のための技術又はARとVRの混合のための技術を指すこともある。本文書全体を通して、別段の記載がない限り、仮想現実への言及は、拡張現実のための技術又はARとVRの混合のための技術を指すこともある。これらのデバイスは、ユーザの目に向けて光を直接投影することができ、あるいは部分反射又は反射性の媒体を使用してユーザの目の方向へ光を向けることができる。本文書では、光を反射し、光をガイドし、光を伝播する媒体への言及は、光ビームの経路を制御するために使用されるこれら及び同様の技術及び媒体を指し、別段の指定がないか、例示を通して区別されない限り、交換可能である。
【００１３】
ユーザの視野は、遮られていない視線、並びにユーザの中央及び周辺視野内へ反射、ガイド又は投影される画像を含め、ユーザが中央及び周辺視野で見ることができるものはどのようなものでも含むことができる。ユーザの視野内の表面の方向へ光及び画像をガイドする動作は、光プロジェクタ、電源又はプロセッサ等の処理リソースの使用を含む可能性がある。これらの光投影アイテムの集合を、光学エンジンと呼ぶことができる。光学エンジンは、物理的にデバイスの一部であってよく、あるいはデバイスから物理的に離れていてもよい。
【００１４】
画像がプロジェクタから画像が投影され、反射され、あるいは他の方法でユーザの目へガイドされるとき、画像が可視的に占有する可能性があるディスプレイ空間のサイズは、アイボックス（eyebox）と呼ばれることがあり、アイボックスサイズと呼ばれるサイズを有することができる。AR体験中のユーザは、ユーザ自身の視野全体にわたるアイボックス内で仮想物体を見ることができ、あるいはアイボックスは、該アイボックスがユーザの視野の一部をカバーするように、より小さいものであってもよい。ユーザが見ることができる仮想物体は、解像度、明るさ、色及び他の可視的特徴を含め、デジタル画面ディスプレイに表示される物体についてよく知られる画像特性を含んでよい。
【００１５】
ARのためのデバイスは、耐久性、目立たないこと、そして使用の容易性を高めるために、大きさ、重量及び形状の考慮事項を有することがある。したがって、利用可能なデバイス及びウェアラブルなアクセサリに技術を追加することの影響を最小にする技術が、本技術の特徴であり得る。例えばARのユーザの視野を改善するために、いくつかのデバイスは、プロジェクタ自体を物理的に拡大するか又はデバイスに対するプロジェクタの数を高め、その結果、ユーザのアイボックスサイズは、ユーザの視野のより多くをカバーするように拡大されるようになる。プロジェクタが拡大されるか又はプロジェクタの数が増加すると、デバイス全体の大きさ及び重量も増加する。同様に、イメージングがより複雑になり、画像がより大きくなり、解像度がより詳細になると、追加のプロジェクタ及び電力が含まれ得るが、結果としてデバイスの重量が増加し、追加の大きさに対応するようにデバイスを変更する可能性がある。反射技術は、湾曲した反射及び光ガイド面を使用するのではなく、反射のためにビームをガイドする機能又は複数のフラットな構成要素を含むことがある。
【００１６】
フラットレンズ機能の使用の結果、メガネの典型的な湾曲した外観と似ていないデバイスとなる。一部の製品では、フラットな構成要素が湾曲した構成要素とマージされるか組み合わされることがあるが、フラット面と湾曲面の双方の使用は、大きさ、重量、複雑性を増加させ、最終的な製品の耐久性を低下させる可能性がある。さらに、大きな結合プリズム（bulky  combining  prisms）、フラット導波路又は代替レンズ（substitute  lenses）をパネルディスプレイとともに使用するシステムは、大きくて煩わしい可能性があり、フラットレンズを有し、視野の一部又は全部をユーザに見えなくさせる可能性がある。慣習的なアイウェアの見た目では、アイウェアのガラスは湾曲しており、取付けパーツは、存在したとしても少ない。現在開示されている技術は、大きなアイボックスサイズ、仮想画像のフルカラースペクトル、湾曲したガラス、大きな視野、そして同様の結果を与える他のものよりも目立ちにくい光学エンジンを可能にする。一例では、光学エンジンは、微小電気機械システム（MEMS）走査ミラー、マイクロスキャナ、レーザスキャナ、空間光変調器又はマイクロ光電気機械システムとともに機能することができる。
【００１７】
一例では、プロジェクタは、光源、コリメーションレンズ、２軸走査ミラー及び投影レンズを含むことができる。この例では、１つ以上の光源は、垂直共振器面発光レーザ（VCSEL：vertical-cavity  surface-emitting  laser）、エッジ発光レーザ、マイクロLED、共振空洞LED又は量子ドットレーザであってよい。投影される波長は単色であってよいが、投影される波長は赤、緑及び青（RGB）であってもよい。コリメーションレンズは、コリメートされたビームを光源から出すために使用される。走査ミラーは、２Ｄ画像を投影することができるように、２つ以上の軸を走査することができる。投影レンズを使用して、仮想画像を仮想画像面に投影し、非点収差、コマ収差及びキーストーンのような光学収差を補正する。一例では、画像プロジェクタは、ARレンズの方へ画像を投影するMEMSベースの走査ミラー及びRGB光源である。
【００１８】
本開示では、透明なレンズ（例えば透明なARレンズ）を、多層ホログラフィック光ガイド及び結合オプティクスを組み込むガラス又はガラス様物質で作ることができる。結合オプティクスは、いくつかの透明なホログラフィック光学素子（HOE：holographic  optical  elements）に記録される。一例では、HOEはフィルム上のホログラムとすることができ、フィルムはレンズに貼着されてよい。HOEを使用して、複数のアイボックスを作成し、光を光ガイドに結合し、光をガイドし、光ガイドから光をデカップリングし、撮像瞳孔（imaging  pupil）を作成する。複数のアイボックスは、所定の位置で重なることがあるので、結果として得られるユーザの視野は、これらの複数のアイボックスの組合せからより大きなアイボックスであるように見えるよう現れる。HOEを用いて光を光ガイドへ結合することは、伝播媒体を湾曲させることを可能にする。光ガイドは更に、投影された光の入射ビームが湾曲レンズ面と空気の境界面で光学パワーを回避することを可能にする。内部全反射（TIR：total  internal  reflection）は、ガラスと空気の境界面における光の反射に依拠するが、ホログラムフィルムからの反射は、内部全反射を使用することなく機能することができる。特に、TIRはフラットな境界面の使用に依存するが、HOE導波路（waveguide）は湾曲することができる。TIRを使用するレンズがフラットでなかった場合、フラットTIR導波路レンズが各反射時に光学パワーを導入する。湾曲レンズ内でTIRを使用するシステムでは、TIR導波路の内部を移動する光は、各反射時に光学パワーによって変換する。光学パワーによって変換された光は、システムの各光線及びビームに対する複雑な補正なしに、認識できないほどに変形され得る。トーリックレンズのようなトロイダル形状を有する通常のアイウェアレンズでは、湾曲したTIR導波路レンズの使用は誤差を含むことがあり、この場合、HOE導波路の使用がこの問題を回避することができる。
【００１９】
さらに、開示されるデバイスは、MEMSベースのプロジェクタを使用して、HOEベースのガイダで画像を生成することができる。ガイダは、プロジェクタ又は対応する光学エンジンのサイズを増加させることなく、プロジェクタが、増大したアイボックスのサイズ、又は重なっているアイボックスに対応する複数のビームを投影することを可能にする。システム内の回折格子は、最初に投影されたビームから複数のアイボックスを生成することができる。回折格子を通して、プロジェクタビームは、ユーザのために画像を形成するよう、光カプラからのビームをレンズ内で光デカップラにガイドする導波路を形成する、いくつかの積み重ねられたHOEに到達することができる。
【００２０】
以下の開示では、本開示の完全な理解を提供するために、特定のタイプのプロセッサ及びシステム構成、特定のハードウェア構造、特定の命令タイプ、特定のシステム構成要素等の例のような、多くの具体的な詳細が説明される。しかしながら、現在開示されている技術を実施するために必ずしもこれらの具体的な詳細を使用する必要がないことは当業者に明らかとなる。他の例では、特定の及び代替のプロセッサアーキテクチャ、説明されるアルゴリズムの特定の論理回路／コード、特定のファームウェアコード、特定の相互接続動作、特定の論理構成、特定の製造技術及び材料、特定のコンパイラ実装、コードにおけるアルゴリズムの表現、特定のパワーダウン及びゲーティング技術／ロジック、並びにコンピュータシステムの他の特定の動作的詳細のような周知の構成要素又は方法は、現在開示される技術を不必要に曖昧にすることを避けるために詳細には説明されていない。
【００２１】
図１は、HOEガイダーシステムを使用してユーザの目に画像を投影するウェアラブルデバイス１００の一例を示す図である。湾曲レンズ１０２は、シースルー（又は透明な）レンズとすることができ、ガラス、ポリカーボネート、プラスチック、フォトクロミック材料、ポリウレタン、あるいはウレタンベースのモノマー構造材料を含むポリマー又はモノマー構造を有する他の材料であってもよい。仮想物体、テクスチャ、テキスト又は他の視覚化を示すための画像を、投影のためにスキャナによって生成することができる。一例では、スキャナはプロジェクタ１０４の一部であってもよく、レンズの近くに不透明パネルディスプレイを配置することを避けるためにMEMSベースのスキャナであってもよい。小型のスキャナでは、画像の投影はハードウェアを用いて行うことができ、一対のメガネの通常サイズのステムに包含されてよく、この場合、画像は、ビームスプリッタに到達するよう、ユーザの頭とレンズの間の自由空間に投影される。プロジェクタ１０４は、MEMSベースのプロジェクタとして示されている。プロジェクタ１０４のサイズは、パネルディスプレイのサイズに比べて小さくてよく、したがって、プロジェクタは、アイウェアステムの内部に適合することができる。一例では、プロジェクタは、小さな走査ミラー及びレーザ源であってよい。
