【手続補正書】
【提出日】令和2年9月14日(2020.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロディスプレイからの光をユーザの目に焦点を合わせるように前記マイクロディスプレイと使用するための光学システムであって、
前記マイクロディスプレイに対して相対的に近接して配置された第１レンズ要素であって、前記マイクロディスプレイの方向を向いた第１面と、前記ユーザの目の方向を向いて前記マイクロディスプレイとは反対方向を向いた第２面とを有し、前記第１面は負のパワーを提供する凹形状を有し、前記第２面は負のパワーを提供する凹形状を有し、前記第１面および前記第２面の少なくとも一方は、その表面に正のパワーを提供する連続する曲率のレンズを近似する溝を含むフレネル構造を有し、フレネル構造を含む前記第１面および前記第２面のそれぞれに関して、前記面および前記面の前記凹形状の表面の前記フレネル構造は、正の収差と負の収差を互いにキャンセルさせる、第１レンズ要素と、
前記マイクロディスプレイに対して相対的に遠位に配置された第２レンズ要素であって、前記マイクロディスプレイの方向を向いた第３面と、前記ユーザの目の方向を向いて前記マイクロディスプレイとは反対方向を向いた第４面とを有し、前記第３面は凸形状を有し、前記第４面は凹形状を有し、前記第３面および前記第４面の少なくとも一方は、その表面にフレネル構造を有する、第２レンズ要素と
を備える光学システム。
【請求項２】
少なくとも前記第１面および前記第３面は、その表面にフレネル構造を有する、請求項１に記載の光学システム。
【請求項３】
少なくとも前記第２面および前記第３面は、その表面にフレネル構造を有する、請求項１に記載の光学システム。
【請求項４】
少なくとも前記第１面および前記第４面は、その表面にフレネル構造を有する、請求項１に記載の光学システム。
【請求項５】
少なくとも前記第２面および前記第４面は、その表面にフレネル構造を有する、請求項１に記載の光学システム。
【請求項６】
前記第１面、前記第２面、前記第３面、および前記第４面のうちの少なくとも３つは、その表面にフレネル構造を有する、請求項１に記載の光学システム。
【請求項７】
前記第１面、前記第２面、前記第３面、および前記第４面の少なくとも１つは、複数のフレネルパターンによって画定されるフレネル構造を有し、前記複数のフレネルパターンの少なくとも１つは、前記複数のフレネルパターンの別の１つによって提供される焦点距離と異なる焦点距離を提供する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項８】
前記第１面、前記第２面、前記第３面、および前記第４面の少なくとも１つは、単一のフレネルパターンによって画定されるフレネル構造を有する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項９】
前記第１面、前記第２面、前記第３面、および前記第４面の少なくとも１つは、第１焦点距離を提供する第１フレネルパターンによって画定される第１ゾーンおよび第２焦点距離を提供する第２フレネルパターンによって画定される第２ゾーンを含み、前記第１焦点距離は前記第２焦点距離とは異なる、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１０】
前記第１面、前記第２面、前記第３面、および前記第４面の前記少なくとも１つは、前記第１ゾーンと前記第２ゾーンとの間に配置された第３ゾーンを含み、前記第３ゾーンは、前記第３ゾーンにおいて前記第１ゾーンと前記第２ゾーンとの間の滑らかな移行を提供する第３フレネルパターンによって画定される、請求項９に記載の光学システム。
【請求項１１】
前記第３フレネルパターンは、前記第２フレネルパターンを表す第２関数によって多重化または乗算の少なくとも一方が成された前記第１フレネルパターンを表す第１関数によって画定される、請求項１０に記載の光学システム。
【請求項１２】
前記第１面、前記第２面、前記第３面、前記第４面の少なくとも１つのうちのそれぞれは、第１フレネルパターンによって画定される第１ゾーンおよび第２フレネルパターンによって画定される第２ゾーンを含む、請求項１に記載の光学システム。
【請求項１３】
前記第１面、前記第２面、前記第３面、および前記第４面の前記少なくとも１つのうちのそれぞれは、前記第１ゾーンと前記第２ゾーンとの間に配置された第３ゾーンを含み、前記第３ゾーンは、前記第３ゾーンにおいて前記第１ゾーンと前記第２ゾーンとの間の滑らかな移行を提供する第３フレネルパターンによって画定される、請求項１２に記載の光学システム。
【請求項１４】
前記第３フレネルパターンを表す第３関数は、前記第２フレネルパターンを表す第２関数によって多重化または乗算の少なくとも一方が成された前記第１フレネルパターンを表す第１関数によって画定される、請求項１３に記載の光学システム。
【請求項１５】
前記第１ゾーンは中央ゾーンを有し、前記第２ゾーンは、前記第１ゾーンを囲む周辺ゾーンを有する、請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１６】
前記第１レンズ要素および前記第２レンズ要素は、２５ｍｍよりも小さい合成焦点距離を有する、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１７】
前記第１レンズ要素および前記第２レンズ要素は、少なくとも８５度の視野を提供する、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１８】
前記第１面、前記第２面、前記第３面、および前記第４面の少なくとも１つは、第１ピッチ値を有するフレネル構造を有し、前記第１面、前記第２面、前記第３面、および前記第４面の少なくとも１つは、第２ピッチ値を有するフレネル構造を有し、前記第１ピッチ値は前記第２ピッチ値とは異なる、請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１９】
