KR20200001026U - 인터미디어트 윈도우를 구비한 근거리 디스플레이 장치 - Google Patents

인터미디어트 윈도우를 구비한 근거리 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20200001026U KR2020190004508U KR20190004508U KR20200001026U KR 20200001026 U KR20200001026 U KR 20200001026U KR 2020190004508 U KR2020190004508 U KR 2020190004508U KR 20190004508 U KR20190004508 U KR 20190004508U KR 20200001026 U KR20200001026 U KR 20200001026U
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waveguide
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요차이 단지거
나아마 레빈
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루머스 리미티드
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Abstract

본 고안에 따른 근거리 디스플레이 장치는 신장 방향, 적어도 한쌍의 평행면 및 제1결합-해제기구를 구비한 제1광도파관; 입력 개구, 한쌍의 평행면 및 제2결합-해제 기구를 구비한 제2광도파관; 제1광도파관과 제2광도파관 사이의 광결합부를 포함하고, 이때 광결합부는 상기 제1광도파관 내에서 전체 내부 반사를 가능하게 하도록 구성된 에어 갭 및 인터페이스 창을 포함하며, 인터페이스 창은 제2광도파관의 굴절률과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 투명한 광학 부재를 포함하고; 인터페이스 창의 적어도 일부가 제2광도파관의 입력 개구를 지나 돌출됨으로써 제1광도파관을 빠져 나가는 원하지 않는 광이 제2광도파관으로 들어가는 것을 방지하도록 구성된다.

Description

중간 윈도우를 구비한 근거리 디스플레이 {NEAR EYE DISPLAY WITH INTERMEDIATE WINDOW}
현재 개시된 요지는 근거리 디스플레이, 더 구체적으로는 중간 인터페이스 윈도우를 구비한 근거리 디스플레이에 관한 것이다.
조리개가 2D 확장된 특정 근거리 디스플레이 및 헤드 업 디스플레이(head up display)는 2 개의 도파관(또는 "광 가이드(light guide)") 섹션을 포함한다. 제 섹션은 조리개를 1 차원으로 확장하고 제 2 섹션은 직교 차원으로 확장한다. 제 1 예는 각각의 차원으로 확장하기 위한 단일 쌍의 평행 표면에 기초한 도파관을 사용하는 미국 특허 제 7,643,214 호에 설명된다. 추가 세트의 예가 PCT/IL2017/051028 호의 도 22a 및 도 22b(본 명세서에서 도 2로서 재현됨)에 도시되며, 여기서 1 차원으로 확장된 조리개의 도파관은 4 배 내부 반사를 통해 이미지 광(image light)을 안내하는 평행 표면의 2 개의 상호 직교 쌍을 가진다. 본 도면은 두 도파관 사이의 다양한 인터페이스 구성을 설명한다.
제 1 도파관 내부에 전체 내부 반사를 유지하기 위해서, 이들 구성 중 몇몇은 밀봉될 필요가 있는 도파관 사이의 에어-갭에 기초한다. 본 서류의 나머지 부분 전반에 걸쳐서, 용어 "에어 갭(air-gap)"은 이미지 시야에 대응하는 이미지 조명 각도의 범위에 대해서 도파관(10) 내부에 TIR을 보존하는데 충분히 낮은 굴절률을 갖는 공기 또는 임의의 다른 재료를 지칭하는데 사용된다.
두 도파관은 기계적으로 조합되어 관찰자 앞에서 단단히 고정되어야 한다. 또한, 도파관 사이의 인터페이스는 바람직하게, 도파관을 따라서 일반적으로 균일 한 조명을 달성하기 위해서 트리밍(trimming)을 수행하는 잘 한정된 조리개를 가진다.
현재 개시된 요지의 일 양태에 따르면, 연신 방향, 적어도 한 쌍의 평행면 및 제 1 커플링-아웃 메커니즘(coupling-out mechanism)을 갖는 제 1 광학 도파관; 한 쌍의 평행면을 갖는 입력 조리개 및 제 2 커플링-아웃 메커니즘을 갖는 제 2 광학 도파관; 제 1 광학 도파관과 제 2 광학 도파관 사이의 광학 커플링; 및 적어도 하나의 광 흡수 요소를 포함하는 근거리 디스플레이가 제공되며, 광학 커플링은 적어도, 제 1 도파관 내부에서 전체 내부 반사를 가능하게 하도록 구성된 에어 갭 및 인터페이스 윈도우를 포함하며, 인터페이스 윈도우는 제 2 광학 도파관의 굴절률과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 투명한 광학 요소를 포함하며, 인터페이스 윈도우의 적어도 일부분은 제 2 광학 도파관의 입력 조리개를 넘어 돌출하고 적어도 하나의 광 흡수 요소에 대한 구조적 지지체로서 역할을 한다.
