Mejoras en guías de ondas o relativas a las mismas.

Una presentación por proyección que comprende un elemento guía de ondas en el que una luz que lleva una imagen puede ser inyectada para propagarse a lo largo del elemento guía de ondas por reflexión interna total

, incluyendo el elemento guía de ondas:

una primera capa de material con un primer índice de refracción predeterminado y/o un primer grosor predeterminado; una segunda capa de material con un segundo índice de refracción predeterminado y/o un segundo grosor predeterminado,

un elemento de red dispuesto bien sobre la primera o bien sobre la segunda capa de material y previsto para proporcionar al menos una cierta separación del haz de la luz que lleva una imagen que atraviesa el elemento de red y para dirigir al menos algo de la luz incidente que lleva una imagen que se propaga a lo largo del elemento guía de ondas que incide sobre el elemento de red de tal modo que el ángulo de incidencia de la luz dirigida sobre las superficies internas del elemento guía de ondas es mayor que el ángulo crítico de manera que la luz es emitida desde el elemento guía de ondas,

la primera y segunda capas de material están dispuestas para hacer tope una con otra de tal modo que el elemento de red está dispuesto entre la primera y la segunda capas de material, y

en la que el primer índice de refracción predeterminado y el segundo índice de refracción predeterminado y/o el primer grosor predeterminado y el segundo grosor predeterminado están previstos para variar la periodicidad espacial de la luz que lleva una imagen irradiada desde el elemento guía de ondas para mitigar el efecto de bandas sobre la pupila en una imagen percibida por un observador de la presentación por proyección.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2009/050280.

Solicitante: BAE SYSTEMS PLC.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: 6 Carlton Gardens London, Greater London SW1Y 5AD REINO UNIDO.

Inventor/es: HANDEREK,VINCENT ANDREI, BAKER,IAN ANDREW.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ILUMINACION > DETALLES O CARACTERISTICAS DE FUNCIONAMIENTO DE LOS... > F21V8/00 (Utilización de guías de luz, p. ej. dispositivos de fibras ópticas, en los dispositivos o sistemas de iluminación (guías de luz en sí , detalles de estructura de las disposiciones de las guías de luz y de otros elementos ópticos G02B 6/00))
  • SECCION G — FISICA > OPTICA > ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene... > Otros sistemas ópticos; Otros aparatos ópticos... > G02B27/01 (Dispositivos de visualización de "cabeza alta")

PDF original: ES-2538731_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Mejoras en guías de ondas o relativas a las mismas El presente invento se refiere a una guía de ondas y a una presentación por proyección para presentar una imagen a un observador, que es particular, pero no exclusivamente adecuada para utilizar en una presentación en la parte superior de la cabeza, una presentación montada sobre un casco o una presentación montada sobre la cabeza.

Con referencia a las figs. 1 y 2, en las que se han utilizado referencias similares para indicar enteros similares, la publicación de la solicitud de patente internacional de la técnica anterior nº WO2007/029032 muestra una presentación 10 por proyección para presentar una imagen a un observador 12 que utiliza técnicas de guía de ondas para generar una presentación colimada que define una gran pupila de salida en el punto del observador 12 y un gran campo de visión, al tiempo que utiliza un pequeño dispositivo de fuente de luz que proporciona una imagen. La presentación 10 por proyección utiliza una primera guía de ondas 14 con forma de placa hecha de material transmisor de luz tal como vidrio o plástico y una segunda guía de ondas 16 con forma de placa hecha de un material transmisor de luz y transparente a la luz tal como vidrio o plástico. La presentación 10 por proyección incluye además un dispositivo de fuente de luz que proporciona una imagen, no mostrado, colocado para inyectar una luz que lleva una imagen en la primera guía de ondas 14 con forma de placa a través de una primera cara 18.

El dispositivo de fuente de luz que proporciona una imagen incluye una micro-presentación prevista para proporcionar información que ha de ser presentada al observador 12. Adicionalmente, el dispositivo de fuente de luz que proporciona una imagen incluye una disposición óptica colimadora situada entre la micro-presentación y la primera cara 18 de la primera guía de ondas 14 con forma de placa. La disposición óptica colimadora puede ser utilizada para colimar la luz recibida desde la micro-presentación e inyectar la luz que lleva una imagen colimada en la primera guía de ondas 14 similar a la placa a través de la primera cara 18.

