(57)【要約】  反射型または透過型ホログラムを形成するためのホログラフィックおよび回折光符号化技術。符号化装置は、光伝播経路に沿って、基板の一方の側面から基板の他方の側面に光を伝播させることができる干渉パターンを有する基板を含む。さらに、光学要素を使用して、四次元明視野座標系に従って光を伝播させ得る。【選択図】図１
2021515258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波路であって、
写真媒体を備える基板と、
前記写真媒体内に符号化された干渉パターンであって、前記基板内の基板サイトのアレイを画定する、干渉パターンと、を備え、
前記干渉パターンが、前記基板の第１の側面上の光位置から前記基板の第２の側面に向かって延在する光伝播経路に沿って、光を伝播するように構成され、
前記光伝播経路が、同じ基板サイトおよび同じ光位置を通って延在する複数組の光伝播経路を備え、光伝播経路の各組が、前記基板の前記第２の側面上に実質的に一意の方向に延在し、前記同じ基板サイトから前記基板の前記第１の側面上の前記同じ光位置に収束するように構成され、前記一意の方向が、光伝播経路の各組内の主光線伝播経路の角度方向によって決定され、
それによって、前記基板サイトのアレイが、各基板サイトに対する、前記基板サイトの位置によって画定される空間座標および前記複数組の光伝播経路の前記一意の方向によって画定される角座標を備える四次元明視野座標系に従って、光を伝播するように構成される、導波路。
【請求項２】
前記写真媒体が、写真乳剤、重クロム酸ゼラチン、フォトレジスト、フォトサーモプラスチック、フォトポリマー、および光屈折率からなる群から選択される材料のうちの１つを含む、請求項１に記載の導波路。
【請求項３】
前記干渉パターンが、小型レンズのアレイとして光を指向するように符号化されたホログラムを備え、それによって、ホログラフィック小型レンズアレイ（「ＨＬＡ」）を形成する、請求項１に記載の導波路。
【請求項４】
前記ホログラムが、反射型ホログラムを備える、請求項３に記載の導波路。
【請求項５】
前記ホログラムが、透過型ホログラムを備える、請求項３に記載の導波路。
【請求項６】
前記ＨＬＡが、サイトに細分化された平面を備え、前記基板サイトが、前記ＨＬＡの前記サイトに対応する、請求項３に記載の導波路。
【請求項７】
前記ＨＬＡの前記サイトの各々が、小型レンズとして光を指向するように構成される、請求項６に記載の導波路。
【請求項８】
Ｈｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システムであって、前記システムが、請求項１に記載の導波路と、前記基板の前記第１の側面上の前記光位置において照明を提供するように構成された照明源アレイ（「ＩＳＡ」）と、を備える、Ｈｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項９】
前記ＩＳＡが、前記基板の前記第１の側面上の前記光位置において複数の光源を備える、請求項８に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項１０】
前記ＩＳＡが、サイトに細分化される平面を画定し、前記ＩＳＡの前記サイトの各々が、前記ＨＬＡの少なくとも１つのそれぞれのサイトに対応し、各々が、前記基板の前記第１の側面上の前記光位置に対応する複数のＩＳＡサブサイト位置を備える、請求項８に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項１１】
前記ＨＬＡの前記対応するサイトおよび前記ＩＳＡが、少なくとも部分的に重なる、請求項１０に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項１２】
前記ＨＬＡの前記対応するサイトおよび前記ＩＳＡが、異なる寸法を有する、請求項１０に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項１３】
前記ＨＬＡおよび前記ＩＳＡの前記対応するサイトが、共中心である、請求項１０に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項１４】
前記主光線伝播経路が、前記ＩＳＡサブサイト位置のうちの１つと、前記ＨＬＡの前記対応するそれぞれのサイトの中心との間に前記光伝播経路を備える、請求項１０に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項１５】
光伝播経路の各組の前記一意の方向が、前記それぞれの主光線伝播経路の主光線角度（「ＣＲＡ」）によって決定される、請求項１４に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項１６】
前記ＩＳＡの第１のサイトの各ＩＳＡサブサイト位置について、前記干渉パターン内の前記ＨＬＡの対応するサイトが、各ＩＳＡサブサイト位置について前記それぞれの主光線伝播経路の前記ＣＲＡによって決定される共通の入力参照ビーム角によって符号化される、請求項１５に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項１７】
前記ＩＳＡの第１のサイトの各ＩＳＡサブサイト位置について、前記干渉パターン内の前記ＨＬＡの対応するサイトが、前記ＨＬＡの前記対応するサイト内のＨＬＡサブサイト位置から、前記ＩＳＡの前記第１のサイトの各ＩＳＡサブサイト位置に収束する光伝播経路によって決定される出力物体ビーム角によって符号化される、請求項１５に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項１８】
前記ＩＳＡの第１のサイトの各ＩＳＡサブサイト位置について、前記干渉パターン内の前記ＨＬＡの対応するサイトが、ＩＳＡサブサイト位置ごとに前記それぞれの主光線伝播経路の前記ＣＲＡによって決定される共通の入力参照ビーム角によって、および前記ＨＬＡの前記対応するサイト内のＨＬＡサブサイト位置から、前記ＩＳＡの前記第１のサイトの各ＩＳＡサブサイト位置に収束する光伝播経路によって決定される出力物体ビーム角によって符号化される、請求項１５に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項１９】
前記ＩＳＡの前記第１のサイトおよび前記ＨＬＡの前記対応するサイトについて、前記それぞれのＨＬＡサブサイト位置のうちの１つが、単一のそれぞれのＩＳＡサブサイト位置の前記共通の入力参照ビーム角、および前記単一のそれぞれのＩＳＡサブサイト位置の前記出力物体ビーム角のうちの１つによって一度に符号化される、請求項１８１５に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項２０】
前記ＩＳＡの前記第１のサイトおよび前記ＨＬＡの前記対応するサイトについて、複数の前記それぞれのＨＬＡサブサイト位置が、単一のそれぞれのＩＳＡサブサイト位置の前記共通の入力参照ビーム角、および前記単一のそれぞれのＩＳＡサブサイト位置の前記それぞれの複数の出力物体ビーム角によって同時に符号化される、請求項１８１５に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項２１】
前記ＩＳＡの前記第１のサイトおよび前記ＨＬＡの前記対応するサイトについて、前記それぞれのＨＬＡサブサイト位置のうちの１つが、それぞれの複数のＩＳＡサブサイト位置の複数の共通の入力参照ビーム角、および前記それぞれの複数のＩＳＡサブサイト位置の前記それぞれの複数の出力物体ビーム角によって一度に符号化される、請求項１８１５に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項２２】
導波路のアレイであって、
写真媒体を備える基板と、
前記写真媒体内に符号化された干渉パターンであって、前記干渉パターンが、前記基板内の基板サイトのアレイを画定し、各基板サイトが、複数の基板サブサイトを備える、干渉パターンと、
光学要素であって、前記光学要素が、各々がそれぞれの基板サイトに対応する光学要素サイトのアレイを画定し、各光学要素サイトが、複数の光学要素サブサイト位置を含む、光学要素と、を備え、
前記干渉パターンが、各基板サイトの前記基板サブサイトを通って延在する光伝播経路に沿って、前記それぞれの光学要素サイトの前記光学要素サブサイト位置に光を伝播するように構成され、前記光伝播経路が、同じ光学要素サイトおよび対応する基板サイトの同じ基板サブサイトを通って延在する、複数組の光伝播経路を備え、
光伝播経路の各組が、実質的に一意の方向に基板から離れるように前記光学要素から延在し、前記同じ光学要素サイトの異なる光学要素サブサイト位置から前記対応する基板サイトの前記同じ基板サブサイトに収束し、前記一意の方向が、光伝播経路の各組内の主光線伝播経路の角度方向によって決定され、
それによって、前記光学要素サイトのアレイが、前記光学サイトの位置によって画定される空間座標および各光学サイトの前記複数組の光伝播経路の前記一意の方向によって画定される角座標を備える、四次元明視野座標系に従って光を伝播するように構成される、導波路のアレイ。
【請求項２３】
前記写真媒体が、写真乳剤、重クロム酸ゼラチン、フォトレジスト、フォトサーモプラスチック、フォトポリマー、および光屈折率からなる群から選択される材料のうちの１つを含む、請求項２２に記載の導波路のアレイ。
【請求項２４】
前記光学要素が、前記光学要素サイトに配置された小型レンズのアレイを備える、請求項２２に記載の導波路のアレイ。
【請求項２５】
前記光学要素が、前記光学要素サイトに配置された回折光学要素のアレイを備える、請求項２２に記載の導波路のアレイ。
【請求項２６】
各回折光学要素が、レンズの関数に従って光を伝播する、２５に記載の請求項。
【請求項２７】
各回折光学要素が、サブサイト位置のアレイに細分化され、各サブサイト位置が、偏向角によって、そこを通る光伝播経路を偏向させるように機能する、２５に記載の請求項。
