(57)【要約】  光を提供するためのソースアセンブリ。ソースアセンブリは、ソース素子アレイと、スキャニングミラーアセンブリとを含む。ソース素子アレイは、光を放射するように構成された超高輝度ダイオード（ＳＬＥＤ）のＳＬＥＤアレイを含む。ＳＬＥＤアレイは、単一チップ上にある。ＳＬＥＤアレイにおける各ＳＬＥＤは、同じ色チャンネル（たとえば、緑）において光を放射することができる。多数個のＳＬＥＤアレイが存在してもよく、多数個のＳＬＥＤアレイは、各々がそれぞれのチップ上にあり、各々が異なる色チャンネル（たとえば、１つは赤、１つは青、および１つは緑）に関連付けられている。スキャニングミラーアセンブリは、ＳＬＥＤアレイ（および／または多数個のＳＬＥＤアレイ）から放射された光を、（たとえば、導波路ディスプレイの）出力導波路の入口場所へと、スキャンされた画像光としてスキャンするように構成される。【選択図】図１
2021517269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一チップ上に配列された超高輝度ダイオード（ＳＬＥＤ）のＳＬＥＤアレイを含むソース素子アレイであって、前記ＳＬＥＤアレイが光を放射するように構成される、ソース素子アレイと、
前記光を、出力導波路の入口場所へと、スキャンされた画像光としてスキャンするように構成されたスキャニングミラーアセンブリと
を含むソースアセンブリ。
【請求項２】
前記ＳＬＥＤアレイにおける前記ＳＬＥＤが、１次元線形アレイに配列される、請求項１に記載のソースアセンブリ。
【請求項３】
前記ＳＬＥＤアレイにおける隣接したＳＬＥＤ間のピッチが、少なくとも３０ミクロンである、請求項２に記載のソースアセンブリ。
【請求項４】
前記ＳＬＥＤアレイの各ＳＬＥＤが、活性領域によって放射された光の光学モードを閉じ込めるそれぞれのリッジ導波路構造を含み、その結果、閉じ込められた光学モードが、第１の次元において伝播する、請求項２に記載のソースアセンブリ。
【請求項５】
前記スキャンされた画像光におけるバンディングを軽減するために、前記ＳＬＥＤアレイにおけるＳＬＥＤに適用される制御信号を調整するように構成されたコントローラ
をさらに含む請求項１に記載のソースアセンブリ。
【請求項６】
前記コントローラが、前記スキャンされた画像光の最小線密度を有するエリアが、前記スキャンされた画像光の最大線密度を有するエリアよりも明るいように、前記ＳＬＥＤに適用される制御信号を調整することによってバンディングを軽減するように構成される、請求項５に記載のソースアセンブリ。
【請求項７】
前記ＳＬＥＤアレイが、第１の光学バンドにおいて光を放射するように構成され、
前記ソース素子アレイが、
前記第１の光学バンドとは異なる第２の光学バンドにおいて光を放射するように構成された第２のＳＬＥＤアレイ
をさらに含む、請求項１に記載のソースアセンブリ。
【請求項８】
前記第１の光学バンドにおける前記光と、前記第２の光学バンドにおける前記光とを組み合わせるように構成された組合せアセンブリであって、組み合わされた光が、前記スキャンされた画像光を形成するために前記スキャニングミラーアセンブリによってスキャンされた前記光である、組合せアセンブリ
をさらに含む請求項７に記載のソースアセンブリ。
【請求項９】
前記第２のＳＬＥＤアレイが、前記チップ上にある、請求項７に記載のソースアセンブリ。
【請求項１０】
前記第２のＳＬＥＤアレイが、第２のチップ上にある、請求項７に記載のソースアセンブリ。
【請求項１１】
前記ＳＬＥＤアレイが、第１の光学バンドおよび第２の光学バンドにおいて光を放射するように構成される、請求項１に記載のソースアセンブリ。
【請求項１２】
導波路ディスプレイの一部である請求項１に記載のソースアセンブリ。
【請求項１３】
単一チップ上に配列された超高輝度ダイオード（ＳＬＥＤ）のＳＬＥＤアレイを含むソース素子アレイであって、前記ＳＬＥＤアレイが光を放射するように構成される、ソース素子アレイと、
スキャンされた画像光を形成するために、前記光をスキャンするように構成されたスキャニングミラーアセンブリと、
入力エリアおよび出力エリアを含む出力導波路であって、
前記入力エリアで、前記スキャニングミラーアセンブリから放射された前記スキャンされた画像光を受信し、
受信した光を少なくとも１次元において拡大して、拡大した画像光を形成し、
前記出力エリアのある部分から、前記拡大した画像光を出力するように
構成された出力導波路と
を含む導波路ディスプレイ。
【請求項１４】
前記ＳＬＥＤアレイにおける前記ＳＬＥＤが、１次元に配列される、請求項１３に記載の導波路ディスプレイ。
【請求項１５】
前記ＳＬＥＤアレイの各ＳＬＥＤが、活性領域によって放射された光の光学モードを閉じ込めるそれぞれのリッジ導波路構造を含み、その結果、閉じ込められた光学モードが、第１の次元において伝播する、請求項１４に記載の導波路ディスプレイ。
【請求項１６】
前記スキャンされた画像光におけるバンディングを軽減するために、前記ＳＬＥＤアレイにおけるＳＬＥＤに適用される制御信号を調整するように構成されたコントローラ
をさらに含む請求項１３に記載の導波路ディスプレイ。
【請求項１７】
前記ＳＬＥＤアレイが、第１の光学バンドにおいて光を放射するように構成され、
前記ソース素子アレイが、
前記第１の光学バンドとは異なる第２の光学バンドにおいて光を放射するように構成された第２のＳＬＥＤアレイ
をさらに含む、請求項１３に記載の導波路ディスプレイ。
【請求項１８】
前記第１の光学バンドにおける前記光と、前記第２の光学バンドにおける前記光とを組み合わせるように構成された組合せアセンブリであって、組み合わされた光が、前記スキャニングミラーアセンブリによってスキャンされた前記光である、組合せアセンブリ
をさらに含む請求項１７に記載の導波路ディスプレイ。
【請求項１９】
前記第２のＳＬＥＤアレイが、前記チップ上にある、請求項１７に記載の導波路ディスプレイ。
【請求項２０】
前記第２のＳＬＥＤアレイが、第２のチップ上にある、請求項１７に記載の導波路ディスプレイ。
【請求項２１】
単一チップ上に配列された超高輝度ダイオード（ＳＬＥＤ）のＳＬＥＤアレイを含むソース素子アレイであって、前記ＳＬＥＤアレイが光を放射するように構成される、ソース素子アレイと、
前記光を、出力導波路の入口場所へと、スキャンされた画像光としてスキャンするように構成されたスキャニングミラーアセンブリと
を含むソースアセンブリ。
【請求項２２】
前記ＳＬＥＤアレイにおける前記ＳＬＥＤが、１次元線形アレイに配列される、請求項２１に記載のソースアセンブリ。
【請求項２３】
前記ＳＬＥＤアレイにおける隣接したＳＬＥＤ間のピッチが、少なくとも３０ミクロンである、および／または
前記ＳＬＥＤアレイの各ＳＬＥＤが、活性領域によって放射された光の光学モードを閉じ込めるそれぞれのリッジ導波路構造を含み、その結果、閉じ込められた光学モードが、第１の次元において伝播する、
請求項２２に記載のソースアセンブリ。
【請求項２４】
前記スキャンされた画像光におけるバンディングを軽減するために、前記ＳＬＥＤアレイにおけるＳＬＥＤに適用される制御信号を調整するように構成されたコントローラ
をさらに含み、
オプションで、前記コントローラが、前記スキャンされた画像光の最小線密度を有するエリアが、前記スキャンされた画像光の最大線密度を有するエリアよりも明るいように、前記ＳＬＥＤに適用される制御信号を調整することによってバンディングを軽減するように構成される、
請求項２１から２３のいずれか一項に記載のソースアセンブリ。
【請求項２５】
前記ＳＬＥＤアレイが、第１の光学バンドにおいて光を放射するように構成され、
前記ソース素子アレイが、
前記第１の光学バンドとは異なる第２の光学バンドにおいて光を放射するように構成された第２のＳＬＥＤアレイ
をさらに含む、請求項２１から２４のいずれか一項に記載のソースアセンブリ。
【請求項２６】
前記第１の光学バンドにおける前記光と、前記第２の光学バンドにおける前記光とを組み合わせるように構成された組合せアセンブリであって、組み合わされた光が、前記スキャンされた画像光を形成するために前記スキャニングミラーアセンブリによってスキャンされた前記光である、組合せアセンブリ
