KR20240017159A - 직사각형 도파관을 갖는 광학 개구 배율기의 제작 방법 - Google Patents

Abstract

광학 개구 배율기를 제작하는 방법이 제공된다. 슬라이스 및 제1 광학 구조체가 얻어진다. 슬라이스는 한 쌍의 평행면을 포함하는 외부면, 및 한 쌍의 평행면에 대해서 비스듬한 제1 복수의 부분 반사 내부 표면을 갖는다. 제1 광학 구조체는 평면 결합 표면을 포함하는 외부 표면, 및 결합 표면에 대해서 비스듬한 제2 복수의 부분 반사 내부 표면을 갖는다. 슬라이스는 제2 광학 구조체를 형성하기 위해 한 쌍의 평행면의 면 중 하나가 결합 표면과 대면 관계에 있도록 제1 광학 구조체와 광학적으로 결합된다. 적어도 하나의 광학 개구 배율기는 결합 표면과 수직인 적어도 2개의 절단 평면을 통해 제2 광학 구조체를 절단함으로써 제2 광학 구조체로부터 슬라이스된다. 광학 개구 배율기는, 바람직하게는, 근안 디스플레이 증강 현실 시스템의 일부이다.

Description

직사각형 도파관을 갖는 광학 개구 배율기의 제작 방법

관련 출원에 대한 상호 참조

이 출원은 미국 특허 가출원 제63/197,452호(출원일: 2021년 6월 7일)로부터의 우선권을 주장하고, 이 기초 출원의 개시내용은 본 명세서에 전문이 참조에 의해 원용된다.

기술 분야

본 발명은 광학 개구 배율기(optical aperture multiplier)에 관한 것이고, 특히 얇은 슬래브형 광학 도파관에 광학적으로 결합된 직사각형 광학 도파관을 포함하는 광학 개구 배율기에 관한 것이다.

근안 디스플레이(near eye display) 또는 헤드업 디스플레이를 위한 광학 장치는 관찰자의 눈이 위치되는 영역을 덮기 위해 큰 개구를 요구한다. 2차원 광학 개구 확장(또는 증가)을 제공하는 광학 디바이스는 Lumus Ltd(이스라엘 소재)에 의한 다양한 공보에서 설명되었다. 이러한 광학 디바이스의 하나의 특정 세트에서, 2개의 광학 도파관에 의해 2차원 개구 확장이 성취된다. 제1 광학 도파관은 직사각형 단면을 형성하는 2개의 쌍의 평행면을 갖고, 제2 광학 도파관은 얇은 슬래브의 형태로 제1(직사각형) 도파관에 광학적으로 결합되고 한 쌍의 평행한 주요 외부면을 갖는다. 2개의 도파관은 주입된 이미지의 개구를 2차원으로 확장하기 위해 협력하고, 여기서 제1 도파관은 개구를 1차원으로 확장하고, 제2 도파관은 개구를 2차원으로 확장하고 확장된 개구 이미지를 뷰어의 눈에 의해 보여지도록 외부로 결합시킨다.

이미지 품질을 유지하기 위해, 도파관의 면의 평행도 및 직사각형 도파관의 2개의 쌍의 면 사이의 직각도에 대한 엄격한 요구조건이 존재하는데, 이는 평행도 및/또는 직각도로부터의 편차가 이미지 품질을 저하시킬 수 있기 때문이다. 평행도 및 직각도에 대한 이 요구조건은 엄격한 제조 요구조건을 부과할 수 있어서, 더 높은 비용의 제작 공정을 야기한다.

본 발명의 실시형태는 이러한 제작 방법/공정에서 중간 작업 제품인 직사각형 도파관 및 광학 구조체를 갖는 광학 개구 배율기의 제작 방법/공정을 제공한다.

본 발명의 일 실시형태의 교시에 따르면, 광학 개구 배율기를 제작하는 방법이 제공된다. 방법은: 한 쌍의 평행면을 포함하는 복수의 외부면, 및 한 쌍의 평행면에 대해서 비스듬한 제1 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면을 갖는 슬라이스를 얻는 단계; 평면 결합 표면을 포함하는 복수의 외부 표면, 및 결합 표면에 대해서 비스듬한 제2 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면을 갖는 제1 광학 구조체를 얻는 단계; 한 쌍의 평행면의 면 중 하나가 결합 표면과 대면 관계가 되도록 슬라이스를 제1 광학 구조체와 광학적으로 결합시킴으로써, 제2 광학 구조체를 형성하는 단계; 및 결합 표면과 수직인 적어도 2개의 절단 평면을 통해 제2 광학 구조체를 절단함으로써 제2 광학 구조체로부터 적어도 하나의 광학 개구 배율기를 슬라이스 아웃(slice out)하는 단계를 포함한다.

선택적으로, 제1 광학 구조체는 코팅된 투명판의 접착된 스택으로부터 생성된다.

선택적으로, 접착된 스택은 한 쌍의 면을 갖고, 제1 광학 구조체는 접착된 스택의 한 쌍의 면의 면 중 적어도 하나에 대해 각도를 이루는 절단 평면을 따라 접착된 스택을 절단함으로써 접착된 스택으로부터 생성된다.

선택적으로, 제1 광학 구조체는 결합 표면을 형성하기 위해 절단 평면의 위치에서 더 연마 또는 슬라이싱함으로써 접착된 스택으로부터 생성된다.

선택적으로, 제1 광학 구조체는 광 가이드 광학 요소(light-guide optical element: LOE)의 접착된 스택으로서 형성되고, 접착된 스택의 각각의 LOE는 한 쌍의 주요 평행 표면 및 한 쌍의 주요 평행 표면에 대해서 비스듬한 제2 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면의 서브세트를 갖는다.

선택적으로, 적어도 2개의 절단 평면은 연속적인 LOE의 주요 평행 표면에 실질적으로 평행하다.

선택적으로, 접착된 스택은 복수의 투명 스페이서 플레이트(spacer plate)를 포함하고, LOE 및 투명 스페이서 플레이트는 LOE의 주요 평행 표면과 수직인 접착된 스택의 길이를 따라 번갈아 배치된다.

선택적으로, 적어도 2개의 절단 평면은 이 사이에 끼워진 LOE 중 하나를 갖는 연속적인 스페이서 플레이트에 위치된다.

선택적으로, 방법은: 결합면을 포함하는 복수의 외부면, 및 결합면에 대해서 비스듬한 복수의 상호 평행한 내부 표면을 갖는 제3 광학 구조체를 얻는 단계; 및 적어도 하나의 광학 개구 배율기를 슬라이스 아웃하기 이전에, 제3 광학 구조체의 결합면이 슬라이스의 외부면 중 하나와 대면 관계가 되도록 제3 광학 구조체를 슬라이스와 광학적으로 결합시키는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 교시내용의 일 실시형태에 따라 광학 개구 배율기를 제작하는 방법이 제공된다. 방법은: 한 쌍의 평행면 및 한 쌍의 평행면에 대해서 비스듬한 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면을 포함하는 복수의 외부면을 갖는 슬라이스를 얻는 단계; 코팅된 투명판의 접착된 스택으로부터, 코팅된 투명판의 주요 표면에 대해서 비스듬한 결합 표면을 포함하는 복수의 외부 표면을 갖는 제1 광학 구조체를 생성하는 단계; 한 쌍의 평행면의 면 중 하나가 결합 표면과 대면 관계가 되도록 슬라이스를 제1 광학 구조체와 광학적으로 결합시킴으로써, 제2 광학 구조체를 형성하는 단계; 및 결합 표면과 수직인 적어도 2개의 절단 평면을 통해 제2 광학 구조체를 절단함으로써 제2 광학 구조체로부터 적어도 하나의 광학 개구 배율기를 슬라이스 아웃하는 단계를 포함한다.

선택적으로, 접착된 스택은 한 쌍의 면을 갖고, 접착된 스택으로부터 제1 광학 구조체를 생성하는 단계는 접착된 스택의 한 쌍의 면의 면 중 적어도 하나에 대해 각도를 이루는 절단 평면을 따라 접착된 스택을 절단하는 단계를 포함한다.

선택적으로, 접착된 스택으로부터 제1 광학 구조체를 생성하는 단계는 결합 표면을 형성하기 위해 절단 평면의 위치에서 연마하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 교시내용의 일 실시형태에 따라 광학 개구 배율기를 제작하는 방법이 제공된다. 방법은: 광 가이드 광학 요소(LOE)의 접착된 스택을 얻는 단계로서, 접착된 스택의 각각의 LOE는 한 쌍의 주요 평행 표면 및 한 쌍의 주요 평행 표면에 대해서 비스듬한 제1 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면을 갖는, 상기 접착된 스택을 얻는 단계; 한 쌍의 평행면을 포함하는 복수의 외부면 및 한 쌍의 평행면에 대해서 비스듬한 제2 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면을 갖는 슬라이스를 얻는 단계; 한 쌍의 평행면의 면 중 하나가 접착된 스택의 결합 표면과 대면 관계가 되고 한 쌍의 평행면이 접착된 스택의 LOE의 각각의 한 쌍의 주요 평행 표면과 수직이 되도록 슬라이스를 접착된 스택과 광학적으로 결합시킴으로써, 광학 구조체를 형성하는 단계; 및 연속적인 LOE의 주요 평행 표면에 실질적으로 평행하고 접착된 스택의 결합 표면과 수직인 적어도 2개의 절단 평면을 통해 광학 구조체를 절단함으로써 광학 구조체로부터 적어도 하나의 광학 개구 배율기를 슬라이스 아웃하는 단계를 포함한다.

선택적으로, 접착된 스택은 복수의 투명 스페이서 플레이트를 포함하고, LOE 및 투명 스페이서 플레이트는 LOE의 주요 평행 표면과 수직인 접착된 스택의 길이를 따라 번갈아 배치된다.

선택적으로, 적어도 2개의 절단 평면은 이 사이에 끼워진 LOE 중 하나를 갖는 연속적인 스페이서 플레이트에 위치된다.

선택적으로, 본 발명의 실시형태에 따른 방법 중 임의의 하나는: 한 쌍의 평행면의 면 중 하나 이상에서 덮개판을 슬라이스와 광학적으로 결합시키는 단계를 더 포함한다.

선택적으로 덮개판은 반사 코팅을 포함한다.

선택적으로, 덮개판을 슬라이스와 광학적으로 결합시키는 단계는 덮개판을 한 쌍의 평행면의 면 중 하나 이상과 접착시키는 단계를 포함한다.

선택적으로, 접착은 슬라이스를 생성하기 위해 사용된 재료의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 광학 시멘트를 사용하여 수행된다.

선택적으로, 덮개판은 결합 표면과 대면 관계가 되는 한 쌍의 평행면의 면 중 하나에서 슬라이스와 광학적으로 결합되고, 덮개판은 편광 관리 속성을 갖는다.

선택적으로, 덮개판은 파장판 또는 편광판 중 적어도 하나를 포함한다.

또한, 본 발명의 교시내용의 일 실시형태에 따라 광학 개구 배율기 제작 공정의 중간 작업 제품인 광학 구조체가 제공된다. 광학 구조체는: 한 쌍의 평행면을 포함하는 복수의 외부면, 및 한 쌍의 평행면에 대해서 비스듬한 제1 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면을 포함하는 제1 부분; 및 결합 표면을 포함하는 복수의 외부 표면, 및 결합 표면에 대해서 비스듬한 제2 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면을 포함하는 제2 부분을 포함하고, 제2 부분은 한 쌍의 평행면의 면 중 하나가 결합 표면과 대면 관계에 있고 광학 구조체가 제1 부분 및 제2 부분을 통과하고 결합 표면과 수직인 적어도 2개의 실질적으로 평행한 절단 평면을 통해 슬라이스될 때 적어도 하나의 광학 개구 배율기가 생성되도록 제1 부분과 광학적으로 결합된다.

선택적으로, 제2 부분은 코팅된 투명판의 접착된 스택으로 형성된다.

선택적으로, 제2 부분은 광 가이드 광학 요소(LOE)의 접착된 스택으로서 형성되고, 접착된 스택의 각각의 LOE는 한 쌍의 주요 평행 표면 및 한 쌍의 주요 평행 표면에 대해서 비스듬한 제2 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면의 서브세트를 갖는다.

선택적으로, 접착된 스택은 복수의 투명 스페이서 플레이트를 포함하고, LOE 및 투명 스페이서 플레이트는 LOE의 주요 평행 표면과 수직인 접착된 스택의 길이를 따라 번갈아 배치된다.

선택적으로, 광학 구조체는: 결합면을 포함하는 복수의 외부면, 및 결합면에 대해서 비스듬한 복수의 상호 평행한 내부 표면을 갖는 제3 부분을 더 포함하고, 제3 부분은 제3 부분의 결합면이 제1 부분의 외부면 중 하나와 대면 관계에 있도록 제1 부분과 광학적으로 결합된다.

또한, 본 발명의 교시내용의 일 실시형태에 따라 광학 개구 배율기 제작 공정의 중간 작업 제품인 광학 구조체가 제공된다. 광학 구조체는: 한 쌍의 평행면을 포함하는 복수의 외부면 및 제1 쌍의 평행면에 대해서 비스듬한 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면을 갖는 제1 부분; 및 코팅된 투명판의 접착된 스택으로 형성되고, 코팅된 투명판의 주요 표면에 대해서 비스듬한 결합 표면을 포함하는 복수의 외부 표면을 갖는 제2 부분을 포함하고, 제1 부분은 한 쌍의 평행면의 면 중 하나가 결합 표면과 대면 관계에 있고 광학 구조체가 제1 및 제2 부분을 통과하고 결합 표면과 수직인 적어도 2개의 실질적으로 평행한 절단 평면을 통해 슬라이스될 때 적어도 하나의 광학 개구 배율기가 생성되도록 제2 부분과 광학적으로 결합된다.