【請求項２８】
前記回折光学要素と関連する前記複数組の伝播経路のすべてについて、各サブサイトの前記偏向角が、前記光学サイトの前記第１の側面に入射する伝播経路の各組の光を実質的に一意の方向に偏向させるように選択される、２７に記載の請求項。
【請求項２９】
前記干渉パターンが、反射型ホログラムを備える、請求項２２に記載の導波路のアレイ。
【請求項３０】
前記干渉パターンが、透過型ホログラムを備える、請求項２２に記載の導波路のアレイ。
【請求項３１】
Ｈｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システムであって、前記システムが、請求項２２に記載の導波路のアレイと、各基板サイトにおいて照明を提供するように構成された照明源アレイ（「ＩＳＡ」）と、を備える、Ｈｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項３２】
前記ＩＳＡが、前記基板サイトに近接する複数の照明光源を備える、請求項３１に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項３３】
各干渉パターン基板サイトが、前記それぞれの複数組の光伝播経路に沿って、前記対応する光源からの入射光線の分布を指向するように符号化される、請求項３２に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項３４】
光学層サイトおよび前記対応する基板サイトが、少なくとも部分的に重なる、請求項２２に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項３５】
前記光学層サイトおよび前記対応する基板サイトが、異なる寸法を有する、請求項３３に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【請求項３６】
前記光学層サイトおよび前記ＩＳＡの前記対応する基板サイトが、共中心である、請求項３３に記載のＨｏｌｏｄｅｃｋエネルギー指向システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、「Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  ａｎｄ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｎｃｏｄｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」と題する２０１８年１月１４日出願の米国仮特許出願第６２／６１７，２８４号に対する優先権の利益を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、一般に、光技術に関し、より具体的には、反射型または透過型ホログラムを形成するためのホログラフィックおよび回折光符号化システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ホログラフィーは、明視野を記録し、その後で、元の物体が存在しないため、元の明視野がもはや存在しないときに再構築することを可能にする技術である。ホログラフィーは、音声の録音にいくらか類似すると考えることができ、よって、楽器または声帯のような振動物によって作成された音声フィールドは、元の振動物が存在しなくても、後で複製することができるような方法で符号化される。
【０００４】
２つの基本的な種類のホログラム、すなわち、反射型ホログラムおよび透過型ホログラムが存在する。反射型ホログラムは、光を反射する。明視野は、再構築のために使用される光が写真媒体内で干渉パターンから反射するときに形成される。透過型ホログラムは、光を透過する。再構築中に、光がホログラムを通って回折する。一般に、反射型ホログラムは、最も高い品質の画像を提供するが、生産するには最も高価である。透過型ホログラムは、エンボスホログラムの形態で安価に大量生産することができるので、最も一般的に見られる。クレジットカードは、しばしばエンボスホログラムを含む。本明細書で考察する実施形態は、どちらかの種類のホログラフを実装することができることを理解されたく、さらに、どちらかの種類のホログラムを符号化し、反射型ホログラムを透過型ホログラフに、およびその逆に変換するための技術は、本技術分野でよく知られており、本明細書で繰り返す必要がないことを理解されたい。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の導波路の一実施形態は、写真媒体を備える基板と、写真媒体内に符号化された干渉パターンであって、基板内の基板サイトのアレイを画定する、干渉パターンと、を含み得る。干渉パターンは、基板の第１の側面上の光位置から基板の第２の側面に向かって延在する光伝播経路に沿って、光を伝播するように構成されている。光伝播経路は、同じ基板サイトおよび同じ光位置を通って延在する複数組の光伝播経路を備え、光伝播経路の各組は、基板の第２の側面上に実質的に一意の方向に延在し、同じ基板サイトから基板の第１の側面の同じ光位置に収束するように構成され、一意の方向は、光伝播経路の各組内の主光線伝播経路の角度方向によって決定される。したがって、基板サイトのアレイは、各基板サイトについて基板サイトの位置によって画定される空間座標および複数組の光伝播経路の一意の方向によって画定される角座標を備える四次元明視野座標系に従って、光を伝播するように構成される。
【０００６】
一実施形態では、明視野は、写真媒体の干渉パターンとして符号化される。適切に点灯されたときに、干渉パターンは、元の明視野およびまだそこにあるように見える物体の複製物に光を回折させて、観察者の相対位置の任意の変化によって現実的に変化する視差および観点などの視覚深度キューを示す。写真乳剤を含む写真媒体は、とりわけ、重クロム酸ゼラチン、フォトレジスト、フォトサーモプラスチック、フォトポリマー、および光屈折率を含み得る。
【０００７】
別の実施形態では、導波路のアレイは、写真媒体を備える基板と、写真媒体内に符号化された干渉パターンであって、干渉パターンが、基板内の基板サイトのアレイを画定し、各基板サイトが、複数の基板サブサイトを備える、干渉パターンと、光学要素であって、光学要素が、各々がそれぞれの基板サイトに対応する光学要素サイトのアレイを画定し、各光学要素サイトが、複数の光学要素サブサイト位置を含む、光学要素と、を含み得る。干渉パターンは、各基板サイトの基板サブサイトを通って延在する光伝播経路に沿って、それぞれの光学要素サイトの光学要素サブサイト位置に光を伝播するように構成され、光伝播経路は、同じ光学要素サイトおよび対応する基板サイトの同じ基板サブサイトを通って延在する、複数組の光伝播経路を備える。光伝播経路の各組は、実質的に一意の方向に基板から離れるように光学要素から延在し、同じ光学要素サイトの異なる光学要素サブサイト位置から対応する基板サイトの同じ基板サブサイトに収束し、一意の方向は、光伝播経路の各組内の主光線伝播経路の角度方向によって決定される。したがって、光学要素サイトのアレイは、光学要素サイトの位置によって画定される空間座標および各光学サイトの複数組の光伝播経路の一意の方向によって画定される角座標を備える、四次元明視野座標系に従って光を伝播するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ホログラフィック小型レンズアレイ（「ＨＬＡ」）サイトの説明図である。
【図２】対応するＨＬＡおよび照明源アレイ（「ＩＳＡ」）サイトの説明図である。
【図３】ＨＬＡおよびＩＳＡサイトの座標系の説明図である。
【図４】ＨＬＡおよびＩＳＡサイトの別の座標系の説明図である。
【図５】ＨＬＡおよびＩＳＡサイトの形状の説明図である。
【図６】ＨＬＡおよびＩＳＡサブサイトの座標系の説明図である。
【図７】ＩＳＡサブサイト位置の主光線角度の説明図である。
【図８】ＨＬＡサブサイト位置の主光線伝播経路の説明図である。
【図９】ＩＳＡサブサイト位置および複数のＨＬＡサブサイト位置のための共通の入力参照ビーム角の説明図である。
【図１０】ＩＳＡサブサイト位置および複数のＨＬＡサブサイト位置の物体ビーム角の説明図である。
【図１１Ａ】図１１Ａおよび図１１Ｂは参照および物体ビーム角の説明図である。
【図１１Ｂ】同上。
【図１２】三次元の参照および物体ビーム角の斜視説明図である。
【図１３】本開示の干渉パターンの例示的な符号化パラメータの説明図である。
【図１４】本開示の干渉パターンを符号化する第１の実施形態の説明図である。
【図１５】本開示の干渉パターンを符号化する第２の実施形態の説明図である。
【図１６】本開示の干渉パターンを符号化する第３の実施形態の説明図である。
【図１７】直接ＨＬＡ符号化の前提条件の説明図である。
【図１８】ＩＳＡサブサイト位置における光線の収束の説明図である。
【図１９】仮想ＨＬＡ要素における正確な収束の説明図である。
【図２０】未補正の仮想ＨＬＡ再生の説明図である。
【図２１】所望の仮想ＨＬＡ再生の説明図である。
【図２２】回折光学要素（「ＤＯＥ」）補正の説明図である。
【図２３】ＤＯＥ補正仮想ＨＬＡ再生の説明図である。
【図２４】仮想ＨＬＡ平面における符号化の説明図である。
【図２５】ＩＳＡ参照ビーム符号化の説明図である。
【図２６】ＩＳＡ照明源再構築の説明図である。
【図２７】ＤＯＥサイトの一実施形態の説明図である。
【図２８】大型ＩＳＡサイトの符号化の考慮事項の説明図である。
