[go: up one dir, main page]

ES2547378T3 - Dispositivo de visualización por proyección con dos guías de onda coplanares en forma de placa que incluyen rejillas - Google Patents

Dispositivo de visualización por proyección con dos guías de onda coplanares en forma de placa que incluyen rejillas Download PDF

Info

Publication number
ES2547378T3
ES2547378T3 ES06779625.0T ES06779625T ES2547378T3 ES 2547378 T3 ES2547378 T3 ES 2547378T3 ES 06779625 T ES06779625 T ES 06779625T ES 2547378 T3 ES2547378 T3 ES 2547378T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
plate
light
shaped waveguide
image
display device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES06779625.0T
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Simmonds
Mohmed Valera
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BAE Systems PLC
Original Assignee
BAE Systems PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB0518181A external-priority patent/GB0518181D0/en
Application filed by BAE Systems PLC filed Critical BAE Systems PLC
Application granted granted Critical
Publication of ES2547378T3 publication Critical patent/ES2547378T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0081—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for altering, e.g. enlarging, the entrance or exit pupil
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/4205—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant
    • G02B27/4211—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant correcting chromatic aberrations
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0028—Light guide, e.g. taper
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0123—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the field of view
    • G02B2027/0125—Field-of-view increase by wavefront division
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/015—Head-up displays characterised by mechanical features involving arrangement aiming to get less bulky devices
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

Dispositivo de visualización por proyección, para mostrar visualmente una imagen a un espectador, que incluye una primera guía de ondas en forma de placa (7) hecha de material transmisor de luz, un dispositivo fuente de luz que proporciona una imagen (10) dispuesto para inyectar una luz que porta una imagen en la primera guía de ondas en forma de placa; una rejilla de entrada dentro de la primera guía de ondas en forma de placa para recibir la luz que porta una imagen y dirigir la luz para que se propague internamente mediante reflexión interna total; una rejilla de transmisión (13) en o dentro de la primera guía de ondas en forma de placa dispuesta para dirigir dicha luz que porta una imagen interiormente a lo largo de la primera guía de ondas en forma de placa (7) y a través de la cual la luz que porta una imagen es emitida desde la primera guía de ondas en forma de placa; y una segunda guía de ondas en forma de placa (81) hecha de material transmisor de luz y transparente, incluyendo dicha segunda guía de ondas en forma de placa una rejilla de acoplamiento (17) dispuesta para recibir la luz que porta una imagen procedente de la primera guía de ondas en forma de placa, incluyendo también dicha segunda guía de ondas en forma de placa una rejilla de salida (18) dispuesta para difractar la luz que porta una imagen recibida de la segunda guía de ondas en forma de placa, caracterizado por que la dispersión por difracción asociada a la rejilla de entrada está adaptada a lo opuesto de la dispersión asociada a la rejilla de transmisión, haciendo de ese modo que la dispersión cromática neta de la salida de luz de la primera guía de ondas en forma de placa se aproxime o sea sustancialmente igual a cero, y la rejilla de acoplamiento (17) y la rejilla de salida (18) tienen sustancialmente la misma frecuencia espacial, de tal manera que la dispersión por difracción asociada a la rejilla de acoplamiento está adaptada a lo opuesto de la dispersión asociada a la rejilla de salida, haciendo de ese modo que la dispersión cromática neta de la salida de luz de la segunda guía de ondas en forma de placa se aproxime o sea sustancialmente igual a cero, de manera que la imagen cromática que se muestra al espectador está sustancialmente libre de aberración cromática.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
E06779625
16-09-2015
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de visualización por proyección con dos guías de onda coplanares en forma de placa que incluyen rejillas
La presente invención se refiere a un dispositivo de visualización por proyección para mostrar visualmente una imagen a un espectador que es en particular, aunque no exclusivamente, adecuada para su uso en un dispositivo de presentación visual de cabeza alzada, un dispositivo de presentación visual integrado en un casco o un dispositivo de presentación visual montado en la cabeza.
De manera tradicional, los dispositivo de presentación visual de cabeza alzada, que pueden ser utilizados en una aeronave, como se muestra en la figura 1 de los dibujos que se acompañan, utilizan un sistema de lente esférica de convención 1 para generar una imagen colimada a partir de un suministrador de imágenes tal como un tubo de rayos catódicos 2. Los rayos de luz que emanan del sistema de lente esférica 1 son reflejados por un espejo plegable convencional 3 a través de un sistema de lente de salida esférica 4 y desde allí son pasados a un combinador 5 desde el cual es reflejada la imagen para proporcionar una imagen colimada al espectador 6 que puede ser un piloto de una aeronave. Así, con estos dispositivos de visualización por proyección convencionales, la óptica de colimación utilizada, es decir el sistema de lente esférica 1 y el sistema de lente de salida esférica 4, es innecesariamente grande y voluminosa, lo que no resulta conveniente. Por ejemplo, un campo de visión de treinta grados para mostrar al espectador 6 puede requerir un sistema de lente de salida 4 de seis pulgadas de diámetro. Esto significa que el tamaño físico del dispositivo de presentación visual de cabeza alzada convencional que se muestra en la figura 1, que incluye el combinador 5 para superponer la representación visual proyectada para ser vista por un espectador 6 que mire a través del combinador 5, puede limitar el uso de tal dispositivo de presentación visual de cabeza alzada en un área de cabina con espacio insuficiente para dar cabida a un dispositivo de presentación visual de cabeza alzada.
Existe por tanto la necesidad de un dispositivo de visualización por proyección que sea de menor tamaño que el convencional con el fin de que encaje en espacios más pequeños y por tanto que sea más adecuado para entornos de espacio restringido tal como una cabina de avión, una pantalla integrada en un casco o una pantalla montada en la cabeza.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo de visualización por proyección para mostrar visualmente una imagen a un espectador, que incluye una primera guía de ondas en forma de placa hecha de material transmisor de luz, un dispositivo fuente de luz que proporciona una imagen dispuesto para inyectar una luz que porta una imagen en la primera guía de ondas en forma de placa; una rejilla de entrada dentro de la primera guía de ondas en forma de placa para recibir la luz que porta una imagen y dirigir la luz para que se propague internamente mediante reflexión interna total; una rejilla de transmisión en o dentro de la primera guía de ondas en forma de placa dispuesta para dirigir dicha luz que porta una imagen interiormente a lo largo de la primera guía de ondas en forma de placa y a través de la cual es emitida la luz que porta una imagen desde la primera guía de ondas en forma de placa; y una segunda guía de ondas en forma de placa hecha material transmisor de luz y transparente, incluyendo dicha segunda guía de ondas en forma de placa una rejilla de acoplamiento dispuesta para recibir la luz que porta una imagen procedente de la primera guía de ondas en forma de placa, incluyendo también dicha segunda guía de ondas en forma de placa una rejilla de salida dispuesta para difractar la luz que porta una imagen recibida de la segunda guía de ondas en forma de placa, caracterizado por que la dispersión por difracción asociada a la rejilla de entrada está adaptada a lo opuesto de la dispersión asociada a la rejilla de transmisión, haciendo de ese modo que la dispersión cromática neta de la salida de luz de la primera guía de ondas en forma de placa se aproxime o sea sustancialmente igual a cero, y la dispersión por difracción asociada a la rejilla de acoplamiento está adaptada a lo opuesto de la dispersión asociada a la rejilla de salida, haciendo de ese modo que la dispersión cromática neta de la salida de luz de la segunda guía de ondas en forma de placa se aproxime o sea sustancialmente igual a cero, de manera que la imagen cromática que se muestra al espectador está sustancialmente libre de aberración cromática.
Los anteriores rasgos precaracterísticos se dan a conocer en el documento WO2004/109349 en combinación con el documento US 2005/0180687. La rejilla de entrada es una superficie semireflectante o región de holograma dentro del material de la primera guía de ondas en forma de placa.
