(57)【要約】  ライトガイドが光信号をライトガイド中に注入するようになった注入ゾーン及びライトガイドによる伝送後に光信号を提供するようになった抽出ゾーンを有する。ライトガイドは、少なくとも２つの導光素子（１．１，１．２）を重ね合わせ状態で有する。導光素子は、注入ゾーンと抽出ゾーンとの間に位置するゾーン内で半反射コーティング（１．３）によって互いに部分的に隔てられており、ライトガイド中の光信号の伝搬方向における半反射コーティングの長さは、光信号の最小入射角度及び半反射コーティングが隔てている導光素子のうちの少なくとも一方の厚さで決まる。
2015501952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライトガイドであって、光信号を前記ライトガイド中に注入するようになった注入ゾーンと、前記ライトガイドによる伝送後に前記光信号を提供するようになった抽出ゾーンとを有するライトガイドにおいて、
前記ライトガイドは、重ね合わせ状態の少なくとも２つの導光素子（１．１，１．２）を備え、
前記導光素子は、前記注入ゾーンと前記抽出ゾーンとの間に位置するゾーン内で半反射コーティング（１．３）によって互いに部分的に隔てられ、
前記ライトガイド中の前記光信号の伝搬方向における前記半反射コーティングの長さは、前記光信号の最小入射角度及び前記半反射コーティングが隔てている前記導光素子のうちの少なくとも一方の厚さで決まる、
ことを特徴とするライトガイド。
【請求項２】
前記半反射コーティングの長さは、該長さが前記半反射コーティング上における前記光信号の少なくとも２回の跳ね返りを可能にするようなものである、
請求項１記載のライトガイド。
【請求項３】
前記半反射コーティングの反射率と透過率は、実質的に等しい、
請求項１又は２記載のライトガイド。
【請求項４】
前記ライトガイドは、一連の導光素子を形成する少なくとも３つの導光素子（１．１，１．２，４．１）を重ね合わせ状態で有し、半反射コーティング（１．３，４．２）が各導光素子を次の導光素子から部分的に隔て、
前記ライトガイドは、半反射コーティングにより透過された前記光信号が中間反射を行わないで次の半反射コーティングによって透過されるよう構成されている、
請求項１又は２記載のライトガイド。
【請求項５】
各半反射コーティングは、前記一連の導光素子中におけるその位置で決まる反射率を有し、１つの半反射コーティング（４．２）が該半反射コーティングの反射率よりも高い反射率を有する別の半反射コーティング（１．３）によって透過された前記光信号を透過させる、
請求項４記載のライトガイド。
【請求項６】
前記導光素子は、同一の厚さを有する、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のライトガイド。
【請求項７】
前記導光素子は、同じ材料から成る、
請求項６記載のライトガイド。
【請求項８】
前記導光素子は、互いに異なる材料で作られ、前記導光素子の厚さは、前記導光素子の屈折率及び前記光信号の前記最小入射角度で決まる、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のライトガイド。
【請求項９】
前記ライトガイドは、一連の導光素子を形成する少なくとも３つの導光素子（１．１，１．２，２．１）を重ね合わせ状態で有し、半反射コーティング（１．３，２．２）が各導光素子を次の導光素子から部分的に隔てており、前記ライトガイドは、１つの導光素子と次の導光素子との間に位置する半反射コーティングによって透過された前記光信号が反射を行わないで前記次の導光素子に入ることがないように構成されている、
請求項１又は２記載のライトガイド。
【請求項１０】
前記ライトガイドは、一連の導光素子を形成するよう重ね合わせ状態に配置された少なくとも３つの導光素子から成る群を有し、半反射コーティングが各導光素子を次の導光素子から部分的に隔てており、前記ライトガイドは、１つの半反射コーティングによって反射なしで透過された前記光信号が次の半反射コーティングによって透過されるよう構成され、前記ライトガイドは、少なくとも１つの他の導光素子を有し、半反射コーティングが該他の導光素子を前記導光素子群から部分的に隔てており、前記ライトガイドは、前記導光素子群中で半反射コーティングによって透過された前記光信号が反射を行わないで前記他の導光素子に入ることがないように構成されている、
請求項１又は２記載のライトガイド。
【請求項１１】
１つの導光素子と次の導光素子との間に位置する半反射コーティングによって透過された前記光信号が反射を行わないで前記次の導光素子に入ることがないようにするため、前記導光素子と前記次の導光素子は、反射膜（３．２）によって部分的に隔てられている、
請求項９又は１０記載のライトガイド。
【請求項１２】
１つの導光素子と次の導光素子との間に位置する半反射コーティングによって透過された前記光信号が前記次の導光素子に入ることがないようにするため、前記次の導光素子（２．１）は、前記光信号が前記半反射コーティングによって透過される前記ライトガイドのゾーンには存在しない、
請求項９又は１０記載のライトガイド。
【請求項１３】
ライトガイドを製造する方法であって、前記ライトガイドは、光信号を前記ライトガイド中に注入するようになった注入ゾーン及び前記ライトガイドによる伝送後に前記光信号を提供するようになった抽出ゾーンを有する、方法において、
少なくとも２つの導光素子を得るステップ（５．１）を含み、
