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特表2024-532842埋め込まれた結合反射器を有する複合導光光学素子の作製方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-09-10
(54)【発明の名称】埋め込まれた結合反射器を有する複合導光光学素子の作製方法
(51)【国際特許分類】
G02B 27/02 20060101AFI20240903BHJP
G02B 5/00 20060101ALI20240903BHJP
G02B 5/08 20060101ALI20240903BHJP
【ＦＩ】
G02B27/02 Z
G02B5/00 C
G02B5/08 D
G02B5/08 C
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024509525
(86)(22)【出願日】2022-04-11
(85)【翻訳文提出日】2024-02-16
(86)【国際出願番号】 IL2022050375
(87)【国際公開番号】W WO2023026266
(87)【国際公開日】2023-03-02
(31)【優先権主張番号】63/235,837
(32)【優先日】2021-08-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】518105275
【氏名又は名称】ルーマス リミテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｌｕｍｕｓ Ｌｔｄ．
(74)【代理人】
【識別番号】110000523
【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】ロネン・クリキ
(72)【発明者】
【氏名】コビ・グリーンスタイン
(72)【発明者】
【氏名】エドガー・フリードマン
(72)【発明者】
【氏名】エラド・シャーリン
【テーマコード（参考）】
2H042
2H199
【Ｆターム（参考）】
2H042AA02
2H042AA16
2H042AA26
2H199CA24
2H199CA47
2H199CA50
2H199CA66
(57)【要約】
スタックは、第１及び第２の面、並びに各々が２つの平行な主面と、主面に対して斜めである第１の複数の平行な内部ファセットとを有する複数のＬＯＥを有する。第１のブロックは、第３及び第４の面と、第２の複数の平行な内部ファセットとを有する。第１のブロック及びスタックは、第２の面が第３の面に連結し、第１及び第２のファセットが非平行であるように接合され、第２のブロックを形成する。第２のブロックは、第１の面を通過する平面で切断され、インターフェース面を有する第１の構造体を形成する。第３のブロックは、第５及び第６の面、並びに複数の平行な内部反射器を有する。第３のブロック及び第１の構造体は、第５の面がインターフェース面に連結し、内部反射器が全てのファセットに対して非平行になるように接合され、第２の構造体を形成する。複合ＬＯＥは、第２の構造体から切り出される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複合導光光学素子（ＬＯＥ）を作製する方法であって、第１の対の面（２１２ａ、２１２ｂ）と、複数のＬＯＥ（２０）とを有するスタック（２００）を取得することであって、前記ＬＯＥ（２０）の各々が、一対の主平行面（２４ａ、２４ｂ）と、前記一対の主平行面（２４ａ、２４ｂ）に対して斜めである第１の複数の相互に平行な部分反射性内面（２８）とを有する、取得することと、
第２の対の面（１１２ａ、１１２ｂ、３１２ａ、３１２ｂ）と、第２の複数の相互に平行な部分反射性内面（１８、３８）とを有する第１の光学ブロック（１００、３００）を取得することと、
前記第１の対の面の前記面のうちの一方（２１２ａ）が、前記第２の対の面の前記面（１１２ｂ、３１２ｂ）のうちの一方に連結され、前記第１の複数の部分反射性内面（２８）が、前記第２の複数の部分反射性内面（１８、３８）と非平行となるように、前記第１の光学ブロック（１００、３００）及び前記スタック（２００）を一緒に接合し、それにより第２の光学ブロック（４００）を形成することと、
前記第２の対の面の前記面（１１２ａ、３１２ａ）のうちの他方を通過する切断面（４０２）に沿って前記第２の光学ブロック（４００）を切断し、それにより前記切断面（４０２）においてインターフェース面（４０４）を有する第１の光学構造体（４００’）を形成することと、
第３の対の面（５１２ａ、５１２ｂ、５１２ａ’、５１２ｂ’）と、複数の相互に平行な反射性内面（４２）とを有する第３の光学ブロック（５００）を取得することと、
前記第３の対の面の前記面（５１２ｂ、５１２ｂ’）のうちの一方が前記インターフェース面（４０４）に連結され、かつ前記複数の反射性内面（４２）が前記第１の複数の部分反射性内面（２８）及び前記第２の複数の部分反射性内面（１８、３８）の両方と非平行になるように、前記第３の光学ブロック（５００）と前記第１の光学構造体（４００’）とを一緒に接合し、それにより第２の光学構造体（６００’）を形成することと、
前記第２の光学構造体（６００）を連続するＬＯＥ（２０）の前記主平行面（２４ａ、２４ｂ）に対して実質的に平行である少なくとも２つの切断面（６０２）を通して切断することによって、前記第２の光学構造体（６００）から少なくとも１つの複合ＬＯＥ（７００）を切り出すことと、を含む、方法。
【請求項2】
各切り出された複合ＬＯＥについて、前記切断面（６０２）のうちの２つの連続するものに沿って前記光学構造体（６００）を切断することによって形成された前記切り出された複合ＬＯＥ（７００）の外面（７１４ａ、７１４ｂ）を研磨することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記第１の光学ブロック（１００）が、一対の平行面（１１４ａ、１１４ｂ）を有し、前記第２の複数の部分反射性内面（１８）が、前記第１の光学ブロック（１００）の前記一対の平行面（１１４ａ、１１４ｂ）に対して垂直である、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記第１の光学ブロック（１００）が、一対の平行面（１１４ａ、１１４ｂ）を有し、前記第２の複数の部分反射性内面（１８）が、前記第１の光学ブロック（１００）の前記一対の平行面（１１４ａ、１１４ｂ）に対して斜めである、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記第１の光学ブロック（１００、３００）が、前記第１の複数の部分反射性内面（２８）及び第２の複数の部分反射性内面（１８）に対して非平行な第３の複数の相互に平行な部分反射性内面（３８）を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記第１の光学ブロック（１００、３００）が、前記第２の複数の部分反射性内面（１８）を含む第１の領域（１００）と、前記第３の複数の部分反射性内面（３８）を含む第２の領域（３００）とを有し、前記第１の光学ブロック（１００、３００）の前記第１及び第２の領域（１００、３００）が非重複領域である、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記第３の複数の部分反射性内面（３８）が、前記ＬＯＥ（２０）の前記主平行面（２４ａ、２４ｂ）に平行である、請求項５に記載の方法。
【請求項8】
前記第３の部分反射性内面（３８）の各それぞれ１つが、前記ＬＯＥ（２０）のそれぞれ１つの前記一対の主平行面（２４ａ）と主平行面（２４ｂ）との間のほぼ中間にある平面内に位置する、請求項５に記載の方法。
【請求項9】
前記第３の複数の部分反射性内面（３８）が、前記第１の複数の部分反射性内面（２８）と前記第２の複数の部分反射性内面（１８）との間に位置する、請求項５に記載の方法。
【請求項10】
前記第２の複数の部分反射性内面（１８）が、前記第１の複数の部分反射性内面（２８）と前記第３の複数の部分反射性内面（３８）との間に位置する、請求項５に記載の方法。
【請求項11】
各々が一対の面（１１２ａ、１１２ｂ、３１２ａ、３１２ｂ）を有する第１及び第２の構成光学ブロック（１００、３００）を、前記第１の光学ブロック（１００、３００）が、前記第１の構成光学ブロック（１００、３００）の前記一対の面の前記面（１１２ｂ、３１２ｂ）のうちの一方が、前記第２の構成光学ブロック（３００、１００）の前記一対の面の前記面（３１２ａ、１１２ａ）のうちの一方に連結されるように一緒に接合することによって形成され、前記第１の構成光学ブロック（１００、３００）が、前記第２の複数の部分反射性内面（１８、３８）を含み、前記第２の構成光学ブロック（３００、１００）が、前記第１の複数の部分反射性内面（２８）に対して非平行であり、かつ前記第２の複数の部分反射性内面（１８、３８）に対して非平行である第３の複数の相互に平行な部分反射性内面（３８、１８）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
前記第３の対の面の前記面のうちの前記一方（５１２ｂ）の実質的に全体が前記インターフェース面（４０４）の実質的に全体に連結されるように、前記第３の光学ブロック（５００）及び前記第１の光学構造体（４００’）が一緒に接合される、請求項１に記載の方法。
【請求項13】
前記第３の対の面の前記面のうちの前記一方（５１２ｂ’）が前記インターフェース面（４０４）の一部分に連結されるように、前記第３の光学ブロック（５００）及び前記第１の光学構造体（４００’）が一緒に接合される、請求項１に記載の方法。
【請求項14】
前記第３の光学ブロック（５００）が、追加の対の面（５１６ａ’、５１６ｂ’）を有し、前記方法が、第１及び第２の対の面（８１６ａ、８１６ｂ、８１２ａ、８１２ｂ）を有する不活性ブロック（８００）を取得すること、
前記不活性ブロック（８００）の前記第１の対の面の前記面のうちの一方（８１６ｂ）が、前記第３の光学ブロック（５００）の前記追加の対の面の前記面のうちの一方（５１６ａ’）に連結されるように、前記不活性ブロック（８００）と前記第３の光学ブロック（５００）とを一緒に接合し、それにより第１及び第２の面（５８２ｂ、５８２ａ）を有する複合ブロック（５８０）を形成することであって、前記複合ブロック（５８０）の前記第１の面（５８２ｂ）が、前記第３の対の面の前記面のうちの一方（５１２ｂ’）及び前記不活性ブロック（８００）の前記第２の対の面の前記面のうちの一方（８１２ｂ）から形成され、前記複合ブロック（５８０）の前記第２の対の面（５８２ａ）が、前記第３の対の面の前記面のうちの他方（５１２ａ’）と、前記不活性ブロック（８００）の前記第２の対の面の前記面のうちの一方（８１２ａ）とから形成される、形成すること、を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項15】
一対の面（９１２ａ、９１２ｂ）を有する第２の不活性ブロック（９００）を取得することと、前記第２の不活性ブロック（９００）の前記一対の面の前記面のうちの一方（９１２ｂ）が、前記複合ブロック（５８０）の前記第２の面（５８２ａ）に連結されるように、前記第２の不活性ブロック（９００）及び前記複合ブロック（５８０）を一緒に接合することと、を更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記第３の光学ブロック（５００）及び前記第１の光学構造体（４００’）を一緒に接合することは、前記複合ブロック（５８０）の前記第１の面（５８２ｂ）が前記インターフェース面（４０４）に連結されるように、前記複合ブロック（５８０）及び前記第１の光学構造体（４００’）を一緒に接合することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項17】
一対の面（９１２ａ、９１２ｂ）を有する不活性ブロック（９００）を取得することと、前記第２の不活性ブロック（９００）の前記一対の面の前記面のうちの一方（９１２ｂ）が、前記光学ブロック（５００、５００’）の前記第３の対の面の前記面（５１２ａ、５１２ａ’）のうちの他方に連結されるように、前記不活性ブロック（９００）及び前記第３の光学ブロック（５００、５００’）を一緒に接合することと、を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項18】
複合導光光学素子（ＬＯＥ）を作製する方法であって、第１の光学ブロック（４００）を取得することであって、前記第１の光学ブロック（４００）が、
少なくとも第１の対の面（４１２ａ、４１２ｂ）と、
ＬＯＥのスタック（２００）から形成された第１の領域（２００）であって、前記ＬＯＥ（２０）の各々が、一対の主平行面（２４ａ、２４ｂ）と、前記平行面（２４ａ）と前記平行面（２４ｂ）との間に位置し、かつ前記第１の領域（２００）が第１の複数の部分反射性内面（２８）を含むように、前記平行面（２４ａ、２４ｂ）に対して斜めに傾斜しているセットの複数の相互に平行な部分反射性内面（２８）と、を有する、第１の領域（２００）と、
前記第１の複数の部分反射性内面（２８）に対して非平行な第２の複数の相互に平行な部分反射性内面（１８、３８）を有する第２の領域（１００、３００）と、を備える、取得することと、
前記第１の対の面の前記面のうちの一方（４１２ａ）を通過する切断面（４０２）に沿って前記第１の光学ブロック（４００）を切断し、それにより前記切断面（４０２）においてインターフェース面（４０４）を有する第１の光学構造体（４００’）を形成することと、
第２の対の面（５１２ａ、５１２ｂ、５１２ａ’、５１２ｂ’）と、複数の相互に平行な反射性内面（４２）と、を有する第２の光学ブロック（５００）を取得することと、
前記第２の対の面の前記面（５１２ｂ、５１２ｂ’）のうちの一方が前記インターフェース面（４０４）に連結され、かつ前記複数の反射性内面（４２）が前記第１の複数の部分反射性内面（２８）及び前記第２の複数の部分反射性内面（１８、３８）の両方と非平行になるように、前記第１の光学構造体（４００’）と前記第２の光学ブロック（５００）とを一緒に接合し、それにより第２の光学構造体（６００）を形成することと、