La luz que lleva una imagen colimada producida por la disposición óptica colimadora tiene una pequeña pupila de salida y es alimentada a la primera guía de ondas 14 con forma de placa, que realiza la función de estirar o agrandar la pupila horizontal de la presentación final. La salida procedente de la primera guía de ondas 14 con forma de placa es alimentada a la segunda guía de ondas 16 con forma de placa, que está prevista para estirar o agrandar la pupila vertical de la presentación final y también para actuar como un combinador para la presentación 10 por proyección a través de la cual el observador 12 ve una escena 20 del mundo exterior a lo largo de una línea de visión 22 del observador 12 a través de la segunda guía de ondas 16 con forma de placa con información que ha de ser presentada al observador 12 superpuesta sobre la escena 20 del mundo exterior. De esta manera, la imagen que ha de ser presentada al observador 12 mirando a través de la segunda guía de ondas 16 con forma de placa define una gran pupila de salida y un gran campo de visión mientras está utilizando una pequeña fuente de luz generadora de una imagen.

La luz que lleva una imagen inyectada en la primera guía de ondas 14 con forma de placa, a través de la primera cara 18 es incidente sobre una red 24 de transmisión dispuesta internamente dentro de la primera guía de ondas 14 con forma de placa y sustancialmente paralela con la primera cara 18. La luz que incide sobre la red de transmisión 24 se difracta desde ella de tal modo que el ángulo de incidencia de la luz sobre las superficies internas de la primera guía de ondas 14 con forma de placa es mayor que el ángulo crítico para el material a partir del cual está hecha la primera guía de ondas 14 con forma de placa. La luz que lleva una imagen es restringida dentro de la primera guía de ondas 14 con forma de placa para propagarse a lo largo de la primera guía de ondas 14 con forma de placa reflejándose desde cada superficie interna a su vez para seguir un trayecto 26 de luz predeterminado. Así los ángulos de campo relativo de la luz incidente sobre la primera guía de ondas 14 con forma de placa en la primera cara 18 son preservados dentro de la primera guía de ondas 14 con forma de placa y la información requerida para regenerar la imagen original es preservada.

La red de transmisión 24 sirve también para irradiar la luz que lleva una imagen fuera de la primera guía de ondas 14 con forma de placa. La red de transmisión 24 es una red de baja eficiencia que difracta una pequeña cantidad de luz fuera de la primera guía de ondas 14 con forma de placa sobre cada interacción con la luz incidente que lleva una imagen.

La segunda guía de ondas 16 con forma de placa está situada con una primera cara 28 paralela con una segunda cara 30 de la primera guía de ondas 14 con forma de placa y está dispuesta para recibir la luz que lleva una imagen que sale de la segunda cara 30 de la primera guía de ondas 14 con forma de placa. la segunda cara 30 es paralela a la primera cara 18 de la primera guía de ondas 14 con forma de placa. La primera cara 28 de la segunda guía de ondas 16 con forma de placa está situada adyacente y próxima a la segunda cara 30 de la primera guía de ondas 14 con forma de placa. La segunda guía de ondas 16 con forma de placa incluye una red de acoplamiento 32 situada en ella dispuesta sustancialmente paralela a la primera cara 28 de la segunda guía de ondas 16 con forma de placa y la red de acoplamiento 32 puede ser utilizada para difractar cada rayo incidente de la luz que lleva una imagen recibida desde la red de transmisión 24 de la primera guía de ondas 14 con forma de placa en un ángulo que es mayor que el ángulo crítico para el material del que está hecha la segunda guía de ondas 16 con forma de placa. Por consiguiente, la luz recibida que lleva una imagen se propagará dentro de la segunda guía de ondas 16 con forma de placa para seguir el trayecto de luz 26 predefinido. La luz que lleva una imagen continúa a lo largo del trayecto de luz 26 a una red de salida 34 dispuesta sobre o dentro de la segunda guía de ondas 16 con forma de placa, que está dispuesta para difractar la luz que lleva una imagen recibida fuera de la segunda guía de ondas 16 con forma de placa hacia el observador 12.

La red de acoplamiento 32 está dispuesta de tal modo que el poder de difracción es hecho girar en 90 grados con relación al poder de difracción de la red de transmisión paralela 24 para hacer girar la luz incidente que lleva una imagen hacia la red de salida 34.

La red de salida 34 es una red de baja eficiencia, de tal modo que cuando la luz que lleva una imagen se propaga a lo largo del trayecto de luz 26 dentro de la segunda guía de ondas 16 con forma de placa, cada interacción con la red de salida 34 hace que una pequeña proporción de la luz que lleva una imagen sea difractada fuera de la segunda guía de ondas 16 con forma de placa. La luz que lleva una imagen que no es difractada fuera de la segunda guía de ondas 16 con forma de placa continúa propagándose dentro de la segunda guía de ondas 16 con forma de placa. Por consiguiente, un gran número de rayos paralelos de la luz que lleva una imagen salen de la segunda guía de ondas 16 con forma de placa a través de la red de salida 34 hacia el observador 12, que originada en puntos discretos en la micropresentación que forman el dispositivo de fuente de luz generadora de imagen.

