JP2022516226A

JP2022516226A - 対称導光光学素子を製造する方法

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Publication number: JP2022516226A
Application number: JP2021531652A
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Inventors: マジール，アミット
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Abstract

対称導光光学素子（「ＬＯＥ」）およびその製造方法が開示される。方法は、複数の透明プレートを用意することであって、各プレートは２つの平行な表面を有する、用意することと、複数のプレートのうちの第１のサブセットを透明ベースブロック上に積み重ねて、第１のプレートスタックを形成することと、第１のプレートスタックおよびベースブロックの１つの側部に傾斜面を形成することと、複数のプレートのうちの第２のサブセットを傾斜面上に積み重ねて、第２のプレートスタックを形成することと、第１のスタック、ベースブロック、および第２のスタックのスライスを、第１のスタックのプレートと第２のスタックのプレートとの間に挟まれたベースブロックの少なくとも一部をスライスが含むように抽出することと、を含む。
【選択図】図１０

Description

本開示の主題は、対称導光光学素子（ＬＯＥ）を製造する方法に関し、より具体的には、接合界面のない対称ＬＯＥに関する。

コンパクトな光学素子の重要な用途の１つは、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）に使用することであり、このディスプレイでは、光学モジュールが結像レンズとコンバイナの両方として機能し、それによって、２次元ディスプレイが無限遠に結像され、観察者の眼内に反射される。ディスプレイは、ブラウン管（ＣＲＴ）などの空間光変調器（ＳＬＭ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードアレイ（ＯＬＥＤ）、走査源、もしくは同様のデバイスのいずれかから直接に、またはリレーレンズもしくは光ファイババンドルによって間接的に、取得することができる。ディスプレイは、コリメートレンズによって無限遠に結像され、かつそれぞれ非シースルーまたはシースルーの用途のコンバイナとして機能する反射面または部分反射面によって、視聴者の眼内に伝送される素子（ピクセル）のアレイを備えている。典型的には、従来の自由空間光学モジュールが、この目的で使用される。システムの所望の視野（ＦＯＶ）が増大すると、そのような従来の光学モジュールは必然的に、より大きく、より重く、そしてよりかさばるようになり、中程度の性能であってもデバイスを非実用的にする。これらは、あらゆる種類のディスプレイにとって大きな欠点であるが、システムが必然的にできるだけ軽量かつコンパクトでなければならないヘッドマウント用途では特にそうである。コンパクト化への取り組みにより、いくつかの異なる複雑な光学的解決策がもたらされたが、それらのすべてが、一方では、ほとんどの実用的な用途にはまだ十分にコンパクトではなく、他方では、製造が困難である。さらに、これらの設計から得られる光学的視野角の眼球運動ボックス（ＥＭＢ）は、通常、非常に小さく、典型的には８ｍｍ未満である。したがって、光学システムの性能は、視聴者の眼に比べて小さい動きに対してさえ非常に敏感であり、表示されたテキストを読むのに都合がよい十分な瞳孔の動きを可能にしない。これらのシステムのいくつかでは、入力光が基板の中央部分で基板に結合される対称システムを有することが好ましい。

米国特許第７，６４３，２１４号、特に図１０は、対称導光光学素子（ＬＯＥ）を開示している。対称ＬＯＥは、実際には、本明細書で図１に示すように一緒に接合された、コンバイナスライスの２つの部分である。接合スライスコンバイナは、分離層の有無にかかわらず、対称ＬＯＥの最終構成を形成し、それは、図２に示すように、任意の数の内側ＢＳコーティングファセットおよび外側ミラーコーティングと、両パーツ間の接合面とで構成される。この構造には、２つの主な問題がある。第一に、接合面は、クリアアパーチャ領域内で白／黒の縞模様として反射される、接合界面を通して投射された光線のオーバーラップおよびアンダーラップなどの光学的干渉を引き起こす。第二に、両パーツは、そもそも完全に整合する必要があり、接合前に互いに能動的に整列している必要がある。このプロセスは、繊細な個別の取り扱いが伴うため、大量生産の観点からは十分に堅牢ではない。