をさらに含む請求項２５に記載のソースアセンブリ。
【請求項２７】
前記第２のＳＬＥＤアレイが、前記チップ上にある、および／または
前記第２のＳＬＥＤアレイが、第２のチップ上にある、
請求項２５または２６に記載のソースアセンブリ。
【請求項２８】
前記ＳＬＥＤアレイが、第１の光学バンドおよび第２の光学バンドにおいて光を放射するように構成される、および／または
前記ソースアセンブリが、導波路ディスプレイの一部である、
請求項２１から２７のいずれか一項に記載のソースアセンブリ。
【請求項２９】
単一チップ上に配列された超高輝度ダイオード（ＳＬＥＤ）のＳＬＥＤアレイを含むソース素子アレイであって、前記ＳＬＥＤアレイが光を放射するように構成される、ソース素子アレイと、
スキャンされた画像光を形成するために、前記光をスキャンするように構成されたスキャニングミラーアセンブリと、
入力エリアおよび出力エリアを含む出力導波路であって、
前記入力エリアで、前記スキャニングミラーアセンブリから放射された前記スキャンされた画像光を受信し、
受信した光を少なくとも１次元において拡大して、拡大した画像光を形成し、
前記出力エリアのある部分から、前記拡大した画像光を出力するように
構成された出力導波路と
を含む導波路ディスプレイ。
【請求項３０】
前記ＳＬＥＤアレイにおける前記ＳＬＥＤが、１次元に配列される、請求項２９に記載の導波路ディスプレイ。
【請求項３１】
前記ＳＬＥＤアレイの各ＳＬＥＤが、活性領域によって放射された光の光学モードを閉じ込めるそれぞれのリッジ導波路構造を含み、その結果、閉じ込められた光学モードが、第１の次元において伝播する、請求項３０に記載の導波路ディスプレイ。
【請求項３２】
前記スキャンされた画像光におけるバンディングを軽減するために、前記ＳＬＥＤアレイにおけるＳＬＥＤに適用される制御信号を調整するように構成されたコントローラ
をさらに含み、
オプションで、前記コントローラが、前記スキャンされた画像光の最小線密度を有するエリアが、前記スキャンされた画像光の最大線密度を有するエリアよりも明るいように、前記ＳＬＥＤに適用される制御信号を調整することによってバンディングを軽減するように構成される、
請求項２９から３１のいずれか一項に記載の導波路ディスプレイ。
【請求項３３】
前記ＳＬＥＤアレイが、第１の光学バンドにおいて光を放射するように構成され、
前記ソース素子アレイが、
前記第１の光学バンドとは異なる第２の光学バンドにおいて光を放射するように構成された第２のＳＬＥＤアレイ
をさらに含む、請求項２９から３２のいずれか一項に記載の導波路ディスプレイ。
【請求項３４】
前記第１の光学バンドにおける前記光と、前記第２の光学バンドにおける前記光とを組み合わせるように構成された組合せアセンブリであって、組み合わされた光が、前記スキャニングミラーアセンブリによってスキャンされた前記光である、組合せアセンブリ
をさらに含む請求項３３に記載の導波路ディスプレイ。
【請求項３５】
前記第２のＳＬＥＤアレイが、前記チップ上にある、および／または
前記第２のＳＬＥＤアレイが、第２のチップ上にある、
請求項３３または３４に記載の導波路ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は、一般に、ニアアイディスプレイに関し、詳細には、導波路ディスプレイのための単一チップ超高輝度発光ダイオード（ｓｕｐｅｒｌｕｍｉｎｏｕｓ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ：ＳＬＥＤ）アレイに関する。
【０００２】
ニアアイディスプレイ用の従来のディスプレイ設計において、考えられるいくつかの重要因子は、明るさ、フレームレート、解像度、およびコンパクトさである。従来のニアアイディスプレイにおける、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）マイクロミラーベースの２次元（２Ｄ）スキャニングディスプレイのためのフレームレートおよび解像度は、一般に、ＭＥＭＳマイクロミラーの共振周波数によって制限される。たとえば、２７キロヘルツ（ｋＨｚ）で動作し、１０８０線をスキャンするラスタースキャニングＭＥＭＳマイクロミラーは、３５フレーム毎秒（ｆｐｓ）のフレームレートに制限されることがある。このフレームレートは、最新の拡張現実および仮想現実の用途には、不十分である。
【発明の概要】
【０００３】
光を提供するためのソースアセンブリ。ソースアセンブリは、ソース素子アレイと、スキャニングミラーアセンブリとを含む。ソース素子アレイは、光を放射するように構成された超高輝度ダイオード（ＳＬＥＤ）のＳＬＥＤアレイを含む。ＳＬＥＤアレイは、単一チップ上にある。いくつかの実施形態において、ＳＬＥＤアレイにおける各ＳＬＥＤは、同じ色チャンネル（たとえば、緑）において光を放射する。いくつかの実施形態において、多数個のＳＬＥＤアレイが存在し、多数個のＳＬＥＤアレイは、各々がそれぞれのチップ上にあり、各々が異なる色チャンネル（たとえば、１つは赤、１つは青、および１つは緑）に関連付けられている。スキャニングミラーアセンブリは、ＳＬＥＤアレイ（および／または多数個のＳＬＥＤアレイ）から放射された光を、出力導波路の入口場所へと、スキャンされた画像光としてスキャンするように構成される。
【０００４】
いくつかの実施形態において、ソースアセンブリは、導波路ディスプレイの一部である。導波路ディスプレイは、人工現実システムの一部であってもよい。導波路ディスプレイは、ソースアセンブリと、出力導波路とを含む。出力導波路は、入力エリアおよび出力エリアを含む。出力導波路は、入力エリアで、スキャニングミラーアセンブリから放射されたスキャンされた画像光を受信するように構成される。出力導波路は、受信した光を少なくとも１次元において拡大して、拡大した画像光を形成するように構成される。出力導波路は、出力エリアのある部分から、拡大した画像光を出力するように構成される。
【０００５】
本発明による実施形態は、とりわけ、ソースアセンブリおよび導波路ディスプレイを対象とした添付の請求項において開示されており、１つの請求項カテゴリにおいて、たとえば、ソースアセンブリにおいて言及された任意の特徴が、別の請求項カテゴリにおいて、たとえば、導波路ディスプレイ、システム、方法、ストレージメディア、およびコンピュータプログラム製品において同様に特許請求されてもよい。添付の請求項における後ろの従属項または参照は、正式な理由でのみ選ばれる。しかしながら、任意の前の請求項（とりわけ多数個の従属項）に戻って検討した参照から生じる任意の主題も同様に特許請求されてよく、その結果、請求項とその特徴との任意の組合せが開示され、添付の請求項において選ばれた従属項を問わずに特許請求されてもよい。特許請求され得る主題は、添付の請求項において詳述された特徴の組合せのみならず、請求項における特徴の任意の他の組合せもまた含み、請求項において言及された各特徴は、請求項における任意の他の特徴または他の特徴の組合せと組み合わせることができる。さらに、本明細書で説明もしくは描写される実施形態および特徴のうちのいずれかが、別個の請求項において、および／あるいは、本明細書で説明もしくは描写される任意の実施形態もしくは特徴との、または添付の請求項の特徴のうちのいずれかとの任意の組合せにおいて、特許請求されてもよい。
【０００６】
一実施形態において、ソースアセンブリが、
単一チップ上に配列された超高輝度ダイオード（ＳＬＥＤ）のＳＬＥＤアレイを含むソース素子アレイであって、ＳＬＥＤアレイが光を放射するように構成される、ソース素子アレイと、
その光を、出力導波路の入口場所へと、スキャンされた画像光としてスキャンするように構成されたスキャニングミラーアセンブリと
を含むことができる。
【０００７】
ＳＬＥＤアレイにおけるＳＬＥＤは、１次元線形アレイに配列されてよい。
【０００８】
ＳＬＥＤアレイにおける隣接したＳＬＥＤ間のピッチは、少なくとも３０ミクロンであってよい。
【０００９】
