(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、該装置は、
（ａ）１対の平行面を含む複数の面を有する導光素子であって、前記導光素子は前記平行面における内部反射によって導光するために構成され、前記複数の面のうちの１つは連結面を設ける、導光素子；
（ｂ）前記連結面に取り付けるための接合面を有する透明な光学素子であって、前記透明な光学素子内で伝播する光が前記接合面と前記連結面を通過し、それによって導光素子内に伝播するように構成される、透明な光学素子；
（ｃ）前記導光素子の前記平行面の少なくとも１つの面の、少なくとも一部に適用される不透明のコーティングであって、前記導光素子の前記連結面に隣接する、あるいは重なり合う端部を画定する、不透明のコーティング；および、
（ｄ）光学透過界面を形成するために前記連結面と前記接合面の間に配置される、ある量の透明な接着剤であって、前記端部まで延び、および重なり合う接着剤；
を含み、
ここで、前記端部が、前記透明な光学素子から前記導光素子へと通過する光線のための光学遮断端部を画定し、ならびに、前記不透明のコーティングが、前記平行面の少なくとも１つの下部領域において内部反射を生成するように構成される、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記連結面が前記平行面のうちの１つの上に設けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コーティングが前記連結面と前記接合面との間に広がる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記連結面が前記平行面に対して傾いている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記連結面と前記平行面が研磨された端部で接し、および前記端部が前記研磨された端部とは重なり合わない、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記接着剤が前記研磨された端部と前記接合面との間に形成された凹部を充填する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記連結面が前記平行面に対して傾斜する、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記連結面が前記平行面に対して垂直である、請求項４に記載の装置。
【請求項９】
前記接合面が前記連結面よりも大きい、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記コーティングが金属コーティングである、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記コーティングが誘電性コーティングである、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記透明な光学素子が、前記導光素子内へ光を入力するために配向された入力面を設けるように構成された連結プリズムである、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
装置であって、該装置は、
（ａ）１対の平行面を含む複数の面を有する導光素子であって、前記導光素子は前記平行面における内部反射によって導光するために構成され、前記複数の面のうちの１つは連結面を設ける、導光素子；
（ｂ）前記連結面に接着された接合面、および導光素子に光を入力するための入力面を備えた連結プリズム；および、
（ｃ）前記導光素子の前記連結面の少なくとも一部に適用され、前記導光素子と前記連結プリズムとの間に延びる不透明のコーティングであって、前記不透明のコーティングが、前記連結プリズムから前記連結面を介して前記導光素子へと通過する光のための光学遮断端部を画定し、および、前記不透明のコーティングが、少なくとも１つの前記平行面の下部領域において内部反射を生成するように構成される、不透明のコーティング；
を含む、
ことを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記連結プリズムが接着剤を用いずに、前記導光素子の前記連結面に接着される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
装置であって、該装置は、
（ａ）第１および第２の平行面を含む複数の面を有する導光素子であって、前記導光素子は前記第１および第２の平行面における内部反射によって導光するために構成され、前記複数の面のうちの１つは連結面を設ける、導光素子；
（ｂ）前記連結面に取り付けるための接合面、および導光素子に光を入力するための入力面を備えた連結プリズム；および、
（ｃ）光学透過界面を形成するために前記連結面と前記接合面との間に配置される、ある量の透明な接着剤であって、前記ある量の接着剤の一部は、前記導光素子と前記連結プリズムとの間の、角度を有する凹部の部分的充填物を形成する、ある量の透明な接着剤、を含み、
