DE60131208T2

DE60131208T2 - Tragbares Anzeigesystem

Info

Publication number: DE60131208T2
Application number: DE60131208T
Authority: DE
Inventors: Young-ran Paldal-gu Suwon-si Song; Seok-ho Guri-si Song
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2021-12-13
Also published as: DE60122658T2; DE60122658D1; TW522256B; CN1365016A; JP2002277818A; CN1324347C; EP1215522A3; EP1215522B1; JP4064102B2; EP1215522A2; DE60131208D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft persönliche Anzeigesysteme und im Besonderen ein tragbares Anzeigesystem, das ein Anzeigesignal, das an einem Ort in der Nähe des Auges eines Benutzers anzuzeigen ist, über eine brillenartige oder schutzbrillenartige optische Vorrichtung transmittieren kann.
Herkömmliche optische Anzeigesysteme, die beim Militär, in der Medizin oder zur persönlichen Unterhaltung verwendet werden und im Allgemeinen als Datenhelmsysteme (HMD – Head Mounted Display) bekannt sind, wurden für Benutzer konstruiert, um Videosignale über eine brillenartige, schutzbrillenartige oder helmartige tragbare Vorrichtung zu sehen. Diese persönlichen Anzeigesysteme ermöglichen Benutzern das Empfangen von Videoinformationen, während sie sich von einem Ort zu einem anderen bewegen. 1 zeigt ein Beispiel für das Erscheinungsbild eines Datenhelms. Mit Bezugnahme auf 1 besteht der Datenhelm aus einer allgemeinen Brille 100 und einer Bildsteuereinheit 110, die in der Mitte der Brille 100 angebracht ist. Die Steuereinheit 110 ist von sperriger, schwerer und unbequemer Erscheinung. Das große Volumen und das hohe Gewicht der Bildsteuereinheit 110 ist auf eine Menge optischer Elemente zurückzuführen, die die Einheit bilden.
2 zeigt die Struktur eines allgemeinen Datenhelms. In 2 umfasst der Datenhelm eine Bildsteuereinheit 200, ein Anzeigefeld 210 und ein optisches System 220. Die Bildsteuereinheit 200 speichert ein Signal, das von äußeren Quellen, wie einem Personalcomputer oder einer Videovorrichtung (nicht gezeigt), empfangen wurde, und verarbeitet das empfangene Signal, um es auf dem Anzeigefeld 210, wie einem Flüssigkristallanzeigefeld (LCD-Feld), anzuzeigen. Das optische System 220 lässt das auf dem Anzeigefeld 210 angezeigte Signal über ein bildvergrößerndes optisches System für das Auge eines Benutzers wie ein entsprechendes virtuelles Bild aussehen. Der Datenhelm kann des Weiteren andere am Kopf angebrachte Vorrichtungen oder Kabel zum Empfangen von Signalen von einer äußeren Quelle umfassen.
3 zeigt die allgemeine Struktur des optischen Systems 220 des allgemeinen Datenhelms von 2. Das herkömmliche optische System 220 besteht aus einer Kollimationslinse 300, einem X-Prisma 310, Fokussierlinsen 320, Klappspiegeln 330 und Okularlinsen (oder Vergrößerungslinsen) 340. Die Kollimationslinse 300 kollimiert das Licht (ein Signal), das von dem Anzeigefeld oder Ähnlichem ausgesendet wird. Das X-Prisma 310 leitet das von der Kollimationslinse 300 empfangene Licht in die rechte und linke Richtung um. Die Fokussierlinsen 320 sind getrennt rechts und links des X-Prismas 310 platziert, um kollimiertes Licht, das von dem X-Prisma 310 umgeleitet wird, zu fokussieren. Die Klappspiegel 330 reflektieren das von den Fokussierlinsen 320 fokussierte Licht in Richtung der Augen eines Benutzers. Die Okularlinsen (oder Vergrößerungslinsen) 340 ermöglichen, dass kleine Signale die oben beschriebenen optischen Elemente durchlaufen, um den Augen eines Benutzers zu erscheinen. Zu diesem Zeitpunkt müssen, wenn das Licht, das sich über das optische System 220 ausbreitet, polychrom ist, Linsen zum Entfernen chromatischer Aberration als die Okularlinsen 340 verwendet werden.
Bei einem allgemeinen tragbaren Datenhelm-Anzeigesystem setzt ein optisches System mehrere genau konstruierte optische Elemente, wie eine Kollimationslinse, ein X-Prisma, Fokussierlinsen, Klapplinsen, Okularlinsen und Ähnliches, wie oben beschrieben, ein. Aus diesem Grund ist es schwierig, das allgemeine tragbare Datenhelm-Anzeigesystem herzustellen, da eine Menge Anstrengung und Zeit erforderlich ist. Selbst dann, wenn die Linsen und Elemente genau konstruiert sind, können zusätzliche Schwierigkeiten bei dem gemeinsamen Ausrichten der Linsen und Vorrichtungen auftreten. Darüber hinaus muss zusätzlich ein spezielles Okular konstruiert werden, um chromatische Aberration eines Farbsignals zu entfernen. Daher ist das allgemeine tragbare Datenhelm-Anzeigesystem kostspielig in der Herstellung. Zusätzlich ist das herkömmliche optische System auf Grund der Verwendung einer Vielzahl optischer Vorrichtungen sperrig und schwer, so dass das Tragen des Datenhelms für einen Benutzer unbequem ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein tragbares Anzeigesystem bereitzustellen, das einfach herzustellen ist, chromatische Aberration unter Verwendung von Gittern entfernt und dreidimensionale Bilder verwirklicht.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 erfüllt.
Bevorzugte Ausführungen werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Folglich wird ein tragbares Anzeigesystem mit wenigstens einem Anzeigefeld zum Ausgeben wenigstens eines Signals, das auf eine vorgegebene Weise verarbeitet wird, bereitgestellt, das umfasst: wenigstens einen Wellenleiter zum Leiten der Ausbreitung des wenigstens einen Signals, das von dem wenigstens einen Anzeigefeld ausgegeben wird; eine Vielzahl von Gittern zum Beugen des wenigstens einen Signals, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet; und wenigstens eine Vergrößerungslinse zum Vergrößern des wenigstens einen Signals, das von wenigstens einem der Gitter gebeugt wird.
Es ist zu bevorzugen, dass die Vielzahl von Gittern umfasst: wenigstens ein erstes Gitter zum Beugen des wenigstens einen Signals, das von dem wenigstens einen Anzeigefeld ausgegeben wird, so dass sich das wenigstens eine Signal über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet; und wenigstens ein zweites Gitter zum Beugen des wenigstens einen Signals, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet, nachdem es von dem wenigstens einen ersten Gitter gebeugt wurde.
Es ist zu bevorzugen, dass die Vielzahl von Gittern umfasst: wenigstens ein erstes Gitter, um das wenigstens eine Signal, das von dem wenigstens einen Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das wenigstens eine erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Reflexionswinkel zu reflektieren; und wenigstens ein zweites Gitter, um das wenigstens eine Signal, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Reflexionswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter auf das wenigstens eine zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter zu reflektieren.
Es ist zu bevorzugen, dass die Vielzahl von Gittern umfasst: wenigstens ein erstes Gitter, um das wenigstens eine Signal, das von dem wenigstens einen Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das wenigstens eine erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Transmissionswinkel zu transmittieren, damit es sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet; und wenigstens ein zweites Git ter, um das wenigstens eine Signal, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter auf das wenigstens eine zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter zu transmittieren.
Es ist zu bevorzugen, dass die Vielzahl von Gittern umfasst: wenigstens ein erstes Gitter, um das wenigstens eine Signal, das von dem wenigstens einen Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das wenigstens eine erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Reflexionswinkel zu reflektieren; und wenigstens ein zweites Gitter, um das wenigstens eine Signal, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet und dann in demselben Winkel wie der vorgegebene Reflexionswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter auf das wenigstens eine zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter zu transmittieren.
Es ist zu bevorzugen, dass die Vielzahl von Gittern umfasst: wenigstens ein erstes Gitter, um das wenigstens eine Signal, das von dem wenigstens einen Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das wenigstens eine erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Transmissionswinkel zu transmittieren; und wenigstens ein zweites Gitter, um das wenigsten, eine Signal, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter auf das wenigstens eine zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter zu reflektieren.
Es ist zu bevorzugen, dass das tragbare Anzeigesystem des Weiteren wenigstens einen Blendenverschluss umfasst, um das wenigstens eine Signal in dem Wellenleiter alternierend zu sperren, um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen.
Es ist zu bevorzugen, dass die wenigstens eine Vergrößerungslinse entlang einer vorgegebenen Länge des wenigstens einen Wellenleiters bewegt werden kann.
Der Wellenleiter besteht vorzugsweise aus Glas oder Kunststoff oder im Besonderen aus Acrylsubstanz (PMMA).
Es ist zu bevorzugen, dass die Gitter und der Wellenleiter in einen einzigen Körper integriert sind.
Es ist zu bevorzugen, dass die Vergrößerungslinse und der Wellenleiter in einen einzigen Körper integriert sind.
Es ist zu bevorzugen, dass die Gitter und die Vergrößerungslinse in einen einzigen Körper integriert sind.
Die Vergrößerungslinse ist vorzugsweise mit einem holographisch-optischen Element oder einem beugungsoptischen Element ausgebildet.
Die Aufgabe und Vorteile der vorliegenden Erfindung, die oben genannt werden, werden offensichtlicher durch ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungen davon unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, bei denen:
1 eine Außenansicht eines herkömmlichen Datenhelms ist;
2 eine schematische Darstellung eines allgemeinen herkömmlichen Datenhelms ist;
3 eine schematische Darstellung des optischen Systems in dem allgemeinen herkömmlichen Datenhelm von 2 ist;
4A und 4B tragbare Anzeigesysteme nach der vorliegenden Erfindung zeigen;
5 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführung des tragbaren Anzeigesystems nach der vorliegenden Erfindung ist;
6 ein Beispiel zum Erläutern einer konjugierten Beziehung zwischen Gittern darstellt;
7A ein Beispiel für ein Gitter darstellt;
7B und 7C ein Transmissionsgitter bzw. ein Reflexionsgitter darstellen;
8A bis 8H verschiedene mögliche Ausführungen eines tragbaren Anzeigesystems der vorliegenden Erfindung nach den Gittertypen und der Anordnung von Gittern an einem Wellenleiter zeigen;
9 eine andere bevorzugte Ausführung eines tragbaren Anzeigesystems nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
10A und 10B andere bevorzugte Ausführungen eines tragbaren Anzeigesystems nach der vorliegenden Erfindung zeigen, bei denen Anzeigefelder an beiden Seiten eines Wellenleiters angebracht sind;
11 ein tragbares Anzeigesystem nach der vorliegenden Erfindung zeigt, das einen Blendenverschluss zum Verwirklichen eines dreidimensionalen Bildes übernimmt;
12A und 12B eine Anwendung zum Steuern eines Augenabstands bei einem tragbaren Anzeigesystem nach der vorliegenden Erfindung darstellen;
13 eine bevorzugte Ausführung eines tragbaren Anzeigesystems nach der vorliegenden Erfindung mit einer monokularen Struktur zeigt;
14A bis 14H verschiedene mögliche Ausführungen eines tragbaren Anzeigesystems nach der vorliegenden Erfindung mit einer monokularen Struktur zeigen, die von den Gittertypen und der Anordnung von Gittern an einem Wellenleiter abhängen;
15A und 15B andere Ausführungen eines tragbaren Anzeigesystems nach der vorliegenden Erfindung mit einer monokularen Struktur zeigen;
16A und 16B Möglichkeiten darstellen, bei denen chromatische Aberration durch Gitter, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, entfernt wird;
17A bis 17C für die vorliegende Erfindung geeignete Gitter zeigen; und
18A bis 18E Beispiele für verschiedene Okularlinsen darstellen.