前記注入ゾーンと前記抽出ゾーンとの間に位置するゾーン内で１つの導光素子を除き各導光素子に半反射コーティングを被着させるステップ（５．２）を含み、前記半反射コーティングは、前記ライトガイド中における前記光信号の伝搬方向において前記光信号の最小入射角度及び前記半反射コーティングが隔てようとする前記導光素子のうちの少なくとも１つの厚さで決まる長さを有し、
各半反射コーティングが２つの導光素子を互いに隔てるよう前記導光素子を重ね合わせ状態で組み立てるステップ（５．３）を備えている、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライトガイド（「導光体」とも呼ばれ、場合によっては「導光板」とも呼ばれる）に関し、このライトガイドは、光信号をライトガイド中に注入するようになった注入ゾーン及びライトガイドによる伝送後に光信号を提供するようになった抽出ゾーンを有する。
【背景技術】
【０００２】
典型的には、ライトガイドは、光信号が、反射によって注入ゾーンから抽出ゾーンに運ばれる導光ゾーンを有している。大抵の通常の場合、光信号は、スライダの２つの互いに平行な平坦なフェースに当たって連続的に反射する。光信号を注入ゾーンから抽出ゾーンに運ぶよう反射させるライトガイドの外側フェース相互間の距離は、ライトガイドの厚さと呼ばれる。
【０００３】
運ばれるべき像又は光信号は、注入デバイスによってライトガイド中に注入される。像は、光源により照明されるＬＣＤ（液晶ディスプレイ）画素のマトリックスであるのが良い源から出る光ビームから成る。像は、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）画素のマトリックスであっても良い。レンズを利用した光学系により、この像を視準（コリメート）されたビームの形態で投射することができ、この視準ビームは、次に、注入ゾーンを経てライトガイド中に導入される。
【０００４】
注入ゾーンのサイズは、ライトガイドの厚さで決まり、ライトガイドの厚さそれ自体は、抽出ゾーンのサイズ及び所要の解像力で決まり、したがって、注入デバイスの全体的サイズも又同様である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
抽出ゾーンのサイズが所与の場合、注入ゾーンのサイズの減少を意味する注入デバイスの全体的サイズの減少を可能にする解決手段を提供することが望ましい。
【０００６】
抽出ゾーンを経て影響される光信号中に知覚される輝度が一様であるようにすることができる解決手段を提供することが特に望ましい。
【０００７】
安価で実施するのが簡単な解決手段を提供することが特に望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ライトガイドに関し、このライトガイドは、光信号をライトガイド中に注入するようになった注入ゾーン及びライトガイドによる伝送後に光信号を提供するようになった抽出ゾーンを有する。ライトガイドは、これが少なくとも２つの導光素子を重ね合わせ状態で有するようなものである。ライトガイドは、更に、導光素子が注入ゾーンと抽出ゾーンとの間に位置するゾーン内で半反射コーティングによって互いに部分的に隔てられ、ライトガイド中の光信号の伝搬方向における半反射コーティングの長さが光信号の最小入射角度及び半反射コーティングが隔てている導光素子のうちの少なくとも一方の厚さで決まるようなものである。
【０００９】
抽出ゾーンのサイズが所与の場合、注入ゾーンが減少し、その結果、注入ゾーンを経て光信号を提供するのに役立つ注入デバイスの全体的サイズが減少する。
【００１０】
特定の実施形態によれば、半反射コーティングの長さは、この長さが半反射コーティング上における光信号の少なくとも２回の跳ね返りを可能にするようなものである。
【００１１】
抽出ゾーンを経て提供される光信号中に知覚される輝度の一様性は、特に半反射コーティングの反射率と透過率が等しくない場合及び半反射コーティングの吸収度（吸光度）が透過率及び反射率に対して無視できる（５％未満の吸収度）場合に増大する。
【００１２】
特定の実施形態では、半反射コーティングの反射率と透過率は、実質的に等しい。
【００１３】
抽出ゾーンを経て提供される光信号中に知覚される輝度の一様性が増大する。
【００１４】
特定の実施形態によれば、ライトガイドは、一連の導光素子を形成する少なくとも３つの導光素子を重ね合わせ状態で有し、半反射コーティングが各導光素子を次の導光素子から部分的に隔てている。ライトガイドは、更に、半反射コーティングにより透過された光信号が中間反射を行わないで次の半反射コーティングによって透過されるよう構成されている。
【００１５】
注入デバイスの全体的サイズの減少度が増大する。更に、同じ材料でしかも同じ厚さを備えた状態で作られる導光素子、例えばスライダを用いることが可能であり、それにより、ライトガイドが単純化されると共にその製造費が減少する。
【００１６】
特定の実施形態によれば、各半反射コーティングは、一連の導光素子中におけるその位置で決まる反射率を有し、１つの半反射コーティングがこの半反射コーティングの反射率よりも高い反射率を有する別の半反射コーティングによって透過された光信号を透過させる。
【００１７】
抽出ゾーンにより提供される光信号中に知覚される輝度の一様性が増大する。
【００１８】
特定の実施形態によれば、導光素子は、同一の厚さを有する。
【００１９】
ライトガイドの製造は、単純であり、製造費が減少する。
【００２０】
特定の実施形態によれば、導光素子は、同じ材料から成る。
【００２１】
ライトガイドの製造の単純性及びコストの減少度が増大する。
【００２２】
特定の実施形態によれば、導光素子は、互いに異なる材料で作られ、導光素子の厚さは、導光素子の屈折率及び光信号の最小入射角度で決まる。
