KR102887007B1 - 도광 광학 요소의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

도광 광학 요소(LOE)(16, 18, 56, 58)의 제조 방법으로 각각은 한 쌍의 주요 외부 표면들 사이에 위치하고 그에 평행하지 않게 배향된 상호 평행한 부분 반사 표면들의 세트(17)와 부분 반사 표면이 없는 적어도 하나의 영역(30a, 30b, 30c)을 갖는다. 이 방법은 인터페이스들에서 평행하게 대면된 플레이트들(4)을 함께 접합하여 플레이트 사이에 부분적으로 반사 코팅이 있는 플레이트들의 스택(42)을 형성하는 단계를 포함한다. 스택이 절단되고 연마되어 인터페이스들과 교차하는 경계 평면(48, 48a, 48b)이 형성되고 투명 재료의 블록(50, 50a, 50b)이 스택에 접합된다. 생성된 전신 구조(52, 52')는 각각 LOE의 활성 영역에 대한 스택의 일부와 블록의 일부를 포함하는 슬라이스를 형성하기 위해 평행한 평면들을 따라 슬라이싱된다.

Description

도광 광학 요소의 제조 방법

본 발명은 디스플레이(display)에 관한 것으로, 특히 도광 광학 요소(light-guide optical element)의 제조 방법에 관한 것이다.

근안 디스플레이(near-eye display)와 같은, 다양한 유형의 디스플레이는 입력 이미지를 하나 이상의 차원들로 확장하기 위해 도광 광학 요소(LOE)를 사용할 수 있다. 2차원 확장이 필요한 경우, 한 차원에서 이미지를 확장하도록 구성된 제1 LOE와 다른 차원에서 이미지를 확장하도록 구성된 제2 LOE를 포함하여, 두 개의 LOE들이 사용될 수 있다. 본 발명과 특히 관련이 있는 것은 반사 LOE들이며, 여기서 제1 및 제2 LOE들 중 적어도 하나는 두 개의 평행한 주요 외부 표면으로 둘러싸인 투명 블록으로 구현되며 이는 내부 전반사(TIR)를 통한 그 사이의 광선(light ray)의 전파를 지원하도록 구성되고 그 사이에 위치한 한 세트의 상호 평행한, 주요 외부 표면에 평행하지 않는, 부분적으로 반사하는 내부 표면들(또는 "면들")을 갖는다. LOE 내에서 전파되는 시준된 이미지(collimated image)는 점진적으로 제1 패싯 세트의 패싯에 의해 제2 패싯 세트를 향해 부분적으로 편향되고 제2 패싯 세트에 의해 관찰자의 눈을 향해 바깥쪽으로 편향되어, 관찰자에게 이미지를 제공한다.

본 발명은 도광 광학 요소의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시예의 교시에 따르면, 도광 광학 요소(LOE)의 제조 방법이 제공되며, 각각이 주요 외부 표면들에서 내부 반사에 의해 상기 LOE 내에서 전파되는 이미지 조명(image illumination)을 가이드하기 위한 한 쌍의 상호 평행한 주요 외부 표면들을 갖고 각각의 LOE는 상기 주요 외부 표면들 사이에 위치하고 이에 평행하지 않게 배향된 상호 평행한 부분 반사 표면들의 세트를 포함하는 활성 영역, 및 적어도 하나의 2차 영역을 더 갖고, 상기 부분 반사 표면들 중 적어도 하나는 상기 활성 영역과 2차 영역 사이의 경계에서 종료되고, 상기 방법은: (a) 플레이트(plate)들의 스택(stack)을 형성하기 위해 복수의 인터페이스(interface)들에서 복수의 평행하게 대면된 플레이트들을 함께 접합하는 단계-여기서, 상기 인터페이스들 각각에서 하나의 면(face)은 부분 반사 광학 속성을 제공하는 코팅을 가짐-; (b) 상기 인터페이스들 중 적어도 하나에서 교차하는 경계 평면을 형성하기 위해 상기 플레이트들의 스택을 절단 및 연마하는 단계; (c) 투명 재료의 블록을 상기 경계 평면에서 상기 스택에 접합하여 전신 구조(precursor structure)를 형성하는 단계; 및 (d) 복수의 슬라이스(slice)들을 형성하기 위해 복수의 평행한 평면들을 따라 상기 전신 구조를 슬라이싱하는 단계를 포함하고, 여기서 각각의 슬라이스는 상기 LOE의 활성 영역을 제공하기 위한 상기 스택의 일부와 상기 LOE의 2차 영역을 제공하기 위한 상기 블록의 일부를 포함한다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 경계 평면은 상기 인터페이스들의 평면에 대해 비스듬하게 배향된 면을 따라 절단된다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 투명 재료의 블록은 상기 복수의 플레이트들에 인덱스 매칭된다(index-matched).

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 투명 재료의 블록은 광학적으로 연속적인 재료의 블록이다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 투명 재료의 블록은 연속적으로 균일한 블록이다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 슬라이싱 이전에, 상기 전신 구조는 적어도 하나의 에지 평면을 따라 절단되고, 상기 에지 평면의 일부는, 상기 슬라이싱 후에, 각각의 LOE의 에지를 정의한다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 복수의 평행한 평면들은 상기 인터페이스들에 수직이다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 복수의 평행한 평면들은 상기 인터페이스들에 대해 비스듬한 각도를 이룬다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 에지가 상기 LOE의 활성 영역에 대해 형성되고, 상기 경계는 상기 에지와 평행하지 않아 상기 주요 외부 표면들에 평행한 방향의 상기 부분 반사 표면들의 길이가 상기 부분 반사 표면들의 세트의 적어도 1/4을 따라 부분 반사 표면에서 부분 반사 표면으로 점진적으로 감소한다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 코팅은 상기 인터페이스들의 연속에 대해 순차적으로 변화하는 반사율을 제공하도록 구성된다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 플레이트들은 상기 인터페이스들이 불균일하게 이격되도록 서로 다른 두께를 갖는다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 방법은: (a) 상기 인터페이스들 중 적어도 하나에서 교차하는 추가 경계 평면을 형성하기 위해 상기 플레이트들의 스택을 절단 및 연마하는 단계-여기서, 상기 추가 경계 평면은 상기 경계 평면과 동일 평면에 있지 않음-; 및 (b) 투명 재료의 추가 블록을 상기 경계 평면에서 상기 스택에 접합하여 상기 전신 구조를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 슬라이싱은 각각의 슬라이스가 상기 추가 블록의 일부를 추가로 포함하도록 수행된다.