概要
本開示の主題の１つの態様によれば、１対の平行な外側表面と、第１の複数の内側反射面と、第２の複数の内側反射面とを有する対称導光光学素子（「ＬＯＥ」）であって、第１および第２の複数の内側反射面は、互いに非平行であり、かつ１対の外側表面に非平行である、ＬＯＥを製造する方法であって、複数の透明プレートを用意することであって、各プレートは２つの平行な表面を有する、用意することと、複数のプレートのうちの第１のサブセットを透明ベースブロック上に積み重ねて、ベースブロック上に第１のプレートスタックを形成することであって、第１のプレートスタックは、各々対をなす隣接プレート間に少なくとも部分反射性のコーティングを含む、形成することと、第１のプレートスタックおよびベースブロックの１つの側部に傾斜面を形成することであって、傾斜面は、第１のプレートスタックのプレートの平行な表面に非垂直であり、かつベースブロックの少なくとも一部を含む、形成することと、複数のプレートのうちの第２のサブセットを傾斜面上に積み重ねて、ベースブロック上に第２のプレートスタックを形成することであって、第２のプレートスタックは、各々対をなす隣接プレート間に少なくとも部分反射性のコーティングを含み、ベースブロックと第１のプレートスタックとの間の界面と、ベースブロックと第２のプレートスタックとの間の界面とは、各々、少なくとも部分反射性のコーティングを含む、形成することと、第１のスタック、ベースブロック、および第２のスタックのスライスを、第１のスタックのプレートと第２のスタックのプレートとの間に挟まれたベースブロックの少なくとも一部をスライスが含むように抽出することと、を含む方法が提供される。

いくつかの態様によれば、第１のサブセットのプレートを透明ベースブロック上に積み重ねることは、第１のスタックの隣接プレート間と、第１のスタックとベースブロックとの間とに、少なくとも部分反射性のコーティングを適用するステップと、永久接着剤を使用して、第１のスタックのプレートを互いに接合することと、永久接着剤を使用して、第１のプレートスタックをベースブロックに接合するステップと、を含む。

いくつかの態様によれば、第１のサブセットのプレートを透明ベースブロック上に積み重ねることは、第１のスタックの隣接プレート間に少なくとも部分反射性のコーティングを適用するステップと、永久接着剤を使用して、第１のスタックのプレートを互いに接合するステップと、仮接着剤を使用して、第１のプレートスタックをベースブロックに接合するステップであって、傾斜面の形成後に、第１のプレートスタックをベースブロックから剥離し、第１のプレートスタックとベースブロックとの間の界面に少なくとも部分反射性のコーティングを適用した後に、永久接着剤を使用して、第１のプレートスタックをベースブロックに再接合する、接合するステップと、を含む。

いくつかの態様によれば、方法は、少なくとも１つの対称ＬＯＥを形成するために、スライスを成形すること、ラップ研磨すること、および両面研磨することのうちの１つ以上をさらに含む。

いくつかの実施形態によれば、スライスを、複数の片に切断して、複数の対称ＬＯＥを形成することをさらに含む。

本開示の主題の別の態様によれば、１対の平行な外側表面と、第１の複数の内側反射面と、第２の複数の内側反射面とを有する対称導光光学素子（ＬＯＥ）であって、第１および第２の複数の内側反射面は、互いに非平行であり、かつ１対の外側表面に非平行である、ＬＯＥが提供され、ＬＯＥは、複数の透明プレートを用意することであって、各プレートは２つの平行な表面を有する、用意することと、複数のプレートのうちの第１のサブセットを透明ベースブロック上に積み重ねて、ベースブロック上に第１のプレートスタックを形成することであって、第１のプレートスタックは、各々対をなす隣接プレート間に少なくとも部分反射性のコーティングを含む、形成することと、第１のプレートスタックおよびベースブロックの片側に傾斜面を形成することであって、傾斜面は、第１のプレートスタックのプレートの平行な表面に非垂直であり、かつベースブロックの少なくとも一部を含む、形成することと、複数のプレートのうちの第２のサブセットを傾斜面上に積み重ねて、ベースブロック上に第２のプレートスタックを形成することであって、第２のプレートスタックは、各々対をなす隣接プレート間に少なくとも部分反射性のコーティングを含み、ベースブロックと第１のプレートスタックとの間の界面と、ベースブロックと第２のプレートスタックとの間の界面とは、各々、少なくとも部分反射性のコーティングを含む、形成することと、第１のスタック、ベースブロック、および第２のスタックのスライスを、第１のスタックのプレートと第２のスタックのプレートとの間に挟まれたベースブロックの少なくとも一部をスライスが含むように抽出することと、を含むプロセスによって作製される。