前記第２の光学構造体（６００）を連続するＬＯＥ（２０）の前記主平行面（２４ａ、２４ｂ）に対して実質的に平行である少なくとも２つの切断面（６０２）を通して切断することによって、前記第２の光学構造体（６００）から少なくとも１つの複合ＬＯＥ（７００）を切り出すことと、を含む、方法。
【請求項19】
前記第１の光学ブロック（４００）が、追加の対の面（４１４ａ、４１４ｂ）を更に含み、前記スタック（２００）の上端にある前記ＬＯＥ（２０）の主平行面のうちの一方（２４ａ）が、前記追加の対の面の前記面のうちの一方（４１４ａ）の一部を形成し、前記スタック（２００）の下端にある前記ＬＯＥ（２０）の主平行面のうちの一方（２４ｂ）が、前記追加の対の面の前記面のうちの他方（４１４ｂ）の一部を形成する、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記第２の光学サブブロック（１００、３００）が、第１のサブブロック領域（１００、３００）及び第２のサブブロック領域（３００、１００）を含み、前記第２の複数の部分反射性内面（１８、３８）が、前記第１のサブブロック領域（１００、３００）内に位置し、第３の複数の相互に平行な部分反射性内面（３８、１８）が、前記第２のサブブロック領域（３００、１００）内に位置し、前記第３の複数の部分反射性内面（３８、１８）が、前記第１の複数の部分反射性内面（２８）と非平行であり、前記第２の複数の部分反射性内面（１８、３８）と非平行である、請求項１８に記載の方法。
【請求項21】
前記第３の複数の部分反射性内面（３８）が、前記第１の複数の部分反射性内面（２８）と前記第２の複数の部分反射性内面（１８）との間に位置する、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記第２の複数の部分反射性内面（１８）が、前記第１の複数の部分反射性内面（２８）と前記第３の複数の部分反射性内面（３８）との間に位置する、請求項２０に記載の方法。
【請求項23】
複合導光光学素子（ＬＯＥ）を作製する方法であって、第１の対の面（１１２ａ、１１２ｂ）と、第１の複数の相互に平行な部分反射性内面（１８）とを有する第１の光学ブロック（１００）を取得することと、
ＬＯＥ（２０）のスタック（２００）として形成され、かつ第２の対の面（２１２ａ、２１２ｂ）を有する第２の光学ブロック（２００）を取得することであって、前記ＬＯＥ（２０）の各々が、一対の主平行面（２４ａ、２４ｂ）と、前記一対の主平行面（２４ａ、２４ｂ）に対して斜めである第２の複数の相互に平行な部分反射性内面（２８）とを有する、取得することと、
第３の対の面（３１２ａ、３１２ｂ）と、第３の複数の相互に平行な部分反射性内面（３８）とを有する第３の光学ブロック（３００）を取得することと、
前記第１の光学ブロック（１００）及び前記第３の光学ブロック（３００）を一緒に接合し、前記第２の光学ブロック（２００）及び前記第３の光学ブロック（３００）を一緒に接合して、第４の光学ブロック（４００）を形成することであって、前記接合することは、
ｉ）前記第１の対の面の前記面のうちの一方（１１２ｂ）が、前記第３の対の面の前記面のうちの一方（３１２ａ）に連結され、
ｉｉ）前記第２の対の面の前記面のうちの一方（２１２ａ）が、前記第３の対の面の前記面のうちの他方（３１２ｂ）に連結され、
ｉｉｉ）前記第３の複数の部分反射性内面（３８）が、前記ＬＯＥ（２０）の前記主平行面（２４ａ、２４ｂ）に実質的に平行になり、
ｉｖ）前記第１、第２、及び第３の複数の部分反射性内面（１８、２８、３８）が、相互に非平行になるようにするものである、形成することと、
前記第１の対の面の前記面のうちの他方（１１２ａ）を通過する切断面（４０２）に沿って前記第４の光学ブロック（４００）を切断し、それにより前記切断面（４０２）においてインターフェース面（４００）を有する第１の光学構造体（４００’）を形成することと、
第４の対の面（５１２ａ、５１２ｂ、５１２ａ’、５１２ｂ’）と、複数の相互に平行な反射性内面（４２）とを有する第５の光学ブロック（５００）を取得することと、
前記第１の光学構造体（４００’）及び前記第５の光学ブロック（５００）を一緒に接合して第２の光学構造体（６００）を形成することであって、前記第１の光学構造体（４００’）及び前記第５の光学ブロック（５００）を一緒に前記接合することは、前記第４の対の面の前記面（５１２ｂ、５１２ｂ’）のうちの一方が前記インターフェース面（４０４）に連結されるように、かつ前記複数の反射性内面（４２）が前記第１、第２、及び第３の複数の部分反射性内面（１８、２８、３８）に対して非平行になるようにするものである、形成することと、
前記第２の光学構造体（６００）を連続するＬＯＥ（２０）の前記主平行面（２４ａ、２４ｂ）に対して実質的に平行である少なくとも２つの切断面（６０２）を通して切断することによって、前記第２の光学構造体（６００）から少なくとも１つの複合ＬＯＥ（７００）を切り出すことと、を含む、方法。
【請求項24】
複合導光光学素子（ＬＯＥ）を作製する方法であって、第１の対の面（１１２ａ、１１２ｂ）と、第１の複数の相互に平行な部分反射性内面（１８）とを有する第１の光学ブロック（１００）を取得することと、
ＬＯＥ（２０）のスタック（２００）として形成され、かつ第２の対の面（２１２ａ、２１２ｂ）を有する第２の光学ブロック（２００）を取得することであって、前記ＬＯＥ（２０）の各々が、一対の主平行面（２４ａ、２４ｂ）と、前記一対の主平行面（２４ａ、２４ｂ）に対して斜めである第２の複数の相互に平行な部分反射性内面（２８）とを有する、取得することと、
第３の対の面（３１２ａ、３１２ｂ）と、第３の複数の相互に平行な部分反射性内面（３８）とを有する第３の光学ブロック（３００）を取得することと、
前記第１の光学ブロック（１００）及び前記第３の光学ブロック（３００）を一緒に接合し、前記第１の光学ブロック（１００）及び前記第２の光学ブロック（２００）を一緒に接合して、第４の光学ブロック（４００）を形成することであって、前記接合することは、
ｉ）前記第３の対の面の前記面のうちの一方（３１２ｂ）が、前記第１の対の面の前記面のうちの一方（１１２ａ）に連結され、
ｉｉ）前記第２の対の面の前記面のうちの一方（２１２ａ）が、前記第１の対の面の前記面のうちの他方（１１２ｂ）に連結され、
ｉｉｉ）前記第３の複数の部分反射性内面（３８）が、前記ＬＯＥ（２０）の前記主平行面（２４ａ、２４ｂ）に実質的に平行になり、
ｉｖ）前記第１、第２、及び第３の複数の部分反射性内面（１８、２８、３８）が、相互に非平行になるようにするものである、形成することと、
前記第３の対の面の前記面のうちの他方（３１２ａ）を通過する切断面（４０２）に沿って前記第４の光学ブロック（４００）を切断し、それにより前記切断面（４０２）においてインターフェース面（４００）を有する第１の光学構造体（４００’）を形成することと、
第４の対の面（５１２ａ、５１２ｂ、５１２ａ’、５１２ｂ’）と、複数の相互に平行な反射性内面（４２）とを有する第５の光学ブロック（５００）を取得することと、
前記第１の光学構造体（４００’）及び前記第５の光学ブロック（５００）を一緒に接合して第２の光学構造体（６００）を形成することであって、前記第１の光学構造体（４００’）及び前記第５の光学ブロック（５００）を一緒に接合することは、前記第４の対の面の前記面（５１２ｂ、５１２ｂ’）のうちの一方が前記インターフェース面（４０４）に連結されるようなものであり、かつ前記複数の反射性内面（４２）が前記第１、第２、及び第３の複数の部分反射性内面（１８、２８、３８）に対して非平行になるようにするものである、形成することを行い、それにより第２の光学構造体（６００）を形成することと、
前記第２の光学構造体（６００）を連続するＬＯＥ（２０）の前記主平行面（２４ａ、２４ｂ）に対して実質的に平行である少なくとも２つの切断面（６０２）を通して切断することによって、前記第２の光学構造体（６００）から少なくとも１つの複合ＬＯＥ（７００）を切り出すことと、を含む、方法。
【請求項25】
前記スタック（２００）が、前記ＬＯＥ（２０）及び複数の透明なスペーサプレート（２３０）の接合スタックであり、前記ＬＯＥ（２０）及び前記透明なスペーサプレート（２３０）が、前記ＬＯＥ（２０）の前記主平行面（２４ａ、２４ｂ）に対して垂直な前記スタック（２００）の長さに沿って交互に配置されている、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項26】
前記少なくとも２つの切断面（６０２）が、前記少なくとも２つの切断面（６０２）の間に前記ＬＯＥ（２０）のうちの１つを有する連続したスペーサプレート（２３０）に位置する、請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年８月２３日に出願された米国仮特許出願第６３／２３５，８３７号の優先権を主張し、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２１年８月２３日に出願された米国仮特許出願第６３／２３５，８３７号の優先権を主張し、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、導光光学素子（ＬＯＥ）に関し、具体的には、埋め込まれた結合反射器を有する二次元開口拡張のための複合ＬＯＥを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【0003】
複合ＬＯＥ又は「二次元拡張導波管」は、Ｌｕｍｕｓ Ｌｔｄ（イスラエル）によって様々な刊行物に記載されている。一般に、これらの複合ＬＯＥは、２つの領域を利用し、それらの各々は、主面における内部反射によってコリメート像に対応する光の伝播を容易にするための透明材料（すなわち、光透過性材料）の平行面ブロックであり、光学的開口の拡張を実現しながらコリメート像の光の向きを変える、相互に平行な内部の部分反射性面（すなわち、「ファセット」）のセットを含む。異なるファセットの配向で２つのそのような素子を組み合わせることによって、単一の複合素子内に光学的開口の二次元拡張を実現し、それによって画像プロジェクタからの入力画像を拡張し、拡張された画像を観察者の目に向かって大きい領域にわたって出力することが可能となる。
【発明の概要】
【0004】
本発明の実施形態は、複合ＬＯＥの作製方法を提供する。
【0005】
本発明の実施形態の教示によれば、複合導光光学素子（ＬＯＥ）を作製する方法が提供される。この方法は、第１の対の面と、複数のＬＯＥとを有するスタックを取得することであって、ＬＯＥの各々が、一対の主平行面と、一対の主平行面に対して斜めである第１の複数の相互に平行な部分反射性内面とを有する、取得することと、第２の対の面と、第２の複数の相互に平行な部分反射性内面とを有する第１の光学ブロックを取得することと、第１の対の面の面のうちの一方が、第２の対の面の面のうちの一方に連結され、第１の複数の部分反射性内面が、第２の複数の部分反射性内面と非平行となるように、第１の光学ブロック及びスタックを一緒に接合し、それにより第２の光学ブロックを形成することと、第２の対の面の面のうちの他方を通過する切断面に沿って第２の光学ブロックを切断し、それにより切断面においてインターフェース面を有する第１の光学構造体を形成することと、第３の対の面と、複数の相互に平行な反射性内面とを有する第３の光学ブロックを取得することと、第３の対の面の面のうちの一方がインターフェース面に連結され、複数の反射性内面が第１の複数の部分反射性内面及び第２の複数の部分反射性内面の両方と非平行になるように、第３の光学ブロックと第１の光学構造体とを一緒に接合し、それにより第２の光学構造体を形成することと、第２の光学構造体を連続するＬＯＥの主平行面に対して実質的に平行である少なくとも２つの切断面を通して切断することによって、第２の光学構造体から少なくとも１つの複合ＬＯＥを切り出すことと、を含む。
【0006】
任意選択的に、方法は、各切り出された複合ＬＯＥについて、切断面のうちの２つの連続するものに沿って光学構造体を切断することによって形成された切り出された複合ＬＯＥの外面を研磨することを更に含む。
【0007】
任意選択的に、第１の光学ブロックが、一対の平行面を有し、第２の複数の部分反射性内面が、第１の光学ブロックの一対の平行面に対して垂直である。
【0008】
任意選択的に、第１の光学ブロックが、一対の平行面を有し、第２の複数の部分反射性内面が、第１の光学ブロックの一対の平行面に対して斜めである。
【0009】
任意選択的に、第１の光学ブロックが、第１の複数の部分反射性内面及び第２の複数の部分反射性内面に対して非平行な第３の複数の相互に平行な部分反射性内面を有する。
【0010】
任意選択的に、第１の光学ブロックが、第２の複数の部分反射性内面を含む第１の領域と、第３の複数の部分反射性内面を含む第２の領域とを有し、第１の光学ブロックの第１及び第２の領域が非重複領域である。
【0011】
任意選択的に、第３の複数の部分反射性内面が、ＬＯＥの主平行面に平行である。
【0012】
任意選択的に、第３の部分反射性内面の各それぞれ１つが、ＬＯＥのそれぞれ１つの一対の主平行面間のほぼ中間にある平面内に位置する。
【0013】
任意選択的に、第３の複数の部分反射性内面が、第１の複数の部分反射性内面及び第２の複数の部分反射性内面との間に位置する。
【0014】
任意選択的に、第２の複数の部分反射性内面が、第１の複数の部分反射性内面及び第３の複数の部分反射性内面との間に位置する。
【0015】
任意選択的に、各々が一対の面を有する第１及び第２の構成光学ブロックを、第１の光学ブロックが、第１の構成光学ブロックの一対の面の面のうちの一方が、第２の構成光学ブロックの一対の面の面のうちの一方に連結されるように一緒に接合することによって形成され、第１の構成光学ブロックが、第２の複数の部分反射性内面を含み、第２の構成光学ブロックが、第１の複数の部分反射性内面に対して非平行であり、かつ第２の複数の部分反射性内面に対して非平行である第３の複数の相互に平行な部分反射性内面を含む。