前記第１面、前記第２面、前記第３面、および前記第４面の少なくとも１つの前記フレネル構造は、中心光軸に沿って、前記第１面、前記第２面、前記第３面、および前記第４面のうちの少なくとも他の１つの前記フレネル構造と半径方向に位置合わせされる、請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項２０】
マイクロディスプレイと共に使用する光学システムであって、前記光学システムは、
前記マイクロディスプレイに対して相対的に近接して配置された第１レンズ要素であって、前記マイクロディスプレイの方向を向いた第１面と、前記マイクロディスプレイとは反対方向を向いた第２面とを有し、前記第１面は凹形状を有し、前記第２面は凹形状を有し、前記第１面および前記第２面の少なくとも一方は、その表面にフレネル構造を有する、第１レンズ要素と、
前記マイクロディスプレイに対して相対的に遠位に配置された第２レンズ要素であって、前記マイクロディスプレイの方向を向いた第３面と、前記マイクロディスプレイとは反対方向を向いた第４面とを有し、前記第３面は凸形状を有し、前記第４面は凹形状を有し、前記第３面および前記第４面の少なくとも一方は、その表面にフレネル構造を有する、第２レンズ要素と、を備え、
前記第１面、前記第２面、前記第３面、および前記第４面の少なくとも１つの前記フレネル構造は、中心光軸に沿って、前記第１面、前記第２面、前記第３面、および前記第４面のうちの少なくとも他の１つの前記フレネル構造と半径方向にオフセットされる、光学システム。
【請求項２１】
前記第１レンズ要素と前記第２レンズ要素はエアギャップによって分離され、前記エアギャップは、前記第１レンズ要素の屈折率より小さく、且つ、前記第２レンズ要素の屈折率より小さい屈折率を有する、請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項２２】
ユーザの一方の目に対するディスプレイをそれぞれ提供する第１ディスプレイサブシステムおよび第２ディスプレイサブシステムを備え、
前記第１ディスプレイサブシステムおよび前記第２ディスプレイサブシステムのそれぞれは、
マイクロディスプレイと、
前記マイクロディスプレイからの光を前記ユーザの目に焦点を合わせるための光学システムであって、前記光学システムは、
前記マイクロディスプレイに対して相対的に近接して配置された第１レンズ要素であって、前記マイクロディスプレイの方向を向いた第１面と、前記ユーザの目の方向を向いて前記マイクロディスプレイとは反対方向を向いた第２面とを有し、前記第１面は負のパワーを提供する凹形状を有し、前記第２面は負のパワーを提供する凹形状を有し、前記第１面および前記第２面の少なくとも一方は、その表面に正のパワーを提供する連続する曲率のレンズを近似する溝を含むフレネル構造を有し、フレネル構造を含む前記第１面および前記第２面のそれぞれに関して、前記面および前記面の前記凹形状の表面の前記フレネル構造は、正の収差と負の収差を互いにキャンセルさせる、第１レンズ要素と、
前記マイクロディスプレイに対して相対的に遠位に配置された第２レンズ要素であって、前記マイクロディスプレイの方向を向いた第３面と、前記ユーザの目の方向を向いて前記マイクロディスプレイとは反対方向を向いた第４面とを有し、前記第３面は凸形状を有し、前記第４面は凹形状を有し、前記第３面および前記第４面の少なくとも一方は、その表面にフレネル構造を有する、第２レンズ要素と
を有する、ヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項２３】
少なくとも前記第１面および前記第３面は、その表面にフレネル構造を有する、請求項２２に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項２４】
少なくとも前記第２面および前記第３面は、その表面にフレネル構造を有する、請求項２２に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項２５】
少なくとも前記第１面および前記第４面は、その表面にフレネル構造を有する、請求項２２に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項２６】
少なくとも前記第２面および前記第４面は、その表面にフレネル構造を有する、請求項２２に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項２７】
前記第１面、前記第２面、前記第３面、および前記第４面のうちの少なくとも３つは、その表面にフレネル構造を有する、請求項２２に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項２８】
前記第１ディスプレイサブシステムおよび前記第２ディスプレイサブシステムのそれぞれの前記マイクロディスプレイは、シリコンベースのマイクロディスプレイを有する、請求項２２から請求項２７のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項２９】
前記第１ディスプレイサブシステムおよび前記第２ディスプレイサブシステムのそれぞれの前記マイクロディスプレイは、それぞれ、３５ｍｍよりも小さいかまたは３５ｍｍに等しい幅寸法および長さ寸法を有する、請求項２２から請求項２８のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項３０】
前記第１ディスプレイサブシステムおよび前記第２ディスプレイサブシステムのそれぞれの前記マイクロディスプレイは、２０μｍよりも小さいかまたは２０μｍに等しい画素サイズを有する、請求項２９に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項３１】
ユーザの一方の目に対するディスプレイをそれぞれ提供する第１ディスプレイサブシステムおよび第２ディスプレイサブシステムを備え、