【図２９】複数要素のＤＯＥ  ＨＬＡ光学系の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の一態様の原理による一実施形態は、２つの独特な平面、すなわち、多くの独特なホログラフィック要素を画定する、写真媒体内で符号化された干渉パターンを含み得るホログラフィック小型レンズアレイ（本明細書では「ＨＬＡ」）、およびＨＬＡの下で位置付けられ得る照明源アレイ（本明細書では「ＩＳＡ」）を含み得る。ＨＬＡ要素は、各々が、ＨＬＡサブサイト位置においてＮ×Ｍ個のサブサイトに分割され得る。本開示の一態様は、ＨＬＡ要素がレンズのアレイとして実質的に機能するためのこれらのサブサイトの符号化を説明する。本開示の別の態様の原理による一実施形態は、ＨＬＡサブサイトに類似する光学要素サブサイトを有する光学要素に、ＩＳＡに類似して光を指向するように構成された干渉パターンを符号化することを含み得る。
【００１０】
ＨＬＡ１００の一実施形態を示す図１を参照すると、ＨＬＡ１００は、理論的に完全なレンズの特性を実質的に再現するように各々が符号化された個々のデジタルホログラムを備える、複数のＨＬＡ要素１０２を含み得る。これらのホログラムは、デジタル的に構築された光プロファイルと、限定されないが、微小光学要素と関連する機能と、を有し得る。
【００１１】
ＩＳＡ２００の一実施形態を示す図２を参照すると、ＩＳＡは、ＨＬＡサイト１０２上の対応する位置に光を指向する、複数の光源を含む。
【００１２】
一実施形態では、ＨＬＡおよびＩＳＡ平面は、各々が、サイトと呼ばれる多数の位置に細分化される。一実施形態では、各サイトは、独立して符号化され得る。ＨＬＡおよびＩＳＡサイトは、規則的、不規則的、または重なり構成であり得る。図１は、ＨＬＡサイト１０２の図を示す。
【００１３】
一実施形態では、図２に示すように、ＨＬＡおよびＩＳＡサイトは、ＩＳＡサイト間に重なり領域を有する、規則的に充填された長方形であり得る。本明細書で開示する原理に従う他の設計が使用され得ること、および本開示で想到されることを理解されたい。
【００１４】
ディスプレイ当たりのＨＬＡおよびＩＳＡサイトの所望の数は、ディスプレイの視認可能な解像度および次式によって画定される各物理的サイトのサイズを画定する。
【数１】
2021515258.tif 000003
【００１５】
式中、ＨＷＨおよびＩＷＨは、それぞれ、各ＨＬＡおよびＩＳＡサイトの物理的幅および高さの測定値であり、ＤＷＨは、全ディスプレイ表面の全幅および全高であり、ＤＮＸＹは、ＨＬＡディスプレイ表面全体に関する垂直および水平次元における個々のＨＬＡサイトの総数であり、ＯＸＹは、各ＩＳＡ領域がその対応するＨＬＡ領域よりも大きくなり得るという事実を説明する重なり係数である。これらのパラメータを図１および図２に示す。ＯＸＹが非ゼロの場合、ＩＳＡの重なり領域内に存在する照明源は、そのすぐ上側にあるＨＬＡにだけでなく、少なくとも１つの隣接するＨＬＡにも寄与し得る。
【００１６】
不規則な構成は、より高度な計算によって決定され得る。
【００１７】
共中心のＨＬＡおよびＩＳＡサイトの対を含む位置は、ｘ方向の変数ｉおよびｙ方向の変数ｊによってインデックスすることができる規則的な座標系内に配置される：
ＨＬＡ  Ｈｉｊ＜＝＞ＩＳＡ  Ｉｉｊ
【００１８】
図３に示すように、原点ｉ，ｊ＝０，０は、ディスプレイの中心に配置される。ｉおよびｊの値の範囲は、次式のとおりである。
【数２】
2021515258.tif 000004
【００１９】
簡単にするために、ＨＬＡ  ＨｉｊおよびＩＳＡ  Ｉｉｊの対は、集合的にＨＩｉｊと呼ばれる。
ＨｉｊおよびＩｉｊの対＜＝＞Ｈｉｊ
【００２０】
ＨＩｉｊ位置のそれぞれは、寸法ＤＷ×ＤＨを有するディスプレイシステム全体の範囲内からの、対応するＨＬＡおよびＩＳＡサイトを備える単一の光学要素３００を表す。
【００２１】
ＤＷ×ＤＨは、ディスプレイシステムの表面にわたるＷ、Ｈの値の変化を示し得、インデックス位置の関数として表され得る。
【００２２】
ＨＩ００がＨＬＡサイトの中心にない、偶数、奇数、および非整数のＤＮＸＹ値を適切に補償するために、図４に示すように
【数３】
2021515258.tif 000005
を考えることによって、ＨＩｉｊ座標を確立することができ、図中、
【数４】
2021515258.tif 000006
は、ディスプレイ表面の左下のＨＬＡ位置から開始し、次式のように増加する。
ｉ’＝０→（ＤＮＸ−１）、ｊ’＝０→（ＤＮＹ−１）
【００２３】
２つの座標系のインデックスＨＩｉｊおよび
【数５】
2021515258.tif 000007
は、次式の単純なオフセットを通して互いに関連付けられる：
【数６】
2021515258.tif 000008
【００２４】
各ＨＬＡの光中心を適切に説明することによって、ディスプレイの原点に関する各ＨＩｉｊ要素の中心の正確な位置を算出することができる。
ＨＩｉｊｘｃ＝ｉ×ＨＬＡＷ
ＨＩｉｊｙｃ＝ｊ×ＨＬＡＨ
【００２５】
ホログラフィックレンズアレイの座標を説明することによって、系内の各ＨＩｉｊサイト３００は、この時点で、ｘ軸におけるＮ個の細分およびｙ軸におけるＭ個の細分によって画定される追加のサブサイト座標系を含み得る。言い換えれば、ＨＩｉｊサイト３００のＩＳＡおよびＨＬＡサイトはどちらも、Ｎ×Ｍ個の個々の領域に各々が細分化される。ＨＩ要素の一組の座標を完全に指定するために、以下の表記法を使用する。
ＨＩｉｊｎＨｍＨｎＩｍＩ
【００２６】
ここで、ｉｊは、ＨＬＡ要素のＩＳＡおよびＨＬＡサイトのインデックスであり、ｎＨｍＨは、ＨＬＡサイトのＨＬＡサブサイトのインデックスを表し、一方で、ｎＩｍＩは、ＩＳＡサイトのＩＳＡサブサイトのインデックスを表す。
【００２７】
図５に示すように、各ＨＬＡサブサイトのサイズは、ＨＩｉｊ  ＨＬＡ光学要素５００のＨＬＡサイト５０２の幅をｘ軸のＮで割り、ＨＬＡサイト５０２の高さをｙ軸のＭで割ることによって決定される。同様に、ＩＳＡサブサイトのサイズは、ＨＩｉｊ  ＨＬＡ光学要素５００のＩＳＡサイト５０４の幅と高さに基づいて画定される。
【数７】
2021515258.tif 000009
【００２８】
各ＨＬＡおよびＩＳＡサブサイトは、サイトごとに異なる値を示し得、インデックス位置の関数として表すことができる。
【００２９】
ＨＬＡおよびＩＳＡは、異なる寸法を有し得るが、各ＨＩｉｊ  ＨＬＡ光学要素の中心において共通の（０，０）点を共有し得る。ｎＨｍＨｎＩｍＩサブサイトのインデックスは、次式のように、上記のｉｊ  ＨＬＡ要素インデックスと同じ様式で扱われ得る。
【数８】
2021515258.tif 000010
【００３０】
各ＨＩｉｊにおけるＨＬＡおよびＩＳＡサブサイトはどちらも、同じＮ×Ｍの座標系を共有するが、中心軸の外側の平面間に異なる物理的な場所を有し得、ここで、ｎＩ＝ｍＩ＝ｎＨ＝ｍＨ＝０である。
【００３１】
長さを単位にする特定のＨＬＡサブサイトの物理的な場所は、次式で与えられる。
【数９】
2021515258.tif 000011
【００３２】
同様に、長さを単位にする特定のＩＳＡサブサイトの物理的な場所は、次式で与えられる。
【数１０】
2021515258.tif 000012
【００３３】
各インデックスは、整数または整数−０．５によって画定され得る。また、（ｎＨ，ｍＨ）＝（０，０）は、ＨＬＡサブサイトの中心に配置されない場合の別の座標系を画定することにも有用であることが見出される。図６に示すように、（０，０）がサブサイトの左下隅部にある場合のこの座標系は、
【数１１】
2021515258.tif 000013
によって表される。この系では、サブサイト位置のインデックスは、以下の範囲を有する。
【数１２】
2021515258.tif 000014
ここで、
【数１３】
2021515258.tif 000015
【００３４】
上記のすべてが、ＨＬＡおよびＩＳＡサイトの構成が、均一で規則的であることを想定しているが、かかる構成は、必須であると理解されるべきでないことに留意されたい。本開示の原理は、本明細書で想到されるＨＬＡおよびＩＳＡサイトの他の構成に適用され得ることを理解されたい。
【００３５】
並列のＨＬＡ平面７０２とＩＳＡ平面７０４との間の距離７０６は、ｆで表される。このパラメータは、各ＨＬＡ要素ＨＩｉｊの視野（「ＦＯＶ」）および主光線角度（「ＣＲＡ」）の制御を提供するように設計される。図７に示すように、ＣＲＡは、任意のＩＳＡサブサイト位置ｎＩ，ｍＩを、インデックス（ｎＨ，ｍＨ）＝（０，０）によって等しく画定される、ＨＬＡ要素ＨｉｊのＨＬＡサイトの中心に接続する光線である。
【００３６】
各ＨＬＡの最大全ＦＯＶ角は、次式によって決定される。
【数１４】
2021515258.tif 000016
【００３７】
ＨＬＡサイトの中心とＩＳＡサブサイト位置との間に形成するＣＲＡ半角は、ＩＳＡサブサイト位置座標
【数１５】
2021515258.tif 000017
およびパラメータｆの関数である。
【数１６】
2021515258.tif 000018
【００３８】
図８に示すように、ｎＩ、ｍＩによって画定される各ＩＳＡサブサイト位置について、対応するＨＬＡサイトＨｉｊの各ＩＳＡサブサイト位置（ｎＩ，ｍＩ）について１つずつ、一組のＣＲＡ角度を示す異なるＣＲＡが存在することに留意されたい。（ｎＨ，ｍＨ）＝（０，０）の場合、入力参照ビーム角は、出力物体ビーム角に等しい（形成されたＣＲＡ角度、均一にサイズ決定されたＨＬＡサブサイト、および均一にサイズ決定されたＩＳＡサブサイトの各々の間に同等なステップが存在するシステムを想定する）。
【００３９】
ＣＲＡ角度およびＨＬＡ／ＩＳＡサイトはどちらも、より複雑な光学的構成の不規則な間隔または角度によって画定され得、本開示の原理は、本明細書で想到されるこれらの構成に適用され得ることを理解されたい。
【００４０】
一実施形態では、個々のＨＬＡサイトＨｉｊの各々は、以下のように符号化される：
Ａ）図９に示すように、各ＩＳＡサブサイト位置
【数１７】
2021515258.tif 000019
について、関連するＣＲＡは、単一の共通の入力参照ビーム角をＨＬＡサイトＨｉｊのＮ×Ｍ個のＨＬＡサブサイト位置の各々に設定する、中心光線を画定する。言い換えれば、すべての入力参照ビーム角は、所与の（ｎＩ，ｍＩ）について同じである。
Ｂ）図１０に示すように、各ＨＬＡサブサイト位置
【数１８】
2021515258.tif 000020