【００２２】
図１において、プロジェクタ１０４によって投影された画像は、湾曲レンズ１０２に取り付けられるか又は直接適用されるビームスプリッタ１０６に焦点を合わせる。ビームスプリッタ１０６は、該ビームスプリッタの位置に依存して、反射又は透過的回折光学素子（DOE：diffractive  optical  element）又はHOEとすることができる。例えばビームスプリッタ１０６は、湾曲レンズ１０２に外側の凸面で適用されてよく、反射ビームスプリッタとすることができる。図１において、ビームスプリッタ１０６は、湾曲レンズ１０２の内側の凹面に配置され、それ自体を通る伝達を可能にする。図１の図に見られるように、ビームスプリッタ１０６を、観察者の中心視野から離れてガラス上に直接配置することができ、ホログラフィック導波路を用いて光をガラスの内部にガイドすることができる。ビームスプリッタ１０６は、入射ビームを、異なる角度で伝播するビームのアレイに分割する。一例では、ビームのアレイは、２×２、３×３、２×３、２×１０ビーム等の任意のサイズを有する正方形アレイ、矩形アレイ、六角形アレイのように、複数のパターンで作ることができる。ビームスプリッタを使用することは、結果として得られるアイボックスサイズを増加させる可能性がある。結果のアイボックスサイズは、ビームスプリッタの角度分割と、アレイのサイズ及びアレイ内で生成されるスポットの数に比例する。
【００２３】
プロジェクタ１０４によって投影される画像は、ビームスプリッタ１０６によって、互いにわずかに異なる角度で湾曲レンズ１０２を通って伝播する複数の画像に分割される。ビームが湾曲レンズ１０２及びビームスプリッタ１０６を通って伝播すると、ビームはカップリングHOE１０８と交差することになる。カップリングホログラムを使用して、分割されたビームをホログラフィック導波路へ結合する。ホログラフィック導波路内で結合するために、結合されたビームを、導波路のホログラムの角度受容帯域幅（angular  acceptance  bandwidth）の間にある角度で配向させることができる。カップリングHOE１０８は、該カップリングHOEの設計が、湾曲レンズ１０２の内部の凸曲線上にある内部導波路HOE１１２の方に複数の画像を向けるように光の方向を調整するよう記録されて適用される。カップリングHOE１０８の光学機能は、傾斜されたミラーの光学機能である。ガラス表面上に配置されるホログラムは、ガラスと空気の境界面の代わりに光をガイドする。ホログラムを記録することは、ホログラムが、湾曲した幾何学的形状のガラス上に配置される場合であっても、ホログラムが平面ミラーのように作用することを可能にする。例えばコリメートされたビームが、湾曲したホログラフィック導波路内へ結合される場合、光学パワーをみることなく、コリメートされたビームは、湾曲した導波路内の伝播の間中コリメートされたままである。さらに、フラット導波路と比較すると、曲面上のホログラムフィルムを使用する視野（FOV：field  of  view）は、内部全反射角の限界によって制限されないことがある。空気とガラスの境界面の間の内部全反射に依拠するフラット導波路は、内部全反射角から９０°までの反射を有してよく、この場合、反射はまだ生じ、角度は法線から表面まで測定される。一例では、表面に対して垂直に入射するビームは０°の入射角を有し、内部全反射は、例えば６０°、最大で９０°の内部全反射角の間で生じる。フラット導波路とは異なり、湾曲した表面上でのホログラムフィルムの使用は、内部全反射範囲に基づくユーザのFOVを定義しないであろう。代わりに、曲面上のホログラフィックガイドの使用を記録して、全反射角が許容する範囲を超えるFOVを可能にすることができる。
【００２４】
外部導波路HOE１１０は、湾曲レンズ１０２のための光ガイドの半分を形成する。光は、外部導波路HOE１１０の反射性カップリングホログラムから反射するので、湾曲レンズ１０２を通って移動し、内部導波路HOE１１２と交差することになる。内部導波路HOE１１２は湾曲レンズ１０２の凹曲線上に配置される。光ガイドは、一方が外部導波路HOE１１０として、他方が内部導波路HOE１１２として、対向して配置される２つの反射性ホログラムによって形成される。HOEはプラスチックレンズの上に配置され、フルディスプレイ投影よりもシステムがより明るくなることを可能にする。
【００２５】
光は、出力又はデカップリングHOE１１４に到達するまで、２パート式ホログラフィック光ガイドの内部でバウンドする。このシステムにおけるホログラフィック導波路のこの使用は、導波路の各々について各ホログラムの角度選択性を慎重に選択することを含む。光及び画像が導波路からでカップリングされると、光ビームは、ビームスプリッタによって生成されるものと同じスポット分布を共有することになるアイボックスから出る。本明細書で使用されるとき、スポット分布とは、ビームスプリッタによって生成される回折パターンを指し、このパターンは、２×２、３×２又は他の配置で整列される四角形、矩形、反復六角形及び他の形状とすることができる。ビームスプリッタスポットディストリビュータは、ビームスプリッタ形状のパターンと一致し、かつサイズ及び配置において対応するアイボックスの形状を与える。スポット分布及び配置は、アイボックスの形状及びサイズに対応する。分割されたビームがカップリングHOE及びデカップリングHOEによって反射される角度は、同じ角度の反対方向とすることができ、あるいはユーザの方に画像を向ける他の角度であってもよい。一例では、分割されたビームがデカップリングHOEによって反射される角度は、導波路の角度選択性の範囲内にない。特定の角度及びホログラムは、曲線の角度、送信されるビームの帯域幅に基づいて及びHOE導波路の記録特性によって、記録プロセスを通して適用されるカップリング及びデカップリングHOEにプリントされてよい。
【００２６】
図２は、湾曲レンズ１０２上の２つのHOE導波路間のビーム伝播を示すウェアラブルな湾曲レンズのクローズアップ２００の一例を示す図である。同様の番号が付けられた項目は図１で説明した通りである。
【００２７】
上述のように、対のHOE導波路は、各々に対して貼着されたホログラムに基づいて２つのフラットミラーと同様に機能する。一例では、貼着は、ガラス又はプラスチック用のラミネーション、HOEフィルム用のキャスト又は注入、あるいは関与する媒体に応じたプリントを含め、任意の貼着プロセスとすることができる。ホログラムの記録は、２つ以上のコヒーレント・レーザビームを使用して行われることがある。ホログラムを記録することにより、これに応じて、HOE導波路フィルムが湾曲した幾何学的形状のガラス上に配置される場合であっても、入射光ビームに対してフラットミラーのように作用することができる。例えばコリメートされたビーム２０２が湾曲したHOE導波路１１０、１１２に結合される場合、コリメートされたビーム２０２は、光学パワーを見ることなく、湾曲した導波路内の伝搬の間中コリメートされた状態のままである。本明細書で使用されるとき、光学パワーとは、特にレンズと空気の境界面でレンズが光を収束又は発散する程度を指す。HOE素子による反射によって光学パワーを回避することにより、ビームが、レンズと空気の境界面での歪み及び方向を変更する影響を回避することができる。
【００２８】
ここに図示されるように、複数のHOEは、積み重ねて一緒に組み立てられる。一例では、HOEを単一のHOE層に多重化することができ、これにより、システムの複雑性を増加させるホログラムフィルムの積み重ねを回避する。反射のためのHOEの使用の１つの作用原理は、各ホログラムの光学効率の最適化に基づく。例えばHOE導波路における使用のために各ホログラムフィルムを、パラメータを記録することにより最適化して特定の受容角度帯域幅（acceptance  angular  bandwidth）内で最も効果的なものとすることができる。カップリングHOEは、投影角から入射する光線を反射し、これらの光線を別の特定の角度範囲で導くように最適化され得る。したがって、HOEが反射する範囲は、TIRに必要とされるより小さな受容角度ではなく、導波路HOEの角度受容帯域幅のより広い範囲内とすることができる。
【００２９】
図１及び図２において、カップリングHOE及び導波路HOEの重なっている領域において、入射ビームの角度選択によりビームのフィルタリングを行うことができる。例えばカップリング又はデカップリングHOEに対する入射ビームの角度が第１範囲内にある場合、それらの入射ビームは、ホログラムへの入射の角度に基づいて、ホログラムによって反射又は透過され得る。一例では、HOE材料と導波路材料の屈折率は、ゴースト反射を避けるために、互いに近いか同一とすることができる。
【００３０】
HOE導波路を使用して、図１に示されるようにデカップリングHOEに到達するまで光をガイドすることができる。デカップリングHOE１１４は、２つの部分の導波路から光をデカップルし、ユーザが見るためにシステムの射出ひとみ（exit  pupil）を形成する。
【００３１】