【００２３】
導光素子の各々に関し、ライトガイドの具体化の関連における使用で決まる材料を選択することが可能である。例えば、注入デバイスの固定を可能にする構造体も又構成する導光素子がこの制約に適した機械的性質を与える材料から成るのが良く、これに対し、各導光素子を小さな機械的応力に耐え、したがって、それほど高価ではない材料で作ることができる。このため、ライトガイドの製造における融通性が高くなる。
【００２４】
特定の実施形態によれば、ライトガイドは、一連の導光素子を形成する少なくとも３つの導光素子を重ね合わせ状態で有し、半反射コーティングが各導光素子を次の導光素子から部分的に隔てている。ライトガイドは、更に、１つの導光素子と次の導光素子との間に位置する半反射コーティングによって透過された光信号が反射を行わないで次の導光素子に入ることがないように構成されている。
【００２５】
かくして、注入デバイスの全体的サイズの減少度が増大する。
【００２６】
特定の実施形態によれば、ライトガイドは、一連の導光素子を形成するよう重ね合わせ状態に配置された少なくとも３つの導光素子から成る群を有し、半反射コーティングが各導光素子を次の導光素子から部分的に隔てている。ライトガイドは、更に、１つの半反射コーティングによって反射なしで透過された光信号が次の半反射コーティングによって透過されるよう構成されている。ライトガイドは、更に、これが少なくとも１つの他の導光素子を有し、半反射コーティングがこのような他の導光素子を導光素子群から部分的に隔てるよう構成されている。ライトガイドは、更に、導光素子群中で半反射コーティングによって透過された光信号が反射を行わないで他の導光素子に入ることがないように構成されている。
【００２７】
特定の実施形態によれば、１つの導光素子と次の導光素子との間に位置する半反射コーティングによって透過された光信号が反射を行わないで次の導光素子に入ることがないようにするため、導光素子と次の導光素子は、反射膜によって部分的に隔てられている。
【００２８】
半反射コーティング及び反射膜の被着を何とかうまく行うことによって、同一サイズの導光素子、例えばスライダを用いることが可能であり、その製造が単純化される。
【００２９】
特定の実施形態によれば、１つの導光素子と次の導光素子との間に位置する半反射コーティングによって透過された光信号が次の導光素子に入ることがないようにするため、次の導光素子は、光信号が半反射コーティングによって透過されるライトガイドのゾーンには存在しない。
【００３０】
材料費が減少する。
【００３１】
本発明は又、ライトガイドを製造する方法に関し、ライトガイドは、光信号をライトガイド中に注入するようになった注入ゾーン及びライトガイドによる伝送後に光信号を提供するようになった抽出ゾーンを有する。このような製造方法は、この製造方法が少なくとも２つの導光素子を得るステップと、注入ゾーンと抽出ゾーンとの間に位置するゾーン内で１つの導光素子を除き各導光素子に半反射コーティングを被着させるステップとを含み、半反射コーティングがライトガイド中における光信号の伝搬方向において光信号の最小入射角度及び半反射コーティングが隔てようとする導光素子のうちの少なくとも１つの厚さで決まる長さを有し、そして、各半反射コーティングが２つの導光素子を互いに隔てるよう導光素子を重ね合わせ状態で組み立てるステップを更に含むようなものである。
【００３２】
上述した本発明の特徴並びに他の特徴は、例示としての実施形態の以下の説明を読むと明らかになり、この説明は、添付の図面に関して与えられている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１のライトガイドの一部分の略図である。
【図２】本発明の第２のライトガイドの一部分の略図である。
【図３】本発明の第３のライトガイドの一部分の略図である。
【図４】本発明の第４のライトガイドの一部分の略図である。
【図５】本発明に従ってライトガイドを製造する方法を概略的に示す図である。
【図６Ａ】注入デバイスの位置決めに対するライトガイドの配置状態を概略的に示す図である。
【図６Ｂ】注入デバイスの位置決めに対するライトガイドの配置状態を概略的に示す図である。
【図６Ｃ】注入デバイスの位置決めに対するライトガイドの配置状態を概略的に示す図である。
【図６Ｄ】注入デバイスの位置決めに対するライトガイドの配置状態を概略的に示す図である。
【図６Ｅ】注入デバイスの位置決めに対するライトガイドの配置状態を概略的に示す図である。
【図６Ｆ】注入デバイスの位置決めに対するライトガイドの配置状態を概略的に示す図である。
【図６Ｇ】注入デバイスの位置決めに対するライトガイドの配置状態を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
注入デバイスの全体的サイズの減少を可能にするため、ライトガイドが注入ゾーンと抽出ゾーンとの間に位置するゾーン内において半反射コーティングによって部分的に互いに隔てられた少なくとも２つの導光素子を有することが提案される。この半反射コーティングは、単一スライダ型ライトガイドに関して瞳孔のサイズの増大を可能にし、このことは、瞳孔寸法が一定の場合、注入デバイスの全体的サイズの減少を意味している。光伝搬を可能にしながら導光素子を単一の物体内で互いに接合するためには、間隙物質を用いることが必要である。これは、このようにして組み立てられ全反射を生じさせる導光素子相互間の空隙が回避されるべきだからであり、他方、組立体の目的は、光が半反射コーティングにより部分的に隔てられた種々の導光素子中を伝搬することができるようにすることにある。間隙物質は、半反射コーティングによって覆われたゾーンを含む導光素子の全有効表面を覆った状態で延びる。この間隙物質は、導光素子を結合することを目的として例えばグルーであるのが良い。この間隙物質は、光信号の最小入射角度αminに関する場合でも全反射を阻止する屈折率を有するべきである。導光素子の材料と間隙物質の屈折率の差によって引き起こされる反射は、有利には、屈折率の差が０．１以下であるようにすることによって最小限に抑えられる。ユーザにより識別されるべき投射（投影）像の細部のサイズが約０．０３°であるようにするため、導光素子相互間の平行度は、約０．０１°である。