현재 개시된 요지의 다른 양태에 따르면, 연신 방향, 적어도 한 쌍의 평행면 및 제 1 커플링-아웃 메커니즘을 갖는 제 1 광학 도파관; 입력 조리개, 한 쌍의 평행면 및 제 2 커플링-아웃 메커니즘을 갖는 제 2 광학 도파관; 및 제 1 광학 도파관과 제 2 광학 도파관 사이의 광학 커플링을 포함하는 근거리 디스플레이가 제공되며; 광학 커플링은 적어도, 제 1 도파관 내부에서 전체 내부 반사를 가능하게 하도록 구성된 에어 갭 및 인터페이스 윈도우를 포함하며, 인터페이스 윈도우는 제 2 광학 도파관의 굴절률과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 투명한 광학 요소를 포함하며, 인터페이스 윈도우의 적어도 일부분은 제 1 도파관을 빠져나가는 원하지 않는 광이 제 2 도파관으로 진입하는 것이 방지되도록 제 2 광학 도파관의 입력 조리개를 넘어 돌출한다.
몇몇 양태에 따르면, 적어도 하나의 광 흡수 요소는 제 2 광학 도파관의 일부분에 걸쳐서, 바람직하게 제 3 쌍의 평행면에 평행한 방향으로 연장한다.
몇몇 양태에 따르면, 적어도 하나의 광 흡수 요소는 배플(baffle)을 포함한다.
몇몇 양태에 따르면, 적어도 하나의 광 흡수 요소는 제 1 광학 도파관을 캡슐화한다. 바람직하게, 적어도 하나의 광 흡수 요소는 커버를 포함한다. 바람직하게, 커버는 제 1 광학 도파관의 면과 커버 사이에 에어 갭이 남아 있도록 제 1 광학 도파관을 캡슐화한다. 바람직하게, 커버는 에어 갭 내로 먼지 및 습기의 유입을 방지하도록 구성된다.
몇몇 양태에 따르면, 적어도 하나의 광 흡수 요소는 제 1 광학 도파관을 캡슐화하는 커버 및 제 2 광학 도파관의 일부분에 걸쳐서 연장하는 배플을 각각 포함한다.
몇몇 양태에 따르면, 인터페이스 윈도우는 일 단부에서 더 두껍다. 바람직하게, 인터페이스 윈도우는 일 단부 또는 양쪽 단부에서 광 흡수 코팅으로 코팅된다.
몇몇 양태에 따르면, 제 2 광학 도파관은 제 2 광학 도파관의 트리밍 지점에서 반사 코팅으로 코팅된다.
몇몇 양태에 따르면, 제 1 커플링-아웃 메커니즘은 연신 방향에 대해 비스듬한 각도로 제 1 광학 도파관을 적어도 부분적으로 횡단하는 복수의 내부 부분 반사 표면, 또는 하나 이상의 회절 요소를 포함한다.
몇몇 양태에 따르면, 제 2 커플링-아웃 메커니즘은 제 2 광학 도파관의 한 쌍의 평행면에 대해 비스듬한 각도로 제 2 광학 도파관을 적어도 부분적으로 횡단하는 복수의 부분 반사 표면, 또는 하나 이상의 회절 요소를 포함한다.
본 고안을 이해하고 이를 실제로 어떻게 수행할 수 있는지를 알기 위해서, 첨부 도면을 참조하여 비-제한적인 예로서 실시예가 설명될 것이며, 여기서:
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 일반적인 광학 조리개 배율기(optical aperture multiplier)를 예시하며,
도 2는 종래 기술에 따른 광학 조리개 배율기의 특정 실시예를 예시하며,
도 3a 및 도 3b는 종래 기술에 따른 근거리 디스플레이의 개략도를 예시하며,
도 4a 및 도 4b는 본 고안의 제 1 실시예에 따른 근거리 디스플레이의 일반적인 개략도를 예시하며,
도 4c는 본 고안의 제 2 실시예에 따른 근거리 디스플레이의 일반적인 개략도를 예시하며,
도 5는 본 고안의 제 3 실시예에 따른 근거리 디스플레이의 일반적인 개략도를 예시하며,
도 6은 본 고안의 제 4 실시예에 따른 근거리 디스플레이의 일반적인 개략도를 예시한다.