から引き出されるあらゆる光線は、ＩＳＡサブサイト位置
【数１９】
2021515258.tif 000021
に収束するはずである。この一組の光線は、Ｎ×Ｍ個のＨＬＡサブサイト位置の各々の出力物体ビーム角を形成する。
Ｃ）ＩＳＡ平面とＨＬＡ平面との間の各光線の角度は、ＩＳＡ座標
【数２０】
2021515258.tif 000022
、ＨＬＡ座標
【数２１】
2021515258.tif 000023
、およびＨＬＡ平面とＩＳＡ平面との間の距離ｆの関数である。
【数２２】
2021515258.tif 000024
Ｄ）インデックス（ｎＩ、ｍＩ）を有する各ＩＳＡサブサイト位置について、Ｎ×Ｍ個の出力基準ビーム角が存在することになる。Ｎ×Ｍ個のＩＳＡサブサイト位置が存在するので、各ＨＬＡ−ＩＳＡ対は、Ｎ２×Ｍ２個の入力参照−出力物体角度の符号化対を必要とする。
Ｅ）ＤＮｘ×ＤＮ個のＨＬＡ要素を有するディスプレイ全体は、ＤＮｘ×ＤＮｙ×Ｎ２×Ｍ２個の入力参照−出力物体角度の対を符号化することを必要とする。
図１１Ａおよび図１１Ｂは、同じＩＳＡサイト１１０６の２つの異なるＩＳＡサブサイト位置１１０２および１１０４の符号化対を示し、これは、Ｈｉｊの座標を有し得る、ＩｉｊおよびＨＬＡサイト１１０８の異なるサブサイト位置の座標を有し得る。図１２は、単一のＩＳＡサブサイト位置１２０６および単一のＨＬＡサイト１２０４の符号化対の三次元ビューを示す。ＩＳＡサブサイト位置１２０６は、主光線伝播経路１２０８によって画定されるＣＲＡを有し得る。
【００４１】
本開示の原理を示すために、実施例Ａとして一実施形態を図１３に提供する。実施例Ａでは、考慮のための照明源の前提条件としては、以下が挙げられ得る：
●ベイヤーＲＧＢ、非レーザ、拡散照明源平面
●ＨＯＥ焦点の拡散表面
●白色光は、視認可能でなければならない
●視認者と照明源との間の透過要素
【００４２】
実施例Ａでは、単一のＨＯＥ符号化は、今日の最先端の技術（ＳＯＴＡ）ＨＯＥ符号化方法論を上回る。ＳＯＴＡプロセスの制限としては、以下が挙げられる：
●１００ｕｍ２の最小サブサイト符号化サイズ
●１／（θ×φ）の多重化された有効透過低減を伴う、１０度当たり最大１つの参照角度（θφ）（前提条件を確認してください）
●１／Ｌ（またはそれ以下）の有効透過、ここで、Ｌ＝多重化されたλの数
【００４３】
ＨＬＡおよびＩＳＡサイトおよびサブサイトの構造的関係、ならびにＩＳＡサイト内の複数のＩＳＡサブサイト位置に対するＨＬＡサイトの符号化の上記の考察を考慮すると、当業者は、本開示の一態様の原理が、導波路に実施され得ることを理解するであろう。
【００４４】
一実施形態では、本開示の導波路は、写真媒体を備える基板と、干渉パターンが基板内に基板サイトのアレイを画定するように写真媒体内で符号化される干渉パターンと、を含み得る。一実施形態では、干渉パターンは、小型レンズのアレイとして光を指向するように符号化されたホログラムを備え、それによって、上記で考察したようにホログラフィック小型レンズアレイ（「ＨＬＡ」）を形成する。ＨＬＡは、上記で考察したサイトＨｉｊなどの、サイトに細分化された平面を含み得る。ＨＬＡサイトは、基板サイトに対応する。さらに、基板の干渉パターンは、基板（例えば、ＨＬＡサイトＨｉｊ）の第１の側面上の光位置（例えば、ＩＳＡサブサイト位置）から、基板（例えば、ＨＬＡサイトＨｉｊ）の第２の側面に向かって延在する光伝播経路に沿って光を伝播するように構成され得る。光伝播経路の例を、上の図１０〜図１２に示す。
【００４５】
一実施形態では、光伝播経路は、同じ基板サイト（例えば、図１１Ａおよび図１１ＢのＨＬＡサイト１１０８、または図１２のＨＬＡサイト１２０４）および同じ光位置（例えば、図１１Ａおよび図１１ＢのＩＳＡサブサイト位置１１０２および１１０４、または図１２のＩＳＡサブサイト位置１２０６）を通って延在する、複数組の光伝播経路を含み、光伝播経路の各組は、図１０に示すように基板の第２の側面上に実質的に一意の方向に延在し、同じ基板サイトから基板の第１の側面の同じ光位置に収束するように構成される。図１０に示すように、一意の方向は、光伝播経路の各組内の主光線伝播経路の角度方向によって決定される。
【００４６】
一実施形態では、図７〜図９に関して上記で考察したように、主光線伝播経路は、ＩＳＡサブサイト位置のうちの１つと、ＨＬＡの対応するそれぞれのサブサイトの中心との間に光伝播経路を備える。光伝播経路の各組の一意の方向は、それぞれの主光線伝播経路の主光線角度（「ＣＲＡ」）によって決定される。したがって、基板サイトのアレイは、基板サイト（例えば、図１１Ａおよび図１１ＢのＨＬＡサイト１１０８、または図１２のＨＬＡサイト１２０４）の位置によって画定される空間座標、および各基板サイト位置の複数組の光伝播経路の一意の方向（例えば、ＣＲＡ）によって画定される角座標を備える四次元明視野座標系に従って、光を伝播するように構成される。
【００４７】
図１０〜図１２に示す一実施形態では、ＩＳＡの第１のサイトの各ＩＳＡサブサイト位置について、干渉パターン内のＨＬＡの対応するサイトが、ＩＳＡサブサイト位置ごとにそれぞれの主光線伝播経路のＣＲＡによって決定される共通の入力参照ビーム角によって、およびＨＬＡの対応するサイト内のＨＬＡサブサイト位置から、ＩＳＡの第１のサイトの各ＩＳＡサブサイト位置に収束する光伝播経路によって決定される出力物体ビーム角によって符号化される。
【００４８】
一実施形態では、ＨＬＡサイトを符号化するための符号化方法論は、各Ｎ×Ｍ個の入力参照角度について、上記の考察において画定したような、関連するＮ×Ｍ個の出力物体角度が存在することを想定し、単一の光線は、一般にホログラフィック符号化方法論によって実行したときに、参照および物体ビームに分離される。図１４に示すように、ＩＳＡの第１のサイト１４０２およびＨＬＡの対応するサイト１４０４について、それぞれのＨＬＡサブサイト位置１４０６のうちの１つが、単一のそれぞれのＩＳＡサブサイト位置１４０８の共通の入力参照ビーム角１４１０、および単一のそれぞれのＩＳＡサブサイト位置１４０８の出力物体ビーム角１４１２のうちの１つの対によって一度に符号化される。
【００４９】
図１４などの本開示の説明図は、下からの、または参照ビームの反対側からの物体ビームを示し、したがって、反射型ホログラムなどを表し得ることを理解するべきであるが、当業者は、本明細書で提供する説明図が、本開示の原理を示すことのみを意図するものであり、限定するものではないことを容易に理解するであろう。開示する、または本開示に示す原理に基づいて、当業者には、本開示の実施形態が、示される明確な配向を有する必要はなく、本開示の符号化方法論が、同じ／類似する側面、縁部、透過のために提供する軸外の実施形態、体積、縁部照明、格子、回折、屈折などを使用して実施され得ることが容易に明らかになるはずである。
【００５０】
当業者は、本開示において述べるフォトポリマーを符号化する際に、追加の光学部品、モータ制御システム、およびフォトニクスを含むことを理解するであろう。
【００５１】
図１４の符号化手法は、反射型、透過型、および／または体積型ホログラフィックのフォトポリマー媒体などのための、当技術分野で知られる、関連するハードウェアを含み得、入力光線と出力光線との間に１対１マッピングが存在するように、最も柔軟性があるが、最も時間のかかる、光デジタル符号化構成を提供する。
【００５２】
このシステムでは、参照および物体ビームは、ＨＷｉｊｎｍ、ＨＨｉｊｎｍのスポットサイズを有し、
【数２３】
2021515258.tif 000025
によって決定される角度で、所与のＨＬＡサブサイト位置に衝突するように指向され、ビームおよび／または光学部品は、限定されないが上の図で表されるように、軸を中心に回転する。
【００５３】
しかしながら、例示的な１．７３１×１．７３１ｍｍ２のＨＬＡ要素サイズの場合、上記のＳＯＴＡの制限は、１色当たり３３％の透過および約２８９（１７２）の符号化ＨＬＡサブサイトでの、波長当たり単一の参照ビームを可能にする。
【００５４】
相対的に、実施例Ａは、２７×４０．５ｕｍのサブサイト符号化サイズおよび２，７４１．３（６４．１２５×４２．７５）の符号化ＨＬＡサブサイトを提供する。
【００５５】
さらに、各ＨＬＡサブサイトは、Ｎ×Ｍ個の参照角度の各々について、一意の出力角度を提供するように構成され得る。しかしながら、ＳＯＴＡは、１／３多重化ＲＧＢ透過低減に対して乗算される１／３６の有効透過を犠牲にして、最大３６（６２）の参照角度しか提供せず、必要な符号化情報の一部分のために視認されるサブサイト当たりの透過照明の約１％しかもたらさない。
【００５６】
代替的に、より効率的な符号化方法論の場合、ＨＬＡを符号化するための所望の効果を生成するオフセット光学系を製造することによって、多数のＨＬＡまたはＩＳＡサブサイト位置を同時に符号化し得る。これは、システムを符号化する機能性のため、２つの異なる方法のうちの１つで実行され得る。
【００５７】
一実施形態では、図１５に示すように、ＨＬＡサイト１５０２の複数のＨＬＡサブサイト位置１５０４は、共通の入力参照ビーム角１５１２およびそれぞれの複数の出力物体ビーム角１５１０を有する、ＩＳＡサブサイト位置１５０６の各可能な
【数２４】
2021515258.tif 000026
について符号化される。これは、ＩＳＡサイト１５０８内の他のＩＳＡサブサイト位置１５０６について繰り返される。この手法は、各ＨＩｉｊｎＨｍＨｎＩｍＩサブサイト位置にビームを適切に指向する、製造された光学部品に依存し得る。この符号化プロセスは、ＣＲＡ
【数２５】
2021515258.tif 000027
、ならびに／または可能な所与のフォトポリマー角度応答および／もしくは符号化システムの最小サブサイトサイズによって画定される、Ｎ×Ｍ個のＩＳＡサブサイト位置の各々について繰り返される。この手法は、光ＣＲＡと、符号化ＣＲＡまたは代替的な軸外の光経路とを整列させる配向を有する、光学系によって実施され得、光学部品は、ＨＬＡ平面と平行のままであり、光線は、それらがより大きい入射瞳内からオフセットされるように、および、収束光学部品と関連するキーストーニングを伴わずに、符号化プロセスの必要に応じて操作する同じビームを生成する光学系の焦点に従って焦点が合わせられるように配向される。