ここで、前記部分的充填物の下にある前記導光素子の面の１つに沿って空隙が広がり、前記空隙が、前記導光素子の前記連結面に隣接する光学遮断端部を画定するように、前記接着剤内の端部にて境界を成すことを特徴とする装置。
【請求項１６】
光学アセンブリを製造するための方法であって、該方法は、
（ａ）第１および第２の平行面を含む複数の面を有する導光素子を設ける工程であって、前記導光素子は、前記第１および第２の平行面における内部反射によって導光するために構成される、工程；
（ｂ）前記導光素子の前記複数の面の少なくとも１つの、少なくとも一部にコーティングを適用する工程；
（ｃ）前記導光素子の連結面と前記コーティングの端部を同時に形成するために、前記コーティングに交差する平面に沿って前記導光素子を研削する工程；および、
（ｄ）前記連結面を、透明な光学素子の接合面に接着する工程であって、該透明な光学素子は、透明な光学素子内で伝播する光が接合面と連結面を通過し、それによって導光素子内に伝播するように構成される工程、を含み、
ここで、前記接着する工程は、ある量の透明な接着剤を前記連結面と前記接合面との間に適用することによって行われ、前記ある量の透明な接着剤の適用によって、前記連結面と前記接合面が一緒にプレスされる時、前記ある量の透明な接着剤の余剰が前記コーティングの前記端部に重なり合うことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記端部が光学遮断端部を画定するように、前記コーティングは不透明のコーティングである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記透明な接着剤内に形成された空隙の端部によって画定される遮断端部を残すために、前記コーティングを選択的に除去する工程をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
光学アセンブリを製造するための方法であって、該方法は、
（ａ）１対の平行面を含む複数の面を有する導光素子を設ける工程であって、前記導光素子は前記平行面における内部反射によって導光するために構成され、前記複数の面のうちの１つは連結面を設ける、工程；
（ｂ）前記平行面の少なくとも１つの、少なくとも一部に不透明のコーティングを適用する工程であって、前記不透明のコーティングは、前記導光素子の前記連結面に隣接する、あるいは重なり合う端部を画定する、工程；
（ｃ）前記連結面を、透明な光学素子の接合面に接着する工程であって、該透明な光学素子は、透明な光学素子内で伝播する光が接合面と連結面を通過し、それによって導光素子内に伝播するように構成される工程、を含み、
ここで、前記接着する工程は、ある量の透明な接着剤を前記連結面と前記接合面との間に適用することによって行われ、前記ある量の透明な接着剤の適用によって、前記連結面と前記接合面が一緒にプレスされる時、前記ある量の透明な接着剤の余剰が前記コーティングの前記端部に重なり合い、および、
ここで、前記端部が、前記透明な光学素子から前記導光素子へと通過する光線のための光学遮断端部を画定し、ならびに、前記不透明のコーティングが、前記ある量の透明な接着剤の余剰によって重なる場所を含む、少なくとも１つの前記平行面の下部領域において内部反射を生成するように構成される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記連結面が前記平行面のうちの１つの上に設けられる、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ガイド装置に関するものであり、とりわけ、明確に画定された光学遮断端部を有する光ガイド装置、およびそのような装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学装置を製造する際にしばしば望まれるのは、選択された非直線方向の角度をもつ表面を様々な領域に有する、複雑な形状の導光装置を提供することである。本発明に関連するそのような装置の例としては、限定されないが、連結構成を備えた導光素子、および様々な横寸法および／または様々な配向を備えた導光素子間の移行領域があげられる。
【０００３】
図１Ａおよび１Ｂは、それぞれ国際公開番号ＷＯ  ２０１５／１６２６１１の図３および７に対応しており、導光素子と共に連結プリズムを含む装置の２つの例を図示する。原文の図面中にあるかっこ内の参照番号を引用すると、これらの装置の各々は、第１および第２の平行面（２６）を備えた導光素子（２０）、および導光素子に取り付けるための連結プリズム（４４と５４）を有する。これは適切な角度の入力面を提供するためであり、それによって、プリズムの表面（４６と５８）に対しほぼ垂直に光が導入され、そして次に、面（２６）での内部反射による光の内部伝播にとって望ましい角度で光ガイドに入ることができる。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は光ガイド装置およびその製造方法である。
【０００５】
