(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ装置のための導波路を製造するための方法であって、
前記導波路は、光を受け取り、前記導波路に沿って前記受け取られた光を回折するための入力回折格子と、前記入力回折格子から回折された光を受け取り、回折によって、第１の次元において、前記受け取られた光を拡張するための中間回折格子と、前記拡張された光を受け取り、回折によって、前記拡張された光を、前記導波路から出力するための出力回折格子とを含み、
前記方法は、
平板な光の導波路部を提供することと、
光学的に透明な固体を形成するために硬化可能な流動性の材料を、前記光の導波路部の少なくとも１つの平板な面の上に積層することと、
(i) 入力回折格子領域の中に前記入力回折格子を、 (ii) 中間回折格子領域の中に前記中間回折格子を、 (iii) 出力回折格子領域の中に前記出力回折格子を、規定する１つまたは複数の刻印を、前記入力回折格子領域、および、前記入力回折格子領域を囲む前記中間回折格子領域、および、前記出力回折格子領域のためのレリーフパターンを１つの格子刻印器の１つの面上に陰画形態で帯びた前記１つの格子刻印器を使用して、または、代わりに、前記入力回折格子領域のためのレリーフパターンを陰画形態で帯びる第１の格子刻印器と、前記中間回折格子領域、および、前記出力回折格子領域のためのレリーフパターンを第２の格子刻印器の１つの面の上に陰画形態で帯びる前記第２の格子刻印器とを使用して、前記流動性の材料の上に刻印することと、
前記１つまたは複数の刻印を固形化するために前記刻印された流動性の材料を硬化することと、
前記１つの格子刻印器を、または、前記第１の格子刻印器と前記第２の格子刻印器を、固形化された前記１つまたは複数の刻印から引き離すことと、
を備え、
前記流動性の材料の上に刻印することは、前記導波路部の平板な面に垂直な方向に見たときに、前記入力回折格子領域が、前記中間回折格子領域の地理的領域の中に全体が位置付けられるように行われ、
前記１つの格子刻印器が刻印することのために使用される場合、前記１つの格子刻印器は、異なる方向にそれぞれ配向された前記入力回折格子領域と前記中間回折格子領域の格子ベクトルのための前記レリーフパターンを有し、または、代わりに、前記第１の格子刻印器と前記第２の格子刻印器が刻印することのために使用される場合、前記第１の格子刻印器と前記第２の格子刻印器は、前記入力回折格子領域のための前記第１の格子刻印器の前記レリーフパターンと、前記中間回折格子領域のための前記第２の格子刻印器の前記レリーフパターンとが、異なる方向にそれぞれ配向された前記入力回折格子領域と前記中間回折格子領域の格子ベクトルを与えるように刻印するように、前記流動性の材料の上に置かれる、
方法。
【請求項２】
前記中間回折格子領域を規定する前記刻印が、少なくとも前記入力回折格子領域を規定する刻印を形成される前記流動性の材料と連続する流動性の材料で形成されるように、および、少なくとも前記入力回折格子と前記中間回折格子が、ほぼ共平面であるように、前記流動性の材料は、前記導波路部の１つの平板な面の上に積層される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記刻印することは、前記入力回折格子領域と前記中間回折格子領域との両方を、前記導波路部の上に積層される前記流動性の材料の上に同時に刻印することを含む、請求項１または２のいずれか一方に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の格子刻印器と前記第２の格子刻印器が、前記流動性の材料の上に刻印するために使用される場合、前記流動性の材料は、前記導波路部の互いに反対側の平らな面の上に積層され、
前記入力回折格子領域を規定する前記刻印は、前記導波路部の１つの面の上に積層された前記流動性の材料の中に刻印され、前記中間回折格子領域を規定する前記刻印は、前記導波路部の前記反対側の面の上に積層された前記流動性の材料の中に刻印され、
前記入力回折格子領域が形成されている前記導波路の表面に垂直な前記入力回折格子領域を介する方向に沿って見られたとき、前記中間回折格子領域は、前記入力回折格子領域を全体的に囲むようにみえる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記中間回折格子領域が形成される前記流動性の材料は、前記出力回折格子領域が形成される前記流動性の材料と連続している、請求項１ないし４のいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
前記刻印することは、前記入力回折格子領域と前記中間回折格子領域と前記出力回折格子領域との各々を、前記導波路部の１つの平らな表面の上に積層される前記流動性の材料の上に刻印することを含む、請求項２または３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記硬化することは、前記入力回折格子領域と前記中間回折格子領域と前記出力回折格子領域との各々のために、または、前記中間回折格子領域と前記出力回折格子領域との各々のために、同時に、前記流動性の材料を硬化することを含む、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記硬化することは、前記導波路の１つの平らな面の上に形成されるとき、前記中間回折格子領域と前記出力回折格子領域を形成される前記流動性の材料を同時に硬化することを含み、
前記流動性の材料は前記導波路部のほぼ反対側の平らな面に与えられ、前記入力回折格子領域は刻印によってそこに形成され、前記入力回折格子領域が形成された前記流動性の材料は硬化される、
請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の格子刻印器と前記第２の格子刻印器とが１つまたは複数の刻印を刻印するために使用される場合、前記流動性の材料に刻印されるべき前記入力回折格子の配向を、固形化された前記中間回折格子と固形化された前記出力回折格子とに対して調整するために、個別の前記第２の格子刻印器を回転することと、
続いて、選択された配向において、刻印された前記入力回折格子を硬化することと、を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記刻印することは、矩形波格子構造をもった前記中間回折格子領域を刻印することを含む、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記刻印することは、ブレーズド格子構造をもった前記入力回折格子領域、または／および、前記出力回折格子領域を刻印することを含む、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記中間回折格子領域の上に、前記中間回折格子領域の前記材料の屈折率とは異なる屈折率を有するコーティングを与えることを含む、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記入力回折格子領域または／および前記出力回折格子領域の上に、前記入力回折格子領域または／および前記出力回折格子領域の前記材料の屈折率とは異なる屈折率を有するコーティングを与えることを含む、請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記出力回折格子は、前記中間回折格子領域から前記拡張された光を受け取り、前記第１の次元を横切る第２の次元において前記受け取られた光を拡張するよう構成される、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の格子刻印器の使用により、前記中間回折格子領域の中の前記中間回折格子のため、および、前記出力回折格子領域の中の前記出力回折格子のための前記１つまたは複数の刻印とともに、前記中間回折格子領域のための前記レリーフパターンの境界内に設けられる非回折性の入力窓領域を規定する刻印を前記導波路部の１つの平板な面上の前記流動性の材料の上に刻印することをさらに備え、