本開示の主題の別の態様によれば、導光光学素子（ＬＯＥ）であって、全内部反射によってそれらの間で光を伝搬するように構成された１対の平行な外側表面を有する透明材料のブロックと、１対の外側表面に対して傾斜した、ブロック内にある、第１のセットの少なくとも部分反射性の相互に並行な内側表面であって、結合入射面と、ＬＯＥの外側表面間を伝搬する光の第１の部分を反射送出するように構成された少なくとも１つの結合出射面とを含む、第１のセットの内側表面と、１対の外側表面に対して傾斜した、ブロック内にある、第２のセットの少なくとも部分反射性の相互的な内側表面であって、結合入射面と、ＬＯＥの外側表面間を伝搬する光の第２の部分を反射送出するように構成された少なくとも１つの結合出射面とを含む、第２のセットの内側表面と、を含み、第１のセットの内側表面の結合入射面と、第２のセットの内側表面の結合入射面とが一緒になって、Ｖ字状の結合入射リフレクタを画定し、第１のセットの内側表面の結合入射面と第２のセットの内側表面の結合入射面との間に存在する透明材料のブロックの一部は、継ぎ目のない透明材料の単片である、ＬＯＥが提供される。

本発明を理解し、それを実際にどのように実施することができるかを確認するために、実施形態を、非限定的な実施例として、添付の図面を参照して説明する。
コンバイナスライス間に接合界面がある対称ＬＯＥの分解等角図を示す。コンバイナスライス間に接合界面がある対称ＬＯＥの断面図を示す。接合界面のない対称ＬＯＥの断面図を示す。対称ＬＯＥの「クリーンコーナー」実施形態の断面図を示す。対称ＬＯＥの「縮退」実施形態の断面図を示す。本明細書に開示される実施形態による、プレートをベースブロック上に積み重ねるステップを示す。本明細書に開示される実施形態による、プレートをベースブロック上に積み重ねるステップを示す。本明細書に開示される実施形態による、傾斜面を形成するステップを示す。本明細書に開示される実施形態による、プレートをベースブロックから取り外すステップを示す。本明細書に開示される実施形態による、ベースブロックをコーティングするステップを示す。本明細書に開示される実施形態による、第２のスタックを形成するステップを示す。本明細書に開示される実施形態による、第２のスタックのスライスを抽出するステップを示す。本明細書に開示される実施形態による、スライスの表面をラップ研磨するステップを示す。本明細書に開示される実施形態による、スライスを両面研磨するステップを示す。本明細書に開示される実施形態による、スライスを成形および切断するステップを示す。

以下の詳細な説明には、本発明の完全な理解を提供するために、多くの特定の詳細が示されている。しかしながら、本開示の主題は、これらの特定の詳細なしで実施され得ることが、当業者によって理解されるであろう。他の場合では、本開示の主題を曖昧にしないように、周知の方法、手順、および構成要素は詳細に説明されていない。

これを念頭に置いて、図１Ａは、接着剤接合面１４で一緒に接合された、コンバイナスライス１２の２つの部分から実際に構成される対称ＬＯＥ１０の周知の実施形態の分解等角図を示す。任意選択的には、ＬＯＥ１０は、上部および下部の分離層コーティング１６を含むことができる。

図１Ｂは、図１Ａに示された周知の対称ＬＯＥ１０の断面図を示す。ＬＯＥは、全内部反射によってそれらの間で光を伝搬するように構成された１対の平行な外側表面１８を有する透明材料のブロックを含む。ＬＯＥ１０は、１対の外側表面１８に対して傾斜した、少なくとも部分反射性の相互に平行な内側表面（「ファセット」）２０の第１のセット２０Ａをブロック内にさらに含む。第１の内側表面のセット２０Ａは、結合入射面２０－Ａ２と、ＬＯＥ１０の外側表面１８間を伝搬する光の第１の部分を反射送出するように構成された少なくとも１つの結合出射面２０－Ａ１とを含む。

ＬＯＥ１０は、１対の外側表面１８に対して傾斜した、少なくとも部分反射性の相互に平行な内側表面２０の第２のセット２０Ｂをブロック内にさらに含む。第１のセットと同様に、第２の内側表面のセット２０Ｂは、結合入射面２０－Ｂ２と、ＬＯＥ１０の外部表面１８間を伝搬する光の第２の部分を反射送出するように構成された少なくとも１つの結合出射面２０－Ｂ１とを含む。