図３は、湾曲レンズのウェアラブルデバイス３００からの仮想画像を見ているユーザの下向きの図である。同様の番号が付けられた項目は上述した通りである。
【００３２】
図３によって提供される例は、ここに開示される技術についての１つの例示的な状況である。例えばユーザ３０２は、湾曲レンズ１０２を有するAR対応メガネを装着していることがある。図３に図示されるメガネは、湾曲レンズ１０２に向けてレーザ光又は他の光を投影するプロジェクタを含み、これを支持することができるメガネステム３０４を含む。一対のメガネのステム３０４は、光が伝播するよう開口部を有するプロジェクタを収容してもよい。ステム３０４内のプロジェクタは、図１に関連して説明したように、最初に投影されたビーム３０６を湾曲レンズ１０２上のビームスプリッタの方に向ける。湾曲レンズ１０２の内部ではビームが分割され、結合され、ガイドされ、次いで導波路からデカップルされて湾曲レンズ１０２から出射してよい。出射するビーム３０８は、ユーザ３０２が見るよう１つ又は複数のアイボックスを形成することができる。
【００３３】
図４は、ビームガイドのための例示のコンピューティングデバイスを示すブロック図である。コンピューティングデバイス４００は、例えば他の中でも特に、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、モバイルデバイス又はサーバとすることができる。コンピューティングデバイス４００は、格納された命令を実行するように構成される中央処理ユニット（CPU）４０２と、CPU４０２によって実行可能な命令を格納するメモリデバイス４０４を含んでよい。CPU４０２は、バス４０６によってメモリデバイス４０４に結合されてよい。加えて、CPU４０２は、単一のコアプロセッサ、マルチコアプロセッサ、コンピューティングクラスタ又は任意の数の他の構成とすることができる。さらに、コンピューティングデバイス４００は複数のCPU４０２を含んでもよい。メモリデバイス４０４は、ランダムアクセスメモリ（RAM）、読取専用メモリ（ROM）、フラッシュメモリ又は任意の他の適切なメモリシステムを含むことができる。例えばメモリデバイス４０４は、動的ランダムアクセスメモリ（DRAM）を含んでもよい。
【００３４】
コンピューティングデバイス４００は、グラフィクス処理ユニット（GPU）４０８も含んでよい。図示されるように、CPU４０２は、バス４０６を介してGPU４０８に結合されてよい。GPU４０８は、コンピューティングデバイス４００内の任意の数のグラフィックスオペレーションを実行するように構成されてよい。例えばGPU４０８は、コンピューティングデバイス４００のユーザに表示されるべきグラフィクス画像、グラフィクスフレーム、ビデオ等をレンダリング又は操作するように構成され得る。
【００３５】
メモリデバイス４０４は、ランダムアクセスメモリ（RAM）、読取専用メモリ（ROM）、フラッシュメモリ又は任意の他の適切なメモリシステムを含むことができる。例えばメモリデバイス４０４は、動的ランダムアクセスメモリ（DRAM）を含んでよい。
【００３６】
CPU４０２は、バス４０６を介して、コンピューティングデバイス４００を１つ以上の入出力（Ｉ／Ｏ）デバイス４１２に接続するように構成される入出力（Ｉ／Ｏ）デバイスインタフェース４１０にも接続されてよい。Ｉ／Ｏデバイス４１２は、例えばキーボード及びポインティングデバイスを含んでよく、ポインティングデバイスは、他の中でも特に、タッチパッド又はタッチスクリーンを含んでよい。Ｉ／Ｏデバイス４１２は、コンピューティングデバイス４００の内蔵コンポーネントであってよく、コンピューティングデバイス４００に外部接続されるデバイスであってもよい。一部の例では、メモリ４０４は、直接メモリアクセス（DMA）を通してＩ／Ｏデバイスに通信可能に結合されてよい。Ｉ／Ｏデバイス４１２は、表示される較正パターン画像を検出するためのカメラであってもよい。カメラは、可視光、赤外光又は電磁気検出可能信号の任意の組合せを検出するカメラとすることができる。
【００３７】
CPU４０２はまた、バス４０６を介して、コンピューティングデバイス４００をディスプレイデバイス４１６に接続するように構成されるディスプレイ・インタフェース４１４にリンクされてもよい。ディスプレイデバイス４１６は、コンピューティングデバイス４００の内蔵コンポーネントであるディスプレイスクリーンを含んでよい。ディスプレイデバイス４１６は、他の中でも特に、コンピュータモニタ、テレビジョン又はプロジェクタも含んでよく、これらは、コンピューティングデバイス４００の内部にあるか、あるいは外部接続される。プロジェクタは、記憶された較正パターン画像を投影面に表示することができる。
【００３８】
コンピューティングデバイスは、ストレージデバイス４１８も含む。ストレージデバイス４１８は、ハードドライブ、光ドライブ、サムドライブ、ドライブのアレイ又はこれらの任意の組合せ等のような物理メモリである。ストレージデバイス４１８はリモートストレージデバイスも含むことがある。
【００３９】
コンピューティングデバイス４００は、ネットワークインタフェースコントローラ（NIC）４２０も含んでよい。NIC４２０は、バス４０６を通して、コンピューティングデバイス４００をネットワーク４２２に接続するように構成されてよい。ネットワーク４２２は、他の中でも特に、ワイドエリアネットワーク（WAN）、ローカルエリアネットワーク（LAN）又はインターネットであってよい。一部の例では、デバイスは、無線技術を介して他のデバイスと通信することができる。例えばデバイスは、無線ローカルエリアネットワーク接続を介して他のデバイスと通信することができる。一部の例では、デバイスは、Bluetooth（登録商標）又は同様の技術を介して他のデバイスと接続して通信することができる。
【００４０】
CPU４０２は、ストレージ４１８に格納される電力プロバイダ４２４に格納された命令を実行して、走査ミラー及び光源を含むプロジェクタへの電力の供給を指示することができる。CPU４０２は、ビームプロジェクタに格納された命令を実行して、湾曲レンズの方へ入射ビームを投影することができる。一例では、CPU４０２は、ビームプロジェクタに格納された命令を実行して、ビームスプリッタに向けて投影されたビームを複数の光ビームに分割するように指示することができ、この場合、湾曲レンズに取り付けられたカップリングホログラフィック光学素子（HOE）が、ホログラフィックカップリング角（holographic  coupling  angle）へ複数の光ビームを方向転換（divert）し、一対の導波路HOEが、湾曲レンズを通して複数の光ビームを反射し、デカップリングHOEが、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角から湾曲レンズの外へ方向転換する。
【００４１】
このシステムの一例では、ビームスプリッタは、回折光学素子又はホログラフィック光学素子である。ビームスプリッタは、湾曲レンズの凸面又は凹面に取り付けられてもよい。このシステムの一例では、導波路HOEは、湾曲レンズの凸面に取り付けられる可撓性フィルムである第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる可撓性フィルムである第２HOEを備える。一例では、デカップリングHOEは、複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して複数のアイボックスを形成することができる。一例では、湾曲レンズは、対応する最大内部全反射角を有する材料から作られ、この場合、ホログラフィックカップリング角は、その内部反射角よりも小さい。湾曲レンズはトーリックレンズ形状である。一例では、入射光ビームは、メガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定している。
【００４２】
図４のブロック図は、コンピューティングデバイス４００が図４に図示されるコンポーネントの全てを含むことを示すように意図されていない。むしろ、コンピューティングデバイス４００は、より少ないコンポーネントを含むことができ、あるいは追加のUSBデバイス、追加のゲストデバイス等のように、図４に図示されていないコンポーネントを追加のコンポーネントを含むことができる。コンピューティングデバイス４００は、特定の実装の詳細に応じて、図４に図示されていない任意の数の追加のコンポーネントを含んでよい。さらに、CPU４０２の機能のいずれかが、部分的又は全体的にハードウェア及び／又はプロセッサで実装されてもよい。
【００４３】
図５は、ビームガイドのための方法を示すフローチャートである。例示の方法は、全体的に参照番号５００によって参照され、上記の図５のシステム４００を使用して実行することができる。
【００４４】
ブロック５０２において、方法は、湾曲レンズに取り付けられたビームスプリッタを用いて入射光ビームを複数の光ビームに分割することを含む。一例では、ビームスプリッタは、回折光学素子又はホログラフィック光学素子であってよい。一例では、ビームスプリッタは、湾曲レンズの凸面又は湾曲レンズの凹面に取り付けられてよい。一例では、湾曲レンズは、対応する最大内部全反射角を有する材料で作られる。ホログラフィックカップリング角は、内部反射角より小さくてよい。一例では、湾曲レンズはトーリックレンズの形状であってよい。一例では、入射光ビームは、メガネフレームのステムから投影されたレーザであってよく、この場合、メガネフレームが湾曲レンズを固定している。
【００４５】