前記入力回折格子領域の中の前記入力回折格子は、前記第１の格子刻印器の前記入力回折格子領域のための前記レリーフパターンを前記非回折性の入力窓領域に整列させることによって、前記導波路部の前記１つの面の反対側の前記導波路部の平板な面の上に刻印される、
請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、限定ではないが、ディスプレイのための光導波路等の導波路に、および、ディスプレイ装置に関係する。特に、本発明は、イメージ保持光が導波路に注入され、可視イメージを形成するために拡張され、見るために導波路から放出されるディスプレイ装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
このタイプの先行技術のディスプレイ装置は、３つの連続する機能のそれぞれの１つを実行するよう構成された３つの個別の回折格子を含むスラブ導波路を備え得る。第１の格子は、スラブ導波路に沿った方向に、受け取られた光を回折するための光入力領域としての役割をする。第２の格子は、第１の次元（dimension）において第１の格子からの光を拡張するための役割をし、第３の格子は、拡張された光を受け、第１の次元に直交する第２の次元において光を更に拡張するため、および、導波路からの結果を出力するための役割を持つ。第２の回折格子が要求された方向に受け取られた光を回折することができ、その回折された光が第３の回折格子に到達し得るようにするために、第２の格子の格子線の配向に対して好適な方向で、第１の格子から第２の格子によって光が受け取られる必要もある。第１の（入力）格子と第２の格子における格子線の配向の間の不整列は、第３の（出力）格子の格子線の配向に対する第２の格子からの出力光の不整列の結果となる。
【０００３】
これは、第３の（出力）格子によるイメージ保持光出力から再生可能なイメージの品質を劣化させる総体的な影響を有する。
【０００４】
第１と第２の回折格子の間の格子線の不整列の可能性を減らす試みのために、幾つかの先行技術の方法は、第１と第２の格子の両方を、格子線の全体にわたって１つの共通な配向を有する１つの全体的な格子構造の異なる部分として押し付けること、または、刻印することを含む。これは、共通の単一の格子刻印器から刻印された２つの別個の格子領域の形態（図１Ａ）、または、１つの刻印器から刻印された１つの格子パターンの２つの別個の領域の形態（図１Ｂ）であり得る。
【０００５】
しかし、両方の場合において、第２の格子または格子領域が、第３の（出力）格子への前方への回折のための第２の格子の格子線への入射方向の好適な角度で、第１の格子または格子領域から入力光を受け取ることができるためには、第１の格子または格子領域から発する光は、第２の格子または格子領域に向かって逆に反射されることによって向け直されなければならない。これを達成するために、高い反射面が、スラブ導波路のエッジの部分に沿って与えられなければならない。
【０００６】
反射面は、それが有用であるべきならば、非常に高度な光学的基準に製造されなければならない。反射スラブエッジの非常に平らな面への研磨が必要とされる。これは達成するのが困難であり、そのような導波路は製造のために高価になる。
【０００７】
本発明は、これらの問題に対処することを目的としている。
【発明の概要】
【０００８】
第１の形態において、本発明は、表示されるべき光を導波するための平板光導波路部と、光を受け取り、それによって導波するための光導波路部に沿って、受け取られた光を回折するよう構成された入力回折格子と、光導波路部を介して入力回折格子に光学的に結合され、入力回折格子から回折された光を受け取り、回折によって、第１の次元において、受け取られた光を拡張するよう構成された中間回折格子と、光導波路部を介して中間回折格子に光学的に結合され、拡張された光を受け取り、表示のために、回折によって、光導波路部から、受け取られた拡張された光を出力するように構成された出力回折格子と、を備え、入力回折格子は、中間格子の地理的領域、または、底面（footprint）の中に全体が位置付けられるように位置決めされ、入力回折格子と中間回折格子の格子ベクトルは、異なるそれぞれの方向に配向される、ディスプレイ装置のための導波路を提供する。例えば、それぞれの格子ベクトルが導波路部の面に実質的に位置していない場合、光導波路部の面上への入力回折格子と中間回折格子の格子ベクトルの投影が、異なるそれぞれの方向に配向され得る。
【０００９】
入力回折格子は、入力回折格子の物理的な位置が中間回折格子の地理的領域または底面の中に全体がはいるように、中間回折格子とほぼ面内または共平面に位置付けられ得る。
【００１０】
入力回折格子は、入力回折格子の外見上の位置が中間回折格子の地理的領域または底面の中に全体がはいるように、中間回折格子に隣接して（例えば、平行であるが、面外である）位置付けられ得る。中間回折格子の地理的領域または底面の中に全体が入るような入力回折格子の位置は、物理的／実体的な位置であってよく、または、外見上の位置であってもよい。その上に中間格子が形成され、中間回折格子の外側境界／周囲によって囲われる面が、別個の表面上にそれ自身が形成される入力格子上全体に延びるように、当該地理的領域または底面の中にはいる入力格子の外見上の位置は、入力格子を、中間回折格子に好適に近くに位置決めすることによって達成され得る。一例は、中間回折格子を光導波路部の１つの平面上に形成すること、および、入力回折格子を、中間格子の底面の中の導波路部の反対の平面上に、後者の平面上に投影される（例えば、導波路部を介して見ることができる）ように形成することである。
【００１１】
好適には、中間回折格子の材料は、それらを介して入力回折格子から中間回折格子に、受け取られた光が全内部反射によって導波される、光導波路部の一方側における光導波路部の表面のそれらの部分の全てを覆う。
【００１２】
中間回折格子の材料は、好適には、少なくとも入力回折格子の材料と連続している。
【００１３】
中間回折格子の材料は、出力回折格子の材料と連続していてもよい。
【００１４】
中間回折格子は、導波路の面に形成された表面レリーフ格子であってよい。入力回折格子と出力回折格子は、各々、導波路の表面に形成されるレリーフ格子であってよい。
【００１５】
中間回折格子は、矩形波格子構造を備え得る。入力格子または／および出力格子は、ブレーズド格子構造であってよい。
【００１６】
導波路は、中間回折格子上のコーティングを含み得る。コーティングは、中間回折格子の材料の屈折率とは異なる屈折率を有し得る。
【００１７】
導波路は、入力または／および出力回折格子上のコーティングを含むことができ、コーティングは、入力または／および出力回折格子の材料の屈折率とは異なる屈折率を有し得る。
【００１８】
出力回折格子は、好適には、中間回折格子から、拡張された光を受け取り、第１の次元を横切る第２の次元において、受け取られた光を拡張するように構成される。