Hierin wird im Folgenden die vorliegende Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Die 4A und 4B sind eine Ansicht der Vorderseite bzw. des oberen Teils eines tragbaren Anzeigesystems nach der vorliegenden Erfindung. In den 4A und 4B hat das tragbare Anzeigesystem eine einfache Struktur, wobei eine Linse 400 und ein Anzeigefld 410 miteinander kombiniert sind. Das tragbare Anzeigesystem nach der vorliegenden Erfindung weist auf Grund der Verwendung von Gittern und einer Vergrößerungslinse im Vergleich zu der herkömmlichen Technik eine dünne, leichte und kleine Struktur auf. Daher ist das tragbare Anzeigesystem nach der vorliegenden Erfindung im Gegensatz zu bestehenden sperrigen und schweren Datenhelmen einfach und bequem wie eine Brille zu tragen. Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein tragbares Anzeigesystem mit einer Modulstruktur bereit, bei der das Modul an herkömmlichen Brillen angebracht werden kann und von diesen abgenommen werden kann. Die Außenseite des in den 4A und 4B dargestellten tragbaren Anzeigesystems ist lediglich ein Beispiel und es kann eine Vielfalt von dünnen, leichten und kleinen tragbaren Anzeigesystemen mit unterschiedlichen Außenseiten verwirklicht werden.
Ein tragbares Anzeigesystem nach der vorliegenden Erfindung kann als binokularer Typ oder als monokularer Typ hergestellt werden. Ein binokularer Typ ist dazu konstruiert, dass ein Benutzer ein Anzeigebild unter Verwendung seiner beiden Augen betrachtet, während ein monokularer Typ einem Benutzer gestattet, ein Anzeigebild unter Verwendung lediglich eines seiner Augen zu betrachten. Bei einem binokularen Typ kann eine dreidimensionale Bildanzeige (3D-Anzeige) erreicht werden, die später ausführlich beschrieben wird.
Zuerst wird nun ein binokulares tragbares Anzeigesystem beschrieben.
5 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführung eines tragbaren Anzeigesystems nach der vorliegenden Erfindung. Das tragbare Anzeigesystem umfasst ein Anzeigefeld 500, einen Wellenleiter 510, ein erstes, ein zweites und ein drittes Gitter 520, 522 und 524 und Vergrößerungslinsen 530 und 532. Das Anzeigefeld 500 gibt ein Signal aus, das von einer vorgegebenen Signalquelle (nicht gezeigt) über Draht oder Funk (nicht gezeigt) empfangen wurde. Der Wellenleiter 510 leitet die Ausbreitung von Licht, das von dem Anzeigefeld 500 ausgesendet wird. Das erste, zweite und dritte Gitter 520, 522 und 524 beugen das Licht, das den Wellenleiter durchläuft, so dass sich das Licht abschließend in Richtung der Augen eines Benutzers bewegen kann. Die Vergrößerungslinsen 530 und 532 ermöglichen dem Benutzer, ein vergrößertes Bild zu sehen, indem das Licht, das aus dem Wellenleiter 510 herauskommt und sich in Richtung der Augen des Benutzers bewegt, vergrößert wird.
In 5 beugt, wenn von dem Anzeigefeld 500 ausgesendetes Licht in einem vorgegebenen Winkel auf den Wellenleiter 510 auftrifft, das erste Gitter 520, das gegenüber dem Anzeigefeld 500 an dem Bereich des Wellenleiters, in dem Licht zuerst auftrifft, installiert ist, das einfallende Licht entlang dem Wellenleiter 510 in beide Richtungen, so dass das einfallende Licht einen Gesamt-Innenreflexionswinkel 2 in dem Wellenleiter 510 aufweist. Der Gesamt-Innenreflexionswinkel wird mit der Gleichung (1) berechnet: θ = sin–1(1n ) (1)wobei die Ziffer 1 der Brechungsindex von Luft ist und n der Brechungsindex des Materials des Wellenleiters 510 ist.
Der Weg von Licht, das sich in dem Wellenleiter bewegt, muss kürzer sein als die Brennweite f der Vergrößerungslinsen 530 und 532, die vor den Augen des Benutzers installiert sind. Wenn zum Beispiel t die Dicke des Wellenleiters 510 ist, muss nxt kürzer als die Brennweite f sein. Die Größe des Anzeigefelds 500 und die Fokalweite und Größe der Vergrößerungslinsen 530 und 532 müssen jedoch nach der gewünschten Größe eines vergrößerten Bildes unter Berücksichtigung des Zweckes des tragbaren Anzeigesystems (NED) ausgewählt werden. Dann wird die gesamte Struktur des Wellenleiters konstruiert und der Typ und die Dicke davon und die Anzahl der Male, bei denen Reflexion auftritt, werden auf Basis dieser Berücksichtigung bestimmt. Das erste Gitter 520 und das zweite Gitter 522 bzw. das erste Gitter 520 und das dritte Gitter 524 weisen eine konjugierte Beziehung auf. Das heißt, dass das zweite und das dritte Gitter 522 und 524 einfallendes Licht in demselben vorgegebenen Winkel beugen, in dem Licht auf das erste Gitter 520 auftrifft, wobei vorausgesetzt wird, dass der Winkel, in dem Licht auf jedes des zweiten und des dritten Gitters 522 und 524 auftrifft, derselbe ist wie der Winkel, in dem Licht durch das erste Gitter 520 gebeugt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das zweite Gitter 522 das gleiche wie das dritte Gitter 524. Bei der Ausführung in Bezug auf 5 wird ein tragbares Anzeigesystem mit einem Anzeigefeld und drei Gittern beschrieben, wobei jedoch die Anzahlen von Gittern und Anzeigefeldern bei der vorliegenden Erfindung nicht begrenzt sind.
6 zeigt ein Beispiel der konjugierten Beziehung zwischen den oben beschriebenen Gittern. Das erste und das zweite Gitter 600 und 610 müssen denselben Gitterabstand d aufweisen und müssen parallel zu dem Wellenleiter positioniert sein.
7A stellt ein Beispiel für das Beugungsprinzip eines Gitters dar. Unter der Voraussetzung, dass ein Einfallswinkel θ_i ist, ein Beugungswinkel θ_d ist und eine Rasterteilung eines Gitters d ist, ergibt sich die folgende Gleichung (2): (sinθd – sinθi) = mλd (2)wobei m die Beugungsordnung ist und λ die Wellenlänge einfallenden Lichts ist. Ein Beugungswinkel kann durch Verändern der Form und der Eigenschaften eines Gitters gesteuert werden. Zu diesem Zeitpunkt muss, wenn sich von einem Gitter gebeugtes Licht in den Wellenleiter hinein ausbreitet, der Beugungswinkel von Licht die Bedingung des Gesamt-Innenreflexionswinkels erfüllen.
Die 7B und 7C stellen ein Transmissionsgitter bzw. ein Reflexionsgitter dar. Das Transmissionsgitter in 7B beugt einfallendes Licht um θ und transmittiert es in beide Richtungen. Zum Beispiel ist Licht, das in die linke Richtung gebeugt wird, +1 und Licht, das in die rechte Richtung gebeugt wird, ist –1. Das Vorzeichen bezeichnet die linke/rechte Richtung und ,1' zeigt an, dass die Beugungsordnung ,1' ist. Das Reflexionsgitter in 7C reflektiert einfallendes Licht um θ in beide Richtungen.
8A zeigt die Struktur eines tragbaren Anzeigesystems mit einem Wellenleiter, an dem ein Anzeigefeld 802 und ein erstes, zweites und drittes Gitter 804 entgegen der Richtung der Augen eines Benutzers positioniert sind. Licht, das von dem Anzeigefeld 802 in einem vorgegebenen Winkel ausgesendet wird, wird gebeugt und über das erste Gitter 804 in die beiden Richtungen des Wellenleiters transmittiert und trifft in demselben Einfallswinkel wie der Beugungswinkel des ersten Gitters 804 auf das zweite Gitter 806 bzw. das dritte Gitter 808 auf, die eine konjugierte Beziehung zu dem ersten Gitter 804 aufweisen. Das Licht, das auf das zweite und das dritte Gitter 806 und 808 auftrifft, wird in demselben Winkel wie der Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 804 reflektiert und bewegt sich in Richtung der Augen des Benutzers. Vergrößerungslinsen sind an der linken und der rechten Fläche der Wellenleiter 800 dort, wo das reflektierte Licht hinreicht, installiert und der Benutzer kann über die Vergrößerungslinsen ein vergrößertes Signal betrachten. Bei dieser Ausführung ist festzustellen, dass das erste Gitter 804 ein Transmissionsgitter ist und das zweite und das dritte Gitter 806 und 808 Reflexionsgitter sind.