De manera ventajosa, el material transmisor de luz a partir del cual se hace la primera guía de ondas en forma de placa o el material transmisor de luz y transparente a partir del cual se hace la segunda guía de ondas en forma de placa puede ser vidrio o plástico.
De este modo, un espectador es capaz de mirar a través de al menos parte del material de la segunda guía de ondas en forma de placa y el material también será capaz de transmitir una luz que porta una imagen recibida de la primera guía de ondas en forma de placa. También se entenderá que el usuario puede ser capaz o no de ver a través del material de la primera guía de ondas en forma de placa dependiendo de la configuración del dispositivo de visualización por proyección y de su ubicación.
10
15
20
25
30
35
40
45
E06779625
16-09-2015
Preferiblemente, la imagen que proporciona el dispositivo fuente de luz puede incluir una fuente de luz que genera una imagen.
De manera conveniente, el dispositivo de visualización por proyección puede incluir un medio óptico, situado entre la fuente de luz que genera una imagen y la primera guía de ondas en forma de placa, que se puede utilizar para colimar luz recibida de la fuente de luz que genera una imagen y para inyectar la luz que porta la imagen colimada en la primera de guía de ondas en forma de placa.
De manera ventajosa, la rejilla de transmisión puede ser tal que la luz que porta una imagen incidente recibida es difractada desde allí, siendo el ángulo de incidencia de la luz difractada en superficies internas de la primera guía de ondas en forma de placa mayor que el ángulo crítico para el material a partir del cual se hace la primera guía de ondas en forma de placa. De esta manera, la luz difractada se propaga internamente dentro de la primera guía de ondas en forma de placa y se refleja en dichas superficies internas de la primera guía de ondas en forma de placa.
La rejilla de transmisión puede ser una rejilla de baja eficiencia.
De manera preferible, la rejilla de acoplamiento puede ser tal que la luz que porta una imagen incidente es difractada desde allí, siendo el ángulo de incidencia de la luz difractada en superficies internas de la segunda guía de ondas en forma de placa mayor que el ángulo crítico para el material a partir del cual se hace la segunda guía de ondas en forma de placa.
De manera conveniente, la potencia de difracción de la rejilla de acoplamiento es girada 90° con respecto a la potencia de difracción de la rejilla de transmisión.
De manera preferible, la segunda guía de ondas en forma de placa incluye un revestimiento reflectante selectivo de banda estrecha dispuesto sobre una superficie de la segunda guía de ondas en forma de placa separado de forma paralela de la rejilla de salida, estando dicho revestimiento reflectante dispuesto para reflejar luz difractada desde la rejilla de salida de vuelta a la rejilla de salida. Aumentando de ese modo la eficiencia de la representación visual.
De manera ventajosa, la primera guía de ondas en forma de placa y/o la segunda guía de ondas en forma de placa pueden ser curvadas.
Una placa de media onda puede estar situada entre la primera y la segunda guía de ondas en forma de placa. Esto puede aumentar la eficiencia óptica del dispositivo de visualización por proyección.
El dispositivo de visualización por proyección puede formar parte de un Dispositivo de Presentación Visual de Cabeza Alzada, un Dispositivo de Presentación Visual Integrado en un Casco o un Dispositivo de Presentación Visual Montado en la Cabeza.
La invención se describirá ahora, solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:
La figura 1 es una ilustración esquemática de un dispositivo de visualización por proyección convencional de la técnica anterior en la forma de un dispositivo de presentación visual de cabeza alzada.
La figura 2 es una vista en perspectiva del dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con un ejemplo no reivindicado;
La figura 3 es una vista en perspectiva de un dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con una realización alternativa de la presente invención; y
La figura 4 es una vista en perspectiva de un dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con otra realización alternativa de la presente invención.
Un dispositivo de visualización por proyección para mostrar visualmente una imagen a un espectador 6 de acuerdo con la invención, según se ilustra en las figuras 2, 3 y 4 de los dibujos que se acompañan, en general utiliza técnicas de guiado de ondas para generar una imagen colimada que subtiende una gran pupila de salida en el punto de un espectador 6 y un gran campo de visión utilizando al mismo tiempo un pequeño dispositivo fuente de luz que proporciona una imagen. Según se ilustra, el dispositivo de visualización por proyección de la invención utiliza una primera guía de ondas en forma de placa 7 hecha de un material transmisor de luz tal como vidrio o plástico y una segunda guía de ondas en forma de placa 8 hecha de un material transmisor de luz y transparente a la luz, tal como vidrio o plástico.
Más detalladamente, un dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con la figura 2, incluye además un dispositivo fuente de luz que proporciona una imagen situado en una primera cara 9 de la primera guía de ondas en
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
E06779625
16-09-2015
forma de placa para inyectar luz que porta una imagen en la primera guía de ondas en forma de placa 7 a través de la primera cara 9.
El dispositivo fuente de luz que proporciona una imagen incluye una fuente de luz que genera una imagen 10 preferentemente en forma de microrepresentación visual para proporcionar una representación visual de la información. Además, el dispositivo fuente de luz que proporciona una imagen incluye un medio óptico 11 situado entre la fuente de luz que genera una imagen 10 y la primera cara 9 de la primera guía de ondas en forma de placa
7. El medio óptico 11 puede funcionar para colimar luz recibida desde la fuente de luz que genera una imagen 10 y para inyectar la luz que porta una imagen colimada en la primera guía de ondas en forma de placa 7 a través de la primera cara 9. El medio óptico 11 tiene de preferencia un tamaño pequeño, por lo general menor de 25 milímetros de diámetro, y se usa para colimar la luz recibida de la fuente de luz que genera una imagen 10. La luz colimada producida por el medio óptico 11 tiene una pequeña pupila de salida y se alimenta a la primera guía de ondas en forma de placa 7, que realiza la función de estirar la pupila horizontal. La salida de la primera guía de ondas en forma de placa 7 se alimenta a la segunda guía de ondas en forma de placa 8 que estira la vista de la pupila vertical y también actúa como un combinador para el dispositivo de visualización por proyección. De esta manera, la información mostrada visualmente que se proporciona al espectador 6 que mira a través de la guía de ondas en forma de placa 8 subtiende una gran pupila de salida y un gran campo de visión durante el uso de un pequeño medio óptico 11 y una pequeña fuente de luz que genera una imagen 10, tal como una microrepresentación visual. Esto permite que el dispositivo de visualización por proyección de la invención sea muy compacto en comparación con los dispositivos de visualización convencionales.
La información que se proporciona al espectador 6 es en forma de una representación visual de información que es generada por la fuente de luz que genera una imagen 10 que se ilumina con luz de láser monocromática visible. La microrepresentación visual que forma la fuente de luz que genera una imagen 10 puede ser reflectante o emisora de tal manera que, en combinación con el medio óptico 11, se genera una imagen colimada de la representación visual para su inyección en la primera guía de ondas en forma de placa 7.
En el ejemplo que se ilustra en la figura 2, el dispositivo de visualización por proyección incluye un medio de entrada, tal como un prisma de entrada 12 previsto dentro de la primera guía de ondas en forma de placa 7, en la primera cara 9, y está dispuesta para transmitir la luz que porta una imagen recibida desde el medio óptico 11 en la cara de la hipotenusa del prisma de entrada 12 a una rejilla de transmisión 13 dispuesta internamente dentro de la primera guía de ondas en forma de placa 7 y sustancialmente coplanar con la primera cara 9. En efecto, la luz que incide sobre la rejilla de transmisión 13 es difractada desde allí de tal manera que el ángulo de incidencia de la luz de las superficies internas de la primera guía de ondas en forma de placa 7 es mayor que el ángulo crítico para el material, tal como vidrio, del que está hecha la primera guía de ondas en forma de placa 7. Preferiblemente, la frecuencia espacial de la rejilla de transmisión 13 es tal como para limitar el intervalo angular requerido más allá del ángulo crítico del material, tal como vidrio, del que está hecha la primera guía de ondas en forma de placa 7. Esta luz es limitada dentro de la primera guía de ondas en forma de placa 7 para propagarse a lo largo de la primera guía de ondas en forma de placa 7 reflejándose desde cada superficie interna para seguir a su vez la trayectoria de luz L1. Por tanto, los ángulos de campo relativos de la luz que incide sobre la primera guía de ondas en forma de placa 7 en la primera cara 9 son conservados dentro de la primera guía de ondas en forma de placa 7 y la información requerida para regenerar la imagen original se conserva.