Sin embargo, en tal presentación 10 por proyección de la técnica anterior, a ángulos de visión particulares del observador 12 con relación a la segunda guía de ondas 16 con forma de placa, las... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una presentación por proyección que comprende un elemento guía de ondas en el que una luz que lleva una imagen puede ser inyectada para propagarse a lo largo del elemento guía de ondas por reflexión interna total, incluyendo el elemento guía de ondas:

una primera capa de material con un primer índice de refracción predeterminado y/o un primer grosor predeterminado;

una segunda capa de material con un segundo índice de refracción predeterminado y/o un segundo grosor predeterminado, un elemento de red dispuesto bien sobre la primera o bien sobre la segunda capa de material y previsto para proporcionar al menos una cierta separación del haz de la luz que lleva una imagen que atraviesa el elemento de red y para dirigir al menos algo de la luz incidente que lleva una imagen que se propaga a lo largo del elemento guía de ondas que incide sobre el elemento de red de tal modo que el ángulo de incidencia de la luz dirigida sobre las superficies internas del elemento guía de ondas es mayor que el ángulo crítico de manera que la luz es emitida desde el elemento guía de ondas, la primera y segunda capas de material están dispuestas para hacer tope una con otra de tal modo que el elemento de red está dispuesto entre la primera y la segunda capas de material, y en la que el primer índice de refracción predeterminado y el segundo índice de refracción predeterminado y/o el primer grosor predeterminado y el segundo grosor predeterminado están previstos para variar la periodicidad espacial de la luz que lleva una imagen irradiada desde el elemento guía de ondas para mitigar el efecto de bandas sobre la pupila en una imagen percibida por un observador de la presentación por proyección.

2. Una presentación por proyección, según la reivindicación 1, en la que un elemento divisor del haz está también dispuesto para dividir la luz incidente que lleva una imagen y está previsto para dirigir tal luz que lleva una imagen dentro del elemento guía de ondas.

3. Una presentación por proyección, según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que la primera y la segunda capas de material están formadas a partir de dos materiales diferentes con índices de refracción diferentes.

4. Una presentación por proyección, según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que la primera y la segunda capas de material están formadas del mismo material, estando previsto que una capa de material tenga un grosor diferente al de la otra capa de material.

5. Una presentación por proyección según cualquier reivindicación precedente, en la que la primera y segunda regiones de material están previstas para tener diferentes índices de refracción y/o un grosor diferente por aplicación de al menos uno de los siguientes procesos: inyección o difusión o implantación de iones.

6. Una presentación por proyección según cualquier reivindicación precedente, que incluye:

un primer elemento guía de ondas previsto para ser transmisor de luz, un dispositivo de fuente de luz que proporciona una imagen previsto para generar una imagen y para inyectar una luz que lleva una imagen en el primer elemento guía de ondas, una red de transmisión asociada con el primer elemento guía de ondas prevista para dirigir la luz que lleva una imagen internamente a lo largo del primer elemento guía de ondas y mediante el cual la luz que lleva una imagen es emitida desde el primer elemento guía de ondas, y a través del cual la luz que lleva una imagen es emitida desde el primer elemento guía de ondas;

un segundo elemento guía de ondas previsto para ser transmisor de luz y transparente a la luz que incluye una red de acoplamiento prevista para recibir la luz que lleva una imagen procedente del primer elemento guía de ondas y para dirigir la luz que lleva una imagen a lo largo del segundo elemento guía de ondas, el segundo elemento guía de ondas incluye además una red de salida prevista para difractar la luz que lleva una imagen recibida fuera del segundo elemento guía de ondas hacia un observador, y en la que el segundo elemento guía de ondas incluye una primera capa de material con un primer índice de refracción predeterminado y/o un primer grosor predeterminado, una segunda capa de material con un segundo índice de refracción predeterminado y/o un segundo grosor predeterminado, la red de salida está dispuesta o bien sobre la primera o sobre la segunda capa de material y está prevista para dirigir al menos algo de la luz incidente que lleva una imagen fuera del segundo elemento guía de ondas y para proporcionar al menos una cierta separación del haz de la luz que lleva una imagen que atraviesa la red de salida, la primera y segunda capas de material están dispuestas para hacer tope una con otra de tal modo que la red de salida está dispuesta entre la primera y la segunda capas de material y en que el primer índice de refracción predeterminado y el segundo índice de refracción predeterminado y/o el primer grosor 5

predeterminado y el segundo grosor predeterminado están previstos para variar la periodicidad espacial de las pupilas de la luz que lleva una imagen irradiada desde el segundo elemento guía de ondas.