ＳＬＥＤアレイの各ＳＬＥＤは、活性領域によって放射された光の光学モードを閉じ込めるそれぞれのリッジ導波路構造を含むことができ、その結果、閉じ込められた光学モードが、第１の次元において伝播する。
【００１０】
一実施形態において、ソースアセンブリは、
スキャンされた画像光におけるバンディングを軽減するために、ＳＬＥＤアレイにおけるＳＬＥＤに適用される制御信号を調整するように構成されたコントローラ
を含むことができる。
【００１１】
コントローラは、スキャンされた画像光の最小線密度を有するエリアが、スキャンされた画像光の最大線密度を有するエリアよりも明るいように、ＳＬＥＤに適用される制御信号を調整することによってバンディングを軽減するように構成されてよい。
【００１２】
ＳＬＥＤアレイは、第１の光学バンドにおいて光を放射するように構成されてよく、
ソース素子アレイは、
第１の光学バンドとは異なる第２の光学バンドにおいて光を放射するように構成された第２のＳＬＥＤアレイ
を含むことができる。
【００１３】
一実施形態において、ソースアセンブリは、
第１の光学バンドにおける光と、第２の光学バンドにおける光とを組み合わせるように構成された組合せアセンブリであって、組み合わされた光が、スキャンされた画像光を形成するためにスキャニングミラーアセンブリによってスキャンされた光である、組合せアセンブリ
を含むことができる。
【００１４】
第２のＳＬＥＤアレイは、そのチップ上にあってよい。
【００１５】
第２のＳＬＥＤアレイは、第２のチップ上にあってもよい。
【００１６】
ＳＬＥＤアレイは、第１の光学バンドおよび第２の光学バンドにおいて光を放射するように構成されてよい。
【００１７】
ソースアセンブリは、導波路ディスプレイの一部であってもよい。
【００１８】
一実施形態において、導波路ディスプレイが、
単一チップ上に配列された超高輝度ダイオード（ＳＬＥＤ）のＳＬＥＤアレイを含むソース素子アレイであって、ＳＬＥＤアレイが光を放射するように構成される、ソース素子アレイと、
スキャンされた画像光を形成するために、光をスキャンするように構成されたスキャニングミラーアセンブリと、
入力エリアおよび出力エリアを含む出力導波路であって、
入力エリアで、スキャニングミラーアセンブリから放射されたスキャンされた画像光を受信し、
受信した光を少なくとも１次元において拡大して、拡大した画像光を形成し、
出力エリアのある部分から、拡大した画像光を出力するように
構成された出力導波路と
を含むことができる。
【００１９】
ＳＬＥＤアレイにおけるＳＬＥＤは、１次元に配列されてよい。
【００２０】
ＳＬＥＤアレイの各ＳＬＥＤは、活性領域によって放射された光の光学モードを閉じ込めるそれぞれのリッジ導波路構造を含むことができ、その結果、閉じ込められた光学モードが、第１の次元において伝播する。
【００２１】
一実施形態において、導波路ディスプレイは、
スキャンされた画像光におけるバンディングを軽減するために、ＳＬＥＤアレイにおけるＳＬＥＤに適用される制御信号を調整するように構成されたコントローラ
を含むことができる。
【００２２】
ＳＬＥＤアレイは、第１の光学バンドにおいて光を放射するように構成されてよく、
ソース素子アレイは、
第１の光学バンドとは異なる第２の光学バンドにおいて光を放射するように構成された第２のＳＬＥＤアレイ
を含むことができる。
【００２３】
一実施形態において、導波路ディスプレイは、
第１の光学バンドにおける光と、第２の光学バンドにおける光とを組み合わせるように構成された組合せアセンブリであって、組み合わされた光が、スキャニングミラーアセンブリによってスキャンされた光である、組合せアセンブリ
を含むことができる。
【００２４】
第２のＳＬＥＤアレイは、そのチップ上にあってよい。
【００２５】
第２のＳＬＥＤアレイは、第２のチップ上にあってもよい。
【００２６】
一実施形態において、１つまたは複数のコンピュータ可読の非一時的なストレージメディアが、上で言及された実施形態のうちのいずれかによる、または実施形態のうちのいずれか内で、方法を実施するために実行されるときに動作可能なソフトウェアを具現化することができる。
【００２７】
一実施形態において、システムが、１つまたは複数のプロセッサと、プロセッサに結合され、プロセッサによって実行可能な命令を含む少なくとも１つのメモリとを含むことができ、プロセッサは、上で言及された実施形態のうちのいずれかによる、または実施形態のうちのいずれか内で、方法を実施するための命令を実行するときに動作可能である。
【００２８】
一実施形態において、好ましくはコンピュータ可読の非一時的なストレージメディアを含むコンピュータプログラム製品が、上で言及された実施形態のうちのいずれかによる、または実施形態のうちのいずれか内で、方法を実施するためにデータ処理システム上で実行されるときに動作可能であってよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】１つまたは複数の実施形態によるＳＬＥＤアレイの等角図である。
【図２Ａ】１つまたは複数の実施形態によるニアアイディスプレイ（ＮＥＤ）の図である。
【図２Ｂ】１つまたは複数の実施形態による、図２Ａに例示されたＮＥＤのアイウェアの断面の図である。
【図３】１つまたは複数の実施形態による導波路ディスプレイの等角図を例示する。
【図４】１つまたは複数の実施形態によるソースアセンブリのブロック図を例示する。
【図５】１つまたは複数の実施形態によるＳＬＥＤアレイの側面図を例示する。
【図６】１つまたは複数の実施形態による組合せアセンブリを例示する。
【図７】１つまたは複数の実施形態による、単一色についてのサンプルスキャン経路を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図面は、例示の目的のためだけに、本開示の実施形態を描写している。当業者は、以下の説明から、本明細書で例示される構造および方法の代替実施形態が、本明細書で説明される本開示の原理、または謳われている利益から逸脱せずに採用され得ることを直ちに認識するであろう。補足の詳細は、付録に添付される。
【００３１】
開示の概要
本開示の実施形態は、人工現実システムを含んでもよいし、または人工現実システムと併せて実装されてもよい。人工現実は、ユーザに対する提示前になんらかのやり方で調整されている現実の形態であり、人工現実は、たとえば、仮想現実（ＶＲ）、拡張現実（ＡＲ）、複合現実（ＭＲ）、ハイブリッド現実、またはそれらのなんらかの組合せおよび／もしくは派生物を含むことができる。人工現実コンテンツは、完全に生成されたコンテンツ、またはキャプチャされた（たとえば、実世界の）コンテンツと組み合わせて生成されたコンテンツを含むことができる。人工現実コンテンツは、ビデオ、オーディオ、触覚フィードバック、またはそれらのなんらかの組合せを含むことができ、それらのうちのいずれかが、単一チャンネルにおいて、または多数個のチャンネルにおいて（観る人に対する３次元効果を生み出すステレオビデオなど）提示されてよい。加えて、いくつかの実施形態において、人工現実はまた、たとえば、人工現実においてコンテンツを作成するために使用される、および／または人工現実において別のやり方で使用される（たとえば、その中でアクティビティを実施する）、アプリケーション、製品、アクセサリ、サービス、またはそれらのなんらかの組合せに関連付けられてもよい。人工現実コンテンツを提供する人工現実システムは、ホストコンピュータシステムに接続されたヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、スタンドアロンＨＭＤ、ニアアイディスプレイ（ＮＥＤ）、モバイルデバイスもしくはコンピューティングシステム、または人工現実コンテンツを１人もしくは複数の観る人に提供する能力のある任意の他のハードウェアプラットフォームを含む、さまざまなプラットフォーム上で実装されてよい。
【００３２】