Se proporciona material de absorción de luz, no mostrado, en el extremo 14 de la primera guía de ondas en forma de placa 7 para absorber cualquier luz que llegue al extremo 14.
La rejilla de transmisión 13 también sirve para enviar la luz que porta una imagen desde la primera guía de ondas en forma de placa 7. La rejilla de transmisión 13 es una rejilla de baja eficiencia que difracta una pequeña cantidad de luz recibida de la primera guía de ondas en forma de placa 7 en cada interacción con los rayos de luz incidente. Esta rejilla de transmisión 13 preferiblemente es sólo eficiente en un pequeño porcentaje y a la luz difractada por la rejilla de transmisión 13 se le permite escapar de la guía de ondas 7.
La segunda guía de ondas en forma de placa 8 está situada con una primera cara 15 coplanar a una segunda cara 16 de la primera guía de ondas en forma de placa 7 y está dispuesta para recibir la luz que porta una imagen que sale de la segunda cara 16 de la primera guía de ondas en forma de placa 7. La primera cara 15 de la segunda guía de ondas en forma de placa 8 está situada al lado y cerca, aunque sin tocar, de la segunda cara 16 de la primera guía de ondas en forma de placa 7. La segunda guía de ondas en forma de placa 8 incluye una rejilla de acoplamiento 17 situada en la misma dispuesta sustancialmente coplanar con la primera cara 15 de la segunda guía de ondas en forma de placa 8 y la rejilla de acoplamiento 17 se puede utilizar para difractar cada rayo incidente de la luz que porta una imagen recibida desde la rejilla de transmisión 13 de la primera guía de ondas en forma de placa 7 en un ángulo que es mayor que el ángulo crítico para el material a partir del cual se hace la segunda guía de ondas en forma de placa 8 y por tanto la luz que porta una imagen recibida se propagará dentro de la segunda guía de ondas en forma de placa 8 para seguir la trayectoria de luz L2. La luz que porta una imagen continúa a lo largo de trayectoria de la luz L2 hasta una rejilla de salida 18 dispuesta sobre o dentro de la guía de ondas 8 que está dispuesta para difractar la luz que porta una imagen recibida, fuera de la segunda guía de ondas en forma de placa 8 hacia un espectador 6.
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
E06779625
16-09-2015
Preferiblemente, la rejilla de acoplamiento 17 está dispuesta de manera que su potencia de difracción es girada 90° con respecto a la potencia de difracción de la rejilla de transmisión coplanar 13 para girar la luz incidente hacia la rejilla de salida 18.
La rejilla de salida 18 es una rejilla de baja eficiencia, de tal manera que a medida que los rayos se propagan a lo largo de la trayectoria de luz L2 dentro de la segunda guía de ondas en forma de placa 8 en cada interacción con la rejilla de salida 18, una pequeña parte de la luz es difractada fuera de la segunda guía de ondas en forma de placa
8. La luz que no es difractada fuera de la segunda guía de ondas en forma de placa 8 continúa propagándose dentro de la segunda guía de ondas en forma de placa 8. Un gran número de rayos paralelos salen por tanto de la segunda guía de ondas en forma de placa 8 a través de la rejilla de salida 18 hacia el espectador 6, los cuales se originaron en puntos específicos de la microrepresentación visual formando la fuente de luz que genera una imagen 10.
Se entenderá que la rejilla de salida 18 no sólo difracta luz hacia el espectador 6 sino que también difracta luz en dirección opuesta al espectador 6. Preferiblemente, un revestimiento reflectante selectivo de banda estrecha, no mostrado, está dispuesto en al menos parte de una segunda cara 19 de la segunda guía de ondas en forma de placa 8 opuesta a y paralelamente separada de la primera cara 15 para reflejar luz difractada desde la rejilla de salida 18 de nuevo a la rejilla de salida 18 para aumentar la eficiencia de la representación visual.
Preferiblemente, la rejilla de acoplamiento 17 y/o la formación de la rejilla de salida 18 son de tal manera para que cooperen a fin de generar una pluralidad de imágenes de visualización superpuestas. Para ello, la rejilla de salida 18 se puede proporcionar no sólo en la primera cara 15, sino que se puede duplicar dentro del cuerpo de la segunda guía de ondas en forma de placa 8 y, además, en su segunda cara 19. Además, la rejilla de acoplamiento 17 y la rejilla de salida 18 pueden tener sustancialmente la misma frecuencia espacial, anulando así cualquier aberración cromática introducida por la rejilla de acoplamiento 17. De manera ventajosa, la rejilla de transmisión 13, la rejilla de acoplamiento 17 y la rejilla de salida 18 pueden tener sustancialmente la misma frecuencia espacial para ayudar a crear una configuración óptica simple, de bajo coste.
Aunque las caras primera y segunda 9 y 16 de la primera guía de ondas en forma de placa 7 y las caras primera y segunda 15 y 19 de la segunda guía de ondas en forma de placa 8 se han mostrado como planares en la realización ilustrada de la invención, cualquiera de las caras primera y segunda 9 y 16 de la primera guía de ondas en forma de placa 7 y/o cualquiera de las caras primera y segunda 15 y 19 de la segunda guía de ondas en forma de placa 8, si se desea, se puede hacer curvada.
La figura 3 ilustra una realización alternativa de la presente invención, en la que se utilizan referencias similares para indicar números similares a los mostrados en la figura 2.
La figura 3 ilustra otra realización alternativa de la presente invención, en la que se proporciona una disposición alternativa para inyectar luz que porta una imagen en la primera guía de ondas en forma de placa 7 que tiene una fuente de luz que genera una imagen 10 y un medio óptico 11 dispuestos para inyectar la luz que porta una imagen directamente en la primera cara 9 de la primera guía de ondas en forma de placa 7, donde sobre una superficie semireflectante o región de holograma, no mostrada, dispuesta en paralelo a la primera cara 9 y dentro del material de la primera guía de ondas en forma de placa 7, está dispuesta para dirigir la luz que porta una imagen a lo largo del primera guía de ondas en forma de placa 7. De esta manera, la luz que porta una imagen es inyectada por difracción en la primera guía de ondas en forma de placa 7, sin que se necesite el prisma de entrada 12, a diferencia de la inyección por transmisión, como se ilustra con referencia a la figura 2. La luz que porta una imagen continúa a través de la primera y la segunda guía de ondas en forma de placa 7 y 8, en el modo descrito con referencia a la figura 2, a lo largo de trayectorias de luz L1, y L2.
La inyección por difracción de la luz que porta una imagen, ilustrada en la realización de la figura 3, tiene el efecto de mitigar la aberración cromática de la rejilla de transmisión 7 y permite utilizar una fuente de luz que genera una imagen 10 de banda ancha o en múltiples colores.