8B zeigt ein tragbares Anzeigesystem, bei dem das Anzeigefeld 812 in der entgegengesetzten Richtung der Augen eines Benutzers installiert ist und ein erstes, ein zweites und ein drittes Gitter 814, 816 und 818 an der Seite des Wellenleiters angeordnet sind, über die ein Signal zu den Augen des Benutzers transmittiert wird. Licht, das über den Wellenleiter 810 auf das erste Gitter 814 in dem Wellenleiter auftrifft, wird in einem vorgegebenen Winkel in beide Richtungen reflektiert. Das reflektierte Licht breitet sich in dem Wellenleiter 810 aus und trifft in demselben Winkel wie der vorgegebene Winkel, in dem Licht von dem ersten Gitter 814 gebeugt wird, auf das zweite und das dritte Gitter 816 und 818 auf, die eine konjugierte Beziehung zu dem ersten Gitter 814 aufweisen. Das einfallende Licht wird von dem zweiten und dem dritten Gitter 816 und 818 in demselben Winkel wie ein vorgegebener Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 814 transmittiert und bewegt sich in Richtung der Augen des Benutzers. Vorgegebene Vergrößerungslinsen sind an dem zweiten und dem dritten Gitter 816 und 818 angebracht und vergrößern ein transmittiertes Signal. Bei dieser Ausführung ist das erste Gitter 814 ein Reflexionsgitter und das zweite und das dritte Gitter 816 und 818 sind ein Transmissionsgitter.
8C zeigt die Struktur eines tragbaren Anzeigesystems, bei dem das Anzeigefeld 822 in der Richtung der Augen eines Benutzers installiert ist und ein erstes, ein zweites und ein drittes Gitter 824, 826 und 828 an der Seite des Wellenleiters gegenüber der Seite, über die ein Signal zu den Augen des Benutzers transmittiert wird, installiert sind. Licht, das in einem vorgegebenen Einfallswinkel von dem Anzeigefeld 822 über den Wellenleiter 820 auf das erste Gitter 824 auftrifft, wird in einem vorgegebenen Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter 824 in beide Richtungen reflektiert. Das reflektierte Licht breitet sich in die beiden Richtungen des Wellenleiters 820 aus und trifft in demselben Winkel wie der Reflexionswinkel des ersten Gitters 824 auf das zweite und das dritte Gitter 826 und 828 auf, die eine konjugierte Beziehung zu dem ersten Gitter 824 aufweisen. Das Licht, das auf das zweite und das dritte Gitter 826 und 828 auftrifft, wird in demselben Winkel wie der Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 824 reflektiert und breitet sich in Richtung der Augen des Benutzers aus. Auf beiden Flächen des Wellenleiters 820 sind dort, wo das reflektierte Licht hinreicht, Vergrößerungslinsen installiert, so dass ein Benutzer ein vergrößertes Signal betrachten kann. Bei dieser Ausführung sind das erste, das zweite und das dritte Gitter allesamt Reflexionsgitter.
8D zeigt die Struktur eines tragbaren Anzeigesystems mit einem Anzeigefeld 832 und einem ersten, einem zweiten und einem dritten Gitter 834, 836 und 838 an einem Wellenleiter 830 in der Richtung der Augen eines Benutzers. Das Licht eines Signals, das in einem vorgegebenen Einfallswinkel von dem Anzeigefeld 832 auf das erste Gitter 814 auftrifft, wird in einem vorgegebenen Transmissionswinkel in beide Richtungen in dem Wellenleiter 830 transmittiert. Das transmittierte Licht breitet sich in dem Wellenleiter 830 aus und trifft dann in demselben Winkel wie der Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter 834 auf das zweite und das dritte Gitter 836 und 838 auf, die konjugierte Punkte des ersten Gitters 834 sind. Das einfallende Licht wird in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 934 über die Flächen des zweiten und des dritten Gitters 836 und 838 transmittiert und breitet sich in Richtung der Augen des Benutzers aus. Vergrößerungslinsen, die an dem zweiten und dem dritten Gitter 836 und 828 angebracht sind, vergrößern ein zu transmittierendes Signal. Bei dieser Ausfüh rung sind das erste, das zweite und das dritte Gitter 834, 836 und 838 allesamt Transmissionsgitter.
8E stellt die Struktur eines tragbaren Anzeigesystems dar, bei dem ein Anzeigefeld 842 und ein zweites und ein drittes Gitter 846 und 848 in der entgegengesetzten Richtung der Augen eines Benutzers platziert sind und ein erstes Gitter 844 an der Seite des Wellenleiters positioniert ist, über die ein Signal zu den Augen des Benutzers transmittiert wird. Licht, das von dem Anzeigefeld 842 erzeugt wird und über den Wellenleiter 840 in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter 844 auftrifft, wird von dem ersten Gitter 844 in einem vorgegebenen Reflexionswinkel in beide Richtungen reflektiert. Das reflektierte Licht breitet sich in die linke/rechte Richtung des Wellenleiters 840 aus und trifft dann in demselben Winkel wie der Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter 844 auf das zweite und das dritte Gitter 846 und 848 auf, die konjugierte Punkte des ersten Gitters 844 sind. Das einfallende Licht wird von dem zweiten und dem dritten Gitter 846 und 848 in demselben Winkel wie ein vorgegebener Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 844 reflektiert und breitet sich dann in Richtung der Augen des Benutzers aus. Vergrößerungslinsen, die an beiden Flächen des Wellenleiters 840 dort, wo das reflektierte Licht hinreicht, angebracht sind, ermöglichen einem Benutzer das Betrachten eines vergrößerten Signals. Bei dieser Ausführung sind das erste, das zweite und das dritte Gitter allesamt Reflexionsgitter.
8F zeigt ein tragbares Anzeigesystem, bei dem ein Anzeigefeld 852 und ein erstes Gitter 854 in der entgegengesetzten Richtung der Augen eines Benutzers platziert sind und ein zweites und ein drittes Gitter 856 und 858 an der Seite des Wellenleiters angeordnet sind, über die ein Signal zu den Augen des Benutzers transmittiert wird. Das Licht eines Signals, das von dem Anzeigefeld 852 auf das erste Gitter 854 auftrifft, wird in einem vorgegebenen Transmissionswinkel in die beiden Richtungen des Wellenleiters 850 transmittiert. Das transmittierte Licht breitet sich in dem Wellenleiter 850 aus und trifft dann in demselben Winkel wie der Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter 854 auf das zweite und das dritte Gitter 856 und 858 auf, die konjugierte Punkte des ersten Gitters 854 sind. Das einfallende Licht wird in demselben Winkel wie ein vorgegebener Einfallswinkel bei dem ersten Gitter über die Flächen des zweiten und des dritten Gitters 856 und 858 transmittiert und breitet sich dann in Richtung der Augen des Benutzers aus. Vorgegebene Vergrößerungslinsen sind an dem zweiten und dem dritten Gitter 856, 858 angebracht und vergrößern ein transmittiertes Signal. Bei dieser Ausführung sind das erste, das zweite und das dritte Gitter 854, 856 und 858 allesamt Transmissionsgitter.
8G zeigt ein tragbares Anzeigesystem, bei dem ein Anzeigefeld 862 und ein zweites und ein drittes Gitter 866 und 868 in der Richtung der Augen eines Benutzers platziert sind und ein erstes Gitter 864 an der Seite des Wellenleiters gegenüber der Seite, über die ein Signal zu den Augen des Benutzers transmittiert wird, platziert ist. Das Licht, das von dem Anzeigefeld 862 ausgesendet wird, trifft über den Wellenleiter 860 auf das erste Gitter 864 in dem Wellenleiter 860 auf und wird in einem vorgegebenen Winkel in die beiden Richtungen des Wellenleiters reflektiert. Das reflektierte Licht breitet sich in dem Wellenleiter 860 aus und trifft in demselben Einfallswinkel wie der Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter 864 auf das zweite und das dritte Gitter 866 und 868 auf, die konjugierte Punkte des ersten Gitters 864 sind. Das einfallende Licht wird in demselben Winkel wie ein vorgegebener Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 864 über das zweite und das dritte Gitter 866 und 868 transmittiert und bewegt sich in Richtung der Augen des Benutzers. Eine vorgegebene Vergrößerungslinse, die an dem zweiten und dem dritten Gitter 866 und 868 angebracht ist, vergrößert ein durchgedrungenes Signal. Bei dieser Ausführung ist das erste Gitter 864 ein Reflexionsgitter und das zweite und das dritte Gitter 866 und 868 sind Transmissionsgitter.
8H zeigt ein tragbares Anzeigesystem, bei dem ein Anzeigefeld 872 und ein erstes Gitter 874 in der Richtung der Augen des Benutzers platziert sind und ein zweites und ein drittes Gitter 876, 878 an der Seite des Wellenleiters gegenüber der Seite, über die ein Signal zu den Augen des Benutzers transmittiert wird, installiert sind. Das Licht, das von dem Anzeigefeld 872 ausgesendet wird, trifft in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter 874 auf und wird dann über das erste Gitter 874 in einem vorgegebenen Transmissionswinkel in beide Richtungen des Wellenleiters 870 transmittiert. Das Licht, das in dem Wellenleiter 870 transmittiert wird, breitet sich in die linke und die rechte Richtung des Wellenleiters 870 aus und trifft dann in demselben Winkel wie der Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter 874 auf das zweite und das dritte Gitter 876 und 878 auf, die konjugierte Punkte des ersten Gitters 874 sind. Das Licht, das auf das zweite und das dritte Gitter 876 und 878 auftrifft, wird in demselben Winkel wie der Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 874 reflektiert und breitet sich in Richtung der Augen des Benutzers aus. Vergrößerungslinsen sind an der linken und der rechten Seite des Wellenleiters dort, wo das reflektierte Licht hinreicht, angebracht und ermöglichen einem Benutzer das Betrachten eines vergrößerten Signals. Bei dieser Ausführung ist das erste Gitter 874 ein Transmissionsgitter und das zweite und das dritte Gitter 854 und 856 sind Reflexionsgitter.
Wie oben beschrieben wurde, ist festzustellen, dass verschiedene Typen tragbarer Anzeigesysteme in Abhängigkeit von der Anordnung eines Anzeigefelds und von Gittern an einem Wellenleiter verwirklicht werden können. Bei der Ausführung, die in den 8A, 8B, 8E und 8F gezeigt wird, ist zu bevorzugen, dass sich ein Anzeigefeld an der Seite des Wellenleiters gegenüber der Seite, über die ein Signal zu den Augen eines Benutzers transmittiert, befindet.