本発明の実施形態の教示に従い提供される装置は、（ａ）第１および第２の平行面を含む複数の面を有する導光素子であって、該導光素子は、第１および第２の面における内部反射によって導光するために構成され、複数の面のうちの１つは連結面を設ける導光素子；（ｂ）連結面に取り付けるための接合面を有する透明な光学素子であって、該透明な光学素子は、透明な光学素子内で伝播する光が接合面と連結面を通過し、それによって導光素子内に伝播するように構成される光学素子；（ｃ）導光素子の複数の面の少なくとも１つの面の、少なくとも一部に適用される不透明のコーティングであって、導光素子の連結面に隣接する、あるいは重なり合う端部を画定する不透明のコーティング；および（ｄ）光学透過界面を形成するために連結面と接合面の間に配置される、ある量の透明な接着剤であって、端部まで延び、また一部は端部に重なり合う接着剤、を含む装置である。
【０００６】
本発明の実施形態の更なる特徴に従い、第１および第２の平行面のうちの１つの上に、連結面が提供される。
【０００７】
本発明の実施形態の更なる特徴に従い、コーティングは連結面と接合面との間に広がる。
【０００８】
本発明の実施形態の更なる特徴に従い、連結面は第１および第２の平行面に対して傾いている。
【０００９】
本発明の実施形態の更なる特徴に従い、連結面および第１の平行面は研磨された端部で接触し、前記端部は研磨された端部と重なり合わない。
【００１０】
本発明の実施形態の更なる特徴に従い、接着剤は、研磨された端部と接合面との間に形成された凹部を充填する。
【００１１】
本発明の実施形態の更なる特徴に従い、連結面は第１および第２の平行面に対して傾斜する。
【００１２】
本発明の実施形態の更なる特徴に従い、連結面は、第１および第２の平行面に垂直である。
【００１３】
本発明の実施形態の更なる特徴に従い、接合面は連結面よりも大きい。
【００１４】
本発明の実施形態の更なる特徴に従い、コーティングは金属コーティングである。
【００１５】
本発明の実施形態の更なる特徴に従い、コーティングは誘電性のコーティングである。
【００１６】
本発明の実施形態の更なる特徴に従い、透明な光学素子は、導光素子へと光を入力するために配向された入力面を設けるように構成された連結プリズムである。
【００１７】
本発明の実施形態の更なる特徴に従い、端部は、透明な光学素子を通過して導光素子に入る光線のための、光学遮断端部を画定する。
【００１８】
本発明の実施形態の教示に従い提供される装置は、（ａ）第１および第２の平行面を含む複数の面を有する導光素子であって、該導光素子は、第１および第２の面における内部反射によって導光するために構成され、複数の面のうちの１つは連結面を設ける導光素子；（ｂ）連結面に取り付けるための接合面、および導光素子に光を入力するための入力面を備えた連結プリズム；および（ｃ）導光素子の連結面の少なくとも一部に適用され、導光素子と連結プリズムとの間に延びる不透明のコーティングであって、連結面を介して連結プリズムから導光素子へと通過する光のための光学遮断端部を画定する不透明のコーティング、を含む装置である。
【００１９】
本発明の実施形態の更なる特徴に従い、連結プリズムは、接着剤を用いずに導光素子の連結面に接着される。
【００２０】
本発明の実施形態の教示に従い提供される装置は、（ａ）第１および第２の平行面を含む複数の面を有する導光素子であって、該導光素子は、第１および第２の面における内部反射によって導光するために構成され、複数の面のうちの１つは連結面を設ける導光素子；（ｂ）連結面に取り付けるための接合面、および導光素子に光を入力するための入力面を備えた連結プリズム；および（ｃ）光学透過界面を形成するために連結面と接合面の間に配置される、ある量の透明な接着剤であって、該接着剤の一部は、導光素子と連結プリズムとの間の、角度を有する凹部の部分的充填物を形成する、ある量の透明な接着剤、を含み、ここで、部分的充填物の下にある導光素子の面の１つに沿って空隙が広がり、前記空隙は、導光素子の連結面に隣接する光学遮断端部を画定するように、接着剤内の端部にて境界を成す、ことを特徴とする装置である。
【００２１】
本発明の実施形態の教示に従い提供される、光学アセンブリの製造方法は、（ａ）第１および第２の平行面を含む複数の面を有する導光素子を設ける工程であって、該導光素子は、第１および第２の平行面における内部反射によって導光するように構成されることを特徴とする工程；（ｂ）導光素子の複数の面の少なくとも１つの、少なくとも一部にコーティングを適用する工程；（ｃ）導光素子の連結面とコーティングの端部を同時に形成するために、コーティングに交差する平面に沿って導光素子を研削する工程；および（ｄ）連結面を透明な光学素子の接合面に接着する工程であって、該透明な光学素子は、透明な光学素子内で伝播する光が接合面と連結面を通過し、それによって導光素子内に伝播するように構成される工程、を含み、ここで、前記接着する工程は、ある量の透明な接着剤を連結面と接合面との間に適用することによって行われ、該接着剤の適用によって、連結面と接合面が一緒にプレスされる時、透明な接着剤の余剰がコーティングの端部に重なり合うことを特徴とする方法である。
【００２２】