La inyección por difracción de la luz que porta una imagen, según se ilustra en la figura 3, tiene el efecto de mitigar la aberración cromática introducida por la rejilla de transmisión 13. De igual modo, el emparejamiento correcto del par formado por la rejilla de acoplamiento 17 y la rejilla de salida 18 asociado a la segunda guía de ondas en forma de placa 8 tiene un efecto similar de corrección o mitigación de la aberración cromática. Una superficie difractiva puede mostrar grandes cantidades de dispersión de luz incidente. Esto puede dar como resultado rayos de luz que tienen los mismos ángulos de campo o similares, aunque difieren en longitud de onda, siendo difractados en diferentes ángulos internos dentro de una guía de ondas, por ejemplo la primera o la segunda guía de ondas en forma de placa 7 u 8. Esto puede dar como resultado grandes cantidades de aberración cromática en una salida de un dispositivo de visualización por proyección. Sin embargo, si la dispersión asociada a un holograma de entrada a una guía de ondas está sustancialmente adaptada a lo opuesto de la dispersión asociada a un holograma de salida desde la guía de ondas, entonces la dispersión cromática neta se aproximará a o será sustancialmente igual a cero. Por ejemplo, la adaptación de la rejilla de acoplamiento 17 y de la rejilla de salida 18 proporcionará de este modo una dispersión cromática neta sustancialmente igual a cero. Este resultado es ventajoso para dispositivos de visualización por proyección de proyección utilizados en aplicaciones montadas en la cabeza o integradas en un
10
15
20
25
30
35
E06779625
16-09-2015
casco que incorporan guías de onda, ya que permiten el uso de una fuente de luz que genera una imagen de banda ancha 10 pequeña y barata en lugar de una fuente de luz monocromática de alta potencia relativamente costosa y voluminosa, por ejemplo un láser, para iluminar las guías de ondas. Tal resultado también permite que el dispositivo de visualización por proyección presente correctamente información visual en múltiples colores o a todo color a un espectador 6.
Además, la inyección por difracción de luz que porta una imagen, según se ilustra en la figura 3, tiene el efecto de mitigar la distorsión geométrica introducida por la rejilla de transmisión 13. De igual modo, el emparejamiento correcto del par formado por la rejilla de acoplamiento 17 y la rejilla de salida 18 asociado a la segunda placa guía de ondas en forma de placa 8 tiene un efecto de corrección o mitigación similar de distorsión geométrica. Una superficie difractiva debe comportarse de acuerdo con su ecuación de rejilla asociada que define una relación no lineal. Esto significa que los ángulos de campo lineales inyectados por refracción en una guía de ondas, por ejemplo la primera guía de ondas en forma de placa 7, según se ilustra en el ejemplo de la figura 2, serán difractados a un conjunto no lineal de ángulos de campo que salen de la primera guía de ondas en forma de placa 7. Esto dará lugar a una distorsión de imagen geométrica de la luz que porta una imagen a medida que se desplaza a lo largo del eje transversal de la primera guía de ondas en forma de placa 7. Sin embargo, la inyección por difracción de luz que porta una imagen en la primera guía de ondas en forma de placa 7, según se ilustra en la realización de la figura 3, introduce una no linealidad inversa a la asociada con la salida de difracción desde la primera guía de ondas en forma de placa 7. Por tanto, la corrección de distorsión geométrica de la imagen se consigue lo largo del eje transversal de la primera guía de ondas en forma de placa 7. Este resultado es ventajoso ya que mitiga o evita la necesidad de manipular la imagen de la información mostrada visualmente presentada por la fuente de luz 10, es decir, la microrepresentación visual, a la primera guía de ondas en forma de placa 7. Por consiguiente, esto reduce o elimina la necesidad de electrónica de deformación de imagen y de capacidad de procesamiento asociada para operar algoritmos de deformación complejos.
Con referencia a la figura 4, en la que se ilustra otra realización alternativa de la presente invención, se usan referencias similares para indicar números similares a los usados en las figuras 2 y 3. En esta realización, se proporciona una placa de media onda 20 dispuesta entre y coplanar con la primera y la segunda guía de ondas en forma de placa 7 y 8. El efecto del paso de luz que porta una imagen que pasa a través del dispositivo de visualización por proyección es el de polarizar la luz que porta una imagen de tal manera que es en gran parte y por naturaleza polarización S. Sin embargo, la rejilla de acoplamiento 17 está dispuesta para tener su potencia de difracción girada 90° con respecto a la rejilla de transmisión 13. Por lo tanto, la adición de la placa de media onda 20 actúa para girar la luz que porta una imagen con polarización S que sale de la primera guía de ondas en forma de placa 7 90° de tal manera que se acopla de manera eficiente en la segunda guía de ondas en forma de placa 8. El uso de la placa de media onda 20 tiende a aumentar la eficiencia óptica del dispositivo de visualización por proyección y tiende a reducir los requisitos de potencia de la fuente de luz que genera una imagen 10.
Además, el dispositivo de visualización por proyección que se ilustra de acuerdo con la invención puede formar parte de un Dispositivo de Presentación Visual de Cabeza Alzada, de un Dispositivo de Presentación Visual Integrado en un Casco y/o de un Dispositivo de Presentación Visual Montado en la Cabeza, en particular para su uso en aeronaves.

Claims (17)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1.
    Dispositivo de visualización por proyección, para mostrar visualmente una imagen a un espectador, que incluye una primera guía de ondas en forma de placa (7) hecha de material transmisor de luz, un dispositivo fuente de luz que proporciona una imagen (10) dispuesto para inyectar una luz que porta una imagen en la primera guía de ondas en forma de placa; una rejilla de entrada dentro de la primera guía de ondas en forma de placa para recibir la luz que porta una imagen y dirigir la luz para que se propague internamente mediante reflexión interna total; una rejilla de transmisión (13) en o dentro de la primera guía de ondas en forma de placa dispuesta para dirigir dicha luz que porta una imagen interiormente a lo largo de la primera guía de ondas en forma de placa (7) y a través de la cual la luz que porta una imagen es emitida desde la primera guía de ondas en forma de placa; y una segunda guía de ondas en forma de placa (81) hecha de material transmisor de luz y transparente, incluyendo dicha segunda guía de ondas en forma de placa una rejilla de acoplamiento (17) dispuesta para recibir la luz que porta una imagen procedente de la primera guía de ondas en forma de placa, incluyendo también dicha segunda guía de ondas en forma de placa una rejilla de salida (18) dispuesta para difractar la luz que porta una imagen recibida de la segunda guía de ondas en forma de placa, caracterizado por que la dispersión por difracción asociada a la rejilla de entrada está adaptada a lo opuesto de la dispersión asociada a la rejilla de transmisión, haciendo de ese modo que la dispersión cromática neta de la salida de luz de la primera guía de ondas en forma de placa se aproxime o sea sustancialmente igual a cero, y la rejilla de acoplamiento (17) y la rejilla de salida (18) tienen sustancialmente la misma frecuencia espacial, de tal manera que la dispersión por difracción asociada a la rejilla de acoplamiento está adaptada a lo opuesto de la dispersión asociada a la rejilla de salida, haciendo de ese modo que la dispersión cromática neta de la salida de luz de la segunda guía de ondas en forma de placa se aproxime o sea sustancialmente igual a cero, de manera que la imagen cromática que se muestra al espectador está sustancialmente libre de aberración cromática.
  2. 2.
    Dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la rejilla de entrada es una superficie semireflectante o una región de holograma dentro del material de la primera guía de ondas en forma de placa.
  3. 3.
    Dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el material transmisor de luz a partir del cual se hace la primera guía de ondas en forma de placa (7) o el material transmisor de luz y transparente a partir del cual se hace la segunda guía de ondas en forma de placa (8) es vidrio o plástico.
  4. 4.
    Dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo fuente de luz que proporciona una imagen incluye una fuente de luz que genera una imagen (10).
  5. 5.
    Dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con la reivindicación 4, que incluye un medio óptico (11) situado entre la fuente de luz que genera una imagen y la primera guía de ondas en forma de placa (7), que se puede utilizar para colimar luz recibida de la fuente de luz que genera una imagen y para inyectar la luz que porta la luz de una imagen colimada en la primera de guía de ondas en forma de placa.