9 stellt eine andere Ausführung eines tragbaren Anzeigesystems nach der vorliegenden Erfindung dar, das zwei Anzeigefelder übernimmt. Anhand der Struktur dieses Systems ist festzustellen, dass Anzeigefelder 920 und 922 an den unteren Teilen in der linken und der rechten Richtung eines Wellenleiters, nicht in der Mitte davon, platziert sind. Erste Gitter 926 und 928 sind parallel zu den Anzeigefeldern 920 bzw. 922 installiert. Zweite Gitter 930 und 932, die konjugierte Punkte der ersten Gitter 926 und 928 sind, sind in der entgegengesetzten Richtung der Augen eines Benutzers in der Nähe der Mitte des Wellenleiters 924 platziert. Licht eines Signals, das von den Anzeigefeldern 920 und 922 ausgesendet wird, wird über die ersten Gitter 926 und 928 in einem vorgegebenen Transmissionswinkel in dem Wellenleiter transmittiert und das transmittierte Licht trifft in demselben Winkel wie der Transmissionswinkel auf die zweiten Gitter 930 und 932 auf. Licht, das auf die zweiten Gitter 930 und 932 auftrifft, wird in demselben Winkel wie der Einfallswinkel bei den ersten Gittern an dem Wellenleiter 924 reflektiert und ermöglicht das Bewegen des reflektierten Lichts in Richtung der Augen des Benutzers. Vergrößerungslinsen (nicht gezeigt) sind an der Fläche des Wellenleiters dort, wo das reflektierte Licht hinreicht, platziert und vergrößern ein Bild. Bei dieser Ausführung sind die ersten Gitter 926 und 928 Transmissionsgitter und die zweiten Gitter 930 und 932 sind Reflexionsgitter. Eine Vielfalt von Strukturen tragbarer Anzeigesysteme kann durch unterschiedliche Kombinationen der in 9 beinhalteten Bestandteile erzeugt werden, da tragbare Anzeigesysteme diverser Strukturen durch verschiedene Kombinationen der Typen und Anordnungen von Gittern und der Positionen von Anzei gefeldern in den 8A bis 8H hergestellt werden. Die 8 und 9 zeigen Kombinationen aus einem oder zwei Anzeigefeldern und einer vorgegebenen Anzahl von Gittern, die für Anzeigefelder adäquat sind, wobei jedoch die Anzahlen von Anzeigefeldern und Gittern in Abhängigkeit von der Konstruktion erhöht werden können. In diesem Fall können zahlreiche unterschiedliche Strukturen tragbarer Anzeigesysteme durch verschiedene Kombinationen der Typen und Positionen von Gittern und der Position von Anzeigefeldern, wie in den 8A bis 8H gezeigt, abgeleitet werden.
10A zeigt eine Ausführung eines tragbaren Anzeigesystems, bei dem Anzeigefelder an den beiden Enden eines Wellenleiters montiert sind. Bei dieser Struktur sind Anzeigefelder 1000 und 1002 an gegenüberliegenden Enden eines Wellenleiters 1004, nicht an den Seiten davon, platziert. Erste Gitter 1006 und 1008 sind parallel zu den Anzeigefeldern 1000 und 1002 installiert. Zweite Gitter 1010 und 1012, die in den konjugierten Punkten der ersten Gitter liegen, sind in der entgegengesetzten Richtung der Augen eines Benutzers in der Nähe der Mitte des Wellenleiters 1004 platziert. Licht eines Signals, das von den Anzeigefeldern 1006 und 1008 ausgesendet wird, wird über die ersten Gitter 1006 und 1008 in den Wellenleiter 1004 hinein transmittiert und das transmittierte Licht trifft in demselben Winkel wie der Transmissionswinkel auf die zweiten Gitter 1010 und 1012 auf. Das Licht, das auf die zweiten Gitter 1010 und 1012 auftrifft, wird in demselben Winkel wie der Einfallswinkel bei den ersten Gittern reflektiert und ermöglicht, dass sich das reflektierte Licht zu den Augen des Benutzers hin bewegt. Auf der Oberfläche des Wellenleiters sind dort, wo das reflektierte Licht hinreicht, Vergrößerungslinsen (nicht gezeigt) zum Vergrößern eines Bildes platziert. Bei dieser Ausführung sind die ersten Gitter 1006 und 1008 Transmissionsgitter und die zweiten Gitter 1010 und 1012 sind Reflexionsgitter.
10B ist eine andere Ausführung des tragbaren Anzeigesystems, das in 10A dargestellt wird, d. h. die Struktur ist dieselbe, aber die Gittertypen sind unterschiedlich. Wie in 10A sind Anzeigefelder 1020 und 1022 an den beiden Seiten eines Wellenleiters, nicht an den Seiten davon, positioniert und erste Gitter 1026 und 1028 sind parallel zu den Anzeigefeldern 1020 und 1022 installiert. Zweite Gitter 1030 und 1032, die konjugierte Punkte der ersten Gitter 1026 und 1028 sind, sind in der Richtung der Augen eines Benutzers in der Nähe der Mitte des Wellenleiters 1024 platziert. Licht, das von den Anzeigefeldern 1020 und 1022 ausgesendet wird, wird in einem vorgegebenen Winkel durch die ersten Gitter 1026 und 1028 in den Wellenleiter 1024 hinein transmittiert und das transmittierte Licht trifft in demselben Winkel wie der Transmissionswinkel bei den ersten Gittern 1026 und 1028 auf die zweiten Gitter 1030 und 1032 auf. Das Licht, das auf die zweiten Gitter 1030 und 1032 auftrifft, wird in demselben Winkel wie der Einfallswinkel bei den ersten Gittern transmittiert und bewegt sich in Richtung der Augen des Benutzers. Das transmittierte Licht wird durch Vergrößerungslinsen (nicht gezeigt), die an den Außenseiten der zweiten Gitter 1030 und 1032 angebracht sind, vergrößert. Bei dieser Ausführung sind die ersten Gitter 1026 und 1028 und die zweiten Gitter 1030 und 1032 allesamt Transmissionsgitter.
11 stellt ein tragbares Anzeigesystem nach der vorliegenden Erfindung dar, das einen Blendenverschluss zum Verwirklichen eines dreidimensionalen Bildes übernimmt. Das Beispiel von 11 ist ein Beispiel für ein verwirklichtes dreidimensionales Bild, das mit 8E zusammenhängt. Ein Blendenverschluss kann auf alle der tragbaren Anzeigesysteme mit den oben beschriebenen Strukturen angewendet werden. Blendenverschlüsse 1100 und 1110 zum Sperren von Licht, das sich in beide Richtungen eines Wellenleiters ausbreitet, werden alternierend zu unterschiedlichen Zeiten geöffnet und geschlossen, so dass dasselbe Bild jedes Auge eines Benutzers zu einer unterschiedlichen Zeit erreicht, wodurch eine Wirkung verursacht wird, dass ein Bild dreidimensional aussieht. Auch wenn dies in 11 nicht gezeigt wird, kann das tragbare Anzeigesystem mit einem Blendenverschluss auf lediglich einer Seite der rechten und der linken Seite dieselben dreidimensionalen Wirkungen erzeugen.
Wie oben beschrieben wird, wird ein dreidimensionales Bild verwirklicht, wenn dasselbe Bild die Augen eines Benutzers mit einem Zeitunterschied erreicht. Wenn Medien mit unterschiedlichen Brechungsindizes als linke und rechte Wellenleiter verwendet werden, bei denen sich Licht ausbreitet, wird die Netzebene linker und rechter Gitter unterschiedlich beabstandet oder die Anzahl linker und rechter Gitter wird unterschiedlich festgelegt, wobei linke und rechte Beugungswinkel zueinander unterschiedlich werden, so dass sich die Ausbreitungsdistanz von Licht ändert. Als Folge tritt ein Zeitunterschied bei dem Endsignal auf, das in die Augen des Benutzers eintritt, wodurch die Wirkung eines dreidimensionalen Bildes erreicht werden kann. Bei Verwendung eines Wellenleiters mit unterschiedlichen Medien auf seiner rechten und linken Seite müssen die zweiten und dritten Gitter unter Berücksichtigung des Beugungswinkels von Licht konstruiert werden, das auf die ersten Gitter auftrifft, die je nach Medientyp eines Wellenleiters auf der rechten und der linken Seite unterschiedlich sind. Des Weiteren muss der Beugungswinkel beim Konstruieren von Gittern berücksichtigt werden, wenn die Anzahl linker und rechter Gitter unterschiedlich festgelegt ist. Zu diesem Zeitpunkt muss ein Wellenleitermedium ausgewählt werden und Gitter müssen unter der Annahme konstruiert werden, dass der Beugungswinkel hergestellt wird, wenn die Gesamt-Innenreflexion eintritt. Eine andere Möglichkeit zum Erreichen eines dreidimensionalen Bildes besteht darin, dasselbe Signal die Augen des Benutzers unter Verwendung von zwei Anzeigefeldern mit einem vorgegebenen Zeitunterschied erreichen zu lassen.
12A zeigt ein Beispiel für ein tragbares Anzeigesystem nach der vorliegenden Erfindung, das einen Augenabstand steuern kann. Der Augenabstand der meisten erwachsenen Männer und Frauen liegt in dem Bereich von 50 mm bis 74 mm. Wenn ein Benutzer ein tragbares Anzeigesystem trägt, das für einen unterschiedlichen Augenabstand unterschiedlich konstruiert ist, sehen das linke und das rechte Bild unterschiedlich aus und überlappen einander, und als Folge erhöht sich die Augenermüdung im Vergleich zu dem Fall des Tragens eines tragbaren Anzeigesystems, das zu dem Augenabstand des Benutzers passt. Daher können zum Einstellen des Augenabstands, um ein Bild klar erscheinen zu lassen, Vergrößerungslinsen 1200 und 1210 eines tragbaren Anzeigesystems zu Positionen entsprechend den Pupillen der Augen bewegt werden.
12B stellt ein Beispiel für ein tragbares Anzeigesystem dar, das einen Wellenleiter 1230 mit einem Sägezahnteil und Sägezahn-Vergrößerungslinsen 1200 und 1210, die mit dem Wellenleiter 1230 kombiniert oder von diesem getrennt sein können, umfasst und einem Benutzer ermöglicht, die Vergrößerungslinsen 1200 und 1210 eine vorgegebene Distanz entlang dem Wellenleiter 1230 zu bewegen. Hier muss die Breite der Vergrößerungslinsen 1200 und 1210 schmaler sein als diejenige eines Gitters zum Beugen eines Signals und des Weiteren dürfen die Vergrößerungslinsen 1200 und 1210 lediglich innerhalb einer Distanz beweglich sein, die der Breite eines Gitters entspricht.
13 ist eine Ausführung eines tragbaren Anzeigesystems mit einer monokularen Struktur. Das monokulare tragbare Anzeigesystem nutzt dieselbe Struktur und dieselben Prinzipien wie das binokulare Anzeigesystem von 5, außer dass es einem Benutzer ermöglicht, ein Bild mit lediglich einem Auge zu betrachten. Das monokulare Anzeige system umfasst ein Anzeigefeld 1300, einen Wellenleiter 1310, ein erstes Gitter 1320, ein zweites Gitter 1330 und ein Okular 1340. Das Anzeigefeld 1300 gibt ein Signal aus, das von einer vorgegebenen Signalquelle (nicht gezeigt) über einen Draht oder Funk empfangen wurde. Der Wellenleiter 1310 ermöglicht einem von dem Anzeigefeld 1300 ausgesendeten Signal das Ausbreiten in eine Richtung.