또한, 본 발명의 일 실시예의 교시에 따르면, 복수의 도광 광학 요소(LOE)들을 형성하기 위해 복수의 평행한 평면들을 따라 슬라이싱 가능한 중간 작업 제품이 제공되며, 각각이 주요 외부 표면들에서 내부 반사에 의해 상기 LOE 내에서 전파되는 이미지 조명(image illumination)을 가이드하기 위한 한 쌍의 상호 평행한 주요 외부 표면들을 갖고 각각의 LOE는 상기 주요 외부 표면들 사이에 위치하고 이에 평행하지 않게 배향된 상호 평행한 부분 반사 표면들의 세트를 포함하는 활성 영역, 및 적어도 하나의 2차 영역을 더 갖고, 상기 부분 반사 표면들 중 적어도 하나는 상기 활성 영역과 2차 영역 사이의 경계에서 종료되고, 상기 중간 작업 제품은: (a) 복수의 인터페이스들에서 함께 접합된 복수의 평행하게 대면된 플레이트들로부터 형성된 스택-여기서, 상기 인터페이스들 각각에서 하나의 면은 부분 반사 광학 속성을 제공하는 코팅을 갖고, 상기 스택은 상기 인터페이스들 중 적어도 하나에서 교차하는 경계 평면에서 절단되고 연마됨-; 및 (b) 상기 경계 평면에서 상기 스택에 접합된 투명 재료의 블록을 포함한다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 경계 평면은 상기 인터페이스들의 평면에 대해 비스듬하게 배향된다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 투명 재료의 블록은 상기 복수의 플레이트들에 인덱스 매칭된다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 투명 재료의 블록은 광학적으로 연속적인 재료의 블록이다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 투명 재료의 블록은 연속적으로 균일한 블록이다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 코팅은 상기 인터페이스들의 연속에 대해 순차적으로 변화하는 반사율을 제공하도록 구성된다.

본 발명의 실시예의 추가 피처에 따르면, 상기 플레이트들은 상기 인터페이스들이 불균일하게 이격되도록 서로 다른 두께를 갖는다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 설명되며, 여기서:
도 1a 및 도 1b는 각각 하향식 및 측면 주입 구성을 예시하는, 본 발명의 교시에 따라 구성되고 동작하는 도광 광학 요소(LOE)를 사용하여 구현된 광학 시스템의 개략적인 등각 뷰이고;
도 2a 및 2b는 이미지의 2개의 극한 필드들에 대한 광선 경로들을 보여주는 도 1a 또는 1b로부터의 LOE의 확대된 개략적인 등각 뷰이고;
도 2c는 아이 모션 박스에서 전체 이미지를 형성하는 데 필요한 부분 반사 표면의 전체 엔벨로프를 정의하기 위한 추가 필드와 함께 도 1a 및 1b의 필드들의 조합에 대한 개요이고;
도 2d는 부분 반사 표면이 선택적으로 구현되는 도 2c의 대안적인 구현이고;
도 3은 도 2d와 유사한 LOE의 대안적인 구현예의 확대된 개략 등각 뷰로서, 여기서 이미지 프로젝터는 다른 위치에서 다른 광학 축 배향으로 사용되고;
도 4는 플레이트들의 스택을 슬라이싱하여 다중 LOE들에 대한 생산 방법의 단계들의 개략적인 등각 표현이고;
도 5는 부분적으로 반사 표면들이 배제된 영역을 갖는 다중 LOE들에 대한 수정된 생산 방법의 흐름도이고;
도 6은 도 5의 수정된 생산 방법에 따라 플레이트들의 스택을 슬라이싱함으로써 다중 LOE들에 대한 생산 방법의 단계들의 개략적인 등각 표현이고;
도 7a 및 7b는 도 5 및 6의 방법에 의해 생산된 2개의 LOE들의 확대된 개략 등각 뷰로서, 각각 부분적으로 반사면이 없는 하나 및 두개 영역들을 갖고;
도 8은 도 7b의 LOE들이 슬라이싱된 전신 구조의 개략적인 등각 뷰이고;
도 9는 도 7b의 LOE에 대응하는 제1 LOE 영역 및 부분적으로 반사 표면이 없는 영역으로 구현되는 제2 LOE 영역을 갖는 2차원 확장 LOE의 개략적인 등각 뷰이고;
도 10a는 본 발명의 방법의 일 양태에 따라 생성된 대안적인 전신 구조의 개략적인 등각 뷰이고;
도 10b는 전구 구조가 수정된 전구 구조를 생성하기 위해 절단되는 절단 면들을 도시하는 도 10a의 전신 구조의 측 뷰이고;
도 10c 및 10d는 각각 도 10b의 절단 면들을 따라 절단한 후의 수정된 전신 구조의 측 및 등각 뷰이고; 및
도 10e는 도 10d의 전신 구조를 슬라이싱하여 얻은 다수의 LOE들을 도시한다.

본 발명의 특정 실시예는 가상 현실 디스플레이, 또는 더 바람직하게는 증강 현실 디스플레이일 수 있는 헤드업 디스플레이(head-up display), 가장 바람직하게는 근안 디스플레이(near-eye display)의 목적을 위한 광학 조리개(optical aperture) 확장을 달성하기 위한 도광 광학 요소(LOE)를 제조하는 방법을 제공한다. 도 1a 내지 도 3은 본 발명의 생산 방법이 특히 관련된 광학 배열 및 대응하는 디바이스의 특정 특히 바람직한 예시들을 도시하며, 다만 생산 방법이 이러한 어플리케이션에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 실시예의 교시에 따라 LOE(12)를 사용하는, 일반적으로 10으로 지정된 근거리 디스플레이 형태의 디바이스의 예시적인 구현예가 도 1a 및 1b에 개략적으로 도시되어 있다. 근안 디스플레이(10)는 내부에서 이미지 광이 서로 평행한 평면 외부 표면들의 세트에서 내부 반사에 의해 1차원으로 트랩되는 LOE("도파관", "기판" 또는 "슬래브"라고도 함)(12)에 이미지를 주입하기 위해 광학적으로 결합된 소형 이미지 프로젝터(이 분야에서 종종 "POD"로 지칭됨)(14)를 사용한다. 빛은 서로 평행하고 이미지 빛의 전파 방향에 대해 비스듬히 기울어진 부분적으로 반사되는 표면("면"이라고도 함)들의 세트에 충돌하고 각각의 연속적인 패싯은 이미지 빛의 일부를 편향된 방향으로 편향시키며, 또한 기판 내에서 내부 반사에 의해 트랩/가이드 된다. 이 제1 패싯 세트는 도 1a 및 1b에 개별적으로 도시되어 있지 않지만 16으로 지정된 LOE의 제1 영역에 있다. 연속적인 패싯들에서의 이러한 부분 반사는 광학 조리개 확장의 1차원을 달성한다.