  6. 6.
    Dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la rejilla de transmisión (13) es tal que la luz que porta una imagen incidente recibida es difractada desde allí, siendo el ángulo de incidencia de la luz difractada en superficies internas de la primera guía de ondas en forma de placa (7) mayor que el ángulo crítico para el material a partir del cual se hace la primera guía de ondas en forma de placa.
  7. 7.
    Dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la rejilla de transmisión (13) es una rejilla de baja eficiencia.
  8. 8.
    Dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la rejilla de acoplamiento (17) es tal que la luz que porta una imagen incidente es difractada desde allí, siendo el ángulo de incidencia de la luz difractada en superficies internas de la segunda guía de ondas en forma de placa (8) mayor que el ángulo crítico para el material a partir del que se hace la segunda guía de ondas en forma de placa.
  9. 9.
    Dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la potencia de difracción de la rejilla de acoplamiento (17) es girada 90° con respecto a la potencia de difracción de la rejilla de transmisión (13).
  10. 10.
    Dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la segunda guía de ondas en forma de placa (8) incluye un revestimiento reflectante selectivo de banda estrecha dispuesto sobre una superficie (19) de la segunda guía de ondas en forma de placa separado de forma paralela de la rejilla de salida, estando dicho revestimiento reflectante dispuesto para reflejar luz difractada desde la rejilla de salida (18) de vuelta a la rejilla de salida.
  11. 11.
    Dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera guía de ondas en forma de placa (7) es curvada.
    7
  12. 12.
    Dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la segunda guía de ondas en forma de placa (8) es curvada.
  13. 13.
    Dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la entrada de difracción de la primera o la segunda guía de ondas en forma de placa (7, 8) y la salida de
    5 difracción de la primera o la segunda guía de ondas en forma de placa están sustancialmente adaptadas sobre dos ejes ortogonales.
  14. 14. Dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una placa de media onda (20) está situada entre la primera y la segunda guía de ondas en forma de placa (7, 8).
  15. 15. Dispositivo de Presentación Visual de Cabeza Alzada que incluye un dispositivo de visualización por proyección 10 de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.
  16. 16.
    Dispositivo de Presentación Visual Integrado en un Casco que incluye un dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.
  17. 17.
    Dispositivo de Presentación Visual Montado en la Cabeza que incluye un dispositivo de visualización por proyección de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.
    15
    8
ES06779625.0T 2005-09-07 2006-09-05 Dispositivo de visualización por proyección con dos guías de onda coplanares en forma de placa que incluyen rejillas Active ES2547378T3 (es)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0518181A GB0518181D0 (en) 2005-09-07 2005-09-07 A projection display
EP05270051 2005-09-07
GB0518181 2005-09-07
EP05270051 2005-09-07
PCT/GB2006/050271 WO2007029032A1 (en) 2005-09-07 2006-09-05 A projection display with two plate-like, co-planar waveguides including gratings

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2547378T3 true ES2547378T3 (es) 2015-10-05

Family

ID=37188753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES06779625.0T Active ES2547378T3 (es) 2005-09-07 2006-09-05 Dispositivo de visualización por proyección con dos guías de onda coplanares en forma de placa que incluyen rejillas

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9081178B2 (es)
EP (1) EP1922579B1 (es)
ES (1) ES2547378T3 (es)
IL (1) IL190121A0 (es)
WO (1) WO2007029032A1 (es)

Families Citing this family (169)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10073264B2 (en) 2007-08-03 2018-09-11 Lumus Ltd. Substrate-guide optical device
US10261321B2 (en) 2005-11-08 2019-04-16 Lumus Ltd. Polarizing optical system
GB0522968D0 (en) 2005-11-11 2005-12-21 Popovich Milan M Holographic illumination device
GB0718706D0 (en) 2007-09-25 2007-11-07 Creative Physics Ltd Method and apparatus for reducing laser speckle
AU2008313502A1 (en) * 2007-10-18 2009-04-23 Bae Systems Plc Improvements in or relating to head mounted display systems
FR2925171B1 (fr) * 2007-12-13 2010-04-16 Optinvent Guide optique et systeme optique de vision oculaire
US8107780B2 (en) * 2007-12-18 2012-01-31 Bae Systems Plc Display projectors
WO2009077774A1 (en) * 2007-12-18 2009-06-25 Bae Systems Plc Improvements in or relating to projection displays
US8369019B2 (en) 2008-04-14 2013-02-05 Bae Systems Plc Waveguides
EP2329302B1 (en) 2008-09-16 2019-11-06 BAE Systems PLC Improvements in or relating to waveguides
EP2163924A1 (en) 2008-09-16 2010-03-17 BAE Systems PLC Improvements in or relating to waveguides
WO2010057219A1 (en) 2008-11-17 2010-05-20 Luminit Llc Holographic substrate-guided wave-based see-through display
DE102008059892A1 (de) 2008-12-02 2010-06-10 Carl Zeiss Sports Optics Gmbh Vorrichtung zur Einblendung eines Bildes in den Strahlengang einer Zieloptik
EP2196843A1 (en) 2008-12-12 2010-06-16 BAE Systems PLC Improvements in or relating to waveguides
EP2196842A1 (en) 2008-12-12 2010-06-16 BAE Systems PLC Improvements in or relating to waveguides
US8965152B2 (en) 2008-12-12 2015-02-24 Bae Systems Plc Waveguides
US9465213B2 (en) 2008-12-12 2016-10-11 Bae Systems Plc Waveguides
EP2196729A1 (en) 2008-12-12 2010-06-16 BAE Systems PLC Improvements in or relating to waveguides
EP2376971B1 (en) 2008-12-12 2019-02-20 BAE Systems PLC Improvements in or relating to waveguides
EP2199843A1 (en) 2008-12-19 2010-06-23 BAE Systems PLC Display system
GB0902468D0 (en) 2009-02-16 2009-04-01 Light Blue Optics Ltd Optical systems
FR2942549B1 (fr) * 2009-02-25 2011-09-02 Horiba Jobin Yvon Sas Reseau de diffraction polarisant, coupleur a reseau de diffraction polarisant et systeme planaire d'imagerie ou de transport de faisceau optique a coupleurs diffractifs polarisants
US9335604B2 (en) 2013-12-11 2016-05-10 Milan Momcilo Popovich Holographic waveguide display
US11726332B2 (en) 2009-04-27 2023-08-15 Digilens Inc. Diffractive projection apparatus
EP2246728A1 (en) * 2009-04-29 2010-11-03 BAE Systems PLC Head mounted display
