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公開番号2025090526
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-17
出願番号2024196843
出願日2024-11-11
発明の名称照明制御装置
出願人エンヴィシクスリミテッド
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 27/01 20060101AFI20250610BHJP(光学)
要約【課題】ディスプレイシステムを提供する。
【解決手段】ディスプレイシステムは、空間変調光を受信し、反射面と透過反射面との間で導波することにより、空間変調光を複製して空間変調光の複数のレプリカを形成するように構成されたレプリケータを備える。透過反射面は、空間変調光の複数のレプリカの出力面を形成する。ディスプレイシステムは、レプリケータの出力面の下流の空間変調光の複数のレプリカの光路内に配置された光制御装置をさらに備える。光制御装置は、光制御装置の下流の湾曲した光学部品の曲率に対する第1の補正を提供するように構成される。第1の補正は、出力面上の位置の関数であり、光学部品の曲率を部分的にのみ打ち消し、少なくとも1つのレプリカの光学部品の曲率から、他のレプリカと比較していくらかの歪みを保持するように構成される。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
空間的に変調された光を受光し、前記空間的に変調された光を複製して、反射面と透過反射面との間を導波することによって前記空間的に変調された光の複数の複製物を形成するように構成された複製装置であって、前記透過反射面が、前記空間的に変調された光の前記複数の複製物の出力面を形成するものと、
前記空間的に変調された光の前記複数の複製物の光路内に、前記複製装置の前記出力面から下流側に設けられ、前記光制御装置から下流側の湾曲した光学部品の曲率に対する第１の補正を行うように構成された光制御装置であって、前記第１の補正が、前記出力面上の位置の関数であり、前記光学部品の曲率を部分的にのみ打ち消すように設定されるものと、
を備えるディスプレイシステム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記空間的に変調された光が、ホログラフィック波面であり、前記複製装置が、前記ホログラフィック波面の複数の複製物を形成するように構成されている、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項３】
前記光制御装置が、レンズ、任意にはフレネルレンズを備え、さらに任意には前記レンズがフィルムであり、任意には２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、または０．５ｍｍ未満など、５ｍｍ未満の厚さである、請求項１または２に記載のディスプレイシステム。
【請求項４】
前記第１の補正が、前記湾曲した光学部品のレンズ効果に対して逆のレンズ効果を有する、請求項１から３のいずれかに記載のディスプレイシステム。
【請求項５】
前記第１の補正が、負の屈折力であり、および／または、前記湾曲した光学部品が、正の屈折力を有する、請求項１から４のいずれかに記載のディスプレイシステム。
【請求項６】
画像のホログラムと、前記光制御装置から下流側の前記湾曲した光学部品の曲率に対する第２の補正を行うレンズ機能とを決定するように構成されたプロセッサであって、前記第２の補正が、前記光学部品の曲率を部分的にのみ打ち消すように設定されるものと、
ディスプレイ装置であって、それに表示される回折パターンに従って光を空間的に変調するように構成され、前記回折パターンが、前記ホログラムと前記レンズ機能とを含むものと、
をさらに備える、請求項１から５のいずれかに記載のディスプレイシステム。
【請求項７】
前記レンズ機能が、ピクセル化レンズ機能である、請求項６に記載のディスプレイシステム。
【請求項８】
前記第２の補正が、負の屈折力である、請求項６または７に記載のディスプレイシステム。
【請求項９】
前記回折パターンが、前記ホログラムと前記レンズ機能との重ね合わせまたは合計を含む、請求項６から８のいずれかに記載のディスプレイシステム。
【請求項１０】
アイボックス内の位置を決定し、当該位置を、前記湾曲した光学部品のサブ領域、および前記複製装置の前記出力面上の位置に相関させるように構成された視認者追跡システムであって、前記第１および第２の補正が、前記湾曲した光学部品の前記サブ領域の曲率を補正するものをさらに備える、請求項６から９のいずれかに記載のディスプレイシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光制御装置を含むディスプレイシステムに関する。また、本発明は、薄膜などの光制御装置、および車両のフロントガラスなどの光学コンバイナの曲率を補正する方法にも関する。一部の実施形態は、ホログラフィックプロジェクタ、画像生成ユニット、またはヘッドアップディスプレイに関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
物体から散乱した光には、振幅と位相の両方の情報が含まれている。この振幅と位相の情報は、たとえば、周知の干渉技術によって感光板上に捕捉され、干渉縞を含むホログラフィック記録、つまり「ホログラム」を形成できる。ホログラムは、適切な光を照射することで再構成され、元の物体を表す２次元または３次元のホログラフィック再構成、つまり再生画像を形成する。
【０００３】