【００３５】
以下の説明において、導光素子は、互いに平行なフェースを備えたスライダである。本発明との関連で、他の導光素子、特に同一フェース上に注入ゾーンと抽出ゾーンを並置状態で有する導光素子を用いることができる。この場合、導光素子を互いに隔てる半反射コーティングは、抽出前に光信号の跳ね返り（リバウンド）を可能にする。
【００３６】
本発明の第１のライトガイドの一部分がライトガイド中における光信号の伝搬方向Ｄに沿って断面図で図１に概略的に示されている。
【００３７】
第１のライトガイドは、光信号をライトガイド中に注入するようになった注入デバイス（図示せず）及びライトガイドによる伝送後に光信号を例えばユーザの眼に提供するようになった抽出デバイス（図示せず）を有する。
【００３８】
第１のライトガイドは、厚さｅ1の第１のスライダ１．１及び厚さｅ2の第２のスライダを有している。第１のスライダ１．１と第２のスライダ１．２は、重ね合わされていて、これらのフェースは、互いに平行である。光信号は、スライダの上述のフェースに当たって反射することによってライトガイド中を伝搬する。
【００３９】
抽出デバイスの配置状態により、第１のスライダ１．１又は第２のスライダ１．２のフェース上に光信号のための抽出ゾーン（図示せず）が構成される。
【００４０】
注入デバイスの配置状態により、第１のスライダ１．１の第１のフェース上に光信号のための注入ゾーンが構成される。この注入ゾーンは、図１ではセグメント［Ｊ，Ｋ］で表されている。光信号の光線は、第１のスライダ１．１のフェースに対して角度αをなして第１のスライダ１．１中に注入され、この角度αは、これらのフェースの垂線に対する角度βに対応している。換言すると、次の通りである。
【数１】
2015501952.tif 000003
【００４１】
光信号の光線の最小入射角度αminは、図１に示されている最小入射角度である。最小入射角度αminでの第１のスライダ１．１の第２のフェース上への点（箇所）Ｊの投射は、点Ｌによって表されている。点Ｋの投影は、点Ｍで表されている。
【００４２】
第１のスライダ１．１と第２のスライダ１．２は、半反射コーティング１．３によって部分的に隔てられており、このことは、この半反射コーティング１．３が注入ゾーンと抽出ゾーンとの間に位置するライトガイドのゾーン内に配置されていることを意味している。かくして、第１のスライダ１．１中に注入された光信号の光線は、第１のスライダ１．１内でのこれら光線の伝搬を続けるために半反射コーティング１．３によって部分的に反射され、そして、第２のスライダ１．２内でのこれら光線の伝搬を続けるために半反射コーティング１．３によって部分的に透過される。かくして、光信号の一部は、第１のスライダ１．１内に残り、別の部分は、第２のスライダ１．２に入る。半反射コーティング１．３は、少なくとも、図１のセグメント［Ｌ，Ｍ］によって表された表面を覆った状態で延びている。
【００４３】
図１では、注入された光線は、実線の矢印で表されており、同様に、半反射コーティング１．３によるこれら注入光線の反射に起因して生じる光線及び半反射コーティング１．３によるこれら注入光線の透過に起因して生じる光線は、波線の矢印で表されている。
【００４４】
光信号が第１のスライダ１．１を満たすためには、第１のスライダ１．１のフェース上への光信号の跡は、ライトガイド内における光信号の伝搬方向Ｄにおいて長さｌ1のものであり、ｌ1は、次のようなものである。
【数２】
2015501952.tif 000004
【００４５】
光信号が第２のスライダ１．２を満たすためには、第２のスライダ１．２のフェース上への光信号の跡は、ライトガイド内における光信号の伝搬方向Ｄにおいて長さｌ2のものであり、ｌ2は、第１のスライダ１．１と第２のスライダ１．２が同じ材料から成る場合、次のようなものである。
【数３】
2015501952.tif 000005
【００４６】
ライトガイド全体に関する光信号の跡ｌtotは、これらの環境下において、次の条件式、即ち、
【数４】
2015501952.tif 000006
を満足させ、この式において、ｌは、ライトガイド内の光信号の伝搬方向Ｄにおける半反射コーティング１．３の長さ［Ｌ，Ｍ］を表している。長さｌは、この場合、次のようなものである。
【数５】
2015501952.tif 000007
【００４７】
長さｌは、かくして、第２のスライダ１．２の厚さｅ2及び光信号の最小入射角度αminの関数として定められる。
【００４８】
特定の実施形態では、光信号がライトガイドを一様に満たすようにするためには、第１のスライダ１．１の厚さｅ1は、第２のスライダ１．２の厚さｅ2に等しい。かくして、ユーザにより知覚される輝度は、一様になる。
【００４９】
第１のスライダ１．１と第２のスライダ１．２が互いに異なる材料で作られている場合、これらの厚さの比は、次の通りであり、
【数６】
2015501952.tif 000008