CA2760382C (en) 2009-04-29 2017-11-07 Bae Systems Plc Head mounted display
US10795160B1 (en) 2014-09-25 2020-10-06 Rockwell Collins, Inc. Systems for and methods of using fold gratings for dual axis expansion
US8233204B1 (en) 2009-09-30 2012-07-31 Rockwell Collins, Inc. Optical displays
US11300795B1 (en) 2009-09-30 2022-04-12 Digilens Inc. Systems for and methods of using fold gratings coordinated with output couplers for dual axis expansion
US9341846B2 (en) 2012-04-25 2016-05-17 Rockwell Collins Inc. Holographic wide angle display
US11320571B2 (en) * 2012-11-16 2022-05-03 Rockwell Collins, Inc. Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view with uniform light extraction
US20200057353A1 (en) 2009-10-09 2020-02-20 Digilens Inc. Compact Edge Illuminated Diffractive Display
US11204540B2 (en) 2009-10-09 2021-12-21 Digilens Inc. Diffractive waveguide providing a retinal image
EP2360509A1 (en) * 2010-01-25 2011-08-24 BAE Systems PLC Projection display
EP2529268A1 (en) * 2010-01-25 2012-12-05 BAE Systems Plc Projection display
US8659826B1 (en) * 2010-02-04 2014-02-25 Rockwell Collins, Inc. Worn display system and method without requiring real time tracking for boresight precision
US9274349B2 (en) 2011-04-07 2016-03-01 Digilens Inc. Laser despeckler based on angular diversity
WO2012143701A1 (en) 2011-04-18 2012-10-26 Bae Systems Plc A projection display
EP2515157A1 (en) 2011-04-18 2012-10-24 BAE Systems Plc A projection display device
EP2748670B1 (en) 2011-08-24 2015-11-18 Rockwell Collins, Inc. Wearable data display
US10670876B2 (en) 2011-08-24 2020-06-02 Digilens Inc. Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
WO2016020630A2 (en) 2014-08-08 2016-02-11 Milan Momcilo Popovich Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
US9366864B1 (en) 2011-09-30 2016-06-14 Rockwell Collins, Inc. System for and method of displaying information without need for a combiner alignment detector
US8937772B1 (en) 2011-09-30 2015-01-20 Rockwell Collins, Inc. System for and method of stowing HUD combiners
US8903207B1 (en) 2011-09-30 2014-12-02 Rockwell Collins, Inc. System for and method of extending vertical field of view in head up display utilizing a waveguide combiner
US8634139B1 (en) 2011-09-30 2014-01-21 Rockwell Collins, Inc. System for and method of catadioptric collimation in a compact head up display (HUD)
US9715067B1 (en) 2011-09-30 2017-07-25 Rockwell Collins, Inc. Ultra-compact HUD utilizing waveguide pupil expander with surface relief gratings in high refractive index materials
US9599813B1 (en) 2011-09-30 2017-03-21 Rockwell Collins, Inc. Waveguide combiner system and method with less susceptibility to glare
US20150010265A1 (en) 2012-01-06 2015-01-08 Milan, Momcilo POPOVICH Contact image sensor using switchable bragg gratings
US9523852B1 (en) 2012-03-28 2016-12-20 Rockwell Collins, Inc. Micro collimator system and method for a head up display (HUD)
US9456744B2 (en) 2012-05-11 2016-10-04 Digilens, Inc. Apparatus for eye tracking
US10061069B2 (en) 2012-06-22 2018-08-28 Luminit Llc Method for design and manufacturing of optics for holographic sight
JP6847901B2 (ja) * 2012-11-16 2021-03-24 ロックウェル・コリンズ・インコーポレーテッド 透明導波路ディスプレイ
US9933684B2 (en) 2012-11-16 2018-04-03 Rockwell Collins, Inc. Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view having a specific light output aperture configuration
EP2979126B1 (en) * 2013-03-28 2022-11-30 Snap Inc. Improvements in and relating to displays
US9674413B1 (en) 2013-04-17 2017-06-06 Rockwell Collins, Inc. Vision system and method having improved performance and solar mitigation
US9341850B1 (en) * 2013-04-30 2016-05-17 Google Inc. Diffractive see-through display with hybrid-optical aberration compensation
US10209517B2 (en) 2013-05-20 2019-02-19 Digilens, Inc. Holographic waveguide eye tracker
WO2015015138A1 (en) 2013-07-31 2015-02-05 Milan Momcilo Popovich Method and apparatus for contact image sensing
US9244281B1 (en) 2013-09-26 2016-01-26 Rockwell Collins, Inc. Display system and method using a detached combiner
DE102013219625B3 (de) * 2013-09-27 2015-01-22 Carl Zeiss Ag Brillenglas für eine auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbare und ein Bild erzeugende Anzeigevorrichtung sowie Anzeigevorrichtung mit einem solchen Brillenglas
DE102013219624B3 (de) * 2013-09-27 2015-01-22 Carl Zeiss Ag Brillenglas für eine auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbare und ein Bild erzeugende Anzeigevorrichtung sowie Anzeigevorrichtung mit einem solchen Brillenglas
JP6287095B2 (ja) * 2013-11-19 2018-03-07 セイコーエプソン株式会社 光学デバイス及び電子機器
FR3014209B1 (fr) 2013-11-29 2017-03-03 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'extension de pupille de sortie et viseur tete haute comportant ce dispositif
US10732407B1 (en) 2014-01-10 2020-08-04 Rockwell Collins, Inc. Near eye head up display system and method with fixed combiner
JP5851535B2 (ja) * 2014-01-27 2016-02-03 オリンパス株式会社 表示装置
US9519089B1 (en) 2014-01-30 2016-12-13 Rockwell Collins, Inc. High performance volume phase gratings
JP6296841B2 (ja) * 2014-03-12 2018-03-20 オリンパス株式会社 表示装置
JP2015172713A (ja) * 2014-03-12 2015-10-01 オリンパス株式会社 表示装置
US9244280B1 (en) 2014-03-25 2016-01-26 Rockwell Collins, Inc. Near eye display system and method for display enhancement or redundancy
JP6442149B2 (ja) * 2014-03-27 2018-12-19 オリンパス株式会社 画像表示装置
JP6413291B2 (ja) * 2014-03-27 2018-10-31 セイコーエプソン株式会社 虚像表示装置、およびヘッドマウントディスプレイ
US9465215B2 (en) * 2014-03-28 2016-10-11 Google Inc. Lightguide with multiple in-coupling holograms for head wearable display
IL232197B (en) 2014-04-23 2018-04-30 Lumus Ltd Compact head-up display system
US10359736B2 (en) 2014-08-08 2019-07-23 Digilens Inc. Method for holographic mastering and replication
US10241330B2 (en) 2014-09-19 2019-03-26 Digilens, Inc. Method and apparatus for generating input images for holographic waveguide displays
US10088675B1 (en) 2015-05-18 2018-10-02 Rockwell Collins, Inc. Turning light pipe for a pupil expansion system and method
US9715110B1 (en) 2014-09-25 2017-07-25 Rockwell Collins, Inc. Automotive head up display (HUD)
US10423222B2 (en) 2014-09-26 2019-09-24 Digilens Inc. Holographic waveguide optical tracker
KR102417136B1 (ko) 2014-09-29 2022-07-05 매직 립, 인코포레이티드 상이한 파장의 광을 도파관 밖으로 출력하기 위한 아키텍쳐 및 방법
JP6498682B2 (ja) * 2014-10-03 2019-04-10 オリンパス株式会社 表示装置
JP6417589B2 (ja) 2014-10-29 2018-11-07 セイコーエプソン株式会社 光学素子、電気光学装置、装着型表示装置および光学素子の製造方法
JP2016085430A (ja) * 2014-10-29 2016-05-19 セイコーエプソン株式会社 虚像表示装置