ブロック５０４において、方法は、湾曲レンズに取り付けられたカップリングホログラフィック光学素子（HOE）を用いて、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換させることを含む。ブロック５０６において、方法は、一対の導波路HOEを用いて、湾曲レンズを通してホログラフィックカップリング角で複数の光ビームを反射させることを含む。一例では、導波路HOEは、湾曲レンズの凸面に取り付けられる可撓性フィルムであり得る第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる可撓性フィルムである第２HOEを含む。
【００４６】
ブロック５０８において、方法は、デカップリングHOEを用いて、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角から湾曲レンズの外へ方向転換させることを含む。一例では、デカップリングHOEは、複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換させて複数のアイボックスを形成する。
【００４７】
図６は、ビームガイドデバイスのためのコードを格納するコンピュータ読取可能媒体を示すブロック図である。コンピュータ読取可能媒体６００は、コンピュータバス６０４を介してプロセッサ６０２によってアクセスされてもよい。さらに、コンピュータ読取可能媒体６００は、本明細書で説明される方法を実行するようプロセッサ６０２に指示するように構成されたコードを含んでもよい。一部の実施形態では、コンピュータ読取可能媒体６００は、非一時的コンピュータ読取可能媒体であってよい。一部の例では、コンピュータ読取可能媒体６００は記憶媒体であってよい。しかしながら、いずれの場合も、コンピュータ読取可能媒体は搬送波や信号等の一時的な媒体を含まない。
【００４８】
図６のブロック図は、コンピュータ読取可能媒体６００が図６に図示されるコンポーネントの全てを含むことを示すように意図されていない。さらに、コンピュータ読取可能媒体６００は、特定の実装の詳細に応じて、図６に図示されていない任意の数の追加のコンポーネントを含んでもよい。
【００４９】
本明細書で説明される様々なソフトウェアコンポーネントは、図６に図示される１つ以上のコンピュータ読取可能媒体６００に格納されてよい。例えば電力プロバイダ６０６は、走査ミラー及び光源を含むプロジェクタへの電力の供給を命令することができる。プロセッサ６０２は、光ビームプロジェクタ６０８に格納された命令を実行して、入射ビームを湾曲レンズに向けて投影することができる。一例では、プロセッサ６０２は、ビームプロジェクタに格納された命令を実行して、ビームスプリッタに向けて投影されたビームを複数の光ビームに分割するように指示することができ、この場合、湾曲レンズに取り付けられたカップリングホログラフィック光学素子（HOE）が、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換し、一対の導波路HOEが、湾曲レンズを通して複数の光ビームを反射し、デカップリングHOEが、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角から湾曲レンズの外へ方向転換する。
【００５０】
このコンピュータ読取可能媒体６００の一例では、ビームスプリッタは、回折光学素子又はホログラフィック光学素子であってよい。ビームスプリッタは、湾曲レンズの凸面又は凹面に取り付けられてもよい。このコンピュータ読取可能媒体６００の一例では、導波路HOEは、湾曲レンズの凸面に取り付けられる可撓性フィルムである第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる可撓性フィルムである第２HOEを備える。このコンピュータ読取可能媒体６００システムの一例では、デカップリングHOEは、湾曲レンズから複数の光ビームを方向転換して複数のアイボックスを形成することができる。湾曲レンズは、対応する最大内部全反射角を有する材料から作られてよく、この場合、ホログラフィックカップリング角は、内部反射角よりも小さい。湾曲レンズは、トーリックレンズ形状であってよい。このコンピュータ読取可能媒体６００システムの一例では、入射光ビームは、メガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定している。
【００５１】
図６のブロック図は、コンピュータ読取可能媒体６００が図６に図示されるコンポーネントの全てを含むことを示すように意図されていない。さらに、コンピュータ読取可能媒体６００は、特定の実装の詳細に応じて、図６に図示されていない任意の数の追加のコンポーネントを含んでよい。
【００５２】
図７は、内部構成要素を示すために分解された頭部装着可能ディスプレイシステム７００の概略図である。同様の番号が付けられた項目は、図１及び図３に関して説明した通りである。
【００５３】
設置されて起動されると、頭部装着可能ディスプレイシステムの構成要素は、頭部に装着される単一のハードウェアとして組み立てられ、ウェアラブルな湾曲レンズ１０２によってガイドされる光ビームを生成することができる。一例では、頭部装着可能ディスプレイシステム７００は、ARメガネシステムの一部として、図３のフレーム３０４に実装されてもよい。
【００５４】
光学エンジン７０２を使用して、光ビームを生成し、ガイドのために湾曲レンズ１０２の方に向けることができる。光の生成は、レーザ発生器又は投影される光の別の形態を通したものであってよい。作動ミラーを使用して、生成された光を意図された方向に向けて、光をガイドするようことができる。頭部装着可能ディスプレイシステム７００は、環境が含む光の明るさを感知するよう環境光センサ７０４を含むことができる。環境光センサ７０４から検出された光に基づいて、光学エンジン７０２は、投影されている出力光を調整することができる。一例では、環境光が環境光センサ７０４によって以前の環境よりも明るく検出された場合、光学エンジン７０２は、ユーザが見るために湾曲ガラスに向けて投影されている光の強さを増加させることができる。
【００５５】
頭部装着可能ディスプレイシステム７００は、構成要素、回路、検出器具並びに他の処理及びストレージリソースを頭部装着可能システム７００の一部として保持するためのメインボード７０６を含むことができる。一例では、メインボードは、片面又は両面に銅箔を貼着させたガラス繊維強化エポキシ樹脂製のプリント回路基板とすることができる。例えばレーザ制御回路７０８をメインボード７０６上に配置することができ、光学エンジン７０２内のレーザ光のインパルスを駆動することができる。一例では、レーザ制御回路は電流源とすることができ、レーザダイオードがレーザ光を生成するよう、光学エンジン７０２内のレーザダイオードに電流を届けることができる。
【００５６】
メインボード７０６は、ユーザがメガネを装着しているかどうかを検出するIR近接デバイス７１０も含むことができ、ユーザがメガネを着用していないことをセンサが検出した場合、システムをパワーダウンしてバッテリ電力を節約する。IR近接デバイスは赤外線（IR）光のためのものであってよく、あるいは他のタイプの近接性を検出するセンサ及び光も使用することができる。
【００５７】
メインボード７０６は、画像システムオンチップ（SoC）７１２も含むことができる。画像SoC７０６は、ユーザに表示されるべき画像のための処理及び記憶場所として使用することができる。投影すべき画像に基づいて、画像SoC７１４は、レーザ制御回路７０８に、光学エンジン７０２のレーザダイオードへの電流を変化させるように指示することができる。一例では、レーザ制御回路７０８は、アナログの特定用途向け集積回路（ASIC）とすることができる。
【００５８】
上述のように、メインボード７０６は、２つ以上の側面に構成要素を保持することができる。したがって、頭部装着可能ディスプレイシステム７００は、図７のメインボード７０６の背面を示す。メインボード７０６は、頭部装着可能ディスプレイシステム７００の動き及び位置を識別することを助けるためにジャイロスコープ７１４を保持することができる。一例では、ジャイロスコープは、３軸ジャイロスコープ、６軸ジャイロスコープ又は頭部装着可能ディスプレイシステム７００の動きと方向を決定する別のセンサとすることができる。メインボード７０６は、表示のために光学エンジン７０２へ送信するためのビデオ信号を生成するビデオ集積回路（IC）を含むことができる。このビデオ生成は、水平及び垂直同期信号並びにブランキング期間信号のようなビデオ信号のタイミングを生成することを含むことができる。メインボード７０６は、光学エンジン７０２内のミラーに送られる電流を提供及び調整するよう微小電気機械システム（MEMS）ドライバ７１８を含むことができる。一例では、MEMSドライバ７１８はレーザ制御回路７０８と考えることができ、ASICであってもよい。MEMSドライバ７１８における電流の変調に基づいて、ミラーは、湾曲レンズ１０２の方に光を向けてユーザに可視であるようにするために、位置を変えることができる。頭部装着可能ディスプレイシステム７００は、光学エンジン７０２からの光が、光を投影することができ、HOEフィルム層によってガイドされ、ユーザ３０２の目にアイボックスを形成するように出射することができる湾曲レンズ１０２を含む。
【００５９】
図８は、ビームガイドのためのデバイスデータの流れ８００の一例を示す概略図である。同様の番号が付けられた項目は、図７に関して説明した通りである。図示されるデバイスデータの流れ８００は、ARメガネシステムの一部として図３のフレーム３０４で実装されてよい。
【００６０】