본 발명의 바람직한, 그러나 비제한적인 제1 세트의 예에서, 전술한 패싯 세트는 기판의 주요 외부 표면들에 직교한다. 이 경우, 주입된 이미지와 영역(16) 내에서 전파될 때 내부 반사를 겪는 그 켤레(conjugate)는 편향되고 편향된 방향으로 전파하는 켤레 이미지들이 된다. 바람직한, 그리나 비제한적인 예의 대안적인 세트에서, 부분적으로 반사하는 표면들의 제1 세트는 LOE의 주요 외부 표면에 대해 비스듬히 각을 이룬다. 후자의 경우, 주입된 이미지 또는 그 켤레가 LOE 내에서 전파되는 원하는 편향된 이미지를 형성하는 반면 다른 반사는 예를 들어 반사가 필요하지 않은 이미지가 나타내는 입사각의 범위에 대해 상대적으로 투명하게 렌더링하는 패싯들에 각지게-선택적 코팅을 사용함으로써 최소화될 수 있다.

부분 반사 표면들의 제1 세트는 기판 내의 내부 전반사(TIR)에 의해 트랩된 제1 전파 방향으로부터 기판 내의 TIR에 의해 트랩된 제2 전파 방향으로 이미지 조명(image illumination)을 편향시킨다.

편향된 이미지 조명은 제2 기판 영역(18)으로 통과하고, 이것은 인접한 별개의 기판으로 또는 단일 기판의 연속으로 구현될 수 있으며, 여기서 커플링-아웃 배열(coupling-out arrangement)(부분 반사 패싯들의 추가 세트 또는 회절 광학 요소)이 아이 모션 박스(EMB)로 정의된 영역 내에 위치한 관찰자의 눈을 향해 이미지 조명의 비율을 점진적으로 커플링하여, 따라서 광학 조리개 확장의 제2 차원을 달성한다. 전체적인 디바이스는 각각의 눈에 대해 별도로 구현될 수 있으며, 바람직하게는 각 LOE(12)가 사용자의 대응하는 눈을 향하도록 사용자의 머리에 대해 지지된다. 여기에 예시된 하나의 특히 바람직한 옵션에서, 지지 배열은 사용자의 귀에 대해 디바이스를 지지하기 위한 측면부들(20)을 갖는 안경테로서 구현된다. 헤드 밴드, 바이저 또는 헬멧에 매달린 디바이스를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 형태의 지지 배열이 사용될 수 있다.

LOE의 제1 영역의 일반적인 확장 방향으로 수평으로(도 1a) 또는 수직으로(도 1b) 확장되는 X 축 및 그에 수직으로, 즉 도 1a에서 수직으로, 도 1b에서 수평으로 확장되는 Y 축에 대한 도면 및 청구범위가 여기에서 참조된다.

매우 대략적인 용어로, 제1 LOE, 또는 LOE(12)의 제1 영역(16)은 X 방향으로 조리개 확장을 달성하는 것으로 간주될 수 있는 반면, 제2 LOE 또는 LOE(12)의 제2 영역(18)은 Y 방향으로 조리개 확장을 달성한다. 시야(field of view)의 상이한 부분들이 전파되는 각도 방향의 확산에 대한 세부 사항은 아래에서 더 정확하게 설명된다. 도 1a에 도시된 배향은 LOE의 주요 부분(제2 영역)으로 진입하는 이미지 조명이 상부 에지로부터 진입하는 "하향식(top-down)" 구현예로 간주될 수 있는 반면 도 1b에 예시된 배향은 "측면 주입(side-injection)" 구현예로 간주될 수 있다는 점에 유의해야 하며, 여기서 Y 축이라고 하는 축은 수평으로 전개된다. 나머지 도면들에서, 본 발명의 특정 실시예의 다양한 특징은 도 1a와 유사한 "하향식" 배향의 맥락에서 예시될 것이다. 그러나, 이러한 모든 피처들은 또한 본 발명의 범위 내에 속하는 측면 주입 구현예에 동일하게 적용할 수 있음을 이해해야 한다. 특정 경우에, 다른 중간 배향들도 적용 가능하며, 명시적으로 제외되는 경우를 제외하고는 본 발명의 범위 내에 포함된다.

본 발명의 디바이스와 함께 사용되는 POD는 바람직하게는 시준된 이미지를 생성하도록 구성되며, 즉, 각 이미지 픽셀의 빛이 픽셀 위치에 대응하는 각도 방향으로 무한대로 시준된 평행 빔이다. 따라서 이미지 조명은 2차원의 각도 시야에 대응하는 각도 범위에 걸쳐 있다.

이미지 프로젝터(14)는 일반적으로 LCOS 칩과 같은 공간 광 변조기(spatial light modulator)를 조명하도록 배치된 적어도 하나의 광원을 포함한다. 공간 광 변조기는 이미지의 각각의 픽셀의 투영 강도를 변조하여 이미지를 생성한다. 대안적으로, 이미지 프로젝터는 일반적으로 고속 스캐닝 미러(fast-scanning mirror)를 사용하여 구현되는 스캐닝 배열을 포함할 수 있으며, 이는 빔의 강도가 픽셀 단위로 모션과 동기적으로 변경되는 동안 프로젝터의 이미지 평면을 가로질러 레이저 광원으로부터의 조명을 스캔하여, 각 픽셀에 대해 원하는 강도를 투영한다. 두 경우 모두, 시준 광학 장치가 제공되어 무한대로 시준되는 출력 투영 이미지를 생성한다. 상기 컴포넌트들 중 일부 또는 전부는 일반적으로 당업계에 공지된 바와 같이 하나 이상의 편광 빔 스플리터(PBS) 큐브 또는 다른 프리즘 배열의 표면들에 배열된다.