【００１９】
本発明は、上述の導波路を備えたディスプレイ装置を提供し得る。
【００２０】
第２の態様において、ディスプレイ装置のための導波路を製造するための方法を提供し、導波路は、光を受け取り、導波路に沿って、受け取られた光を回折するための入力回折格子と、入力回折格子から回折された光を受け取り、回折によって、第１の次元において、受け取られた光を拡張するための中間回折格子と、回折によって光導波路から拡張された光を受け取り、出力するための出力回折格子と、を含み、方法は、平板光導波路部を提供することと、光学的に透明な固体を形成するために硬化可能な流動性の材料を光導波路部上に積層することと、入力回折格子領域、中間回折格子領域、および、出力回折格子領域を規定する刻印を、流動性の材料上に刻印すること、ここにおいて、中間回折格子の流動性の材料は、少なくとも入力回折格子領域の流動性の材料と連続している、と、刻印を固形化するために刻印された流動性の材料を硬化することと、を備え、入力回折格子は、中間格子の地理的領域または底面の中に全体が位置付けられ、入力回折格子と中間回折格子の格子ベクトルは、異なるそれぞれの方向に配向される。例えば、それぞれの格子ベクトルが導波路部の面に実質的に位置していない場合、入力回折格子と中間回折格子の格子ベクトルの光導波路部の面への投影は、好適には、異なるそれぞれの方向に配向される。
【００２１】
入力回折格子は、入力回折格子の物理的位置が中間回折格子の地理的領域または底面の中に全体がはいるように、中間回折格子とほぼ面内または共平面に位置付けられ得る。
【００２２】
好適には、硬化された材料は、それらを介して入力回折格子から中間回折格子に、受け取られた光が全内部反射によって導かれる、光導波路部の一方の側における光導波路部の表面のそれらの部分の全てを覆う。
【００２３】
刻印することは、入力格子と中間回折格子との両方を、平板導波路の同じ１つの側において、流動性の材料上に刻印することを含み得る。
【００２４】
刻印することは、入力格子を囲む回折領域として、入力格子と中間回折格子との両方を、平板導波路の同じ１つの側において、流動性の材料上に刻印することを含み得る。
【００２５】
中間回折格子領域の流動性の材料は、出力回折格子領域の流動性の材料と連続していてもよい。
【００２６】
刻印することは、入力格子、中間回折および出力回折格子の各々を、平板導波路の同じ１つの側において、流動性の材料上に刻印することを含み得る。
【００２７】
刻印することは、入力格子、中間回折および出力回折格子の各々を、同時に、流動性の材料上に刻印することを含み得る。
【００２８】
硬化することは、入力格子、および、中間回折、または、追加的に出力回折格子の各々のために、同時に、流動性の材料を硬化することを含み得る。
【００２９】
刻印することは、矩形波回折構造をもった中間回折格子を刻印することを含み得る。
【００３０】
刻印することは、ブレーズド格子構造をもった入力格子または／および出力格子を刻印することを含み得る。
【００３１】
方法は、中間回折格子の材料の屈折率とは異なる屈折率を有した中間回折格子上のコーティングを与えることを含み得る。
【００３２】
方法は、入力または／および出力回折格子の材料の屈折率とは異なる屈折率を有する入力または／および出力回折格子上のコーティングを与えることを含み得る。
【００３３】
出力回折格子は、好ましくは、中間回折格子から拡張された光を受け取り、第１の次元を横切る第２の次元において受け取られた光を拡張するように構成される。
【００３４】
第３の態様において、本発明は、ディスプレイ装置のための導波路を製造するための方法を提供し得、導波路は、光を受け取り、導波路に沿って、受け取られた光を回折するための入力回折格子と、入力回折格子から回折された光を受け取り、回折によって、第１の次元において、受け取られた光を拡張するための中間回折格子と、光導波路からの拡張された光を受け取り、回折によって光を拡張するための出力回折格子と、を含み、方法は、平板光導波路部を提供することと、光学的に透明な固体を形成するために硬化可能な流動性の材料を、光導波路部の対向する平板面上に積層することと、流動性の材料上に、入力回折格子、中間回折格子、および、出力回折格子を規定する刻印を刻印することと、刻印を固形化するために刻印された流動性の材料を硬化することと、を備え、入力回折格子は、中間回折格子の地理的領域または底面の中に全部が位置付けられるように、中間回折格子に隣接して位置付けられ、入力回折格子と中間回折格子の格子ベクトルは、異なるそれぞれの方向に配向される。例えば、それぞれの格子ベクトルが導波路部の面に実質的に位置しない場合、入力回折格子と中間回折格子の格子ベクトルの光導波路部上への投影は、好ましくは、異なるそれぞれの方向に配向される。
【００３５】
入力回折格子の外見上の位置が中間回折格子の地理的領域または底面の中に全体がはいるように、入力回折格子は、中間回折格子に隣接して、それに平行だがそれの面外ではなく、位置付けられ得る。入力回折格子の位置は、中間回折格子の地理的領域または底面の中に全体がはいるように、外見上の位置であり得る。中間格子が形成され、中間回折格子の外側の境界／周囲によって囲まれる面が、それ自身が別個の面上に形成される入力格子上を全体的に延びるように、当該地理的領域または底面の中にはいる入力格子の外見上の位置は、中間回折格子の近くに好適に入力格子を位置付けることによって達成され得る。一例では、光導波路部の１つの平面上に中間回折格子を形成すること、および、中間格子の底面内の導波路部の反対側の平面上に、後者の平面上に投影される（例えば、導波路部を介して見ることができる）ように、入力回折格子を形成することである。
【００３６】
流動性の材料は、好ましくは、平板導波路部の２つの対向する面の各々上に積層され、刻印することは、好ましくは、実質的な非回折入力窓領域を囲む回折領域として、平板導波路の一方の側における流動性の材料上に中間回折格子を刻印することと、入力格子が入力窓領域を介して見ることができるように、平板導波路の反対側における流動性の材料上に入力格子を刻印することと、を含む。
【００３７】
好ましくは、硬化された材料は、それらを介して入力回折格子から中間回折格子に、受け取られた光が全内部反射によって導かれる、光導波路部の一方の側において、光導波路部の面のそれらの部分の全てを覆う。
【００３８】
中間回折格子領域の流動性の材料は、出力回折格子領域の流動性の材料と連続し得る。
【００３９】
刻印することは、中間回折格子と出力回折格子の各々を、平板導波路の同じ一方の側において流動性の材料上に刻印することを含み得る。
【００４０】
硬化することは、平板導波路の一方の側において中間回折格子と出力回折格子の各々の流動性の材料を同時に硬化することと、続いて、平板導波路の反対側に流動性の材料を与えることと、を含み得る。
【００４１】
刻印することは、続いて、平板導波路の反対側において、流動性の材料上に入力格子を刻印することを含み得る。
【００４２】
方法は、流動性の材料の中に刻印された入力回折格子の固形化された中間回折格子に対する配向を調節することと、続けて、選択された配向において、刻印された入力回折格子を硬化することと、を含み得る。
【００４３】
刻印することは、矩形波格子構造をもった中間回折格子を刻印することを含み得る。
【００４４】
刻印することは、ブレーズド格子構造をもった入力格子または／および出力格子を刻印することを含み得る。
【００４５】
方法は、中間回折格子上に、中間回折格子の材料の屈折率とは異なる屈折率を有するコーティングを与えることを含み得る。