コンパニオンデバイス８０２は、無線トランシーバ８０４を介してメインボード７０６上の構成要素に無線で接続して通信することができる。一例では、コンパニオンデバイスは、電話、タブレット、ラップトップ、デスクトップ又は無線通信能力を有する他のコンピューティングデバイスとすることができる。無線トランシーバ８０４は、セルラ通信、Wi-Fi接続、Bluetooth（登録商標）又は他の通信手段を含め、複数の通信方式を使用することができる。一例では、コンパニオンデバイス８０２は、湾曲メガネビームガイダに向けて何を投影するべきかを光学エンジン７０２に指示するために使用される画像、ビデオ又はデータを提供してよい。
【００６１】
このデータは、光学エンジンボード８０６への途中で、無線トランシーバ８０４から画像SoC７１２に移動してよい。光学エンジンボード８０６は、光学エンジン７０２を指示するために使用される構成要素を保持することができる。一例では、画像化SoCは、画像処理IC８０８及び画像ストレージ８１０を含むことができる。画像ストレージ８１０に格納されるデータは、表示のために以前に生成された画像からの永続的なものとすることができ、あるいは無線トランシーバ８０４から受け取られる新たな画像データとすることもできる。無線トランシーバから受け取って画像ストレージ８１０に格納されるデータを取って、このデータを、ビデオIC７１６を介して光学エンジンボード８０６に供給することができる。
【００６２】
ビデオIC７１６は、MEMSドライバ７１８及びレーザ制御回路７０８を管理することができる。レーザ制御回路７０８は、光学エンジン７０２に配置されるMEMSミラー８１２に電流を提供し、提供された電流を変更することができる。同様に、レーザ制御回路７０８は、光学エンジン７０２に配置されるレーザダイオード８１４又はいくつかのレーザダイオードに電流を提供し、提供された電流を変更することができる。
【００６３】
光学ボードは、レーザ制御回路７０８又はビデオIC７１６へフィードバックを提供し、これらの構成要素が出力を調整できるようにするフォトダイオード８１６も保持することができる。フォトダイオード８１６は、検出された光を電流に変換する半導体デバイスとすることができ、この特徴を、頭部装着可能ディスプレイシステム７００によって出力された光センサとして使用することができる。一例では、フォトダイオード８１６を環境光センサ７０４として実装することができる。一例では、フォトダイオード８１６を使用して、湾曲レンズに向けて光を投影するレーザダイオード８１４によって生成される光出力を測定することができる。
【００６４】
上記は、デバイスデータの流れ８００及び頭部装着可能ディスプレイシステム７００のガイドライン及び例として提供される。これらの構成要素は、レーザ及びMEMSモジュールを管理するために一緒に機能することができる。特定の実装の詳細に応じて、追加の集積回路がレーザモジュール及びMEMSモジュールの制御に関連付けられてもよい。
【００６５】
実施例
【００６６】
例１
【００６７】
１つ以上のコンピュータのシステムは、作動中にシステムに動作を実行させるソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア又はそれらの組合せをシステムにインストールさせることにより、特定のオペレーション又は動作を実行するように構成され得る。１つ以上のコンピュータプログラムは、データ処理装置によって実行されると、該装置に動作を実行させる命令を含むことにより、特定のオペレーション又は動作を実行するように構成され得る。１つの一般的態様は、ビームガイドデバイスのための湾曲レンズ装置を含み、該装置は、湾曲レンズと、入射光ビームを複数の光ビームに分割するために湾曲レンズに取り付けられるビームスプリッタと、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換するように湾曲レンズに取り付けられるカップリングホログラフィック光学素子（HOE）と、湾曲レンズ内で複数の光ビームを反射する一対の導波路HOEと、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角から湾曲レンズの外へ方向転換するデカップリングHOEとを含む。この態様の他の実施形態は、対応するコンピュータシステム、装置及び１つ以上のコンピュータストレージデバイスに記録されるコンピュータプログラムを含み、それぞれ方法の動作を実行するように構成される。
【００６８】
実装は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでよい。ビームスプリッタが回折光学素子である装置。ビームスプリッタがホログラフィック光学素子である装置。ビームスプリッタが湾曲レンズの凸面に取り付けられる装置。ビームスプリッタが湾曲レンズの凹面に取り付けられる装置。導波路HOEが、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含む装置。デカップリングHOEが複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して複数のアイボックスを形成する装置。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さい装置。湾曲レンズがトーリックレンズ形状である装置。入射光ビームがメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定している装置。ビームスプリッタが回折光学素子である方法。ビームスプリッタがホログラフィック光学素子である方法。ビームスプリッタが湾曲レンズの凸面に取り付けられる方法。ビームスプリッタが湾曲レンズの凹面に取り付けられる方法。導波路HOEが、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含む方法。デカップリングHOEが複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して、複数のアイボックスを形成する方法。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さい方法。湾曲レンズがトーリックレンズ形状である方法。入射光ビームがメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定している方法。ビームスプリッタが回折光学素子であるコンピュータ読取可能媒体。ビームスプリッタがホログラフィック光学素子であるコンピュータ読取可能媒体。ビームスプリッタが湾曲レンズの凸面に取り付けられるコンピュータ読取可能媒体。ビームスプリッタが湾曲レンズの凹面に取り付けられるコンピュータ読取可能媒体。導波路HOEが、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含むコンピュータ読取可能媒体。デカップリングHOEが複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して、複数のアイボックスを形成するコンピュータ読取可能媒体。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さいコンピュータ読取可能媒体。湾曲レンズがトーリックレンズ形状であるコンピュータ読取可能媒体。入射光ビームがメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定しているコンピュータ読取可能媒体。ビームスプリッタが回折光学素子であるシステム。ビームスプリッタがホログラフィック光学素子であるシステム。ビームスプリッタが湾曲レンズの凸面に取り付けられるシステム。ビームスプリッタが湾曲レンズの凹面に取り付けられるシステム。導波路HOEが、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含むシステム。デカップリングHOEが複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して、複数のアイボックスを形成するシステム。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さいシステム。湾曲レンズがトーリックレンズ形状であるシステム。入射光ビームがメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定しているシステム。
ビーム分割手段が回折光学素子である装置。ビーム分割手段がホログラフィック光学素子である装置。ビーム分割手段が湾曲レンズの凸面に取り付けられる装置。ビーム分割手段が湾曲レンズの凹面に取り付けられる装置。導波性手段が、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含む装置。デカップリング手段が複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して複数のアイボックスを形成する装置。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さい装置。湾曲レンズがトーリックレンズ形状である装置。入射光ビームがメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定している装置。説明した技術の実装は、ハードウェア、方法又はプロセス、あるいはコンピュータアクセス可能媒体上のコンピュータソフトウェアを含んでよい。
【００６９】
例２
【００７０】