LOE(12)에 대한 이미지 프로젝터(14)의 광학적 커플링은 예를 들어 비스듬히 각진 입력 표면을 갖는 커플링 프리즘을 통해 또는 반사 커플링 배열을 통해, 측면 에지 및/또는 LOE의 주요 외부 표면들 중 하나를 통한 것과 같은 임의의 적절한 광학적 커플링에 의해 달성될 수 있다. 커플링-인(coupling-in) 구성의 세부사항은 본 발명에 중요하지 않으며, 여기서 LOE의 주요 외부 표면들 중 하나에 적용된 웨지 프리즘(wedge prism)(15)의 비제한적인 예로서 개략적으로 도시되어 있다.

근안 디스플레이(10)는 일반적으로 소형 온보드 배터리(도시되지 않음) 또는 일부 다른 적절한 전원으로부터의 전력을 사용하는 이미지 프로젝터(14)를 작동시키기 위한 제어기(22)를 포함하는 다양한 추가 컴포넌트를 포함한다는 것이 이해될 것이다. 제어기(22)는 이미지 프로젝터를 구동하기 위한 적어도 하나의 프로세서 또는 처리 회로와 같은 모든 필요한 전자 컴포넌트를 포함하며, 이들 모두는 당업계에 공지되어 있음을 이해할 것이다.

이제 도 2a 내지 2d를 참조하면, 근거리 디스플레이 구현예의 광학 속성이 더 자세히 설명된다. 구체적으로, 투명 재료로 형성된 도광 광학 요소(LOE)(12)의 보다 상세한 도면이 도시되어 있으며, 이는 제1 배향을 갖는 평면의 상호 평행한, 부분 반사 표면들의 제1 세트(17)를 포함하는 제1 영역(16) 및 제1 배향에 평행하지 않은 제2 배향을 갖는 평면의 상호 평행한, 부분 반사 표면들의 제2 세트(19)를 제2 영역(18)을 포함한다. 상호 평행한, 주요 외부 표면들의 세트(24)는 제1 및 제2 영역들(16, 18)을 가로질러 연장되어 부분 반사 표면들의 제1 세트(17)와 부분 반사 표면들의 제2 세트(19) 모두가 주요 외부 표면들(24) 사이에 위치하도록 한다. 가장 바람직하게는, 주요 외부 표면들의 세트(24)는 제1 및 제2 영역들(16, 18) 전체에 걸쳐 각각 연속적인 한 쌍의 표면들이고, 다만 영역들(16, 18) 사이의 두께를 낮추거나 높이는 옵션도 본 발명의 범위에 속한다. 영역들(16 및 18)은 그들이 경계에서 만나도록 바로 나란히 놓일 수 있으며, 이 경계는 직선 경계 또는 다른 형태의 경계일 수 있거나 특정 어플리케이션에 따라 다양한 추가 광학 또는 기계적 기능을 제공하기 위해 해당 영역들 사이에 개재된 하나 이상의 추가 LOE 영역이 있을 수 있다. 특정 특히 바람직한 구현예에서, 특히 고품질의 주요 외부 표면들은 개별적으로 형성된 영역들(16 및 18)이 사이에 끼워져 복합 LOE 구조를 형성하는 연속 외부 플레이트를 사용함으로써 달성된다.

LOE의 광학적 특성은 이미지 조명 경로를 거꾸로 추적함으로써 이해될 수 있다. 부분 반사 표면들의 제2 세트(19)는 주요 외부 표면들(24)에 대해 비스듬한 각도이므로 제1 영역(16)으로부터 제2 영역(18)으로의 주요 외부 표면들에서의 내부 반사에 의해 LOE(12) 내에서 전파하는 이미지 조명의 일부가 아이 모션 박스(26)를 향해 LOE의 커플링 아웃된다. 부분 반사 표면들의 제1 세트(17)는 커플링-인 영역(결합 프리즘(15))으로부터의 주요 외부 표면들에서의 내부 반사에 의해 LOE(12) 내에서 전파하는 이미지 조명의 일부가 제2 영역(18)을 향해 편향되도록 배향된다.

이미지 프로젝터(14)로부터의 투영된 이미지의 각도 확산의 하나의 차원은 LOE의 우측에 있는 POD 조리개로부터 LOE의 좌측을 향하여 퍼지는 조명의 원뿔에 의해 도 2a에 표시된다. 여기에 예시된 비제한적인 예에서, POD의 중심 광학 축은 X 축과 정렬된 LOE 내에서 전파 방향을 정의하고 각도 확산(LOE 내에서)은 대략 이다. (각도의 FOV는 굴절률의 변화로 인해 공기 중에서 더 커진다.) 부분 반사 표면들의 제1 세트(17)는 제1 영역(16)에 도시되어 있고, 부분 반사 표면들의 제2 세트(19)는 제2 영역(18)에 도시되어 있다.

근거리 디스플레이는 "아이 모션 박스(EMB)"(26)(즉, 눈의 동공이 투영된 이미지를 볼 LOE의 평면으로부터 떨어져 있는 일반적으로 직사각형으로 표시되는 모양)에 의해 지정된 위치의 허용 범위 내의 일부 위치에 있는 사용자의 눈에 투영된 이미지의 전체 시야를 제공하도록 설계되었습니다. 아이 모션 박스에 도달하기 위해, 빛은 EMB(26)를 향해 부분 반사 표면들의 제2 세트(19)에 의해 제2 영역(18)으로부터 커플링 아웃되어야 한다. 전체 이미지 시야를 제공하기 위해, EMB의 각 포인트는 LOE로부터 이미지의 전체 각도 범위를 수신해야 한다. EMB로부터 시야를 역추적하는 것은 관련 조명이 LOE로부터 EMB를 향해 커플링 아웃되는 더 큰 직사각형(28)을 지시한다.