本発明の実施形態の更なる特徴に従い、端部が光学遮断端部を画定するように、コーティングは不透明のコーティングである。
【００２３】
本発明の実施形態の更なる特徴に従い、透明な接着剤内に形成された空隙の端部によって画定された遮断端部を残すために、選択的にコーティングを除去する工程がさらに提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明は、ほんの一例ではあるが添付図面の参照と共に本明細書に記載される。
【図１Ａ】上述された図１Ａは、国際公開番号ＷＯ  ２０１５／１６２６１１の図３に対応しており、本発明を有利に適用しうる光ガイド装置を例示する。
【図１Ｂ】上述された図１Ｂは、国際公開番号ＷＯ  ２０１５／１６２６１１の図７に対応しており、本発明を有利に適用しうる光ガイド装置を例示する。
【図１Ｃ】その条件下で本発明を有利に適用しうる、本発明の態様による光ガイド装置の概略的な等角図である。
【図２Ａ】２つの透明な光学素子の接着領域の、拡大断面の概略的な部分投影図であり、本発明の実施形態による、接着剤を用いない連結を例示する。図は、その場合における様々な光線進路を例示する。
【図２Ｂ】２つの透明な光学素子の接着領域の、拡大断面の概略的な部分投影図であり、本発明の実施形態による、接着剤を用いた連結を例示する。図は、その場合における様々な光線進路を例示する。
【図２Ｃ】２つの透明な光学素子の接着領域の、拡大断面の概略的な部分投影図であり、本発明の実施形態による、接着剤によって重ねられた保護層を有する連結を例示する。図は、その場合における様々な光線進路を例示する。
【図３Ａ】本発明の実施形態による光ガイド装置の製造中の工程を例示する、一連の概略的な等角図ある。図は、コーティングの適用後の導光素子を例示する。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による光ガイド装置の製造中の工程を例示する、一連の概略的な等角図ある。図は、連結面の研削後の導光素子を例示する。
【図３Ｃ】本発明の実施形態による光ガイド装置の製造中の工程を例示する、一連の概略的な等角図ある。図は、連結プリズムの接着後の導光素子を例示する。
【図３Ｄ】本発明のある実施形態における代替的な製造過程により、あらかじめ形成された端部にコーティングを適用後の、導光素子の概略的な等角図である。
【図４Ａ】本発明のさらなる実施形態の製造中の工程を例示する概略的な側面図であり、コーティングの適用後の導光素子を例示する。
【図４Ｂ】本発明のさらなる実施形態の製造中の工程を例示する概略的な側面図であり、連結プリズムの連結後の導光素子を例示する。
【図４Ｃ】図４Ｂに似た図であり、図４Ａおよび４Ｂの製造工程から得られる装置の全般的な光学効果を例示する。
【図５Ａ】図４Ｃの装置の異なる実装の製造中の工程を例示する概略的な側面図である。
【図５Ｂ】図４Ｃの装置の異なる実装の製造中の工程を例示する概略的な側面図である。
【図５Ｃ】図４Ｃの装置の異なる実装の製造中の工程を例示する概略的な側面図である。
【図６Ａ】一連の概略的な等角図であり、本発明のさらなる実施形態による光ガイド装置の製造中の工程を例示し、図はコーティングの適用後の導光素子を例示する。
【図６Ｂ】一連の概略的な等角図であり、本発明のさらなる実施形態による光ガイド装置の製造中の工程を例示し、図は連結面の研削後の導光素子を例示する。
【図６Ｃ】一連の概略的な等角図であり、本発明のさらなる実施形態による光ガイド装置の製造中の工程を例示し、図は連結プリズムの接着後の導光素子を例示する。
【図６Ｄ】図６Ｃに似た図であり、図６Ａ−６Ｃの製造工程から得られる装置の全般的な光学効果を例示する。
【図７Ａ】図２Ｃに似た図であり、本発明のさらなるバリエーションを例示し、それによればコーティング層は空隙を残すために取り除かれる。
【図７Ｂ】図６Ｄに似た図であり、図７Ａによる空隙を使用した装置の実装を例示する。
【図８Ａ】図１Ｃおよび３Ｃの装置のさらなる変形である光ガイド装置の等角図であり、本発明の実施形態の教示に基づいて構成され、動作する。
【図８Ｂ】導光素子の基部に隣接する図８Ａの装置よりとられた概略的な水平断面図であり、導光素子に沿った入力画像開口部の伝播を例示する。
【図９】２つの導光素子を重ね合わせて形成された光ガイド装置の概略的な端面図であり、それは本発明の態様の教示により実行された。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は光ガイド装置およびその製造方法である。
【００２６】