１つの一般的態様は、湾曲レンズにおいてビームをガイドする方法を含み、当該方法は、湾曲レンズに取り付けられたビームスプリッタを用いて、入射光ビームを複数の光ビームに分割することと、湾曲レンズに取り付けられたカップリングホログラフィック光学素子（HOE）を用いて、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換させることと、一対の導波路HOEを用いて、湾曲レンズ内においてホログラフィックカップリング角で複数の光ビームを反射させることと、デカップリングHOEを用いて、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角から湾曲レンズの外へ方向転換させることを含む。
【００７１】
実装は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでよい。ビームスプリッタが回折光学素子である方法。ビームスプリッタがホログラフィック光学素子である方法。ビームスプリッタが湾曲レンズの凸面に取り付けられる方法。ビームスプリッタが湾曲レンズの凹面に取り付けられる方法。導波路HOEが、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含む方法。デカップリングHOEが複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して、複数のアイボックスを形成する方法。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さい方法。湾曲レンズがトーリックレンズ形状である方法。入射光ビームがメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定している方法。ビームスプリッタが回折光学素子であるコンピュータ読取可能媒体。ビームスプリッタがホログラフィック光学素子であるコンピュータ読取可能媒体。ビームスプリッタが湾曲レンズの凸面に取り付けられるコンピュータ読取可能媒体。ビームスプリッタが湾曲レンズの凹面に取り付けられるコンピュータ読取可能媒体。導波路HOEが、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含むコンピュータ読取可能媒体。デカップリングHOEが複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して、複数のアイボックスを形成するコンピュータ読取可能媒体。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さいコンピュータ読取可能媒体。湾曲レンズがトーリックレンズ形状であるコンピュータ読取可能媒体。入射光ビームがメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定しているコンピュータ読取可能媒体。ビームスプリッタが回折光学素子であるシステム。ビームスプリッタがホログラフィック光学素子であるシステム。ビームスプリッタが湾曲レンズの凸面に取り付けられるシステム。ビームスプリッタが湾曲レンズの凹面に取り付けられるシステム。導波路HOEが、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含むシステム。デカップリングHOEが複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して、複数のアイボックスを形成するシステム。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さいシステム。湾曲レンズがトーリックレンズ形状であるシステム。入射光ビームがメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定しているシステム。ビーム分割手段が回折光学素子である装置。ビーム分割手段がホログラフィック光学素子である装置。ビーム分割手段が湾曲レンズの凸面に取り付けられる装置。ビーム分割手段が湾曲レンズの凹面に取り付けられる装置。導波性手段が、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含む装置。デカップリング手段が複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して複数のアイボックスを形成する装置。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さい装置。湾曲レンズがトーリックレンズ形状である装置。入射光ビームがメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定している装置。説明した技術の実装は、ハードウェア、方法又はプロセス、あるいはコンピュータアクセス可能媒体上のコンピュータソフトウェアを含んでよい。
【００７２】
例３
【００７３】
１つの一般的態様は、プロセッサによって実行されると、該プロセッサに、走査ミラー及び光源を含むプロジェクタに電力を供給し、入射ビームを湾曲レンズに向けて投影するように指示する命令を含む、有形の非一時的なコンピュータ読取可能媒体を含む。また、有形物（tangible）は、入射光ビームを複数の光ビームに分割するビームスプリッタも含む。この有形物はまた、湾曲レンズに取り付けられて複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換するカップリングホログラフィック光学素子（HOE）を含む。この有形物はまた、湾曲レンズ内で複数の光ビームを反射する一対の導波路HOEも含む。この有形物は、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角から湾曲レンズの外へ方向転換するデカップリングHOEも含む。この態様の他の実施形態は、対応するコンピュータシステム、装置及び１つ以上のコンピュータストレージデバイスに記録されるコンピュータプログラムを含み、それぞれが方法の動作を実行するように構成される。
【００７４】
実装は、以下の特徴の１つ以上を含んでよい。ビームスプリッタが回折光学素子であるコンピュータ読取可能媒体。ビームスプリッタがホログラフィック光学素子であるコンピュータ読取可能媒体。ビームスプリッタが湾曲レンズの凸面に取り付けられるコンピュータ読取可能媒体。ビームスプリッタが湾曲レンズの凹面に取り付けられるコンピュータ読取可能媒体。導波路HOEが、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含むコンピュータ読取可能媒体。デカップリングHOEが複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して、複数のアイボックスを形成するコンピュータ読取可能媒体。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さいコンピュータ読取可能媒体。湾曲レンズがトーリックレンズ形状であるコンピュータ読取可能媒体。入射光ビームがメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定しているコンピュータ読取可能媒体。ビームスプリッタが回折光学素子であるシステム。ビームスプリッタがホログラフィック光学素子であるシステム。ビームスプリッタが湾曲レンズの凸面に取り付けられるシステム。ビームスプリッタが湾曲レンズの凹面に取り付けられるシステム。導波路HOEが、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含むシステム。デカップリングHOEが複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して、複数のアイボックスを形成するシステム。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さいシステム。湾曲レンズがトーリックレンズ形状であるシステム。入射光ビームがメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定しているシステム。ビーム分割手段が回折光学素子である装置。ビーム分割手段がホログラフィック光学素子である装置。ビーム分割手段が湾曲レンズの凸面に取り付けられる装置。ビーム分割手段が湾曲レンズの凹面に取り付けられる装置。導波性手段が、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含む装置。デカップリング手段が複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して複数のアイボックスを形成する装置。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さい装置。湾曲レンズがトーリックレンズ形状である装置。入射光ビームがメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定している装置。説明した技術の実装は、ハードウェア、方法又はプロセス、あるいはコンピュータアクセス可能媒体上のコンピュータソフトウェアを含んでよい。
【００７５】
例４
【００７６】