도 2a는 투영된 이미지의 좌측 하부 픽셀에 대응하는 시야의 제1 극단(extremity)을 도시한다. LOE에 커플링된 프로젝터의 광학 조리개에 대응하는 폭의 빔은 POD에서 위쪽 및 왼쪽으로 전파되고 일련의 부분 반사 표면들(17)로부터 부분적으로 반사되는 것으로 도시된다. 여기에 예시된 바와 같이, 패싯들의 서브세트만이 사용자가 보는 이미지에서 대응하는 픽셀을 제공하는 데 유용한 반사를 생성하고 해당 패싯들의 서브 영역만이 이 픽셀의 관찰된 이미지에 기여한다. 관련 영역은 굵은 검은색 선으로 표시되며 패싯들(17)에서 반사된 다음 EMB(26)의 네 모서리에 도달하는 패싯들에(19)에 의해 커플링 아웃되는 방향전환된 이미지에서 이 픽셀에 해당하는 광선이 표시된다. 여기서 및 설명 전반에 걸쳐, 광선의 평면내 전파 방향만이 LOE 내에서 전파되는 동안 여기서 예시되지만, 그러나 광선은 실제로 두 개의 주요 외부 표면들로부터의 반복되는 내부 반사의 지그재그 경로들(zigzag path)을 따르고 이미지 시야의 하나의 전체 차원은 Y 차원의 픽셀 위치에 대응하는 주요 외부 표면들에 대한 광선의 경사각으로 인코딩된다는 점에 유의해야 한다. 하나의 추가 예로서, EMB의 상단 좌측 코너에서 볼 때 이미지의 상단 좌측 극단에 대응하는 편향되고 커플링 아웃된 광선이 대시-점선으로 도시된다.

도 2b는 도 2a와 동일한 구성을 도시하지만, 여기서는 EMB의 네 코너들에 도달하는 시야의 우측 하부 픽셀에 대응하는 광선을 보여주며, 다시 관련 부분 반사 표면들(17)의 관련 영역이 굵은 선으로 표시된다.

EMB의 모든 영역들에 도달하는 이미지의 모든 필드(방향들 또는 픽셀들)에 대한 대응하는 광선 경로를 추가로 추적하여, 부분 반사 표면들의 제1 세트 중 하나에 의해 편향되고 부분 반사 표면들의 제2 세트 중 하나에 의해 아이 모션 박스에 도달하는 방향으로 커플링 아웃된 LOE 내에서 전파하는 커플링-인 영역으로부터 모든 광선 경로들의 엔벨로프(envelope)를 매핑하는 것이 가능하다는 것이 명백할 것이며, 이 엔벨로프는 EMB에 도달하는 이미지에 기여하는 이미지 조명의 일부를 편향시키는 데 필요한 각 패싯(17)의 "이미징 영역"을 정의하며, 엔벨로프 외부에 있는 패싯(17)의 나머지 부분은 필요한 이미지에 기여하지 않는 "비-이미징 영역"이다. 모든 패싯들(17)의 "이미징 영역"에 대응하는 이 엔벨로프의 단순화된 윤곽은 도 2c에서 굵은 선으로 도시되어 있다.

"비-이미징 영역"의 패싯들의 부분은 경우에 따라 이미지 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며, 예를 들어, 의도하지 않은 다중 반사 광 경로들을 지원하여 입력 이미지 조명의 고스트 이미지(ghost image) 및/또는 주변 광원으로부터의 외부 복사를 발생시킨다. 그러한 영향을 최소화하기 위해, 본 발명의 특정 특히 바람직한 구현예에 따르면, 부분 반사 속성이 영역(16)의 단면 영역의 서브영역 내에만 존재하도록 패싯(17)을 "부분 패싯"으로 구현하는 것이 바람직하다. 이는 각 패싯 평면의 "이미징 영역"을 포함하고 바람직하게는 일부 또는 모든 패싯들에 대한 "비-이미징 영역"의 대부분을 제외한다. 그러한 구현은 도 2d에 개략적으로 도시되어 있다. 패싯들의 활성(부분 반사) 영역은 바람직하게는 EMB 이미지 투영을 위한 기하학적 요구 사항을 완료하는 데 필요한 최소값을 약간 넘어 확장된다. 특정 특히 바람직한 구현예에 따르면, 커플링-인 위치로부터 선을 따라 만나는 가장 먼 부분 반사 패싯의 거리는 도시된 바와 같이 시계 방향으로 각도가 증가함에 따라, 프로젝터(14)로부터 투영된 이미지의 각도 범위의 대부분에 걸쳐 제2 영역(18)과의 경계로부터 멀어지면서 점진적으로 증가한다. 이것은 여기서 30a, 30b 및 30c로 라벨링된 하나 이상의 영역들을 남기며, 이는 영역(16) 내에 있고 바람직하게는 부분적으로 반사 패싯 없이 구현된다.

도 2a 내지 도 2d에서, 프로젝터(14)의 광학 축은 X 축에 평행한 것으로 도시되어 있다. 광학 축은 실제로 X 축과 평행하지 않고 X-Z 평면에 있으며, 선택된 페이지의 Z 컴포넌트를 갖고 따라서 FOV의 깊이 차원에서 각도의 전체 범위가 주요 기판 표면에서 내부 전반사를 겪도록 한다는 것을 이해할 수 있다. 표현의 단순함을 위해, 본 명세서의 그래픽 표현과 그에 대한 설명은 광선 전파 방향의 평면 내(X-Y) 성분에만 관련될 것이며, 여기서 "평면 내 컴포넌트" 또는 "LOE의 주요 외부 표면에 평행한 컴포넌트"라고 한다.

도 3은 영역(16)의 상부 에지와 필드의 일 측을 정렬하도록 프로젝터의 광학 축이 회전되는 유사한 구현을 예시한다. 이 경우, 30a와 30b로 라벨링된 두 개의 영역들이 있으며, 이는 바람직하게는 부분 반사 패싯 없이 구현된다.

도 4는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같은 LOE 영역들(16 또는 18)을 제조하기 위한 전형적인 제조 방법을 도시한다. 이 방법은 적어도 부분적으로 반사 코팅으로 광학적으로 코팅된 복수의 투명 플레이트들(40)을 먼저 적층하고 접합하여, 스택(42)을 형성하는 단계를 포함한다. 플레이트들 사이의 인터페이스들은 LOE의 패싯들에 대응한다. 스택은 일반적으로 다른 플레이트들보다 몇 배의 두께를 갖는 투명 플레이트로 (상부 및/또는 하부에서) 덮어진다. 스택은 패싯 표면들에 대해 원하는 각도로 슬라이스들(44)로 절단된다. 그런 다음 각 슬라이스는 요구되는 LOE 구성(46)을 기초로 외부 표면들에 대해 특정 미리 결정된 각도로 배향된 패싯들을 가진 평행 외부 표면들을 형성하도록 성형된다(예: 절단 및/또는 연삭 후 연마). 즉, LOE는 평행하게 코팅된 유리 플레이트들의 스택에서 슬라이스로 성형되고 여기서 부분 반사 표면의 각도와 배향은 슬라이싱 각도와 후속 절단의 배향에 의해 결정된다.