선택적으로, 접착된 스택은 한 쌍의 면을 갖고, 제2 부분은 접착된 스택의 한 쌍의 면의 면 중 적어도 하나에 대해 각도를 이루는 절단 평면을 따라 접착된 스택을 절단함으로써 형성된다.

선택적으로, 결합 표면은 절단 평면의 위치에서 제2 부분을 연마함으로써 형성된다.

또한, 본 발명의 교시내용의 일 실시형태에 따라 광학 개구 배율기 제작 공정의 중간 작업 제품인 광학 구조체가 제공된다. 광학 구조체는: 한 쌍의 평행면을 포함하는 복수의 외부면, 및 한 쌍의 평행면에 대해서 비스듬한 제2 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면을 포함하는 제2 부분; 및 광 가이드 광학 요소(LOE)의 접착된 스택을 포함하는 제2 부분을 포함하고, 접착된 스택의 각각의 LOE는 한 쌍의 주요 평행 표면 및 한 쌍의 주요 평행 표면에 대해서 비스듬한 제1 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면을 갖고, 제1 부분은 한 쌍의 평행면의 면 중 하나가 제2 부분의 결합 표면과 대면 관계에 있고 한 쌍의 평행면이 접착된 스택의 LOE의 각각의 한 쌍의 주요 평행 표면과 수직이 되도록 제2 부분과 광학적으로 결합된다.

선택적으로, 접착된 스택은 복수의 투명 스페이서 플레이트를 포함하고, LOE 및 투명 스페이서 플레이트는 LOE의 주요 평행 표면과 수직인 접착된 스택의 길이를 따라 번갈아 배치된다.

선택적으로, 본 발명의 실시형태에 따른 중간 작업 제품 중 임의의 하나는: 한 쌍의 평행면의 면 중 하나 이상에서 제1 부분과 광학적으로 결합된 덮개판을 더 포함한다.

선택적으로, 덮개판은 반사 코팅을 포함한다.

선택적으로, 덮개판은 한 쌍의 평행면의 면 중 하나에 덮개판을 접착함으로써 제1 부분과 광학적으로 결합된다.

선택적으로, 접착은 제1 부분을 생성하기 위해 사용된 재료의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 광학 시멘트를 사용하여 수행된다.

선택적으로, 덮개판은 결합 표면과 대면 관계에 있는 한 쌍의 평행면의 면 중 하나에서 제1 부분과 광학적으로 결합되고, 덮개판은 편광 관리 속성을 갖는다.

선택적으로, 덮개판은 파장판 또는 편광판 중 적어도 하나를 포함한다.

본 명세서에서 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술 및/또는 과학 용어는 본 발명이 속하는 당업자에 의해 공통적으로 이해될 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 설명된 것과 유사하거나 등가인 방법 및 재료가 본 발명의 실시형태의 실행 또는 테스트에서 사용될 수 있더라도, 예시적인 방법 및/또는 재료가 하기에서 설명된다. 상충하는 경우에, 정의를 포함하는 특허 명세서가 제어될 것이다. 게다가, 재료, 방법, 및 예는 예시일 뿐이며 반드시 제한하도록 의도되지 않는다.

본 발명의 일부 실시형태는 첨부된 도면을 참조하여, 단지 예로서 본 명세서에서 설명된다. 도면을 구체적으로 상세하게 참조하면, 도시된 특정 사항은 예에 의한 것이고 본 발명의 실시형태의 예시적인 논의의 목적을 위한 것임이 강조된다. 이와 관련하여, 도면과 함께 취해진 설명은 본 발명의 실시형태가 실시될 수 있는 방법을 당업자에게 명백하게 한다.
이제 유사한 참조 부호 또는 문자가 대응하거나 유사한 구성요소를 나타내는 도면에 주의를 기울인다. 도면에서:
도 1A 및 도 1B는 각각, 본 발명의 실시형태의 교시에 따른 제작 공정을 사용하여 제작될 수 있는, 복수의 부분 반사 내부 표면을 갖는 제2 얇은 슬래브형 광학 도파관과 광학적으로 결합된, 복수의 부분 반사 내부 표면을 갖는 제1 직사각형 광학 도파관을 갖는 광학 개구 배율기의 개략 측면도 및 정면도이고;
도 2A 내지 도 2I는 본 발명의 제1 세트의 실시형태에 따른, 도 1A 및 도 1B의 광학 개구 배율기와 같은, 광학 개구 배율기의 제작 공정에서 사용된 일련의 단계를 예시하는 개략 등각 투영도이고;
도 3A 및 도 3B는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 도 2A 내지 도 2I의 공정에서 사용되는 슬라이스 광학 구조체를 제작하기 위해 사용될 수 있는 일련의 단계를 예시하는 개략 등각 투영도이고;
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 슬라이스 광학 구조체를 제작하기 위해 사용될 수 있는 또 다른 기술을 예시하는 개략 등각 투영도이고;
도 5A 내지 도 5D는 본 발명의 제2 세트의 실시형태에 따른, 광학 개구 배율기의 제작 공정에서 사용된 일련의 단계를 예시하는 개략 등각 투영도이고;
도 6A는 본 발명의 실시형태에 따른, 광학 개구 배율기의 제작 공정에서 사용될 수 있고, 다수의 광학 결합-인 구성이 추출될 수 있는 광학 구조체의 개략적인 평면도이고;
도 6B 내지 도 6D는 각각, 도 5A 내지 도 5D의 공정의 단계 중 하나에서 생성되는 또 다른 광학 구조체와 광학적으로 결합된 도 6A의 광학 구조체의 개략적인 평면도, 정면도, 및 등각 투영도이고; 그리고
도 6E는 본 발명의 실시형태에 따른 제작 공정을 사용하여 생성될 수 있는 광학 개구 배율기의 개략적인 등각 투영도.

본 발명의 실시형태는 이러한 제작 방법/공정에서 중간 작업 제품인 직사각형 도파관 및 광학 구조체를 갖는 광학 개구 배율기의 제작 방법/공정을 제공한다.

본 발명에 따른 방법 및 중간 작업 제품의 원리 및 동작은 설명을 수반하는 도면을 참조하여 더 양호하게 이해될 수 있다. 첨부된 도면에는 임의로 표기되지만 도면 사이에 일치하는 xyz 좌표계가 제공된다. 이 xyz 좌표계는 도면 사이에 공통 기준 프레임을 제공함으로써 개시된 실시형태를 더 양호하게 설명하기 위해 본 명세서에서 사용된다.

본 발명의 적어도 하나의 실시형태를 상세하게 설명하기 전에, 본 발명이 다음의 설명에 제시되고/거나 도면 및/또는 예에 예시된 구성요소 및/또는 방법의 구성 및 배열의 상세에 대한 이의 적용에 있어서 반드시 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 발명은 다른 실시형태가 가능하거나 다양한 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다. 처음에, 이 문서 전체에서 예를 들면, 상단 및 하단, 상부 및 하부, 전방 및 후방, 등과 같은 방향에 대한 참조가 이루어진다. 이 방향 참조는 단지 예시적이고, 제공의 용이성을 위해서만 사용되고 도면에 예시된 바와 같은 임의의 방향을 참조한다. 최종 광학 디바이스는 임의의 요구된 방향으로 배치될 수 있다.

서론으로서, 본 명세서에서 전문이 참조에 의해 원용되는 공동 소유의 미국 특허 제10,133,070호는 일반적으로, 도 1A 및 도 1B에 도시된 광학 개구 배율기(1)의 다양한 실시형태를 설명한다. 광학 개구 배율기(1)는 증강 현실 애플리케이션을 위한 근안 디스플레이 또는 헤드업 디스플레이의 일부로서 사용하기 위해 특히 적합하다. 일반적인 용어에서, 광학 개구 배율기(1)("광학 디바이스"로도 지칭됨)는 신장 방향(본 명세서에서 임의로 "x축"에 대응하는 것으로 예시됨)을 갖는 제1 광학 도파관(10)을 포함한다. 제1 광학 도파관(10)은 투광성 재료로 형성되고 직사각형 단면을 형성하는 제1 및 제2 쌍의 평행면(12a, 12b, 14a, 14b)을 갖는다(즉, 제1 및 제2 쌍의 면은 수직이다). 제1 광학 도파관(10)은 또한 추가의 쌍의 면(16a, 16b)(평행면일 수 있거나 그렇지 않을 수 있음)을 갖는다. 면(16a, 16b)이 평행면인 특정 실시형태에서, 면(16a, 16b)은 제1 및 제2 쌍의 면(12a, 12b, 14a, 14b)과 수직일 수 있다. 제1 광학 도파관(10)은 제1 광학 도파관(10)을 적어도 부분적으로 가로지르고 제1 광학 도파관(10)의 신장 방향에 대해서 비스듬하게 기울어지는 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면("소면(facet)"으로도 지칭됨)(40)을 갖는다(즉, 소면(40)은 면(12a, 12b)에 대해서 비스듬하다).

이 문서 전체에서, 용어 "면", "외부면", 및 "외부 표면"은 상호 교환 가능하게 사용된다. 명백해질 바와 같이, 이러한 면 중 일부는 주요 면("주요 외부면" 또는 "주요 외부 표면"으로도 지칭됨)이다.

광학 개구 배율기(1)는 또한 제1 광학 도파관(10)과 광학적으로 결합되고, 제3 쌍의 평행면(22a, 22b)을 갖는 제2 광학 도파관(20)을 포함한다. 여기서 또한, 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면("소면")(45)은 제2 광학 도파관(20)을 적어도 부분적으로 가로지르고 면(22a, 22b)에 대해서 비스듬히 기울어진다. 제2 광학 도파관(20)은 또한 2개의 추가의 쌍의 면(24a, 24a, 26a, 26b)을 갖고, 이의 각각은 면(22a, 22b)과 평행하지 않고, 이의 각각은 한 쌍의 평행면일 수 있거나 아닐 수 있다. 특정 실시형태에서, 3개의 쌍의 면(22a, 22b, 24a, 24b, 26a, 26b)은 서로 수직이다. 특정 실시형태에서, 소면(28)은 또한 면(24a, 24b) 중 하나 또는 둘 다에 대해서 비스듬히 기울어지지만, 논의되는 바와 같이, 다른 실시형태에서 소면(28)은 면(24a, 24b) 중 하나 또는 둘 다와 평행하고/거나 면(26a, 26b) 중 하나 또는 둘 다와 수직일 수 있다.

제2 광학 도파관(20)은 또한 투광성 재료(투광성 기판)로, 바람직하게는, (2개의 광학 도파관(10, 20)이 동일한 굴절률을 갖도록) 제1 광학 도파관(10)를 형성하기 위해 사용되는 동일한 재료로 형성되지만, 얇은 슬래브형 도파관을 형성하고, 여기서 2개의 쌍의 면(24a, 24b, 26a, 26b) 사이의 거리는 면(22a, 22b) 사이의 거리보다 적어도 한 자릿수 더 크다.

광학 도파관(10, 20) 사이의 광학 결합(면(12b, 24a) 사이의 인터페이스에서), 및 부분 반사 표면(40, 45)의 배치 및 구성은 시준된 이미지(광학 이미지 생성기에 의해 생성됨, 도시되지 않음)에 대응하는 이미지 광(30)("광 빔" 또는 "빔"으로도 지칭됨)이 제1 및 제2 쌍의 평행면(12a, 12b, 14a, 14b) 둘 다에 대해서 비스듬한 결합 각도로 초기 전파 방향을 따라 제1 광학 도파관(10)에 결합(주입)될 때, 이미지가 제2 광학 도파관(20)에 결합되도록 부분 반사 표면(40)에서 반사된 이미지의 세기의 비율에 따라, 제1 광학 도파관(10)을 따라 4중 내부 반사(이미지(a1, a2, a3, a4))에 의해 진행되고, 이어서 뷰어의 눈(47)에 의해 보여진, 가시 이미지(c)로서 평행면(22b) 중 하나로부터 외측으로 지향되도록 부분 반사 표면(45)에서 반사된(편향된) 이미지의 세기의 비율에 따라, 제2 광학 도파관(20) 내에서 2중 내부 반사(이미지(b1, b1))를 통해 전파되도록 한다.

제1 광학 도파관(10)은 또한 주입된 이미지를 2개의 세트의 평행면(12a, 12b, 14a, 14b) 사이의 반사에 의해 2차원으로 가이드한다는 의미에서 2차원(2D) 도파관으로 지칭되고, 제2 광학 도파관(20)은 또한 주입된 이미지를 한 쌍의 평행면(22a, 22b) 사이에 1차원으로만 가이드한다는 의미에서 1차원(1D) 도파관으로 지칭된다. 제2 광학 도파관(20)은 또한 본 명세서에서 광 가이드 광학 요소(LOE) 또는 1D LOE로 호환 가능하게 지칭된다.

미국 특허 제10,133,070호는 또한, 광학 개구 배율기(1)의 제작 공정을 설명한다. 이 공정은 2개의 광학 도파관(10, 20)을 개별적으로 제조하고, 이어서, 개별적인 광학 개구 배율기를 생성하기 위해 2개의 개별적인 도파관(10, 20)을 함께 결합한 것에 의존한다. 그러나, 이러한 제작 공정은 광학 개구 배율기의 대규모 생성을 더욱 어렵게 만든다.

본 발명의 실시형태는 광학 개구 배율기(1)를 제작하기 위해 사용될 수 있는 공정을 제공한다. 다음의 설명으로부터 명백해질 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 제작 공정은 대형 광학 표면에 대해 직각도 및 평행도를 유지하면서, 증강 현실 애플리케이션을 위한 근안 디스플레이 또는 헤드업 디스플레이의 일부로서 사용하기 위해 특히 적합한, 광학 개구 배율기의 대규모 생성을 가능하게 하고, 그에 의해 더 엄격한 제조 공차를 가능하게 한다.