Das erste und das zweite Gitter 1320 und 1330 beugen ein Signal, das den Wellenleiter 1310 durchläuft, und ermöglichen dem Signal abschließend, sich in Richtung der Augen des Benutzers zu bewegen. Hier sind das erste Gitter 1320 und das zweite Gitter 1330 konjugierte Punkte, wie oben beschrieben, was bedeutet, dass, wenn Licht, das in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter 1320 auftrifft, in einem vorgegebenen Winkel gebeugt wird, sich das Licht über den Wellenleiter 1310 ausbreitet, in demselben Winkel wie der Beugungswinkel bei dem ersten Gitter 1320 auf das zweite Gitter 1322 auftrifft und in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 1320 gebeugt wird. Die Vergrößerungslinse 1340 vergrößert ein von dem Wellenleiter 1310 ausgesendetes Signal, so dass das Bild dem Benutzer größer erscheint.
Die 14A bis 14H stellen verschiedene mögliche Ausführungen für eines monokularen tragbaren Anzeigesystems in Abhängigkeit von dem Typ eines Gitters und dessen Anordnung an einem Wellenleiter dar.
14A zeigt die Struktur eines monokularen tragbaren Anzeigesystems, bei dem ein Anzeigefeld 1402 und ein erstes und ein zweites Gitter 1404 und 1406 an einem Wellenleiter 1400 in der entgegengesetzten Richtung des Auges eines Benutzers platziert sind. Licht, das von dem Anzeigefeld ausgesendet wird, trifft in einem vorgegebenen Winkel auf das erste Gitter 1402 auf und wird dann über das erste Gitter 1404 in die linke Richtung in dem Wellenleiter transmittiert und trifft dann in demselben Winkel wie der Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter 1404 auf das zweite Gitter 1406 auf, das der konjugierte Punkt des ersten Gitters 1404 ist. Licht, das auf das zweite Gitter 1406 auftrifft, wird in demselben Winkel wie der Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 1404 reflektiert und bewegt sich in Richtung des Auges eines Benutzers. Auf der Oberfläche des Wellenleiters 1400 ist dort, wo das Licht hinreicht, eine Vergrößerungslinse installiert und ermöglicht einem Benutzer das Betrachten eines vergrößerten Signals. Bei dieser Ausführung ist das erste Gitter 1404 ein Transmissionsgitter und das zweite Gitter 1406 ist ein Reflexionsgitter.
14B zeigt ein monokulares tragbares Anzeigesystem, bei dem ein Anzeigefeld 1412 in der entgegengesetzten Richtung des Auges eines Benutzers platziert ist und ein erstes und ein zweites Gitter 1414 und 1416 an der Seite eines Wellenleiters 1410, über die ein Signal zu dem Auge des Benutzers transmittiert wird, installiert sind. Licht, das in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter 1414 in dem Wellenleiter 1410 auftrifft, wird in einem vorgegebenen Reflexionswinkel zu der linken Richtung des Wellenleiters hin reflektiert. Das reflektierte Licht breitet sich in dem Wellenleiter 1410 aus und trifft in demselben Winkel wie der Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter 1414 auf das zweite Gitter 1416 auf, das der konjugierte Punkt des ersten Gitters 1414 ist. Das einfallende Licht wird in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter aus dem zweiten Gitter 1416 heraus transmittiert und bewegt sich in Richtung des Auges des Benutzers. Eine vorgegebene Vergrößerungslinse ist an dem zweiten Gitter 1416 angebracht und vergrößert ein zu transmittierendes Signal. Bei dieser Ausführung ist das erste Gitter 1414 ein Reflexionsgitter und das zweite Gitter 1416 ist ein Transmissionsgitter.
14C zeigt ein monokulares tragbares Anzeigesystem, bei dem ein Anzeigefeld 1422 in der Richtung des Auges eines Benutzers platziert ist und ein erstes und ein zweites Gitter 1424 und 1426 an der Seite eines Wellenleiters 1420 gegenüber der Seite, über die ein Signal zu dem Auge des Benutzers transmittiert wird, installiert sind. Licht, das von dem Anzeigefeld 1422 ausgesendet wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel über den Wellenleiter 1420 auf das erste Gitter 1424 auftrifft, wird in einem vorgegebenen Reflexionswinkel in die linke Richtung des Wellenleiters 1420 reflektiert. Das reflektierte Licht breitet sich in die linke Richtung des Wellenleiters 1420 aus und trifft dann in demselben Winkel wie der Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter 1424 auf das zweite Gitter 1426 auf, das der konjugierte Punkt des ersten Gitters 1424 ist. Licht, das auf das zweite Gitter 1426 auftrifft, wird reflektiert und breitet sich in demselben Winkel wie der Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 1424 in Richtung des Auges des Benutzers aus. Eine Vergrößerungslinse ist an der Oberfläche des Wellenleiters 1420 angebracht und ermöglicht dem Benutzer das Betrachten eines vergrößerten Signals. Bei dieser Ausführung sind das erste und das zweite Gitter 1424 und 1426 allesamt Reflexionsgitter.
14D zeigt die Struktur eines monokularen tragbaren Anzeigesystems, bei dem ein Anzeigefeld 1432, ein erstes und ein zweites Gitter 1434 und 1436 an der Seite eines Wellenleiters 1430, über die ein Signal zu dem Auge eines Benutzers transmittiert wird, installiert sind. Licht eines Signals, das von dem Anzeigefeld 1432 ausgesendet wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter 1434 auftrifft, wird in einem vorgegebenen Transmissionswinkel zu der linken Richtung in dem Wellenleiter 1430 hin transmittiert. Das transmittierte Licht breitet sich in dem Wellenleiter 1430 aus und trifft in demselben Winkel wie der Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter 1434 auf das zweite Gitter 1436 auf, das der konjugierte Punkt des ersten Gitters 1434 ist. Das einfallende Licht wird in demselben Winkel wie ein vorgegebener Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 1434 über das zweite Gitter 1436 transmittiert und breitet sich in Richtung des Auges des Benutzers aus. Eine Vergrößerungslinse ist an dem zweiten Gitter 1436 angebracht und vergrößert ein zu transmittierendes Signal. Bei dieser Ausführung sind das erste und das zweite Gitter 1434 und 1436 allesamt Transmissionsgitter.
14E zeigt die Struktur eines monokularen tragbaren Anzeigesystems, bei dem ein Anzeigefeld 1442 und ein zweites Gitter 1446 in der entgegengesetzten Richtung des Auges eines Benutzers platziert sind und ein erstes Gitter 1444 an der Seite des Wellenleiters 1440, über die ein Signal zu dem Auge eines Benutzers transmittiert wird, installiert ist. Licht, das von dem Anzeigefeld 1442 ausgesendet wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel über den Wellenleiter 1440 auf das erste Gitter 1444 auftrifft, wird in einem vorgegebenen Reflexionswinkel durch das erste Gitter 1444 zu der linken Richtung hin transmittiert. Das reflektierte Licht breitet sich in die linke Richtung des Wellenleiters 1440 aus und trifft in demselben Winkel wie der Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter 1444 auf das zweite Gitter 1446 auf, das der konjugierte Punkt des ersten Gitters 1444 ist. Das einfallende Licht wird in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 1444 durch das zweite Gitter 1446 reflektiert und breitet sich in Richtung des Auges des Benutzers aus. Eine Vergrößerungslinse ist an der Fläche des Wellenleiters 1440 angebracht und ermöglicht dem Benutzer das Betrachten eines vergrößerten Signals. Bei dieser Ausführung sind das erste und das zweite Gitter 1444 und 1446 allesamt Reflexionsgitter.
14F zeigt die Struktur eines monokularen tragbaren Anzeigesystems, bei dem ein Anzeigefeld 1452 und ein erstes Gitter 1454 in der entgegengesetzten Richtung des Auges eines Benutzers platziert sind und ein zweites Gitter 1456 an der Seite eines Wellenleiters 1450, über die ein Signal zu dem Auge eines Benutzers transmittiert wird, installiert ist. Licht eines Signals, das von dem Anzeigefeld 1452 in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter 1454 auftrifft, wird in einem vorgegebenen Transmissionswinkel zu der linken Richtung in dem Wellenleiter 1450 hin transmittiert. Das transmittierte Licht breitet sich in dem Wellenleiter 1450 aus und trifft in demselben Winkel wie der Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter 1454 auf das zweite Gitter 1456 auf, das der konjugierte Punkt des ersten Gitters 1454 ist. Das einfallende Licht wird über das zweite Gitter 1456 in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 1454 transmittiert und breitet sich in Richtung des Auges des Benutzers aus. Eine Vergrößerungslinse ist an dem zweiten Gitter 1456 angebracht und vergrößert ein zu transmittierendes Signal. Bei dieser Ausführung sind das erste und das zweite Gitter 1454 und 1456 allesamt Transmissionsgitter.
14G zeigt die Struktur eines monokularen tragbaren Anzeigesystems, bei dem ein Anzeigefeld 1462 und ein zweites Gitter 1466 an der Seite eines Wellenleiters 1460 gegenüber der Seite platziert sind, über die ein Signal zu dem Auge eines Benutzers und einem ersten Gitter 1464 transmittiert wird. Licht, das in einem vorgegebenen Einfallswinkel über den Wellenleiter 1460 auf das erste Gitter 1464 in dem Wellenleiter 1460 auftrifft, wird in einem vorgegebenen Reflexionswinkel zu der linken Richtung hin transmittiert. Das reflektierte Licht breitet sich in dem Wellenleiter 1460 aus und trifft dann in demselben Winkel wie der Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter 1464 auf das zweite Gitter 1466 auf, das der konjugierte Punkt des ersten Gitters 1464 ist. Das einfallende Licht wird in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 1464 über das zweite Gitter 1466 transmittiert und bewegt sich in Richtung des Auges des Benutzers. Eine Vergrößerungslinse ist an dem zweiten Gitter 1466 angebracht und vergrößert ein zu transmittierendes Signal. Bei dieser Ausführung ist das erste Gitter 1464 ein Reflexionsgitter und das zweite Gitter 1466 ist ein Transmissionsgitter.