【0016】
任意選択的に、第３の対の面の面のうちの一方の実質的に全体がインターフェース面の実質的に全体に連結されるように、第３の光学ブロック及び第１の光学構造体が一緒に接合される。
【0017】
任意選択的に、第３の対の面の面のうちの一方がインターフェース面の一部分に連結されるように、第３の光学ブロック及び第１の光学構造体が一緒に接合される。
【0018】
任意選択的に、第３の光学ブロックが、追加の対の面を有し、方法が、第１及び第２の対の面を有する不活性ブロックを取得すること、不活性ブロックの第１の対の面の面のうちの一方が、第３の光学ブロックの追加の対の面の面のうちの一方に連結されるように、不活性ブロックと第３の光学ブロックとを一緒に接合し、それにより第１及び第２の面を有する複合ブロックを形成することであって、複合ブロックの第１の面が、第３の対の面の面のうちの一方及び不活性ブロックの第２の対の面の面のうちの一方から形成され、複合ブロックの第２の対の面が、第３の対の面の面のうちの他方と、不活性ブロックの第２の対の面の面のうちの一方とから形成される、形成すること、を更に含む。
【0019】
任意選択的に、方法は、一対の面を有する第２の不活性ブロックを取得することと、第２の不活性ブロックの一対の面の面のうちの一方が、複合ブロックの第２の面に連結されるように、第２の不活性ブロック及び複合ブロックを一緒に接合することと、を更に含む。
【0020】
任意選択的に、第３の光学ブロック及び第１の光学構造体を一緒に接合することは、複合ブロックの第１の面がインターフェース面に連結されるように、複合ブロック及び第１の光学構造体を一緒に接合することを含む。
【0021】
任意選択的に、方法は、一対の面を有する不活性ブロックを取得することと、第２の不活性ブロックの一対の面の面のうちの一方が、光学ブロックの第３の対の面の面のうちの他方に連結されるように、不活性ブロック及び第３の光学ブロックを一緒に接合することと、を更に含む。
【0022】
任意選択的に、スタックが、ＬＯＥ及び複数の透明なスペーサプレートの接合スタックであり、ＬＯＥ及び透明なスペーサプレートが、ＬＯＥの主平行面に対して垂直なスタックの長さに沿って交互に配置されている。
【0023】
任意選択的に、少なくとも２つの切断面が、少なくとも２つの切断面の間にＬＯＥのうちの１つを有する連続したスペーサプレートに位置する。
【0024】
本発明の教示の実施形態によれば、複合導光光学素子（ＬＯＥ）を作製する方法も提供される。この方法は、第１の光学ブロックを取得することであって、第１の光学ブロックが、少なくとも第１の対の面と、ＬＯＥのスタックから形成された第１の領域であって、ＬＯＥの各々が、一対の主平行面と、平行面と平行面との間に位置し、かつ第１の領域が第１の複数の部分反射性内面を含むように、平行面に対して斜めに傾斜しているセットの複数の相互に平行な部分反射性内面と、を有する、第１の領域と、第１の複数の部分反射性内面に対して非平行な第２の複数の相互に平行な部分反射性内面を有する第２の領域と、を備える、取得することと、第１の対の面の面のうちの一方を通過する切断面に沿って第１の光学ブロックを切断し、それにより切断面においてインターフェース面を有する第１の光学構造体を形成することと、第２の対の面と、複数の相互に平行な反射性内面と、を有する第２の光学ブロックを取得することと、第２の対の面の面のうちの一方がインターフェース面に連結され、複数の反射性内面が第１の複数の部分反射性内面及び第２の複数の部分反射性内面の両方と非平行になるように、第１の光学構造体と第２の光学ブロックとを一緒に接合し、それにより第２の光学構造体を形成することと、第２の光学構造体を連続するＬＯＥの主平行面に対して実質的に平行である少なくとも２つの切断面を通して切断することによって、第２の光学構造体から少なくとも１つの複合ＬＯＥを切り出すことと、を含む。
【0025】
任意選択的に、スタックが、ＬＯＥ及び複数の透明なスペーサプレートの接合スタックであり、ＬＯＥ及び透明なスペーサプレートが、ＬＯＥの主平行面に対して垂直なスタックの長さに沿って交互に配置されている。
【0026】
任意選択的に、少なくとも２つの切断面が、少なくとも２つの切断面の間にＬＯＥのうちの１つを有する連続したスペーサプレートに位置する。
【0027】
任意選択的に、第１の光学ブロックは、追加の対の面を更に含み、スタックの上端部におけるＬＯＥの主平行面のうちの１つは、追加の対の面の面のうちの１つの一部を形成し、スタックの下端部におけるＬＯＥの主平行面のうちの１つは、追加の対の面のうちの他方の面の一部を形成する。
【0028】
任意選択的に、第２の光学サブブロックが、第１のサブブロック領域及び第２のサブブロック領域を含み、第２の複数の部分反射性内面が、第１のサブブロック領域内に位置し、第３の複数の相互に平行な部分反射性内面が、第２のサブブロック領域内に位置し、第３の複数の部分反射性内面が、第１の複数の部分反射性内面と非平行であり、第２の複数の部分反射性内面と非平行である。
【0029】
任意選択的に、第３の複数の部分反射性内面が、第１の複数の部分反射性内面及び第２の複数の部分反射性内面との間に位置する。
【0030】
任意選択的に、第２の複数の部分反射性内面が、第１の複数の部分反射性内面及び第３の複数の部分反射性内面との間に位置する。
【0031】
本発明の教示の実施形態によれば、複合導光光学素子（ＬＯＥ）を作製する方法も提供される。方法は、第１の対の面と、第１の複数の相互に平行な部分反射性内面とを有する第１の光学ブロックを取得することと、ＬＯＥのスタックとして形成され、かつ第２の対の面を有する第２の光学ブロックを取得することであって、ＬＯＥの各々が、一対の主平行面と、一対の主平行面に対して斜めである第２の複数の相互に平行な部分反射性内面とを有する、取得することと、第３の対の面と、第３の複数の相互に平行な部分反射性内面とを有する第３の光学ブロックを取得することと、第１及び第３の光学ブロックを一緒に接合し、第２及び第３の光学ブロックを一緒に接合して、第４の光学ブロックを形成することであって、接合することは、ｉ）第１の対の面の面うちの一方が、第３の対の面の面うちの一方に連結され、ｉｉ）第２の対の面の面うちの一方が、第３の対の面の面のうちの他方に連結され、ｉｉｉ）第３の複数の部分反射性内面が、ＬＯＥの主平行面に実質的に平行になり、ｉｖ）第１、第２、及び第３の複数の部分反射性内面が、相互に非平行になるようにするものである、形成することと、第１の対の面の面のうちの他方を通過する切断面に沿って第４の光学ブロックを切断し、それにより切断面においてインターフェース面を有する第１の光学構造体を形成することと、第４の対の面と、複数の相互に平行な部分反射性内面とを有する第５の光学ブロックを取得することと、第１の光学構造体及び第５の光学ブロックを一緒に接合して第２の光学構造体を形成することであって、第１の光学構造体及び第５の光学ブロックを一緒に接合することは、第４の対の面の面のうちの一方がインターフェース面に連結されるように、かつ複数の反射性内面が第１、第２、及び第３の複数の部分反射性内面に対して非平行になるようにするものである、形成することと、第２の光学構造体を連続するＬＯＥの主平行面に対して実質的に平行である少なくとも２つの切断面を通して切断することによって、第２の光学構造体から少なくとも１つの複合ＬＯＥを切り出すことと、を含む。
【0032】
任意選択的に、スタックが、ＬＯＥ及び複数の透明なスペーサプレートの接合スタックであり、ＬＯＥ及び透明なスペーサプレートが、ＬＯＥの主平行面に対して垂直なスタックの長さに沿って交互に配置されている。
【0033】
任意選択的に、少なくとも２つの切断面が、少なくとも２つの切断面の間にＬＯＥのうちの１つを有する連続したスペーサプレートに位置する。
【0034】
本発明の教示の実施形態によれば、複合導光光学素子（ＬＯＥ）を作製する方法も提供される。この方法は、第１の対の面と、第１の複数の相互に平行な部分反射性内面とを有する第１の光学ブロックを取得することと、ＬＯＥのスタックとして形成され、かつ第２の対の面を有する第２の光学ブロックを取得することであって、ＬＯＥの各々が、一対の主平行面と、一対の主平行面に対して斜めである第２の複数の相互に平行な部分反射性内面とを有する、取得することと、第３の対の面と、第３の複数の相互に平行な部分反射性内面とを有する第３の光学ブロックを取得することと、第１及び第３の光学ブロックを一緒に接合し、第１及び第２の光学ブロックを一緒に接合して、第４の光学ブロックを形成することであって、接合することは、ｉ）第３の対の面の面のうちの一方が、第１の対の面の面のうちの一方に連結され、ｉｉ）第２の対の面の面のうちの一方が、第１の対の面の面のうちの他方に連結され、ｉｉｉ）第３の複数の部分反射性内面が、ＬＯＥの主平行面に実質的に平行になり、ｉｖ）第１、第２、及び第３の複数の部分反射性内面が、相互に非平行になるようにするものである、形成することと、第３の対の面の面のうちの他方を通過する切断面に沿って第４の光学ブロックを切断し、それにより切断面においてインターフェース面を有する第１の光学構造体を形成することと、第４の対の面と、複数の相互に平行な部分反射性内面とを有する第５の光学ブロックを取得することと、第１の光学構造体及び第５の光学ブロックを一緒に接合して第２の光学構造体を形成することであって、第１の光学構造体及び第５の光学ブロックを一緒に接合することは、第４の対の面の面のうちの一方がインターフェース面に連結されるように、かつ複数の反射性内面が第１、第２、及び第３の複数の部分反射性内面に対して非平行になるようにするものである、形成することと、それにより第２の光学構造体を形成することと、第２の光学構造体を連続するＬＯＥの主平行面に対して実質的に平行である少なくとも２つの切断面を通して切断することによって、第２の光学構造体から少なくとも１つの複合ＬＯＥを切り出すことと、を含む。
【0035】
任意選択的に、スタックが、ＬＯＥ及び複数の透明なスペーサプレートの接合スタックであり、ＬＯＥ及び透明なスペーサプレートが、ＬＯＥの主平行面に対して垂直なスタックの長さに沿って交互に配置されている。
【0036】
任意選択的に、少なくとも２つの切断面は、少なくとも２つの切断面の間にＬＯＥのうちの１つを有する連続したスペーサプレートに位置する。
【0037】
本明細書で別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び／又は科学用語は、本発明が関係する当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載されたものと同様又は同等の方法及び材料が、本発明の実施形態の実施又は試験に使用され得るが、例示的な方法及び／又は材料が、以下に記載されている。矛盾する場合は、定義を含む特許明細書が支配する。加えて、材料、方法、及び例は、例示に過ぎず、必ずしも限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0038】
本発明のいくつかの実施形態は、添付図面を参照して、例としてのみ本明細書に記載されている。図面への詳細な具体的言及について、示された細目は、例として、及び本発明の実施形態の例示的な考察の目的のためであることを強調しておく。これに関して、図面と併せてなされた説明により、本発明の実施形態がどのように実施され得るかが当業者に明らかになる。
【0039】
ここで、図面に注目すると、図面では、同様の参照番号又は文字は、対応する又は同様の構成要素を示す。
【0040】
【図1A】それぞれ、部分反射性内面の第１のセットを有する第１のＬＯＥ領域と、部分反射性内面の第１のセットに対して非平行の部分反射性内面の第２のセットを有する第２のＬＯＥ領域とを有する複合ＬＯＥの概略側面図、概略正面図、及び概略平面図である。
【図1B】それぞれ、部分反射性内面の第１のセットを有する第１のＬＯＥ領域と、部分反射性内面の第１のセットに対して非平行の部分反射性内面の第２のセットを有する第２のＬＯＥ領域とを有する複合ＬＯＥの概略側面図、概略正面図、及び概略平面図である。
【図1C】それぞれ、部分反射性内面の第１のセットを有する第１のＬＯＥ領域と、部分反射性内面の第１のセットに対して非平行の部分反射性内面の第２のセットを有する第２のＬＯＥ領域とを有する複合ＬＯＥの概略側面図、概略正面図、及び概略平面図である。
【図3A】本発明の実施形態による、複合ＬＯＥのうちの第２のＬＯＥ領域を形成するために使用することができるＬＯＥの接合スタックとして形成された光学ブロックの概略側面図である。
【図4A】それぞれ、本発明の実施形態による、複合ＬＯＥのうちの第１のＬＯＥ領域を形成するために使用することができる複数の部分反射面を有する光学ブロックの概略正面図及び概略等角図である。
【図4B】それぞれ、本発明の実施形態による、複合ＬＯＥのうちの第１のＬＯＥ領域を形成するために使用することができる複数の部分反射面を有する光学ブロックの概略正面図及び概略等角図である。
【図5A】それぞれ、本発明の実施形態による、複合ＬＯＥのうちの第３のＬＯＥ領域を形成するために使用することができる複数の部分反射面を有する光学ブロックの概略正面図及び概略等角図である。
【図5B】それぞれ、本発明の実施形態による、複合ＬＯＥのうちの第３のＬＯＥ領域を形成するために使用することができる複数の部分反射面を有する光学ブロックの概略正面図及び概略等角図である。
【図10A】それぞれ、本発明の実施形態による、複合ＬＯＥの結合反射器を形成するために使用することができる複数の反射性内面を有する光学ブロックの概略等角図、概略側面図、及び概略正面図である。
【図10B】それぞれ、本発明の実施形態による、複合ＬＯＥの結合反射器を形成するために使用することができる複数の反射性内面を有する光学ブロックの概略等角図、概略側面図、及び概略正面図である。
【図10C】それぞれ、本発明の実施形態による、複合ＬＯＥの結合反射器を形成するために使用することができる複数の反射性内面を有する光学ブロックの概略等角図、概略側面図、及び概略正面図である。
