Appareil à guide d'ondes plan comportant un ou plusieurs éléments de diffraction, et système utilisant cet appareil

Planar waveguide apparatus with diffraction element(s) and system employing same

Abstract

L'invention se rapporte à un appareil à guide d'ondes qui comprend un guide d'ondes plan, ainsi qu'au moins un élément de diffraction optique (DOE) créant une pluralité de chemins optiques entre l'extérieur et l'intérieur du guide d'ondes plan. Un profil de phase du DOE peut combiner un réseau de diffraction linéaire avec une lentille circulaire afin de former un front d'onde et de produire des faisceaux ayant un point de concentration souhaité. L'appareil à guide d'ondes peut être assemblé de manière à obtenir plusieurs plans focaux. Le DOE peut présenter un faible rendement de diffraction, et les guides d'ondes plans peuvent être transparents lorsqu'ils sont vus normalement, ce qui permet le passage de la lumière provenant d'un environnement ambiant (le monde réel, par exemple), et cela est utile dans les systèmes AR. La lumière peut être renvoyée pour effectuer des passages temporellement séquentiels par le guide d'ondes plan. Le ou les DOE peuvent être fixes ou peuvent avoir des caractéristiques ajustables de façon dynamique. Un système de coupleur optique peut coupler des images à l'appareil à guide d'ondes à partir d'un projecteur, par exemple une pointe de fibre optique en porte-à-faux pour balayage biaxial.
A waveguide apparatus includes a planar waveguide and at least one optical diffraction element (DOE) that provides a plurality of optical paths between an exterior and interior of the planar waveguide. A phase profile of the DOE may combine a linear diffraction grating with a circular lens, to shape a wave front and produce beams with desired focus. Waveguide apparatus may be assembled to create multiple focal planes. The DOE may have a low diffraction efficiency, and planar waveguides may be transparent when viewed normally, allowing passage of light from an ambient environment (e.g., real world) useful in AR systems. Light may be returned for temporally sequentially passes through the planar waveguide. The DOE(s) may be fixed or may have dynamically adjustable characteristics. An optical coupler system may couple images to the waveguide apparatus from a projector, for instance a biaxially scanning cantilevered optical fiber tip.

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