ソースアセンブリは、光を、たとえば、導波路ディスプレイに提供する。ソースアセンブリは、ソース素子アレイと、スキャニングミラーアセンブリとを含む。ソース素子アレイは、光を放射するように構成された超高輝度ダイオード（ＳＬＥＤ）のＳＬＥＤアレイを含む。ＳＬＥＤアレイは、単一チップ上にある。さまざまな実施形態において、単一チップ上に（たとえば、アレイで）多数個のＳＬＥＤを配置することは、各ＳＬＥＤ間における距離の減少を容易にする。加えて、単一チップ上に多数個のＳＬＥＤを配置することは、各ＳＬＥＤのエミッタ距離における相違を減少させる（たとえば、１マイクロメートル未満の許容差でエミッタピッチをリソグラフィー的に定義する）ことができる。いくつかの実施形態において、ＳＬＥＤアレイにおける各ＳＬＥＤは、同じ色チャンネル（たとえば、緑）において光を放射する。代替として、ＳＬＥＤアレイは、単一チップ上で異なる色チャンネルのＳＬＥＤを含むことができる。
【００３３】
色チャンネルは、固有の波長の光学バンドであり、光学バンドは、比較的狭い（たとえば、５ｎｍ）ことがある。色チャンネルは、可視スペクトルのなんらかの部分（たとえば、赤い光、緑の光、黄色い光、青い光、紫の光、など）、赤外スペクトルのなんらかの部分、または電磁スペクトルのなんらかの他の部分に対応する波長の光学バンドであってよい。可視スペクトルにおける色チャンネルは、通常、ユーザにコンテンツを提示するために使用される。可視スペクトルの外にある色チャンネルは、たとえば、ユーザの眼の動きを追跡するために使用することができる構造化光パターンを提供するために使用されてよい。
【００３４】
いくつかの実施形態において、多数個のＳＬＥＤアレイが存在し、多数個のＳＬＥＤアレイは、各々がそれぞれのチップ上にあり、各々が異なる色チャンネル（たとえば、１つは赤、１つは青、および１つは緑）に関連付けられている。（異なるチップ上の）異なるＳＬＥＤアレイからの光を、スキャニングミラーアセンブリに提供される単一ビームに組み合わせるために、光組合せアセンブリを使用することができる。
【００３５】
スキャニングミラーアセンブリは、ＳＬＥＤアレイ（および／または多数個のＳＬＥＤアレイ）から放射された光を、出力導波路の入口場所へと、スキャンされた画像光としてスキャンするように構成される。スキャニングミラーアセンブリは、光をスキャンするための１つまたは複数のマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーを含むことができる。ＭＥＭＳミラーについてのフレームレートおよび解像度は、一般に（ＭＥＭＳミラーの）共振周波数によって制限され、高フレームレートに対処するように共振周波数を増加させることは、非常に困難であり得ることに留意されたい。ＳＬＥＤアレイは、線ソース（すなわち、１次元に配列された多数個の点ソース）として扱われてもよい。それに応じて、時間内の所与の瞬間の間に（１つの点ソースに比べて）画像のより大きい部分がスキャンアウトされ、それによって、ＭＥＭＳミラーの共振周波数を増加させる必要に関連付けられた問題を回避しながら、（従来の点ソーススキャニングシステムに比べた）事実上のフレームレートの増加を可能にする。
【００３６】
出力導波路は、たとえば、導波路ディスプレイの一部であってよい。導波路ディスプレイは、人工現実システムの一部であってもよい。導波路ディスプレイは、ソースアセンブリと、出力導波路と、コントローラとを含む。出力導波路は、目標場所での入力エリア、および出力エリアを含む。出力導波路は、入力エリアで、スキャンされた画像光を受信し、スキャンされた画像光を（たとえば、瞳の再現を介して）少なくとも１次元において拡大し、出力エリアから、拡大した画像光を出力する。コントローラは、光ソースおよびスキャニングミラーアセンブリを制御する。たとえば、コントローラは、個々のＳＬＥＤの明るさを、時間および／またはスキャニング場所の関数として変えるように光ソースに命令して、拡大した画像光が均一な明るさの値を有することを確実にすることができる。
【００３７】
図１は、１つまたは複数の実施形態によるＳＬＥＤアレイ１００の等角図である。ＳＬＥＤアレイ１００は、単一チップ１１０上にある複数のＳＬＥＤを含む。ＳＬＥＤは、超高輝度に基づいた端面放射型の半導体光ソースである。図１はＳＬＥＤアレイ１００における５つのＳＬＥＤを示しているが、他の実施形態においては、ＳＬＥＤアレイにおけるＳＬＥＤの数が異なってもよいことに留意されたい。
【００３８】
各ＳＬＥＤは、リッジ導波路（たとえば、リッジ導波路１２０）を含み、リッジ導波路は、活性領域によって放射された光の光学モードを閉じ込め、その結果、閉じ込められた光学モードが、第１の次元において伝播する。リッジ導波路構造は、１つまたは複数の長手方向の内部リッジを有する円形または長方形の導波路であり、導波路は、リッジ導波路の３つの側面を取り囲む、リッジよりも低い屈折率を有する材料（たとえば、空気）の存在によって、より強い光学的閉じ込めを提供する。レーザーダイオードとは異なり、ＳＬＥＤは、リッジ導波路において光が前後に循環するのを防ぐように設計される。これは、光を時間的に非干渉性に保つ。それに応じて、ＳＬＥＤアレイ１００から放射された光１３０は、空間的に可干渉性（たとえば、光が出力導波路に結合するときに２分角未満の発散角）であり、時間的に非干渉性（たとえば、可視バンドにおいて光を放射するソースについて２０から２００ミクロンの範囲の可干渉長）である。光ソースの放射特性に関する補足の詳細は、たとえば、これによりその全体において参照により組み込まれる米国特許出願第１５／６５０，６１２号において見出すことができる。
【００３９】
ＳＬＥＤアレイ１００によって放射された光１３０は、通常、単一色チャンネルである。しかしながら、いくつかの実施形態において、ＳＬＥＤアレイ１００は、異なる色チャンネルにおいて光を放射するＳＬＥＤを含むことができる。たとえば、ＳＬＥＤアレイは、可視バンドの異なる部分（たとえば、赤、緑、青）において放射するＳＬＥＤ、可視バンドおよびＩＲバンドにおいて放射するＳＬＥＤ、その他を含むことができる。
【００４０】
図示しない実施形態において、ＳＬＥＤアレイ１００は、ファンアウトデバイス構造を有することができる。ファンアウトデバイス構造は、ピクセルピッチの一定の値を維持しながら、ＳＬＥＤアレイ１００におけるＳＬＥＤの各々の間のピクセルクロストークを削減することができる。ファンアウトデバイス構造は、第１のＳＬＥＤからの画像光が、隣接したＳＬＥＤからの画像光に結合されないように、ＳＬＥＤ間の分離を増加させる構成である。ファンアウトデバイス構造は、非透過性材料の分離、ＳＬＥＤごとに分離した導波路／ファイバ、またはそれらのなんらかの組合せに基づくことができる。ファンアウト構造の補足の詳細は、たとえば、これによりその全体において参照により組み込まれる米国特許出願第１５／８９６，３９２号に示され、説明されている。
【００４１】
図２Ａは、１つまたは複数の実施形態によるニアアイディスプレイ（ＮＥＤ）２００の図である。ＮＥＤ２００は、ユーザにメディアを提示する。ＮＥＤ２００によって提示されるメディアの例は、１つまたは複数の画像、ビデオ、オーディオ、またはそれらのなんらかの組合せを含む。いくつかの実施形態において、オーディオは、外部デバイス（たとえば、スピーカおよび／またはヘッドフォン）を介して提示され、外部デバイスは、ＮＥＤ２００、コンソール（図示せず）、またはその両方からオーディオ情報を受信し、オーディオ情報に基づいてオーディオデータを提示する。ＮＥＤ２００は、一般に、人工現実システムにおいて動作するように構成される。いくつかの実施形態において、ＮＥＤ２００は、コンピュータ生成された要素（たとえば、画像、ビデオ、サウンド、その他）を用いて、物理的な実世界環境のビューを拡張することができる。
【００４２】
図２Ａに示されるＮＥＤ２００は、フレーム２０５と、ディスプレイ２１０とを含む。フレーム２０５は、ユーザへのメディアを一緒にディスプレイする、１つまたは複数の光学素子を含む。ディスプレイ２１０は、ＮＥＤ２００によって提示されたコンテンツをユーザが見るために構成される。図３と併せて下で議論されるように、ディスプレイ２１０は、画像光を生成してユーザの眼にメディアを提示するための、少なくとも１つのソースアセンブリを含む。ソースアセンブリは、たとえば、ソース素子アレイを含む。ソース素子アレイは、単一チップ上に配列された少なくとも１つのＳＬＥＤアレイを含む。いくつかの実施形態において、ＮＥＤはまた、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）と呼ばれてもよい。