【００４６】
方法は、入力または／および出力回折格子上に、入力または／および出力回折格子の材料の屈折率とは異なる屈折率を有するコーティングを与えることを含み得る。
【００４７】
出力回折格子は、好ましくは、中間回折格子から拡張された光を受け取り、第１の次元を横切る第２の次元において受け取られた光を拡張するよう構成される。
【００４８】
導波路部またはその上の表面のひだの屈折率の周期的な摂動または変動は回折格子を規定し得、これは、格子面に沿った入射光波
【００４９】
【数１】
0006430516.tif 000002
【００５０】
のインパルジョン（impulsion）（波動ベクトル表面成分
【００５１】
【数２】
0006430516.tif 000003
【００５２】
）を、整数（ｍ）個の格子インパルス（格子ベクトル
【００５３】
【数３】
0006430516.tif 000004
【００５４】
）を加える、または、引くことによって変化させる効果を有する：
【００５５】
【数４】
0006430516.tif 000005
【００５６】
ここで、
【００５７】
【数５】
0006430516.tif 000006
【００５８】
および、ｄは、格子の平面にあり、格子の周期性の方向（例えば、直線状の格子線／溝の方向に垂直）にある単位ベクトル方向
【００５９】
【数６】
0006430516.tif 000007
【００６０】
における格子間隔である。
【００６１】
格子がｘｙ平面にあり、周期性がｘ軸に沿っており、入射光線が溝に垂直な平面に位置する場合、反射における式は、所謂「回折格子方程式」の形をとる：
【００６２】
【数７】
0006430516.tif 000008
【００６３】
ここで、λは光の波長である。
【００６４】
ここで、本発明の例示の実施形態が、添付の図面を参照してより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１Ａ】図１Ａは、先行技術に従ったスラブ導波路を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、先行技術に従ったスラブ導波路を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、図１に従ったスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１に従ったスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図１に従ったスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図１に従ったスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図２Ｅ】図２Ｅは、図１に従ったスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図２Ｆ】図２Ｆは、図１に従ったスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図３】図３は、本発明の実施形態に従ったスラブ導波路を示す。
【図４】図４は、本発明の他の実施形態に従ったスラブ導波路の２つの対向する面側の両方を示す。
【図５】図５は、本発明の実施形態に従ったスラブ導波路に入力される光の相互作用を概略的に示す。
【図６】図６は、図１の先行技術のスラブ導波路と図４と図５に示される本発明の実施形態に従ったスラブ導波路とにおける入力光の導波の間の比較を概略的に示す。
【図７】図７は、図１の先行技術のスラブ導波路と図４と図５に示される本発明の実施形態に従ったスラブ導波路とにおける入力光の導波の間の更なる比較を概略的に示す。
【図８】図８は、図１の先行技術のスラブ導波路と図４に示される本発明の実施形態に従ったスラブ導波路とにおける入力光の導波の間の比較を概略的に示す。
【図９】図９は、図１の先行技術のスラブ導波路と図４に示される本発明の実施形態に従ったスラブ導波路とにおける入力光の導波の間の比較を概略的に示す。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図４に従った本発明のスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図４に従った本発明のスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図４に従った本発明のスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、図４に従った本発明のスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図１１Ａ】図１１Ａは、図５に従った本発明のスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図５に従った本発明のスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、図５に従った本発明のスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、図５に従った本発明のスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図１１Ｅ】図１１Ｅは、図５に従った本発明のスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図１１Ｆ】図１１Ｆは、図５に従った本発明のスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図１１Ｇ】図１１Ｇは、図５に従った本発明のスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図１１Ｈ】図１１Ｈは、図５に従った本発明のスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【図１１Ｉ】図１１Ｉは、図５に従った本発明のスラブ導波路を製造するためのプロセスを概略的に示す。
【詳細な説明】
【００６６】
図面において、同様な参照符号は同様な項目を指す。
【００６７】
図１Ａは、ディスプレイ装置のための先行技術の導波路を示す。導波路は、スラブの２つの対向する平行で平板の表面の間の全内部反射によって、内部で光を導波するためのスラブ光導波路１を備える。
【００６８】
表示されるべきイメージ保持光は、イメージ保持光６を受け取るように、および、入力回折格子に光学的に結合された中間回折格子４を横切って導波するために、スラブ光導波路に沿って、受け取られた光７を回折するように構成される入力回折格子２を介してスラブに入力される。中間格子４は、回折によって、第１の次元７において、受け取られた光を拡張するように、および、スラブ光導波路を介して、中間回折格子に光学的に結合された出力回折格子５の方向に拡張された光８を向けるように構成される。
【００６９】
出力格子は、中間格子から拡張された光８を受け取り、ユーザ１０への表示のために、回折によって、受け取られた拡張された光をスラブ光導波路から出力する９ように構成される。
【００７０】