前記第１ディスプレイサブシステムおよび前記第２ディスプレイサブシステムのそれぞれは、
マイクロディスプレイと、
前記マイクロディスプレイからの光を前記ユーザの目に焦点を合わせる前記マイクロディスプレイに対して相対的に近接して配置されたレンズ要素であって、前記マイクロディスプレイの方向を向いた第１面と、前記ユーザの目の方向を向いて前記マイクロディスプレイとは反対方向を向いた第２面とを有し、前記第１面および前記第２面は、それぞれ、その表面に正のパワーを提供する連続する曲率のレンズを近似する溝を含むフレネル構造を有し、フレネル構造を含む前記第１面および前記第２面のそれぞれに関して、前記面および前記面の凹形状の表面の前記フレネル構造は、正の収差と負の収差を互いにキャンセルさせる凹形状を有する、レンズ要素と
を有する、ヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項３２】
前記第１面および前記第２面の少なくとも一方は、複数のフレネルパターンによって画定されるフレネル構造を有する、請求項３１に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項３３】
前記第１面および前記第２面の少なくとも一方は、単一のフレネルパターンによって画定されるフレネル構造を有する、請求項３１に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項３４】
前記第１面および前記第２面の少なくとも一方は、第１フレネルパターンによって画定される第１ゾーンおよび第２フレネルパターンによって画定される第２ゾーンを含む、請求項３１から請求項３３のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項３５】
前記第１面および前記第２面の少なくとも一方は、前記第１ゾーンと前記第２ゾーンとの間に配置された第３ゾーンを含み、前記第３ゾーンは、前記第３ゾーンにおいて前記第１ゾーンと前記第２ゾーンとの間の滑らかな移行を提供する第３関数によって画定される、請求項３４に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項３６】
前記第３関数は、前記第２フレネルパターンを表す第２関数によって多重化または乗算の少なくとも一方が成された前記第１フレネルパターンを表す第１関数によって画定される、請求項３５に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項３７】
前記第１面および前記第２面のそれぞれは、第１フレネルパターンによって画定される第１ゾーンおよび第２フレネルパターンによって画定される第２ゾーンを含む、請求項３１に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項３８】
前記第１面および前記第２面のそれぞれは、前記第１ゾーンと前記第２ゾーンとの間に配置された第３ゾーンを含み、前記第３ゾーンは、前記第３ゾーンにおいて前記第１ゾーンと前記第２ゾーンとの間の滑らかな移行を提供する第３関数によって画定される、請求項３７に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項３９】
前記第３関数は、前記第２フレネルパターンを表す第２関数によって多重化または乗算の少なくとも一方が成された前記第１フレネルパターンを表す第１関数によって画定される、請求項３８に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項４０】
前記第１ゾーンは中央ゾーンを有し、前記第２ゾーンは、前記第１ゾーンを囲む周辺ゾーンを有する、請求項３７から請求項３９のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項４１】
前記マイクロディスプレイは、シリコンベースのマイクロディスプレイを有する、請求項３１から請求項４０のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項４２】
前記レンズ要素は、２５ｍｍよりも小さい焦点距離を有する、請求項３１から請求項４１のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項４３】
前記レンズ要素は、少なくとも８５度の視野を提供する、請求項３１から請求項４２のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項４４】
前記第１面は、第１ピッチ値を有するフレネル構造を有し、前記第２面は、第２ピッチ値を有するフレネル構造を有し、前記第１ピッチ値は前記第２ピッチ値とは異なる、請求項３１から請求項４３のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項４５】
前記第１面の前記フレネル構造は、中心光軸に沿って、前記第２面の前記フレネル構造と半径方向に位置合わせされる、請求項３１から請求項４４のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイシステム。
【請求項４６】
ユーザの一方の目に対するディスプレイをそれぞれ提供する第１ディスプレイサブシステムおよび第２ディスプレイサブシステムを備え、
前記第１ディスプレイサブシステムおよび前記第２ディスプレイサブシステムのそれぞれは、
マイクロディスプレイと、
前記マイクロディスプレイに対して相対的に近接して配置されたレンズ要素であって、前記マイクロディスプレイの方向を向いた第１面と、前記マイクロディスプレイとは反対方向を向いた第２面とを有し、前記第１面および前記第２面はそれぞれ、その表面にフレネル構造を有し、前記第１面の前記フレネル構造は、中心光軸に沿って、前記第２面の前記フレネル構造と半径方向にオフセットされる、レンズ要素とを備える、
ヘッドマウントディスプレイシステム。