ＬＯＥ１０では、第１のセット２０Ａおよび第２のセット２０Ｂのファセットは互いに対して非平行であり、第１のセット２０Ａの結合入射面２０－Ａ２と第２のセット２０Ｂの結合入射面２０－Ｂ２とは一緒になって、Ｖ字状の結合入射リフレクタを画定する。

内側表面２０は、複数の透明プレートを接合することにより形成され、内側表面の少なくとも部分反射特性は、各々対をなす隣接プレート間に少なくとも部分反射性のコーティングを適用することによって達成される。

上記およびＵＳ７，６４３，２１４に記載されているように、ＬＯＥ１０は、結合入射面２０－Ａ２と結合入射面２０－Ｂ２との間に継ぎ目（つまり、接合界面）１４が存在するように、２つのコンバイナスライスをつなぎ合わせることによって製造される。

しかしながら、上述したように、いくつかのニアアイディスプレイの用途では、接合界面のない対称ＬＯＥ１０’の実施形態の断面図を示す図２に示すように、コンバイナスライス間に接合界面がない対称ＬＯＥを使用することが、画質を向上させるために有益または望ましい場合がある。ＬＯＥ１０’は、ＬＯＥ１０と同様であるが、但し、第１のセットの内側表面の結合入射面と第２のセットの内側表面の結合入射面との間にある透明材料のブロックは、継ぎ目のない透明材料の単片２２である。

製造プロセスの制約の故に、特にＬＯＥの主要な外側表面が正確な平行性のために研磨される最終段階では、図３に示すように、結合入射面２０Ａ－２と結合入射面２０－Ｂ２とが交差する点と、ＬＯＥの最も近い面１８との間に、ギャップ３０が存在し得ることに留意されたい。そのようなギャップには、約０～０．１ｍｍの許容誤差が容認可能であると見なされるが、画像の劣化を引き起こす可能性があるので、０．１ｍｍを超えることは回避されなければならない。

いくつかの実施形態では、部分反射性の内側表面が不在であるという意味で、ギャップ３０の領域は「クリーン」である必要がある。この実施形態を、図３に示し、本明細書では「クリーンコーナー」構成と称する。他の実施形態では、図４に示すように、少なくとも１つの結合入射面の一部がギャップ３０の領域を通って外側表面１８まで延在し、図４に示すように、２つの結合入射面のオーバーラップ４０またはアンダーラップ４２をもたらすことが容認可能であり得る。この実施形態を、本明細書では「縮退」構成と称する。

継ぎ目のない対称ＬＯＥ１０’を説明したので、ここで、いくつかの実施形態によるＬＯＥ１０’を製造する方法を、図５～図１３を参照して説明する。ここで図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、最初に、複数の透明プレート５０が用意され、各プレートは、１対の平行な表面を有する。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、方法は、透明プレート５０のうちの第１のサブセットを、透明ベースブロック５２上に積み重ねて、ベースブロック２２上に第１のプレートスタック５０Ａを形成することを含む。本明細書で使用される「積み重ねる」とは、プレートをベースブロック上に１枚ずつ積み重ねること、または予め形成されたプレートスタックをベースブロック上に積み重ねること、または上記の任意の組み合わせを含む。

プレートを積み重ねて第１のスタック５０Ａを形成することは、好ましくは、各々対をなす隣接プレート５０の間に少なくとも部分反射性のコーティング５４を適用することを含み、さらに、いくつかの実施形態では、好ましくは、第１のプレートスタックとベースブロック５２との間に少なくとも部分反射性のコーティング５４を適用することを含む。隣接プレート間に適用される少なくとも部分反射性のコーティング５４は、同じまたは異なる少なくとも部分反射性のコーティングであり得、スタックとベースブロックとの間に適用される少なくとも部分反射性のコーティングは、スタックのプレート間に適用されるコーティングと比較して、同じまたは異なるコーティングであり得る。いくつかの実施形態では、隣接プレート間に、またはプレートスタックとベースブロックとの間に適用される少なくとも部分反射性のコーティングの少なくとも１つは、完全反射性のコーティングであり得る。