入力回折格子２は、反射コーティング３によってコーティングされるスラブ導波路の反射エッジ部を介して、中間回折格子に光学的に結合される。従って、入力光６は、反射エッジに向かって回折され、スラブ導波路の中での全内部反射によって当該反射コーティング／エッジ３に導波される。反射エッジにおける反射に応じて、導波された入力光は、その後、中間回折格子４に向かって導波される。
【００７１】
反射エッジの存在は、導波路の製造を複雑にしており、導波路を、製造するのに比較的高価にし、製造を難しくし、一旦生成された製造誤差に脆弱にする。図１Ｂは、入力回折格子２が、中間格子領域と一体で作成され、連結されることによって、中間回折格子に接続された連続格子領域として構成される、図１Ａの先行技術のデバイスの先行技術の変形例を概略的に示す。図１Ｂの装置の形態と動作は、図１Ａの装置のものとその他の点で同じであり、光線（６、７、８、および、９）は、これを図示するために図１Ｂにおいて示される。
【００７２】
入力回折格子（図１Ａ）または入力回折格子領域（図１Ｂ）の格子線は、中間回折格子、または、格子領域の格子線にほぼ平行である（それらの格子ベクトルは同一である）ことが注記されるべきであり、そうして、中間格子の格子線に対して好適な方向に入力光７を向け直すために反射エッジ３の使用を必要とする。
【００７３】
先行技術のデバイスの両方の例（図１Ａと１Ｂ）の入力と中間格子（または、格子領域）の共通に配向された格子線（格子ベクトル）は、ここで図１Ａの装置に関して説明されるように、レリーフの中にそのように共通に配向された格子線／溝を帯びる単一の格子刻印器の使用によって作成される。この作成方法は、図１Ｂのデバイスの製造にも等しく適応することが注記されるべきである。両方の場合において、導波路基板の平板面上への入力と中間の格子部の格子ベクトルの投影は、それらのベクトルが同じであるから、単に、ほぼ平行である。
【００７４】
図２Ａから２Ｆは、議論されている製造プロセスを概略的に示す。プロセスは、光学的に透明な固体を形成するために硬化可能である、流動性の硬化性接着剤（fluid curing glue）１１のスラブ光導波路基板１上への積層で始まる（図２Ａ）。硬化性接着剤の３つの別々の（separate）、個別の（discrete）、分離された（isolated）積層が、導波路基板によってお互いに光学的に結合される３つの別々の回折格子領域を形成することを意図された位置において、基板上に積層される。次に（図２Ｂ）、格子刻印器（grating stamper）１２がプロセスに投入される。格子刻印器は、１つの面上に、３つの表面レリーフパターン（１３、１４、１５）を帯びており、それらの各１つは、３つの別々の表面レリーフ回折格子のそれぞれの１つを表す。格子刻印器の各表面レリーフパターンは、それが刻印するように設計された格子に対して陰画の、または、相対応する形態である。入力格子のための格子線のレリーフ１３は、中間格子のための格子線のレリーフパターン１４にほぼ平行である。
【００７５】
格子刻印器は、３つの別々で個別の回折格子のそれぞれ１つに対応するそれら３つの積層上に刻印を形成するために、同時に、流動性の硬化性接着剤の３つの個別の積層上に押し付けられる。３つの回折格子は、格子刻印器の第１の表面レリーフパターン１３によって規定される入力回折格子領域、格子刻印器の第２の表面レリーフパターン１４によって規定される中間回折格子領域、および、格子刻印器の第３の表面レリーフパターン１５によって規定される出力回折格子領域を規定する。
【００７６】
勿論、上述したように、一方のパターンが組み合わされた入力と中間との格子構造に対応し、他方が出力格子構造に対応する２つの別々の表面レリーフパターンを格子刻印器が備えるという変更でもって、図１Ｂの装置を製造することにおいて、同じ基本プロセスが適用される。また、流動性の硬化性接着剤の２つの個別の積層−一方が組み合わされた格子用で、一方が出力格子用−のみが必要とされる。
【００７７】
次の製造ステップ（図２Ｃ）において、まだ流動性の形態にある硬化性接着剤１１と、そこに３つの格子を定義するためにその上に押し付けられた格子刻印器とをもって、複数の異なる色の光が、第１の表面レリーフ（入力）回折格子パターンで刻印される硬化性接着剤積層の中に入力される。この入力光は、入力格子パターンによって、導波路基板１の中にはいり、導波路基板の反射エッジ３（図１参照）部分に向かって回折され、そこから、第２の表面レリーフパターン１４によって流動性の硬化性接着剤の第２の積層に形成された中間回折格子パターンに、そこから、格子刻印器１２の第３の表面レリーフパターン１５によって流動性の硬化性接着剤の第３の積層上に刻印された第３の（出力）回折格子パターンに回折される。第３の（出力）格子パターンにおいて、多色光が導波路基板１から出力される。異なる色の光の出力の方向の間の角度上の不整列が観察される。そのような不整列は、導波路基板の反射エッジ３と、格子刻印器の第１の表面レリーフ格子パターン１３によって刻印された入力回折格子パターンと、入力回折格子パターンと中間回折格子パターンとの２つのパターンの格子溝がほぼ平行なので、格子刻印器によって刻印された中間回折格子パターン１４と、の間での不整列に因る。実際において、前者からの入力光の入射の角度は、光が光学的に後続の回折格子に結合されるように、正確に整列されなければならない。
【００７８】
そのような不整列のための調節のために、次の製造ステップ（図２Ｄ）は、硬化性接着剤の中の流動性の回折格子刻印を整列し直すために、導波路基板（および、その反射エッジ３）に対して格子刻印器の慎重な回転を必要とする。出力光ビームの異なる色の角度上の整列が観察される場合、好適な整列が検出される。
【００７９】
好適な整列が観察された場合、続いて、流動性の硬化性接着剤が、紫外線（ultraviolet：ＵＶ）放射でそれを照射することによって硬化される。これは、入力、中間、および、出力回折格子の刻印を固形化するために、刻印された流動性の硬化性接着剤を固形化する。
【００８０】
結果としての導波路１は、導波路刻印器１２から引き離され（図２Ｆ）、表面レリーフにおいて、光を受け取り、反射エッジ３に向かって導波路に沿って、受け取られた光を回折するための入力回折格子２と、反射エッジ３からの回折された光を受け取って、回折によって、第１の次元において、受け取られた光を拡張するための中間回折格子４と、拡張された光を受け、回折によって光導波路から出力するための出力回折格子５と、を含む。
【００８１】
この先行技術の製造プロセスは、時間を浪費し、難しく、誤りをしがちである。
【００８２】
本発明の２つの実施形態の各々は、これらの製造や製品の問題に対処するディスプレイ装置の導波路を提供する。
【００８３】
図３と図４を参照すると、実施形態の各々は、表示されるべき光を導波するためのスラブ光導波路基板（２０、２４）を備える。基板は、イメージ保持光を受け取り、中間格子２５に向けて直接に、光導波路に沿って、受け取られた光を回折するために表面上に構成される入力回折格子（２１、２８）を帯び、光が導波路の中で導波される。
【００８４】
中間回折格子（２２、２５）は、導波路の表面に形成され、光導波路を介して入力回折格子（２０、２４）に光学的に結合される。中間回折格子は、入力回折格子からの回折された光を直接受け取るように、および、回折によって、第１の次元において、受け取られた光を拡張するように構成される。入力格子の格子線／溝は中間格子のものとは平行でなく、従って、２つの格子の格子ベクトルが、導波路基板の平板面へのそれらのそれぞれの投影をするときに、異なる配向を有する。この例において、格子ベクトルは導波路構造の面に平行に位置し、従って、導波路構造の面上のそれらのそれぞれの投影はベクトルそれら自身に等しい。入力格子は、中間格子の地理的領域または底面の中に位置付けられる。中間格子の地理的領域／底面の中に位置付けられることによって、入力格子の実際の位置が中間格子の境界の中にあるとして定義され得ること（例えば、図３）、または、入力格子の見かけ上の位置が中間格子の境界の中にあるとして定義され得ること（例えば、図４）、が意味される。