【００４３】
図２Ｂは、１つまたは複数の実施形態による、図２Ａに例示されたＮＥＤ２００の断面２２０である。断面２２０は、少なくとも１つの導波路ディスプレイ２３０と、アイボックス２４０とを含む。アイボックス２４０は、ユーザがＮＥＤ２００を着用するときに眼２５０が位置付けられる場所である。いくつかの実施形態において、フレーム２０５は、アイウェアグラスのフレームを表現してもよい。例示の目的のために、図２Ｂは単一の眼２５０および単一の導波路ディスプレイ２３０に関連付けられた断面２２０を示しているが、図示しない代替実施形態においては、図２Ｂに示された導波路ディスプレイ２３０から分離したもう１つの導波路アセンブリが、ユーザのもう１つの眼に画像光を提供する。
【００４４】
導波路ディスプレイ２３０は、図２Ｂにおいて下で例示するように、アイボックス２４０を通して画像光を眼２５０に導くように構成される。導波路ディスプレイ２３０は、ＮＥＤ２００の重さを効果的に最小限にして、視野（これ以降「ＦＯＶ」と略記される）を広げる、１つまたは複数の屈折率を有する１つまたは複数の材料（たとえば、プラスチック、ガラス、その他）から作られてよい。代替の構成において、ＮＥＤ２００は、導波路ディスプレイ２３０と眼２５０との間に、１つまたは複数の光学素子を含む。光学素子は、たとえば、導波路ディスプレイ２３０から放射された画像光における収差を補正する、導波路ディスプレイ２３０から放射された画像光を増強する、導波路ディスプレイ２３０から放射された画像光のなんらかの他の光学的な調整、またはそれらのなんらかの組合せを行うように働くことができる。光学素子の例は、アパーチャ、フレネルレンズ、凸レンズ、凹レンズ、フィルタ、または画像光に作用する任意の他の好適な光学素子を含むことができる。
【００４５】
導波路ディスプレイ２３０は、ユーザの眼にメディアを提示するために、画像光を生成するためのソースアセンブリを含む。ソースアセンブリは、単一チップ上にある少なくとも１つのＳＬＥＤアレイを含む。ソースアセンブリは、図３〜図６に関して下で詳細に議論される。
【００４６】
いくつかの実施形態において、導波路ディスプレイ２３０は、ユーザの眼２５０の凝視場所を追跡するアイトラッカー（図示せず）を含む。アイトラッカーは、ユーザの眼２５０のためのアイトラッキング情報を判定する。アイトラッキング情報は、アイボックス２４０におけるユーザの眼２５０の位置および向きについての情報を含むことができる。いくつかの実施形態において、ソースアセンブリにおけるＳＬＥＤアレイは、眼２５０を照明する赤外構造化光パターンを放射することができる。アイトラッカーの１つまたは複数のカメラが、照明された眼２５０の画像をキャプチャし、キャプチャされた画像のうちの１つまたは複数を使用してアイトラッキング情報を判定する。導波路ディスプレイ２３０は、たとえば、中心窩レンダリング、および／または輻輳調節矛盾を軽減することにおいて、アイトラッキング情報を使用することができる。
【００４７】
図３は、１つまたは複数の実施形態による導波路ディスプレイ３００の等角図を例示する。いくつかの実施形態において、導波路ディスプレイ２３０は、導波路ディスプレイ３００の実施形態である。導波路ディスプレイ３００は、ＮＥＤ２００の一部、なんらかの他のＮＥＤまたはディスプレイ画像光を特定の場所に導く他のシステムの一部であってよい。
【００４８】
導波路ディスプレイ３００は、ソースアセンブリ３１０と、出力導波路３２０と、コントローラ３３０とを含む。例示の目的のために、図３は単一の眼２５０に関連付けられた導波路ディスプレイ３００を示しているが、いくつかの実施形態においては、導波路ディスプレイ３００から分離した（または部分的に分離した）もう１つの導波路ディスプレイが、ユーザのもう１つの眼に画像光を提供する。部分的に分離したシステムにおいては、１つまたは複数のコンポーネントが、各眼のための導波路ディスプレイの間で共有されてもよい。
【００４９】
ソースアセンブリ３１０は、画像光を生成する。ソースアセンブリ３１０は、（たとえば、図４に関して下でさらに説明されるように）ソース素子アレイ３４０と、光学システム３４５とを含む。ソース素子アレイ３４０は、１つまたは複数のＳＬＥＤアレイに配置された複数のＳＬＥＤを使用して画像光を生成する光学コンポーネントである。ソース素子アレイ３４０における（たとえば、図１に示されたものと同様の）各ＳＬＥＤアレイは、単一のそれぞれのチップ上（すなわち、モノリシック）にある。ソース素子アレイ３４０は、１つまたは複数の色チャンネル（たとえば、赤、青、緑、赤外線、その他）において画像光を生成する。ソース素子アレイ３４０は、図４を参照して下でさらに説明される。
【００５０】
光学システム３４５は、ソース素子アレイ３４０によって生成された画像光に対し、焦点合わせ、組合せ、条件付け、およびスキャニングプロセスを含むがこれらに限らない、一組の光学プロセスを実施する。（例示しない）いくつかの実施形態において、光学システム３４５は、図４と併せて下で詳細に説明されるように、組合せアセンブリ、光条件付けアセンブリ、およびスキャニングミラーアセンブリを含む。ソースアセンブリ３１０は、画像光３５５を生成し、出力導波路３２０の結合素子３５０に出力する。
【００５１】
出力導波路３２０は、ユーザの眼２５０に画像光を出力する光学導波路である。出力導波路３２０は、１つまたは複数の結合素子３５０で画像光３５５を受信し、受信した入力画像光を１つまたは複数の減結合素子３６０に誘導する。いくつかの実施形態において、結合素子３５０は、ソースアセンブリ３１０からの画像光３５５を、出力導波路３２０に結合する。結合素子３５０は、たとえば、回折格子、ホログラフィック格子、画像光３５５を出力導波路３２０に結合するなんらかの他の素子、またはそれらのなんらかの組合せであってよい。たとえば、結合素子３５０が回折格子である実施形態において、回折格子のピッチは、全内部反射が発生し、画像光３５５が減結合素子３６０に向かって内部に伝播するように選ばれる。たとえば、回折格子のピッチは、３００ｎｍから６００ｎｍの範囲であってよい。
【００５２】
出力導波路３２０は、光学システムから受信した光を、１つまたは複数の次元において拡大する。いくつかの実施形態において、画像光を拡大することは、１つまたは複数の次元を越えたソースアセンブリ３１０の瞳の再現によって引き起こされる。いくつかの他の実施形態において、再現された瞳は、互いに重なり合ってもよい。さまざまな実施形態において、出力導波路３２０は、１つまたは複数の次元にわたって光を拡大することができ、ここで、１つまたは複数の次元は直交していない。なおも他の実施形態において、出力導波路３２０は、受信した光を、２つ以上の直交次元（たとえば、ｘ軸およびｙ軸）において拡大することができる。再現された瞳は、アイボックス（たとえば、アイボックス２４０）のいくらか、またはすべてを満たしてもよい。たとえば、再現された瞳は、直径１０ｎｍから４０ｎｍであり、アイボックスにおける眼（たとえば、眼２５０）のより簡単な配置を可能にする。
【００５３】
減結合素子３６０は、拡大した画像光を、出力導波路３２０から減結合する。減結合素子３６０は、たとえば、回折格子、ホログラフィック格子、画像光を出力導波路３２０から減結合するなんらかの他の素子、またはそれらのなんらかの組合せであってよい。たとえば、減結合素子３６０が回折格子である実施形態において、回折格子のピッチは、入射画像光が出力導波路３２０を出るように選ばれる。たとえば、回折格子のピッチは、３００ｎｍから６００ｎｍの範囲であってよい。出力導波路３２０から出る画像光の向きおよび位置は、結合素子３５０に入る画像光３５５の向きおよび位置を変化させることによって制御される。
【００５４】