제1 세트의 실시형태에서, 도 2A 내지 도 2I를 참조하여 설명되는 바와 같이, 코팅된 투명판의 접착된 스택이 얻어진다. 투명판의 코팅된 표면은 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(궁극적으로 소면(45)을 형성함)을 형성한다. 접착된 스택은 코팅된 투명판의 주요 표면에 대해서 비스듬한 결합 표면을 포함하는 복수의 외부 표면을 갖는 광학 구조체를 형성하기 위해 절단 평면을 따라 절단된다(즉, 결합 표면은 부분 반사 내부 표면(45)에 대해서 비스듬하다). 한 쌍의 외부 평행면 및 한 쌍의 평행면에 대해서 비스듬한 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(궁극적으로 소면(40)을 형성함)을 갖는 슬라이스(그 자체가 광학 구조체임)는 제2 광학 구조체를 형성하기 위해 결합 표면에서 광학 구조체와 광학적으로 결합된다. 이어서, 이 제2 광학 구조체는 하나 이상의 광학 개구 배율기(1)를 추출하기 위해 결합 표면과 수직인 2개 이상의 평행 절단 평면을 따라 슬라이스된다.

제2 세트의 실시형태에서, 도 5A 내지 도 5D를 참조하여 설명되는 바와 같이, LOE(20)의 접착된 스택이 얻어진다. LOE의 이 결합된 스택은 LOE(20)의 소면(45)에 대해서 비스듬한(및 또한 LOE(20)의 면(22a, 22b)과 수직인) 결합 표면을 갖는 제1 광학 구조체를 구성한다. 제1 세트의 실시형태에서와 유사하게, 한 쌍의 외부 평행면 및 한 쌍의 평행면에 대해서 비스듬한 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(궁극적으로 소면(40)을 형성함)을 갖는 슬라이스는 제2 광학 구조체를 형성하기 위해 결합 표면에서 광학 구조체와 광학적으로 결합된다. 이어서, 이 제2 광학 구조체는 하나 이상의 광학 개구 배율기(1)를 추출하기 위해 결합 표면과 수직인 2개 이상의 평행 절단 평면을 따라 슬라이스된다. 이 경우에, 절단 평면은 LOE(20)의 면(22a, 22b)과 평행하고, 특정 경우에 대략적으로 LOE(20)의 면(22a, 22b)에 위치될 수 있다. 논의되는 바와 같이, 특정 실시형태에서 LOE(20)의 접착된 스택은 LOE(20) 및 스페이서 플레이트가 LOE(20)의 면(22a, 22b)과 수직인 접착된 스택의 길이를 따라 번갈아 배치되는 복수의 투명 스페이서 플레이트를 포함할 수 있다. 이러한 실시형태에서, 연속적인 절단 평면은 이 사이에 끼워진 하나의 LOE를 갖는 연속적인 스페이서 플레이트에 위치된다.

이어지는 설명으로부터 명백해질 바와 같이, 이 세트의 실시형태 둘 다는 일반적으로, 다음을 포함하는 단계를 이용한다: 1) 한 쌍의 외부 평행면 및 한 쌍의 평행면에 대해서 비스듬한 복수의 내부 표면(궁극적으로 소면(40)을 형성함)을 갖는 슬라이스를 얻는 단계; 2) i) 결합 표면을 포함하는 복수의 외부 표면, 및 ii) 결합 표면에 대해서 비스듬한 결합 표면을 갖는 제1 광학 구조체를 얻는 단계; 3) 슬라이스의 한 쌍의 평행면의 면 중 하나가 제1 광학 구조체의 결합 표면과 대면 관계에 있도록 슬라이스를 광학 구조체와 광학적으로 결합시킴으로써 제2 광학 구조체를 형성하는 단계; 및 4) 결합 표면과 수직인 적어도 2개의 절단 평면을 통해 제2 광학 구조체를 절단하는 단계.

이제 도 2A 내지 도 2I를 참조하면, 본 발명의 제1 세트의 실시형태에 따른, 광학 개구 배율기(1)와 같은 광학 개구 배율기를 제작하기 위해 사용될 수 있는 바람직한 방법(공정)의 예시된 단계들이 있다.

도 2A에 예시된 바와 같이, 한 쌍의 평행면(112a, 112b)을 포함하는 복수의 외부면을 갖는 슬라이스(110)가 얻어진다. 슬라이스(110)는 또한 면(112a, 112b)에 대해서 비스듬한 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(소면)(40)을 갖는다. 게다가, 슬라이스(110)는 또 다른 쌍의 면(114a, 114b)을 갖고, 이는 특정 실시형태에서 또한 면(112a, 112b)과 함께 직사각형 단면을 형성하는 한 쌍의 평행면이다. 슬라이스(110)는 또한 평행면일 수 있거나 또는 아닐 수도 있는 추가의 쌍의 면(116a, 116b)을 가질 수 있다. 특정 실시형태에서, 슬라이스(110)의 3개의 쌍의 면(112a, 112b, 114a, 114b, 116a, 116b)은 서로 직교한다.

삽입구로서, 슬라이스(110) 자체는 광학 구조체이고, 용어 "슬라이스"는 본 명세서에서 광학 구조체(110)가 생성될 수 있는 바람직한 방법을 참조하는 방식으로서 명명 규칙으로서 사용된다. 일반적으로, 슬라이스(110)는 다양한 방식으로 얻어질 수 있고 전형적으로, 이에 의해 슬라이스는 적층된 판으로 형성된 광학 구조체로부터 "슬라이스 아웃"된다. 하나의 예시적인 방법에서, 도 3A에 예시된 바와 같이, 평행한 상부 및 하부 표면(103a, 103b)을 갖는 복수의 코팅된 투명판(102)이 얻어진다. 코팅된 투명판의 코팅은 소면(40)의 부분 반사성을 제공하는(즉, 소면(40)이 부분적으로 반사되도록) 선택적 반사 코팅이다. 판(102)은 엇갈린 스택으로 정렬되고 배열되고, 도 3B에 예시된 바와 같이 접착된 스택(101)을 형성하기 위해 함께 접착된다. 접착은 각각의 판(102)에 대해, 판의 하부 표면(103b)이 인접한 판의 상부 표면(103a)과 결합되도록 한다. 이 문서 전체에서, 용어 "결합된" 또는 "결합"은 광학 시멘트나 아교, 또는 임의의 다른 적합한 접착제를 사용하여 부착되거나 부착하는 것을 의미하는 것으로 이해해야 한다.

이어서, 접착된 스택(101)은 하나 이상의 슬라이스(110)를 생성하기 위해 표면(103a, 103b)에 대해서 비스듬한 적어도 2개의 평행 절단 평면(도 3B에서 점선(104)으로 표시됨)을 따라 절단된다. 절단 평면(104)은, 바람직하게는, 미리 결정되고 균일한 간격으로 이격된다. 절단 평면(104)을 따르는 절단의 결과로서, 각각의 슬라이스(110)는 한 쌍의 평행면(112a, 112b) 및 면(112a, 112b)에 대해서 비스듬한 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(소면)(40)을 갖는다. 절단 평면(104)이 최종 직사각형 도파관(10)에서 소면(40)의 경사각을 정의한다는 것에 유의한다. 예시된 실시형태에서, 평면(104)은 판(102)(도면에서 xy 평면과 평행한 평면에 있음)의 측면 표면과 수직이다. 그러나, 특정 실시형태에서, 절단 평면(104)은 소면(40)이 또한 평행면(114a, 114b)에 대해 기울어지도록, 측면 표면(xy 평면)에 대해 경사각을 가질 수 있다. 스택(101)은 슬라이스(110)의 다른 쌍의 면(114a, 114b, 116a, 116b) 중 하나 이상을 설정하기 위해, 평면(104)에 직교하는 것이 바람직하지만 반드시 그런 것이 아닌 하나 이상의 쌍의 절단 평면(바람직하게는, 하나 이상의 쌍의 평행 절단 평면이지만, 반드시 그런 것은 아님)을 따라 더 절단될 수 있다.

슬라이스(110)를 얻기 위한 또 다른 예시적인 방법이 도 4에 예시된다. 여기서, 판(102)는 엇갈리지 않은 접착된 스택(109)(즉, 직사각형 또는 대략 직사각형 블록)을 형성하도록 정렬되고 접착되고, 이어서, 하나 이상의 슬라이스(110)를 추출하기 위해 평행 절단 평면(104')(표면(103a, 103b)에 대해서 비스듬함)을 따라 절단된다. 예시된 실시형태에서, 평면(104')은 판(102)(도면에서 xy 평면과 평행한 평면에 있음)의 측면 표면과 수직이다. 그러나, 특정 실시형태에서, 절단 평면(104')은 소면(40)이 또한 평행면(114a, 114b)에 대해서 비스듬해지도록, 측면 표면(xy 평면)에 대해 경사각을 가질 수 있다. 또한, 스택(101)과 유사하게, 스택(109)은 슬라이스(110)의 다른 쌍의 면(114a, 114b, 116a, 116b) 중 하나 이상을 설정하기 위해, 평면(104')에 직교하는 것이 바람직하지만 반드시 그런 것이 아닌 하나 이상의 쌍의 절단 평면(바람직하게는, 하나 이상의 쌍의 평행 절단 평면이지만, 반드시 그런 것은 아님)을 따라 더 절단될 수 있다.

이제 도 2A 내지 도 2I를 참조하면, 특정 실시형태에서, 판(120a)은 도 2B 및 도 2C에 예시된 바와 같이, 슬라이스(110)의 면(112a)과 정렬되고, 이에 적용될 수 있다. 대안적으로, 또는 게다가, 판(120b)은 또한, 도 2B 및 도 2C에 예시된 바와 같이, 슬라이스(110)의 면(112b)과 정렬되고, 이에 적용될 수 있다. 면(112a, 112b)에 대한 판(120a, 120b)의 적용은 면(112a, 112b)에서 판(120a, 120b)과 슬라이스(110) 사이의 광학 결합을 구성한다. 특정 실시형태에서, 광학 결합은 접착에 의해 달성되고, 이에 의해 판(120a)은 판이 면(112a)과 결합되도록 슬라이스(110)에 접착되고/거나, 판(120b)는 판(120b)이 면(112b)과 결합되도록 슬라이스(110)에 접착된다.

덮개판(120a, 120b) 둘 다는 예를 들면, 면(112a, 112b) 중 어느 하나 또는 둘 다의 연마 동안 슬라이스(110)에 형성될 수 있는 칩에 대해 보호함으로써 슬라이스(110)에 기계적 보호를 제공할 수 있다. 기계적 보호를 제공한 것에 더하여, 덮개판(120a, 120b)은 다양한 재료 또는 코팅을 이에 적용함으로써 광학 기능을 제공할 수 있다. 하나의 예에서, 판(120a)(및/또는 판(120b))은 도파관(10)의 면(12a)(및/또는 면(12b))에서 내부 반사의 조건을 또한 보존하면서, 외부(실세계) 장면으로부터의 광이 도파관(10)에 진입하는 것을 방지하는 반사 코팅을 포함한다. 또 다른 예에서, 판(120a)(및/또는 판(120b)) 및 슬라이스(110)를 함께 접착하기 위해 사용된 광학 시멘트는 판(120a, 120b)과 슬라이스(110) 사이의 인터페이스에서의 먼지, 부스러기, 또는 다른 미립자의 축적에도 불구하고 도파관(10)의 면(12a)(및/또는 면(12b))에서 내부 전반사의 조건을 유지하기 위해 낮은 굴절률(슬라이스(110)가 구성되는 굴절률보다 낮은 즉, 판(102)의 굴절률보다 낮음)을 갖는다. 예를 들면, 대략 1.35의 굴절률을 갖는 광학 시멘트는 판(120a, 120b)을 슬라이스(110)에 접착하기 위해 특히 적합할 수 있다.

특정 실시형태에서, 판(120a 또는 120b) 중 하나는 도파관(10)으로부터 도파관(20)으로 송신될 광의 편광을 제어하거나 수정하기 위해 편광 관리 속성을 가질 수 있다(즉, 판(120b)은 편광 관리판일 수 있다). 편광 관리판은 예를 들면, 파장판(반파장판과 같음) 및/또는 편광판으로서 구현될 수 있다.

위에서 언급된 재료 또는 코팅을 갖는 광학 결합판(120a, 120b) 대신에, 재료 또는 코팅이 면(112a, 112b) 중 어느 하나 또는 둘 다에 직접적으로 적용될 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들면, 원치 않는 반사를 방지하고 면(112a) 및/또는 면(112b)에서 내부 반사의 조건을 보존하기 위해 반사 코팅이 면(112a, 112b) 중 어느 하나 또는 둘 다에 직접적으로 적용될 수 있다.

이제 도 2D을 참조하면, 평행한 상부 및 하부 주요 표면(203a, 203b)을 갖는 복수의 코팅된 투명판(202)이 얻어진다. 코팅된 투명판의 코팅은 광학 도파관(20)의 소면(45)의 부분 반사성을 제공하는(즉, 소면(45)이 부분적으로 반사적이 되도록) 선택적으로 반사 코팅이다.