【００８５】
出力回折格子（２３、２７）は、光導波路部を介して中間回折格子に光学的に結合され、拡張された光を受けるように、および、表示のために、回折によって、光導波路から、受け取られた拡張された光を出力するように構成される。
【００８６】
特に、先行技術のデバイスにおけるような特別な反射エッジの使用はなく、また、中間回折格子（２２、２５）の材料は、それらを介して入力回折格子（２１、２８）から中間回折格子（２２、２５）に、入力されたイメージ保持光が全内部反射によって導波される、導波路スラブの一方の側において、光導波路部の表面のそれらの部分の全てを覆う。
【００８７】
図３の実施形態において、中間回折格子２２の材料は、入力回折格子２１の材料と連続している。しかし、図４の実施形態では、入力回折格子２８の材料は、中間回折格子２５の材料と連続してはいない。実際、この代替の実施形態の中間格子２５と出力格子２７は、各々、スラブ導波基板の第１の平板側２４Ａ上に形成され、入力格子２８が形成されたスラブ導波路基板の第２の平板側２４Ｂとは反対側である。図４は、これら３つの回折格子を帯びる第１と第２のスラブ側の両方を示す（破線の矢印が導波スラブを「介して」見られる格子を指している）。
【００８８】
図４を詳細に参照すると、導波路基板の一方の側２４Ａ上の中間回折格子は、円形でほぼ非回折性の入力窓領域２６を囲む回折領域２５として備えている。平板導波基板の反対側２４Ｂは、入力格子が入力窓領域を介して見えるように、入力窓領域２６と位置合わせされて位置付けられた入力格子２８を帯びる。入力窓領域は、中間回折格子を形成する、囲んでいる回折領域２５の材料と同じ材料を備え、連続している。代替の実施形態において、入力窓領域は、むき出で、スラブ導波基板の領域が露出され、覆われない／コーティングされないままにされ、材料の存在しないことによって規定されてもよい。いずれの場合でも、入力窓２６を介して見える、入力回折格子２８の見かけ上の位置は、中間格子の境界内にあり、従って、中間格子の地理的領域または底面の中に設けられる。勿論、図３の例において、入力回折格子２１の実際の位置は中間格子の境界内にある。前者の場合には、入力格子は、中間格子の平面からずれており、後者では、入力格子は、中間格子面と同一面である。
【００８９】
中間回折格子（２２、２５）の材料は、また、これらの実施形態の一方または各々において、出力格子（２３、２７）の材料と連続であり得る。出力回折格子は、中間回折格子および／または入力格子と同一面に形成され得、または、いずれか／両方と平面外であり得る。これは、導波路基板の２つの対向する面の好適な一方上に出力格子を形成することによって達成され得る。
【００９０】
中間回折格子（２２、２５）は、スラブ導波路基板（２０、２４）の表面上に積層された、硬化された硬化性接着剤の表面に形成される矩形波表面レリーフ格子である。同様に、入力回折格子（２１、２８）と出力回折格子（２３、２７）の両方は、各々、スラブ導波路基板の面上に積層された硬化された硬化性接着剤の表面に形成されたブレーズド表面レリーフ格子である。
【００９１】
誘電性のまたは金属のコーティングが、所望された場合に、入力、中間、および／または、出力の回折格子上に積層され得る。コーティングは、好ましくは、問題のコーティングされた回折格子を形成する硬化された硬化性接着剤の材料の反射係数とは異なる（例えば、それより大きい）反射係数を有する。
【００９２】
これらの導波路の実施形態は、上述の導波路を備えるディスプレイ装置における使用のためにある。例は、ヘルメットに搭載されるヘッドアップディスプレイ（head-up display：ＨＵＤ）、または、車両（例えば、戦術車両または他の車両のコックピット、キャビン、等）における搭載のためのＨＵＤを含む。
【００９３】
図５は、図３または図４の実施形態のいずれかの導波路の使用時を概略的に示す。表示されるべきイメージ保持光６は、入力回折格子（２１、２８）においてスラブ導波路（２０、２４Ａ）に入力され、それに応じて、光は回折され、中間格子の格子線／溝（または、格子ベクトル）に対して非平行に選択されたその格子線／溝（または、格子ベクトル）のせいで、中間回折格子（２２、２５）に直接向かって、横切って、スラブ光導波路に沿って導波７される。中間格子は、回折によって、第１の次元７において、受け取られた光を拡張し、出力９、および、ユーザによってみられるために、スラブ導波路を介して、出力回折格子（２３、２７）に向けたその格子線／溝（または、格子ベクトル）の配向によって、拡張された光８を方向付けする。
【００９４】
特に、出力格子は、中間格子（２２、２５）から拡張された光８を受け取るように、および、表示のために、回折によって、受け取られた拡張された光をスラブ光導波路から出力する９ように構成される。出力格子の格子線／溝（即ち、格子ベクトル）の配向は、中間格子の格子線／溝（格子ベクトル）の配向とは異なる。
【００９５】
図５は、関係した実施形態に好適なものとして、中間回折格子の中に位置し、異なって配向された格子線／溝／ベクトルと共通に形成された入力回折格子（図３におけるように）、または、別個に形成されるが、導波路の入力窓領域を介して見ることができる入力回折格子（図４におけるように）を示す。
【００９６】
図６、７、８、および、９は、図１Ａまたは１Ｂに示されたような先行技術の導波路と比較された、発明の利点のある態様を示す。
【００９７】
図６を参照して、導波路の基板における反射エッジ３の必要性の、本発明の実施形態における使用の回避は、入力格子から中間格子に渡る光路長を短くすることが理解され得る。結果として、入力回折格子によってサポートされる全視野角（total angular field of view：ＴＦＯＶ）は、本発明の実施形態において相対的により小さい幅を有する中間回折格子によって適応される。これは、中間回折格子が領域においてより小さくできるので、導波路が、全体としてより短くなることを可能にする。
【００９８】
更に、図７を参照すると、中間格子の幅／領域におけるこの減少は、出力格子に向かう方向に中間回折格子によって回折されている（出力格子に向けて「向きを変えられる（turned）」）光が、出力格子に向かうその経路において中間回折格子のより少ない領域に沿って渡ることが必要とされることを意味する。向きを変えられた光がスラブ導波路基板の対向する平面の間の全内部反射（total internal reflection：ＴＩＲ）によって導波される場合、中間格子構造を帯びる基板表面からの各ＴＩＲが、そこでの回折による光の幾分かの損失の結果となることが注記されなければならない。損失の光は、「向きを変えられた」光が進んでいく方向の横方向−即ち、出力格子から離れる方向−に向けられる。この光は出力格子に届かない。中間格子でもって、そこでのそのような損失の相互作用がより少なければ少ないほど、最終的な表示出力からのより少ない光の損失となる。従って、より大きな損失の先行技術の導波路１との比較において図７において概略的に示されているように、本発明の中間格子の減少された領域はそのような損失を減少させる。
【００９９】