上式において、ｎ1は、第１のスライダ１．１の屈折率を表し、ｎ2は、第２のスライダ１．２の屈折率を表し、βmaxは、角度αが値αminを取る場合、角度βの値に一致する。かくして、スライダが互いに異なる材料で作られている場合、これらの厚さは、これらの屈折率及び光信号の最小入射角度で決まる。
【００５０】
例えば第１のスライダ１．１をポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）で作り、第２のスライダ１．２をポリカーボネートで作ることによって、２３．５°に等しい最小入射角度αmin及び約１．１６の比ｅ2／ｅ1が得られる。
【００５１】
半反射コーティング１．３が実質的に、これが反射するのと同じほど多く、透過する場合、輝度の一様性を増大させることができ、このことは、半反射コーティング１．３の透過率ｔと反射率ｒとの間に２０％の差が存在することを意味している。好ましい実施形態では、半反射コーティング１．３の透過率ｔと反射率ｒは、等しい。同じことは、図２及び図３を参照して以下に説明するライトガイドに当てはまる。
【００５２】
思い起こされるように、ｔ＋ｒ＝１−ａであり、この式において、ａは、半反射コーティング１．３による光信号の吸収度を表している。
【００５３】
特定の実施形態では、長さｌは、ライトガイド中に注入された光信号が半反射コーティング１．３に対して少なくとも２回の跳ね返りを行うことができるよう定められている。これにより、半反射コーティング１．３の透過率ｔと反射率ｒの差の効果が減じられる。同じことは、図２、図３及び図４を参照して以下に説明するライトガイドに当てはまる。
【００５４】
好ましい実施形態では、長さｌは、ライトガイド中に注入された光信号が半反射コーティング１．３に対して２回の跳ね返りを行うことができるよう定められる。
【００５５】
かくして、例えば２ｍｍに等しい第１のスライダ１．１及び第２のスライダ１．２の厚さ及び２３．５°に等しい最小入射角度αminを採用すると、長さ９．２ｍｍの跡がライトガイド内の光信号の伝搬方向に得られる。このことは、半反射コーティング１．３の最小長さが９．２ｍｍであることを意味している。この場合、この長さを注入光信号が半反射コーティング１．３に対して２回の跳ね返りを行うことができるよう１８．４ｍｍに定めるのが良く、その目的は、ユーザにより知覚される輝度の一様性を向上させることにある。このような１８．４ｍｍという長さは、眼鏡（めがね）内へのライトガイドの組み込みに適しており、めがねに対する注入デバイスと抽出デバイスとの間の距離は、約５０ｍｍである。
【００５６】
本発明の第２のライトガイドの一部分がライトガイド内における光信号の伝搬方向Ｄにおいて断面図で図２に概略的に示されている。
【００５７】
第２のライトガイドは、第１のスライダ１．１、第２のスライダ１．２、半反射コーティング１．３及び厚さｅ3の第３のスライダ２．１を有している。第１のスライダ１．１、第２のスライダ１．２及び第３のスライダ２．１は、互いに重ね合わされており、これらのフェースは、互いに平行である。光信号は、スライダの上述のフェースに当たって反射することによってライトガイド内で伝搬する。図１の第１のライトガイドの説明と同様、第１のスライダ１．１と第２のスライダ１．２は、半反射コーティング１．３によって隔てられている。
【００５８】
この第２のライトガイドとの関連において、第１のスライダ１．１、第２のスライダ１．２及び第３のスライダ２．１は、同じ材料から成り、第１のスライダ１．１の厚さｅ1は、第２のスライダ１．２の厚さｅ2に等しく、第３のスライダ２．１の厚さｅ3は、厚さｅ1，ｅ2の合計に等しい。第１のスライダ１．１、第２のスライダ１．２及び第３のスライダ２．１が互いに異なる材料から成る場合、これらの厚さは、これらの屈折率及び光ビームの最小入射角度で決まる。別のスライダが第３のスライダ２．１上に重ね合わされるようにライトガイドに追加される場合、この他のスライダは、厚さｅ1，ｅ2，ｅ3の合計に等しい厚さを有する。複数の他のスライダを追加する場合も同様である。
【００５９】
第２のスライダ１．２と第３のスライダ２．１は、半反射コーティング１．３に類似した半反射コーティング２．２によって部分的に隔てられている。第３のスライダ２．１と半反射コーティング２．２の配置状態は、半反射コーティング１．３によって透過される光線が全体として、第２のスライダ１．２の対向したフェースによって反射されるようなものである。第１のスライダ１．１中に注入されて第２のスライダ１．２内で伝搬する光信号の他の光線及び第２のスライダ１．２内で反射される光線は、第３のスライダ２．１内でのこれらの伝搬を続けるために半反射コーティング２．２によって部分的に透過される。光信号の一部は、第１のスライダ１．１内に残り、別の部分は、第２のスライダ１．２に入ってこの中で反射され、更に別の部分は、第３のスライダ２．１に入ってこの中で反射される。図２では、注入光線は、実線の矢印で表され、同様に、半反射コーティング１．３によるこれら注入光線の反射に起因して生じる光線及び半反射コーティング１．３によるこれら注入光線の透過に起因して生じる光線は、長い波線の矢印で表され、半反射コーティング２．３による透過に起因して生じる光線は、短い波線の矢印で表されている。
【００６０】
半反射コーティング２．２は、少なくとも、図２のセグメント［Ｎ，Ｏ］で表されたゾーンを覆って延び、第３のスライダ２．１のエッジは、点Ｎのところに位置し、点Ｎは、この第２のスライダ内における最小入射角度での第２のスライダ１．２の第２のフェース上への点Ｍの投射に対応しており、この最小入射角度は、スライダが同じ材料から成る場合、角度αminであることを意味している。この場合、第３のスライダ２．１は、光信号が半反射コーティングによって透過されるライトガイドのゾーンには存在しない。半反射コーティング２．２は、点Ｎから延び、ライトガイド内の光信号の伝搬方向Ｄにおける半反射コーティング２．２の長さ［Ｎ，Ｏ］は、この場合、ｌ3で表され、次のようなものである。