本発明に係る光ガイド装置の原理および操作は、図面および付随する明細書を参照することによってより一層理解され得る。導入として、本発明は、２つの透明素子が連結され、そして特に、ただし排他的ではないが、２つの素子の外部表面が角または段で接触する広範囲の状況に関する。光学システムの透明素子間の連結は、実用的な実装のための多くの難問を提示する。第１に、透明物質の塊の端部は完全にシャープな端部ではなく、しばしばいくらかの剥離や他の欠損を伴い、ある程度の曲率半径まで修正される（曲げられる）。この丸み付けの度合は、典型的には、物質の特性および使用される機器の種類に応じて変化する。図２Ａは、２つの透明な光学素子（１３および１９）の接合領域の部分的断面の概略的な拡大図を示し、そのうちの１つの素子（１３）の研削後の端部（３２）は曲率半径を示す。この曲率半径は、光学装置の全般的性能を減じる様々な拡散効果をもたらす。したがって、光線（Ｒ１１およびＲ１３）が光学素子（１９）から光学素子（１３）まで拡散せずに通過し、光学素子（１３）に沿って意図されたように伝播し、また光線（Ｒ１５）が光学素子（１３）から遮断される一方で、光線（Ｒ１２およびＲ１４）は、端部（３２）の丸み付けにより面の様々な中間角度と相互に作用して、装置設計に対応した角度以外の角度での光線の拡散をもたらし、装置全体に対する信号対雑音の必然の低減を伴う。
【００２７】
図２Ｂに示されるように、光学用接着剤の使用を通じてさらなる問題が生じる。接合面での一定の光学的特性を確かなものにするために、十分な量の光学用接着剤が対向面の間に挿入され、それらをともにプレスした後に、連結される対向面の全領域は接着剤により覆われる。これにより概して、連結される面の末端において余分な接着剤がいくらかあふれ出し、流出領域（３１）を形成する。これは任意の大きさおよび自由な形状でよい。接着剤が透明な接着剤であり、また概して透明な光学素子と指標一致するため、流出領域（３１）は、結果として拡散と光学素子（１３）内での光線伝播の望ましくない角度をもたらしうる、光線のさらなる進路を画定する。したがって、ここに示された例において、光線（Ｒ２３およびＲ２４）は光学素子（１９）から光学素子（１３）まで拡散することなく通過し、意図されたように光学素子（１３）に沿って伝播し、また光線（Ｒ２２）は光学素子（１３）に達することなく外れていく。しかしながら、光線（Ｒ２１およびＲ２５）は、接着剤の流出領域（３１）の様々な任意に角度づけされた面と相互に作用する。結果として、装置設計に対応した角度以外の角度での光線の拡散をもたらし、装置全体に対する信号対雑音の必然の低減を伴う。
【００２８】
本発明の１つの態様によれば、図２Ｃに示されるように、２つの透明な光学素子を含む光学デバイスあるいは装置が提供され、その典型は、第１および第２の平行面（２６）における内部反射によって光が素子（１３）内に導かれるようにするために、第１および第２の平行面（２６）を含む複数の面を備えた導光素子（１３）である。第２の透明な光学素子（１９）は、導光素子（１３）の連結面に取り付けるための接合面を有する。不透明の（くすんだ）コーティング（１５）は、導光素子（１３）の面の少なくとも１つ、この場合は平行面（２６）の１つの、少なくとも一部に適用される。コーティング（１５）は、導光素子の面における内部反射のための反射特性を提供（あるいは維持）するために好ましく選ばれ、および導光素子（１３）の連結面に隣接する、または場合によっては以下に記載されるように重なり合う端部（１７）を好ましく画定する。ある量の透明な接着剤は、光学透過界面を形成するために連結面と接合面との間に配置され、前記接着剤は、端部（１７）まで延び、部分的に重なり合う流出領域（３１）を形成する。
【００２９】
図２Ｃに見られるように、この典型的な実施態様に係るコーティング（１５）の存在は、装置の光学的特性を大きく高める。第１に、導光素子（１３）の面上のコーティング（１５）の存在により、流出領域（３１）の接着剤は、導光素子（１３）の内部反射特性を損なわない。その結果、光線（Ｒ３１）が導光素子内で内部反射され、導光素子内で正しく伝播する。さらに、端部（１７）はここで光学遮断端部として機能し、歪められていない導光素子に入る光線（Ｒ３１、Ｒ３３、およびＲ３４）の間、およびそこから遮断される光線（Ｒ３２およびＲ３５）の間を、明瞭に画定する。光線（Ｒ３５）などの、接着剤流出領域（３１）の凹凸面によって反射されるいかなる迷光も、コーティング（１５）の外部表面にあたり、導光素子から遮断される。
【００３０】
コーティング（１５）は、光学素子の面への塗布に適し、必要とされる光学遮断特性を提供し、および透明な光学素子の内部反射特性を提供する任意の物質から形成されてもよい。例としては、様々な金属コーティングおよび様々な誘電性のコーティングが含まれるが、これらに限定されない。１つの特に好ましいが非限定的な例では、酸化防止のための薄いシール層によって保護された銀のコーティングが特に効果的であり、本用途に適していることがわかっている。
【００３１】
本発明は、２つの透明な光学素子が互いに連結される広範囲の用途に適用可能である。特に重要な用途の一部は、別の導光素子、あるいは連結構成（１９）のいずれかから導光素子（１３）へ光がもたらされる装置に関する。そのような用途においては、多くの異なる形状の取付を用いることができ、図１Ａ−１Ｃに例示されるように、それは導光素子（１３）の様々な異なる面への光学素子（１９）の取付を用いる。図１Ａでは、連結プリズムは、導光素子の主たる平行面のうちの１つに取り付けられている。他方、図１Ｂでは、プリズムの取付は傾斜した連結面で行われている。取付はまた、２対の平行面を有する長方形の導光素子に関する図１Ｃの新奇な構成に例示されているもの等の、導光素子の主たる平行面に垂直な一端面で行われてもよい。これらの形状の各々に対する、本発明の実装のさらなる実例は、以下に見出されうる。