판(202)은 스택(바람직하게는, 엇갈리지 않은 스택)으로 정렬되고 배열되고, 도 2E에 예시된 바와 같이, 평행판(202)의 접착된 스택(210)을 형성하기 위해 함께 접착된다. 접착은 각각의 판(202)에 대해, 판의 하부 표면(203b)이 인접한 판의 상부 표면(203a)과 결합되도록 한다. 접착된 스택(210)은 3개의 쌍의 면(212a, 212b, 214a, 214b, 216a, 216b)을 갖고, 이의 각각은 한 쌍의 평행면일 수 있고 아닐 수 있다. 면(212a, 212b)은, 바람직하게는, 평행면이고 따라서, 바람직하게는, 판(202)의 표면(203a, 203b)과 평행하다. 게다가, 접착된 스택(210)의 상단 판의 표면(203a)은 면(212a)을 형성하고, 접착된 스택(210)의 하단 판의 표면(203b)은 면(212b)을 형성한다.

특정 실시형태에서, 쌍의 면(212a, 212b 및 214a, 214b)은 두 쌍의 평행면이고 함께 직사각형 단면을 형성한다. 특정 실시형태에서, 접착된 스택(210)의 각각의 쌍의 면은 한 쌍의 평행면이고, 3개의 쌍의 면(212a, 212b, 214a, 214b, 216a, 216b)은 서로 직교한다. 일반적으로, 접착된 스택(210)의 임의의 쌍의 면이 초기에 한 쌍의 평행면이 아닌 경우, 이 쌍의 면 중 어느 하나 또는 둘 다가 쌍의 면 사이에서 평행도를 성취하기 위해 연마될 수 있음에 유의한다.

도 2E에 예시된 비제한적인 실시형태의 예시적인 스택(210)이 엇갈리지 않은 스택이고, 이에 의해 일반적으로, 편평하고 매끄러운 면(214a, 214b, 216a, 216b)을 형성하기 위해 판(202)의 다양한 측면 표면(즉, 상부 및 하부 표면(203a, 203b) 이외의 판(202)의 표면)이 정렬되고 동일 평면에 있음에 유의한다. 예를 들면, yz 평면과 평행한 평면에 있는 판(202)의 전면 표면은 면(214a)을 형성하도록 정렬되고, yz 평면과 평행한 평면에 있는 판(202)(도시되지 않음)의 후면 표면은 면(214a)을 형성하도록 정렬되고, 이에 의해 면(214a, 214b)의 각각은 일반적으로, 편평하고 매끄러운 표면이다. 유사한 원리가 면(216a, 216b)을 형성하는 측면 표면에 적용된다. 그러나, 특정 실시형태에서, 예를 들면, 스택(210)이 엇갈린 스택으로서 형성되는 실시형태에서, 면(214a, 214b, 216a, 216b) 중 하나 이상은 스택(210)을 형성하는 구성 판(202)의 측면 표면의 스텝 또는 깊이의 변동(즉, 셋 다운 또는 스텝 업)을 포함할 수 있다. 따라서, 면(214a, 214b, 216a, 216b)을 설명하고 요구하기 위한 본 명세서에서 설명된 바와 같이 용어 "면"은 일반적으로, 이 면을 형성하는 판(202)의 표면과 평행한 평면에 있는 겉보기 면을 언급한다. 예를 들면, 면(214a)은 판(202)의 전면 표면의 깊이 변동에도 불구하고, yz 평면과 평행한 평면에 있는 겉보기 면을 언급한다. 스택(210)이 엇갈리지 않은 스택이고 판(202)이 완벽하게 정렬되는(예를 들면, 도 2E에 예시된 바와 같이) 실시형태에서, 겉보기 면 및 실제 면은 동일한 것이다.

이제 도 2F 및 도 2G를 참조하면, 광학 구조체(220)(도 2G)는 접착된 스택(210)으로부터 생성된다. 광학 구조체(220)는 코팅된 투명판(202)의 주요 표면(203a, 203b)에 대해서 비스듬한(즉, 결합 표면(222)은 코팅된 투명판(202)으로 형성된 내부 소면(45)에 대해서 비스듬할 것임) 평면 결합 표면(222)("결합면", "인터페이싱 표면", "인터페이스 표면", 또는 단순하게 "면"(222)으로도 지칭됨)을 포함하는 복수의 외부 표면(면)을 갖는다. 제2 도파관(20)의 면(24a)은 궁극적으로, 결합 표면(222)으로 형성되고 따라서, 결합 표면(222)의 일부는 2개의 도파관(10, 20) 사이의 인터페이스 평면의 일부를 형성한다.

광학 구조체(220)의 외부면은 또한, 결합 표면(222)에 일정 각도로 인접하는 주요 면(234a)(아래에 설명되는 바와 같이, 접착된 스택(210)의 면(214a)으로 형성됨)을 포함한다. 도 2G에 예시된 실시형태와 같은 특정 실시형태에서, 결합 표면(222)과 면(234a) 사이의 인접 각도는 90°이다(즉, 결합 표면(222)은 면(234a)과 수직이다). 다른 실시형태에서, 결합 표면(222)과 면(234a) 사이의 인접 각도는 경사각, 바람직하게는, 예각이다. 이러한 경사각 실시형태는 제2 광학 도파관(20)의 소면(45)이 제1 광학 도파관(10)에 대해 경사각을 갖는(즉, 면(12a, 12b)에 대해 경사짐) 최종 광학 디바이스(광학 개구 배율기 제품)를 생성하기 위해 특히 적합하다. 특정한 경사각(및 바람직하게는, 예각)의 선택은 최종 광학 개구 배율기 제품의 광학 설계 사양에 기초할 수 있다.

특정 실시형태에서, 접착된 스택(210)(엇갈리지 않든 또는 엇갈리든)은 광학 구조체(220)를 생성하기 위해 절단 평면(204)(도 2F)을 따라 절단된다. 다른 실시형태에서, 광학 구조체(220)는 절단 평면(204)에 도달할 때까지 접착된 스택(210)의 부분(211)에서 재료를 점진적으로 제거하기 위해 접착된 스택(210)을 연삭 또는 연마함으로써 생성될 수 있다.

절단 평면(204)은, 바람직하게는, 면(212a)에 대해서 비스듬하고(따라서, 스택(210)/광학 구조체(220)을 형성하는 판(202)의 상부 및 하부 표면(203a, 203b)에 대해서 비스듬함), 절단 평면(204)이 면(212a, 216b)의 일부를 통과하고 결과적인 결합 표면(222)이 또한 면(212a)에 대해서 비스듬하고 면(214a)에 대해 각도를 이루도록 면(214a)에 대해 각도를 이룬다. 상기 논의된 바와 같이, 면(214a)에 대한 절단 평면(204)의 각도는, 특정 실시형태에서, 90°일 수 있고(즉, 절단 평면(204)은 면(214a)과 수직일 수 있음), 다른 실시형태에서, 경사각(바람직하게는, 예각)일 수 있다.

일반적으로, 절단 평면(204)과 면(214a) 사이의 원하는 각도로부터의 임의의 편차, 또는 결과적인 결합 표면(222)과 면(234a) 사이의 원하는 각도로부터의 임의의 편차는 결합 표면(222)에서(즉, 절단 평면(204)의 위치에서) 광학 구조체(220)를 더 연마하거나 슬라이스/절단함으로써 정정될 수 있다. 낭비를 피하기 위해, 결합 표면(222)의 길이(도 2G에서 "z" 방향으로 측정되는 길이)가 슬라이스(110)의 길이(또한 도 2A에서 "z" 방향으로 측정됨)에 대응하도록 광학 구조체(220)에서 절단 평면(204)의 위치가 바람직하게는 선택된다.

(절단 평면(204)에서 절단하거나 절단 평면(204)에 대해 연삭 또는 연마함으로써) 제거되는 접착된 스택(210)의 부분(211)은 특정 실시형태에서 일반적으로, 다음 면을 포함하는 삼각형 프리즘 부분일 수 있다: i) 면(212a)의 제1 부분(231a)(면(212a)의 소수 부분일 수 있음), ii) 면(214a, 214b)의 2개의 대략적인 삼각형 부분, 및 iii) 면(216b)의 일부(237)(직사각형 부분일 수 있음). 평면(204)이 면(214a)과 수직인 실시형태에서, 제1 부분(231a)은 직사각형 부분이다. 평면(204)이 면(214a)에 대해서 비스듬한 실시형태에서, 제1 부분(231a)은 비평행사변형(및 미국식 영어의 "사다리꼴")이다. 면(214a, 214b, 216a, 216b)의 맥락에서 용어 "면"을 정의하기 위해 사용된 원리가 또한 여기서 면(234a, 234b, 236a, 236b)의 맥락에서 적용된다는 점에 유의한다.

결과적으로, 특정 실시형태에서 광학 구조체(220)(부분(211)의 제거에 의해 형성됨)는 다음 면을 가질 수 있다: i) 면(232a)이 면(212a)의 제2 부분(이는 제1 부분(231a)의 제거 후에 면(212a)의 나머지 부분임)이고 면(232b)이 면(212b)과 동일한 한 쌍의 바람직한 평행면(232a, 232b), ii) 면(232a, 232b)과 수직일 수 있고 면(214a, 214b)의 삼각형 부분의 제거에 의해 형성되는 한 쌍의 바람직한(그러나 반드시 그런 것은 아님) 평행 사다리꼴 또는 일반적인 사변형 형상인 면(234a, 234b), iii) 면(216a)과 동일하고 면(232a, 232b, 234a, 234b)과 수직일 수 있는 면(236a), iv) 면(236a)과 평행할 수 있고 부분(237)의 제거 후에 면(216b)의 나머지 부분인 면(236b), 및 v) 면(232a)(즉, 부분(211)의 제거 후의 면(212a)의 나머지 부분)에 대해서 비스듬하고 면(234a)(즉, 부분(211)의 제거 후의 면(214a)의 나머지 부분)과 수직이거나(도 2G에서와 같이) 이에 대해서 비스듬한(바람직하게는, 예각인) 인터페이싱 면(222).

평면(204)이 면(214a)과 수직인 실시형태에서, 제2 부분(232a)은 직사각형 부분이다. 평면(204)이 면(214a)에 대해서 비스듬한 실시형태에서, 제2 부분(232a)은 비평행사변형(및 미국식 영어로 "사다리꼴")이다.

평면(204)이 부분(231a)과 면(232a) 사이의 경계를 제공(정의)하고, 또한 부분(237)과 면(236b) 사이의 경계를 제공함에 유의한다.

다시, 결합 표면(222)과 면(234a) 사이의 원하는 각도로부터의 임의의 편차는 절단 평면(204)의 위치에서 광학 구조체(220)를 연마함으로써 정정될 수 있다. 실제로, 결합 표면(222)이 2개의 도파관(10, 20) 사이에 인터페이스 평면의 부분을 궁극적으로 형성하기 때문에, 이는 결합 표면(222)이 높은 광학 품질을 갖는다는 것을 보장하기 위해 이러한 각도 편차가 없는 사례(또는 임의의 이러한 각도 편차가 너무 작아서 이것이 정정을 요구하지 않은 상황)에도 결합 표면(222)을 연마하는 것보다 바람직하다. 광학 구조체(220)가 접착된 스택(210)의 부분(211)에서 재료를 점진적으로 제거하기 위해 접착된 스택(210)을 연마함으로써 생성되는 실시형태에서, 어떠한 또 다른 연마 단계도 필요하지 않을 수 있다.

이제 도 2H를 참조하면, 슬라이스(110)는 광학 구조체(240)(광학 개구 배율기 제작 공정의 중간 작업 제품임)를 형성하기 위해 광학 구조체(220)와 광학적으로 결합되고, 이에 의해 면(112a, 112b)은 결합 표면(222)과 평행하고 이에 의해 면(112a 또는 112b) 중 하나는 결합 표면(222)과 대면 관계가 된다. 중간 작업 제품으로서, 광학 구조체(240)는 각각의 제1(또는 제2) 및 제2(또는 제1) 부분으로서 슬라이스(110) 및 광학 구조체(220)를 포함한다. 슬라이스(110)가 슬라이스(110)의 결합면(즉, 면(112a 또는 112b))에 임의의 덮개판을 포함하지 않는 실시형태에서, 광학 결합은 면(112a 또는 112b) 중 하나가 결합 표면(222)에 부착되도록 한다.

예시된 실시형태에서, 면(112b)은 결합 표면(222)과 대면 관계에 있는 것으로 도시되지만, 면(112a)은 대안적으로, 결합 표면(222)과 대면 관계가 될 수 있다. 면(112a, 112b) 중 결합 표면(222)과 대면 관계가 되도록 하는 면의 선택은 예를 들면, 도파관(10)에 대한 광학 이미지 생성기의 배치 위치를 포함하는, 최종 광학 개구 배율기 제품의 광학 설계 사양에 기초할 수 있다. 광학 결합은 면(112b)(또는 112a) 및 결합 표면(222)이 함께 결합되도록 접착제 접착에 의해 달성될 수 있다. 대안적으로, 광학 결합은 면(112b)(또는 112a)과 결합 표면(222) 사이에 설계된 두께의 공기 갭을 갖는 기계적 결합일 수 있다. 슬라이스(110)의 결합면(112b, 112a)이 덮개판을 갖는 실시형태에서, 슬라이스(110)와 광학 구조체(220) 사이의 광학 결합은 덮개판(120b(또는 120a))이 결합 표면(222)에 광학적으로 부착되도록 하고, 이는 덮개판(120b(또는 120a)) 및 결합 표면(222)이 함께 결합되도록 결합 표면(222)과 덮개판(120b(또는 120a))을 접착함으로써, 또는 덮개판(120b(또는 120a))과 결합 표면(222) 사이에 공기 갭을 갖는 기계적 결합을 통해 달성될 수 있다.