【数７】
2015501952.tif 000009
【００６１】
半反射コーティング２．２の長さ［Ｎ，Ｏ］は、第３のスライダ２．１の厚さｅ3及び光信号の最小入射角度αminの関数として定められる。
【００６２】
本発明の第３のライトガイドの一部分がライトガイド内の光信号の伝搬方向Ｄにおける断面図で図３に概略的に示されている。この第３のライトガイドは、図２を参照して上述した第２のライトガイドの変形例である。
【００６３】
第３のライトガイドは、第１のスライダ１．１、第２のスライダ１．２、厚さｅ3の第３のスライダ３．１及び半反射コーティング１．３，２．２を有している。半反射コーティング２．２は、図２を参照して上述したようにセグメント［Ｎ，Ｏ］上に配置されている。
【００６４】
図２を参照して上述した第２のライトガイドとは異なり、第３のスライダ３．１のエッジは、点Ｎのところには配置されていない。半反射コーティング１．３によって透過された光線が全体的に第２のスライダ１．２の対向したフェースによって反射されるようにするために、第２のスライダ１．２と第３のスライダ３．１は、完全反射膜３．２によって部分的に隔てられている。この完全反射膜３．２は、セグメント［Ｐ，Ｎ］によって図３に示された表面を覆って延びている。このゾーンは、少なくとも、セグメント［Ｐ′，Ｎ］によって図３に断面図で示された表面上に延びることになり、ここで、Ｐ′は、光信号の最大入射角度αmaxでの第２のスライダ１．２の対向したフェース上への点Ｌの投射像である。
【００６５】
この場合、第２のライトガイドと第３のライトガイドは、一連のスライダを形成する少なくとも３つの重ね合わせ状態のスライダを有し、半反射コーティングが、各スライダを一連のスライダ中の次のスライダから部分的に隔てている。これらライトガイドは、１つのスライダと次のスライダとの間の半反射コーティングによって透過された光信号が反射を行わないで次のスライダに入ることがないよう構成されている。
【００６６】
本発明の第４のライトガイドの一部分がライトガイド内の光信号の伝搬方向Ｄにおける断面図で図４に概略的に示されている。
【００６７】
第４のライトガイドは、第１のスライダ１．１、第２のスライダ１．２、半反射コーティング１．３及び厚さｅ4の第３のスライダ４．１を有している。第１のスライダ１．１、第２のスライダ１．２及び第３のスライダ４．１は、互いに重ね合わされており、これらのフェースは、互いに平行である。光信号は、スライダの上述のフェースに当たって反射することによってライトガイド内で伝搬する。図１の第１のライトガイドの説明と同様、第１のスライダ１．１と第２のスライダ１．２は、半反射コーティング１．３によって隔てられている。
【００６８】
第２のスライダ１．２と第３のスライダ４．１は、半反射コーティング４．２によって隔てられている。半反射コーティング４．２は、図４のセグメント［Ｑ，Ｒ］によって表されたゾーンを覆って延びている。点Ｑは、第２のスライダ１．２の最小入射角度、即ち、スライダが同じ材料から成る場合の角度αminでの第２のスライダ１．２の第２のフェース上への点Ｌの投射像に対応している。点Ｒは、この第２のスライダ１．２内における最小入射角度での第２のスライダ１．２の第２のフェース上への点Ｍの投射像に対応している。
【００６９】
第４のライトガイドは、この場合、一連のスライダを形成する少なくとも３つの重ね合わせ状態のスライダを有し、半反射コーティングが各スライダを次のスライダから部分的に隔てている。このライトガイドは、半反射コーティングによって中間反射なしで透過された光信号が次の半反射コーティングによって透過されるよう構成されている。したがって、２つの半反射コーティング相互間では反射が行われない。
【００７０】
半反射コーティング１．３がその反射率ｒの２倍に等しい透過率ｔを有する場合（このことは、半反射コーティング１．３による吸収を無視すると、ｔ＝２／３、ｒ＝１／３であることを意味している）及び半反射コーティング４．２がその反射率ｒに等しい透過率ｔを有する場合（これは、半反射コーティング４．２による吸収を無視すると、ｔ＝ｒ＝１／２であることを意味している）、輝度の一様性を増大させることができる。
【００７１】
各半反射コーティングは、この場合、一連のスライダ中におけるその位置で決まる反射率を有し、１つの半反射コーティングは、この半反射コーティングの反射率よりも高い反射率を有する別の半反射コーティングによって透過される光信号を透過させる。
【００７２】
換言すると、最初に光信号が当たる半反射コーティングから始まって一連のスライダ中の或る位置に存在する半反射コーティングが屈折率ｋを有する場合（ｋ＝１．．．，ｎ−１であり、この場合、ｎは、スライダの数であり）、この半反射コーティングは、次式、即ち、
【数８】
2015501952.tif 000010
で表されるような反射率ｒを有する。
【００７３】
図４及び図２又は図３を参照して上述した原理を組み合わせることが可能である。この場合、ライトガイドは、一連のスライダを形成するために重ね合わせ状態に配置された群をなす少なくとも３つのスライダを有し、半反射コーティングが、各スライダを次のスライダから部分的に隔てており、ライトガイドは、半反射コーティングにより反射なしで透過された光信号が次の半反射コーティングによって透過されるよう構成されている。この群は、図４を参照して上述した配置状態に対応している。ライトガイドは、少なくとも１つの他のスライダを更に有し、半反射コーティングがこの他のスライダを一群のスライダから部分的に隔てており、ライトガイドは、一群のスライダの半反射コーティングによって透過された光信号が反射を行うことなくこの他のスライダに入ることがないよう構成されている。この構成は、図２又は図３を参照して上述した構成に対応している。