다음의 상세한 설명에서, 본 고안의 철저한 이해를 제공하기 위해서 다수의 특정 세부사항이 기재된다. 그러나, 현재 개시된 요지는 이들 특정 세부사항 없이 실시될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.　 다른 사례에서, 현재 개시된 요지를 모호하게 하지 않기 위해서 주지된 방법, 공정 및 구성요소는 상세히 설명하지 않았다.
설명 전반에 걸쳐 사용된 바와 같이 용어 "근거리 디스플레이(near eye display)"는 예를 들어, 헤드 업 디스플레이를 포함한, 이미지 확장을 요구하는 다른 형태의 디스플레이를 포함하는 것으로 이해해야 한다.
본 명세서에 원용에 의해 포함된 PCT/IL2017/051028 호는 도 1a 및 도 1b에 전체적으로 도시된 광학 조리개 배율기의 다양한 실시예를 설명한다. 광학 조리개 배율기는 "x-축"에 대응하는 것으로서 본 명세서에서 임의로 예시된 연신 방향을 갖는 제 1 광학 도파관(10)을 포함한다. 제 1 광학 도파관(10)은 직사각형 단면을 형성하는 제 1 및 제 2 쌍의 평행면(12a, 12b, 14a, 14b)을 가진다. 본 고안의 특정한 특히 바람직한 실시예에 따르면, 본 명세서에서 "면(facet)"으로서 지칭되는 복수의 내부 부분 반사 표면(40)은 연신 방향에 대해 비스듬한 각도(즉, 평행하거나 수직이 아닌)로 제 1 광학 도파관(10)을 적어도 부분적으로 횡단한다.
광학 조리개 배율기는 바람직하게, 제 1 광학 도파관(10)과 광학적으로 커플링되고 슬래브-유형(slab-type) 도파관을 형성하는 제 3 쌍의 평행면(22a, 22b)을 갖는 제 2 광학 도파관(20)을 또한 포함하며, 즉 여기서 다른 2 차원의 도파관(20)은 제 3 쌍의 평행면(22a, 22b) 사이의 거리보다 적어도 큰 배수의 크기이다. 여기서 또한, 복수의 부분 반사 표면(45)은 바람직하게, 제 3 쌍의 평행면에 대해 비스듬한 각도로 제 2 광학 도파관(20)을 적어도 부분적으로 횡단한다.
도파관 사이의 광학 커플링, 및 부분 반사 표면(40, 45)의 전개 및 구성은 이미지가 제 1 및 제 2 쌍 모두의 평행면(12a, 12b, 14a, 14b)에 대해 비스듬한 커플링 각도에서 전파의 초기 방향(30)을 갖는 제 1 광학 도파관(10)에 커플링될 때, 이미지는 제 2 광학 도파관(20)에 커플링되도록 부분 반사 표면(40)에 반사된 이미지의 세기의 비율로 제 1 광학 도파관(10)을 따라 4 배의 내부 반사(이미지 a1, a2, a3 및 a4)만큼 전진하며, 이어서 사용자(47)의 눈으로 보이는 가시적인 이미지(c)로서 평행한 면 중 하나로부터 외측으로 지향되도록 부분 반사 표면(45)에서 반사된 이미지의 세기의 비율로 제 2 광학 도파관(20) 내부에서 2 배 반사(이미지 bl, b2)를 통해 전파된다.
PCT/IL2017/051028 호는 도 2에 도시된 바와 같이, 도파관(10)이 도파관(20)에 대해 경사지는 광학 조리개 배율기의 특정 실시 예를 추가로 설명한다. 제 1 도파관(10)은 중간 투명 웨지(wedge)(730)의 사용으로 ID 도파관(20)에 대해 요구된 경사로 장착될 수 있다. 이러한 경사는 도파관(10)으로부터 하나의 이미지(실선 화살표)를 커플링하고 도파관(10)으로부터 다른 이미지(점선 화살표)를 커플링하지 않도록 선택된다. 도파관(20)에 대한 도파관(10)의 경사는 도파관 및 도파관들 사이로 전파되는 이미지에 대한 요구된 각도에 따라 선택될 수 있고 투명 웨지 커플링 프리즘(730)을 사용하여 제 2 도파관(20)의 경사진 커플링 표면에 대한 경사를 또한 감소시킬 수 있다. 대안적으로, 제 2 도파관(20)에 대한 제 1 도파관(10)의 요구된 경사 각도는 제 2 도파관 커플링 표면의 각도와 일치하므로, 중간 커플링 프리즘이 필요하지 않다.