위의 제조 공정은 위에서 언급한 슬라이싱, 절단 및 연마 단계들을 통해 플레이트들의 단일 스택을 사용하여 유사한 LOE들을 여러 개 제조할 수 있다는 점에서 효율적이다. 스택에 두꺼운 단부 플레이트들을 사용하면 제1 패싯 전 및/또는 마지막 패싯 뒤에, 그러나 패싯과 평행한 경계에서만 투명한 유리 영역을 생성할 수 있다. 그러나 이러한 접근 방식은 도 2d 및 3의 영역들(30a, 30b 및 30c)과 같은 비활성 영역들을 직접 형성할 수 없으며, 이는 이러한 영역들이 패싯 영역들(17)을 형성하는 다중 적층 및 접합 투명 플레이트들과 교차하기 때문이다.

따라서, 도 2d 또는 3에 설명된 도파관 또는 부분적 패싯을 갖는 다른 유사한 도파관을 생성하기 위해, 도 4를 참조하여 위에서 설명된 제조 방법 외에 추가 단계가 필요하다.

본 발명의 특히 바람직한 일 양태에 따르면, 도광 광학 요소들(LOE)을 제조하는 방법이 제공되며, 여기서 각각의 LOE는 주요 외부 표면들에서 내부 반사에 의해 LOE 내에서 전파되는 이미지 조명을 가이드하기 위한 한 쌍의 상호 평행한 주요 외부 표면들, 주요 외부 표면들 사이에 위치하고 주요 외부 표면들에 대해 평행하지 않게 배향된 상호 평행한 부분 반사 표면들의 세트를 갖는 활성 영역, 및 적어도 하나의 2차 영역을 갖고, 여기서 부분 반사 표면들 중 적어도 하나는 활성 영역과 2차 영역 사이의 경계에서 종단된다. 이 방법은 도 5의 블록도 및 도 6에 개략적으로 도시된 바와 같이 적어도 다음 단계를 포함한다:

(a) 플레이트들의 스택(42)을 형성하기 위해 복수의 인터페이스들에서 복수의 평행하게 대면된 플레이트들(40)을 함께 접합하는 단계-여기서, 인터페이스들 각각에서 하나의 패싯은 부분적 반사 광학 속성을 제공하는 코팅을 가짐(단계 32);

(b) 적어도 하나의 인터페이스들에서 교차하는 경계 평면(48)을 형성하기 위해 플레이트들의 스택을 절단 및 연마하는 단계(단계 34);

(c) 투명 재료의 블록(50)을 경계 평면(48)에서 스택(42)에 접합하여 전신 구조(precursor structure)(52)를 형성하는 단계(단계 36); 및

(d) 복수의 슬라이스들(54)을 형성하기 위해 복수의 평행한 평면들을 따라 전신 구조(52)를 슬라이싱하는 단계-여기서 각각의 슬라이스는 LOE의 활성 영역을 제공하기 위한 스택(42)의 일부와 LOE의 2차 영역을 제공하기 위한 블록(50)의 일부를 포함함.

도 6에 도시된 예에서, 최종 LOE(56)는 도시된 바와 같이 각 슬라이스(54)로부터 절단되어, 이에 의해 이 패싯들의 세트가 배제되는 적어도 하나의 영역(30a)을 갖는 LOE(56)를 형성한다.

바람직하게는, 블록(50)은 복수의 플레이트에 인덱스 매칭된(index-matched) 투명 재료로 형성되어, 패싯이 있는 영역과 패싯이 없는 영역 사이의 경계가 상당한 광학 수차(optical aberration)를 생성하지 않도록 한다. 같은 이유로, 블록(50)을 스택(42)에 부착하는 것은 인덱스 매칭된 광학 접착제로 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 블록(50) 자체는 바람직하게는 광학적으로 연속적인 재료의 블록이며, 이는 눈에 띄는 광학 수차, 산란 또는 빛의 편향을 유발하는 내부 피처가 없음을 의미한다. 가장 바람직하게는, 블록(50)은 투명 재료, 일반적으로 유리의 연속적이고 균일한 블록으로서 구현된다.

경계 평면(48)의 배향과 위치는 최종 LOE 구조에서 원하는 경계의 위치에 따라 선택된다. 대부분의 경우 배향은 인터페이스들의 평면에 대해 비스듬한 배향의 평면이 된다. 이것은 도 6에서 각도 (90 초과)로 개략적으로 예시된다.

도 5 및 6의 방법은 도 7a에 도시된 바와 같이 단일 비활성 영역(30a)을 갖는 LOE를 제조하기 위한 단계를 제시하고, 그러나 패싯들의 세트가 제외되는 둘 이상의 비활성 영역들을 형성하기 위해 슬라이싱하기 전에 추가 경계 평면들을 형성하고 전신 구조에 추가 투명 블록들을 추가하기 위해 단계들(34 및 36)을 반복하여 쉽게 적응된다. 도 7b는 2개의 비활성 영역들(30a, 30b)을 갖는 LOE(56)의 추가 예를 예시하고, 도 8은 각 슬라이드가 스택의 영역과 두 블록들의 영역을 포함하도록 대응하는 전신 구조(52)로부터 슬라이싱되는 다수의 이러한 LOE(56)들을 도시한다.