【００７４】
上述の第１のライトガイド、第２のライトガイド、第３のライトガイド又は第４のライトガイドは、好ましくは、眼鏡（めがね）に組み込まれるようになっている。注入デバイスの全体的サイズの減少により、注入デバイスの上流側で用いられるレンズの全体的サイズも又減少し、したがって、これら眼鏡のサイズが全体的に減少する。かくして、これら眼鏡を装用したユーザの快適さが増す。
【００７５】
光信号をセグメント［Ｊ，Ｋ］により表された注入ゾーンにより直接注入することができるということは注目されるべきである。例えば、注入デバイスは、第１のスライダ１．１の外側フェースに表面取り付けされており、このことは、第１のスライダ１．１のこのフェースが第２のスライダ１．２に当てて配置されていないことを意味している。
【００７６】
セグメント［Ｊ，Ｋ］によって表された注入ゾーンによって光信号を間接的に注入することができるということは注目されるべきである。例えば、光信号は、スライダのうちの１つ又は他のスライダのフェースのうちの少なくとも１つに対して反射をあらかじめ行っている場合がある。
【００７７】
かくして、注入デバイスの位置決めに関するライトガイドの種々の配置状態が図６Ａ〜図６Ｇに概略的に示されている。
【００７８】
図６Ａ〜図６Ｆは、重ね合わせ状態で設けられた第１の平行フェース付きスライダ６．１及び第２の平行フェース付きスライダ６．２を有するライトガイドを概略的に示している。ライトガイドは、抽出ゾーン６．３を更に有している。ライトガイドは、図１を参照して上述したように配置された半反射コーティング６．４を更に有している。
【００７９】
図６Ａの記載では、ライトガイドは、第１のスライダ６．１に表面取り付けされた注入部品６．５及び視準ビームの形態で像を投射することができるレンズの組６．６を有する注入デバイスと関連して用いられる。レンズの組６．６は、視準ビームを透過させてこれを注入部品６．５に至らせ、注入部品６．５は、この視準ビームを第１のスライダ６．１中に注入する。次に、注入ビームは、上述したように半反射コーティング６．４によって部分的に反射されると共に部分的に透過される。
【００８０】
図６Ｂの記載では、ライトガイドは、第２のスライダ６．２に表面取り付けされた注入部品６．５を有する注入デバイスと関連して用いられている。注入部品６．５は、第２のスライダ６．２のフェースに取り付けられ、第２のスライダ６．２は、第１のスライダ６．１に当てて取り付けられている。したがって、第１のスライダ６．１は、注入部品６．５を第２のスライダ６．２に当てて配置することができる凹部を有する。注入デバイスは、視準ビームの形態での像の投射を可能にするレンズの組６．６を更に有している。レンズの組６．６は、視準ビームを透過させてこれを注入部品６．５に至らせ、注入部品６．５は、この視準ビームを第２のスライダ６．２中に注入する。次に、注入ビームは、第２のスライダ６．２の対向したフェースによって反射され、その後、第２の半反射コーティング６．４に当たる。
【００８１】
図６Ｃの記載では、ライトガイドは、第２のスライダ６．２に設けられた突出部に相当する注入部品６．５を有する注入デバイスと関連して用いられている。この突出部は、第１のスライダ６．１が第２のスライダ６．２に取り付けられている側と同一の側で延びている。注入デバイスは、視準ビームの形態での像の投射を可能にするレンズの組６．６を更に有している。レンズの組６．６は、視準ビームを透過させてこれを注入部品６．５に至らせ、注入部品６．５は、この視準ビームを第２のスライダ６．２中に注入する。次に、注入ビームは、第２のスライダ６．２の対向したフェースによって反射され、その後、第２の半反射コーティング６．４に当たる。
【００８２】
図６Ｄの記載では、ライトガイドは、第２のスライダ６．２に表面取り付けされた注入部品６．５を有する注入デバイスと関連して用いられている。注入部品６．５は、第１のスライダ６．１に当てて取り付けられたフェースと反対側の第２のスライダ６．２のフェースに取り付けられている。注入デバイスは、視準ビームの形態での像の投射を可能にするレンズの組６．６を更に有している。レンズの組６．６は、第２のスライダ６．２に当てて取り付けられたフェースとは反対側の第１のスライダ６．１のフェースの側に取り付けられている。レンズの組６．６は、視準ビームを透過させ、第１のスライダ６．１及び第２のスライダ６．２経由でこれを注入部品６．５に至らせる。かくして、視準ビームは、第１のスライダ６．１及び第２のスライダ６．２のフェースに垂直に第１のスライダ６．１及び第２のスライダ６．２を通過する。視準ビームは、注入部品６．５のフェースに当たって反射され、そして反射によって第１のスライダ６．１中に注入される。次に、注入ビームは、上述したように半反射コーティング６．４によって部分的に反射されると共に部分的に透過される。
【００８３】