그러나, 종래 기술의 구성에서 그리고 일부 사례에서, 종래 기술에 따른 근거리 디스플레이의 일반적인 개략도를 예시하는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 광은 도파관(10)으로 다시 반사되어 이미지 열화를 야기할 수 있다. 도 3a에서, 광은 제 1 도파관(10), 예를 들어 2D 도파관으로부터 에어 갭을 통해, 프리즘(15)을 통해 그리고 제 2 도파관(20), 예를 들어 1D 도파관에 커플링된다. 도파관(20)의 트리밍 지점(21)은 (전형적으로 도파관(20)의 코너에 위치되는)요구되지 않는 광을 트리밍하는 조리개로서 역할을 한다. 즉, 지점(21)의 오른쪽으로 지점을 타격하는 임의의 광선은 도파관(20)으로부터 반사할 것이다.
도 3a에 예시된 바와 같이, 평행 광선(22a, 22b 및 22c)은 무한대로 시준된 이미지의 투과된 FOV에서 단일 지점을 나타낸다. 광선(22a)은 트리밍 지점(21) 근처의 도파관(20)으로 진입하고 TIR을 경유하여 도파관(20)을 통해 전파된다. 광선(22b)은 도파관(20)의 면(22b)으로부터 반사되고 지점(21)의 좌측으로 지점에서 다시 반사되고 TIR을 경유하여 도파관(20)을 통해 계속 전파된다. 그러나, 면(22b)으로부터 또한 반사된 광선(22c)은 지점(21)의 우측으로 지점과 충돌하여 프리즘(15)을 경유하여 도파관(20)을 빠져나간다.
도 3b는 도파관의 각도 설계가 도파관(10 및 20) 사이에 "웨지(wedge)" 프리즘을 강요하지 않는 근거리 디스플레이의 대안적인 종래 기술의 구성을 예시한다. 이러한 경우에, 광선(22c)은 에어-갭 면에 얕은 각도로 충돌할 수 있고 결과적으로 원하지 않는 광으로서 도파관(20)으로 다시 반사될 수 있다. 이러한 원하지 않는 광은 이미지 열화를 야기할 수 있다.
도 3a 및 도 3b가 2 쌍의 평행면을 갖는 2D 도파관으로서의 도파관(10)을 도시하지만, 바람직하지 않은 광이 도파관(20)으로 진입하는 문제점은 도파관(10)이 본 명세서에 원용에 의해 포함된 미국 특허 제 7,643, 214 호(특히, 도 10 내지 도 15, 도 17, 도 18 및 도 20 참조)에 설명된 도파관과 같이 1 쌍의 평행면을 갖는 1D 도파관일 때도 동일하게 적용될 수 있음에 주의해야 한다.
이제, 본 고안으로 돌아가면, 종래 기술의 근거리 디스플레이를 개선한 근거리 디스플레이가 제공된다. 도 4a 및 도 4b는 현재 개시된 요지의 특정 실시예에 따른 근거리 디스플레이의 일반적인 개략도를 예시한다. 본 고안의 일 실시예에 따르면, 근거리 디스플레이는 제 1 광학 도파관(10), 제 2 광학 도파관(20), 및 에어 갭(29)과 중간 인터페이스 윈도우(30)로 구성된 도파관(10)과 도파관(20) 사이의 광학 커플링을 포함한다.
종래 기술에서와 같이, 도파관(10)은 연신 방향, 적어도 한 쌍의 평행면(12a, 12b) 및 커플링-아웃 메커니즘(coupling-out mechanism)(40)을 가진다. 몇몇 실시예에서, 도파관(10)은 2 쌍의 평행면(12a, 12b, 14a, 14b)을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서 그리고 도 1b에 도시된 바와 같이, 커플링-아웃 메커니즘(40)은 연신 방향에 대해 비스듬한 각도로 도파관(10)을 적어도 부분적으로 횡단하는 예를 들어, 복수의 내부 부분 반사 표면일 수 있다. 다른 실시예에서, 커플링-아웃 메커니즘은 예를 들어, 하나 이상의 회절 요소일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 출력 표면 이외의 도파관(10)의 면은 반사 코팅으로 코팅될 수 있다.