１つの一般的態様は、ビームガイドデバイスのためのシステムを含み、該システムは、湾曲レンズと、入射光ビームを複数の光ビームに分割するために湾曲レンズに取り付けられるビームスプリッタと、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換するように湾曲レンズに取り付けられるカップリングホログラフィック光学素子（HOE）と、湾曲レンズ内で複数の光ビームを反射する一対の導波路HOEと、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角から湾曲レンズの外へ方向転換するデカップリングHOEとを含む。この態様の他の実施形態は、対応するコンピュータシステム、装置及び１つ以上のコンピュータストレージデバイスに記録されるコンピュータプログラムを含み、それぞれ方法の動作を実行するように構成される。
【００７７】
実装は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでよい。ビームスプリッタが回折光学素子であるシステム。ビームスプリッタがホログラフィック光学素子であるシステム。ビームスプリッタが湾曲レンズの凸面に取り付けられるシステム。ビームスプリッタが湾曲レンズの凹面に取り付けられるシステム。導波路HOEが、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含むシステム。デカップリングHOEが複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して、複数のアイボックスを形成するシステム。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さいシステム。湾曲レンズがトーリックレンズ形状であるシステム。入射光ビームがメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定しているシステム。ビーム分割手段が回折光学素子である装置。ビーム分割手段がホログラフィック光学素子である装置。ビーム分割手段が湾曲レンズの凸面に取り付けられる装置。ビーム分割手段が湾曲レンズの凹面に取り付けられる装置。導波性手段が、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含む装置。デカップリング手段が複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して複数のアイボックスを形成する装置。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さい装置。湾曲レンズがトーリックレンズ形状である装置。入射光ビームがメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定している装置。説明した技術の実装は、ハードウェア、方法又はプロセス、あるいはコンピュータアクセス可能媒体上のコンピュータソフトウェアを含んでよい。
【００７８】
例５
【００７９】
１つの一般的態様は、ビームガイドデバイスのための湾曲レンズ装置を含み、該装置は、湾曲レンズと、入射光ビームを複数の光ビームに分割するために湾曲レンズに取り付けられるビーム分割手段と、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換するように湾曲レンズに取り付けられるホログラフィック光学素子（HOE）カップリング手段と、湾曲レンズ内で複数の光ビームを反射する一対の導波性手段と、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角から湾曲レンズの外へ方向転換するデカップリング手段とを含む。この態様の他の実施形態は、対応するコンピュータシステム、装置及び１つ以上のコンピュータストレージデバイスに記録されるコンピュータプログラムを含み、それぞれ方法の動作を実行するように構成される。
【００８０】
実装は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでよい。ビーム分割手段が回折光学素子である装置。ビーム分割手段がホログラフィック光学素子である装置。ビーム分割手段が湾曲レンズの凸面に取り付けられる装置。ビーム分割手段が湾曲レンズの凹面に取り付けられる装置。導波性手段が、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含む装置。デカップリング手段が複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して複数のアイボックスを形成する装置。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さい装置。湾曲レンズがトーリックレンズ形状である装置。入射光ビームがメガネフレームのステムから投影されたレーザであり、メガネフレームが湾曲レンズを固定している装置。説明した技術の実装は、ハードウェア、方法又はプロセス、あるいはコンピュータアクセス可能媒体上のコンピュータソフトウェアを含んでよい。
【００８１】
例６
【００８２】
１つ以上のコンピュータのシステムは、作動中にシステムに動作を実行させるソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア又はそれらの組合せをシステムにインストールさせることにより、特定のオペレーション又は動作を実行するように構成され得る。１つ以上のコンピュータプログラムは、データ処理装置によって実行されると、該装置に動作を実行させる命令を含むことにより、特定のオペレーション又は動作を実行するように構成され得る。１つの一般的態様は、光のビームをガイドするための頭部装着可能ディスプレイシステムを含み、該頭部装着可能ディスプレイシステムはフレームを含む。頭部装着可能ディスプレイシステムは、フレームに搭載される画像処理集積回路も含む。頭部装着可能ディスプレイシステムは、フレームに搭載される光学エンジンと、フレームに搭載される湾曲レンズも含む。頭部装着可能ディスプレイシステムは、光学エンジンからの光ビームを複数の光ビームに分割するために、湾曲レンズに取り付けられるビームスプリッタも含む。頭部装着可能ディスプレイシステムは、湾曲レンズに取り付けられて複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換する、カップリングホログラフィック光学素子（HOE）も含む。頭部装着可能ディスプレイシステムは、湾曲レンズ内で複数の光ビームを反射する一対の導波路HOEを含む。頭部装着可能ディスプレイシステムは、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角から湾曲レンズの外へ方向転換させるためのデカップリングHOEも含む。この態様の他の実施形態は、対応するコンピュータシステム、装置及び１つ以上のコンピュータストレージデバイスに記録されるコンピュータプログラムを含み、それぞれ方法の動作を実行するように構成される。
【００８３】
実装は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでよい。導波路HOEが、湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含むシステム。デカップリングHOEが複数の光ビームを湾曲レンズの外へ方向転換して、複数のアイボックスを形成するシステム。湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さいシステム。光学エンジンが、光ビームを発生するレーザダイオードと；湾曲レンズの方へ光ビームを導く微小電気機械システム（MEMS）ミラーを含むシステム。頭部装着可能ディスプレイデバイスによる表示のために画像処理集積回路にデータを提供するための無線トランシーバを含むシステム。無線トランシーバに結合して頭部装着可能ディスプレイデバイスによる表示のために画像データを伝送する無線コンピューティングデバイスを含むシステム。説明した技術の実装は、ハードウェア、方法又はプロセス、あるいはコンピュータアクセス可能媒体上のコンピュータソフトウェアを含んでよい。
【００８４】
本技術を、限られた数の実施形態に関連して説明したが、当業者はこれらの実施形態から多くの修正及び変形を認識することが可能である。添付の特許請求の範囲は、本技術の真の精神及び範囲内にあるそのような修正及び変形の全てを包含することが意図される。
【００８５】
本明細書で使用されるとき、モジュールは、ハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアの任意の組合せを指す。一例として、モジュールは、マイクロコントローラによって実行されるように適合されたコードを格納するための非一時的媒体に関連付けられる、マイクロコントローラのようなハードウェアを含む。したがって、モジュールへの言及は、一実施形態では、非一時的媒体に保持されるコードを認識し、かつ／又は実行するように特に構成されるハードウェアを指す。さらに、別の実施形態では、モジュールの使用は、所定の動作を実行するためにマイクロコントローラによって実行されるよう特に適合されたコードを含む非一時的媒体を指す。更に別の実施形態では、（この例では）モジュールという用語は、マイクロコントローラと非一時的媒体との組合せを指すことがある。しばしば、別個のものとして示されているモジュール境界は一般に多様であり、潜在的に重複する。例えば第１及び第２モジュールは、独立したハードウェア、ソフトウェア又はファームウェアを潜在的に保持しながら、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの組合せを共有してよい。一実施形態では、ロジックという用語の使用は、トランジスタ、レジスタ又はプログラマブルロジックデバイス等の他のハードウェアのようなハードウェアを含む。