14H zeigt die Struktur eines monokularen tragbaren Anzeigesystems, bei dem ein Anzeigefeld 1472 und ein erstes Gitter 1474 in der Richtung des Auges eines Benutzers platziert sind und ein zweites Gitter 1476 an der Seite eines Wellenleiters 1470, über die ein Signal zu dem Auge des Benutzers transmittiert wird, installiert ist. Licht, das von dem Anzeigefeld 1472 in einem vorgegebenen Einfallswinkel ausgesendet wird, wird in einem vorgegebenen Transmissionswinkel über das erste Gitter 1474 in die rechte und die linke Richtung in dem Wellenleiter 1470 transmittiert. Licht, das in den Wellenleiter 1470 hinein transmittiert wird, breitet sich in die linke Richtung des Wellenleiters 1460 aus und trifft dann in demselben Winkel wie der Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter 1474 auf das zweite Gitter 1476 auf, das der konjugierte Punkt des ersten Gitters 1474 ist. Licht, das auf das zweite Gitter 1476 auftrifft, wird in demselben Winkel wie der Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 1474 reflektiert und breitet sich in Richtung des Auges des Benutzers aus. Eine Vergrößerungslinse ist an der Oberfläche des Wellenleiters 1470 angebracht und ermöglicht einem Benutzer das Betrachten eines vergrößerten Signals. Bei dieser Ausführung ist das erste Gitter 1474 ein Transmissionsgitter und das zweite 1466 ist ein Reflexionsgitter.
Wie oben beschrieben wurde, ist zu beachten, dass eine Vielfalt monokularer tragbarer Anzeigesysteme in Abhängigkeit von der Anordnung eines Anzeigefelds und von Gittern an einem Wellenleiter verwirklicht werden kann. Folglich ist es möglich, andere Ausführungen abzuleiten, die dieselbe Struktur wie die oben beschriebenen Ausführungen aufweisen, wobei aber die Ausbreitungsrichtung von Licht unterschiedlich ist, d. h. Licht breitet sich in die rechte Richtung aus.
15A ist eine andere Ausführung eines monokularen tragbaren Anzeigesystems. Bei dieser Ausführung ist ein Anzeigefeld 1500 an dem Ende eines Wellenleiters 1504 platziert und ein erstes Gitter 1506 ist parallel zu dem Anzeigefeld 1500 angeordnet. Ein zweites Gitter 1508, das der konjugierte Punkt des ersten Gitters 1506 ist, ist in der entgegengesetzten Richtung des Auges eines Benutzers in der Mitte des Wellenleiters 1504 positioniert. Licht eines Signals, das von dem Anzeigefeld 1500 ausgesendet wird, trifft in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter 1506 auf und wird dann in einem vorgegebenen Transmissionswinkel über das erste Gitter 1506 in den Wellenleiter 1504 hinein transmittiert. Das transmittierte Licht trifft dann in demselben Winkel wie der Transmissionswinkel auf das zweite Gitter 1510 auf. Licht, das auf das zweite Gitter 1510 auftrifft, wird in Bezug auf das zweite Gitter 1510 in demselben Winkel wie der Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 1506 reflektiert und breitet sich in Richtung des Auges des Benutzers aus. Eine Vergrößerungslinse (nicht gezeigt) wie ein Okular ist an der Oberfläche des Wellenleiters 1504 dort, wo das reflektierte Licht ankommt, angeb racht und vergrößert das Signal. Bei dieser Ausführung ist das erste Gitter 1506 ein Transmissionsgitter und das zweite Gitter 1508 ist ein Reflexionsgitter.
15B ist noch eine andere Ausführung eines monokularen tragbaren Anzeigesystems, das dieselbe Struktur wie diejenige von 15A aufweist, jedoch unterschiedliche Gittertypen übernimmt. Auch bei dieser Ausführung ist ein Anzeigefeld 1520 an dem Ende eines Wellenleiters 1524 platziert und ein erstes Gitter 1526 ist parallel zu dem Anzeigefeld 1520 angeordnet. Ein zweites Gitter 1530, das der konjugierte Punkt des ersten Gitters 1526 ist, ist in der Richtung des Auges des Benutzers in der Mitte des Wellenleiters 1524 platziert. Licht eines Signals, das von dem Anzeigefeld 1520 ausgesendet wird, trifft in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter 1526 auf und wird dann in einem vorgegebenen Transmissionswinkel über das erste Gitter 1526 in den Wellenleiter 1524 hinein transmittiert und das transmittierte Licht trifft in demselben Winkel wie der Transmissionswinkel auf das zweite Gitter 1530 auf. Licht, das auf das zweite Gitter 1530 auftrifft, wird in Bezug auf das zweite Gitter 1550 in demselben Winkel wie der Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 1526 reflektiert und bewegt sich in Richtung des Auges des Benutzers. Eine Vergrößerungslinse (nicht gezeigt) ist an der Oberfläche des Wellenleiters 1524 dort, wo das reflektierte Licht ankommt, angebracht und vergrößert das Signal. Bei dieser Ausführung sind das erste und das zweite Gitter 1526 und 1530 Transmissionsgitter.
In den 15A und 15B ist ein Anzeigefeld an dem linken Ende eines Wellenleiters positioniert. Die Position eines Anzeigefeldes kann jedoch gemäß der Konstruktion Variieren. In diesem Fall muss ein erstes Gitter nicht unbedingt an demselben Ende eines Wellenleiters platziert sein, an dem eine Anzeige platziert ist.
Ein dreidimensionales Bild kann durch gleichzeitiges Tragen der oben beschriebenen zwei monokularen tragbaren Anzeigesysteme, eines an jedem Auge, verwirklicht werden, wobei dasselbe Signal mit einem Zeitunterschied auf den beiden monokularen tragbaren Anzeigesystemen angezeigt wird und somit ein dreidimensionales Bild erreicht werden kann.
Die 16A und 16B stellen das Entfernen chromatischer Aberration durch die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Gitter dar. Chromatische Aberration tritt auf, wenn die Fokusse der R-, G- und B-Komponenten eines einfallenden Farbsignals nicht auf einem Punkt konvergiert werden, dass heißt, dass unterschiedliche Farbbilder an unterschiedlichen Stellen gebildet werden. Wenn sich ein Farbsignal über die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Gitter ausbreitet, können unterschiedliche Farben an einer Stelle durch Kombinieren von Gittern mit einer konjugierten Beziehung fokussiert werden.
Mit Bezugnahme auf 16A sind sowohl ein erstes Gitter 1600 als auch ein zweites Gitter 1610 Transmissionsgitter und R-, G- und B-Farbkomponenten eines einfallenden Signals werden über das erste Gitter 1600 in unterschiedlichen Transmissionswinkeln transmittiert. Jede der transmittierten Farbkomponenten trifft in demselben Winkel wie der Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter 1600 auf das zweite Gitter 1610 auf, wird über das zweite Gitter 1610 in demselben Einfallswinkel wie derjenige bei dem ersten Gitter transmittiert und trifft dann parallel zu den anderen auf eine Vergrößerungslinse 1620, wie ein Okular, auf. Jede der Farbkomponenten, die die Vergrößerungslinse 1620 parallel erreichen, wird mit derselben Brennweite über die Vergrößerungslinse 1620 fokussiert, wobei chromatische Aberration entfernt wird.
16B zeigt R-, G- und B-Komponenten eines einfallenden Signals, das in dem Fall eines ersten und zweiten Transmissionsgitters 1630 und 1640 in einem vorgegebenen Winkel auf ein erstes Gitter 1630 auftrifft. Die R-, G- und B-Komponenten, die in einem vorgegebenen Winkel auf das erste Gitter 1630 auftreffen, breiten sich in unterschiedlichen Transmissionswinkeln aus und treffen in demselben Winkel wie der Transmissionswinkel auf das zweite Gitter 1640 auf. Jede der einfallenden Farbkomponenten durchläuft das zweite Gitter 1640 in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter 1630 und trifft dann parallel auf eine Vergrößerungslinse 1650, wie ein Okular, auf. Die Vergrößerungslinse 1650 ermöglicht, dass parallel einfallende Farbkomponenten mit derselben Brennweite fokussiert werden, wobei chromatische Aberration entfernt wird. Das Entfernen von chromatischer Aberration wird mit den oben beschriebenen Gittern mit einer konjugierten erreicht.
Das oben angegebene tragbare Anzeigesystem kann durch Integrieren eines Wellenleiters und von Gittern oder eines Wellenleiters und eines Okulars oder eines Wellenleiters und von Gittern und eines Okulars in einen Einzelkörper erreicht werden.
Der oben beschriebene Wellenleiter besteht aus Glas oder Kunststoff oder im Besonderen aus Acrylsubstanz (PMMA).
Die Vergrößerungslinse kann aus einem holographisch-optischen Element oder einem beugungsoptischen Element hergestellt sein. Eine Beugungslinse, eine Brechungslinse, eine Kombination aus einer Beugungslinse und einer Brechungslinse oder asphärische Linsen werden als die Vergrößerungslinse verwendet.
Die 17A bis 17C stellen die Gittertypen dar, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. 17A zeigt ein rechteckiges Binärgitter zum Beugen von Licht in beide Richtungen. 17B zeigt ein hartgelötetes Gitter, das sägezahnförmig ist und Licht lediglich in eine Richtung beugt. 17C zeigt ein Gitter, das mehrschichtig ist und dazu konstruiert ist, die Beugungseffizienz zu verbessern. Zusätzlich zu diesen Typen kann ein Hologrammgitter übernommen werden. Diese Gitter können aus einem holographisch-optischen Element oder einem beugungsoptischen Element hergestellt sein.
Die 18A bis 18E stellen eine Vielfalt von Okularen dar.
Nach der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung kann ein leichteres und kompakteres tragbares Anzeigesystem verwirklicht werden, indem die Anzahl optischer Komponenten auf ein Minimum verringert wird, und die Komplexität und die Kosten beim Herstellen eines Anzeigesystems können verringert werden. Zusätzlich kann ein Anzeigesystem durch Integrieren eines Wellenleiters, von Gittern und eines Okulars in einen Einzelkörper in großem Rahmen produziert werden und des Weiteren kann chromatische Aberration durch konjugierte Gitter entfernt werden.
Das Folgende ist eine Liste weiterer Beispiele, die zum Verständnis der Erfindung nützlich sind:

Beispiel 1: Tragbares Anzeigesystem mit wenigstens einem Anzeigefeld zum Ausgeben wenigstens eines Signals, das auf eine vorgegebene Weise verarbeitet wird, umfassend: wenigstens einen Wellenleiter zum Leiten der Ausbreitung des wenigstens einen Signals, das von dem wenigstens einen Anzeigefeld ausgegeben wird; eine Vielzahl von Gittern zum Beugen des wenigstens einen Signals, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet; und wenigstens eine Vergrößerungslinse zum Vergrößern des wenigstens einen Signals, das von wenigstens einem der Gitter gebeugt wird.