【図14A】それぞれ、本発明の実施形態による、図１３の２つの連続した切断面に沿って光学構造体を切断した後、図１２Ａ及び図１２Ｂの光学構造体から切り出された複合ＬＯＥの概略側面図、概略正面図、及び概略平面図である。
【図14B】それぞれ、本発明の実施形態による、図１３の２つの連続した切断面に沿って光学構造体を切断した後、図１２Ａ及び図１２Ｂの光学構造体から切り出された複合ＬＯＥの概略側面図、概略正面図、及び概略平面図である。
【図14C】それぞれ、本発明の実施形態による、図１３の２つの連続した切断面に沿って光学構造体を切断した後、図１２Ａ及び図１２Ｂの光学構造体から切り出された複合ＬＯＥの概略側面図、概略正面図、及び概略平面図である。
【図16A】それぞれ、本発明の実施形態による、第１の不活性ブロックと一緒に接合される前の第１及び第２の不活性ブロックと整列した、図１０Ａ～図１０Ｃの光学ブロックと同様の縮小サイズの光学ブロックの概略等角図及び概略正面図である。
【図16B】それぞれ、本発明の実施形態による、第１の不活性ブロックと一緒に接合される前の第１及び第２の不活性ブロックと整列した、図１０Ａ～図１０Ｃの光学ブロックと同様の縮小サイズの光学ブロックの概略等角図及び概略正面図である。
【図17A】それぞれ、図１６Ａ及び図１６Ｂに対応する概略等角図及び正面図であり、本発明の実施形態による、複合ブロック及び第２の不活性ブロックが一緒に接合される前に、複合ブロックを形成するために一緒に接合され、第２の不活性ブロックと整列した第１の不活性ブロック及び光学ブロックを示す。
【図17B】それぞれ、図１６Ａ及び図１６Ｂに対応する概略等角図及び正面図であり、本発明の実施形態による、複合ブロック及び第２の不活性ブロックが一緒に接合される前に、複合ブロックを形成するために一緒に接合され、第２の不活性ブロックと整列した第１の不活性ブロック及び光学ブロックを示す。
【図18A】それぞれ、本発明の実施形態による、図１７Ａ及び図１７Ｂに対応する概略等角図及び概略正面図であり、第２の複合ブロックを形成するために一緒に接合された第２の不活性ブロック及び複合ブロックを示す。
【図18B】それぞれ、本発明の実施形態による、図１７Ａ及び図１７Ｂに対応する概略等角図及び概略正面図であり、第２の複合ブロックを形成するために一緒に接合された第２の不活性ブロック及び複合ブロックを示す。
【図19A】それぞれ、本発明の実施形態による、図１２Ａ及び図１２Ｂと同様の概略等角図及び概略正面図であるが、光学構造体を形成するために一緒に接合された図１８Ａ及び図１８Ｂの複合ブロックと、図９Ａ及び図９Ｂの光学構造体とを示す。
【図19B】それぞれ、本発明の実施形態による、図１２Ａ及び図１２Ｂと同様の概略等角図及び概略正面図であるが、光学構造体を形成するために一緒に接合された図１８Ａ及び図１８Ｂの複合ブロックと、図９Ａ及び図９Ｂの光学構造体とを示す。
【発明を実施するための形態】
【0041】
本発明の実施形態は、複合ＬＯＥの作製方法を提供する。
【0042】
本発明による方法の原理及び動作は、説明に付随する図面を参照してより良く理解され得る。添付の図面は、任意にラベル付けされているが、各図面間で一致しているｘｙｚ座標系が提供されている。このｘｙｚ座標系は、本明細書において、各図面間で共通の参照フレームを提供することによって、開示される実施形態をより十分に説明するために使用される。
【0043】
本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、以下の説明に述べられた、並びに／又は図面及び／若しくは例に例示された構成要素及び／又は方法の構築の詳細及び配置への適用に必ずしも限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であるか、又は様々な方式で実践又は実施することができる。
【0044】
ここで図面を参照すると、図１Ａ～図１Ｃは、複合ＬＯＥ１の様々な図を例示している。複合ＬＯＥ１は、インターフェース面４０において一緒に接合された第１のＬＯＥ１０及び第２のＬＯＥ２０を含む。典型的には、２つのＬＯＥ１０、２０は、別々に製造され、一緒に接合される。本文書全体を通して、「接合された」又は「接合」という用語は、光学接着剤又は粘着剤又は任意の他の好適な接着剤を用いて取り付けられる、又は取り付けることを意味することは、理解されるべきである。
【0045】
第１のＬＯＥ１０は、透過性材料から形成され、第１の対の面１２ａ、１２ｂ（平行面であってもなくてもよい）、一対の平行面である第２の対の面（主外面）１４ａ、１４ｂ、第３の対の面（主外面）１６ａ、１６ｂ（平行面であってもなくてもよい）、及び面１６ａと面１６ｂとの間でＬＯＥ１０を少なくとも部分的に横断する複数の相互に平行な部分反射性内面（「ファセット」とも称される）１８を含む。ＬＯＥ１０は、画像プロジェクタ（図示せず）によってＬＯＥ１０に注入されたコリメート像に対応する光（画像照明）を誘導するように構成され、光（図１Ｂで光線５０によって表される）は、ＬＯＥ１０の平行面１４ａ、１４ｂでの内部反射（好ましくは、全内部反射であるがこれに限らない）によって一次元で捕捉される。ＬＯＥ１０は、光の伝播方向に対して斜めに傾斜し、各々が伝播光の強度の一部を反射するファセット１８を介してＬＯＥ１０からの伝播（捕捉）光を徐々に結合し、それによって画像照明を一次元（この場合、ｙ軸にほぼ沿っている）で拡張するように更に構成されている。図面において、ファセット１８によるＬＯＥ１０からの結合光は、光線６０によって表され（図１Ａ及び図１Ｂ）、ＬＯＥ１０の面での内部反射によるコリメート像光５０の伝播は、左方向及び右方向の光線５２によって表される（図１Ａ）。
【0046】
概して、ファセット１８は、複合ＬＯＥ１において第１の配向を有する。特定の実施形態では、ファセット１８は、面１４ａ、１４ｂに対して斜めに角度付けされている。他の実施形態では、ファセット１８は、面１４ａ、１４ｂに直交している。また、特定の実施形態では、ファセット１８は、面１２ａ、１２ｂのうちの一方又は両方に対して斜めに角度付けられることができ、他の実施形態では、ファセット１８は、面１２ａ、１２ｂのうちの一方又は両方に対して直交することができることに留意されたい。図１Ａ及び図１Ｂに例示される非限定的な例示的な実施形態では、面１２ａ、１２ｂは平行であり、ファセット１８は面１２ａ、１２ｂに対して斜めに傾斜している。
【0047】
ファセット１８の反射性は、ＬＯＥ１０を形成する前に、内面上のコーティングを介して提供することができる。ファセット１８の各々の反射率は、同じであってもよく、又はファセット１８の反射率は、互いとは異なっていてもよく、光伝播方向に沿って増加してもよい（これは、図面で任意にラベル付けされたｘｙｚ座標系では、ｙ軸に沿っている）。
【0048】
ＬＯＥ１０からの結合されている光は、第２のＬＯＥ２０に結合される。ＬＯＥ２０はまた、透過性材料から形成され、第１の対の面２２ａ、２２ｂ（平行面であってもなくてもよい）、一対の平行面である第２の対の面（主外面）２４ａ、２４ｂ、第３の対の面（主外面）２６ａ、２６ｂ（平行面であってもなくてもよい）、及び面２４ａ、２４ｂに対して斜めに傾斜している複数の相互に平行な部分反射性内面（「ファセット」）２８を含む。面１４ａ、２４ａは、複合ＬＯＥ１の第１の単一の外面を形成するように、概して一致する（共平面）。同様に、面１４ｂ、２４ｂは、複合ＬＯＥ１の第２の単一の外面を形成するように、概して一致する（共平面）。面１６ａ、２６ａはまた、複合ＬＯＥ１の第３の単一の外面を形成するように、好ましくは、概して一致し（共平面）、面１６ｂ、２６ｂは、複合ＬＯＥ１の第４の単一の外面を形成するように、また好ましくは、概して一致する（共平面）。複合ＬＯＥ１の残りの２つの外面は、それぞれ、面１２ａ及び２２ｂから形成される。
【0049】
ファセット２８は、ファセット１８の第１の配向に非平行である、複合ＬＯＥ１内の第２の配向を有する。ファセット２８の反射性は、ＬＯＥ２０を形成する前に、内面上のコーティングを介して提供することができる。ファセット２８の各々の反射率は、同じであってもよく、又はファセット２８の反射率は、互いとは異なっていてもよく、光伝播方向に沿って増加してもよい（これは、図面で任意にラベル付けされたｘｙｚ座標系では、ｘ軸に沿っている）。
【0050】
ＬＯＥ１０からの光は、（面１２ｂ及び面２２ａと一致する）インターフェース４０を介してＬＯＥ２０に結合される。ＬＯＥ２０は、面２４ａ、２４ｂでの内部反射（好ましくは、全内部反射であるがこれに限らない）によって光を誘導し、各々が伝播光の強度の一部を反射するファセット２８を介してＬＯＥ２０からの伝播光を徐々に結合し、それによって画像照明を二次元（この場合はｘ軸に沿っている）で拡張するように構成されている。図１Ａでは、面２４ａ、２４ｂでの内部反射によるＬＯＥ２０を通る画像光の伝播は、光線６２、６３のセットによって表される。光線６２、６３のうちの一方は画像を表し、光線６２、６３のうちの他方はＬＯＥ１０からＬＯＥ２０に結合された光６０に対応する画像共役を表す。ファセット２８によってＬＯＥ２０から結合された光は、光線６４によって図１Ａに表される。
【0051】
ＬＯＥ１０及びＬＯＥ２０によって誘導されるための複合ＬＯＥ１に結合される画像照明は、外部画像プロジェクタ（図示せず）によって生成され、外部画像プロジェクタは、典型的には、画像照明を生成するマイクロディスプレイデバイス（ＬＣｏＳチップなど）から形成されたマイクロプロジェクタ装置、及びコリメート画像照明を生成するために画像照明をコリメートするためのコリメート光学系として実装される。コリメートされた画像照明は、ＬＯＥ１０の結合領域内の高反射性内面４２の形態で、結合光学装置によってＬＯＥ１０内に結合される。
【0052】
小さい入力開口（小さいプロジェクタ）を維持しながら、ＬＯＥ２０をコリメートされた画像照明で満たす（これにより、画像及びその共役の両方が内部反射によってＬＯＥを通って伝播する）ために、ファセット１８、２８及び複合ＬＯＥの面に対して特定の配向を有する少なくとも１つの追加の部分反射性内面を用いることが好ましい。図２Ａ及び図２Ｂは、そのような追加のファセット３８を有する複合ＬＯＥを例示する。ファセット３８は、ＬＯＥ１０の一部に、又は面３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂの３つの対（面３４ａ、３４ｂの対は、平行面の対である）を有する別個の透過性基板３０の一部として、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように展開することができる。ファセット３８は、面１４ａ、１４ｂ、２４ａ、２４ｂに対して平行であり、したがってファセット１８、２８の配向に対して非平行な配向を有する。単一のファセット３８のみを使用する場合、ファセット３８は、好ましくは、面２４ａと面２４ｂとの間の中間（及び等価的に、面１４ａと面１４ｂとの間の中間）に位置する。複数のファセット３８を使用する場合、ファセット３８は、面２４ａと面２４ｂとの間で均等に離間されることが好ましい。図２Ａ及び図２Ｂに例示される実施形態では、ＬＯＥ１０及び基板３０は、面１２ｂ、３２ａで一緒に接合され、基板３０及びＬＯＥ２０は、面２２ａ、３２ｂで一緒に接合され、ファセット３８は、セットであるファセット１８とファセット２８との間に配置される。しかしながら、複合ＬＯＥに対する特定の用途の設計仕様に依存して、例えば、ファセット１８がファセット３８とファセット２８のセットとの間に位置する、他の展開も可能であることに留意されたい。
【0053】
例示された実施形態では、光６０（ファセット１８によって結合された）は、ファセット３８によって部分的に反射される。光６０の反射部分及び透過部分は、ＬＯＥ２０に結合され、それぞれ、光線６２及び６３に対応する。
【0054】
図１Ａ～図２Ｂに例示される複合ＬＯＥと同様であり得る複合ＬＯＥを含む、複合ＬＯＥの更なる詳細は、例えば、米国特許出願公開第２０２１／０２４７６０８号、ＰＣＴ出願第２０２１／２４０５１３号、ＰＣＴ出願第２０２１／１５２６０２号、ＰＣＴ出願第２０２１／００１８４１号、及び米国特許第１０，５５１，５４４号を含む、Ｌｕｍｕｓ Ｌｔｄ．（イスラエル）による様々な刊行物に見出すことができる。
【0055】
本発明の実施形態は、複合ＬＯＥの作製方法に関する。本発明の方法により製造される複合ＬＯＥは、図１Ａ～図２Ｂに例示される複合ＬＯＥとは構造が異なり得るが、以下の説明から明らかになるように、類似の構成要素を有する。作製方法のステップは、図３Ａ～図２１を参照して以下に詳細に説明され、概して、光学ブロック４００（図７Ａ～図７Ｃ）の領域に埋め込まれた必要なファセット１８、２８のセット（及び、好ましくは、またファセット３８のセット）を有し、ファセット１８、２８（及び３８）が相互に非平行であるように互いに対して適切に配向された光学ブロック４００を取得するステップと、所定の角度にある所定の切断面（図８Ａ及び図８Ｂ）で、その切断面に形成されたインターフェース面（図９Ａ及び９Ｂ）を有する光学構造体４００’を形成するために光学ブロック４００の特定の面を通過する切断面で光学ブロック４００の一部を切断するステップと、その中に埋め込まれた反射性内面４２のセットを有する追加の光学ブロック５００（図１０Ａ～図１０Ｄ）を取得するステップと、インターフェース面で、光学ブロック５００を光学構造体４００’に接合して、その中に埋め込まれた必要なファセット１８のセット及びファセット２８のセット（及び、好ましくは、またファセット３８のセット）、並びにファセット１８、２８、３８と非平行である反射性内面４２とを有する中間光学構造体６００（図１２Ａ及び１２Ｂ）を形成するステップとを含む。次いで、中間光学構造体６００は、１つ以上の複合ＬＯＥ（図１３～図１４Ｂ）を切り出すために、２つ以上の切断面に沿って切断され、各複合ＬＯＥは、ファセット１８及びファセット２８（及び、好ましくは、また少なくとも１つのファセット３８）、並びに埋め込まれた反射性内面４２を有する。次いで、切り出された複合ＬＯＥの各々を研磨して、所望の厚さを有する最終的な複合ＬＯＥを実現することができる（図１５）。特定の実施形態では、不活性材料の１つ以上のブロック８００、９００は、光学ブロック５００に接合されて、複合ブロック５９０（図１６Ａ～１８Ｂ）を形成し、次いで、光学構造体４００’（図１９Ａ及び１９Ｂ）に接合されて、中間の光学構造体６００を形成する。考察されるように、光学ブロック４００を取得することは、光学ブロック４００を生成するために様々な他の光学ブロック１００、２００、３００（図３Ａ～図５Ｃ）を取得し、光学ブロック４００を形成するためにそれらの光学ブロック１００、２００、３００を一緒に接合することを含むことができる。光学ブロック１００、２００、３００の各々は、その中に埋め込まれたファセット１８、２８、３８の必要なセットのうちの１つを有し、適切な角度及び厚さで切断される接合されたコーティングされたプレートのセットから生成され得る。