プレートを積み重ねて第１のスタック５０Ａを形成することは、好ましくは、第１のスタック５０Ａの隣接プレート間と、第１のスタック５０Ａとベースブロック５２との間とに、接着剤コーティング５６を適用することをさらに含む。隣接プレート間に適用される接着剤コーティングは、プレートスタックとベースブロックとの間に適用される接着剤コーティングと同じであっても異なっていてもよい。例えば、第１のスタック５０Ａのプレートは、好ましくは、永久接着剤で一緒に接合され、一方、第１のスタック５０Ａは、所望の最終ＬＯＥ構成に応じて仮接着剤または永久接着剤のいずれかを使用して、ベースブロック５２に接合され得る。例えば、「クリーンコーナー」対称ＬＯＥを製造するために、第１のプレートスタック５０Ａは、好ましくは、この段階では仮接着剤のみでベースブロック５２に接合されるべきであり、一方、「縮退」ＬＯＥは、好ましくは、第１のプレートスタック５０Ａがここでベースブロック５２に永久接着剤を用いて接合されるように、製造される。したがって、この段階では、ベースブロック５２と第１のプレートスタック５０Ａとの間の界面は、（例えば、クリーンコーナー構成の場合のように）図５Ａに示されたように、接着剤コーティング５６のみを含み得、または代替的に、（例えば、縮退構成の場合のように）図５Ｂに示されたように、部分反射性のコーティング５４を含み得る。

したがって、所望のＬＯＥ構成に応じて、第１のサブセットのプレートを積み重ねることは、場合によっては、ｉ）第１のスタック５０Ａの隣接プレート間と、第１のスタック５０Ａとベースブロック５２との間とに、少なくとも部分反射性のコーティング５４を適用するステップと、ｉｉ）永久接着剤を使用して、第１のスタック５０Ａのプレートを互いに接合するステップと、ｉｉｉ）永久接着剤を使用して、第１のプレートスタック５０Ａをベースブロック５２に接合するステップと、をさらに含み得る。

他の場合では、第１のサブセットのプレートを積み重ねることは、ｉ）第１のスタック５０Ａの隣接プレート間に少なくとも部分反射性のコーティング５４を適用するステップと、ｉｉ）永久接着剤を使用して、第１のスタック５０Ａのプレートを互いに接合するステップと、ｉｉｉ）仮接着剤を使用して、第１のプレートスタック５０Ａをベースブロック５２に接合するステップと、を含み得る。この実施形態では、図７を参照して以下に説明するように、仮接着剤を、第１のプレートスタック５０Ａとベースブロック５２との間に使用して、第１のスタック５０Ａの一時的な取り外しおよびその後の再接合を容易にする。

次に、図６に示すように、第１のプレートスタック５０Ａおよびベースブロック５２の１つの側部に（プレートの平行な表面に非垂直な）傾斜面６２を、傾斜面がベースブロックの少なくとも一部を含むように、形成する。傾斜面は、研削装置６３によって研削する、切断するなど、当技術分野で知られている任意の方法によって形成することができる。傾斜面６２とプレートの平行な表面との間の角度ａは、ＬＯＥの外側表面に対する所望のファセット角に対応すべきである。

「クリーンコーナー」ＬＯＥの製造などのいくつかの実施形態では、傾斜面の形成後、図７に示すように、第１のプレートスタック５０Ａがベースブロック５２から剥離され、一時的に取り外され、そして図８に示すように、少なくとも部分反射性のコーティング５４が、第１のスタック５０Ａとベースブロック５２との間に適用され、好ましくは、ベースブロックの傾斜面部分にも適用される。続いて、第１のスタック５０Ａは、永久接着剤を使用して、ベースブロック５２に再接合される。

「縮退」ＬＯＥの製造などの他の実施形態では、ベースブロックと第１のプレートスタック５０Ａとの間の界面は、（図５Ｂに示されたように）少なくとも部分反射性のコーティング５４をすでに含み得、したがって、この段階で第１のプレートスタック５０Ａを取り外してベースブロックをコーティングする必要は除かれる。この場合、少なくとも部分反射性のコーティング５４は、ここで、ベースブロックの傾斜面部分のみに適用される。