또한, 종래 기술에서와 같이, 도파관(20)은 한 쌍의 평행면(22a, 22b) 및 커플링-아웃 메커니즘(45), 예컨대 한 쌍의 평행면에 대해 비스듬한 각도로 도파관(20)을 적어도 부분적으로 횡단하는 복수의 부분 반사 표면, 또는 하나 이상의 회절 요소를 가진다. 바람직하게, 도파관(10)은 도파관(20)보다 조금 더 넓다.
위에서 상세히 설명된 바와 같이, 도파관(10 및 20) 사이의 광학 커플링은 에어 갭(29) 및 인터페이스 윈도우(30)를 포함한다. 인터페이스 윈도우는 바람직하게, 도파관(20)의 굴절률과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 투명한 광학 요소로 만들어진다. "실질적으로 동일한(substantially the same)" 굴절률은 광선이 인터페이스(30)와 도파관(20) 사이의 경계를 실질적으로 원래 그대로, 즉 방향 전환 없이 통과할 수 있어야 한다는 것을 의미한다.
인터페이스 윈도우(30)는 바람직하게, 제 2 도파관(20)의 전체 입력 조리개와 중첩되고, 특정한 바람직한 경우에는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같은 그 조리개를 넘어 돌출함으로써, 광선(22c)이 도파관(20)으로 진입하지 않고 근거리 디스플레이로부터 반사될 수 있게 한다. 또한, 도 5 및 도 6을 참조하여 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 특정한 바람직한 실시예에서 도파관(20)의 입력 조리개를 넘어 돌출하는 인터페이스 윈도우의 부분(들)은 근거리 디스플레이의 추가 구성요소에 대한 구조적 지지체로서 추가로 역할을 할 수 있다.
인터페이스 윈도우(30)의 최소 두께는 전체 투과된 이미지 필드에서 에어-갭의 윈도우 측면에서 생성되는 TIR이 도파관(20)으로 되돌아가지 않고 윈도우(30)의 측면을 통해 빠져나가지 않도록 설정되어야 한다. 최대로, 윈도우의 두께는 바람직하게, 도파관의 주 평행면 사이에서 측정될 때 도파관(20) 자체의 두께보다 더 작다. 작은 에어 갭은 바람직하게, 제 1 도파관(10) 내부에서 광 전파를 위한 TIR 조건을 유지한다. 갭은 유리하게, 그의 단부 표면을 경유하여, 즉 예시된 바와 같이 도면의 "지면 내부로의" 치수를 경유하여 임의의 적합한 지지 구조체 및 접착제에 의해서 제 1 도파관(10)을 장착함으로써 유지될 수 있다.
본 고안의 다른 실시예에 따르면, 인터페이스 윈도우(30)는 도 4b에 도시된 바와 같이, 일 단부에서 더 두꺼울 수 있다. 예를 들어, 이는 근거리 디스플레이의 설계가 도파관(10)과 도파관(20) 사이에 작은 각도를 요구하는 경우에 필요할 수 있다.
도 4c는 제 1 1D 도파관(1000), 제 2 광학 도파관(20), 및 에어 갭(29)과 중간 인터페이스 윈도우(30)로 구성된 도파관(1000)과 도파관(20) 사이의 광학 커플링을 포함하는 근거리 디스플레이의 다른 실시예를 예시한다. 이러한 실시예에서, 도파관(1000)은 미국 특허 제 7,643,214 호(특히, 도 10 내지 도 15, 도 17, 도 18 및 도 20에 도시된 실시예)에 개시된 도파관과 같은 TIR을 통해 광선을 전파하기 위한 한 쌍의 평행면(12a, 12b)을 갖는 1D 도파관이다. 도파관(10)과 유사하게, 도파관(1000)은 연신 방향 및 예를 들어, 연신 방향에 대해 비스듬한 각도로 도파관(1000)을 적어도 부분적으로 횡단하는 복수의 내부 부분 반사 표면일 수 있는 커플링-아웃 메커니즘, 또는 하나 이상의 회절 요소를 가진다.