Beispiel 2: System nach Beispiel 1, wobei die Vielzahl von Gittern umfasst: wenigstens ein erstes Gitter zum Beugen des wenigstens einen Signals, das von dem wenigstens einen Anzeigefeld ausgegeben wird, so dass sich das wenigstens eine Signal über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet; und wenigstens ein zweites Gitter zum Beugen des wenigstens einen Signals, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet, nachdem es von dem wenigstens einen ersten Gitter gebeugt wurde.
Beispiel 3: System nach Beispiel 1, wobei die Vielzahl von Gittern umfasst: wenigstens ein erstes Gitter, um das wenigstens eine Signal, das von dem wenigstens einen Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das wenigstens eine erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Reflexionswinkel zu reflektieren; und wenigstens ein zweites Gitter, um das wenigstens eine Signal, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Reflexionswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter auf das wenigstens eine zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter zu reflektieren oder zu transmittieren.
Beispiel 4: System nach Beispiel 1, wobei die Vielzahl von Gittern umfasst: wenigstens ein erstes Gitter, um das wenigstens eine Signal, das von dem wenigstens einen Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das wenigstens eine erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Transmissionswinkel zu transmittieren; und wenigstens ein zweites Gitter, um das wenigstens eine Signal, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter auf das wenigstens eine zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter zu transmittieren oder zu reflektieren.
Beispiel 5: System nach einem der Beispiele 1 bis 4, des Weiteren wenigstens einen Blendenverschluss umfassend, um wenigstens ein Signal in dem Wellenleiter alternierend zu sperren, um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen.
Beispiel 6: System nach einem der Beispiele 1 bis 5, wobei die wenigstens eine Vergrößerungslinse entlang einer vorgegebenen Länge des wenigstens einen Wellenleiters bewegt werden kann.
Beispiel 7: System nach Beispiel 1, wobei das System eine Binokularstruktur aufweist und umfasst: einen Wellenleiter, über den sich ein Signal ausbreitet; ein Anzeigefeld, das in der Mitte des Wellenleiters platziert ist, wobei das Anzeigefeld zum Ausgeben des Signals dient; ein erstes Gitter, um das Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Beugungswinkel sowohl in die linke als auch die rechte Richtung des Wellenleiters zu beugen; zweite Gitter, um das Signal, das von dem ersten Gitter sowohl in die linke als auch die rechte Richtung des Wellenleiters gebeugt wird, um sich über den Wellenleiter auszub reiten und in demselben Winkel wie der vorgegebene Beugungswinkel bei dem ersten Gitter auf die zweiten Gitter aufzutreffen, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu beugen; und eine Vielzahl von Vergrößerungslinsen zum Vergrößern des Signals, das von den zweiten Gittern gebeugt wird.
Beispiel 8: System nach Beispiel 7, wobei das erste Gitter an das Anzeigefeld angrenzt und ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Transmissionswinkel in die linke und die rechte Richtung in dem Wellenleiter zu transmittieren.
Beispiel 9: System nach Beispiel 8, wobei jedes der zweiten Gitter: ein Reflexionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter auf die zweiten Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu reflektieren; oder ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren.
Beispiel 10: System nach Beispiel 8, wobei eines der zweiten Gitter ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter auf das eine zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren, während ein anderes der zweiten Gitter ein Reflexionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei den ersten Gittern auf das andere zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu reflektieren.
Beispiel 11: System nach Beispiel 7, wobei das erste Gitter gegenüber dem Anzeigefeld in dem Wellenleiter positioniert ist und ein Reflexionsgitter ist, um ein Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Reflexionswinkel sowohl in die linke als auch die rechte Richtung in dem Wellenleiter zu reflektieren.
Beispiel 12: System nach Beispiel 11, wobei jedes der zweiten Gitter: ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren; oder ein Reflexionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu reflektieren.
Beispiel 13: System nach Beispiel 11, wobei eines der zweiten Gitter ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter auf das eine zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren, während ein anderes der zweiten Gitter ein Reflexionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei den ersten Gittern auf das andere zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu reflektieren.
Beispiel 14: System nach einem der Beispiele 7 bis 13, des Weiteren wenigstens einen Blendenverschluss umfassend, um das Signal in dem Wellenleiter alternierend zu sperren, um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen.
Beispiel 15: System nach einem der Beispiele 7 bis 14, wobei jede der Vergrößerungslinsen entlang einer vorgegebenen Länge des Wellenleiters bewegt werden kann.
Beispiel 16: System nach Beispiel 1, wobei das System eine Binokularstruktur aufweist und umfasst: einen Wellenleiter, über den sich Signale ausbreiten; zwei Anzeigefelder, die auf der linken bzw. der rechten Seite des Wellenleiters platziert sind, wobei jedes der Anzeigefelder zum Ausgeben eines Signals dient; zwei erste Gitter, um die Signale, die von den Anzeigefeldern ausgegeben werden und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf die ersten Gitter auftreffen, in einem vorgegebenen Beugungswinkel sowohl in die linke als auch die rechte Richtung in dem Wellenleiter zu beugen; zweite Gitter, um die Signale, die sich über den Wellenleiter ausbreiten und in demselben Winkel wie ein vorgegebener Beugungswinkel bei den ersten Gittern auf die zweiten Gitter auftreffen, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei den ersten Gittern zu beugen; und eine Vielzahl von Vergrößerungslinsen zum Vergrößern der Signale, die von den zweiten Gittern gebeugt werden.
Beispiel 17: System nach Beispiel 16, wobei jedes der ersten Gitter an ein jeweiliges Anzeigefeld angrenzend angeordnet ist und ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das von dem jeweiligen Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Transmissionswinkel entweder in die linke oder die rechte Richtung in dem Wellenleiter zu transmittieren.
Beispiel 18: System nach Beispiel 17, wobei jedes der zweiten Gitter: ein Reflexionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei den ersten Gittern auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu reflektieren; oder ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren.
Beispiel 19: System nach Beispiel 17, wobei eines der zweiten Gitter ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter auf das eine zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren, während ein anderes der zweiten Gitter ein Reflexionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei den ersten Gittern auf das andere zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu reflektieren.
Beispiel 20: System nach Beispiel 16, wobei jedes der ersten Gitter gegenüber jedem der Anzeigefelder in dem Wellenleiter positioniert ist und ein Reflexionsgitter ist, um ein Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Reflexionswinkel entweder in die linke oder die rechte Richtung in dem Wellenleiter zu reflektieren.
Beispiel 21: System nach Beispiel 20, wobei jedes der zweiten Gitter: ein Reflexionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu reflektieren; oder ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren.
Beispiel 22: System nach Beispiel 20, wobei eines der zweiten Gitter ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter auf das eine zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren, während ein anderes der zweiten Gitter ein Reflexionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Reflexionswinkel bei den ersten Gittern auf das andere zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu reflektieren.
Beispiel 23: System nach Beispiel 16, wobei eines der ersten Gitter an eines der Anzeigefelder angrenzend angeordnet ist und ein Transmissionsgitter ist, um ein Signal, das von dem einen Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das eine erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Transmissionswinkel zu transmittieren, während ein anderes der ersten Gitter auf der gegenüberliegenden Seite eines anderen der Anzeigefelder platziert ist und ein Reflexionsgitter ist, um ein Signal, das von dem anderen Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das andere erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Reflexionswinkel zu reflektieren.
Beispiel 24: System nach Beispiel 23, wobei jedes der zweiten Gitter ein Transmissionsgitter ist; oder jedes der zweiten Gitter ein Reflexionsgitter ist; oder das eine zweite Gitter ein Transmissionsgitter ist, während das andere zweite Gitter ein Reflexionsgitter ist.
Beispiel 25: System nach einem der Beispiele 16 bis 24, des Weiteren wenigstens einen Blendenverschluss umfassend, um das Signal in dem Wellenleiter alternierend zu sperren, um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen.
Beispiel 26: System nach einem der Beispiele 16 bis 24, wobei jede der Vergrößerungslinsen entlang einer vorgegebenen Länge des Wellenleiters bewegt werden kann.
Beispiel 27: System nach Beispiel 1, wobei das System eine Monokularstruktur aufweist und umfasst: einen Wellenleiter, über den sich ein Signal ausbreitet; ein Anzeigefeld, das an dem Wellenleiter platziert ist, wobei das Anzeigefeld zum Ausgeben des Signals dient; ein erstes Gitter, um das Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Beugungswinkel entweder in die linke oder die rechte Richtung in dem Wellenleiter zu beugen; ein zweites Gitter, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Beugungswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu beugen; und eine Vergrößerungslinse zum Vergrößern des Signals, das von dem zweiten Gitter gebeugt wird.
Beispiel 28: System nach Beispiel 27, wobei das zweite Gitter platziert ist: auf derselben Oberfläche des Wellenleiters wie das erste Gitter; oder auf der gegenüberliegenden Seite des Wellenleiters wie das erste Gitter.
Beispiel 29: System nach Beispiel 27, wobei das erste Gitter an das Anzeigefeld angrenzend angeordnet ist und das erste Gitter ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Transmissionswinkel entweder in die linke oder die rechte Richtung in dem Wellenleiter zu transmittieren.
Beispiel 30: System nach Beispiel 29, wobei das zweite Gitter: ein Reflexionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu reflektieren; oder ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren.
Beispiel 31: System nach Beispiel 27, wobei das erste Gitter gegenüber dem Anzeigefeld in dem Wellenleiter positioniert ist und ein Reflexionsgitter ist, um ein Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Reflexionswinkel entweder in die linke oder die rechte Richtung in dem Wellenleiter zu reflektieren.
Beispiel 32: System nach Beispiel 31, wobei das zweite Gitter: ein Transmissionsgitter ist, um ein Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren; oder ein Reflexionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu reflektieren.
Beispiel 33: System nach Beispiel 1, des Weiteren zwei erste Gitter umfassend, die an die Anzeigefelder angrenzend angeordnet sind und jeweils dazu dienen, die Signale, die von den Anzeigefeldern ausgesendet werden und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf die ersten Gitter auftreffen, in einem vorgegebenen Transmissionswinkel in den Wellenleiter zu transmittieren, wobei das System eine Binokularstruktur aufweist und umfasst: einen Wellenleiter, über den sich Signale ausbreiten; zwei Anzeigefelder, die jeweils an beiden Enden des Wellenleiters platziert sind, wobei die Anzeigefelder zum Ausgeben der Signale dienen; zweite Gitter, die senkrecht zu den ersten Gittern des Wellenleiters ausgerichtet sind, wobei die zweiten Gitter in der Vielzahl von Gittern enthalten sind, die dazu dienen, die Signale, die sich über den Wellenleiter ausbreiten und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei den ersten Gittern auf die zweiten Gitter auftreffen, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu beugen; und eine Vielzahl von Vergrößerungslinsen zum Vergrößern der Signale, die von den zweiten Gittern gebeugt werden.