図８と９は、中間回折格子の材料が、それらを介して入力回折格子から中間回折格子に、受け取られたイメージ保持光が全内部反射によって導波される、光学導波路部の一方側において光学導波路部の面のそれらの部分の全てを覆う、本発明の好ましい実施形態の更なる利点を示す。これは、入力格子と中間格子が導波路基板の同じ一方の側上で連続する（同一面）、図３に示された実施形態において起こる。これは、また、入力格子が、中間格子の材料と同じ材料を備える中間格子と連続する入力窓２６に置き換えられた場合、図４における実施形態においても起こる。その場合の入力格子は、入力窓を介してスラブ導波路基板の裏側面に見ることができる。
【０１００】
図８は、仮想の比較対象の導波路（左手のイメージ）の入力格子と中間格子を通じた断面と本発明の実施形態に従った導波路（右手のイメージ）の断面とを並べた比較を示す。導波路基板面上に分離された個別の入力と出力回折格子をつくる影響は、導波路基板の中で導波される光の経路に構造的なエッジを与えることであり、そこでは、光の散乱が生じ得る。これは、イメージの輝度を低下させる光の損失の結果となり、また、出力イメージのコントラストと解像度を劣化させるランダムな散乱光をもったイメージ保持光の汚染の結果となる。図９は、図８の仮想の導波路の断面図の部分の分解図におけるこの影響を示す。
【０１０１】
一態様における本発明の好適な実施形態に従って、中間回折格子の材料が、光導波路部の一方の側において、光導波路部の上側表面のそれらの部分の全てを覆う（中間格子と、材料の連続において、入力格子の材料、または、入力窓の材料を帯びる）から、全内部反射により中間格子に渡る導波された光には、そのような散乱エッジが与えられない。この技術的利点は図８の左手側に示された仮想のデバイスを参照して示されているけれども、仮想のデバイスの構造の不利な点は、図１Ａと１Ｂに示された先行技術のデバイスによって共有される。
【０１０２】
図１０Ａから１０Ｄは、それによって図３の導波路が製造され得る製造プロセスを概略的に示す。プロセスは、スラブ光導波路基板２０上に、光学的に透明な固体を形成するために硬化可能である流動性の硬化性接着剤を積層することで始まる（１０図Ａ）。２つの別個で、個別で、分離された硬化性接着剤の積層が、お互いに光学的に導波路基板によって結合される２つの別個の回折格子領域を形成することが意図された位置において、基板上に積層される。次に（図１０Ｂ）、格子刻印器３０がプロセスに投入される。格子刻印器は１つの面上に３つの表面レリーフパターン（３１、３２、３３）を帯び、それらの各１つは、３つの表面回折格子のそれぞれ１つを与える。格子刻印器の各表面レリーフパターンは、それが刻印するよう設計された格子に対して陰画の、または、相対応する形態である。
【０１０３】
格子刻印器は、３つの回折格子のそれぞれ１つに対応するそれら２つの積層上に刻印を形成するために、同時に、流動性の硬化性接着剤の２つの個別の積層上に押し付けられる。３つの回折格子は、格子刻印器の第２の表面レリーフパターン３２によって規定される中間回折格子領域の地理的領域または底面の中に全体が形成される、格子刻印器の第１の表面レリーフパターン３１によって規定される入力回折格子領域と、格子刻印器の第３の表面レリーフパターン３３によって規定された別個の出力回折格子領域を規定する。入力格子の格子線／溝は、光を中間格子の主体に直接向けて横切るよう回折するように、中間格子の格子線／溝に非平行に、格子刻印器によって規定される。
【０１０４】
次に（図１０Ｃ）、流動性の硬化性接着剤は、格子刻印器が所定の場所にあるままで、紫外線（ultraviolet：ＵＶ）放射４５でそれを照射することによって硬化される。これは、入力、中間、および、出力回折刻印を固形化するために、刻印された流動性の硬化性接着剤を固形化する。
【０１０５】
最後に（図１０Ｄ）、刻印器は、図３に示された、導波路スラブ基板の同じ１つの面上に形成された、固形化された入力、中間、および、出力格子を備える構造の導波路をあらわにするために、導波路基板から引き離される。
【０１０６】
このプロセスは、反射エッジを用いる必要性を回避し、従って、硬化性接着剤を硬化する前にそのようなエッジに回折格子を整列させる必要性を回避する。
【０１０７】
図１１Ａから１１Ｉは、それによって図４の導波路が製造され得る製造プロセスを概略的に示す。プロセスは、光学的に透明な固体を形成するために硬化可能である流動性の硬化性接着剤１１をスラブ光学導波路基板２４上に積層することで開始する（図１１Ａ）。お互いに導波路基板によって光学的に結合される２つの別個の回折格子領域を形成することが意図される位置において、硬化性接着剤の２つの別個の、個別の、分離された積層が基板上に積層される。
【０１０８】
次に（図１１Ｂ）、格子刻印器４０がプロセスに投入される。格子刻印器は、１つの面上に、２つの表面レリーフパターン（４１、４２）を帯び、それらの各１つは、２つの表面レリーフ回折格子のそれぞれ１つを示す。格子刻印器の各表面レリーフパターンは、それが刻印するように設計された格子に対して陰画の、または、相対応する形態である。
【０１０９】
格子刻印器は、２つの回折格子のそれぞれ１つに対応するそれら２つの積層上に刻印を形成するために、同時に、流動性の硬化性接着剤の２つの個別の積層上に押し付けられる。２つの回折格子は、格子刻印器の第１の表面レリーフパターン４２によって規定される中間回折格子領域と、格子刻印器の第２の表面レリーフパターン４１によって規定される別個の出力回折格子領域とを規定する。非回折性の入力窓領域４３も、中間格子のための第１の表面レリーフパターンの境界の中で、全体が囲まれて位置付けられて、格子刻印器によって規定される。
【０１１０】
次に（図１１Ｃ）、流動性の硬化性接着剤が、格子刻印器２４が所定の場所にあるままで、紫外線（ultraviolet：ＵＶ）放射４５でそれを照射することによって硬化される。これは、入力窓、中間格子、および、出力回折格子刻印を固形化するために、刻印された、流動性の硬化性接着剤を固形化する。
【０１１１】
次の製造ステップ（図１１Ｄ）において、導波路スラブ基板の同じ１つの面上に形成された、固形化された入力窓２６、中間格子２７、および、出力格子をあらわにするために、格子刻印器は導波路基板から切り離される。
【０１１２】
次に（図１１Ｅ）、流動性の硬化性接着剤の更なる積層が、中間と出力格子が形成されている側２４Ａに対する裏側のスラブ光導波路基板２４Ｂの側上に積層される。入力窓２６と位置合わせされ、入力窓２６を介して見えるように、入力回折格子を形成することが意図された位置において、流動性の硬化性接着剤が積層される。入力格子刻印器４４が投入され、それは、刻印されるよう設計された格子に対して陰画の、または、相対応する形態である表面レリーフ回折格子を示す表面レリーフパターン４５を１つの面上に帯びる。入力格子刻印器は、流動性の硬化性接着剤の個別の積層上に押し付けられる。
【０１１３】
次に（図１１Ｆ）、依然、硬化性接着剤が流動性の形態で、入力格子刻印器４４が入力格子を規定するためにその上に押し付けられたままで、複数の異なる色の光が入力窓２６を介して導波路に入力される。この入力光は、硬化されていない格子パターンによって導波路基板２４の中に回折され、中間回折格子に向かい、続いて出力回折格子に至る。出力格子２７において、多色の光が導波路基板から出力される。異なる色の光の出力の方向間に角度上の不整列が観察される。そのような不整列は、導波路の入力格子４４の回折格子線／溝と中間回折格子の回折格子線／溝との間の不整列に因る。実際において、続いていく回折格子に光が好適に結合されるように、光が前者から出力される角度は、正確に整列されなければならない。