패싯들이 LOE를 사용한 이미지 광 전파의 제1 가이드된 방향에서 제2 가이드된 방향으로의 편향을 담당하는 광학 조리개의 확장의 제1 차원의 예에서 주로 여기에 예시되어 있지만, 동일한 원칙이 광학 조리개 확장의 제2(또는 기타) 단계에 사용되는 LOE에 적용 가능하다. 예로서, 도 9는 광학 조리개 확장의 제1 차원을 수행하기 위해 도 7b에 도시된 바와 같은 제1 LOE(56) 및 광학 조리개 확장의 제2 차원을 구현하고 관찰자의 눈을 향한 이미지 조명을 커플링 아웃하기 위한 제2 LOE(58)를 포함하는 광학 배열을 도시한다. 이 경우, 커플링 아웃 패싯들(60)(예시의 이해를 용이하게 하기 위해 과도하게 이격되어 개략적으로 도시됨)은 LOE(58)의 활성 영역으로 제한되고, 이미지의 어떤 부분도 EMB의 어떤 부분으로 향하게 하는 데 패싯이 필요하지 않은 비활성 영역(62)에서 제외된다. 패싯들은 경계 평면(61)에서 멈춘다. 여기에서도 비활성 영역(62)은 도 5 및 6을 참조하여 위에서 개시된 바와 같이 코팅된 플레이트들의 스택에 결합된 투명 블록을 포함하는 전신 어셈블리(도시되지 않음)를 슬라이스함으로써 LOE의 나머지 부분과 함께 생성되는 것이 바람직하다.

도 10a 내지 도 10e는 이전 예시와 일반적으로 유사한 본 발명의 방법의 추가 예시를 도시한다. 이 경우, 전신 구조(52)(도 10a)는 제1 경계 평면(48a)에서 제1 블록(50a) 및 제2 경계 평면(48b)에서 제2 블록(50b)의 스택(42)에 대한 부착에 의해 형성된다. 이 경우, 제2 경계 평면(48b)의 절단은 제1 블록(50a)의 일부의 절단도 포함한다. 도 10b는 바람직하게는 절단 전에 전신 구조가 절단되는 절단 라인(64)을 도시하는 측면도이다. 이러한 절단은 바람직하게는 슬라이싱 후 각 LOE의 에지를 정의하는 부분인 하나 이상의 에지 평면들을 정의한다. 생성된 사전 성형된 전신 구조(52')가 도 10c 및 10d에 도시되어 있다. 슬라이싱 평면들(도 10d의 점선들(66))을 따른 전신 구조(52')의 후속 슬라이싱은 거의 최종 LOE 구조(58)를 생성하고, 일반적으로 최종 연마 및 전체 광학 설계의 일부로 LOE를 조립하는 데 필요한 기타 단계만을 필요로 한다.

본 발명의 제조 방법은 상이한 어플리케이션을 위한 광범위한 LOE 구조에 적용가능하고, LOE의 상이한 파라미터들을 제공하도록 적응될 수 있음을 주목해야 한다. 예를 들어, 특정 구현예에서 평행한 슬라이싱 평면들은 스택의 인터페이스들에 수직으로 배향되어 LOE의 주요 외부 표면에 직교하는 부분 반사 표면들을 생성한다. 다른 어플리케이션의 경우, 평행 슬라이싱 평면들이 인터페이스에 대해 비스듬히 기울어져 LOE의 주요 외부 표면에 비스듬한 부분 반사 표면을 갖는 LOE를 생성한다.

본 발명의 방법은 또한 특정 광학 배열의 요구 사항에 따라 다양한 추가 피처를 구현하는 부분 반사 표면들의 시퀀스로 구현될 수 있다. 그 예로는 경계가 불균일하게 이격되도록 플레이트들이 서로 다른 두께를 갖는 가변 패싯 간격 및 다양한 반사율이 포함되지만 이에 제한되지는 않으며, 여기서 코팅은 연속적인 인터페이스들에 대해 순차적으로 변화하는 반사율을 제공하도록 구성된다.

분명히, 최종 광학 디바이스의 원하는 기하학적 구조에 따라, LOE의 비활성 영역은 패싯들의 영역의 더 크거나 더 작은 비율을 따라 확장될 수 있다. 특정 특히 바람직한 구현에 따르면, 경계 평면은 LOE의 에지에 평행하고 따라서 주요 외부 표면에 평행한 방향의 부분 반사 표면의 길이는 부분 반사 표면들의 세트의 적어도 1/4을 따라 부분 반사 표면에서 부분 반사 표면으로 점진적으로 감소한다.

도 1b의 콘텍스트에서 위에서 언급한 바와 같이, "하향식" 콘텍스트에서 여기에 설명된 2차원 광학 확장의 예는 모두 이미지가 보기 영역 외부에 측면으로 위치한 POD에서 주입되고 사용자의 눈에 결합하기 위해 수직으로 제1 패싯 세트에 의해 확산된 다음 수평으로 제2 패싯 세트에 의해 확산되는 "측면식" 구성에 동일하게 적용될 수 있다. 위에서 설명된 모든 구성 및 변형은 측면 주입 구성에도 적용 가능한 것으로 이해되어야 한다.

상기 설명 전반에 걸쳐 도시된 바와 같이 X 축 및 Y 축을 참조하였으며, 여기서 X 축은 수평 또는 수직이며 광학 조리개 확장의 제1 차원에 대응하며, Y 축은 확장의 제2 차원에 대응하는 다른 주요 축이다. 이러한 콘텍스트에서, X 및 Y는 도 1a 및 1b의 전술한 안경 프레임과 같은 지지 배열에 의해 일반적으로 정의되는 방향으로 사용자의 머리에 장착될 때 디바이스의 배향에 대해 정의될 수 있다. 일반적으로 X 축의 정의와 일치하는 다른 용어는 다음과 같다: (a) X 축에 평행한 방향을 정의하는 데 사용할 수 있는 아이 모션 박스의 범위를 정하는 적어도 하나의 직선; (b) 직사각형 투영 이미지의 에지들은 일반적으로 X 축 및 Y 축에 평행하다; 및 (c) 제1 영역(16)과 제2 영역(18) 사이의 경계는 일반적으로 X 축에 평행하게 연장된다.

상기 설명은 단지 예로서 제공되는 것으로 의도되고, 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 범위 내에서 많은 다른 실시예가 가능하다는 것이 이해될 것이다.