【0056】
図面において、及び本発明の一組の非限定的な実施形態によれば、様々なブロック１００、２００、３００、４００、５００、８００、９００の各々は、矩形立方体、すなわち、相互に垂直（直交）である平行面の３つの対を有する構造体として表されることに留意されたい。しかしながら、矩形立方体としてのブロックのそのような表現は、提示の明確さのみを目的としており、個々のブロックの面の全ての間の平行性及び垂直性は、光学的観点又は製造の観点からの厳密な要件ではない。多くの実施形態では、ブロックの面の一対のみが平行面の対である必要があり、残りの面は、平行であっても又は平行でなくてもよい。他の実施形態では、ブロックの面のいずれも、一対の平行面である必要はない。
【0057】
以下の段落は、図３Ａ～図３Ｄを参照して、光学ブロック２００の構造及び生成を説明する。最初に図３Ａを参照すると、一緒に接合されたＬＯＥ２０のスタックとして形成された光学ブロック２００が示されている。光学ブロック２００は、面（主外面）の少なくとも２つの対、すなわち、好ましくは平行面２１２ａ、２１２ｂの対、及び平行面の対であり、面２１２ａ、２１２ｂのいずれか又は両方に対して直交（垂直）であり得る面２１４ａ、２１４ｂの対を有する。光学ブロック２００はまた、平行面の対であってもなくてもよく、面２１２ａ、２１２ｂ、２１４ａ、２１４ｂのうちの１つ以上に垂直であってもよい面の第３の対も含む。第３の対の面は、図３Ａには示されていないが、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、及び図１９Ｂを含む様々な他の図面に示されている。明らかになるように、面２１４ａ及び２１４ｂは、それぞれ、複合ＬＯＥが切り出され得る光学構造体６００（図１１Ｃ及び図１１Ｄ）の上面及び下面の一部を形成することができる。
【0058】
図３Ａのスタック内のＬＯＥ２０の各々は、図３Ｂに例示されるようなＬＯＥである。このＬＯＥ２０はまた、図１Ａ～図２Ｃを参照して上で考察された第２のＬＯＥ２０とほぼ同様である。図３Ｂに示されるように、及び図１Ａ～図２Ｃを参照して上で考察されたように、各ＬＯＥ２０は、平行面２４ａ、２４ｂ、及び面２４ａ、２４ｂに対して斜めに傾斜した（複数の）内部ファセット２８のセットを有する透過性材料から形成される。そのようなＬＯＥは、一次元の開口拡張のみが望まれる状況で、スタンドアロンＬＯＥとして（適切な結合光学系と一緒に）使用することができる。このタイプのＬＯＥは、一般に「一次元」ＬＯＥと称され、そのような一次元ＬＯＥを製造する構造及び方法は、例えば、米国特許第７，６３４，２１４号、米国特許第８，８７３，１５０号、ＰＣＴ公開第２０１６／１０３２６３号、及びＰＣＴ公開第２０２０／２１２８３５号を含む、Ｌｕｍｕｓ Ｌｔｄ．（イスラエル）による様々な刊行物に広範に記載されている。
【0059】
図３Ｃは、光学ブロック２００を生成するために使用することができる、複数のＬＯＥ２０を作製する１つの例示的な方法を示す。図３Ｃでは、複数の透過性プレートが被覆されて、一緒に積層及び接合され、次いで、（任意にラベル付けされたｘｙｚ座標系では、ｘｙ平面に平行である）等間隔に離間された平行な切断面２０６に沿って切断されるコーティングされたプレート２０２を形成する。プレート２０２の各々は、（ファセット２８が部分的に反射性であるように）ファセット２８の反射性を提供するコーティングで適切にコーティングされた平行面（表面）２０４ａ、２０４ｂの対を有する。切断面２０６は、面２０４ａ、２０４ｂに対して斜めであり、ファセット２８の斜角を画定し、結果として生じる切断面２０６に沿った切断は、ＬＯＥ２０の面２４ａ、２４ｂを画定する。切断面２０６は、所定の間隔で離間される。好ましくは、所定の間隔は、切断面２０６が均一に離間されるような均一な間隔である。均一な間隔は、好ましくは、各ＬＯＥ２０の厚さ（面２４ａと面２４ｂとの間で測定される）が約１～２ミリメートルであるように、１～２ミリメートルの範囲である。
【0060】
光学ブロック２００を形成するためにＬＯＥ２０を一緒に接合する前に、ＬＯＥ２０は、最初に整列され、配列２１０（図３Ｄ）に配置される。次いで、配列２１０内のＬＯＥ２０は、隣接する（連続した）ＬＯＥ２０の面２４ａ及び２４ｂが接合領域で一緒に連結されるように、かつＬＯＥ２０の内部ファセット２８のセットが光学ブロック２００の複数のファセット２８を構成するように、ＬＯＥ２０の接合スタックとして光学ブロック２００（図３Ａ）を形成するために一緒に接合される。図３Ａ及び図３Ｄから分かるように、スタック２００の上端部におけるＬＯＥ２０の主面２４ａは、スタック２００の上面２１４ａを形成し、スタック２００の下端部におけるＬＯＥ２０の主面２４ｂは、スタック２００の底面２１４ｂを形成する。
【0061】
以下の段落は、図４Ａ～図４Ｃを参照して、光学ブロック１００の構造及び生成を説明する。最初に図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、光学ブロック１００は、透過性材料から形成され、ファセット１８の埋め込まれたセットを有する。光学ブロック１００は、３つの対の面（主外面）、すなわち、面１１２ａ、１１２ｂ（平行面であってもなくてもよい）の対、好ましくは平行面１１４ａ、１１４ｂの対、及び面１１６ａ、１１６ｂ（平行面であってもなくてもよい）の対を含む。特定の実施形態では、光学ブロック１００の面の対は、相互に直交する（垂直である）ため、作製プロセスを簡素化することができる。
【0062】
光学ブロック１００は、複数の接合された透明なコーティングされたプレート１０２（各プレートは、透過性材料から形成され、部分反射性コーティングでコーティングされる）から形成されて、面１１４ａ、１１４に対して所定の角度で角度付けされているファセット１８を形成することができ、すなわち、ファセット１８は、面１１４ａ、１１４ｂに対して斜めに傾斜していてもよく、又は面１１４ａ、１１４ｂに対して直交していてもよい。ファセット１８はまた、所定の角度で面１１２ａ、１１２ｂに対して斜めに傾斜してもよい。光学ブロック１００を形成するための様々な既知の方法が存在する。図４Ｃは、そのような方法の１つを例示し、コーティングされたプレート１０２が（図３Ｃと同様に）積層及び接合され、次いで、光学ブロック１００を抽出するために、好ましくは平行な切断面１０４の第１の対に沿って、好ましくは平面１０４に対して垂直である好ましくは平行な切断面１０６の第２の対に沿って切断される。ファセット１８が面１１２ａ、１１２ｂのうちの一方又は両方に対して斜めである実施形態では、コーティングされたプレート１０２の面に対する切断面１０４の角度は、ファセット１８が面１１２ａ、１１２ｂに対して傾斜する角度を決定する。加えて、切断面１０４に沿った切断は、光学ブロック１００の面１１２ａ、１１２ｂを画定し、切断面１０６に沿った切断は、光学ブロック１００の面１１６ａ、１１６ｂを画定する。
【0063】
図４Ｃに例示される実施形態などの特定の実施形態では、切断面１０４、１０６は、結果として生じるファセット１８が光学ブロック１００の面１１４ａ、１１４ｂに垂直であるように、プレート１０２の厚さ寸法に垂直である。図面で使用される任意にラベル付けされたｘｙｚ座標系では、切断面１０４、１０６がプレート１０２の厚さ寸法に対して垂直であるとき、切断面１０４はｙｚ平面に対して平行であり、切断面１０６はｘｚ平面に対して平行である。切断面１０６は、平面１０４に対して垂直である。
【0064】
上記のように、ファセット１８が面１１４ａ、１１４ｂに対して斜めに傾斜している他の実施形態が可能であり、そのため、切断面１０６はｘｚ平面に対して適切な斜角で傾斜して、面１１４ａ、１１４ｂに対して適切なファセット角度を生成し得る。
【0065】
以下の段落は、図５Ａ～図５Ｃを参照して、光学ブロック３００の構造及び生成を説明する。最初に図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、光学ブロック３００は、透過性材料から形成され、ファセット３８の埋め込まれたセットを有する。光学ブロック３００は、３つの対の面（主外面）、すなわち、面３１２ａ、３１２ｂ（平行面であってもなくてもよい）の対、好ましくは平行面３１４ａ、３１４ｂの対、及び面３１６ａ、３１６ｂ（平行面であってもなくてもよい）の対を含む。特定の非限定的な実施形態では、光学ブロック１００の面の対は、相互に直交する。
【0066】
光学ブロック３００は、複数の接合された透明なコーティングされたプレート３０２（各プレートは、透過性材料から形成され、部分反射性コーティングでコーティングされる）から形成されて、面３１４ａ、３１４ｂに対して平行であり、任意選択的に、一方又は両方の面３１２ａ、３１２ｂに対して垂直であるファセット３８を形成することができる。光学ブロック３００を形成するための様々な既知の方法が存在する。図５Ｃは、そのような方法の１つを例示し、コーティングされたプレート３０２が（図３Ｃ及び図４Ｃと同様に）積層及び接合され、次いで、光学ブロック１００を抽出するために一対の切断面３０４に沿って切断される。図５Ｃに例示される実施形態などの特定の実施形態では、平面３０４は、平行平面である（任意にラベル付けされたｘｙｚ座標系では、ｙｚ平面に平行である）。しかしながら、上記で言及したように、平面３０４間の平行度は厳密な要件ではなく、特定の場合において、非平行切断面に沿って切断することが有利であり得、これは、最終的な複合ＬＯＥ製品のコンパクト性及び全体的なフォームファクタを改善することができる。特定の実施形態では、平面３０４は、プレート２０２の主要な外面（面）に対して垂直である。しかしながら、この垂直性はまた、最終的な複合ＬＯＥ製品を生成するための光学的要件ではなく、むしろ複合ＬＯＥを作製する際の実用的な利便性の問題である。積層及び接合されたプレートはまた、プレートのうちの２つを通過する追加の対の切断面３０６に沿って切断されてもよく、プレート２０２の主外面に対して平行であり、平面３０４に対して垂直であってもよい。図面で使用される任意にラベル付けされたｘｙｚ座標系において、切断面３０６は、ｘｙ平面に対して平行である。
【0067】
図１Ａ～図５Ｃを続けて参照しながら、ここで、図６Ａ～図６Ｃを参照すると、図６Ａ～図６Ｃは、光学ブロック４００（図７Ａ～図７Ｃ）を形成するために一緒に接着される前の３つの光学ブロック１００、２００、３００を示す。接合する前に、光学ブロック１００、２００、３００が、ファセット１８の配向がファセット２８の配向と非平行であるように、かつファセット３８の配向がファセット１８、２８の配向と非平行であるように、適切に整列されることが重要である。言い換えれば、ブロック１００、２００、３００は、ファセット１８、２８、３８が相互に非平行であるように整列される。
【0068】
また、光学ブロック３００のファセット３８が、光学ブロック２００の面２１４ａ、２１４ｂの平面に対して平行である平面内にあるように、光学ブロック３００が光学ブロック２００と整列されることが好ましい。各複合ＬＯＥが単一のファセット３８のみを有することになる実施形態では、光学ブロック２００及び３００は、各それぞれのファセット３８が、光学ブロック２００を形成するＬＯＥ２０のそれぞれ１つのＬＯＥ２０の主外面２４ａと主外面２４ｂとの間のほぼ中間にある平面内に位置するように整列されることが好ましい。各複合ＬＯＥが複数のファセット３８（例えば、Ｎ個のファセット３８）を有することになる実施形態では、光学ブロック２００及び３００は、Ｎ個のファセット３８の各セットについて好ましくは整列され、Ｎ個のファセット３８は、光学ブロック２００を形成するＬＯＥ２０のそれぞれ１つのＬＯＥ２０の主外面２４ａと主外面２４ｂとの間で均等に離間される。しかしながら、ブロック３００は、主要外面２４ａ、２４ｂに対するファセット３８の位置決めに関して過度に多くの精査を適用することなく、ブロック２００に対して位置決めすることができ、切り出された複合ＬＯＥ内の主外面２４ａ、２４ｂに対するファセット３８の誤った位置決めは、切り出された複合ＬＯＥ内に十分な予備領域がある場合、作製の最終段階で（典型的には研磨又は研削によって）修正することができることに留意されたい。
【0069】
図６Ａ～図６Ｃに示される座標系を参照すると、光学ブロック１００、２００、３００の整列（各そのような光学ブロックが矩形立方体として構築される場合）は、次のように理解され得る：面１１２ａ、２１２ａ、３１２ａの各々は、ｙｚ平面に対して平行な平面内にあり、面１１２ｂ、２１２ｂ、３１２ｂの各々は、ｙｚ平面に対して平行な平面内にあり、面１１４ａ、２１４ａ、３１４ａの各々は、ｘｙ平面に対して平行な平面内にあり、面１１４ｂ、２１４ｂ、３１４ｂの各々は、ｘｙ平面に対して平行な平面内にあり、面１１６ａ、２１６ａ、３１６ａの各々は、ｘｚ平面に対して平行な平面内にあり、面１１６ｂ、２１６ｂ、３１６ｂの各々は、ｘｚ平面に対して平行な平面内にある。光学ブロック１００、２００、３００の整列はまた、ファセット３８の各々がｘｙ平面に対して平行である平面内にあるようにする。
【0070】