【００５８】
一実施形態では、図１６に示すように、ＨＬＡサイト１６０４のＨＬＡサブサイト位置１６０２のうちの１つは、ＩＳＡサイト１６０８の複数のＩＳＡサブサイト位置１６０６の複数の共通の入力参照ビーム角１６１０、およびそれぞれの複数のＩＳＡサブサイト位置１６０６のそれぞれの複数の出力物体ビーム角１６１２によって一度に符号化される。このプロセスは、対応する収束する物体ビーム光線を有する他のＨＬＡサブサイト位置１６０２について繰り返される。この手法は、単一のサブサイト位置において収束するように設計された、オフセットされた光学部品によって実施され得、形成された角度は、指定されたＨＬＡサブサイト位置、ＩＳＡ  ｎＨ、ｍＨサブサイト位置、および所望のＨＬＡサブサイトＦＯＶを画定する必要な参照角度の間に形成される、必要な角度を正確に再構築する。ここでの光学要素は、単なる例示の目的で、折り畳まれるように示される。参照ビーム角は、さらに、フォトポリマー反応によって画定または制限され得る。
【００５９】
図１５および図１６などの本開示の説明図は、下からの、または参照ビームの反対側からの物体ビームを示し、したがって、反射型ホログラムなどを表し得ることを理解するべきであるが、当業者は、本明細書で提供する説明図が、本開示の原理を示すことのみを意図するものであり、限定することを意図するものではないことを容易に理解するであろう。開示する、または本開示に示す原理に基づいて、当業者には、本開示の実施形態が、示される明確な配向を有する必要はなく、本開示の符号化方法論が、同じ／類似する側面、縁部、透過のために提供する軸外の実施形態、体積、縁部照明、格子、回折、屈折などを使用して実施され得ることが容易に明らかになるはずである。
【００６０】
図１４で説明する強引な方法論ではなく、実際の光学部品を活用することは、符号化手順の精度を、運動制御ハードウェアの精度だけでなく、光学系自体の正確さも制限する。しかしながら、この強引な方法論は、最大Ｎ２×Ｍ２の符号化露出を含むが、図１５および図１６のオフセット光学部品の方法論はどちらも、入力および出力角度が各露出中に一緒に対にされるという事実のため、Ｎ×Ｍの符号化露出のみを伴う。図１５では、すべてのＨＬＡサブサイトが各ＣＲＡについて同時に符号化され、図１６では、すべての角度が各ＨＬＡサブサイトについて同時に符号化される。
【００６１】
これらの実施形態の各々は、予想される光学効果を生成するために、適切な透過型および／または体積型ホログラムへの変換を提供する。
【００６２】
上記の符号化方法論は、フォトポリマー内の符号化サイトの最大密度によって制限され得る。
【００６３】
仮想ＨＬＡの符号化：
加えて、仮想平面のための符号化によって、ＩＳＡおよびＨＬＡ平面を結合解除することが可能である。これは、ＨＬＡ平面またはＩＳＡ平面のいずれかを考慮し得、下記の開示は、単なる例示の目的で、仮想ＨＬＡ平面および物理的ＩＳＡの符号化手順に重点を置いている。
【００６４】
上記の考察では、ＨＬＡサイトは、入力角度および出力角度の両方について同時に符号化され、したがって、Ｎ２×Ｍ２個のＨＬＡサブサイト位置を符号化するという要件を形成することを想定している。
【００６５】
しかしながら、これは、各ＨｉｊｎＨｍＨｎＩｍＩ  ＨＬＡサブサイト位置について、図１７に示すようなＨＩｉｊｎＨｍＨｎＩｍＩ座標対からの対として、入力参照光線が収束し、出力物体光線が回折することを想定している。
【００６６】
これは、すべてのサブサイト位置について繰り返すときに、各光学要素について、必要なＨｉｊｎＨｍＨｎＩｍＩ入力参照および出力物体角度のすべてを形成する。しかしながら、これは、ＨＬＡサブサイト当たりＮ２×Ｍ２個の符号化角度の必要性を犠牲にし、多数の参照ビーム角を必要とすることによって複製プロセスを複雑にする。直接符号化は、この平面が光学要素に所望の収束点であり、任意のかかる他の形態の光学部品のためのほぼ直接的な代替物を形成するので、最も単純な方法である。
【００６７】
しかしながら、所与のＨｉｊｎＩｍＩ座標からのＩＳＡ平面からＨＬＡ平面への収束光線を追跡するときに、ＣＲＡによって画定されるときの必要な入力参照角度は、図１８に示すように変動する収束および回折光線ではなく、同じ平行光線として視認することができ、これは、図１７に示すものと同じｎ、ｍ座標であるが、この時点でＩＳＡ平面に収束しており、精緻化されたときの入力参照光線のすべてが、この時点で、収束および回折したものではなく、仮想ＨＬＡ平面の平行光線として視認される。
【００６８】
したがって、符号化プロセスは、単一の参照ビーム角を、仮想ＨＬＡ平面において適切に収束するように、必要に応じて、必要な角度について符号化することを可能にするように単純化され得る。
【００６９】
例示的な符号化方法論
ＩＳＡ平面の目的収束位置について符号化する場合、単一の参照ビーム配向のみによって必要なＨＬＡサブサイト位置に光線を収束させ、光学部品をオフセットさせて、仮想ＨＬＡ平面を形成することが可能である。
【００７０】
加えて、各ＩＳＡサイトは、１、１のＯＸＯＹオーバースキャン値の場合にその相手側の座標位置ＨＷｉｊｎｍ、ＨＨｉｊｎｍである、より大きいＩＷｉｊｎｍ、ＩＨｉｊｎｍサブサイトの物理的寸法を示し得ることに留意されるべきである。図１３に提供する例示的な値の場合、約５４×８１ｕｍのＨＬＡサブサイトのサイズに対して、各ＩＳＡサブサイトは、２７×４０．５ｕｍである。ＩＳＡ平面における仮想ＨＬＡ符号化方法論によって、ＳＯＴＡ符号化技術は、所望の符号化密度を生成することがほぼ可能である。
【００７１】
この方法論によって、図１９に示すように、ＨＬＡ平面において収束した光線のすべてを正確に形成することが可能であるが、再生時には、光線がＨＬＡ平面で正確に収束しているが、無拘束であり、もはや図２０に示すように回折しないので、もはや正確な
【数２６】
2021515258.tif 000028
入力参照角度に回折しない。
【００７２】
特定の用途の場合、図２０において強調される上記の未補正の結果は、十分であり得、元の画像源によって補償して、生じるであろう視覚歪みを補償することができる。
【００７３】
しかしながら、大部分の用途の場合、図２１に示すように、ＨＩｉｊｎＨｍＨｎＩｍＩによって形成されたときに正確な角度を厳密に維持して、適切な視認画質が維持されることを確実にすることが望ましい。
【００７４】
追加のＮ２×Ｍ２個の符号化ＨＬＡ補正角度に依存することなくこれを達成するために、ＨＬＡ平面を超えてより正確に光線を所望の角度に回折させるために光学面にわたる複数の角度分散を示す、レンズまたは比較的単純な回折光学要素（「ＤＯＥ」）などの光学要素を加えることが可能である。これらのＤＯＥの製造は、当技術分野で知られているいくつかの異なるＤＯＥ製造方法論を通して生成され得る。本明細書の実施形態は、ＤＯＥを参照して考察され得ることを理解されたいが、本開示は、ＤＯＥをレンズなどの他の光学要素と置き換えて、同じ光学効果を可能にし得る実施形態を想到することを理解されたい。
【００７５】
最も単純な手法によって、ＤＯＥは、仮想のＮ×Ｍ個のＨＬＡサブサイト位置の各々について定められる回折値を特徴とする。各ＨｉｊｎＨｍＨサブサイト位置は、ＩＳＡ  ＩｉｊからのすべてのＮ×Ｍ個の出力物体角度を同時に補正する。
【００７６】
各ＨｉｊｎＨｍＨサブサイト位置の構成について単一の
【数２７】
2021515258.tif 000029
補正値の場合、
【数２８】
2021515258.tif 000030
、φ回折要素は、すべてのｎＩｍＩの位置についてほぼ均一な
【数２９】
2021515258.tif 000031
入力参照角度を達成する。サブサイト位置当たり単一の回折値のみを有するこの単純な手法は、所定の光学要件の範囲内で想定されるように各角度を補正することができないが、この手法によって得られる精度は、より理想的な状態に大幅に高められる。
【００７７】
所与の所望の
【数３０】
2021515258.tif 000032
を補正する場合、サブサイト位置当たりに適用される補正は、次式のように、各仮想ｎＨｍＨサブサイト位置について計算される補正光学規定によって、ｎＩｍＩから−ｎＩ−ｍＩまで、＋／−（ｎＩｍＩ）とｎＨｍＨとの間でそれぞれ形成される角度を二分する、結果として得られる角度によって形成され得る。
【数３１】
2021515258.tif 000033
式中、
【数３２】
2021515258.tif 000034
、φ’は、２つの光学要素の間に生成される、結果として得られる角度を計算したときに、各画定された
【数３３】
2021515258.tif 000035
に適用される補正角度を表し、補正は、各ＨｉｊｎＨｍＨサブサイトに適用され、生成された結果として得られる回折角度は、
【数３４】
2021515258.tif 000036
、φ’’であり、次式によって計算される。
【数３５】
2021515258.tif 000037
【００７８】
この考察の全体については、しばしば、正規化された系に基づく各＋／−（ｎＨＩｍＨＩ）位置を論じることがより容易であり、
【数３６】
2021515258.tif 000038
【００７９】
一般的に言えば、所与の
【数３７】
2021515258.tif 000039
にわたる最大位置と最小位置との中間であるＤＯＥ補正目標を選択することは、０および最大角度における補正の最も少ない悪影響をもたらし、一方で、
【数３８】
2021515258.tif 000040
でのＤＯＥ補正は、光学要素表面に対して垂直であるときに視認される角度において、最も正確な結果をもたらすが、
【数３９】
2021515258.tif 000041
のときに規定からさらに外れ、その逆も同じである。
【数４０】
2021515258.tif 000042