IL235642B (en) 2014-11-11 2021-08-31 Lumus Ltd A compact head-up display system is protected by an element with a super-thin structure
WO2016113533A2 (en) 2015-01-12 2016-07-21 Milan Momcilo Popovich Holographic waveguide light field displays
CN111323867A (zh) 2015-01-12 2020-06-23 迪吉伦斯公司 环境隔离的波导显示器
US10330777B2 (en) 2015-01-20 2019-06-25 Digilens Inc. Holographic waveguide lidar
CN104614868A (zh) * 2015-01-21 2015-05-13 佛山市智海星空科技有限公司 一种基于全息光栅消色差的系统及方法
US9632226B2 (en) 2015-02-12 2017-04-25 Digilens Inc. Waveguide grating device
WO2016146963A1 (en) 2015-03-16 2016-09-22 Popovich, Milan, Momcilo Waveguide device incorporating a light pipe
JP6519256B2 (ja) 2015-03-23 2019-05-29 セイコーエプソン株式会社 光束径拡大素子および表示装置
US10591756B2 (en) 2015-03-31 2020-03-17 Digilens Inc. Method and apparatus for contact image sensing
TWI547717B (zh) * 2015-05-13 2016-09-01 華邦電子股份有限公司 頭戴式顯示裝置
US11366316B2 (en) 2015-05-18 2022-06-21 Rockwell Collins, Inc. Head up display (HUD) using a light pipe
US10247943B1 (en) 2015-05-18 2019-04-02 Rockwell Collins, Inc. Head up display (HUD) using a light pipe
US10126552B2 (en) 2015-05-18 2018-11-13 Rockwell Collins, Inc. Micro collimator system and method for a head up display (HUD)
US10108010B2 (en) 2015-06-29 2018-10-23 Rockwell Collins, Inc. System for and method of integrating head up displays and head down displays
JP6598269B2 (ja) 2015-10-05 2019-10-30 ディジレンズ インコーポレイテッド 導波管ディスプレイ
JP6597197B2 (ja) 2015-11-05 2019-10-30 セイコーエプソン株式会社 光束径拡大素子および表示装置
US10598932B1 (en) 2016-01-06 2020-03-24 Rockwell Collins, Inc. Head up display for integrating views of conformally mapped symbols and a fixed image source
JP2019510995A (ja) * 2016-01-16 2019-04-18 レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． マルチビーム回折格子ベースのヘッドアップディスプレイ
EP3398007B1 (en) 2016-02-04 2024-09-11 DigiLens, Inc. Waveguide optical tracker
US10859768B2 (en) 2016-03-24 2020-12-08 Digilens Inc. Method and apparatus for providing a polarization selective holographic waveguide device
EP3433658B1 (en) 2016-04-11 2023-08-09 DigiLens, Inc. Holographic waveguide apparatus for structured light projection
GB201609026D0 (en) * 2016-05-23 2016-07-06 Bae Systems Plc Waveguide manufacturing method
CN107632406A (zh) * 2016-07-18 2018-01-26 北京灵犀微光科技有限公司 全息波导、增强现实显示系统及显示方法
RU2746980C1 (ru) 2016-10-09 2021-04-22 Лумус Лтд Умножитель апертуры с использованием прямоугольного волновода
KR102541662B1 (ko) 2016-11-08 2023-06-13 루머스 리미티드 광학 컷오프 에지를 구비한 도광 장치 및 그 제조 방법
US11513350B2 (en) 2016-12-02 2022-11-29 Digilens Inc. Waveguide device with uniform output illumination
KR102736294B1 (ko) * 2016-12-07 2024-11-29 삼성전자주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치
WO2018129398A1 (en) 2017-01-05 2018-07-12 Digilens, Inc. Wearable heads up displays
US10409066B2 (en) * 2017-01-19 2019-09-10 Coretronic Corporation Head-mounted display device with waveguide elements
US10295824B2 (en) 2017-01-26 2019-05-21 Rockwell Collins, Inc. Head up display with an angled light pipe
KR20190105576A (ko) * 2017-01-26 2019-09-17 디지렌즈 인코포레이티드 균일한 출력 조명을 갖는 도파관 장치
JP6980209B2 (ja) 2017-02-22 2021-12-15 ルムス エルティーディー． 光ガイド光学アセンブリ
TWI800974B (zh) 2017-03-22 2023-05-01 以色列商魯姆斯有限公司 一種用於製造光導光學元件的方法
IL251645B (en) 2017-04-06 2018-08-30 Lumus Ltd Waveguide and method of production
IL308323B2 (en) 2017-05-16 2024-11-01 Magic Leap Inc Systems and methods for mixed reality
CN108873326A (zh) 2017-05-16 2018-11-23 中强光电股份有限公司 头戴式显示装置
CN107238928B (zh) 2017-06-09 2020-03-06 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列波导
US10942430B2 (en) 2017-10-16 2021-03-09 Digilens Inc. Systems and methods for multiplying the image resolution of a pixelated display
KR102182768B1 (ko) * 2017-11-24 2020-11-25 주식회사 엘지화학 차광막이 형성되어 있는 도파관 및 이의 제조방법
CN109946907A (zh) 2017-12-20 2019-06-28 中强光电股份有限公司 投影装置
FI128028B (en) * 2017-12-22 2019-08-15 Dispelix Oy Monikerrosaaltojohdenäyttöelementti
US10732569B2 (en) 2018-01-08 2020-08-04 Digilens Inc. Systems and methods for high-throughput recording of holographic gratings in waveguide cells
US20190212588A1 (en) 2018-01-08 2019-07-11 Digilens, Inc. Systems and Methods for Manufacturing Waveguide Cells
US10914950B2 (en) 2018-01-08 2021-02-09 Digilens Inc. Waveguide architectures and related methods of manufacturing
US10551544B2 (en) 2018-01-21 2020-02-04 Lumus Ltd. Light-guide optical element with multiple-axis internal aperture expansion
CN108254931B (zh) * 2018-01-22 2021-08-24 上海天马微电子有限公司 显示装置
JP7487109B2 (ja) 2018-03-16 2024-05-20 ディジレンズ インコーポレイテッド 複屈折制御を組み込むホログラフィック導波管およびその加工のための方法
KR20250036958A (ko) 2018-05-23 2025-03-14 루머스 리미티드 부분 반사 내부면이 있는 도광 광학 요소를 포함한 광학 시스템
EP3822694B1 (en) * 2018-07-10 2024-01-31 Shimadzu Corporation Image display device
US11402801B2 (en) 2018-07-25 2022-08-02 Digilens Inc. Systems and methods for fabricating a multilayer optical structure
CN116184666A (zh) 2018-09-09 2023-05-30 鲁姆斯有限公司 包括具有二维扩展的光导光学元件的光学系统
WO2020149956A1 (en) 2019-01-14 2020-07-23 Digilens Inc. Holographic waveguide display with light control layer
AU2020211092B2 (en) 2019-01-24 2023-05-11 Lumus Ltd. Optical systems including LOE with three stage expansion
JP2020126239A (ja) * 2019-02-05 2020-08-20 三菱ケミカル株式会社 画像表示用導光板
TWI808611B (zh) * 2019-02-05 2023-07-11 日商三菱化學股份有限公司 影像顯示用導光板
EP3924759A4 (en) 2019-02-15 2022-12-28 Digilens Inc. METHODS AND APPARATUS FOR PROVIDING A HOLOGRAPHIC WAVEGUIDE DISPLAY USING INTEGRATED NETWORKS
US20220283377A1 (en) 2019-02-15 2022-09-08 Digilens Inc. Wide Angle Waveguide Display
US12124050B2 (en) 2019-02-28 2024-10-22 Lumus Ltd. Compact collimated image projector
WO2020186113A1 (en) 2019-03-12 2020-09-17 Digilens Inc. Holographic waveguide backlight and related methods of manufacturing
CN113661359A (zh) 2019-04-15 2021-11-16 鲁姆斯有限公司 制造光导光学元件的方法
WO2020235816A1 (en) 2019-05-21 2020-11-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Glasses-type display apparatus
JP2022535460A (ja) 2019-06-07 2022-08-08 ディジレンズ インコーポレイテッド 透過格子および反射格子を組み込んだ導波路、ならびに関連する製造方法
IL289411B1 (en) 2019-06-27 2025-03-01 Lumus Ltd Device and methods for eye tracking based on eye imaging using a light-conducting optical component
IL289182B2 (en) 2019-07-04 2024-06-01 Lumus Ltd Figure waveguide with symmetric light beam multiplication
RU2719568C1 (ru) * 2019-07-12 2020-04-21 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Устройство дополненной реальности и способ его функционирования
US12140790B2 (en) 2019-07-18 2024-11-12 Lumus Ltd. Encapsulated light-guide optical element