이어서, 광학 구조체(240)는 하나 이상의 광학 개구 배율기를 생성하기 위해 결합 표면(222)과 수직이고 슬라이스(110) 및 광학 구조체(220)를 통과하는 적어도 2개의 평행 절단 평면(도 2H에서 파선(244)으로 표시됨)을 따라 절단된다. 단일의 이러한 광학 개구 배율기가 도 2I에 도시된다. 도파관(10)이 절단 평면(244)에서 덮개판(120a)을 절단하는 결과로서 생성되는 덮개판(13a)을 면(12a)에 갖는다는 점에 유의한다.

도 2H 및 도 2I의 광학 구조체(240)로부터 단지 단일의 광학 개구 배율기가 슬라이스 아웃되는 것으로 도시되더라도, 접착된 스택(210)을 형성하기 위해 사용된 판(202)의 크기 및/또는 수를 증가시킴으로써 광학 구조체(240)로부터 복수의 광학 개구 배율기가 슬라이스 아웃될 수 있다.

광학 구조체(240)로부터 슬라이스 아웃되는 다수의 광학 개구 배율기 사이의 일관된 두께(본 명세서에서 "z축을 따라 임의로 측정됨)를 유지하기 위해, 절단 평면(244)이 미리 결정되고 균일한 간격으로 이격되는 것이 바람직하다.

절단 평면(244)과 결합 표면(222) 사이의 직각도는: i) 제1 광학 도파관(10)의 면(14a, 14b) 사이의 평행도, ii) 제1 및 제2 쌍의 평행면(12a, 12b, 14a, 14b) 사이의 직각도(그에 의해 면(12a, 12b, 14a, 14b)에 의한 직사각형 단면의 형성을 성취함), 및 iii) 제2 광학 도파관(20)의 면(22a, 22b) 사이의 평행도를 동시에 성취한다.

증가된 (최적의) 성능을 위해, 절단 평면(244)이 면(234a)과 수직인(따라서, 면(214a)과 수직임) 것이 또한 바람직하다. 특정 실시형태에서, 절단 평면(244)은 면(114a, 114b)과 평행할 수 있고, 다른 실시형태에서 절단 평면(244)은 면(114a, 114b)에 대해서 비스듬할 수 있다.

특정 실시형태에서, 슬라이스(110)의 내부 소면(40)의 평면은 절단 평면(244)과 수직이다. 소면(40)과 절단 평면(244) 사이의 직각도가 바람직한 실시형태에서, 슬라이스(110) 및 광학 구조체(220)가 직각도로부터의 최소 편차(예를 들면, 20 각초 이내)를 보장하기 위해 고도의 정확도로 정렬되어야 함에 유의한다.

다른 실시형태에서, 슬라이스(110)의 내부 소면(40)의 평면은 절단 평면(244)에 대해서 비스듬하다. 이러한 실시형태에서, 소면(40)과 절단 평면(244) 사이의 각도가 수직으로부터 먼, 예를 들면, 수직으로부터 적어도 10°, 더 바람직하게는, 적어도 20°인 것이 바람직하다.

소면(40)과 절단 평면(244) 사이의 원하는 각도를 성취하기 위해, 슬라이스(110)는 광학 개구 배율기(들)를 슬라이스 아웃하기 이전에 광학 구조체(220)와 정렬된다. 바람직하게는, 슬라이스(110)를 광학 구조체(220)와 광학적으로 결합시키는 단계 이전에 슬라이스(110)가 광학 구조체(220)와 정렬된다.

광학 구조체(220)와의 슬라이스(110)의 정렬은 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 하나의 예에서, 광학 구조체(220)를 고정된 위치 및 방향으로 유지하고 면(112b) 또는 덮개판(120b)(또는 면(112a) 또는 덮개판(120a))과 결합 표면(222) 사이의 평행도를 유지하고, 소면(40)과 절단 평면(244) 사이의 원하는 각도가 성취될 때까지(예를 들면, 직각도가 바람직한 경우 20 각초 내에서 90°, 또는 예를 들면, 소면(40)과 절단 평면(244) 사이의 경사각이 바람직한 경우 80°또는 이 미만) 광학 구조체(220)에 대해 슬라이스(110)(결합 표면(222)의 덮개판(120b)(또는 120a) 또는 면(112b)(또는 120a)과 함께)를 회전시킴으로써 정렬이 수행된다. 또 다른 예에서, 슬라이스(110)는 고정된 위치 및 방향으로 유지되고, 광학 구조체(220)는 면(112b) 또는 덮개판(120b)(또는 면(112a) 또는 덮개판(120a))이 소면(40)과 절단 평면(244) 사이의 원하는 각도가 성취될 때까지 결합 표면(222)에 있고 이과 평행하게 있는 동안 슬라이스(110)에 대해 회전된다. 여전히 또 다른 예에서, 슬라이스(110)도 광학 구조체(220)도 고정된 위치에 유지되지 않고, 슬라이스(110) 및 광학 구조체(220)는 면(112b) 또는 덮개판(120b)(또는 면(112a) 또는 덮개판(120a))이 소면(40)과 절단 평면(244) 사이의 원하는 각도가 성취될 때까지 결합 표면(222)에 있고 이과 평행하게 있는 동안 반대 방향으로 상대적으로 회전된다.

삽입구로서, 스택(210)/광학 구조체(220)를 형성하는 판(202)의 상부 및 하부 표면(203a, 203b)에 대한 결합 표면(222)의 경사각(따라서, 결합 표면(222)을 형성하는 절단 평면(204)의 경사각)이 부분적으로, 최종 광학 개구 배율기 제품의 제2 광학 도파관(20)의 소면(45)의 경사각을 정의함에 유의한다. 이것은 주로, 결합 표면(222) 및 절단 평면(244)의 방향의 상호 의존성 때문이다(즉, 절단 평면(244)은 결합 표면(222)과 수직이다). 예를 들면, 평면(204)/결합 표면(222)과 표면(203a, 203) 사이의 각도가 더 얕아짐에 따라(즉, 결합 표면(222)이 면(216b)과 평행하게 가까워짐에 따라), 절단 평면(244)은 제2 광학 도파관(20)의 면(22a, 22b)에 대해 더 얕은 경사각을 갖는 소면(45)을 생성할 것이다. 유사하게, 평면(204)/결합 표면(222)과 표면(203a, 203) 사이의 각도가 더 가파르게 됨에 따라(즉, 결합 표면(222)이 면(212a, 212b)과 평행하게 가까워짐에 따라), 절단 평면(244)은 제2 광학 도파관(20)의 면(22a, 22b)에 대해 더 가파른 경사각을 갖는 소면(45)을 생성할 것이다.

도 2I에 예시된 광학 개구 배율기를 다시 참조하면, 광학 개구 배율기의 면(14a, 22a)이 절단 평면(244) 중 하나를 따라 광학 구조체(240)를 절단하는 결과로서 형성되는 단일 연속 외부면을 형성한다는 것에 유의한다. 유사하게, 광학 개구 배율기의 면(14b, 22b)은 절단 평면(244) 중 또 다른 하나를 따라 광학 구조체(240)를 절단하는 결과로서 형성되는 단일 연속 외부면을 형성한다. 이 2개의 연속면은 평행해야 한다(이는 면(14a, 14b) 및 면(22a, 22b)의 평행도가 광학 도파관(10, 20) 둘 다를 통한 광의 내부 반사의 조건을 보존하기 위해 중요하기 때문이다). 절단 평면(244)이 평행한 평면임을 보장함으로써 이 2개의 연속면의 평행도가 보존될 수 있다. 그러나, 절단 평면(244)의 평행도로부터의 편차로 인한 연속면의 평행도로부터의 편차는 광학 구조체(240)를 절단 평면(244)을 따라 절단한 후에 연속면을 연마함으로써 정정될 수 있다. 게다가, 2개의 연속 표면의 평행도의 보존은 또한 2개의 연속 표면과 면(12a, 12b) 사이의 직각도를 보존하고, 이는 제1 광학 도파관(10)의 2개의 쌍의 평행면(12a, 12b, 14a, 14b) 사이의 직각도(및 직사각형 단면의 형성)를 보장한다. 평행도 및 직각도의 이 보존은 이미지 광이 4중 내부 반사에 의해 제1 광학 도파관(10)을 따라 진행함에 따라 이미지 균일성을 보존하기 위해 중요하다.

도 2A 내지 도 2I에 예시되어 있지 않지만, 면(22a, 22b) 중 어느 하나 또는 둘 다는 선택적으로, 이에 접착되거나 다르게는 이와 광학적으로 결합된 투명 덮개판을 가질 수 있다. 이러한 투명 덮개판은 LOE(20) 내에서 이중 반사, 즉 광이 동일한 소면(45)으로부터 2번 반사되는 상황을 피하는 것을 유리하게 하기 위해 사용될 수 있다. 구체적으로, 덮개판은 소면(45)에 의해 한 번 반사된 후에, 광의 투과된 부분이 이 소면 위 또는 아래로 전파되어, 다음 소면으로 직접적으로 진행하고, 그에 의해 향상된 이미지 균일성을 야기함을 보장하는데 도움이 된다. LOE(20)의 외부면에 부착된 투명한 덮개판을 갖는 광학 개구 배율기의 예는 공동 소유 국제 특허 출원 번호 제PCT/IL2022/050216호(출원일: 2022년 2월 24일, 발명의 명칭: "Optical Aperture Multipliers Having a Rectangular Waveguide")에서 설명된다.

이제 도 5A 내지 도 5D를 참조하면, 본 발명의 제2 세트의 실시형태에 따른 광학 개구 배율기를 제작하기 위해 사용될 수 있는 바람직한 방법(공정)의 예시된 단계들이 있다. 원칙적으로, 제2 세트의 실시형태는 제2 세트의 실시형태가 또한 하나 이상의 광학 개구 배율기가 2개 이상의 절단 평면을 따른 슬라이싱을 통해 추출될 수 있는 새로운 광학 구조체를 형성하기 위해 슬라이스(110)를 광학 구조체(320)에 광학적으로 결합하는 단계를 이용한다는 점에서 제1 세트의 실시형태와 유사하다. 그러나, 위에서 언급된 바와 같이 및 하기의 논의로부터 더 명백해질 바와 같이, 2개의 세트의 실시형태 사이의 주요한 차는 슬라이스(110)가 광학적으로 결합되는 광학 구조체(220, 320)에 대한 것이다.

이제 특히 도 5A 및 도 5B를 참조하면, 광학 구조체(320)는 LOE(20)의 접착된 스택(321), 즉 함께 접착되는 LOE(20)의 스택으로서 형성된다. 결과적인 광학 구조체(320)(즉, 접착된 스택(321))는 한 쌍의 평행 표면(302a, 302b), 및 표면(302a, 302b)에 대해서 비스듬한 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(소면)(45)을 포함하는 복수의 외부 표면을 갖는다.

접착된 스택(321)의 LOE의 각각은 도 1A 및 도 1B를 참조하여 위에서 설명된 바와 같고 즉, LOE의 각각은 한 쌍의 평행면(22a, 22b)(뿐만 아니라, 추가의 면(24a, 24b, 26a, 26b)) 및 외부면(22a, 22b)에 대해서 비스듬한 복수의 내부 소면(45)을 포함하는 복수의 외부면을 갖는다. 각각의 LOE(20)의 내부 소면(45)은 광학 구조체(320)의 소면의 서브세트를 구성한다. 접착된 스택(321)이 단지 5개의 개별적인 LOE(20)로 형성되는 것으로 도 5A 및 도 5B에 예시되더라도, 예를 들면, 10개 이상의 LOE, 및 특정 경우에 20개 이상의 LOE를 포함하는 더 많은 수의 LOE가 스택을 형성하기 위해 전형적으로 사용될 수 있다.

이러한 개별적인 LOE(20)를 제작하기 위한 방법은 예를 들면, 미국 특허 번호 제7,634,214호, 미국 특허 번호 제8,873,150호, PCT 공보 WO 2016/103263, 및 PCT 공보 WO 2020/212835를 포함하는 Lumus Ltd.(이스라엘 소재)에 의한 다양한 공보에서 광범위하게 설명되었다.

광학 구조체(320)/접착된 스택(321)의 외부 표면은 또한 슬라이스(110)가 광학적으로 결합될 평면 결합 표면(322)(제1 세트의 실시형태의 결합 표면(222)과 유사함)을 포함한다. 논의되는 바와 같이, 결합 표면(322)은 접착된 스택(321)을 형성하는 구성 LOE의 면(24a)으로 형성될 수 있다. 광학 구조체(320)/접착된 스택(321)의 외부 표면은 또한 후방 표면(306a)(예를 들면, 동일 평면에 있도록 LOE의 면(26a)을 정렬함으로써 형성됨), 후방 표면(306a)에 대향하는 전방 표면(306b)(예컨대, 동일 평면에 있도록 LOE의 면(26b)을 정렬함으로써 형성됨), 및 결합 표면(322)에 대향하는 상단(또는 상부) 표면(308)(예를 들면, 동일 평면에 있도록 LOE의 면(24b)을 정렬함으로써 형성됨)을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 광학 구조체(320)/접착된 스택(321)은 직육면체이고, 이에 의해 표면(306a 및 306b), 및 표면(308 및 322)은 각각 한 쌍의 평행 표면이고, 이에 의해 3개의 쌍의 평행 표면(302a, 302b, 306a, 306b, 308, 322)은 서로 수직이다.

도 5A 내지 도 5D에 예시된 실시형태와 같은 특정 실시형태에서, LOE(20)의 접착된 스택(321)은 또한 복수의 투명 스페이서 플레이트(324)를 포함할 수 있고, LOE(20) 및 스페이서 플레이트(324)는 구성 LOE(20)의 면(22a, 22b)과 수직인 접착된 스택(321)의 길이를 따라 번갈아 배치된다. 이 투명 스페이서 플레이트(324)의 일부는 최종 광학 개구 배율기 제품의 면(22a, 22b)에 접착된 투명 덮개판을 형성한다. 이러한 실시형태에서, 주어진 스페이서 플레이트(324)는 제1 인접 LOE의 면(22a)이 스페이서 플레이트(324)의 하나의 측면에 결합되고 제2 인접 LOE의 면(22b)이 스페이서 플레이트(324)의 대향 측면에 결합되도록 2개의 인접한 LOE와 접착된다.