図９に示すように、方法は、複数のプレート５０のうちの第２のサブセットを傾斜面６２上に積み重ねて、ベースブロック５２上に第２のプレートスタック５０Ｂを形成することをさらに含む。第２のプレートスタック５０Ｂは、各々対をなす隣接プレートの間に少なくとも部分反射性のコーティング５４を含む。さらに、図８を参照して上述したように、ベースブロック５２と第２のプレートスタック５０Ｂとの間の界面もまた、少なくとも部分反射性のコーティング５４を含む。好ましくは、第２のプレートスタックは、各々対をなす隣接プレート間と、第２のスタックとベースブロックとの間とに、接着剤コーティング５６を含む。好ましくは、接着剤は、永久接着剤である。

第１のスタック５０Ａがベースブロック５２から一時的に取り外された場合、第１のスタック５０Ａは、最も好ましくは、第２のスタック５０Ｂをベースブロック５２の傾斜面部分に接合する間、またはその後に、図９に示すように、第１のスタックがベースブロックと第２のスタックとの間にくさび状に挟まれるようにベースブロックに再接合される。

図１０に示すように、方法は、第１のスタック５０Ａ、ベースブロック５２、および第２のスタック５０Ｂのスライス１００を、第１のスタック５０Ａのプレートと第２のスタック５０Ｂのプレートとの間に挟まれたベースブロック５２の少なくとも一部をスライス１００が含むように抽出することをさらに含む。スライスは、（図１０に破線６０として示される）平行線に沿って切断することによって、または（例えば、図１０に矢印６４でマークされた方向で、第１のスタック、ベースブロック、および第２のスタックに研削力を加えることによって）研削することによってなど、当技術分野で知られている任意の方法を使用して抽出することができる。スライスの幅は、ＬＯＥの平行外側表面１８の間の所望の距離に実質的に対応すべきである。スライスの切断または研削は、好ましくは、図１０に示すように、抽出されたスライスが、ベースブロック要素の中間点でスライスの幅に沿って延在する仮想線６６に関して実質的に対称である２つのセットの内側表面（隣接プレートが出会うところ）を有するように実施される。最も内側の内側表面は、ＬＯＥ１０’の結合入射面に対応する。好ましくは、スライス１００の抽出は、切断または研削ツールとＬＯＥ１０’のファセットとの間の正しい角度を決定するために、オートコリメータおよび整列デバイス、または任意の周知の能動整列方法およびツールを使用して支援されるべきである。

図１１に示すように、いくつかの実施形態では、方法は、図３（「クリーンコーナー」構成）および図４（オーバーラップタイプの「縮退」構成）を参照して上述したように、２つの結合入射面間の交点に最も近いスライス１００の外側表面を、外側表面が界面の０．１ｍｍ以内になるように、（例えば、ラップ研磨装置１１００を使用して）ラップ研磨することをさらに含む。

図１２に示すように、いくつかの実施形態では、方法は、それらの間の十分な平行度を達成するために、例えば両面研磨１２００装置を使用して、その主要外側表面に沿ってスライス１００を研磨することをさらに含む。スライス１００の主要外側表面は、ＬＯＥ１０’の外側表面１８に対応する。

図１３に示すように、いくつかの実施形態では、方法は、スライス１００を、その側面が所望のＬＯＥ形状に対応するように成形することをさらに含む。いくつかの実施形態では、スライス１００は、次いで、図１Ａおよび図１Ｂの周知の対称ＬＯＥ１０と同様であるが、コンバイナスライス間に継ぎ目のない単一完全対称ＬＯＥ１０’を形成する。他の実施形態では、スライス１００は、複数の対称ＬＯＥ１０’に切断され得、その各々は、周知の対称ＬＯＥ１０と同様であるが、コンバイナスライス間に継ぎ目がない。

本発明は、その出願において、本明細書に含まれる説明に明記されたかまたは図面に示された詳細に限定されないことが理解されるべきである。本発明は、他の実施形態が可能であり、かつさまざまな方法で実践または実施できる。したがって、本明細書で用いられる表現および用語は、説明を目的とするものであり、限定的なものと見なされるべきではないことを理解されたい。したがって、当業者は、本開示の基礎となる概念が、本開示の主題のいくつかの目的を実施するための他の構造、方法、およびシステムを設計するための基礎として容易に利用され得ることを理解するであろう。