【０１１４】
そのような不整列を調整するために、次の製造ステップ（図１１Ｇ）は、流動性の硬化性接着剤の積層の中の流動性の入力回折格子刻印の格子線／溝の配向を整列し直すために、導波路基板（および、その他の格子２５、２７）に対して入力格子刻印器４４の慎重な回転を必要とする。出力光ビームの異なる色の角度上の整列が観察された場合、好適な整列が検出される。入力格子線は好適な整列において中間格子の格子線／溝に平行ではないことが注記される。従って、それぞれの格子ベクトルは異なる配向を有する。
【０１１５】
好適な整列が観察された場合、続いて、流動性の硬化性接着剤が、紫外線（ultraviolet：ＵＶ）放射４５でそれを照射することによって硬化される（図１１Ｈ）。これは、入力回折格子刻印を固形化するために、刻印された流動性の硬化接着剤を固形化する。
【０１１６】
最後に（図１１Ｉ）、第２の格子刻印器４５は、固形化された導波路スラブ基板の同じ一方の側に形成された入力窓、中間格子と出力格子、および、スラブ基板の他方の側に形成され、入力窓から見ることのできる入力格子を備える、図４に示された構造の導波路をあらわにするために、第２の格子刻印器４５が導波路基板から引き離される。
【０１１７】
このプロセスは、反射エッジを使用する必要性を回避することが注記される。
【０１１８】
また、更なる実施形態において、スラブ光導波路基板２４上に流動性の硬化性接着剤１１を積層するステップ（図１１Ａ）は、代替として、中間格子２５の入力窓２６の意図された位置において硬化性接着剤が積層されないように、流動性の硬化性接着剤を積層することを含んでもよい。結果として、入力窓は、硬化性接着剤を全く備えない−即ち、上述の硬化性接着剤の溝／線なしのコーティングではなく、中間回折格子部により囲まれたクリアで何も覆われない光基板表面である。
【０１１９】
上述の実施形態は例示の目的のためであり、当業者に容易に明らかになるような、修正、変形、および、その全ての均等物が、例示のために特許請求の範囲によって規定されるような、発明の範囲の中に包含される。
以下に、本願出願当初の特許請求の範囲に記載された内容を付記する。
［Ｃ１］
ディスプレイ装置のための導波路を製造するための方法であって、
前記導波路は、光を受け取り、前記導波路に沿って前記受け取られた光を回折するための入力回折格子と、前記入力回折格子から回折された光を受け取り、回折によって、第１の次元において、前記受け取られた光を拡張するための中間回折格子と、前記拡張された光を受け取り、回折によって、前記拡張された光を、前記導波路から出力するための出力回折格子とを含み、
前記方法は、
平板光導波路部を提供することと、
光学的に透明な固体を形成するために硬化可能な流動性の材料を、前記平板光導波路部の上に積層することと、
入力回折格子領域と、中間回折格子領域と、出力回折格子領域とを規定する刻印を、前記流動性の材料の上に刻印することと、ここにおいて、前記中間回折格子領域の前記流動性の材料は、少なくとも前記入力回折格子領域の前記流動性の材料と連続する、
前記刻印を固形化するために前記刻印された流動性の材料を硬化することと、
を備え、
前記入力回折格子は、前記入力回折格子の物理的な位置が前記中間回折格子の地理的領域の中に全体が位置付けられるように、前記中間回折格子のほぼ面内に位置決めされ、
前記入力回折格子と前記中間回折格子の格子ベクトルは、異なるそれぞれの方向に配向される、
方法。
［Ｃ２］
硬化された前記材料は、それらを介して前記入力回折格子から前記中間回折格子に全反射によって前記受け取られた光が導波される、前記平板光導波路部の一方の側における前記平板光導波路部の表面のそれらの部分の全てを覆う、［Ｃ１］に記載の方法。
［Ｃ３］
前記刻印することは、前記入力回折格子と前記中間回折格子との両方を、前記平板光導波路部の同じ一方の側において前記流動性の材料の上に同時に刻印することを含む、［Ｃ２］に記載の方法。
［Ｃ４］
前記刻印することは、前記入力回折格子と前記中間回折格子との両方を、前記入力回折格子を囲む回折領域として、前記平板光導波路部の同じ一方の側において前記流動性の材料の上に刻印することを含む、［Ｃ１］ないし［Ｃ３］のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ５］
前記中間回折格子領域の前記流動性の材料は、前記出力回折格子領域の前記流動性の材料と連続している、［Ｃ１］ないし［Ｃ４］のいずれか一項記載の方法。
［Ｃ６］
前記刻印することは、前記入力回折格子と前記中間回折格子と前記出力回折格子との各々を、前記平板光導波路部の同じ一方の側において前記流動性の材料の上に刻印することを含む、［Ｃ１］ないし［Ｃ５］のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ７］
前記刻印することは、前記入力回折格子と前記中間回折格子と前記出力回折格子との各々を、同時に、前記流動性の材料の上に刻印することを含む、［Ｃ６］に記載の方法。
［Ｃ８］
前記硬化することは、前記入力回折格子と前記中間回折格子または追加的に前記出力回折格子の各々のために、同時に、前記流動性の材料を硬化することを含む、［Ｃ１］ないし［Ｃ７］のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ９］
前記刻印することは、矩形波格子構造をもった中間回折格子を刻印することを含む、［Ｃ１］ないし［Ｃ８］のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ１０］
前記刻印することは、ブレーズド格子構造をもった前記入力回折格子、または／および、前記出力回折格子を刻印することを含む、［Ｃ１］ないし［Ｃ９］のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ１１］
前記中間回折格子の上に、前記中間回折格子の前記材料の屈折率とは異なる屈折率を有するコーティングを与えることを含む、［Ｃ１］ないし［Ｃ１０］のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ１２］
前記入力回折格子または／および前記出力回折格子の上に、前記入力回折格子または／および前記出力回折格子の前記材料の屈折率とは異なる屈折率を有するコーティングを与えることを含む、［Ｃ１］ないし［Ｃ１１］のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ１３］
前記出力回折格子は、前記中間回折格子から前記拡張された光を受け取り、前記第１の次元を横切る第２の次元において前記受け取られた光を拡張するよう構成される、［Ｃ１］ないし［Ｃ１２］のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ１４］
実質的に、添付の図面を参照して前述され、添付の図面に示された方法。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１１Ｇ】
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【図１１Ｈ】
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【図１１Ｉ】
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