어떠한 투명 스페이서 플레이트(324)도 이용되지 않는 실시형태에서, 인접한 LOE는 각각의 LOE의 면(22a)이 인접한 LOE의 면(22b)에 결합되도록 함께 접착된다.

접착된 스택(321)을 형성하기 위해, LOE(20)는, 바람직하게는, LOE의 모든 면(22a, 22b)이 서로 평행하고, LOE의 모든 내부 소면(45)이 (도 5A 및 도 5B에 도시된 바와 같이) 상호 평행하도록 정렬된다. 게다가, LOE(20)의 면(24a)은 동일 평면에 있도록 정렬될 수 있고, 그에 의해 결합 표면(322)을 형성한다. 스페이서 플레이트(324)를 갖는 실시형태에서, 면(24a)의 정렬은 또한 스페이서 플레이트(324)의 작은 외부 표면의 정렬을 포함할 수 있다. 면(24a)이 동일 평면에 있도록 정렬되지 않은 경우, 접착된 스택(321)이 결합 표면(322)을 생성하기 위해 LOE 중 하나 이상의 관련 없는 부분을 제거하도록 LOE(20)의 면(22a, 22b)과 수직인 평면을 따라 절단 및 연마될 수 있음에 유의한다.

광학 구조체(320)의 한 쌍의 평행한 표면(302a, 302b)은 개별적인 LOE(20)의 면(22a, 22b)과 평행하다. 또한, 스페이서 플레이트(324)가 제공되는 실시형태에서, 표면(302a)은 스택(321)의 하나의 단부(도 5B에서 우측 단부)에서 스페이서 플레이트(324)로 형성되고, 표면(302b)은 스택(321)의 대향 단부(도 5B에서 좌측 단부)에서 스페이서 플레이트(324)로 형성된다. 삽입구로서, 스택(321)의 단부에 있는 2개의 스페이서 플레이트(324)는 스택(321)의 내부 부분에 있는 스페이서 플레이트(324)에 비해 증가된 두께를 가질 수 있다. 게다가, 스택의 내부 부분에 있는 스페이서 플레이트(324)는, 바람직하게는, 공통(즉, 동일한) 두께를 갖는다.

어떠한 스페이서 플레이트(324)도 제공되지 않는 실시형태에서, 표면(302a)은 스택(321)의 하나의 단부(도 5B의 우측 단부)에서 LOE의 면(22a)으로 형성되고, 표면(302b)은 스택(321)의 대향 단부(도 5B의 좌측 단부)에서 LOE의 면(22b)으로 형성된다.

도 5C에 예시된 바와 같이, 슬라이스(110)는 광학 구조체(340)(광학 개구 배율기 제작 공정의 중간 작업 제품임)를 형성하기 위해 광학 구조체(320)/접착된 스택(321)과 광학적으로 결합되고, 이에 의해 면(112a, 112b)은 결합 표면(322)과 평행하고 이에 의해 면(112a 또는 112b) 중 하나는 결합 표면(322)과 대면 관계가 된다. 중간 작업 제품으로서, 광학 구조체(340)는 슬라이스(110) 및 광학 구조체(320)(접착된 스택(321))를 각각의 제1(또는 제2) 및 제2(또는 제1) 부분으로서 포함한다. 단지 예시적인 예로서, 도 5C가 (도 5A 및 도 5B에 예시된 5개의 LOE 스택과 대조적으로) 18개의 LOE의 접착된 스택으로서 형성되는 광학 구조체(320)를 도시함에 유의한다.

도 5C가 단일 덮개판(면(112a)에 부착된 덮개판(120a))을 갖는 것으로서 슬라이스(110)를 도시하고 있더라도, 면(112b)(슬라이스(110)의 결합면임)이 또한 이와 결합된 덮개판(120b)을 가질 수 있음을 이해해야 함에 유의한다.

슬라이스(110)가 슬라이스(110)의 결합면(즉, 면(112a 또는 112b))에 임의의 덮개판을 포함하지 않는 실시형태에서, 슬라이스(110)와 광학 구조체(320) 사이의 광학 결합은 면(112a 또는 112b) 중 하나가 결합 표면(322)에 부착되도록 한다. 예시된 실시형태에서, 면(112a)은 결합 표면(322)과 대면 관계에 있는 것으로 도시되지만, 면(112b)은 대안적으로, 결합 표면(322)과 대면 관계가 될 수 있다. 광학 결합은 면(112a)(또는 112b) 및 결합 표면(322)이 함께 결합되도록 접착제 접착에 의해 달성될 수 있다. 대안적으로, 광학 결합은 면(112a)(또는 112b)과 결합 표면(322) 사이에 설계된 두께의 공기 갭을 갖는 기계적 결합일 수 있다.

슬라이스(110)의 결합면(112b 또는 112a)이 덮개판을 갖는 실시형태에서, 슬라이스(110)와 광학 구조체(320) 사이의 광학 결합은 덮개판(120a)(또는 120b)이 결합 표면(322)에 광학적으로 부착되도록 하고, 이는 덮개판(120a)(또는 120b) 및 결합 표면(322)이 함께 결합되도록 덮개판(120a)(또는 120b)을 결합 표면(322)과 접착함으로써, 또는 덮개판(120a)(또는 120b)과 결합 표면(322) 사이에 공기 갭을 갖는 기계적 결합을 통해 달성될 수 있다.

이어서, 광학 구조체(340)는 LOE(20)의 면(22a, 22b)과 평행하고 결합 표면(322)과 수직이고, 하나 이상의 광학 개구 배율기를 생성하기 위해 슬라이스(110) 및 광학 구조체(320)를 통과하는 적어도 2개의, 바람직하게는, 평행한 절단 평면(도 5C에서 점선(344)으로 표시됨)을 따라 절단된다. 단일의 이러한 광학 개구 배율기(1')가 도 5D에 도시된다. 도 2I의 광학 개구 배율기(1)와 유사하게, 도파관(10)은 절단 평면(344)에서 덮개판(120a)을 절단하는 결과로서 생성되는 면(12a)에 덮개판(13a)을 갖는다. 도 2I의 광학 개구 배율기(1)와 반대로, 광학 개구 배율기(1')가 또한 면(22a, 22b)에 부착된 덮개판(39a, 39a)(연속적인 스페이서 플레이트(324)를 통해 절단함으로써 형성됨)을 가짐에 유의한다.

단지 단일 광학 개구 배율기가 도 5C 및 도 5D의 광학 구조체(340)로부터 슬라이스 아웃되는 것으로 도시되더라도, 복수의 광학 개구 배율기는 광학 구조체(340)로부터 슬라이스 아웃될 수 있다.

면(22a, 22b)에 대한 절단 평면(344)의 평행도로부터의 임의의 편차는 절단 평면(344)을 따른 절단의 시야/위치에서 슬라이스 아웃된 광학 개구 배율기를 연마함으로써 정정될 수 있다.

투명 스페이서 플레이트(324)가 이용되는 실시형태에서, 2개의 연속적인 절단 평면(344)은 이 사이에 끼워진 접착된 스택(321)의 LOE(20) 중 하나를 갖는 연속적인 스페이서 플레이트에 위치된다. 바람직하게는, 각각의 절단 평면은 스페이서 플레이트(324)을 2개의 대략적으로 동일한 부분으로 효과적으로 분할하도록 대응하는 스페이서 플레이트(324)의 중앙에 위치된다. 도파관(20)의 면(22a, 22b)에 접착된 투명 덮개판을 갖는 것이 바람직한 상황에서, 제2 세트의 실시형태에 따른 광학 개구 배율기의 제조가 제1 세트의 실시형태에 따른 제조보다 바람직할 수 있다는 것에 유의한다. 이것은 제2 세트의 실시형태에 따른 광학 개구 배율기의 제조가 덮개판(도 5D에서 39a 및 39b로 지정됨)이 도파관(10)의 측면 표면(14a, 14b)과 같은 높이에 있게 함을 야기하고, 그에 의해 덮개판이 표면(14a, 14b)(제1 세트의 실시형태에 따라 제작된 도파관(20)에 덮개판을 적용할 때 발생할 수 있음)을 넘어 돌출하지 않는 매끈한 구성을 제공한다는 사실 때문이다.

어떠한 투명 스페이서 플레이트(324)도 이용되지 않는 실시형태에서, 연속적인 절단 평면(344)이 각각의 슬라이스 아웃된 광학 개구 배율기가 접착된 스택(321)의 LOE(20) 중 하나만을 갖도록, 접착된 스택(321)의 연속적인 LOE(20)의 면(22a, 22b) 사이에 위치되는 것이 바람직하고, 연속적인 LOE(20)의 면(22a, 22b) 사이에 형성된 접착 영역에 위치되는 것이 더 바람직하다. 예를 들면, 절단 평면 중 제1 절단 평면은, 바람직하게는, LOE(20) 중 첫 번째 것에 인접하고, 이와 접착되는 제2 LOE(20) 중 두 번째 것의 면(22a)과 LOE(20) 중 첫 번째 것의 면(22b) 사이의 접착 영역 사이를 통과한다. 절단 평면 중 제1 절단 평면에 인접하는 절단 평면 중 제2 절단 평면은 LOE(20) 중 두 번째 것에 인접하고, 이와 접착되는 LOE(20) 중 세 번째 것의 면(22a)과 LOE(20) 중 두 번째 것의 면(22b) 사이의 접착 영역 사이를 통과한다. 본 명세서에서, 결합 영역(연속적인 LOE(20)의 면(22a, 22b) 사이에 형성됨)이 절단 평면(344)의 배치를 위한 가이드를 제공할 수 있음에 유의한다.

(스페이서 플레이트(324)가 있거나 없는) 광학 구조체(340)의 형성 이전에, 슬라이스(110) 및 광학 구조체(320)는, 바람직하게는, 도 2H을 참조하여 위에서 설명된 바와 비슷한 맥락에서 증가된 광학 성능을 성취하기 위해 적절하게 정렬된다. 예를 들면, 슬라이스(110) 및 광학 구조체(320)는, 바람직하게는, 표면(302a) 및 면(114a 또는 114b) 중 하나가 평행하고(바람직하게는, 동일 평면에 있음), 표면(302b) 및 면(114b 또는 114a) 중 다른 하나가 평행하도록(바람직하게는, 동일 평면에 있음) 정렬된다. 이는 또한 표면(306a) 및 면(116a 또는 116b) 중 하나가 평행하고(바람직하게는, 동일 평면에 있음), 표면(306b) 및 면(116b 또는 116a) 중 다른 하나가 평행하도록(바람직하게는, 동일 평면에 있음) 슬라이스(110) 및 광학 구조체(320)를 정렬하는 것보다 바람직할 수 있다. 이러한 바람직한 정렬은 도 5C에 예시된다.

슬라이스(110) 및 광학 구조체(220)의 정렬을 논의할 때 위에서 설명된 바와 유사하게, 광학 구조체(320)에 대해 슬라이스(110)를 회전시킴으로써 정렬이 성취될 수 있다. 슬라이스(110)와 광학 구조체(320) 사이의 정렬 및 광학 결합이 반드시 소면(40)이 소면(45)과 평행하지 않음을 야기함에 또한 유의한다.

본 명세서에서 설명된 실시형태에서, 슬라이스(110)가 도파관(10)의 신장 방향과 수직이고, 또한 일반적으로, 절단 평면(244, 344)과 수직인 초기 신장 방향(본 명세서에서 "z축"에 대응하는 것으로 임의로 예시됨)을 갖는다는 점에 유의한다. 슬라이스(110)의 이 신장 방향은 다수의 광학 개구 배율기가 광학 구조체(240 또는 340)로부터 추출되는 것을 가능하게 하고 이에 의해, 각각의 추출된 광학 개구 배율기의 도파관(10) 부분은 광학 구조체(240 또는 340)의 슬라이스(110) 부분으로부터 추출된다.

하나 이상의 추가의 광학 구성요소가 도파관의 하나 이상의 외부면에서, 본 명세서에서 설명된 방법을 사용하여 생성된 광학 개구 배율기 제품과 광학적으로 결합되거나 접착될 수 있다는 점에 유의한다. 이러한 광학 구성요소의 예는 예를 들면, 광학 결합-인 구성, 편광기, 감극제, 및 렌즈를 포함한다. 외부 결합 프리즘 또는 외부 결합 반사기 장치 형태의 광학 결합-인 구성은 주입된 이미지가 4중 내부 반사에 의해 제1 광학 도파관(10)을 통해 진행하도록 광학 이미지 생성기로부터 제1 광학 도파관(10)으로 시준된 이미지 광을 도입/주입하기 위해 사용된다.

하나의 세트의 예로서, 미국 특허 번호 제10,133,070호에서, 예를 들면, 이 문서의 도 8A 내지 도 14C를 참조하여 설명된 결합 프리즘 중 임의의 것은 제1 광학 도파관(10)에 광 주입을 제공하기 위해 제1 광학 도파관(10)과 접착되거나 그렇지 않으면, 광학적으로 결합될 수 있다. 특정 경우에, 이러한 결합 프리즘의 부착은 외부 도파관 면(12a, 12b, 14a, 14b)의 일부에 대한 추가의 코팅의 적용 및/또는 제1 광학 도파관(10)의 일부를 절단하거나 그렇지 않으면, 제거하는 것을 요구할 수 있다.