出力導波路３２０は、画像光３５５の全内部反射を促進する１つまたは複数の材料から作られてよい。出力導波路３２０は、たとえば、シリコン、プラスチック、ガラス、またはポリマー、またはそれらのなんらかの組合せから作られてよい。出力導波路３２０は、比較的小さな形状因子を有する。たとえば、出力導波路３２０はおおよそ、Ｘ次元に沿った５０ｍｍの幅、Ｙ次元に沿った３０ｍｍの長さ、およびＺ次元に沿った０．５〜１ｍｍの厚さであってよい。
【００５５】
コントローラ３３０は、ソースアセンブリ３１０のスキャニング動作を制御する。コントローラ３３０は、少なくとも１つまたは複数のディスプレイ命令に基づいて、ソースアセンブリ３１０のためのスキャニング命令を判定する。ディスプレイ命令は、１つまたは複数の画像をレンダリングするための命令である。いくつかの実施形態において、ディスプレイ命令は、単に画像ファイル（たとえば、ビットマップ）であってもよい。ディスプレイ命令は、たとえば、（ここでは図示しない）人工現実システムのコンソールから受信されてよい。スキャニング命令は、画像光３５５を生成するために、ソースアセンブリ３１０によって使用される命令である。スキャニング命令は、たとえば、色チャンネル、スキャニングレート、スキャニングミラーアセンブリの向き、（図４を参照して下で説明される）１つもしくは複数の照明パラメータ、またはそれらのなんらかの組合せを含むことができる。コントローラ３３０は、本開示の他の態様を曖昧にしないようにここでは示さない、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの組合せを含む。
【００５６】
スキャン経路は、１つまたは複数のＳＬＥＤアレイに関連付けられたスキャニングミラーアセンブリの発振によって引き起こされたバンディングを含むことがあることに留意されたい。図７に関して下で詳細に議論されるように、コントローラは、個々のＳＬＥＤの明るさを、時間および／またはスキャニング場所の関数として変えるようにソース素子アレイ３４０に命令して、拡大した画像光が均一な明るさの値を有することを確実にすることができる。
【００５７】
図４は、１つまたは複数の実施形態によるソースアセンブリ３１０のブロック図を例示する。ソースアセンブリ３１０は、ソース素子アレイ４１０と、光学システム４２０とを含む。ソース素子アレイ３４０は、ソース素子アレイ４１０の実施形態である。光学システム３４５は、光学システム４２０の実施形態である。
【００５８】
ソースアセンブリ３１０は、コントローラ３３０からのスキャニング命令に従って、光を生成する。ソースアセンブリ３１０は、ソース素子アレイ４１０と、光学システム４２０とを含む。ソース素子アレイ４１０は、空間的に可干渉性な、または部分的に空間的に可干渉性な画像光、および時間的に非干渉性な画像光を生成する、光のソースである。ソース素子アレイ４１０は、可視バンド（たとえば、約３９０ｎｍから７００ｎｍまで）において光を放射し、連続的な、またはパルス状の光を放射することができる。いくつかの実施形態において、ソース素子アレイ４１０は、広い放射スペクトルで密に詰められたリッジ導波路の超高輝度ＬＥＤ（ＳＬＥＤ）アレイであってよい。ソース素子アレイ４１０は、コントローラ３３０から受信した１つまたは複数の照明パラメータに従って、光を放射する。照明パラメータは、光を生成するために、ソース素子アレイ４１０によって使用される命令である。照明パラメータは、たとえば、波長、パルスレート、パルス振幅、（連続的な、またはパルス状の）ビームタイプ、放射される光に作用する他のパラメータ、またはそれらのなんらかの組合せを含むことができる。
【００５９】
ソース素子アレイ４１０は、各々が異なるチップ上にある、１つまたは複数のＳＬＥＤアレイ（たとえば、ＳＬＥＤアレイ１００）を含む。いくつかの実施形態において、各ＳＬＥＤアレイは、１次元線形列に配列された多数個のＳＬＥＤを含む。ＳＬＥＤアレイの各ＳＬＥＤは、空間的に可干渉性で、時間的に非干渉性である光を放射する。
【００６０】
いくつかの実施形態において、１つまたは複数のＳＬＥＤアレイの各ＳＬＥＤアレイは、異なる色チャンネルの光を生成する。たとえば、第１のチップ上の第１のＳＬＥＤアレイが第１の色チャンネルの光（たとえば、赤い光）を生成し、第２のチップ上の第２のＳＬＥＤアレイが第２の色チャンネルの光（たとえば、緑の光）を生成し、第３のチップ上の第３のＳＬＥＤアレイが第３の色チャンネル（たとえば、青）の光を生成する。他の実施形態において、１つまたは複数のＳＬＥＤアレイの各ＳＬＥＤアレイは、同じ色チャンネルの光を生成する。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のＳＬＥＤアレイのうちの１つのＳＬＥＤアレイは、アイトラッキング用に使用されるバンドにおいて光（たとえば、赤外光）を放射する。
【００６１】
いくつかの実施形態において、１つまたは複数のＳＬＥＤアレイのうちのＳＬＥＤアレイは、異なる色チャンネルに関連付けられたＳＬＥＤを含むことができる。たとえば、ＳＬＥＤアレイは、第１の色チャンネルの光を放射する、あるチップ上のＳＬＥＤを含み、第２の色チャンネルの光を放射する、同じチップ上のＳＬＥＤもまた含むことができる。
【００６２】
いくつかの実施形態において、ソース素子アレイ４１０は、ＳＬＥＤの１次元線形アレイであり、ここで、各ＳＬＥＤは、ユーザに最終的にディスプレイされる画像におけるそれぞれの列に対応する。図１に関して上で議論されたように、各ＳＬＥＤは、リッジ導波路を含む。一実施形態において、ソース素子アレイ４１０は、リッジ導波路の各々の間で一定のピッチを含む。他の実施形態において、ＳＬＥＤアレイは、リッジ導波路のうちの少なくともいくつかの間で異なるピッチを含むことができる。
【００６３】
光学システム４２０は、ソース素子アレイ４１０からの光に条件付けする、１つまたは複数の光学コンポーネントを含む。ソース素子アレイ４１０からの光に条件付けすることは、たとえば、拡大すること、視準すること、コントローラ３３０からの命令に従って向きを調整すること、光のなんらかの他の調整、またはそれらのなんらかの組合せを含むことができる。１つまたは複数の光学コンポーネントは、たとえば、レンズ、ミラー、アパーチャ、格子、またはそれらのなんらかの組合せを含むことができる。光学システム４２０（およびまたソースアセンブリ３１０）から放射された光は、スキャンされた画像光４３０と呼ばれる。光学システム４２０は、出力導波路３２０に向かって、（スキャニング命令による）特定の向きで、スキャンされた画像光４３０を出力する。
【００６４】
図４に例示された実施形態において、光学システム４２０は、組合せアセンブリ４４０と、光条件付けアセンブリ４５０と、スキャニングミラーアセンブリ４６０とを含む。組合せアセンブリ４４０は、ソース素子アレイ４１０によって出力されたソース光４７０を、組み合わされた光４８０に組み合わせる。ソース光４７０は、複数のＳＬＥＤアレイからの１つまたは複数の色チャンネルの光を含むことができる。この実施形態において、ソース光４７０は、異なる位置における異なるＳＬＥＤアレイを使用して生成され、組合せアセンブリ４４０は、ソース光４７０を作る光のさまざまなビームを、組み合わされた光４８０の単一のビームに組み合わせるために働く。組合せアセンブリ４４０の一例は、図６に関して下で詳細に議論される。同じ機能を遂行するために、他の構造が使用されてもよいことに留意されたい。組合せアセンブリ４４０は、組み合わされた光４８０を光条件付けアセンブリ４５０に透過させる。代替実施形態において、光学システム４２０は、組合せアセンブリ４４０を含まない。たとえば、ソース素子アレイ４１０が、単一のＳＬＥＤアレイを含んでもよく、ソース光４７０と組み合わされた光４８０とは同じである。
【００６５】
いくつかの構成において、ソースアセンブリ３１０は、ソース素子アレイ４１０に結合された色コンバータ（図示せず）を含んで、光条件付けアセンブリ４５０に全色画像光を提供する。色コンバータは、固有の波長のバンドの光を、異なる波長のバンドに（すなわち、１つの色チャンネルから別の色チャンネルに）コンバートするデバイスである。色コンバータは、ドープファイバ、蛍光体、ナノ蛍光体、コロイド状およびエピタキシャル量子ドットを含むことができる。たとえば、色コンバータは、特定の波長の範囲の画像光（たとえば、青色の画像光）を緑色の画像光にコンバートする、緑コンバータを含むことができる。