Beispiel 34: System nach Beispiel 33, wobei jedes der zweiten Gitter: ein Reflexionsgitter ist, um das einfallende Signal in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei den ersten Gittern zu reflektieren; oder ein Transmissionsgitter ist, um das einfallende Signal in dem vorgegebenen Einfallswinkel bei den ersten Gittern zu transmittieren.
Beispiel 35: System nach Beispiel 33, wobei die Anzeigefelder die Signale mit einem Zeitunterschied zueinander anzeigen können, um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen.
Beispiel 36: System nach einem der Beispiele 33 bis 35, des Weiteren wenigstens einen Blendenverschluss umfassend, um eines der Signale in dem Wellenleiter alternierend zu sperren, um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen.
Beispiel 37: System nach einem der Beispiele 33 bis 36, wobei die Vergrößerungslinsen entlang einer vorgegebenen Länge des Wellenleiters bewegt werden können.
Beispiel 38: System nach Beispiel 1, wobei das System eine Monokularstruktur aufweist und umfasst: einen Wellenleiter, über den sich ein Signal ausbreitet; ein Anzeigefeld, das entweder an dem linken oder dem rechten Ende des Wellenleiters platziert ist, wobei das Anzeigefeld zum Ausgeben des Signals dient; ein erstes Gitter, um das Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Beugungswinkel in den Wellenleiter zu beugen; ein zweites Gitter, das senkrecht zu dem ersten Gitter in dem Wellenleiter ausgerichtet ist, wobei das zweite Gitter dazu dient, das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Beugungswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu beugen; und eine Vergrößerungslinse zum Vergrößern des Signals, das von dem zweiten Gitter gebeugt wird.
Beispiel 39: System nach Beispiel 38, wobei das erste Gitter gegenüber dem Anzeigefeld in dem Wellenleiter positioniert ist und ein Reflexionsgitter ist, um ein Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Reflexionswinkel in dem Wellenleiter zu reflektieren.
Beispiel 40: System nach Beispiel 39, wobei das zweite Gitter ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren.
Beispiel 41: System nach Beispiel 38, wobei das erste Gitter an das Anzeigefeld angrenzt und das erste Gitter ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Transmissionswinkel in dem Wellenleiter zu transmittieren.
Beispiel 42: System nach Beispiel 41, wobei das zweite Gitter: ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren; oder ein Reflexionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet, nachdem es durch das erste Gitter transmittiert wurde und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu reflektieren.
Beispiel 43: System nach Beispiel 1, wobei sich das Signal mit einem Zeitunterschied zu dem linken und dem rechten Auge eines Benutzers ausbreitet, wobei ein dreidimensionales Bild erzeugt wird.
Beispiel 44: System nach Beispiel 1, wobei die Vielzahl von Gittern umfasst: wenigstens ein erstes Gitter zum Beugen des wenigstens einen Signals, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet; wenigstens ein zweites Gitter, um das wenigstens eine Signal, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet und dann auf das wenigstens eine zweite Gitter auftrifft, in Richtung der Augen eines Benutzers zu beugen; und wobei die wenigstens eine Vergrößerungslinse so eingerichtet ist, dass sie das wenigstens eine Signal, das von dem wenigstens einen zweiten Gitter gebeugt wird, vergrößert.

Claims

Tragbares Anzeigesystem, umfassend: wenigstens ein Anzeigefeld (842, 852, 862, 872, 930, 932, 1030, 1032) zum Ausgeben wenigstens eines Signals, das auf eine vorgegebene Weise verarbeitet wird; wenigstens einen Wellenleiter (840, 850, 860, 870, 924, 1004) zum Leiten der Ausbreitung des wenigstens einen Signals, das von dem wenigstens einen Anzeigefeld ausgegeben wird; eine Vielzahl von Gittern zum Beugen des wenigstens einen Signals, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet; und wenigstens eine Vergrößerungslinse zum Vergrößern des wenigstens einen Signals, das von wenigstens einem der Gitter gebeugt wird, wobei die wenigstens eine Vergrößerungslinse entlang einer vorgegebenen Länge des wenigstens einen Wellenleiters bewegt werden kann.
System nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Gittern umfasst: wenigstens ein erstes Gitter zum Beugen des wenigstens einen Signals, das von dem wenigstens einen Anzeigefeld ausgegeben wird, so dass sich das wenigstens eine Signal über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet; und wenigstens ein zweites Gitter zum Beugen des wenigstens einen Signals, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet, nachdem es von dem wenigstens einen ersten Gitter gebeugt wurde.
System nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Gittern umfasst: wenigstens ein erstes Gitter, um das wenigstens eine Signal, das von dem wenigstens einen Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das wenigstens eine erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Reflexionswinkel zu reflektieren; und wenigstens ein zweites Gitter, um das wenigstens eine Signal, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Reflexionswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter auf das wenigstens eine zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter zu reflektieren oder zu transmittieren.
System nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Gittern umfasst: wenigstens ein erstes Gitter, um das wenigstens eine Signal, das von dem wenigstens einen Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das wenigstens eine erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Transmissionswinkel zu transmittieren; und wenigstens ein zweites Gitter, um das wenigstens eine Signal, das sich über den wenigstens einen Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter auf das wenigstens eine zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem wenigstens einen ersten Gitter zu transmittieren oder zu reflektieren.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, des Weiteren wenigstens einen Blendenverschluss umfassend, um das wenigstens eine Signal in dem Wellenleiter alternierend zu sperren, um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen.
System nach Anspruch 1, wobei das System eine Binokularstruktur aufweist, wobei der wenigstens eine Wellenleiter genau ein Wellenleiter ist, über den sich ein Signal ausbreitet, das wenigstens eine Anzeigefeld genau ein Anzeigefeld (500) ist, das in der Mitte des Wellenleiters platziert ist, das Anzeigefeld zum Ausgeben des Signals dient und die Vielzahl von Gittern umfasst: ein erstes Gitter (520), um das Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Beugungswinkel sowohl in die linke als auch die rechte Richtung des Wellenleiters zu beugen; zweite Gitter (522, 524), um das Signal, das von dem ersten Gitter sowohl in die linke als auch die rechte Richtung des Wellenleiters gebeugt wird, um sich über den Wellenleiter auszubreiten und in demselben Winkel wie der vorgegebene Beugungswinkel bei dem ersten Gitter auf die zweiten Gitter aufzutreffen, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu beugen; und Vergrößerungslinsen (532) zum Vergrößern des Signals, das von den zweiten Gittern gebeugt wird.
System nach Anspruch 6, wobei das erste Gitter an das Anzeigefeld angrenzt und ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Transmissionswinkel in die linke und die rechte Richtung in dem Wellenleiter zu transmittieren.
System nach Anspruch 7, wobei jedes der zweiten Gitter ein Reflexionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter auf die zweiten Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu reflektieren.
System nach Anspruch 7, wobei jedes der zweiten Gitter ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren.
System nach Anspruch 7, wobei eines der zweiten Gitter ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter auf das eine zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren, während ein anderes der zweiten Gitter ein Reflexionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei den ersten Gittern auf das andere zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu reflektieren.
System nach Anspruch 6, wobei das erste Gitter gegenüber dem Anzeigefeld in dem Wellenleiter positioniert ist und ein Reflexionsgitter ist, um ein Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Reflexionswinkel sowohl in die linke als auch die rechte Richtung in dem Wellenleiter zu reflektieren.
System nach Anspruch 11, wobei jedes der zweiten Gitter ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren.
System nach Anspruch 11, wobei jedes der zweiten Gitter ein Reflexionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Reflexionswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu reflektieren.
System nach Anspruch 11, wobei eines der zweiten Gitter ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei dem ersten Gitter auf das eine zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu transmittieren, während ein anderes der zweiten Gitter ein Reflexionsgitter ist, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Transmissionswinkel bei den ersten Gittern auf das andere zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu reflektieren.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, des Weiteren wenigstens einen Blendenverschluss umfassend, um das Signal in dem Wellenleiter alternierend zu sperren, um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen.
System nach Anspruch 1, wobei das System eine Monokularstruktur aufweist, wobei der wenigstens eine Wellenleiter genau ein Wellenleiter ist, über den sich ein Signal ausbreitet, das wenigstens eine Anzeigefeld genau ein Anzeigefeld ist, das an dem Wellenleiter platziert ist, das Anzeigefeld zum Ausgeben des Signals dient und die Vielzahl von Gittern umfasst: ein erstes Gitter, um das Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Beugungswinkel entweder in die linke oder die rechte Richtung in dem Wellenleiter zu beugen; ein zweites Gitter, um das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Beugungswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu beugen; und eine Vergrößerungslinse zum Vergrößern des Signals, das von dem zweiten Gitter gebeugt wird.
System nach Anspruch 16, wobei das zweite Gitter platziert ist: auf derselben Oberfläche des Wellenleiters wie das zweite Gitter; oder auf der gegenüberliegenden Seite des Wellenleiters wie das erste Gitter.
System nach Anspruch 16, wobei das erste Gitter an das Anzeigefeld angrenzend angeordnet ist, das erste Gitter ein Transmissionsgitter ist, um das Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Transmissionswinkel entweder in die linke oder die rechte Richtung in dem Wellenleiter zu transmittieren.
System nach Anspruch 16, wobei das System eine Monokularstruktur aufweist, wobei der wenigstens eine Wellenleiter genau ein Wellenleiter ist, über den sich ein Signal ausbreitet, das wenigstens eine Anzeigefeld genau ein Anzeigefeld ist, das entweder an dem linken oder dem rechten Ende des Wellenleiters platziert ist, das Anzeigefeld zum Ausgeben des Signals dient und die Vielzahl von Gittern umfasst: ein erstes Gitter, um das Signal, das von dem Anzeigefeld ausgegeben wird und in einem vorgegebenen Einfallswinkel auf das erste Gitter auftrifft, in einem vorgegebenen Beugungswinkel in den Wellenleiter zu beugen; ein zweites Gitter, das senkrecht zu dem ersten Gitter in dem Wellenleiter ausgerichtet ist, wobei das zweite Gitter dazu dient, das Signal, das sich über den Wellenleiter ausbreitet und in demselben Winkel wie der vorgegebene Beugungswinkel bei dem ersten Gitter auf das zweite Gitter auftrifft, in demselben Winkel wie der vorgegebene Einfallswinkel bei dem ersten Gitter zu beugen; und eine Vergrößerungslinse zum Vergrößern des Signals, das von dem zweiten Gitter gebeugt wird.