【００３２】
本発明に係る光学装置を製造するための一連の段階は、使用された特定の設計に応じて相当に変化しうる。図３Ａ−３Ｃは、特に好ましいが非限定的な本発明の態様の１つの方法に対応する、一連の製造段階を図示する。この場合、図３Ａに示されるように、光学アセンブリの製造は、導光素子（１３）の少なくとも１つの面の、少なくとも一部にコーティング（１５）を施す工程を含む。前記導光素子は、２つの主要な平行面を備えたスラブ型ガイド素子でもよいし、あるいは４回の内部反射を介して導光するための２対の平行面を備えた長方形（正方形を含む）の導光素子でもよい。ここに示される特に好ましい過程によれば、図３Ｂに示されるよう、導光素子（１３）はその後、コーティングに交差する平面に沿って磨かれ、それによって端部連結面（１４）およびコーティング（１５）の端部（１７）を同時に形成する。連結プリズム（１９）などの透明な光学素子の接合面は、その後、連結面（１４）に接着され、それにより、透明な光学素子内に伝播する光は接合面および連結面を通り抜け、導光素子内に伝播することができる。導光素子（１３）へのプリズム（１９）の接着は、連結面と接合面との間に、ある量の透明な接着剤を適用することにより行なわれる。接着剤は、連結面と接合面が一緒にプレスされる際に、透明な接着剤の余剰がコーティング（１５）の端部（１７）に重なり合うように適用され、それによって、図２Ｃに関連して上述された構成に類似の最終的な構成を形成する。ここでは、前記コーティングは、接着剤が導光素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぎ、また端部（１７）は、どの光線が導光素子に入るべきか否かを線引きする明確に画定された光学遮断端部を備える。このアプローチは、図１Ｃのような直角の連結面、および図３Ｂと３Ｃのような傾斜した連結面を含む任意の所望角度で、連結面に有利に使用されうる。
【００３３】
研削／研磨工程における連結面（１４）と端部（１７）の同時形成には、連結面（１４）に対する端部（１７）の正確な配置、典型的には図２Ｃで示されるように、連結面の末端で生じる任意の非平面状端部効果のすぐ先に確実に配置し、かつコーティングのプロセスの間にシャープな端部を形成する必要を回避する利点があると考えられる。このプロセスの結果、連結面（１４）と導光素子の平行面の１つは、研磨された端部で接触し、コーティングの端部（１７）は、研磨された端部と重なり合わない。本文脈における「研磨された端部」は、平面から逸れていく角度のついた移行が生じる、全領域を指す。
【００３４】
代替えとして、図３Ｄに示されるように、コーティング（１５）の領域は、コーティングの適用中に端部（１７）を画定するような方法で導光素子（１３）に適用されてもよい。本発明のコーティングを施す技術一般、具体的には明確に画定された端部を形成するために層を選択的に適用する技術は、既知の技術であり、使用されるコーティングの種類および対応する塗布技術に応じて選択されうる。例えば、保護銀コーティングあるいは誘電性コーティングは、スパッタコーティングや化学蒸着等の従来の蒸着技術によって施すことができる。そしてコーティングの形状は、フォトレジストのパターンを画定するリソグラフィ技法、および接着テープを用いる等の機械的マスキングを含むがこれらに限定されない、様々な従来の技術によって画定可能である。塗布プロセス中に画定された、明確に画定された端部へのコーティングの適用は、図１Ａの構成のように、他の透明な光学素子が、主要な平行面の１つの上にある導光素子に接着される用途において、とりわけ有益である。そのような用途の実例は図４Ａ−４Ｃに関連して以下に記載される。
【００３５】
本発明のコーティングは、接着される光学素子の１つあるいは両方の、１つ以上の面に適用されうる。そして、面全体、あるいはより好ましくは、接着剤保護特性のために必要な接着領域に十分に接近した面の一部のみに適用されうる。したがって、多くの実装では、最終的に組み立てられた装置内のコーティングの合計面積は、対応面の表面積の合計の半分よりも小さく、ある場合には、接着面の合計面積よりも小さい。
【００３６】
ある適用では、片側面のみ、あるいは面の一部のコーティングで十分であろう。例えば、特定の面が連結後に平らになるように２つのコンポーネントを連結する場合、２つのコンポーネントを共通の平面で再度覆うのに効果的な、さらなる研磨工程を行うことによって、接着後に余分な接着剤を効果的に取り除くことが可能になるだろう。
【００３７】
ここで図４Ａ−４Ｃに目を向けると、これらは、光ガイドを画定する主要な平行面のうちの１つの上に連結面が備えられた、本発明の実装を図示する。この場合、コーティング（１５）は、端部（１７）を画定するために、最も好ましくは、取り付け後に透明な光学素子（１９）に重なり合う位置において、有利に適用される（図４Ｂ）。透明な光学素子（１９）の取り付け後、コーティングは連結面と接合面との間に広がると理解される。その結果、接着剤の流出と連結プリズム端部のいかなる欠陥も装置の光学的特性に悪影響を及ぼさないように、接着剤の流出領域（３１）は連結プリズム（１９）の研磨された端部と同様、光学遮断端部（１７）の外側に落ちる。