【００６６】
光条件付けアセンブリ４５０は、組み合わされた光４８０に条件付けし、条件付けされた光４９０をスキャニングミラーアセンブリ４６０に放射する。条件付けされた光４９０は、スキャニングミラーアセンブリ４６０への入射のために条件付けされた光である。光条件付けアセンブリ４５０は、ソース素子アレイ４１０からの光に条件付けする、１つまたは複数の光学コンポーネントを含む。ソース素子アレイ４１０からの光に条件付けすることは、たとえば、拡大すること、視準すること、１つもしくは複数の光学的なエラー（たとえば、フィールド湾曲、色彩収差、その他）について補正すること、光のなんらかの他の調整、またはそれらのなんらかの組合せを含むことができる。光条件付けアセンブリ４５０は、ソース光４７０に条件付けし、条件付けされた光４９０をスキャニングミラーアセンブリ４６０に放射する。
【００６７】
スキャニングミラーアセンブリ４６０は、スキャニングミラーアセンブリ４６０の１つまたは複数の反射する部分を介して画像光をリダイレクトする、１つまたは複数の光学素子を含む。画像光がリダイレクトされて向かうところは、１つまたは複数の反射する部分の固有の向きに基づく。１つまたは複数の光学素子は、少なくとも１つのスキャニングＭＥＭＳミラーを含む。いくつかの実施形態において、スキャニングミラーアセンブリ４６０は、少なくとも２次元においてスキャンするように構成された、単一のスキャニングＭＥＭＳミラーを含む。他の実施形態において、スキャニングミラーアセンブリ４６０は、互いに直交した方向に各々がスキャンする、複数のスキャニングＭＥＭＳミラーを含むことができる。スキャニングミラーアセンブリ４６０は、ラスタースキャン（水平に、または垂直に）、二重共振スキャン、またはそれらのなんらかの組合せを実施することができる。いくつかの実施形態において、スキャニングミラーアセンブリ４６０は、固有の発振の周波数で、水平方向および／または垂直方向に沿って制御された振動を実施して、２次元に沿ってスキャンし、ユーザの眼に提示されるメディアの２次元投影された線画像を生成することができる。スキャニングミラーアセンブリ４６０は、条件付けされた光４９０に基づいて、スキャンされた画像光４３０を放射する。画像光３５５は、スキャンされた画像光４３０の実施形態である。いくつかの実施形態において、スキャンされた画像光４３０は、図３を参照して上で説明されたように、出力導波路（たとえば、出力導波路３２０）に結合する。
【００６８】
一例において、ソースアセンブリ３１０は、ソース光４７０の時間的変調を実施して、時間的に変調された画像光を放射し、スキャニングミラーアセンブリ４６０は、スキャンされた画像光４３０の目標フレームレートに従って、時間的に変調された画像光のスキャニングを実施する。時間的変調は、ソースアセンブリ３１０の各光ソースが、スキャニングミラーアセンブリ４６０と同期して、スキャンされた画像光４３０の投影を繰り返すようなものであり、こうして、ソースアセンブリ３１０の各色チャンネルにおけるＳＬＥＤの数だけ、スキャンされた画像光４３０のリフレッシュレートを事実上増加させる。
【００６９】
スキャニングミラーアセンブリ４６０は、ソース素子アレイ４１０によって出力されたソース光４７０に従って所望のフレームレートを達成するために、ピクセル位置のアレイ変換を実施する。たとえば、スキャニングミラーアセンブリ４６０は、ソース素子アレイ４１０の所与の数のピクセル位置から、所望の明るさのレベルに基づいて、第１の時間のインスタンスから第２の時間のインスタンスへと、１つのピクセル位置分だけ動く。別の例において、スキャニングミラーアセンブリ４６０は、全色画像光を導くために、人間の眼の応答時間よりも短い時間遅延で、赤緑青（ＲＧＢ）ピクセルのオーバーレイを実施する。いくつかの構成において、スキャニングミラーアセンブリ４６０は、削減された周波数で条件付けされた光４９０のスキャニングを実施する、少なくとも１つの２次元ＭＥＭＳミラーを含む。アレイ変換を実施しない通常のスキャニングミラーアセンブリにおいて、要求される周波数は、５０ｋＨｚから１００ｋＨｚほどの高さであり得る。対して、スキャニングミラーアセンブリ４６０は、ソース素子アレイ４１０におけるＳＬＥＤの数に基づいた周波数でスキャニングを実施する。たとえば、ソース素子アレイ４１０が赤い画像光を放射する３つのＳＬＥＤアレイを含むとき、スキャニングミラーアセンブリ４６０の周波数は、２０ｋＨｚ未満である。別の例において、スキャニングミラーアセンブリ４６０は、２０ｋＨｚの周波数でスキャニングを実施する２次元ＭＥＭＳミラーを含む。同時に多数個のソースをスキャンすることによって、ソースアセンブリ３１０は、従来の単一ソーススキャニングシステムのフレームレートを大幅に超えるフレームレートを有することができる。たとえば、従来のシステムは、通常、３５フレーム毎秒（ｆｐｓ）までのフレームレートを有し、一方でソースアセンブリ３１０は、７０ｆｐｓまたはそれ以上（たとえば、２００ｆｐｓ）のフレームレートを有することができる。
【００７０】
コントローラ３３０は、ソース素子アレイ４１０およびスキャニングミラーアセンブリ４６０を制御する。コントローラ３３０は、ディスプレイ用のコンテンツを取り、コンテンツを個別のセクションに分割する。コントローラ３３０は、ユーザに最終的にディスプレイされる画像においてそれぞれの列に対応する個々のＳＬＥＤ（またはＳＬＥＤアレイ）を使用して、個別のセクションをシーケンシャルに提示するように、ソース素子アレイ４１０に命令する。コントローラ３３０は、提示された個別のセクションを、出力導波路３２０の結合素子の異なるエリアにスキャンするように、スキャニングミラーアセンブリ４６０に命令する。それに応じて、出力導波路３２０のアイボックスで、各個別の部分が異なる場所に提示される。各個別のセクションは異なる時間に提示されるものの、個別のセクションの提示およびスキャニングは、ユーザの眼が異なるセクションを単一の画像または一連の画像に統合するほどの十分な速さで行われる。コントローラ３３０はまた、ソース素子アレイ４１０の個々のＳＬＥＤに対応するアドレス、および／または個々のＳＬＥＤに適用される電気的バイアスを含むスキャニング命令を、ソース素子アレイ４１０に提供することができる。
【００７１】
スキャンされた画像光４３０は、スキャニングミラーアセンブリ４６０において光をリダイレクトする光学素子の発振によって部分的に引き起こされるバンディングを含むことがある。図７に関して下で詳細に議論されるように、コントローラ３３０は、個々のＳＬＥＤの明るさを、時間および／またはスキャニング場所の関数として変えるようにソース素子アレイ４１０に命令して、スキャンされた画像光４３０が均一な明るさの値を有することを確実にすることができる。
【００７２】
図５は、１つまたは複数の実施形態によるＳＬＥＤアレイ５００の側面図を例示する。例示された例において、ＳＬＥＤアレイ５００は、単一チップを含む半導体基板５１０上に水平に配列された５つのリッジ導波路を含む。図５のＳＬＥＤアレイ５００は、図１と併せて上で描写されたＳＬＥＤアレイ１００の実施形態である。図５において、リッジ導波路の各々の上部は、上部電極５３０に結合され、一方でリッジ導波路の各々の下部は、基板５１０に結合される。図５に例示されるように、基板５１０は、共通の下部電極５２０に結合される。上部電極５３０および下部電極５２０の両方は、たとえば、１つまたは複数のワイヤボンドを介して、コントローラに電気的に結合される。
【００７３】
さまざまな実施形態において、コントローラ（たとえば、コントローラ３３０）は、ＳＬＥＤアレイ５００に関連付けられた５つのリッジ導波路の各々を個々にアドレス指定するように構成される。たとえば、上部電極５３０への電流の適用は、上部電極５３０と下部電極５２０との間に電界の形成をもたらす。先の例において、電界の形成は、活性領域５４０における電流流れの生成をもたらし、それによって、上部電極５３０に結合されたリッジ導波路５５０によって放射された明るさの光を変調する。さまざまな実施形態において、適用される電流の大きさは、リッジ導波路の明るさの変化に関係する。図５には５つのリッジ導波路が例示されているが、他の実施形態において、ＳＬＥＤアレイ５００は、なんらかの他の数の（より多い、またはより少ない）リッジ導波路を含むことができることに留意されたい。