【００８６】
上述の方法、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はコードの実施形態は、マシンアクセス可能媒体、マシン読取可能媒体、コンピュータアクセス可能媒体又はコンピュータ読取可能媒体に格納される、処理要素によって実行可能な命令又はコードを介して実装されてもよい。非一時的なマシンアクセス可能／読取可能媒体は、コンピュータ又は電子システム等のマシンによって読み取り可能な形で情報を提供する（すなわち、格納及び／又は送信する）任意の機構を含む。例えば非一時的なマシンアクセス可能媒体は、静的RAM（SRAM）又は動的RAM（DRAM）のようなランダムアクセスメモリ（RAM）；ROM；磁気又は光記憶媒体；フラッシュメモリデバイス；電子ストレージデバイス；光ストレージデバイス；音響ストレージデバイス；情報を受け取ることができる非一時的媒体とは区別される、一時的な（伝搬された）信号（例えば搬送波、赤外線信号、デジタル信号）から受け取られる情報を保持するための他の形態のストレージデバイス等を含む。
【００８７】
本技術の実施形態を実行するようロジックをプログラムするために使用される命令は、DRAM、キャッシュ、フラッシュメモリ又は他のストレージのようなシステム内のメモリ内に格納されてよい。さらに、命令は、ネットワークを介して又は他のコンピュータ読取可能媒体によって分配されてもよい。したがって、マシン読取可能媒体は、これらに限定されないが、フロッピーディスケット、光ディスク、コンパクトディスク読取専用メモリ（CD-ROMs）及び磁気−光ディスク、読取専用メモリ（ROMs）、ランダムアクセスメモリ（RAM）、消去可能プログラマブル読取専用メモリ（EPROM）、電気消去可能プログラマブル読取専用メモリ（EEPROM）、磁気又は光カード、フラッシュメモリ、あるいは電気、光、音響又は他の形の伝搬信号（例えば搬送波、赤外線信号、デジタル信号等）によりインターネットを介した情報の送信に使用される有形のマシン読取可能ストレージのように、マシン（例えばコンピュータ）によって読み取り可能な形で情報を格納又は送信するための任意の機構を含んでよい。したがって、コンピュータ読取可能媒体は、マシン（例えばコンピュータ）によって読み取り可能な形で電子命令又は情報を格納又は送信するのに適した任意のタイプの有形のマシン読取可能媒体を含む。
【００８８】
前述の明細書では、特定の実施形態を参照して詳細な説明を行った。添付の特許請求の範囲に記載される本技術のより広い精神及び範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更がなされてもよいことは明らかである。したがって、明細書及び図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味であるとみなされるべきである。さらに、前述の実施形態及び他の言語の使用は、必ずしも同じ実施形態又は同じ実施形態を指していないことがあり、異なる別個の異なる実施形態を指し、潜在的に同じ実施形態を指してもよい。
【００８９】
例示の請求項
１．ビームガイドデバイスのための湾曲レンズ装置であって：
湾曲レンズと；
入射光ビームを複数の光ビームに分割するために前記湾曲レンズに取り付けられるビームスプリッタと；
前記湾曲レンズに取り付けられて前記複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換するカップリングホログラフィック光学素子（HOE）と；
前記湾曲レンズ内で前記複数の光ビームを反射する一対の導波路HOEと；
前記複数の光ビームを前記ホログラフィックカップリング角から前記湾曲レンズの外に方向転換するためのデカップリングHOEと；
を備える装置。
２．前記ビームスプリッタは、回折光学素子である、例示の請求項１に記載の装置。
３．前記ビームスプリッタは、ホログラフィック光学素子である、例示の請求項１に記載の装置。
４．前記ビームスプリッタは、前記湾曲レンズの凸面に取り付けられる、例示の請求項１に記載の装置。
５．前記ビームスプリッタは、前記湾曲レンズの凹面に取り付けられる、例示の請求項１に記載の装置。
６．前記導波路HOEは、前記湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、前記湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含む、例示の請求項１に記載の装置。
７．前記デカップリングHOEは、前記複数の光ビームを前記湾曲レンズの外へ方向転換させて複数のアイボックスを形成する、例示の請求項１に記載の装置。
８．前記湾曲レンズは、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、前記ホログラフィックカップリング角は、内部反射角よりも小さい、例示の請求項１に記載の装置。
９．前記湾曲レンズを固定するフレームを備え、前記入射光ビームは、前記フレームから投影されるレーザビームを含む、例示の請求項１に記載の装置。
１０．湾曲レンズにおいてビームをガイドする方法であって：
湾曲レンズに取り付けられたビームスプリッタを用いて、入射光ビームを複数の光ビームに分割することと、
前記湾曲レンズに取り付けられたカップリングホログラフィック光学素子（HOE）を用いて、前記複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換させることと、
一対の導波路HOEを用いて、前記湾曲レンズ内においてホログラフィックカップリング角で前記複数の光ビームを反射させることと、
デカップリングHOEを用いて、複数の光ビームをホログラフィックカップリング角から前記湾曲レンズの外へ方向転換させることと、
を含む、方法。
１１．前記ビームスプリッタは、回折光学素子である、例示の請求項１０に記載の方法。
１２．前記ビームスプリッタは、ホログラフィック光学素子である、例示の請求項１０に記載の方法。
１３．前記ビームスプリッタは、湾曲レンズの凸面に取り付けられる、例示の請求項１０に記載の方法。
１４．前記ビームスプリッタは、湾曲レンズの凹面に取り付けられる、例示の請求項１０に記載の方法。
１５．前記導波路HOEは、前記湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、前記湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含む、例示の請求項１０に記載の方法。
１６．前記デカップリングHOEは、前記複数の光ビームを前記湾曲レンズの外へ方向転換して、複数のアイボックスを形成する、例示の請求項１０に記載の方法。
１７．前記湾曲レンズは、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、前記ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さい、例示の請求項１０に記載の方法。
１８．前記ビームスプリッタ及び前記湾曲レンズはフレームに固定され、前記入射光ビームは前記フレームから投影されるレーザビームを含む、例示の請求項１０に記載の方法。
１９．光のビームをガイドするための頭部装着可能ディスプレイシステムであって：
フレームと、
前記フレームに搭載される画像処理集積回路と、
前記フレームに搭載される光学エンジンと、
前記フレームに搭載される湾曲レンズと、
を備え、前記湾曲レンズは、
前記光学エンジンからの光ビームを複数の光ビームに分割するために、前記湾曲レンズに取り付けられるビームスプリッタと、
前記湾曲レンズに取り付けられて前記複数の光ビームをホログラフィックカップリング角へ方向転換する、カップリングホログラフィック光学素子（HOE）と、
前記湾曲レンズ内で前記複数の光ビームを反射する一対の導波路HOEと、
前記複数の光ビームをホログラフィックカップリング角から湾曲レンズの外へ方向転換させるためのデカップリングHOEとを備える、システム。
２０．前記導波路HOEは、前記湾曲レンズの凸面に取り付けられる第１HOEと、前記湾曲レンズの凹面に取り付けられる第２HOEを含む、例示の請求項１９に記載のシステム。
２１．前記デカップリングHOEは、前記複数の光ビームを前記湾曲レンズの外へ方向転換させて複数のアイボックスを形成する、例示の請求項１９に記載のシステム。
２２．前記湾曲レンズが、対応する最大内部全反射角を有する材料で作成され、前記ホログラフィックカップリング角が内部反射角よりも小さい、例示の請求項１９に記載のシステム。
２３．前記光学エンジンは、
光ビームを発生するレーザダイオードと、
湾曲レンズの方へ光ビームを導く微小電気機械システム（MEMS）ミラーと、
を含む、例示の請求項１９に記載のシステム。
２４．頭部装着可能ディスプレイデバイスによる表示のために前記画像処理集積回路にデータを提供するための無線トランシーバを含む、例示の請求項１９に記載のシステム。
２５．前記無線トランシーバに結合して前記頭部装着可能ディスプレイデバイスによる表示のために画像データを伝送する無線コンピューティングデバイスを含む、例示の請求項２４に記載のシステム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018189963.tif 000008
【図７】
2018189963.tif 000009
【図８】
2018189963.tif 000010
【外国語明細書】
2018189963000001.pdf