無駄を低減するために、光学ブロック１００、２００、３００は、好ましくは、同じ又は非常に近い寸法、すなわち、長さ、幅、及び厚さを有するように設計される。図面中の任意でラベル付けされたｘｙｚ座標系では、長さは、ｙ軸に沿って、すなわち、面１１６ａと面１１６ｂとの間、面２１６ａと面２１６ｂとの間、及び面３１６ａと面３１６ｂとの間で測定される。図面中の任意でラベル付けされたｘｙｚ座標系では、幅は、ｘ軸に沿って、すなわち、面１１２ａと面１１２ｂとの間、面２１２ａと面２１２ｂとの間、及び面３１２ａと面３１２ｂとの間で測定される。図面中の任意でラベル付けされたｘｙｚ座標系では、厚さは、ｚ軸に沿って、すなわち、面１１４ａと面１１４ｂとの間、面２１４ａと面２１４ｂとの間、及び面３１４ａと面３１４ｂとの間で測定される。
【0071】
同じ厚さ（又は同じ厚さに非常に近い厚さ）を有する光学ブロック１００、２００、３００を用いることは、複合ＬＯＥを切り出すための最終的な切断ステップからの無駄を最小限に抑えるために重要である。したがって、特に好ましい実施形態では、光学ブロック１００、２００、３００の整列は、面１１４ａ、２１４ａ、３１４ａが共平面になり（すなわち、共通平面にある）、面１１４ｂ、２１４ｂ、３１４ｂが共平面になり、面１１２ａ、２１２ａ、３１２ａが共平面になり、面１１２ｂ、２１２ｂ、３１２ｂが共平面になり、面１１６ａ、２１６ａ、３１６ａが共平面になり、面１１６ｂ、２１６ｂ、３１６ｂが共平面になるようにするものである。
【0072】
適切に整列されると、光学ブロック１００、２００、３００は、図７Ａ～７Ｃに例示されるように一緒に接合されて、図６Ａ～６Ｃを参照して説明された整列を維持しながら、光学ブロック４００（複数のサブブロックで構成された複合光学ブロックである）を形成する。例示された実施形態では、光学ブロック４００は、矩形立方体であり、３つの領域、すなわち、ファセット２８と共に接合されたＬＯＥ２０を担持する光学ブロック（スタック）２００を有する領域、ファセット３８を担持する光学ブロック３００を有する別の領域、及びファセット１８を担持する光学ブロック１００を有する別の領域を有する。例示された実施形態では、その３つの領域は重複せず、３つの光学ブロック１００、２００、３００は同じ厚さを有する。そのような実施形態では、面１１２ａ、２１２ｂは、光学ブロック４００の第１の対の平行面４１２ａ、４１２ｂを形成し、面４１４ａ（共平面１１４ａ、２１４ａ、３１４ａから形成される）及び面４１４ｂ（共平面１１４ｂ、２１４ｂ、３１４ｂから形成される）は、光学ブロック４００の第２の対を形成し、面４１６ａ（共平面１１６ａ、２１６ａ、３１６ａから形成される）及び面４１６ｂ（共平面１１６ｂ、２１６ｂ、３１６ｂから形成される）は、光学ブロック４００の第３の対の平行面を形成する。ブロック４００が矩形立方体ではない実施形態では、面４１２ａ、４１２ｂ、４１４ａ、４１４ｂ、４１６ａ、４１６ｂの３つの対のいずれも、必ずしも一対の平行面である必要がないことに留意されたい。
【0073】
図３Ａ、図３Ｄ、図７Ａ及び図７Ｄから分かるように、スタック２００の上端部におけるＬＯＥ２０の主面２４ａは、光学ブロック４００の上面４１４ａの一部を形成し、スタック２００の下端部におけるＬＯＥ２０の主面２４ｂは、光学ブロック４００の底面４１４ｂの一部を形成する。
【0074】
特定の実施形態では、光学ブロック１００、２００、３００は、段階的に一緒に接合することができる。例えば、光学ブロック２００、３００が一緒に接合され得、次いで、光学ブロック１００、３００が一緒に接合され得る。代替的に、光学ブロック１００、３００が一緒に接合され得、次いで、光学ブロック２００、３００が一緒に接合され得る。光学ブロック２００、３００は、面３１２ｂが面２１２ａに連結されるように一緒に接合される。光学ブロック１００、３００は、面１１２ｂが面３１２ａに連結されるように一緒に接合される。光学ブロック１００、２００、３００の接合（及び適切な整列）の結果として、ファセット１８は、ファセット２８に対して非平行である。
【0075】
図面に例示される実施形態などの特定の実施形態では、光学ブロック１００、２００、３００は、光学ブロック３００が光学ブロック１００と光学ブロック２００との間に位置決めされ、結果としてファセット３８がファセット１８とファセット２８との間に位置するように配置される。しかしながら、光学ブロックの順序が図面に示される順序と異なる他の実施形態、例えば、光学ブロック１００が光学ブロック２００と光学ブロック３００との間に位置決めされ、結果としてファセット１８がファセット２８とファセット３８との間に位置する他の実施形態が可能である。そのような実施形態では、光学ブロック３００の面３１２ａは、光学ブロック４００の面４１２ａを形成する。
【0076】
ここまで説明された実施形態は、複合光学ブロック４００を形成するために３つの光学ブロックを用いることに関する。しかしながら、特定の実施形態では、光学ブロック３００は省略されることができ、又はファセット３８から異なる配向でファセットを担持する１つ以上の光学ブロックで置き換えることができる。したがって、光学ブロック４００は、概して、２つの光学サブブロックから形成されており、２つの領域を有し、ファセット２８を有する光学ブロック２００は、サブブロックのうちの第１のサブブロック（第１の領域）を形成し、ファセット１８を有する光学ブロック１００は、サブブロックのうちの第２のサブブロック（第２の領域）を形成するとみなすことができる。図面に例示される実施形態では、第２のサブブロックは、２つのサブサブブロック（２つのサブ領域）を含み、ファセット１８は、この場合は光学ブロック１００である第１のサブサブブロック（第１のサブ領域）に位置し、ファセット３８は、この場合は光学ブロック３００である第２のサブサブブロック（第２のサブ領域）に位置する。
【0077】
光学ブロック３００が省略される実施形態では、光学ブロック１００、２００は、面１１２ｂが面２１２ａに連結されるように、光学ブロック４００を形成するために一緒に接合される。光学ブロック１００、２００の接合（及び適切な整列）の結果として、ファセット１８は、ファセット２８に対して非平行である。
【0078】
図１Ａ～図７Ｂを続けて参照しながら、ここで図８Ａ～図９Ｂを参照すると、図８Ａ～図９Ｂは、光学ブロック４００（図８Ａ及び図８Ｂ）を切断するためのステップ、及び光学ブロック４００（図９Ａ及び図９Ｂ）を切断した結果を例示する。概して、図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、光学ブロック４００は、面４１２ａ（例示された実施形態では、面１１２ａであるが、光学ブロック１００、３００の位置が交換される実施形態では、面３１２ａであり得る）及び面１１６ａ、２１６ａ、３１６ａのうちの少なくとも１つを通過する切断面４０２に沿って切断される。面１１６ａ、２１６ａ、３１６ａが共平面であり、面４１６ａを形成する実施形態では、切断面４０２は、面４１６ａを通過する。切断面４０２の位置は、切断面４０２が、ファセット１８又はファセット３８を有する光学サブブロックの一部分を少なくとも通過するようなものである。例示された実施形態では、切断面４０２は、ファセット１８を有する光学サブブロックの一部分を通過し、このファセット１８は、例示された実施形態では、光学ブロック１００である。しかしながら、いくつかの実用的な実装態様では、切断面４０２は、光学ブロック４００の３つの領域全てを通過してもよい（すなわち、組み合わせてファセット１８、３８、２８を含む領域を通過する）。
【0079】
特定の実施形態では、切断面４０２は、面４１２ａ（１１２ａ又は３１２ａ）に対して斜めであり、また、光学ブロック４００の構造に応じて、面１１６ａ、３１６ａ、４１２ｂ、１１２ｂ、３１２ａ、３１２ｂ、２１２ａのうちの１つ以上に対して斜めであってもよい。切断面４０２は、好ましくは、面１１４ａに対して垂直である（したがって、面１１４ａ、３１４ａ、２１４ａが平行である実施形態では、面３１４ａ、２１４ａに対しても垂直である）。切断面４０２に沿った光学ブロック４００の切断は、図９Ａ及び図９Ｂに例示されるように、切断面４０２の位置にインターフェース面４０４（又は「面」４０４）を有する光学構造体４００’の配列をもたらす。
【0080】
図７Ａ～図７Ｃに例示されるように光学ブロック４００が３つの光学ブロック１００、２００、３００を含むいくつかの実施形態では、切断面４０２の位置は、切断面４０２が光学ブロック１００の一部分のみを通過し、他の光学ブロック２００、３００のいずれも通過せず、切断される部分が光学ブロック１００の一部のみであるように制限することができる。しかしながら、他の実施形態では、切断面４０２の位置は、切断面４０２が光学ブロック３００の一部分を通過するようにしてもよく、また光学ブロック２００の一部分を通過してもよい。
【0081】
面１１６ａ、２１６ａ、３１６ａが共平面であり、結合して面４１６ａを形成する実施形態では、カットオフ（すなわち、除去）される光学ブロック４００の部分は、三角形プリズム（通常、直角三角形プリズム）部分（図８Ａ及び図８Ｂで４０１によって表される）である。光学ブロック３００が光学ブロック１００と光学ブロック２００との間に挟まれている実施形態では、部分４０１は、面１１６ａの一部分（典型的には全体）と、面１１２ａの一部分（少数部分、例えば、約１０％～２０％であり得る）とを含む。
【0082】
光学ブロック１００が光学ブロック３００と光学ブロック２００との間に挟まれるように光学ブロック１００、３００の位置が交換されるいくつかの実施形態では、切断面の位置は、切断面４０２が光学ブロック３００の一部分のみを通過し、他の光学ブロック１００、２００のいずれも通過せず、切断される部分が光学ブロック３００の一部のみであるように制限することができる。しかしながら、上述したものと同様に、特定の実施形態では、切断面４０２は、光学ブロック１００の一部分を通過してもよく、また光学ブロック２００の一部分を通過してもよい。
【0083】
図９Ａ及び図９Ｂは、切断面４０２に沿って光学ブロック４００を切断し、三角形プライム部分４０１を除去した結果として形成される、インターフェース面４０４を有する光学構造体４００’を例示する。結合反射器を有する光学ブロック５００は、インターフェース面４０４で光学構造体４００’に接合される。
【0084】
以下の段落は、図１０Ａ～図１０Ｄを参照して、光学ブロック５００の構造及び生成を説明する。最初に図１０Ａ～図１０Ｃを参照すると、光学ブロック５００は、透過性材料から形成され、一組の反射性内面４２（高反射ミラー）を有し、その各々は、最終的な複合ＬＯＥのための結合構成として使用される。光学ブロック５００は、３つの対の面（主外面）、すなわち、好ましくは平行面５１２ａ、５１２ｂの対、面５１４ａ、５１４ｂ（平行面であってもなくてもよい）の対、及び面５１６ａ、５１６ｂ（平行面であってもなくてもよい）の対を含む。特定の実施形態では、光学ブロック５００の３つの対の面は、相互に直交する（垂直である）が、対の面が相互に直交しない他の実施形態が好ましい場合がある。
【0085】
光学ブロック５００は、複数の接合された透明なコーティングされたプレート５０２（各プレートは、透過性材料から形成され、部分反射性コーティングでコーティングされる）から形成されて、面５１２ａ、５１２ｂのいずれか又は両方に対して所定の角度で斜めに傾斜している反射性内面４２を形成することができる。光学ブロック５００を形成するための様々な既知の方法が存在する。図１０Ｄは、そのような方法の１つを例示し、コーティングされたプレート５０２が（図３Ｃ、図４Ｃ、及び図５Ｃと同様に）積層及び接合され、次いで、等間隔に離間された平行切断面５０４（任意にラベル付けされたｘｙｚ座標系では、ｙｚ平面に対して平行である）に沿って切断されて、切り出された光学構造体５０５を生成する。光学構造体５０５のうちの１つは、光学ブロック５００を形成するために使用される。ファセット１８、２８、３８を生成するために使用されるコーティングとは異なり、コーティングされたプレート５０２を形成するために使用されるコーティングは、部分的に反射性ではなく、むしろ完全に（好ましくは高度に）反射性であるため、結果として生じる内面４２は、全反射性ミラーとして機能する。誘電体コーティングは、反射性内面４２を形成するために使用され得る好適なコーティングの一例である。切断面５０４は、コーティングされた面であるプレート５０２に対して斜めに角度付けられ、ここで、面５０４の斜めの角度は、内面４２が面５１２ａ、５１２ｂに対して傾斜している斜めの角度を決定する。
【0086】
特定の実施形態では、光学構造体５０５の各々は、光学ブロック５００が矩形断面を有するように表面５１４ａ、５１４ｂを形成するために、平面５０４に対して垂直である２つの追加の平行面５０６、５０８に沿って切断され得る。任意にラベル付けされたｘｙｚ座標系において、平面５０６、５０８は、ｘｙ平面に対して平行である。
【0087】
図８Ａ～図１０Ｄを引き続き参照しながら、図１１Ａ及び図１１Ｂにも注意を向けると、一緒に接合されて光学構造体６００（図１２Ａ及び図１２Ｂ）を形成する前の光学ブロック５００及び光学構造体４００’を示す。接合する前に、光学ブロック５００及び光学構造体４００’は、内面４２の配向がファセット１８、２８、３８の配向に対して非平行であるように（すなわち、内面４２がファセット１８、２８、３８に対して非平行であるように）、かつ、各内面４２が光学ブロック２００内のＬＯＥ２０のそれぞれ１つに関連付けられ、それぞれのＬＯＥの厚さ寸法における内面の投影（図面で任意にラベル付けされたｘｙｚ座標系ではｙｚ平面である）がＬＯＥ２０の主面２４ａ、２４ｂによって境界付けされるように、適切に整列されることが重要である。
【0088】
特定の実施形態では、面５１４ａ、４１４ａの各々がｘｙ平面に対して平行な平面内にあり、面５１４ｂ、４１４ｂの各々がｘｙ平面に対して平行な平面内にあることも好ましい場合がある。
【0089】