コンピュータ生成ホログラフィーは、干渉プロセスを数値的にシミュレートする。コンピュータ生成ホログラムは、フレネル変換やフーリエ変換などの数学的変換に基づく手法で計算できる。これらのタイプのホログラムは、フレネル／フーリエ変換ホログラム、または単にフレネル／フーリエホログラムと呼ばれることがある。フーリエホログラムは、オブジェクトのフーリエ領域／平面表現、またはオブジェクトの周波数領域／平面表現と見なすことができる。コンピュータ生成ホログラムは、たとえばコヒーレントレイトレーシングやポイントクラウド手法で計算することもできる。
【０００４】
コンピュータ生成ホログラムは、入射光の振幅および／または位相を変調するように配置された空間光変調器にエンコードされることがある。光変調は、たとえば、電気的にアドレス指定可能な液晶、光学的にアドレス指定可能な液晶、またはマイクロミラーを使用して実現できる。
【０００５】
空間光変調器は、通常、セルまたは要素とも呼ばれる、個別にアドレス指定可能な複数の画素で構成される。光変調方式は、バイナリ、マルチレベル、または連続である。あるいは、デバイスが連続的（つまり、画素で構成されていない）である場合があり、その場合、光変調はデバイス全体で連続的になる。空間光変調器は反射型である場合があり、その場合、変調された光は反射して出力される。空間光変調器は同様に透過型である場合があり、その場合、変調された光は透過して出力される。
【０００６】
本明細書に記載のシステムを使用して、ホログラフィックプロジェクタを提供することができる。このようなプロジェクタは、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）に応用されている。
【発明の概要】
【０００７】
本開示の態様は、添付の独立請求項で定義される。
【０００８】
一般的に言えば、表示光の光路上の湾曲した光学部品の曲率を補正するように構成された表示光用の光制御装置またはグレア軽減装置が提供される。実施形態では、光制御装置またはグレア軽減装置は、ディスプレイシステムの表示光用である。実施形態では、湾曲した光学部品は、ディスプレイシステムの光路上にある。いくつかの実施形態では、湾曲した光学部品は、ディスプレイ装置からの表示光を観察窓またはいわゆるアイボックスにリダイレクトするように構成された、車両のフロントガラスなどの光学コンバイナである。光学部品は、第１の方向に第１の曲率を有し、第１の方向に垂直な第２の方向に第２の曲率を有してもよい。第１および／または第２の曲率は非線形であってもよい。光学部品は、特にホログラフィック投影に基づくディスプレイシステムで使用されると複雑な歪みを生じる複雑な曲率を有する。
【０００９】
表示光は、空間的に変調された光であってもよい。ディスプレイシステムは、空間的に変調された光を観察面またはアイボックスに中継するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、ディスプレイシステムはホログラフィックディスプレイシステムであり、空間的に変調された光は、ホログラムに従って空間的に変調された光である。空間的に変調された光は、ホログラフィック波面と呼ばれることがある。他の実施形態では、ディスプレイシステムは、画像または画像ディスプレイシステム（例えば、従来の画像生成ユニットの一部）であり、空間的に変調された光は、画像または画像に従って空間的に変調された光である。これらの実施形態では、空間的に変調された光は、画像または画像波面と呼ばれることがある。画像波面は、スクリーンまたは拡散器から受信されてもよい。したがって、画像波面は拡散され、および／または、ある範囲の光線角度を含むことがある。本開示の光制御装置は、空間的に変調された光が観察面に到達することを可能にしながら、周囲光の反射を制御してグレアが観察面に到達するのを防止または抑制する手段を提供する。例えば、ディスプレイ装置は、反射面を含む光学部品を備えていてもよい。光制御装置がない場合、周囲光は反射面によってディスプレイ装置の視野面／アイボックスに向かって反射され、グレアが生じる可能性がある。本開示の光制御装置は、このような反射を抑制するように構成されている。
【００１０】
上述のように、本開示の光制御装置は、さらに、ディスプレイシステムの光路上の湾曲した光学部品の曲率を補正するように構成されている。湾曲した光学部品がディスプレイシステムの光路上にあるということは、ディスプレイシステムを通って伝播する空間変調光が湾曲した光学部品に入射したり、湾曲した光学部品によって反射されたり、湾曲した光学部品を透過したり、あるいは湾曲した光学部品と相互作用したりする可能性があることを意味する。当業者であれば理解できるように、光学部品の曲率は、空間変調光の発散または収束およびその角度を変える可能性がある。例えば、空間変調光が湾曲した光学部品の上流（光学部品と相互作用する前）で実質的にコリメートされている場合、空間変調光は湾曲した光学部品の下流（光学部品と相互作用した後）で非平行（例えば、収束または発散）になる可能性がある。言い換えれば、湾曲した光学部品は、そこに入射する空間変調光に対してレンズ効果を有する可能性がある。湾曲した光学部品の曲率が不均一である場合、レンズ効果も不均一になる可能性がある。たとえば、湾曲した光学部品の異なる部分は、異なる曲率半径を持つ可能性があり、そのため、そこに入射する空間的に変調された光に対して異なるレンズ効果を持つ可能性がある。いくつかの実施形態では、湾曲した光学部品は、車両のフロントガラスまたは風防である。フロントガラスまたは風防は、そこに入射する表示光に対して複雑なレンズ効果を持つ複雑な曲率を持つ可能性がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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