図６Ｅの記載では、ライトガイドは、第１のスライダ６．１に表面取り付けされた注入部品６．５を有する注入デバイスと関連して用いられている。注入部品６．５は、第１のスライダ６．１のフェースに取り付けられ、第１のスライダ６．１は、第２のスライダ６．２に当てて取り付けられている。したがって、第２のスライダ６．２は、注入部品６．５を第１のスライダ６．１に当てて配置することができる凹部を有する。注入デバイスは、視準ビームの形態での像の投射を可能にするレンズの組６．６を更に有している。レンズの組６．６は、第２のスライダ６．２に当てて取り付けられたフェースとは反対側の第１のスライダ６．１のフェースの側に取り付けられている。レンズの組６．６は、視準ビームを透過させ、第１のスライダ６．１経由でこれを注入部品６．５に至らせる。かくして、視準ビームは、第１のスライダ６．１のフェースに垂直に第１のスライダ６．１を通過する。視準ビームは、注入部品６．５のフェースに当たって反射され、そして反射によって第１のスライダ６．１中に注入される。次に、注入ビームは、第１のスライダ６．１の反対側のフェースによって反射され、その後、半反射コーティング６．４に当たる。
【００８４】
図６Ｆの記載では、ライトガイドは、第１のスライダ６．１に設けられた突出部に相当する注入部品６．５を有する注入デバイスと関連して用いられている。この突出部は、第２のスライダ６．２が第１のスライダ６．１に取り付けられている側と同一の側で延びている。注入デバイスは、視準ビームの形態での像の投射を可能にするレンズの組６．６を更に有している。レンズの組６．６は、視準ビームを透過させ、第１のスライダ６．１の互いに平行なフェースのうちの一方を経てこの視準ビームを注入部品６．５に至らせる。視準ビームは、注入部品６．５の一方のフェースに当たって反射され、次に半反射コーティング６．４に当たる前に、第１のスライダ６．１のフェースによって反射され、レンズの組６．６から出た視準ビームは、この第１のスライダ６．１を通過する。
【００８５】
図６Ｇは、重ね合わせ状態で設けられた第１の平行フェース付きスライダ６．１、第２の平行フェース付きスライダ６．２及び第３の平行フェース付きスライダ６．８を有するライトガイドを概略的に示している。ライトガイドは、抽出ゾーン６．３を更に有している。ライトガイドは、第２のスライダ６．２と第３のスライダ６．８との間に配置された第１の半反射コーティング６．４、第１のスライダ６．１と第２のスライダ６．２との間に配置された第２の半反射コーティング６．９及び反射膜６．７を更に有している。第１の半反射コーティング６．４、第２の半反射コーティング６．９及び反射膜６．７は、図３を参照して上述したように配置されている。
【００８６】
ライトガイドは、第１のスライダ６．１に表面取り付けされた注入部品６．５及び視準ビームの形態での像の投射を可能にするレンズの組６．６を有する注入デバイスと関連して用いられている。レンズの組６．６は、視準ビームを透過させてこれを注入部品６．５に至らせ、注入部品６．５は、この視準ビームを第１のスライダ６．１中に注入する。次に、注入ビームは、上述したように半反射コーティング６．４，６．９によって部分的に反射されると共に部分的に透過され、そして反射膜６．７によって反射される。
【００８７】
図５は、本発明に従ってライトガイドを製造する方法を概略的に示している。ライトガイドは、光信号をライトガイド中に注入するようになった注入ゾーン及びライトガイドによる伝送後に光信号を提供するようになった抽出ゾーンを有している。
【００８８】
図５に示されている製造方法では、上述の導光素子は、平行フェース付きスライダである。同じ原理は、導光素子が平行ではないフェース付きスライダである場合、特に、導光素子のうちの１つが上述の注入ゾーンと抽出ゾーンを並置状態で有する場合に当てはまる。
【００８９】
ステップ５．１では、少なくとも２つのスライダを得る。スライダは、互いに平行なフェースを有している。上述したように、これらスライダは、同じ材料から成っていても良く互いに異なる材料から成っていても良く、このことは、これらスライダの厚さに影響を及ぼす。
【００９０】
次のステップ５．２では、半反射コーティングを１つのスライダを除き各スライダに被着させる。半反射コーティングを注入ゾーンと抽出ゾーンとの間に位置した領域に被着させる。半反射コーティングは、ライトガイド内の光信号の伝搬方向において、光信号の最小入射角度及び上述の半反射コーティングが隔てようとするスライダのうちの少なくとも１つの厚さで決まる長さを有する。
【００９１】
次のステップ５．３では、スライダを各反射膜が２つのスライダを互いに隔てるよう重ね合わせ状態で組み立てる。
【００９２】
組み立てステップは又、スライダのうちの少なくとも１つのエッジが第３のスライダ２．１については図２を参照して説明したように位置決めされるよう実施されるのが良い。
【００９３】
変形例では、組み立てステップに先行して、完全反射膜３．２について図２を参照して上述したように完全反射膜を被着させるステップを実施しても良い。
【００９４】
半反射コーティングの被着及びスライダの組み立ては、ライトガイドに設けられた一連のスライダ中の１つのスライダと次のスライダとの間の半反射コーティングによって透過された光信号が図２及び図３を参照して上述したように反射を行わないでこの次のスライダに入ることがないようなものであるのが良い。
【００９５】
半反射コーティングの被着及びスライダの組み立ては又、１つの半反射コーティングによって反射なしで透過された光信号が図４を参照して上述したようにライトガイドに含まれる一連のスライダ中の次の半反射コーティングによって透過されるようなものであるのが良い。
【図１】
2015501952.tif 000011
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【国際調査報告】
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