複合ＬＯＥを切り出すための最終的な切断ステップでの無駄を回避するために、光学ブロック５００は、好ましくは、構成光学ブロック１００、２００、３００と同じ厚さ（ｚ軸に沿って、すなわち、面５１４ａと面５１４ｂとの間で測定される）を有し、したがって、光学構造体４００’と同じ厚さを有する。このような実施形態では、光学ブロック５００と光学構造体４００’との整列は、面５１４ａ、４１４ａが、面５１４ｂ、４１４ｂと同様に、共平面であるようにすることが好ましい。このような実施形態では、光学ブロック５００と光学構造体４００’との整列はまた、面５１２ｂ、４０４が位置合わせされ、実質的に一致するようにする。
【0090】
適切に位置合わせされると、光学ブロック５００及び光学構造体４００’は、図１２Ａ及び図１２Ｂに例示されるように一緒に接合されて光学構造体６００（複合ＬＯＥ作製プロセスの中間作業生成物である）を形成する。光学ブロック５００と光学構造体４００’を接合することは、上記の整列を維持しながら、面５１２ｂが面（インターフェース面）４０４に連結されるようにするものである。好ましくは、面５１２ｂ、４０４は、等しい寸法であるか、又は等しい寸法に非常に近い。特定の実施形態では、光学ブロック５００と光学構造体４００’との整列はまた、面５１２ａ、５１２ｂのいずれか又は両方に対して傾斜することに加えて、内面４２が光学構造体４００’に対して角度を付けて傾斜するように、インターフェース面４０４に対して面５１２ｂをねじること又は回転させることを含むことができる。図面において、そのような傾斜角及び傾斜角度は、ｘｙ平面に対して２つの角度で傾斜している内面４２に対応する。
【0091】
図１３に例示するように、光学構造体６００を形成した後、光学構造体６００は、１つ以上の複合ＬＯＥを抽出するために、所定の間隔で、２つ以上の好ましくは平行な切断面６０２に沿って切断される（切り出される）。切断面６０２は、好ましくは、光学ブロック２００を形成するＬＯＥ２０の主外面２４ａ、２４ｂに対して平行である。最も好ましくは、連続した切断面６０２は、連続したＬＯＥ２０の表面２４ａと表面２４ｂとの間に位置し、特に、連続したＬＯＥ２０の表面２４ａと表面２４ｂとの間に形成された接合領域に位置する。例えば、切断面６０２のうちの第１の切断面６０２－１は、ＬＯＥ２０のうちの第１のＬＯＥ２０－１の第２の表面２４ｂ－１と、第１のＬＯＥ２０－１に隣接し、第１のＬＯＥ２０－１に接合されているＬＯＥ２０のうちの第２のＬＯＥ２０－２の第１の表面２４ａ－２との間の接合領域の間を通過し、第１の切断面６０２－１に隣接する切断面６０２のうちの第２の切断面６０２－２は、第２のＬＯＥ２０－２の第２の表面２４ｂ－２と第２のＬＯＥ２０－２に隣接し、第２のＬＯＥ２０－２に接合されているＬＯＥ２０のうちの第３のＬＯＥ２０－３との間の接合領域の間を通過する。本明細書では、接合領域（連続したＬＯＥ２０の表面２４ａ、２４ｂの間に形成される）は、切断面６０２の配置のためのガイドを提供することができることに留意されたい。ほぼ平行であるが、完全に平行ではない切り出された複合ＬＯＥの連続した切断面６０２に沿って切断することによって形成される２つの主面をもたらす切断面の平行性からのわずかな偏差は、２つの主面に沿って複合ＬＯＥを研磨することによって修正することができることに更に留意されたい。
【0092】
図１４Ａ～図１４Ｃを更に参照すると、切断面６０２に沿って切断した後に光学構造体６００から切り出された１つの複合ＬＯＥ７００が示されている。複合ＬＯＥ７００は、第１の対の面７１２ａ、７１２ｂ（面４１２ａ、４１２ｂの一部を含み、平行面であってもなくてもよい）、連続した切断面６０２に沿って光学構造体６００を切断することによって形成される第２の対の平行面７１４ａ、７１４ｂ（主面）（好ましくは、ＬＯＥ２０のうちの１つの表面２４ａ、２４ｂによって部分的に形成される）、及び第３の対の面７１６ａ、７１６ｂ（面４１６ａ、４１６ｂの一部を含み、平行面であってもなくてもよい）を含む。最も顕著なことに、複合ＬＯＥ７００は、（第１のＬＯＥ領域７１０内の）第１の配向を有し、また、面７１４ａ、７１４ｂに対して斜めに傾斜してもよく、又は面７１４ａ、７１４ｂに対して直交してもよい第１の複数のファセット１８と、（第２のＬＯＥ領域７２０内の）面７１４ａ、７１４ｂに対して斜めに傾斜しており、ファセット１８の配向に対して非平行な配向を有する第２の複数のファセット２８と、第１のＬＯＥ領域と第２のＬＯＥ領域との間の領域７３０内に位置し、面７１４ａ、７１４ｂに対して平行であり、ファセット１８、２８の配向に対して非平行である少なくとも１つのファセット３８とを有する。複合ＬＯＥ７００はまた、面５１２ａ、５１４ａ’、５１４ｂ’、５１６ａ、５１６ｂによって境界付けされた結合領域７５０内に位置し、ファセット１８、２８、３８の配向に対して非平行な配向を有する（すなわち、反射性内面４２は、ファセット１８、２８、３８に対して非平行である）（高い）反射性内面４２（結合反射器とも称される）を含む。面５１４ａ’、５１４ｂ’は、相互に平行な面であり、面７１４ａ、７１４ｂの一部を形成する。光学ブロック５００の面５１２ｂ（又はブロック５００’の面５１２ｂ’、又はブロック５８０／５９０の面５８２）が、インターフェース面４０４に対してねじれ又は回転される実施形態では、反射面４２は、導波路軸に対して２軸を中心に傾斜される（これは、図面において任意にラベル付けされたｘｙｚ座標系において、ｘ軸及びｙ軸に対して測定された傾斜角度であり得る）。
【0093】
明らかであるべきであるように、図１Ａ～図２Ｂに例示される複合ＬＯＥとは異なり、複合ＬＯＥ７００は、図８Ａ～図１２Ｂを参照して上記で説明された切断及び接合ステップに起因して、二次元平面内に矩形断面を有さない（図１４Ｂに示されるｘｙ平面内でほぼ顕著である）。
【0094】
複合ＬＯＥ７００を切り出した後、所望の厚さ（図面で任意にラベル付けされたｘｙｚ座標系のｚ軸に沿って測定される）を有する最終的な複合ＬＯＥを形成するため、かつ表面７１４ａと表面７１４ｂと（任意選択のファセット３８と）の間の平行性を確保するために、複合ＬＯＥの各々を外面７１４ａ、７１４ｂ上で研磨することができる。図１５は、研磨後の面７１４ａ、７１４ｂに対応する平行面７１４ａ’、７１４ｂ’を有する、結果として生じる研磨複合ＬＯＥの一図を示す。
【0095】
本明細書に開示される実施形態による作製プロセスを使用して生成される複合ＬＯＥは、従来の作製方法を使用して生成される複合ＬＯＥよりもいくつかの利点を提供する。第１に、光学ブロック４００の指定された領域における切断面４０２の位置（図８Ａ及び図８Ｂ）は、複合ＬＯＥ７００のより美的な全体設計を提示する領域における結合反射器４２の配置に対応する。加えて、切断面４０２の斜角及び切断面５０４の斜角（図１０Ｄ）によって決定される結合反射器４２の空間的な位置決めは、コリメートされた画像光を生成する画像プロジェクタの空間的な配向を決定する。開示された実施形態では、結合反射器４２の空間的配向は、結合領域７５０又はその近くの面７１４ｂ’の一部分と関連して、複合ＬＯＥの下方の画像プロジェクタの空間的位置決めに対応するように設計することができ、それによって、画像プロジェクタの美的配置を提供し、複合ＬＯＥ及び画像プロジェクタから形成された光学システムの全体的なフォームファクタを低減し、これは、ヘッドマウントディスプレイの一部として、及び眼鏡フォームファクタの一部として特定の非限定的な実装態様で実装することができる。更に、原材料の無駄の削減と、開示された作製プロセスによって可能になるような単一の光学構造体６００から多数の複合ＬＯＥを切り出すことができるという事実は、複合ＬＯＥを生成するために使用される従来の作製方法と比較して低い製造コストを維持しながら、複合ＬＯＥの大規模な生成を容易にする。
【0096】
述べたように、開示された実施形態による複合ＬＯＥは、反射性内面４２によって複合ＬＯＥに結合することができるコリメートされた画像光を生成する画像プロジェクタに取り付けられるか、又はそうでなければ結合することができる。好ましい実施形態では、結合反射器は、複合ＬＯＥの下方の画像プロジェクタの空間的位置決めに対応するように設計されている。機能的及び美的な理由の両方から、中心視野主光線に対応するコリメートされた画像光線は、画像プロジェクタからの複合ＬＯＥへの入力（すなわち、反射性内面４２からの結合を介して第１のＬＯＥ領域に入力）において、及び観察者の眼への複合ＬＯＥの出力（すなわち、ファセット２８を介した第２のＬＯＥ領域からの出力）においての両方で、複合ＬＯＥに対してほぼ垂直な角度（最大約２０°）を生成することが典型的には望ましい。したがって、反射性内面４２及びファセット２８は、同様の仰角を有することが好ましい。言い換えれば、面５１２ａ、５１２ｂに対して測定された反射性内面４２の斜角は、面７１４ａ’、７１４ｂ’に対して測定された（又は、複合ＬＯＥを形成する構成要素ＬＯＥ２０の面２４ａ、２４ｂに対して同等に測定された）ファセット２８の斜角にほぼ等しいことが多い。
【0097】
多くの場合、反射性内面４２の一部分のみが、画像プロジェクタからの光を複合ＬＯＥに結合する有用なアクティブ領域を提供する一方、反射性内面４２の残りの部分は、任意の光を複合ＬＯＥに結合しないか、又はゴースト画像を生じさせる複合ＬＯＥの主面で望ましくない反射をもたらす角度で光を結合するかのいずれかである。加えて、反射性内面４２を生成するためのコーティングされたプレート５０２（図１０Ｄ）を形成するために使用される反射性コーティングは、典型的には、高いコストを有し、したがって、内面４２の任意の未使用（すなわち、「非アクティブ」）領域の減少は、製造コストを削減することができる。したがって、望ましくない反射を防止又は低減することによって製造コストを低減し、ゴースト画像を軽減するために、反射性内面４２のサイズをアクティブ領域に制限し、残りの領域をより安価な不活性材料（ガラス、プラスチック、又は金属など）で満たすことが有利であり得る。
【0098】
図１６Ａ～図１８Ｂを更に参照すると、以下の段落は、例えば、ガラス、プラスチック、又は金属などの不活性材料の１つ以上のブロック８００、９００と一緒に接合された、縮小サイズの光学ブロック５００’から縮小サイズの反射性内面４２が生成される実施形態を説明する。ブロック８００、９００（本明細書では「不活性ブロック」と同義的に称される）を形成するために使用される材料は、同じであるか、又は異なり得る。例えば、ブロック８００、９００の両方をガラスから形成することができ、又はブロックのうちの一方をガラスから形成し、他方をプラスチックから形成することができる。光学ブロック５００’は、（図面で任意にラベル付けされたｘｙｚ座標系では、ｙ軸に沿って測定される）光学ブロック５００’の長さが、光学ブロック５００の長さと比較して減少し、それによって、内面４２のサイズを有用なアクティブ領域のみに制限するという点で、構造が光学ブロック５００と同様である。光学ブロック５００’、５００の構造の類似性のために、同様の参照番号は、同様の構成要素を識別するために使用され、光学ブロック５００’の参照番号にアポストロフィー（「’」）が付されている。
【0099】
不活性ブロック８００は、３つの対の面（主外面）、すなわち、第１の対の好ましくは平行面８１２ａ、８１２ｂ、第２の対の面８１４ａ、８１４ｂ（平行面であってもなくてもよい）、及び第３の対の面８１６ａ、８１６ｂ（平行面であってもなくてもよい）を有する。光学ブロック５００’は、不活性ブロック８００によってサイズが制限され、したがって、不活性ブロック８００は、ゴースト低減要素として機能すると理解され得、これは、内面４２のサイズを有用なアクティブ領域のみに制限する。特定の実施形態では、ブロック８００は、矩形立方体である。
【0100】
不活性ブロック９００はまた、３つの対の平行面（主外面）、すなわち、第１の対の好ましくは平行面９１２ａ、９１２ｂ、第２の対の面９１４ａ、９１４ｂ（平行面であってもなくてもよい）、及び第３の対の面９１６ａ、９１６ｂ（平行面であってもなくてもよい）を有する。特定の実施形態では、ブロック９００は、矩形立方体である。考察されるように、ブロック９００は、任意選択であるが、光学ブロック５００’に構造的補強及び支持を提供するために有利に使用され得る。
【0101】
接合することは、好ましくは、光学ブロック５００’及びブロック８００が最初に一緒に接合されて複合ブロック５８０を形成する段階で行われる。ブロック５００’、８００は、一緒に接合される前に適切に整列される。図１６Ａ及び図１６Ｂに示される座標系を参照すると、ブロック５００’、８００の整列（ブロック５００’、８００の各々が矩形立方体として構成される場合）は、以下のように理解され得る：面５１２ａ’、８１２ａは、ｙｚ平面に対して平行な平面内にあり、好ましくは共平面であり、面５１２ｂ’、８１２ｂは、ｙｚ平面に対して平行な平面内にあり、好ましくは共平面であり、面５１４ａ’、８１４ａは、ｘｙ平面に対して平行な平面内にあり、好ましくは共平面であり、面５１４ｂ’、８１４ｂは、ｘｙ平面に対して平行な平面内にあり、好ましくは共平面であり、面５１６ｂ’、８１６ａは、ｘｚ平面に対して平行な平面内に整列され、一致する。
【0102】
ブロック５００’、８００は、図１６Ａ及び図１６Ｂを参照して説明される整列を維持しながら、面５１６ｂ’が面８１６ａに連結されるように、複合ブロック５８０を形成するために一緒に接合される。ブロック５８０は、図１７Ａ及び図１７Ｂに示され、面５１２ａ’、８１２ａ及び５１２ｂ’、８１２ｂからそれぞれ形成された第１の対の好ましくは平行な面５８２ａ、５８２ｂ、第２の対の面５１４ａ’、８１４ａ及び５１４ｂ’、８１４ｂからそれぞれ形成された面５８４ａ、５８４ｂ（平行面であってもなくてもよい）、及び第３の対の面５１６ａ’、８１６ｂ（平行面であってもなくてもよい）を有する。内面４２は、ブロック５８０の第１の領域にあり、面５８２ａ、５８２ｂに対して斜めに傾斜している。
【0103】