のとき、適用される補正は、一般に、
【数４１】
2021515258.tif 000043
の範囲全体にわたって最も許容可能である。これは、常に意図する結果ではなく、明確な用途に依存して変動し、必要に応じて、補正係数の任意の組み合わせが適用され得る。
【００８０】
このＤＯＥ設計の特定の複雑さを考慮して、これらの補正をさらに明確に述べることを補助するために、０→（Ｎ−１），０→（Ｍ−１）からすべてのＨｉｊｎ’Ｈｍ’Ｈの指定された単一のＩｉｊｎＩｍＩ位置での
【数４２】
2021515258.tif 000044
に対する目標とする補正を考慮すると、以下の表は、そうでない場合に生成される未補正の
【数４３】
2021515258.tif 000045
角度、上記のＨＬＡの開示において想定されるような「完全な」レンズ規定、ＨｉｊｎＨｍＨサブサイト位置当たりの
【数４４】
2021515258.tif 000046
ＤＯＥの補正係数、および単一のサブサイト補正要素を考慮して形成する補正角度、を明確に述べるのを補助する。
【００８１】
図２２は、ＩＳＡ平面についてＨＯＥ（例えば、干渉パターンによって符号化される写真媒体）を生成するときに形成する未補正の仮想ＨＬＡ角度、完全なレンズとして定められる角度、各サブサイト位置に適用されるＤＯＥ補正係数、およびＤＯＥ補正が適用されたときに形成する、結果として得られる角度を示すのを補助する、例示的な表である。おそらくは、完全でないにもかかわらず、単一の補正規定のみが適用されるときであっても、これらの角度が理想的な目標に近くなることは明らかであろう。いずれの特定の用途も異なる考慮事項を必要とするので、すべての上記の値は、単なる例示であるとみなされるべきである。図１３で明確に述べられている値は、
【数４５】
2021515258.tif 000047
の目標ＤＯＥ補正について考慮および解析され、ＩＳＡ平面
【数４６】
2021515258.tif 000048
を表し、以下の図２２のデータのマトリックスを生成する。
【００８２】
図２３は、仮想ＨＬＡ平面においてＤＯＥ補正要素を有する、補正仮想ＨＬＡ再生を示す図である。各ｎ、ｍの仮想ＨＬＡサブサイト位置に対する単一のＤＯＥ補正光学値のみによって、仮想ＨＬＡをＨＩｉｊｎＨｍＨｎＩｍＩによって定められる正確な角度にほぼ補正することが可能である。補正した
【数４７】
2021515258.tif 000049
を形成する光線は、図２０に示す未補正の仮想ＨＬＡ光線と比較して、系のＣＲＡ
【数４８】
2021515258.tif 000050
によって画定される平行光線を形成するための精度が大幅に向上し、図２１に示す系の光学規定に非常に近いことを示す。
【００８３】
一実施形態では、図２３に示す補正は、図８〜図１２を参照して考察するＩＳＡに類似して光を指向するように符号化される干渉パターン、および図８〜図１２を参照して考察されるＨＬＡに類似して光を指向するように構成された光学要素によって実施され得る。一実施形態では、干渉パターンは、図１〜図１２を参照して考察するＩＳＡサイトに類似する、基板内の基板サイトのアレイを画定し得、各基板サイトは、複数の基板サブサイト（ＩＳＡサブサイトに類似する）を備える。光学要素は、各々がそれぞれの基板サイトに対応する、図１〜図１２を参照して考察したＨＬＡサイトに類似する光学要素サイトのアレイを画定し得、各光学要素サイトは、複数の光学要素サブサイト位置（ＨＬＡサブサイト位置に類似する）を備える。光学要素および干渉パターンは、同じ光学要素サイトおよび対応する基板サイトの同じ基板サブサイトを通って延在する光伝播経路の各組が、実質的に一意の方向に基板から離れるように光学要素から延在し、同じ光学要素サイトの異なる光学要素サブサイト位置から対応する基板サイトの同じ基板サブサイトに収束するように構成され、一意の方向は、光伝播経路の各組内の主光線伝播経路の角度方向によって決定される。
【００８４】
図２４は、ＩＳＡサイト２４０２の符号化手法の一実施形態の説明図であり、ＩＳＡサイト２４０２のｎＩのサブサイト位置は、下部からの参照ビーム、およびＩＳＡサブサイト位置によって画定される所望のＣＲＡ角度に基づく物体ビーム角度付けコリメート光線によって符号化される。参照光学部品は、角度を示す、または示さない場合があり、オフセットされた符号化光線を含む、または含まない場合がある。
【００８５】
上記で考察したように、図２３および図２４などの本開示の説明図は、下からの、または参照ビームの反対側からの物体ビームを示し、したがって、反射型ホログラムなどを表し得ることを理解するべきであるが、当業者は、本明細書で提供する説明図が、本開示の原理を示すことのみを意図するものであり、限定することを意図するものではないことを容易に理解するであろう。開示する、または本開示に示す原理に基づいて、当業者には、本開示の実施形態が、示される明確な配向を有する必要はなく、本開示の符号化方法論が、同じ／類似する側面、縁部、透過のために提供する軸外の実施形態、体積、縁部照明、格子、回折、屈折などを使用して実施され得ることが容易に明らかになるはずである。
【００８６】
この符号化方法論によって、機械的および光学プロセスがはるかに単純化され、物体ビーム（この時点では、ＨＬＡ平面の上側）は、ＣＲＡに基づいて、および光学要素の入射瞳を充填することができる平行光線によって、所望のＩＳＡ平面において正確に焦点を合わせて、光線を収束させて、定めたように必要な角度を生成するための要素にのみ依存する。光学部品は、必ずしも移動させる必要はなく、むしろ、コリメートビームを正確に配向して、ＣＲＡの必要な角度を補償し得る。参照ビームの光学部品（この時点では、ＩＳＡ平面の下側）は、それらの位置がこの時点で、拡散照明表面である照明平面を表すので、はるかに単純化され、必ずしも任意の特定の方法で角度付けする必要はない。これらのビームは、符号化システムの特性に応じて、オフセットされ、直交し、および／または角度付けされ得る。
【００８７】
再生のための照明表面を補償するために、指定された光源の挙動を模倣する一組の拡散光線を生成することが可能である。一実施形態では、符号化参照光学部品（またはすべての上記の開示の物体ビーム）は、図２５に表すように光線が収束光学アセンブリの焦点を通過し、ホログラフィー光学要素サブサイトＨＷｉｊｎｍ、ＩＨｉｊｎｍに制限された照明角度の範囲を生成するときに、角度範囲を意図的に生成し得る。本開示の他の場所で考察するように、ホログラフィー光学要素は、干渉パターンによって符号化された写真媒体を備える基板を含み得、図２５の実施形態では、符号化された干渉パターンは、サブサイト２５０４を有する基板サイト２５０２を含む。
【００８８】
図２６に示すように、所与の照明源２６０２の表示に応じて、符合化された角度は、この時点で、レーザ照明源を必要とすることなく、符号化された物体ビームを正確に再構築する。
【００８９】
ＨＯＥ要素の適切な使用のためのコリメート光線に対する要件を正確に低減させるために、照明ピクセルのプロファイルに応じて他の光学的構成が含まれ、この光学的構成は、多数のより小さい要素、異なる焦点距離、開口、オフセット、および／または様々な他の光学的再構成を含み得る。
【００９０】
加えて、非コヒーレント／非コリメート照明源から略コリメート光線をより正確に生成するために、照明源において他のＤＯＥ要素が活用され得る。例えば、マイクロフレネルまたはキノフォーム要素が活用され得る。
【００９１】
各ＤＯＥサブサイト位置は、ｄｘ、ｄｙ細分に分割することが可能である。ｄｘ、ｄｙ細分に分割することが可能である。これは、精度をさらに向上させて元の光規定により厳密に一致させるために、ｎＨｍＨ座標に基づく追加の関数によって上記のＤＯＥ補正計算を修正する、および／または仮想ＨＬＡ平面の前または後に追加のＤＯＥ光学要素を加える役割を果たす。
【００９２】
ＨＬＡサブサイト自体よりも小さい仮想ＨＬＡスポットサイズを想定すると、仮想ＨＬＡ平面の下側または上側にオフセットされた単一のＤＯＥ要素を有する、ｄｘ、ｄｙ細分補正機構方法論を活用することが、加えて可能である。このオフセットによって、所望のＨＬＡ平面において、まだ収束していない（下側にある）、または収束点をちょうど超えている（上側にある）光線を回折させること、およびこの時点でＨｉｊｎＨｍＨサブサイト位置内のより大きい空間分布にわたって分布させ、かつ単一または多数要素ＤＯＥ平面（複数可）のみによって符合化されたｄｘ、ｄｙ細分を有する追加の制御を提供する光線を生成することが可能である。
【００９３】
最も単純な手法は、ＨＯＥを仮想ＨＬＡ平面の上側に配置して、潜在的な回折エラーを補償することであり、結果として得られる細分は、
ＨＩｉｊｎＨｍＨｄｘｄｙとして表され得、
各々ｄｘ、ｄｙ座標は、各ｎＨ、ｍＨサブサイトの局所座標系を表し、図２７に表すように、仮想ＨＬＡ平面からの収束光線が隣接するサブサイト光線をちょうど横切り始める位置に近接するオフセット位置をもたらす。図２７は、各ｎＨ光線が隣接するサブサイト位置の間に収束する距離に並置された第２の要素ＤＯＥ細分Ｏｘ、Ｏｙを示す距離ＨＤに配置された、第１の要素２７０２および第２の要素２７０４を有する例示的な多数要素ＤＯＥ補正要素を示す。また、第２の要素ＤＯＥの代替的な位置２７０６も示す。
【００９４】
単一のＤＯＥ補正規定によって実行される類似する考慮事項を活用して、上記に表す多数要素設計に同じ論理が適用され得、ｄｘ、ｄｙサブサイト位置の追加を通して、追加の補正が精緻化され得る。
【００９５】
他の補正の機会には、最新のＳＯＴＡ角度多重化方法論に基づいて、各仮想ＨｉｊｎＨｍＨサブサイト位置を細分化された出口角度にホログラフィー的に符合化することが挙げられる。この様式で、入口角度（ＩＳＡ平面からＤＯＥ要素まで画定される）に基づいて補正の適用を変更することが可能であり、入口の角度に基づいて様々な補正が適用される。これは、単一の要素として、ＤＯＥ要素と連動して、または変動する多数要素の光学設計として実行され得る。
【００９６】