【００３８】
図４Ｃは、組み立てられたコンポーネントの全般的な光学的特性を概略的に図示する。ここに例示された多くの他の特に好ましい実装のように、透明な光学素子（１９）は、導光素子（１３）の中へ光を入力するために配向された入力面（１８）を備えるように構成された連結プリズムである。具体的には、所与の角度範囲内で光が素子内を伝播するシステムの一部として実施される導光素子については、入力表面（１８）は、入力光線の方向に対しおよそ垂直に、有利に方向付けされうる。それにより歪みを最小限にする。さらに、光学遮断として端部（１７）を使用すると、この構成は画像の光線と共に導光素子を「充填」するために利用することができる。そこでは、わずかに特大の画像開口部が光学遮断端部によって「トリミング」され、画像（およびその反射共役）が導光素子内のすべての位置で確実に存在するようにする。この目的のために、端部（１７）は、必ずしもまっすぐな端部である必要はないが、明瞭に画定された端部であるべきであり、その形状は望ましいものであればどのようなものでもよい。画像により導光素子を充填するための様々な配置は、１対の平行面を備えた導光素子に関する国際公開番号ＷＯ  ２０１５／１６２６１１、および２対の平行面を備えた導光素子に関するものであり、同時係属中であるＰＣＴ特許出願番号ＰＣＴ／ＩＬ２０１７／０５１０２８（本出願の出願日の時点で未公開であった）に記載されている。それらの構成の各々において、連結された画像をトリミングする役目を担う光学遮断端部は、本発明の教示に従って有利に実施することができる。トリミング端部の厚さは、厚みが薄いコーティング層の厚さによって画定され、および最小の拡散を発生させるであろうことに留意されたい。
【００３９】
図５Ａ−５Ｃは、光学アセンブリの修正された製造過程および最終的な形状を図示し、これは図４Ａ−４Ｃのものに機能的に似ているが、光学的形状は向上されている。この場合、導光素子（１３）は図４Ａのように、コーティング（１５）で覆われる。次の工程（図５Ｂ）において、長方形のプリズム（１９）は、導光素子（１３）の第１の平行面の１つに固着され、部分的にコーティング（１５）を覆う。組み立て中に長方形のプリズムを使用することで、導光素子に対してプリズムを一緒に効果的にプレスすることが容易になり、それによってよりよい接着を達成する。その後、接着されたプリズムと導光素子は、図５Ｃに示されるような改良された装置形状を形成するために、破線に沿って磨かれる。
【００４０】
ちなみに、光学素子が光学用接着剤の使用によって接着される装置に関して主に記載してきたが、注目すべきは、本発明の特定の実例は接着剤を用いずに実行可能であることであり、代替えの接着技術が用いられることである。図４Ａ−４Ｃおよび５Ａ−５Ｃの構造は、そのような実装に適した構造の実例である。ここでは、導光素子（１３）の連結面および透明な光学素子（１９）の接合面が、高度の平面性へと注意深く調製され、次に面を直接接触させることによる接着剤なしの圧着（「直接接合」）によって連結される。そのような場合、接着剤があふれ出る問題はない。しかしながら、コンポーネント間に広がる光学遮断端部によりコーティングを提供する技術は、連結プリズムの端部にあるいかなる欠陥とも無関係に、質の高い光学遮断を確実にする。
【００４１】
ここで、図６Ａ−６Ｄに目を向けると、これらは、図１Ｂの形状に似た形状において本発明を実行するための、典型的な非限定的工程を図示する。この実例において、導光素子（１３）は、６Ａに示されるようにまずコーティング（１５）で覆われる。次に、図６Ｂに示されるように、導光素子の端部は連結面を形成するために磨かれ、また同時に、トリミング端部（１７）を形成するためにコーティングされた領域は短くされる。図６Ｃにおいて、プリズム（１９）は導光素子（１３）の連結面に接着され、接着剤流出（３１）は端部（１７）およびコーティング（１５）の一部に重なる。この場合、任意で、プリズム（１９）の接合面は、導光素子の結合面より有利に大きくてもよい。図６Ｄは、組み合わせられたアセンブリの全体的な光学的構造を概略的に示し、ここで端部（１７）は光学遮断を提供し、また光学的特性は素子の角度のある端部の欠陥に対して無反応である。
【００４２】
ここで、図７Ａおよび７Ｂに目を向けると、本発明のさらに異なる実装が示される。この場合、遮断端部を画定するために透明なコーティングを使用する代わりに、除去可能なコーティング（１５）が、接着剤の適用中に導光素子面を保護し、かつ遮断端部（１７）を画定するために使用される。接着が完了し接着剤が凝固した後、透明な接着剤内に形成された空隙（３４）の端部によって画定された遮断端部を残すように、コーティングは選択的に除去される。
【００４３】