Claims (19)

1. 도광 광학 요소들(LOE)을 제조하기 위한 방법으로, 각각이 주요 외부 표면들에서 내부 반사에 의해 상기 LOE 내에서 전파되는 이미지 조명(image illumination)을 가이드하기 위한 한 쌍의 상호 평행한 주요 외부 표면들을 갖고 각각의 LOE는 상기 주요 외부 표면들 사이에 위치하고 이에 평행하지 않게 배향된 상호 평행한 부분 반사 표면들의 세트를 포함하는 활성 영역, 및 적어도 하나의 2차 영역을 더 갖고, 상기 부분 반사 표면들 중 적어도 하나는 상기 활성 영역과 2차 영역 사이의 경계에서 종료되고, 상기 방법은:
   (a) 플레이트(plate)들의 스택(stack)을 형성하기 위해 복수의 인터페이스(interface)들에서 복수의 평행하게 대면된 플레이트들을 함께 접합하는 단계-여기서, 상기 인터페이스들 각각에서 하나의 면(face)은 부분 반사 광학 속성을 제공하는 코팅을 가짐-;
   (b) 상기 인터페이스들 중 적어도 하나에서 교차하는 경계 평면을 형성하기 위해 상기 플레이트들의 스택을 절단 및 연마하는 단계;
   (c) 투명 재료의 블록을 상기 경계 평면에서 상기 스택에 접합하여 전신 구조(precursor structure)를 형성하는 단계;
   (d) 적어도 하나의 에지 평면을 따라 상기 전신 구조를 절단하는 단계 - 상기 에지 평면은 상기 경계 평면과 만나서 상기 스택의 일부 및 상기 투명 재료의 블록의 일부와 경계를 이룸 -
   (e) 복수의 슬라이스(slice)들을 형성하기 위해 복수의 평행한 평면들을 따라 상기 전신 구조를 슬라이싱하는 단계 - 각각의 슬라이스는 상기 LOE의 활성 영역을 제공하기 위한 상기 스택의 일부와 상기 LOE의 2차 영역을 제공하기 위한 상기 블록의 일부를 포함함 -
   을 포함하고,
   상기 경계 평면 및 상기 에지 평면에 의해 둘러싸인 각각의 LOE 내의 블록의 일부는 예각 웨지를 형성하고, 상기 주요 외부 표면들에 평행한 방향의 상기 부분 반사 표면들의 길이가 상기 부분 반사 표면들의 세트의 적어도 1/4을 따라 부분 반사 표면에서 부분 반사 표면으로 점진적으로 감소하는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 경계 평면은 상기 인터페이스들의 평면에 대해 비스듬하게 배향된 면을 따라 절단되는, 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 투명 재료의 블록은 상기 복수의 플레이트들에 인덱스 매칭된(index-matched), 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 투명 재료의 블록은 광학적으로 연속적인 재료의 블록인, 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 투명 재료의 블록은 연속적으로 균일한 블록인, 방법.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 복수의 평행한 평면들은 상기 인터페이스들에 수직인, 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 평행한 평면들은 상기 인터페이스들에 대해 비스듬한 각도를 이루는, 방법.
9. 삭제
10. 제1항에 있어서, 상기 코팅은 상기 인터페이스들의 연속에 대해 순차적으로 변화하는 반사율을 제공하도록 구성되는, 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 플레이트들은 상기 인터페이스들이 불균일하게 이격되도록 서로 다른 두께를 갖는, 방법.
12. 제1항에 있어서,
    (a) 상기 인터페이스들 중 적어도 하나에서 교차하는 추가 경계 평면을 형성하기 위해 상기 플레이트들의 스택을 절단 및 연마하는 단계-여기서, 상기 추가 경계 평면은 상기 경계 평면과 동일 평면에 있지 않음-; 및
    (b) 투명 재료의 추가 블록을 상기 경계 평면에서 상기 스택에 접합하여 상기 전신 구조를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 슬라이싱은 각각의 슬라이스가 상기 추가 블록의 일부를 추가로 포함하도록 수행되는, 방법.
13. 복수의 도광 광학 요소(LOE)들을 형성하기 위해 복수의 평행한 평면들을 따라 슬라이싱 가능한 중간 작업 제품(intermediate work product)으로, 각각이 주요 외부 표면들에서 내부 반사에 의해 상기 LOE 내에서 전파되는 이미지 조명(image illumination)을 가이드하기 위한 한 쌍의 상호 평행한 주요 외부 표면들을 갖고 각각의 LOE는 상기 주요 외부 표면들 사이에 위치하고 이에 평행하지 않게 배향된 상호 평행한 부분 반사 표면들의 세트를 포함하는 활성 영역, 및 적어도 하나의 2차 영역을 더 갖고, 상기 부분 반사 표면들 중 적어도 하나는 상기 활성 영역과 2차 영역 사이의 경계에서 종료되고, 상기 중간 작업 제품은:
    (a) 복수의 인터페이스들에서 함께 접합된 복수의 평행하게 대면된 플레이트들로부터 형성된 스택-여기서, 상기 인터페이스들 각각에서 하나의 면은 부분 반사 광학 속성을 제공하는 코팅을 갖고, 상기 스택은 상기 인터페이스들 중 적어도 하나에서 교차하는 경계 평면에서 절단되고 연마됨-; 및
    (b) 전신 구조를 형성하기 위해 상기 경계 평면에서 상기 스택에 접합된 투명 재료의 블록
    을 포함하고,
    상기 전신 구조는 상기 경계 평면과 만나서 상기 스택의 일부 및 상기 투명 재료의 블록의 일부와 경계를 이루는 적어도 하나의 에지 평면을 포함하고,
    상기 블록은 상기 경계 평면 및 상기 에지 평면에 의해 둘러싸여서 예각 웨지를 형성하고, 복수의 평행한 슬라이싱 평면을 따르는 방향의 상기 부분 반사 표면들의 길이가 상기 부분 반사 표면들의 세트의 적어도 1/4을 따라 부분 반사 표면에서 부분 반사 표면으로 점진적으로 감소하는, 중간 작업 제품.
14. 제13항에 있어서, 상기 경계 평면은 상기 인터페이스들의 평면에 대해 비스듬하게 배향되는, 중간 작업 제품.
15. 제13항에 있어서, 상기 투명 재료의 블록은 상기 복수의 플레이트들에 인덱스 매칭된, 중간 작업 제품.
16. 제13항에 있어서, 상기 투명 재료의 블록은 광학적으로 연속적인 재료의 블록인, 중간 작업 제품.
17. 제13항에 있어서, 상기 투명 재료의 블록은 연속적으로 균일한 블록인, 중간 작업 제품.
18. 제13항에 있어서, 상기 코팅은 상기 인터페이스들의 연속에 대해 순차적으로 변화하는 반사율을 제공하도록 구성되는, 중간 작업 제품.
19. 제13항에 있어서, 상기 플레이트들은 상기 인터페이스들이 불균일하게 이격되도록 서로 다른 두께를 갖는, 중간 작업 제품.