Claims

１対の平行な外側表面と、第１の複数の内側反射面と、第２の複数の内側反射面とを有する対称導光光学素子（「ＬＯＥ」）であって、前記第１および第２の複数の内側反射面は、互いに非平行であり、かつ前記１対の外側表面に非平行である、ＬＯＥを製造する方法であって、
複数の透明プレートを用意することであって、各プレートは２つの平行な表面を有する、用意することと、
前記複数のプレートのうちの第１のサブセットを透明ベースブロック上に積み重ねて、前記ベースブロック上に第１のプレートスタックを形成することであって、前記第１のプレートスタックは、各々対をなす隣接プレート間に少なくとも部分反射性のコーティングを含む、形成することと、
前記第１のプレートスタックおよび前記ベースブロックの１つの側部に傾斜面を形成することであって、前記傾斜面は、前記第１のプレートスタックの前記プレートの前記平行な表面に非垂直であり、かつ前記ベースブロックの少なくとも一部を含む、形成することと、
前記複数のプレートのうちの第２のサブセットを前記傾斜面上に積み重ねて、前記ベースブロック上に第２のプレートスタックを形成することであって、前記第２のプレートスタックは、各々対をなす隣接プレート間に少なくとも部分反射性のコーティングを含み、前記ベースブロックと前記第１のプレートスタックとの間の界面と、前記ベースブロックと前記第２のプレートスタックとの間の界面とは、各々、少なくとも部分反射性のコーティングを含む、形成することと、
前記第１のスタック、前記ベースブロック、および前記第２のスタックのスライスを、前記第１のスタックのプレートと前記第２のスタックのプレートとの間に挟まれた前記ベースブロックの少なくとも一部を前記スライスが含むように抽出することと、を含む方法。
前記第１のサブセットのプレートを前記透明ベースブロック上に積み重ねることは、
前記第１のスタックの隣接プレート間と、前記第１のスタックと前記ベースブロックとの間とに、少なくとも部分反射性のコーティングを適用するステップと、
永久接着剤を使用して、前記第１のスタックの前記プレートを互いに接合するステップと、
永久接着剤を使用して、前記第１のプレートスタックを前記ベースブロックに接合するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
前記第１のサブセットのプレートを前記透明ベースブロック上に積み重ねることは、
前記第１のスタックの隣接プレート間に少なくとも部分反射性のコーティングを適用するステップと、
永久接着剤を使用して、前記第１のスタックの前記プレートを互いに接合するステップと、
仮接着剤を使用して、前記第１のプレートスタックを前記ベースブロックに接合するステップであって、前記傾斜面の形成後に、前記第１のプレートスタックを前記ベースブロックから剥離させ、前記第１のプレートスタックと前記ベースブロックとの間の界面に少なくとも部分反射性のコーティングを適用した後に、永久接着剤を使用して、前記第１のプレートスタックを前記ベースブロックに再接合する、接合するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
少なくとも１つの対称ＬＯＥを形成するために、前記スライスを成形すること、ラップ研磨すること、および両面研磨することのうちの１つ以上をさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記スライスを、複数の片に切断して、複数の対称ＬＯＥを形成することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
請求項１に記載のプロセスにより作製された導光光学素子（ＬＯＥ）。
導光光学素子（ＬＯＥ）であって、
全内部反射によってそれらの間で光を伝搬するように構成された１対の平行な外側表面を有する透明材料のブロックと、
前記１対の外側表面に対して傾斜した、前記ブロック内にある、第１のセットの少なくとも部分反射性の相互に並行な内側表面であって、結合入射面と、前記ＬＯＥの前記外側表面間を伝搬する前記光の第１の部分を反射送出するように構成された少なくとも１つの結合出射面とを含む、第１のセットの内側表面と、
前記１対の外側表面に対して傾斜した、前記ブロック内にある、第２のセットの少なくとも部分反射性の相互的な内側表面であって、結合入射面と、前記ＬＯＥの前記外側表面間を伝搬する前記光の第２の部分を反射送出するように構成された少なくとも１つの結合出射面とを含む、第２のセットの内側表面と、を備え、
前記第１のセットの内側表面の前記結合入射面と、前記第２のセットの内側表面の前記結合入射面とが一緒になって、Ｖ字状の結合入射リフレクタを画定し、前記第１のセットの内側表面の前記結合入射面と前記第２のセットの内側表面の前記結合入射面との間に存在する前記透明材料の前記ブロックの一部は、継ぎ目のない透明材料の単片である、導光光学素子（ＬＯＥ）。