7. Una presentación por proyección, según la reivindicación 6, en la que el primer elemento guía de ondas incluye una primera capa de material con un primer índice de refracción predeterminado y/o un primer grosor predeterminado, una segunda capa de material con un segundo índice de refracción predeterminado y/o un segundo grosor predeterminado, la red de transmisión está dispuesta bien sobre la primera o sobre la segunda capas de material y dispuesta para dirigir al menos algo de la luz incidente que lleva una imagen fuera del primer elemento guía de ondas y para proporcionar al menos una cierta separación del haz de la luz que lleva una imagen que atraviesa la red de transmisión, la primera y segunda capas de material están dispuestas para hacer tope una con otra de tal modo que la red de transmisión está dispuesta entre la primera y la segunda capas de material, y en la que el primer índice de refracción predeterminado y el segundo índice de refracción predeterminado y/o el primer grosor predeterminado y el segundo grosor predeterminado están previstos para variar la periodicidad espacial de las pupilas de la luz que lleva una imagen irradiada desde el primer elemento guía de ondas.

8. Una presentación por proyección, según la reivindicación 6 ó 7, en la que una disposición de lente colimadora está dispuesta entre el dispositivo de fuente de luz que proporciona una imagen y el primer elemento guía de ondas y la disposición de lente colimadora está prevista para colimar la luz que lleva una imagen generada por la fuente de luz que proporciona una imagen.

9. Una presentación por proyección, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en la que la red de transmisión está prevista de tal modo que la luz incidente que lleva una imagen introducida es difractada desde ésta con el ángulo de incidencia de la luz difractada en superficies internas del primer elemento guía de ondas previsto para que sea mayor que el ángulo crítico para el material a partir del cual está hecho el primer elemento guía de ondas.

10. Una presentación por proyección, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en la que la red de transmisión es una red de baja eficiencia.

11. Una presentación por proyección, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en la que la red de acoplamiento está prevista de tal modo que la luz incidente que lleva una imagen es difractada desde ésta con el ángulo incidente de la luz difractada en las superficies internas del segundo elemento guía de ondas previsto para que sea mayor que el ángulo crítico para el material a partir del cual está hecho el segundo elemento guía de ondas.

12. Una presentación por proyección, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, en la que la potencia de difracción de la red de acoplamiento está girada en 90º con respecto a la potencia de difracción de la red de transmisión.

13. Una presentación por proyección, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, en la que el segundo elemento guía de ondas incluye un revestimiento de reflexión selectiva de banda estrecha dispuesto sobre una superficie del segundo elemento guía de ondas espaciado de forma paralela de la red de salida, cuyo revestimiento reflectante está previsto para reflejar la luz que pasa a través de la red de salida de nuevo hacia el revestimiento de reflexión selectiva de banda estrecha a la red de salida.

14. Una presentación por proyección, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 13, en la que el primer elemento guía de ondas es curvado.

15. Una presentación por proyección, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 14, en la que el segundo elemento guía de ondas es curvado.

16. Una presentación por proyección, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 15, en la que la inyección de la luz que lleva una imagen es a través de medios reflectores o transmisores o refractores.

17. Una presentación por proyección, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 16, en la que el primer elemento guía de ondas tiene forma de placa, el segundo elemento guía de ondas tiene forma de placa y el primer y el segundo elementos de guía de ondas están dispuestos sustancialmente paralelos entre sí.

18. Una presentación por proyección, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 17, en la que el primer elemento guía de ondas y el segundo elemento guía de ondas están dispuestos sustancialmente en el mismo plano.

19. Una presentación por proyección, según la reivindicación 18, en la que el primer elemento guía de ondas y el segundo elemento guía de ondas están formados en el interior de una sola pieza de material.

20. Una Presentación en la Parte Superior de la Cabeza, o una Presentación Montada sobre un Casco, o una Presentación Montada sobre la Cabeza que incluye un elemento guía de ondas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

21. Una Presentación en la Parte Superior de la Cabeza, o una Presentación Montada sobre un casco, o una Presentación Montada sobre la Cabeza que incluye una presentación por proyección según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 19.