ＩＳＡ＞ＨＬＡ領域の考慮事項
加えて、ＩＳＡ  ＨＯＥを符合化する複雑さが、ＨＬＡ領域よりも大きいＩＳＡ領域について符号化するときにより複雑であることに留意されるべきである。この場合、いくつかの照明平面サブサイトは、１つを超えるＨＬＡに同時に寄与する。例えば、ＩＳＡ重なり係数が１つの軸においてのみ非ゼロ（例えば、ＯＸ＝１およびＯＹ＝０）である場合、各ＩＳＡ源は、２つの異なるＨＬＡ要素に寄与する。この例についてより具体的には、任意の１つのＨＬＡサイトＨｉｊについて、同時のＩＳＡ  Ｉｉｊ符号化が発生しなければならず、１）すべてのサブサイトは、Ｈｉｊに寄与する出力を有し、２）負のｎＩサブサイトは、負のＸ方向の近隣に寄与し、３）正のｎＩサブサイトは、正のＸ方向の近隣に寄与する。この例示的な配置のための符号化プロセスは、３つの異なるコヒーレント光およびレンズ源を必要とする。図２８の図は、ＯＸ＝１のオーバースキャンを考慮した３つの平面ＨＬＡレンズを示す。
【００９７】
最終的なＩＳＡサブサイト符号化領域に寄与するＨＬＡレンズの数を補償するために、この要素に適応する多数の方法が存在し、最も単純なものは、図１４〜図１６に表すようなレンズの多重化である。これは、加えて、多数のビームを異なる光学領域に分離させて、各ｎ、ｍサブサイトのそれぞれについて、符号化プロセスの全体を通して各レンズの必要なＣＲＡに適応させることが必要である。
【００９８】
同様に、各サブサイトが９つの現実または仮想ＨＬＡサブサイト位置に寄与し得るので、両方の次元に重なりが存在する場合（ＯＸ＝１およびＯＹ＝１）、これらのオーバースキャン領域を符号化するときに、最高で９つの別々のレンズが同時に必要になり得る。
【００９９】
回折要素のみの光学系設計
ＨＯＥの符号化には特定の利点が存在するが、回折光学部品の単一または多数要素のアレイを有する所定の光学系設計を設計することが可能である。
【０１００】
回折光学要素（ＤＯＥ）は、十分に確立され、精緻化された製造方法論を活用するという利点を可能にする。これらの要素、例えば多重レベルの位相ゾーンプレート（ＰＺＰ）は、１ｍｍ未満の厚さを有する薄シートに製造することができ、かかる要素の多数の平面を使用して、レンズ化機能を作成し得る。図２９の説明図は、各要素についておよび各サブサイト位置についてそれぞれ一意の回折特性を有する３つの回折光学要素を含む、１つのかかる設計のレイ・トレースを示す。
【０１０１】
ＤＯＥシステムは、加えて、仮想ＨＬＡを考慮して、またはＩＳＡ平面に回折光学部品を用いて製造され得る。
【０１０２】
ＤＯＥ要素は、一般に、それらが導入する大きい負の色収差を考慮すれば、全体的な撮像品質の低下を被る。これは、代わりに、レンズ機能を達成するために屈折要素と回折要素との間のハイブリッドを使用することによって対処することができる。単純な屈折レンズは、ＤＯＥの大きい負の色収差がレンズの正の色収差によって補償されるような方法で、薄いＤＯＥ要素に取り付けることができる。かかるハイブリッドな組み合わせは、歪みを低減させることができ、画像平面全体にわたってより均一な点広がり関数（ＰＳＶ）を生成することができ、単一の単純なレンズの軸外の性能を向上させる。
【０１０３】
追加の考慮事項：
以下が挙げられる、必要なＨＯＥ解像度要件を低減するための他のオプションを考慮した：
●各サブサイトを多重化して、ベイヤーパターンに類似する異なる符合化波長のパターンを形成する；
●多数のＨＯＥを一緒に層にして、より大きい全体的なホロピクセルからより複雑な光学系を形成する；および
●単に、レンズアパーチャの特性を複製する概念を一時的に放棄して、視認可能な照明を大幅に減少させることを犠牲にして、独立した入力参照および出力物体角度を有する各照明ピクセルを提供する。
【０１０４】
フォトポリマーの制限を考慮し、透過損失を制限するために、各サブサイトを、各々が単一の、一連の、および／または多重化されたＲＧＢ特徴を示す追加の一連のＮ×Ｍ個（またはどの変数が多重化されたか、または取り除かれたかに依存して、より大きいまたはより小さいいくつかの値）のサブサイトにさらに分割することが理想的である。
【０１０５】
あらゆるサブサイトをＮ×Ｍ個の「サブ−サブサイト」にサブ分割する最も単純な形態では、各々が、（この時点で各サブサイトが以前に想定した全照明の１／（Ｎ×Ｍ）のみを示すように、より低い視認可能な透過を犠牲にして）それぞれ符合化された単一の入力参照および出力物体角度のみを有し、また、（それぞれサブサイト当たりの角度符号化解像度の１／３の損失を伴うＲＧＢの繰り返しパターンで、またはいくつかの他の類似するパターンで、または代替的にＲＧＢのために多重化して）符合化された単色のみを有し、得られるサブ−サブ符号化サイトの各々は、この時点で約（２７．４ｕｍ／６０×４１．１ｕｍ／４０）４５６ｕｍ×１．０２７５ｕｍである。
【０１０６】
代替物：
入力参照角度が、理想的には、（Ｎ×Ｍに対して）単一のビームであるべきであること、および単一の参照ビームが複雑な出力角度を生成し得ることを考慮すると、ＩＳＡ平面対ＨＬＡプレートを直接符合化して、仮想ＨＯＥ平面を形成することが可能である。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、この方法論がより妥当である場合は、追加の考慮事項を含むことができる。
１．上記で提案した類似するプロセスによって、入力参照を直接符合化するのではなく、ＩＳＡ座標を直接符合化する。
２．照明源は、ネイティブにコリメートされないが、単純な回折要素（例えば、キノフォームまたは類似物）、および／またはピンホールマスクアレイ、および／または適切な屈折整合接着剤および／または材料によってできる限り照明平面に近くなるようにＩＳＡ表面にＨＯＥを直接配置すること、によって、ＩＳＡサイト当たりの略コリメート照明源を生成することが可能である。これはまた、上記の考察のすべてについて調査され得る。
３．この時点で、入力参照ビームは、（理想的には、ＨＯＥ表面の法線または回折光学要素によって補償される別の方向に対して垂直である）単一の角度からのものあり、物体ビームは、一連の光学要素を活用して、ビームを拡大させて、参照ビームと同じＩＳＡ座標に焦点を合わせる。
４．物体ビームは、以下に一致するように形成される：
ａ．ＩＳＡ符合化サイトからの仮想ｆ距離でのＨＬＡ光学要素のｗ×ｈのサイズ
ｂ．仮想ＨＬＡの中心およびＩＳＡ符合化座標の両方とそれぞれ交差する光線をＣＲＡが通過するように、適切に角度付けする
ｃ．光線が上記に提供した図に適切に一致するＩＳＡにおいて収束するように、全体として考慮して、適切な開口および焦点距離を有する
ｄ．反射（または他の）ホログラムとして視認したとき
【０１０８】
注記：ＩＳＡのｗ×ｈは、この時点で、ＨＬＡに一致する必要があり得、またはＨＬＡは、仮想座標系において潜在的に（非常に）より大きくなる。これは、問題にはなり得ず、指定されたＩＳＡ重なり領域は、いくらかの量、または１０°超だけオフセットされ得る多数の符合化角度によって可能になり得る。
【０１０９】
または代替的に、各ＩＳＡサブサイトは、完全なビームから「パイ形状の」セグメントのみがＨＯＥにおいて集束され、レンズ全体の一部を提供するように、物体ビームのマスキング部分によって各々が露光から部分的に覆われて符合化される。現在の実施形態では、ＨＬＡとＩＳＡとのそれぞれの間に２００％の重なり部分が存在し、ＩＳＡ座標当たり最大で４つの共有ＨＬＡをもたらす。これは、この関係を維持するように４分の１の干渉パターンの露出をもたらし、この手法またはセグメントおよび多重化のいくつかの組み合わせによって可能になるはずである。
【０１１０】
この時点で、光線のすべてが（透過型／体積型または類似する複製されたホログラムとして視認したときに）ＨＬＡ座標系を通過するので、課題は、光線が、参照ビームおよび関連する回折物体ビームから、符号化スキーマによって元々想定されるように、もはやコリメートされないことであり得、照明源から放射する光線は、各ＨＬＡサブサイトを適切に視認するために、必要に応じて、いかなるさらなる角度の変更も伴わずに、仮想ＨＬＡ平面を通過して、空間を通って移動し続ける。理想的な視覚距離およびサブサイトＦＯＶに応じて、これは、大きな問題（現時点では視認可能な画質を犠牲にすると想定される）となる場合、またはならない場合がある。
【０１１１】
しかしながら、仮想ＨＬＡ平面の位置の、またはその近くの第２の（またはより多くの）ＨＯＥの追加は、これらの仮想ＨＬＡサブサイト座標の各々を通過する光線の修正処置を符合化する能力を有する。
【０１１２】
仮想ＨＬＡにおける各座標は、この時点で、すべてのＩＳＡサブサイトからの光線の収束寄与を有する。この時点で、回折要素（例えばキノフォーム、格子、フレネルアレイなど）の追加を、ＨＬＡサブサイトの各々からのＣＲＡを補正するように設計することができ、一群のＩＳＡ光線束からの中心光線を計算および補正して、所望のＨＬＡ仕様を満たすことができる。
【０１１３】
この様式で、加えて、上で明確に述べたものと同じ方法によって単純なデジタルホロピクセルを作成し、この補正を実行することが可能であり、物体ビームからのＣＲＡ（この時点で、以前の参照ビームからの場所が反転される）は、所与の参照ビームの最も理想的な構成に従って焦点距離、開口、位置、および回転を変更することによって、必要な補正係数に一致させて、誤って拡散する光線を正確な配向に回折させるように形成される。
【０１１４】
本開示で想到される他の手法：
●マスターＨＯＥをエッジリットホログラムとして符合化して、複製の全体を通して最終的なディスプレイ内の１つの要素としてこの照明源を含む
●複製平面をＨＬＡ位置（または実施される構成による元の配置された位置）からＩＳＡ平面（または代替的な平面）までオフセットして、マスターと様々な複製物との間の変換を可能にすることによって、マスターを、反射型／体積型／透過型から透過型／反射型／体積型ホログラムに変換する