바람직하게, 이러한 경우에 도파관(1000)의 단부(즉, 한 쌍의 평행면(21, 12b)에 수직한 면)는 외부 광이 도파관으로 진입하는 것을 방지하기 위해서 광 흡수 코팅(1002) 또는 적어도 외부 투과 코팅으로 코팅된다. 바람직하게, 인터페이스 윈도우는 또한, 그의 단부에서 코팅(1002)으로 코팅된다.
본 고안의 다른 실시예가 도 5에 도시되며, 여기서 인터페이스 윈도우(30)는 또한, 하나 이상의 추가 구성요소를 근거리 디스플레이에 고정하기 위한 기저부로서 사용된다. 이러한 실시예에서, 근거리 디스플레이는 아래에서 추가로 상세히 설명되는 바와 같이, 인터페이스 윈도우(30)에 고정되고 종래 기술의 근거리 디스플레이에 비해 추가의 장점을 제공하는 커버(35) 및/또는 배플(baffle)(36)과 같은 적어도 하나의 광 흡수 요소를 포함한다. 도 5가 커버(35)와 배플(36) 모두를 갖는 근거리 디스플레이를 도시하지만, 근거리 디스플레이는 실제로, 커버(35)만을, 배플(36)만을, 또는 커버(35)와 배플(36) 모두를 포함할 수 있음에 주목해야 한다.
배플(36)은 산란된 광이 외부로 방사되는 것을 방지하고 주변 광이 커플링되는 것을 방지하도록 구성된다. 배플(36)은 바람직하게 도파관(20)의 일부분에 걸쳐서 연장하고, 가장 바람직하게는 평행면(22a, 22b)에 평행한 방향으로 연장한다.
커버(35)는 바람직하게, TIR 조건을 유지하기 위해서 커버와 도파관(10)의 면 사이에 에어 갭을 남기면서 도파관(10)을 캡슐화한다. 이러한 커버는 주변 광이 도파관(10)을 통해 도파관(20)으로 통과하는 것을 방지함으로써 이미지 열화의 유발을 방지한다. 바람직하게, 커버는 또한, 이미지 전송을 방해할 수 있는 먼지와 습기가 에어-갭 내로 유입되는 것을 방지하도록 구성된다.
위에서 상세히 설명된 바와 같이, 본 고안의 근거리 디스플레이는 몇몇 경우에서, 커버(35)와 배플(36) 모두를 포함할 수 있으며, 그 경우에 두 요소는 본 설명의 목적으로 광 흡수 요소로서 총칭된다.
인터페이스 윈도우(30)의 단부 부분(34a, 34b)은 광 투과 또는 반사(TIR)를 위해 사용되지 않으며, 따라서 광 흡수 요소(들), 예컨대 캡슐화 커버(35) 및/또는 배플(36)을 고정하는데 사용될 수 있다.
바람직하게, 윈도우(30)는 이미지 투과율을 추가로 향상시키기 위해서 광 흡수 코팅(37)으로 그의 단부 면에서 코팅된다.
몇몇 실시예에서, 트리밍 지점(21)의 광학 품질을 개선하기 위해서, PCT 특허 공보 번호 WO 2018/087756 호에 설명된 바와 같이 트리밍 지점(21)에서 도파관(20)의 면에 반사 코팅(39)이 도포될 수 있다.
본 고안의 다른 실시예가 도 6에 도시되며, 여기서 인터페이스 윈도우는 도파관(20) 및/또는 도파관(10)에 대해 경사지지 않고 커버(35) 및/또는 배플(36)과 같은 추가 구성요소를 근거리 디스플레이에 고정하기 위한 기저부을 사용한다.