KR20220038452A (ko) 2019-07-29 2022-03-28 디지렌즈 인코포레이티드. 픽셀화된 디스플레이의 이미지 해상도와 시야를 증배하는 방법 및 장치
US11442222B2 (en) 2019-08-29 2022-09-13 Digilens Inc. Evacuated gratings and methods of manufacturing
KR102601442B1 (ko) * 2019-10-07 2023-11-13 주식회사 엘지화학 홀로그래픽 도광판
AU2020395978A1 (en) 2019-12-05 2022-06-16 Lumus Ltd. Light-guide optical element employing complementary coated partial reflectors, and light-guide optical element having reduced light scattering
KR20240059655A (ko) 2019-12-08 2024-05-07 루머스 리미티드 소형 이미지 프로젝터를 갖는 광학 시스템
JP2023507948A (ja) 2019-12-30 2023-02-28 ルーマス リミテッド ２次元拡大型導光光学素子を含む光学システム
WO2021240513A1 (en) 2020-05-24 2021-12-02 Lumus Ltd. Compound light-guide optical elements
IL297051B2 (en) 2020-05-24 2023-10-01 Lumus Ltd Method of fabrication of compound light-guide optical elements
WO2022044006A1 (en) 2020-08-26 2022-03-03 Lumus Ltd. Generation of color images using white light as source
DE202021104723U1 (de) 2020-09-11 2021-10-18 Lumus Ltd. An ein optisches Lichtleiterelement gekoppelter Bildprojektor
EP4252048A4 (en) 2020-12-21 2024-10-16 Digilens Inc. EYE LUMINESCENCE SUPPRESSION IN WAVEGUIDE-BASED DISPLAYS
JP2024505820A (ja) * 2021-02-16 2024-02-08 ルーマス リミテッド リターダ素子を有する２次元拡張用導光光学素子を含む光学系
CA3205394C (en) 2021-02-25 2023-11-21 Lumus Ltd. Optical aperture multipliers having a rectangular waveguide
WO2022185306A1 (en) 2021-03-01 2022-09-09 Lumus Ltd. Optical system with compact coupling from a projector into a waveguide
EP4288831A4 (en) 2021-03-05 2025-01-15 Digilens Inc EVACUATED PERIODIC STRUCTURES AND THEIR MANUFACTURING PROCESSES
US11822088B2 (en) 2021-05-19 2023-11-21 Lumus Ltd. Active optical engine
US11789264B2 (en) 2021-07-04 2023-10-17 Lumus Ltd. Display with stacked light-guide elements providing different parts of field of view
US11886008B2 (en) 2021-08-23 2024-01-30 Lumus Ltd. Methods of fabrication of compound light-guide optical elements having embedded coupling-in reflectors
US20230084541A1 (en) * 2021-09-16 2023-03-16 Meta Platforms Technologies, Llc Compact imaging optics using spatially located, free form optical components for distortion compensation and image clarity enhancement
GB2610875B (en) * 2021-09-21 2024-08-28 Envisics Ltd Compact head-up display

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3493287A (en) 1966-04-26 1970-02-03 Ibm Optical detour phase system
US4711512A (en) * 1985-07-12 1987-12-08 Environmental Research Institute Of Michigan Compact head-up display
JPH0315002A (ja) 1989-03-06 1991-01-23 Toshihiro Kubota 光分割器
US5106181A (en) * 1989-04-12 1992-04-21 Rockwell Iii Marshall A Optical waveguide display system
US5295208A (en) * 1992-02-26 1994-03-15 The University Of Alabama In Huntsville Multimode waveguide holograms capable of using non-coherent light
DE4211728A1 (de) * 1992-04-08 1993-10-14 Zeiss Carl Fa Holographische Anzeigevorrichtung
US5341230A (en) 1992-12-22 1994-08-23 Hughes Aircraft Company Waveguide holographic telltale display
WO1994019712A1 (en) * 1993-02-26 1994-09-01 Yeda Research & Development Co., Ltd. Holographic optical devices
GB9420758D0 (en) 1994-10-14 1994-11-30 Pilkington Plc Projection unit for automotive head up display
US5745266A (en) * 1996-10-02 1998-04-28 Raytheon Company Quarter-wave film for brightness enhancement of holographic thin taillamp
US5953469A (en) * 1996-10-29 1999-09-14 Xeotron Corporation Optical device utilizing optical waveguides and mechanical light-switches
US6002826A (en) * 1998-08-28 1999-12-14 Brookhaven Science Associates Thin display optical projector
GB2360603A (en) * 2000-03-20 2001-09-26 Cambridge 3D Display Ltd Planar optical waveguide and float glass process
GB0024112D0 (en) * 2000-10-03 2000-11-15 Cambridge 3D Display Ltd Flat panel display
GB0028800D0 (en) * 2000-11-25 2001-01-10 Cambridge 3D Display Ltd Achromatic flat panel display
KR100444981B1 (ko) * 2000-12-15 2004-08-21 삼성전자주식회사 착용형 디스플레이 시스템
GB0108838D0 (en) 2001-04-07 2001-05-30 Cambridge 3D Display Ltd Far field display
US7101048B2 (en) 2001-09-25 2006-09-05 Cambridge Flat Protection Displays Limited Flat-panel projection display
IL148804A (en) * 2002-03-21 2007-02-11 Yaacov Amitai Optical device
US7976169B2 (en) * 2003-05-14 2011-07-12 Sun Innovations, Inc. Waveguide display
US20060132914A1 (en) * 2003-06-10 2006-06-22 Victor Weiss Method and system for displaying an informative image against a background image
EP3462227A3 (en) * 2004-03-29 2019-06-19 Sony Corporation Optical device, and virtual image display device
US7233442B1 (en) * 2005-01-26 2007-06-19 Aculight Corporation Method and apparatus for spectral-beam combining of high-power fiber lasers
US7548677B2 (en) * 2006-10-12 2009-06-16 Microsoft Corporation Interactive display using planar radiation guide

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007029032A1 (en) 2007-03-15
US20090190222A1 (en) 2009-07-30
US9081178B2 (en) 2015-07-14
IL190121A0 (en) 2009-02-11
EP1922579A1 (en) 2008-05-21
EP1922579B1 (en) 2015-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2547378T3 (es) Dispositivo de visualización por proyección con dos guías de onda coplanares en forma de placa que incluyen rejillas
ES2862398T3 (es) Pantalla de proyección
ES2913103T3 (es) Pantalla que comprende una guía de ondas óptica para visualizar una imagen
ES2717200T3 (es) Mejoras en las guías de ondas o relacionadas con estas
US7907342B2 (en) Projection display
ES2538731T3 (es) Mejoras en guías de ondas o relativas a las mismas
US6690516B2 (en) Head mount type display device
US10359632B2 (en) Head mounted imaging apparatus with optical coupling
US8107780B2 (en) Display projectors
KR102192942B1 (ko) 광 효율을 개선한 증강 현실용 광학 장치
ES2758826T3 (es) Mejoras en o relativas a guías de ondas
EP1515173B1 (en) Optical devices particularly for remote viewing applications
US20100246003A1 (en) projection displays
US20120044573A1 (en) Head mounted display
KR102777529B1 (ko) 고스트 이미지를 완화하기 위한 광학 디바이스
JP2019521384A (ja) 光結合を用いた頭部装着型画像装置
EP3822694B1 (en) Image display device
ES2978859T3 (es) Mejoras en y relacionadas con las pantallas
CN111562672A (zh) 包括具有两个反射镜的光瞳扩展器的观察装置
KR102248606B1 (ko) 곡선 배치 반사 구조를 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치
KR20240076908A (ko) 고스트 이미지 제거 기능을 갖는 증강 현실용 광학 장치
US20230384595A1 (en) Curved lightguide and apparatus and methods employing a curved lightguide
JP5119628B2 (ja) 表示装置
KR102310804B1 (ko) 곡선 배치 반사 구조를 갖는 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치
KR102452963B1 (ko) 전반사를 이용한 컴팩트형 증강 현실용 광학 장치