●白色光を使用することなくより高い品質のＨＯＥを提供するために符号化プロセスに基づいて最適化および制御されたレーザ照明源によって、マスターまたは複製を、反射型／体積型／透過型ホログラムから反射型または透過型エッジリットホログラムに変換して、符合化された光学特性を視認する能力を提供する。
【０１１５】
本明細書に開示された原理に従う様々な実施形態が上述されてきたが、それらの実施形態は、単なる例示としての目的のために示されており、限定されないことを理解されたい。したがって、本発明（複数可）の幅広さおよび範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれかによって限定されるべきではなく、本開示に由来する特許請求の範囲、およびそれらの等価物に従ってのみ定義されるべきである。さらに、上記の利点および特徴は、記載された実施形態において提供されているが、上記の利点のいずれかまたはすべてを達成するプロセスおよび構造に対して、かかる由来の特許請求の範囲の適用を限定しない。
【０１１６】
本開示の原理的な特徴は、本開示の範囲から逸脱することなく様々な実施形態の中で使用することができることを理解されたい。当業者は、日常的なわずかな実験を用いて、本明細書に記載された特定の手順に対する多くの等価物を認識するか、または探求することができるであろう。かかる等価物は、本開示の範囲内にあるとみなされ、特許請求の範囲により網羅される。
【０１１７】
加えて、本明細書における節の見出しは、３７ＣＦＲ１．７７に基づく示唆との一貫性を持たせるために、またはそれ以外では構成上の手がかりを提供するために、提供されている。これらの見出しは、本開示に由来し得る任意の特許請求の範囲の中に記載された本発明（複数可）を限定または特徴付けるものではない。具体的には、一例として、見出しが「発明の分野」と称していても、かかる特許請求の範囲は、いわゆる技術分野を説明するためのこの見出しの文言によって限定されるべきではない。さらに、「発明の背景」の節における技術の説明は、技術が本開示内の任意の発明（複数可）の先行技術であることを認めるものと解釈されるべきではない。「概要」は、論点となる特許請求の範囲に記載された本発明（複数可）の特徴付けとは、決してみなされない。さらに、本開示内での単数形の「発明」の言及は、本開示において単一の新規性のみ存在すると主張するために使用されるべきではない。複数の発明が、本開示に由来する複数の請求項の制限に従って記載される可能性があり、したがって、かかる請求項は、それによって保護される本発明（複数可）およびそれらの等価物を定義する。すべての例では、かかる請求項の範囲は、本開示に照らしてそれら自体のメリットを考慮されるであろうが、本明細書内で記載された見出しによって制約されるべきではない。
【０１１８】
特許請求の範囲および／または明細書中の「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語と併せて使用されるときに使われる「１つ（ａ）」または「１つ（ａｎ）」という語は、「１つ（ｏｎｅ）」を意味し得るが、それはまた、「１つ以上（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」、「少なくとも１つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」、および「１つを超える（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ  ｔｈａｎ  ｏｎｅ）」の意味とも矛盾しない。特許請求の範囲の中で使用される「または（ｏｒ）」という用語は、代替物のみに明示的に言及せず、または代替物が相互に排他的でない限り、「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」を意味するように使用されているが、本開示は、代替物のみ、および「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」を指す定義を支持する。本出願全体を通じて、「約（ａｂｏｕｔ）」という用語は、１つの値が、デバイスの固有の誤差ばらつきを含むことを示すために使用され、方法は、その値、または研究課題の間に存在するばらつきを判定するために使用されている。一般に、ただし前述の考察に対する対象であるが、「約（ａｂｏｕｔ）」などの近似の単語により修飾された本明細書中の数的な値は、記述された値から、少なくとも＋／−１、２、３、４、５、６、７、１０、１２、または１５％だけ変化する可能性がある。
【０１１９】
本明細書および請求項（複数可）で使用されているように、単語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」（ならびに「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」および「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」などの任意の形式の備える）、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」（ならびに「ｈａｖｅ」および「ｈａｓ」などの任意の形式の有する）、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」（ならびに「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」および「ｉｎｃｌｕｄｅ」などの任意の形式の含む）、または「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」（ならびに「ｃｏｎｔａｉｎｓ」および「ｃｏｎｔａｉｎ」などの任意の形式の包含する）は、包括的または開放的、追加的、引用されていない要素または方法ステップを排除しない。
【０１２０】
「そのとき（ａｔ  ｔｈｅ  ｔｉｍｅ）」、「同等（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）」、「間中（ｄｕｒｉｎｇ）」、「完全（ｃｏｍｐｌｅｔｅ）」等の比較、測定、およびタイミングに関する単語は、「実質的にそのとき（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ａｔ  ｔｈｅ  ｔｉｍｅ）」、「実質的に同等（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）」、「実質的に〜間中（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｄｕｒｉｎｇ）」、「実質的に完全（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｃｏｍｐｌｅｔｅ）」等を意味すると理解されるべきであり、ここで、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」とは、そのような比較、測定、およびタイミングが、暗黙のうちに、または明示的に記述された所望の結果を達成するために、実用的であることを意味している。「近く（ｎｅａｒ）」、「近接する（ｐｒｏｘｉｍａｔｅ  ｔｏ）」、「隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ  ｔｏ）」などの要素の相対的位置に関係する単語は、それぞれのシステム要素の相互作用に実質的な影響を及ぼすのに十分近いことを意味するものとする。近似の他の言葉は、同様に、そのように変更されたとき、必ずしも絶対的または完全であるとはみなされないが、存在しているとしてその条件を指定することを保証するために、当業者にとっては十分近いとみなされるであろうという条件を指す。記述が変わる可能性の程度は、どのように大きな変化がもたらされるかに依存し、当業者であれば、修正されていない特徴の要求された特性および可能性を依然として有するような修正された特徴を認識するであろう。
【０１２１】
本明細書で使用される用語「またはそれらの組み合わせ」は、その用語に先行する列挙された項目のすべての順列および組み合わせを指す。例えば、「Ａ、Ｂ、Ｃ、またはそれらの組み合わせ」は、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡＢ、ＡＣ、ＢＣ、またはＡＢＣのうちの少なくとも１つを含むことを意図しており、特定の文脈で順番が重要である場合には、ＢＡ、ＣＡ、ＣＢ、ＣＢＡ、ＢＣＡ、ＡＣＢ、ＢＡＣ、またはＣＡＢも同様である。この例を続けると、ＢＢ、ＡＡＡ、ＡＢ、ＢＢＣ、ＡＡＡＢＣＣＣＣ、ＣＢＢＡＡＡ、ＣＡＢＡＢＢなどのような１つ以上の項目または用語の繰り返しを含む組み合わせが明示的に含まれる。当業者であれば、文脈から明らかでない限り、典型的には、任意の組み合わせにおける項目または用語の数に制限はないことを理解するであろう。
【０１２２】
本明細書に開示および請求された組成物および／または方法のすべては、本開示に照らして過度の実験をすることなく作製および実行することができる。本開示の組成物および方法は、好ましい実施形態の観点から記載されているが、組成物および／または方法に対して、ならびに本明細書に記載された方法のステップまたはステップの順序において、本開示の概念、趣旨および範囲から逸脱することなく、様々なバリエーションを適用することができることは、当業者にとって明らかであろう。当業者に明らかなこのような類似の置換および修飾はすべて、添付の特許請求の範囲によって定義される開示の趣旨、範囲および概念の範囲内であるとみなされる。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2021515258.tif 000077
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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