特定の実施形態では、次いで、ブロック５８０、９００は、図１８Ａ及び図１８Ｂに例示されるように、一緒に接合されて、複合ブロック５９０を形成することができる。ブロック５８０、９００は、一緒に接合される前に適切に整列される。図１７Ａ及び図１７Ｂに示される座標系を参照すると、ブロック５８０’、９００の整列（ブロック５８０’、９００の各々が矩形立方体として構成される場合）は、以下のように理解され得る：面５１６ａ’、９１６ａは、ｘｚ平面に対して平行な平面内にあり、好ましくは共平面であり、面５１６ｂ’、９１６ｂは、ｘｚ平面に対して平行な平面内にあり、好ましくは共平面であり、面５８４ａ’、９１４ａは、ｘｙ平面に対して平行な平面内にあり、好ましくは共平面であり、面５８４ｂ’、９１４ｂは、ｘｙ平面に対して平行な平面内にあり、好ましくは共平面であり、面５８２ａ、９１２ｂは、ｙｚ平面に対して平行な平面内に整列され、一致する。
【0104】
ブロック５８０’、９００は、図１７Ａ及び図１７Ｂを参照して説明される整列を維持しながら、面９１２ｂ’が面５８２ａに連結されるように、複合ブロック５９０を形成するために一緒に接合される。ブロック５９０は、図１８Ａ及び図１８Ｂに示され、それぞれ、第１の対の平行な面９１２ａ、５８２ｂ、面９１４ａ、５８４ａ及び９１４ｂ、５８４ｂから形成された第２の対の面５９４ａ、５９４ｂ（平行面であってもなくてもよい）、及びそれぞれ、面９１６ａ、５８６ａ、及び９１６ｂ、５８６ｂから形成された第３の対の面５９６ａ、５９６ｂ（平行面であってもなくてもよい）を有する。
【0105】
次いで、ブロック５９０は、図１１Ａ～図１２Ｂを参照して説明したようなものと同様に、光学ブロック５００の代わりに、光学構造体４００’と整列させ、一緒に接合することができる。ブロック５００の代わりにブロック５９０を使用する場合、ブロック５９０を光学構造体４００’と一緒に接合することは、図１９Ａ及び図１９Ｂに示されるように、面５８２ｂがインターフェース面４０４に連結されるようにしたものである。結果として、インターフェース面４０４の一部分のみが、（面５８２ｂの一部を形成する）面５１２ｂ’に連結される。これは、面５１２ｂの全体がインターフェース面４０４の全体に連結されている、図１２Ａ及び１２Ｂに例示された実施形態とは対照的である。次いで、ブロック５９０と光学構造体４００’とを一緒に接合した結果として形成された光学構造体は、図１３を参照して説明したものと同様に、１つ以上の複合ＬＯＥを抽出するために、平行切断面によって区切られた所定の間隔で切り出され得る。
【0106】
特定の実施形態では、不活性ブロック９００は、光学ブロック５００に構造的補強及び支持を提供するために、不活性ブロック８００なしで接合することができる。例えば、一実施形態では、不活性ブロック９００及び光学ブロック５００は、面９１２ｂが光学ブロック５００の面５１２ａに連結されるように、中間ブロックを形成するために一緒に接合される。そのような実施形態では、不活性ブロック９００及び光学ブロック５００は、一緒に接合する前に適切に整列される。
【0107】
別の同様の実施形態では、不活性ブロック９００及び光学ブロック５００’は、存在ブロック８００なしで一緒に接合される。そのような実施形態では、接合することは、面９１２ｂが光学ブロック５００’の面５１２ａ’に連結されるようにするものである。そのような実施形態では、不活性ブロック９００及び光学ブロック５００’は、一緒に接合する前に適切に整列される。任意選択的に、不活性ブロック９００のサイズは、光学ブロック５００’のサイズに一致するように縮小することができる。
【0108】
特定の実施形態では、図１５に例示される複合ＬＯＥなどの切り出された複合ＬＯＥの研磨面７１４ａ’、７１４ｂ’のうちのいずれか又は両方に透明カバープレートを提供することが有利であり得る。特定の実施形態では、そのような透明カバープレートは、表面７１４ａ’、７１４ｂ’に直接提供され得る（すなわち、切り出された複合ＬＯＥが研磨された後）。
【0109】
他の実施形態では、透明カバープレートは、図２０Ａ及び図２０Ｂに示されるように、光学ブロック２００の生成中に、ＬＯＥ２０間にスペーサプレートとして提供することができる。最初に図２０Ａを見ると、ＬＯＥ２０及び透明カバープレート２２０の整列配置２２０が例示されており、ＬＯＥ２０及びカバープレート２３０は、ＬＯＥ２０の平行面２４ａ、２４ｂに対して垂直な配置２２０の長さに沿って交互に配置されている（ここで、長さはｚ軸に沿っている）。各カバープレート２３０は、一対の平行な外面２３１ａ、２３１ｂを有する。カバープレート２３０及びＬＯＥ２０は、図２０Ｂに示されるように、一緒に接合されて、接合スタック２００’（光学ブロック２００’とも称される）を形成する。接合することは、隣接するカバープレート２３０の面２３１ｂ、２４ａとＬＯＥ２０とが連結されるように、かつ隣接するカバープレート２３０の面２３１ａ、２４ｂとＬＯＥ２０とが連結されるようにするものである。
【0110】
スタック２００’は、概して、図３Ａのスタック２００と構造が同様であり（すなわち、スタック２００’は、３つの対の平行面を有し、複数の接合されたＬＯＥから形成される）、同様の参照符号は、同様の要素を示すために使用される。スタック２００と２００’との間の１つの顕著な違いは、スタック２００’が、ＬＯＥ２０及びカバープレート２３０の接合スタックであり、その中で、ＬＯＥ２０及びカバープレート２３０が、面２１４ａ、２１４ｂに対して垂直である（及び面２１２ａ、２１２ｂに対して平行である）スタック２００’の長さに沿って交互に配置されていることである。これらの透明カバープレート２３０は、連続するＬＯＥ間の間隔を提供するため、透明スペーサプレートとも称される。
【0111】
間にスペーサプレート２３０が設けられたＬＯＥ２０を有する光学ブロック２００’が提供される実施形態では、光学ブロック３００を形成する際に使用されるコーティングされたプレート３０２の厚さは、光学ブロック２００’の全体的な厚さを考慮して調整されるべきであり、光学ブロック２００’、３００の整列の結果として、光学ブロック２００’、３００が、適切な整列で一緒に接合されるように、各ファセット３８が、関連したＬＯＥ２０の主面２４ａと主面２４ｂとの間の中間にある平面に位置する。加えて、光学ブロック２００の代わりに光学ブロック２００’を用いるときに複合ＬＯＥを切り出す切断ステップを実行するとき、連続する切断面は、図２１に例示されるように、それらの間にＬＯＥ２０のうちの１つを有する連続するスペーサプレート２３０を通過し、好ましくは、スペーサプレート２３０の中心をほぼ通過する。
【0112】
２つの透明カバープレート２３２、２３４を有する切り出された複合ＬＯＥ７００の例を図２２に例示する。カバープレート２３２、２３４は、切断面６０２のうちの２つに沿って切り出されたスタック２００’内のカバープレート２３０のうちの２つから形成される。カバープレート２３２、２３４は、カバープレート２３２の面２３１ｂがＬＯＥ２０の面２４ａに連結され、カバープレート２３４の面２３１ａがＬＯＥ２０の面２４ｂに連結されるように、ＬＯＥ２０に接合される。カバープレート２３２の面２３３ａ（カバープレート２３２の面２３１ｂと反対側の面）、及びカバープレート２３４の面２３３ｂ（カバープレート２３４の面２３１ａと反対側の面）は、それぞれ、複合ＬＯＥ７００の主外面７１４ａ、７１４ｂの一部を形成する。次いで、図２２の複合ＬＯＥの表面７１４ａ、７１４ｂは、図１５を参照して上述したものと同様に研磨することができ、所望の厚さを有する最終的な複合ＬＯＥを実現し、面７１４ａと面７１４ｂとの間の平行性を確保する。
【0113】
本明細書で説明される実施形態は、結合反射器４２が最終複合ＬＯＥ製品の下方の画像プロジェクタの空間的位置決めに対応するように、光学ブロック５００（又は５００’）を光学構造体４００’に接合することに関するものであったが、画像プロジェクタの異なる空間的位置決めに対応する他の実施形態も可能である。例えば、光学ブロック５００は、内面４２が、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、及び図１２Ａに示されるように、下向きではなく上向きに傾斜するように、（例えば、面５１４ａ、５１４ｂの位置を交換することによって）反転させることができる。そのような構成は、最終的な複合ＬＯＥ製品の上方に画像プロジェクタを展開することを可能にする。
【0114】
図面には例示されていないが、最終的な複合ＬＯＥ生成物の追加の結合ジオメトリを提供するために、複合ＬＯＥを切り出す前に、不活性ブロック８００及び／又は９００の有無にかかわらず、プリズムなどの追加の光学構成要素を光学ブロック５００（若しくは５００’）と光学的に結合又は接合することができる。代替的に、加えて、プリズムなどの１つ以上の追加の光学構成要素は、結合領域７５０において結合反射器４２と光学的に結合又は接合され得る。
【0115】
本開示は、様々な光学ブロック及び光学ブロックのサブ構成要素を生成するために、光学材料が切断面に沿って切断される様々な切断ステップを説明した。特定の実施形態では、これらの切断ステップの結果得られる表面のいくつか又は全てを、接合プロセスの前に研磨することができることに留意されたい。例えば、光学ブロック１００、２００、３００の連結された面は、光学ブロック１００、２００、３００を一緒に接合する前に研磨することができる。加えて、光学ブロック２００を形成するために使用されるＬＯＥの主面は、ＬＯＥの接合スタック（光学ブロック２００）を形成する前に研磨することができる。更に、インターフェース面４０４と、光学ブロック５００の連結面とは、光学ブロック４００、５００を一緒に接合する前に研磨することができる。
【0116】
本明細書に記載された様々なブロック及び構造体の整列は、好適な光学整列技術／方法を実行する任意の好適な光学的整列装置／デバイス／ツールを使用して実行することができる。そのような好適な光学的整列装置／デバイス／ツールは、例えば、１つ以上のコンピュータ化された制御デバイス、１つ以上のコンピュータ化された処理デバイス、例えば１つ以上の光源を有する１つ以上の光学サブシステム、１つ以上の光検出器／センサ、１つ以上の光学部品（例えば、１つ以上のレンズ、折り畳み式光学部品など）、オートコリメータなどを含むことができる。本明細書に記載される様々なブロック及び構造体を整列するために使用可能な好適な光学的整列装置／デバイス／ツール／方法の非限定的な例の詳細は、例えば、国際特許出願第ＰＣＴ／ＩＬ２０２１／０５１３７７号及び国際特許出願第ＰＣＴ／ＩＬ２０２１／０５１３７８号を含む、Ｌｕｍｕｓ Ｌｔｄ．（イスラエル）による様々な刊行物に見出すことができ、これらは本出願の出願日時点で非公開であり、従来技術を構成するものではない。
【0117】
本明細書に記載された光学ブロック及び光学構造体の切断又は切り出しは、当業者によって理解されるべきであるように、任意の好適な切断装置／デバイス／ツールによって実行することができる。本明細書に記載された光学ブロック及び光学構造体（複合ＬＯＥを含む）の面及び表面の研磨は、当業者によって理解されるべきであるように、任意の好適な研磨装置／デバイス／ツールによって実行することができる。
【0118】
ここまで説明された実施形態は、所定の方向への光の偏向に対応するために、所定の配向にファセットの２つ又は３つのセットをそれぞれ担持する２つ又は３つの光学ブロックを一緒に接合することに関するものであったが、本明細書では、所定の配向にファセット又は光学リターダ（１つ以上のウェーブプレートなど）の１つ以上の追加のセットを担持する１つ以上の追加の光学ブロックが、前述の光学ブロックに接合される他の実施形態が企図される。本発明の範囲は、前述の光学ブロックの任意の特定の数に限定されるべきではない。
【0119】
本開示の様々な実施形態の説明は、例示の目的で提示されてきたが、網羅的であることも、開示される実施形態に限定されることも意図されていない。記載された実施形態の範囲及び趣旨から逸脱することなく、多くの修正及び変形が、当業者には明らかであろう。本明細書で使用される用語は、実施形態の原理、市場で見出される技術に対する実用的な応用若しくは技術的な改善を最良に説明するために、又は当業者が本明細書に開示される実施形態を理解することを可能にするために選択された。
【0120】
本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他のことを指示しない限り、複数の参照を含む。
【0121】
「例示的」という言葉は、本明細書では、「例、実例、又は例示の役割を果たす」ことを意味するために使用される。「例示的」として記載される任意の実施形態は、必ずしも他の実施形態よりも好ましい若しくは有利であると解釈されるべきではなく、及び／又は他の実施形態からの特徴の組み込みを除外するものではない。
【0122】
明確にするために、別個の実施形態の文脈で記載される本発明の特定の特徴はまた、単一の実施形態で組み合わせて提供され得ることが理解される。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で記載される本発明の様々な特徴はまた、別個に、若しくは任意の好適な部分的組み合わせで、又は本発明の他の任意の記載された実施形態で好適であるとして提供され得る。様々な実施形態の文脈で記載される特定の特徴は、実施形態がそれらの要素なしでは動作しない場合を除いて、それらの実施形態の不可欠な特徴とみなされるべきではない。
【0123】
添付の特許請求の範囲が多重の依存関係なしに起草されている程度まで、これは、このような複数の依存関係を許可しない法域の正式な要件に対応するためにのみ行われている。特許請求の範囲を多重依存にすることによって暗示されるであろう特徴の全ての可能な組み合わせが明示的に想定されており、本発明の一部とみなされるべきであることに留意されたい。
【0124】
本発明は、その特定の実施形態と併せて記載されてきたが、多くの代替、修正、及び変形が当業者には明らかであろうことは明白である。したがって、添付の特許請求の範囲の趣旨及び広い範囲内に収まる全てのそのような代替、修正、及び変形を包含することが意図されている。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17A】
【図17B】
【図18A】
【図18B】
【図19A】
【図19B】
【図20A】
【図20B】
【図21】
【図22】
【国際調査報告】