본 고안은 그 적용에 있어서 본 명세서에 포함된 설명에 기재되거나 도면에 예시된 세부사항으로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 본 고안은 다른 실시예가 가능하고 다양한 방식으로 실시 및 수행될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용된 어법 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 그 때문에, 당업자는 본 개시가 기초로 하는 개념이 현재 개시된 요지의 여러 목적을 수행하기 위한 다른 구조물, 방법 및 시스템을 설계하기 위한 기초로서 쉽게 이용될 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (17)

  1. 근거리 디스플레이로서,
    연신 방향, 적어도 한 쌍의 평행면 및 제 1 커플링-아웃 메커니즘을 갖는 제 1 광학 도파관;
    한 쌍의 평행면을 갖는 입력 조리개 및 제 2 커플링-아웃 메커니즘을 갖는 제 2 광학 도파관;
    상기 제 1 광학 도파관과 상기 제 2 광학 도파관 사이의 광학 커플링; 및
    적어도 하나의 광 흡수 요소를 포함하며;
    상기 광학 커플링은 적어도, 제 1 도파관 내부에서 전체 내부 반사를 가능하게 하도록 구성된 에어 갭 및 인터페이스 윈도우를 포함하며, 상기 인터페이스 윈도우는 상기 제 2 광학 도파관의 굴절률과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 투명한 광학 요소를 포함하며,
    상기 인터페이스 윈도우의 적어도 일부분은 상기 제 2 광학 도파관의 입력 조리개를 넘어 돌출하고 상기 적어도 하나의 광 흡수 요소에 대한 구조적 지지체로서 역할을 하는,
    근거리 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 광 흡수 요소는 상기 제 2 광학 도파관의 일부분에 걸쳐서 연장하는,
    근거리 디스플레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    적어도 하나의 광 흡수 요소는 제 3 쌍의 평행면에 평행한 방향으로 제 2 광학 도파관의 일부분에 걸쳐서 연장하는,
    근거리 디스플레이.
  4. 제 2 항에 있어서,
    적어도 하나의 광 흡수 요소는 배플(baffle)을 포함하는,
    근거리 디스플레이.
  5. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 광 흡수 요소는 상기 제 1 광학 도파관을 캡슐화하는,
    근거리 디스플레이.
  6. 제 5 항에 있어서,
    적어도 하나의 광 흡수 요소는 커버(cover)를 포함하는,
    근거리 디스플레이.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 커버는 상기 제 1 광학 도파관의 면과 상기 커버 사이에 에어 갭이 남아 있도록 상기 제 1 광학 도파관을 캡슐화하는,
    근거리 디스플레이.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 커버는 에어 갭 내로 먼지 및 습기의 유입을 방지하도록 구성되는,
    근거리 디스플레이.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광 흡수 요소는 상기 제 1 광학 도파관을 캡슐화하는 커버 및 상기 제 2 광학 도파관의 일부분에 걸쳐서 연장하는 배플을 각각 포함하는,
    근거리 디스플레이.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터페이스 윈도우는 일 단부에서 더 두꺼운,
    근거리 디스플레이.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터페이스 윈도우는 일 단부 또는 양쪽 단부에서 광 흡수 코팅으로 코팅되는,
    근거리 디스플레이.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 도파관은 상기 제 2 광학 도파관의 트리밍 지점에서 반사 코팅으로 코팅되는,
    근거리 디스플레이.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 커플링-아웃 메커니즘은 연신 방향에 대해 비스듬한 각도로 제 1 광학 도파관을 적어도 부분적으로 횡단하는 복수의 내부 부분 반사 표면을 포함하는,
    근거리 디스플레이.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 커플링-아웃 메커니즘은 하나 이상의 회절 요소를 포함하는,
    근거리 디스플레이.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 커플링-아웃 메커니즘은 제 2 광학 도파관의 한 쌍의 평행면에 대해 비스듬한 각도로 제 2 광학 도파관을 적어도 부분적으로 횡단하는 복수의 부분 반사 표면을 포함하는,
    근거리 디스플레이.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 커플링-아웃 메커니즘은 하나 이상의 회절 요소를 포함하는,
    근거리 디스플레이.
  17. 근거리 디스플레이로서,
    연신 방향, 적어도 한 쌍의 평행면 및 제 1 커플링-아웃 메커니즘을 갖는 제 1 광학 도파관;
    입력 조리개, 한 쌍의 평행면 및 제 2 커플링-아웃 메커니즘을 갖는 제 2 광학 도파관; 및
    상기 제 1 광학 도파관과 상기 제 2 광학 도파관 사이의 광학 커플링을 포함하며;
    상기 광학 커플링은 적어도, 제 1 도파관 내부에서 전체 내부 반사를 가능하게 하도록 구성된 에어 갭 및 인터페이스 윈도우를 포함하며, 상기 인터페이스 윈도우는 상기 제 2 광학 도파관의 굴절률과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 투명한 광학 요소를 포함하며,
    상기 인터페이스 윈도우의 적어도 일부분은 제 1 도파관을 빠져나가는 원하지 않는 광이 제 2 도파관으로 진입하는 것이 방지되도록 상기 제 2 광학 도파관의 입력 조리개를 넘어 돌출하는,
    근거리 디스플레이.
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