또 다른 세트의 예에서, 결합 프리즘(특정 구성에서 결합 프리즘의 면 중 하나에 결합 반사기를 또한 포함할 수 있음)은 예를 들면, 공동 소유의 국제 특허 출원 번호 제PCT/IL2022/050216호(출원일: 2022년 2월 24일, 발명의 명칭: "Optical Aperture Multipliers Having a Rectangular Waveguide")에서 설명된 바와 같이, 제1 광학 도파관(10)의 전면 또는 후면(14a, 14b)의 일부와 연관되어 배치될 수 있다. 이러한 배치는 면(12a 또는 12b)을 상이한 광학 특성을 갖는 제1 영역(면(12a 또는 12b)의 대부분에 대응함) 및 제2 영역(면(12a 또는 12b)의 나머지 소수에 대응함)으로 분할하도록 요구할 수 있다. 세분은 면(12a 또는 12b)의 대부분 또는 소수 부분과 연관하여 배치된 코팅 또는 재료에 의해 달성될 수 있고, 이는 이러한 코팅 또는 재료를 슬라이스(110)의 면(112a 또는 112b)의 필수 부분에 적용함으로써 달성될 수 있다.

시준된 이미지를 광학 결합-인 구성에 제공하는 광학 이미지 생성기는 전형적으로, 실리콘 액정 표시 장치(LCoS)와 같은, 공간 광 변조기를 조명하기 위해 전형적으로 배치된 적어도 하나의 광원을 포함하는 마이크로 투영기 광학 디바이스이다. 공간 광 변조기는 이미지의 각각의 픽셀의 투영된 세기를 변조하고, 그에 의해 이미지를 생성한다. 대안적으로, 광학 이미지 생성기는 전형적으로, 고속 스캐닝 미러를 사용하여 구현된 스캐닝 장치를 포함할 수 있고, 이는 빔의 세기가 픽셀 단위로 스캐닝 동작과 동기적으로 변경되는 동안 이미지 생성기의 이미지 평면을 가로질러 레이저 광원으로부터의 조명을 스캔하고, 그에 의해 각각의 픽셀에 대해 원하는 세기를 투영한다. 둘 다의 경우에, 시준 광학계는 무한대로 시준되는 출력 투영된 이미지를 생성하기 위해 제공된다. 이미지 생성기의 상기 구성요소 중 일부 또는 전부는 전형적으로, 당업계에 잘 알려진 바와 같이, 하나 이상의 편광 빔분할기 큐브 또는 다른 프리즘 장치의 표면에 배열된다.

위에서 언급된 바와 같이, 광학 개구 배율기와 광학적으로 결합될, 하나 이상의 추가의 광학 구성요소, 특히 광학 결합-인 구성요소를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이를 위해, 각각이 한 쌍의 도파관 및 이에 부착되거나 또는 다르게는 이와 광학적으로 결합된 광학 결합-인 구성을 갖는 광학 개구 배율기의 대량 생성을 가능하게 하기 위해 위에서 설명된 광학 구조체와 광학적으로 결합될 수 있는 추가의 광학 구조체 - 이로부터 광학 결합-인 구성요소가 추출될 수 있음 - 를 제공하는 것이 특히 이로울 수 있다. 이것을 염두에 두고, 도 6A 내지 도 6E는 본 발명의 실시형태에 따른, 도파관(10)에 접착된(또는 다르게는, 이와 광학적으로 결합된) 광학 결합-인 구성 및 도파관(10, 20)을 갖는 광학 개구 배율기를 제작하기 위해 사용될 수 있는 방법(공정)의 단계를 예시한다. 도 6A는 다수의 광학 결합-인 구성이 추출될 수 있는 추가의 광학 구조체(420)를 예시하고, 도 6B 내지 도 6E는 광학 구조체(340)와의 광학 구조체(420)의 광학 결합 및 광학 구조체(500)로부터의 광학 개구 배율기의 추출에 의해 형성된 광학 구조체(500)를 예시한다. 도 6B 내지 도 6D에 예시된 예가 제2 세트의 실시형태에 따른 제작 공정의 맥락 내에서 제공되더라도, 유사한 기술이 또한 제1 세트의 실시형태에 따른 제작 공정에 적용될 수 있음에 유의한다.

이제 도 6A 내지 도 6E를 상세히 참조하면, 광학 구조체(420)는 투광성 재료로 형성되고 한 쌍의 평행면(402a, 402b), 및 면(402a, 402b)에 대해서 비스듬한 복수의 상호 평행한 내부 표면(50)을 포함하는 복수의 외부면을 갖는다. 광학 구조체(420)의 외부면은 또한 면(404a, 404b)(특정 실시형태에서 면(402a, 402b)과 수직인 한 쌍의 평행면일 수 있음) 뿐만 아니라, 면(406a, 406b)(특정 실시형태에서 한 쌍의 평행면일 수 있고, 또한 면(402a, 402b, 404a, 404b)과 수직일 수 있음)을 포함할 수 있다.

특정 실시형태에서, 내부 표면(50)은 반사 표면인 반면에, 다른 실시형태에서 내부 표면(50)은 부분 반사 표면(빔 분할 표면과 같음)이다. 광학 구조체(420)는 투명판(반사 또는 부분 반사 코팅으로 코팅될 수 있음)을 함께 적층 및 접착하고, 이어서, 위에서 설명된 바와 같이, 슬라이스(110)를 생성하기 위해 사용된 것과 유사한 방식으로, 접착된 판을 슬라이스함으로써 광학 구조체(420)를 생성하는 것을 포함하는, 다양한 방식으로 얻어질 수 있다.

도 6B 내지 도 6D에 예시된 바와 같이, 광학 구조체(420)는 광학 구조체(420)의 결합면(면(402a, 402b) 중 하나일 수 있음)이 슬라이스(110)의 외부면 중 하나와 대면 관계가 되도록 광학 구조체(340)의 슬라이스(110) 부분과 광학적으로 결합된다. 광학 구조체(340, 420) 사이의 광학 결합은 3개의 부분을 갖는 중간 작업 제품인 새로운 광학 구조체(500)를 생성한다: 1) LOE 부분의 접착된 스택(즉, 광학 구조체(320)), 2) 슬라이스(110) 부분, 및 3) 광학 구조체(420) 부분.

예시된 실시형태에서, 광학 구조체(420)의 결합면은 슬라이스(110)의 면(116b)에 대해 대면 관계로 배치되는 면(402a)이다. 특정 실시형태에서, 광학 구조체(420)는 결합면(예컨대, 면(402a))이 면(116b)(또는 면(116a))에 결합되도록 슬라이스(110)와 접착된다. 슬라이스(110)의 외부면 중 광학 구조체(420)의 결합면과 대면 관계가 되도록 하는 외부면의 선택은 예를 들면, 광학 결합-인 구성 및 도파관(10)에 대한 광학 이미지 생성기의 배치 위치를 포함하는 최종 광학 개구 배율기 제품의 광학 설계 사양에 기초할 수 있다.

광학 구조체(420)를 슬라이스(110)와 광학적으로 결합하기 이전에, 광학 구조체(420) 및 슬라이스(110)는 바람직하게는 정렬된다. 예시된 실시형태에서, 정렬은, 바람직하게는, 각각의 내부 표면(50)이 접착된 스택(321)의 LOE 중 대응하는 하나의 면(22a, 22b)에 대응하고, 바람직하게는, 이 사이에 위치되도록 한다. 특정 실시형태에서, 정렬은 각각의 내부 표면(50)이 대응하는 LOE의 면(22a, 22b) 사이에서 연장되도록 한다. 정렬은 또한 내부 표면(50)이 소면(40 및 45)에 대해 평행하지 않도록 한다.

특정 실시형태에서, 슬라이스(110)와의 광학 구조체(420)의 정렬은 또한 면(114a 및 406a)이 평행하고(바람직하게는, 동일 평면에 있음), 면(114b 및 406b)이 평행하도록(바람직하게는, 동일 평면에 있음) 한다.

도 6D는 예시적인 절단 평면(344)(도 5C에 예시된 것과 같음)을 갖는 광학 구조체(500)를 도시한다. 광학 구조체(500)는 하나 이상의 광학 개구 배율기를 생성(추출/슬라이스 아웃)하기 위해 2개 이상의 절단 평면(344)을 따라 절단된다. 한 쌍의 도파관(10, 20) 및 이에 부착된 결합-인 구성(42)을 갖는 단일의 이러한 슬라이스 아웃된 광학 개구 배율기(1")가 도 6E에 예시된다. 광학 결합-인 구성(42)은 광학 구조체(420)로부터 생성되고 단일 내부 표면(50)을 포함한다.

슬라이스(110)가 도 6A 내지 도 6E의 실시형태에서 덮개판(120a, 120b) 없이 예시되더라도, 덮개판(120a, 120b) 중 하나 또는 둘 다가 각각의 면(112a, 112b)에 적용될 수 있음을 이해해야 함에 유의한다.

위에서 언급된 바와 같이, 부착된 광학 결합-인 구성을 갖는 광학 개구 배율기를 생성하기 위한 유사한 기술이 제1 세트의 실시형태에 따른 제작 공정과 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, 광학 구조체(420)는 한 쌍의 도파관(10, 20) 및 이에 부착된 광학 결합-인 구성(42)을 갖는 광학 개구 배율기를 생성하기 위해 예를 들면, 면(116b)에서 도 2H의 광학 구조체(240)와 광학적으로 결합될 수 있다.

도면에 예시된 광학 구조체(420)가 광학 결합-인 구성이 추출될 수 있는 광학 구조체의 단지 하나의 비제한적 예라는 점에 유의한다. 일반적으로, 결합 표면(예컨대, 면(402a)) 및 복수의 광학 결합-인 표면(예컨대, 내부 표면(50)) 또는 결합 표면과 기하학적으로 연관된 요소 또는 표면 섹션을 갖는 임의의 광학 구조체는 광학 구조체(340 또는 240)와 광학적으로 결합될 수 있다. 가늘고 긴 프리즘은 광학 결합-인 구성이 추출될 수 있는 광학 구조체의 또 다른 비제한적 예이다. 이러한 가늘고 긴 프리즘은 결합 표면(슬라이스(110)와 광학적으로 결합하기 위한) 및 복수의 비중첩 섹션으로 세분될 수 있는 광학 결합-인 표면을 포함하는 복수의 외부 표면을 가질 수 있다. 각각의 섹션은 절단 평면(344)을 따라 슬라이스될 때 각각의 섹션이 광학 개구 배율기에 대한 광학 결합-인 표면이 되도록 예를 들면, 광학 구조체(320)의 상이한 각각의 LOE(20)에 대응할 수 있다.

본 명세서에서 설명된 다양한 광학 구조체의 정렬은 적합한 광학 정렬 기술/방법을 수행하는 임의의 적합한 광학 정렬 장치/디바이스(들)/도구(들)를 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 적합한 광학 정렬 장치/디바이스(들)/도구(들)는 예를 들면, 하나 이상의 컴퓨터화된 제어 디바이스, 하나 이상의 컴퓨터화된 프로세싱 디바이스 예를 들면, 하나 이상의 광원을 갖는 하나 이상의 광학 서브시스템, 하나 이상의 광 검출기/센서(광학 센서를 포함함), 하나 이상의 광학 구성요소(예컨대, 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 접이식 광학계, 하나 이상의 프리즘, 등), 자동 시준기, 등을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 다양한 광학 구조체를 정렬시키기 위해 사용될 수 있는 적합한 광학 정렬 장치/디바이스(들)/도구(들)/방법(들)의 비제한적 예의 상세는 예를 들면, 국제 특허 출원 번호 제PCT/IL2021/051377호 및 국제 특허 출원 번호 제PCT/IL2021/051378호를 포함하는 Lumus Ltd.(이스라엘 소재)의 다양한 공보에서 발견될 수 있다.

본 발명은 다양한 다른 광학 구조체 또는 광학 제품을 생성하기 위해 광학 구조체 또는 재료가 절단 평면을 따라 절단되는 다양한 절단 단계를 설명하였다. 특정 실시형태에서, 특히 이 절단 단계로부터 생성된 이 표면을 포함하는, 이 광학 구조체 및 재료의 표면의 일부 또는 전부가 예를 들면, 광학 품질을 증가시키기 위해 연마될 수 있다는 점에 유의한다. 특정 실시형태에서, 연마는 이 절단 단계의 일부로서 또는 이에 후속하여, 및 후속하는 광학 결합(예컨대, 접착) 단계 이전에 수행될 수 있다. 위에서 언급된 제작 방법에서, 본 명세서에서 설명된 다양한 광학 구조체의 절단 또는 슬라이싱은 당업자에 의해 이해되어야 하는 바와 같이, 임의의 적합한 절단 장치/디바이스/도구에 의해 수행될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 다양한 광학 구조체의 면 및 표면의 연마는 당업자에 의해 이해되어야 하는 바와 같이, 임의의 적합한 연마 장치/디바이스/도구에 의해 수행될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시형태의 설명은 예시의 목적을 위해 제공되었지만, 개시된 실시형태로 제한되거나 이에 대해 배타적이 되도록 의도되지 않는다. 설명된 실시형태의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 많은 수정 및 변형이 당업자에게 명백할 것이다. 본 명세서에서 사용된 전문 용어는 실시형태의 원리, 시장에서 발견된 기술에 대한 실제 적용 또는 기술적 개선을 최상으로 설명하기 위해, 또는 다른 당업자가 본 명세서에 개시된 실시형태를 이해하는 것을 가능하게 하도록 선택되었다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 영어의 관사인 "a", "an" 및 "the"가 선행하는 단수 형태는 맥락이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 지시대상을 포함한다.