この場合、コーティング／層は特定の光学的要件を何ら有する必要はなく、連結プリズム（１９）を取り付けるための接着剤の適用中にのみ存在する。空隙（３４）は、層の材料（フォトレジストまたはワックス等）が取り除かれた後に形成される。様々な光線の挙動を含む本構成の光学的特性は、図２Ｃに例示される光線（Ｒ２１）に類似する。ただし、光線（２１）の反射率がここでは（層反射率の代わりに）導光素子の全内部反射（ＴＩＲ）によるものであり、（Ｒ２５）の反射率が（コーティングの外部表面からの代わりに）接着剤内のＴＩＲによるものであることは例外である。トリミング端部（１７）は、空隙の端部により決定され、光学通路と一続きになっている。装置の全体的な光学的特性が、図７Ｂに概略的に示される。
【００４４】
本発明は、先の図１Ｃに示されたように、導光素子の外延方向に対して垂直な連結面を含む任意の配向の面において光学素子が接着されるという文脈において実施されうる。前述のように、本発明はさらに、「２Ｄ導波路」と呼ばれるような、４回の反射によって光線が伝播する２対の平行面を備えた導光素子に適用可能である。
【００４５】
ある場合には、保護層コーティングが、接着された２つの素子の選択された面上で有利に使用されうる。したがって、図８Ａおよび８Ｂでは、プリズム（１９）と導光素子（１３）（図８Ａ中の領域（３７））との間の途切れによって引き起こされうる不均一を減じるために、好ましくは導光素子（１３）の両側に保護コーティングを施してもよい。コーティングは、導光素子（１３）の両側に（８０ｆ１）と（８０ｆ２）として示される。導光素子（１３）の端部の全面（８０ｆ１、８０ｆ２、および他の２つの直角辺を含む）に保護コーティング層を導入することにより、導波路のガイダンスは、あらゆる側からの、接着剤の流出や端部の不均一から保護されるだろう。（８０ｆ２）の近くにあり、プリズム（１９）と導光素子（１３）との間にある段が小さい（あるいは存在しない）場合、コーティング（８０ｆ３）を同様に保護することによって、いかなる接着剤の流出からもプリズム（１９）の反射率を保護することにも有用である。
【００４６】
最後に図９に目を向けると、本明細書において主に例示されるのは連結プリズムが導光素子に取り付けられたという文脈においてのものであるが、本発明は、例えば第１の導光素子（または「導波路」）を別のそれに送入する等の、他の用途にも等しく適用可能である。図９は、そのような実例の１つを図示し、そこでは長方形（２Ｄ）の導光素子（１０）が、スラブタイプ（１Ｄ）の導光素子（２０）へ送入されている。この構成は、前述の、同時係属中であるＰＣＴ特許出願番号ＰＣＴ／ＩＬ２０１７／０５１０２８（本出願の出願日の時点で未公開であった）に記載された、多くのそのようなオプションのうちの１つに対応する。また本発明は、そこに記載される、連結プリズムを用いる、あるいは用いない様々な異なる実装にも等しく適用可能である。
【００４７】
導波路（２０）の完全な照明（充填）を可能にするために、導波路 （１０）は導波路 （２０）よりもわずかに大きい。接着剤（２１１０）は、導波路 （２０）および（１０）の一方または両方にあふれ出てもよい。（４０ｆ１）、（４０ｆ２）、（４０ｆ３）および（４０ｆ４）に図示されるように、本発明の特に好ましい実施態様はこのように、両方の導波路上に保護コーティング層を備える。
【００４８】
添付された請求項が多数従属することなく立案された範囲まで、本発明は、そのような複数の従属を許可しない管轄において、単に方式要件に適応させるためにしか実施されていない。請求項を複合的に従属させることにより示唆されるであろう特徴のすべての可能な組み合わせは、明瞭に想定され、そして本発明の一部であると考慮するべきであることを留意するべきである。
【００４９】
上の記載は、単に例として役立つように意図され、多くの他の実施形態は、添付された請求項に規定されるような本発明の範囲内で可能であることが理解されるだろう。
【図１Ａ】
0006829482.tif 000002
【図１Ｂ】
0006829482.tif 000003
【図１Ｃ】
0006829482.tif 000004
【図２Ａ】
0006829482.tif 000005
【図２Ｂ】
0006829482.tif 000006
【図２Ｃ】
0006829482.tif 000007
【図３Ａ】
0006829482.tif 000008
【図３Ｂ】
0006829482.tif 000009
【図３Ｃ】
0006829482.tif 000010
【図３Ｄ】
0006829482.tif 000011
【図４Ａ】
0006829482.tif 000012
【図４Ｂ】
0006829482.tif 000013
【図４Ｃ】
0006829482.tif 000014
【図５Ａ】
0006829482.tif 000015
【図５Ｂ】
0006829482.tif 000016
【図５Ｃ】
0006829482.tif 000017
【図６Ａ】
0006829482.tif 000018
【図６Ｂ】
0006829482.tif 000019
【図６Ｃ】
0006829482.tif 000020
【図６Ｄ】
0006829482.tif 000021
【図７Ａ】
0006829482.tif 000022
【図７Ｂ】
0006829482.tif 000023
【図８Ａ】
0006829482.tif 000024
【図８Ｂ】
0006829482.tif 000025
【図９】
0006829482.tif 000026