【００７４】
図６は、１つまたは複数の実施形態による組合せアセンブリ６００を例示する。組合せアセンブリ６００は、図４の組合せアセンブリ４４０の実施形態である。組合せアセンブリ６００は、ミラー６１０と、ミラー６２０とを含む。ミラー６１０およびミラー６２０は、ダイクロイックミラーである。ミラー６１０およびミラー６２０の各々は、それぞれの透過パスバンド、およびそれぞれの反射パスバンドを有する。透過パスバンドは、ミラー６１０およびミラー６２０がその中で入射光を透過させる波長のバンドである。反射パスバンドは、ミラー６１０およびミラー６２０がその中で入射光を反射する波長のバンドである。ミラー６１０は、ＳＬＥＤアレイ６３０によって放射された光を含む透過パスバンドを有し、ＳＬＥＤアレイ６４０から放射された光を含む反射パスバンドを有する。対して、ミラー６２０は、ＳＬＥＤアレイ６３０およびＳＬＥＤアレイ６４０によって放射された光を含む透過パスバンドを有し、ＳＬＥＤアレイ６５０から放射された光を含む反射パスバンドを有する。ＳＬＥＤアレイ６３０からの光は、ミラー６１０によって透過する。ＳＬＥＤアレイ６４０からの光は、ミラー６１０が部分的に組み合わされた光６６０を作成するように、ミラー６１０によって反射する。部分的に組み合わされた光６６０は、ミラー６２０によって透過する。そしてＳＬＥＤアレイ６５０からの光は、ミラー６２０が部分的に組み合わされた光６６０と組み合わせて、組み合わされた光６７０を形成するように、ミラー６２０によって反射する。図６は２つのミラーおよび３つの異なるＳＬＥＤアレイを含む例を例示しているが、他の実施形態においては、より多いおよび／またはより少ないミラーおよび／またはＳＬＥＤアレイが同様のやり方で組み合わされて、組み合わされた光６７０を形成することができる。
【００７５】
図７は、１つまたは複数の実施形態による、単一のＳＬＥＤアレイ（たとえば、ＳＬＥＤアレイ１００）についてのサンプルスキャン経路７００のある部分を例示する。破線の各々は、ＳＬＥＤアレイの一部である異なるＳＬＥＤからの光を表現している。スキャン経路は、ＳＬＥＤアレイに関連付けられたスキャニングミラーアセンブリの発振によって引き起こされたバンディングを含む。たとえば、線密度およびスキャニングミラーアセンブリのスキャナ速度は、水平画角の関数として変化する。各ＳＬＥＤによってトレースされた線がスキャンアウトされるとき、線は交差して、複数の高線密度領域（たとえば、領域７１０）および複数の低線密度領域（たとえば、領域７２０）をもたらすことがある。低線密度領域は、最小線密度を含み、高線密度領域は、最大線密度を含む。さまざまな実施形態において、最小線密度は、通常、最大線密度の半分である。たとえば、高線密度の領域は、１度につき２０から８０線の線密度を有することがある。線密度におけるこの均一性の欠如が、画像光においてバンディングとして現れる（すなわち、低密度の線領域が、高密度の線領域とは異なる明るさを有するように現れる）ことがある。
【００７６】
一実施形態において、コントローラ（たとえば、コントローラ３３０）は、ＳＬＥＤアレイに関連付けられた各ＳＬＥＤに適用される制御信号（たとえば、電流または電圧）を調整して、スキャニングミラーアセンブリから出力された光におけるバンディングを軽減する。知覚される明るさを一様にするために、コントローラは、１つまたは複数のＳＬＥＤによって放射された光の明るさを調整することができる。コントローラは、たとえば、低密度の線領域（たとえば、低線密度領域７２０）においてＳＬＥＤのうちの１つまたは複数の明るさを増加させる、高密度の線領域（たとえば、高線密度領域７１０）においてＳＬＥＤのうちの１つまたは複数の明るさを減少させる、またはそれらのなんらかの組合せを行うことができ、その結果、低線密度領域と高線密度領域との間の相対的な明るさは、同じ（または互いの閾値内）となる。
【００７７】
補足の構成情報
本開示の実施形態の上述の説明は、例示の目的のために提示されており、包括的であること、または本開示を開示された厳密な形態に制限することを意図していない。当業者は、上の開示に照らして、多くの修正形態および変形形態が可能であることを認めることができる。
【００７８】
この説明のいくつかの部分は、情報に対する動作のアルゴリズムおよび記号的表現の観点から本開示の実施形態を説明している。これらのアルゴリズムの説明および表現は、データ処理技術における当業者によって、彼らの仕事の内容を他の当業者に効果的に伝えるためによく使用されている。これらの動作は、機能的に、計算的に、または論理的に説明されているものの、コンピュータプログラム、または等価の電気回路、マイクロコード、その他によって実装されるように理解される。さらに、一般性を損なうことなく、動作のこれらの配列をモジュールと呼ぶことが時に好都合であることもまた分かっている。説明された動作およびそれらの関連付けられたモジュールは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて具現化されてよい。
【００７９】
本明細書で説明されるステップ、動作、またはプロセスのうちのいずれも、１つもしくは複数のハードウェアまたはソフトウェアモジュールを用いて、単独で、または他のデバイスとの組合せで実施または実装されてよい。一実施形態において、ソフトウェアモジュールは、説明されたステップ、動作、またはプロセスのうちのいずれか、またはすべてを実施するための、コンピュータプロセッサによって実行することができるコンピュータプログラムコードを収容するコンピュータ可読メディアを含むコンピュータプログラム製品で実装される。
【００８０】
本開示の実施形態はまた、本明細書における動作を実施するための装置に関してもよい。この装置は、要求された目的のために特別に構築されてもよいし、および／または、コンピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって選択的にアクティブにされる、または再構成される汎用コンピューティングデバイスを含んでもよい。そのようなコンピュータプログラムは、コンピュータシステムバスに結合され得る、非一時的な、有形のコンピュータ可読ストレージメディア、または電子命令を記憶するために好適な任意のタイプのメディアに記憶されてよい。さらに、本明細書において参照されたあらゆるコンピューティングシステムは、単一のプロセッサを含んでもよいし、または増加したコンピューティング能力のために多数個のプロセッサ設計を採用するアーキテクチャであってもよい。
【００８１】
本開示の実施形態はまた、本明細書で説明されたコンピューティングプロセスによって生み出される製品に関してもよい。そのような製品は、コンピューティングプロセスから生じた情報を含むことができ、ここでの情報は、非一時的な、有形のコンピュータ可読ストレージメディア上に記憶され、本明細書で説明されたコンピュータプログラム製品または他のデータの組合せの任意の実施形態を含むことができる。
【００８２】
最後に、本明細書で使用される言語は、主に読みやすさおよび教育的な目的のために選択されており、本発明の主題を線引きする、または限定するために選択されていなくてもよい。したがって、本開示の範囲は、この詳細な説明によって制限されるのではなく、むしろ本明細書に基づいて出願上発行される任意の請求項によって制限されることが意図される。それに応じて、実施形態の開示は、以下の請求項に明記される本開示の範囲を制限するのではなく、例示的であることが意図される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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