본 명세서에서 단어 "예시적인"은 "일례, 사례 또는 예시로서 제공하는 것"을 의미하기 위해 사용된다. "예시적인" 것으로서 설명된 임의의 실시형태는 반드시 다른 실시형태에 비해 바람직하거나 이로운 것으로서 해석되거나 다른 실시형태로부터의 특징의 통합을 배제해서는 안 된다.

명료함을 위해, 별개의 실시형태의 맥락에서 설명되는, 본 발명의 특정 특징이 또한 단일 실시형태로 조합되어 제공될 수 있음이 인식된다. 역으로, 간결함을 위해, 단일 실시형태의 맥락에서 설명되는, 본 발명의 다양한 특징은 또한 별개로 또는 임의의 적합한 서브조합으로 또는 본 발명의 임의의 다른 설명된 실시형태에서 적합한 것으로서 제공될 수 있다. 실시형태가 이 요소 없이 동작하지 않는 한, 다양한 실시형태의 맥락에서 설명된 특정 특징은 이 실시형태의 필수 특징으로 고려되지 않아야 한다.

본 발명이 이의 특정 실시형태와 결부하여 설명되었지만, 많은 대안, 수정 및 변형이 당업자에게 명백할 것이라는 점은 분명하다. 그에 따라, 이는 첨부된 청구범위의 사상 및 넓은 범위에 속하는 모든 이러한 대안, 수정 및 변형을 포함하도록 의도된다.

Claims (26)

1. 광학 개구 배율기(optical aperture multiplier)(1, 1', 1")를 제작하는 방법으로서,
   한 쌍의 평행면(112a, 112b)을 포함하는 복수의 외부면, 및 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)에 대해서 비스듬한 제1 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(40)을 갖는 슬라이스(110)를 얻는 단계;
   평면 결합 표면(222, 322)을 포함하는 복수의 외부 표면, 및 상기 결합 표면(222, 322)에 대해서 비스듬한 제2 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(203a, 45)을 갖는 제1 광학 구조체(220, 320)를 얻는 단계;
   상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)의 면 중 하나가 상기 결합 표면(222, 322)과 대면 관계가 되도록 상기 슬라이스(110)를 상기 제1 광학 구조체와 광학적으로 결합시킴으로써, 제2 광학 구조체(240, 340)를 형성하는 단계; 및
   상기 결합 표면(222, 322)과 수직인 적어도 2개의 절단 평면(244, 344)을 통해 상기 제2 광학 구조체(240, 340)를 절단함으로써 상기 제2 광학 구조체(240, 340)로부터 적어도 하나의 광학 개구 배율기(1, 1', 1")를 슬라이스 아웃(slice out)하는 단계
   를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 광학 구조체(320)는 광 가이드 광학 요소(light-guide optical element: LOE)(20)의 접착된 스택(321)으로서 형성되고, 상기 접착된 스택(321)의 각각의 LOE(20)는 한 쌍의 주요 평행 표면(22a, 22b) 및 상기 한 쌍의 주요 평행 표면(22a, 22b)에 대해서 비스듬한 상기 제2 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(45)의 서브세트를 갖는, 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 2개의 절단 평면(344)은 상기 연속적인 LOE(20)의 주요 평행 표면(22a, 22b)에 실질적으로 평행한, 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 접착된 스택(321)은 복수의 투명 스페이서 플레이트(spacer plate)(324)를 포함하되, 상기 LOE(20) 및 상기 투명 스페이서 플레이트(324)는 상기 LOE(20)의 주요 평행 표면(22a, 22b)과 수직인 상기 접착된 스택(321)의 길이를 따라 번갈아 배치되는, 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 적어도 2개의 절단 평면(344)은 이 사이에 끼워진 상기 LOE(20) 중 하나를 갖는 연속적인 스페이서 플레이트(324)에 위치되는, 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 제1 광학 구조체(220)는 코팅된 투명판(202)의 접착된 스택(210)으로부터 생성되는, 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 접착된 스택(210)은 한 쌍의 면(214a, 214b)을 갖고, 상기 제1 광학 구조체(220)는 상기 접착된 스택(210)의 한 쌍의 면(214a, 214b)의 면(214a) 중 적어도 하나에 대해 각도를 이루는 절단 평면(204)을 따라 상기 접착된 스택(210)을 절단함으로써 상기 접착된 스택(210)으로부터 생성되는, 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 제1 광학 구조체(220)는 상기 결합 표면(222)을 형성하기 위해 상기 절단 평면(204)의 위치에서 더 연마 또는 슬라이스함으로써 상기 접착된 스택(210)으로부터 생성되는, 방법.
9. 제1항에 있어서,
   결합면(402a)을 포함하는 복수의 외부면, 및 상기 결합면(402a)에 대해서 비스듬한 복수의 상호 평행한 내부 표면(50)을 갖는 제3 광학 구조체(420)를 얻는 단계; 및
   상기 적어도 하나의 광학 개구 배율기(1")를 슬라이스 아웃하기 이전에, 상기 제3 광학 구조체(420)의 결합면(402a)이 상기 슬라이스(110)의 외부면 중 하나와 대면 관계가 되도록 상기 제3 광학 구조체(420)를 상기 슬라이스(110)와 광학적으로 결합시키는 단계
   를 더 포함하는, 방법.
10. 광학 개구 배율기(1, 1', 1")를 제작하는 방법으로서,
    광 가이드 광학 요소(LOE)(20)의 접착된 스택(321)을 얻는 단계로서, 상기 접착된 스택(321)의 각각의 LOE(20)는 한 쌍의 주요 평행 표면(22a, 22b) 및 상기 한 쌍의 주요 평행 표면(22a, 22b)에 대해서 비스듬한 제1 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(45)을 갖는, 상기 접착된 스택을 얻는 단계;
    한 쌍의 평행면(112a, 112b)을 포함하는 복수의 외부면 및 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)에 대해서 비스듬한 제2 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(40)을 갖는 슬라이스(110)를 얻는 단계;
    상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)의 면 중 하나가 상기 접착된 스택(321)의 결합 표면(322)과 대면 관계가 되고 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)이 상기 접착된 스택(321)의 LOE(20)의 각각의 한 쌍의 주요 평행 표면(22a, 22b)과 수직이 되도록 상기 슬라이스(110)를 상기 접착된 스택과 광학적으로 결합시킴으로써, 광학 구조체(340)를 형성하는 단계; 및
    상기 연속적인 LOE(20)의 주요 평행 표면(22a, 22b)에 실질적으로 평행하고 상기 접착된 스택(321)의 결합 표면(322)과 수직인 적어도 2개의 절단 평면(344)을 통해 상기 광학 구조체(340)를 절단함으로써 상기 광학 구조체(340)로부터 적어도 하나의 광학 개구 배율기(1, 1', 1")를 슬라이스 아웃하는 단계
    를 포함하는, 방법.
11. 광학 개구 배율기(1, 1', 1")를 제작하는 방법으로서,
    한 쌍의 평행면(112a, 112b) 및 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)에 대해서 비스듬한 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(40)을 포함하는 복수의 외부면을 갖는 슬라이스(110)를 얻는 단계;
    코팅된 투명판(202)의 접착된 스택(210)으로부터, 상기 코팅된 투명판(202)의 주요 표면(203a, 203b)에 대해서 비스듬한 결합 표면(222)을 포함하는 복수의 외부 표면을 갖는 제1 광학 구조체(220)를 생성하는 단계;
    상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)의 면 중 하나가 상기 결합 표면(222)과 대면 관계가 되도록 상기 슬라이스(110)를 상기 제1 광학 구조체(220)와 광학적으로 결합시킴으로써, 제2 광학 구조체(240)를 형성하는 단계; 및
    상기 결합 표면(222)과 수직인 적어도 2개의 절단 평면(244)을 통해 상기 제2 광학 구조체(240)를 절단함으로써 상기 제2 광학 구조체(240)로부터 적어도 하나의 광학 개구 배율기(1)를 슬라이스 아웃하는 단계
    를 포함하는, 방법.
12. 제1항, 제2항, 제6항, 제10항 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)의 면 중 하나 이상에서 덮개판(120a, 120b)을 상기 슬라이스(110)와 광학적으로 결합시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 덮개판(120a, 120b)은 반사 코팅을 포함하는, 방법.
14. 제12항에 있어서, 상기 덮개판(120a, 120b)을 상기 슬라이스(110)와 광학적으로 결합시키는 단계는 상기 덮개판(120a, 120b)을 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)의 면 중 하나 이상과 접착시키는 단계를 포함하는, 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 접착은 상기 슬라이스(110)를 생성하기 위해 사용된 재료의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 광학 시멘트를 사용하여 수행되는, 방법.
16. 제12항에 있어서, 상기 덮개판(120a, 120b)은 상기 결합 표면(222, 322)과 대면 관계가 되는 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)의 면 중 상기 하나에서 상기 슬라이스(110)와 광학적으로 결합되고, 상기 덮개판(120a, 120b)은 편광 관리 속성을 갖는, 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 덮개판(120a, 120b)은 파장판 또는 편광판 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
18. 광학 개구 배율기(1, 1', 1") 제작 공정의 중간 작업 제품인 광학 구조체(240, 340)로서,
    한 쌍의 평행면(112a, 112b)을 포함하는 복수의 외부면, 및 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)에 대해서 비스듬한 제1 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(40)을 포함하는 제1 부분(110); 및
    결합 표면(222, 322)을 포함하는 복수의 외부 표면, 및 상기 결합 표면(222, 322)에 대해서 비스듬한 제2 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(203a, 45)을 포함하는 제2 부분(220, 320)으로서, 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)의 면 중 하나가 상기 결합 표면(222, 322)과 대면 관계에 있고 상기 광학 구조체(240, 340)가 상기 제1 부분(110) 및 상기 제2 부분(220, 320)을 통과하고 상기 결합 표면(222, 322)과 수직인 적어도 2개의 실질적으로 평행한 절단 평면(244, 344)을 통해 슬라이스될 때 적어도 하나의 광학 개구 배율기(1, 1', 1")가 생성되도록 상기 제1 부분(110)과 광학적으로 결합되는, 상기 제2 부분(220, 320)
    을 포함하는, 광학 구조체(240, 340).
19. 광학 개구 배율기(1, 1', 1") 제작 공정의 중간 작업 제품인 광학 구조체(340)로서,
    한 쌍의 평행면(112a, 112b)을 포함하는 복수의 외부면, 및 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)에 대해서 비스듬한 제2 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(40)을 포함하는 제2 부분(110); 및
    광 가이드 광학 요소(LOE)의 접착된 스택(321)을 포함하는 제2 부분(320)을 포함하고, 상기 접착된 스택(321)의 각각의 LOE(20)는 한 쌍의 주요 평행 표면(22a, 22b) 및 상기 한 쌍의 주요 평행 표면(22a, 22b)에 대해서 비스듬한 제1 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(45)을 갖고, 상기 제1 부분(110)은 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)의 면 중 하나가 상기 제2 부분(320)의 결합 표면(322)과 대면 관계에 있고 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)이 상기 접착된 스택(321)의 LOE(20)의 각각의 한 쌍의 주요 평행 표면(22a, 22b)과 수직이 되도록 상기 제2 부분(320)과 광학적으로 결합되는, 광학 구조체(340).
20. 광학 개구 배율기(1) 제작 공정의 중간 작업 제품인 광학 구조체(240)로서,
    한 쌍의 평행면(112a, 112b)을 포함하는 복수의 외부면 및 제1 쌍의 평행면(112a, 112b)에 대해서 비스듬한 복수의 상호 평행한 부분 반사 내부 표면(40)을 갖는 제1 부분(110); 및
    코팅된 투명판(202)의 접착된 스택(210)으로 형성되고, 상기 코팅된 투명판(202)의 주요 표면(203a, 203b)에 대해서 비스듬한 결합 표면(222)을 포함하는 복수의 외부 표면을 갖는 제2 부분(220)을 포함하고, 상기 제1 부분(110)은 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)의 면(112b) 중 하나가 상기 결합 표면(222)과 대면 관계에 있고 상기 광학 구조체(240)가 상기 제1 및 제2 부분(110, 220)을 통과하고 상기 결합 표면(222)과 수직인 적어도 2개의 실질적으로 평행한 절단 평면(244)을 통해 슬라이스될 때 적어도 하나의 광학 개구 배율기(1, 1', 1")가 생성되도록 상기 제2 부분(220)과 광학적으로 결합되는, 광학 구조체(240).
21. 제18항, 제19항 및 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)의 면 중 하나 이상에서 상기 제1 부분(110)과 광학적으로 결합된 덮개판(120a, 120b)을 더 포함하는, 광학 구조체(240, 340).
22. 제21항에 있어서, 상기 덮개판(120a, 120b)은 반사 코팅을 포함하는, 광학 구조체(240, 340).
23. 제21항에 있어서, 상기 덮개판(120a, 120b)은 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)의 면 중 하나에 상기 덮개판(120a, 120b)을 접착함으로써 상기 제1 부분(110)과 광학적으로 결합되는, 광학 구조체(240, 340).
24. 제23항에 있어서, 상기 접착은 상기 제1 부분(110)을 생성하기 위해 사용된 재료의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 광학 시멘트를 사용하여 수행되는, 광학 구조체(240, 340).
25. 제21항에 있어서, 상기 덮개판(120a, 120b)은 상기 결합 표면(222, 322)과 대면 관계에 있는 상기 한 쌍의 평행면(112a, 112b)의 면 중 상기 하나에서 상기 제1 부분(110)과 광학적으로 결합되고, 상기 덮개판(120a, 120b)은 편광 관리 속성을 갖는, 광학 구조체(240, 340).
26. 제25항에 있어서, 상기 덮개판(120a, 120b)은 파장판 또는 편광판 중 적어도 하나를 포함하는, 광학 구조체(240, 340).