JP7498191B2 - 高屈折率材料を伴う導波管およびその加工方法 - Google Patents
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Description
(実施例)
(実施例I)
可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を提供するステップと、
パターン化可能層を基板の表面にわたって配置するステップと、
パターンをパターン化可能層上に形成するステップであって、パターンは、異なる高さを伴う、複数の表面レリーフ特徴を備える、ステップと、
基板の表面をパターン化可能層を通してエッチングし、構造を基板の表面上に加工するステップであって、該構造は、可視光を回折するように構成される、回折特徴を備える、ステップと、
を含む、方法。
可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を提供するステップと、
基板の表面上の異なる領域にわたって、異なる量のパターン化可能材料を配置するステップと、
パターン化可能材料を通して、基板の表面をエッチングし、異なる高さを基板の表面上に有する、構造を加工し、それによって、回折特徴を形成するステップと、
を含む、方法。
可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を提供するステップと、
基板の表面上の異なる側方に離間された領域にわたって、異なる組成のパターン化可能材料を配置するステップであって、異なる組成のパターン化可能材料は、異なるエッチング率のエッチング液を有する、ステップと、
エッチング液を用いて、パターン化可能材料を通して、基板の表面をエッチングし、異なる高さを基板の表面上に有する、構造を加工し、それによって、回折特徴を形成するステップと、
を含む、方法。
複数の導波管を備える、導波管スタックであって、複数の導波管のうちの少なくとも1つは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、導波管スタック
を備え、
該複数の導波管のうちの少なくとも1つは、第1の主要表面と、第2の主要表面と、複数のより薄い縁とを備え、第1の主要表面は、異なる高さを有する、複数の回折特徴を備える、ディスプレイデバイス。
ユーザの頭部上に支持されるように構成される、フレームと、
フレーム上に配置される、導波管スタックを備える、接眼レンズと、
をさらに備える、実施例42-44のいずれかに記載のディスプレイデバイス。
可視光に対して透明である、1.79を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を提供するステップと、
パターン化可能層を基板の表面にわたって配置するステップと、
パターン化可能層をパターン化するステップであって、パターンは、複数の特徴を備える、ステップと、
パターン化可能層を通して、基板の表面をエッチングし、構造を基板の表面上に加工するステップであって、構造は、可視光を回折するように構成される、回折特徴を備える、ステップと、
を含む、方法。
第1のエッチングプロセスを使用して、パターン化されたパターン化可能層をエッチングし、パターン化可能層の複数の特徴間の基板の表面を暴露させるステップと、
第2のエッチングプロセスを使用して、複数の特徴および基板の暴露表面をエッチングし、複数の特徴を基板の表面上に加工するステップと、
を含む、実施例47-56のいずれかに記載の方法。
可視光に対して透明である、1.79を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を提供するステップと、
パターン化可能層を基板の表面にわたって配置するステップと、
パターン化可能層をパターン化し、複数の特徴を備える、パターンを形成するステップと、
を含み、パターン化されたパターン化可能層の複数の特徴は、可視光を基板の中に、その中で誘導されるように回折する、または基板内で誘導される可視光を基板から外に回折するように構成される、回折特徴を備える、方法。
可視光に対して透明である、1.79を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を提供するステップと、
基板の表面にわたって、パターン化可能層をジェット堆積させるステップと、
パターン化可能層をパターン化し、複数の特徴を備える、パターンを形成するステップと、
を含む、方法。
(実施例II)
可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板であって、導波管を備える、基板と、
該基板内に形成される、複数の回折特徴と、
該回折特徴にわたって配置される、材料の層と、
を備える、光学デバイス。
可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板であって、導波管を備える、基板と、
該基板上に形成される、複数の回折特徴であって、該基板の材料未満の屈折率を有する、異なる材料から形成される、回折特徴と、
該回折特徴にわたって配置される、より高い屈折率材料であって、該回折特徴を形成する該材料より高い屈折率を有する、より高い屈折率材料と、
を備える、光学デバイス。
(実施例III)
可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板であって、導波管を備える、基板と、
該基板内または上に形成される、複数の回折特徴と、
を備え、該回折特徴は、2次元(2D)アレイ内に配列され、2D回折格子を形成する、光学デバイス。
(実施例IV)
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板内または上に形成される、複数の回折特徴と、
を備え、該回折特徴は、2次元(2D)アレイ内に配列され、2D回折格子を形成する、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板内または上に形成される、複数の回折特徴と、
を備え、該回折特徴は、ブレーズドされる、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板内または上に形成される、複数の回折特徴と、
を備え、複数の回折特徴は、該基板内で誘導される、画像源からの光を受け取り、該光を少なくとも2つの方向において外に拡散させ、該光を該基板から外に結合するように配置される、組み合わせられた光分散/外部結合光学要素内に含まれる、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板内または上に形成される、複数の回折特徴と、
を備え、該複数の回折特徴は、該基板内で誘導される、画像源からの光を受け取り、該光を外に拡散させ、該光を該基板から外に結合するように配置される、組み合わせられた瞳エクスパンダ-抽出器内に含まれる、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板上に形成される、複数の回折特徴と、
該回折特徴と該基板との間に配置される、層と、
を備える、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板上に形成される、複数の回折特徴と、
を備え、該回折特徴は、複数の層、すなわち、第1の層と、該第1の層にわたる第2の層とを備える、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板上または内に形成される、複数の回折特徴と、
該複数の回折特徴にわたる少なくとも1つの層と、
を備える、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板上または内に形成される、回折光学要素と、
回折光学要素にわたる、1つ以上の反射軽減層と、
を備える、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板上または内に形成される、回折光学要素と、
回折光学要素にわたって配置される、反射防止性構造であって、反射を低減させるように構成される、ナノ構造を備える、反射防止性構造と、
を備える、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板上または内に形成される、回折光学要素と、
基板の縁に配置され、基板内の全内部反射によって基板の縁に伝搬する光を受け取る、1つ以上の反射性格子と、
を備える、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板上または内に形成される、回折光学要素と、
基板の縁に配置され、基板内の全内部反射によって基板の縁に伝搬する光を受け取る、光抽出特徴と、
を備える、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板上または内に形成される、回折光学要素と、
増加された構造強度を提供するための、該基板を伴う、少なくとも1つの構造支持層と、
を備える、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板上または内に形成される、回折光学要素と、
該回折光学要素にわたる光学コンポーネントと、
を備える、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板内または上に形成される、複数の回折特徴と、
を備え、回折特徴の高さ、回折特徴の幅、回折特徴の形状、回折特徴間の間隔、回折特徴上の側壁の傾斜、またはそれらの任意の組み合わせは、基板を横断して変動する、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板内または上に形成される、複数の回折特徴と、
を備え、該基板は、着色される、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板内または上に形成される、複数の回折特徴と、
を備え、該回折特徴は、10~50nmの高さである、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板上に形成される、複数の回折特徴と、
を備え、該回折特徴は、少なくとも1.8の屈折率を有する材料から成り、該材料は、該基板の材料と異なる、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板内または上に形成される、複数の回折特徴と、
該回折特徴にわたる平面化層と、
を備える、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板内または上に形成される、回折光学要素と、
基板の回折光学要素と反対の側上の反射防止性コーティングと、
を備える、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板内または上に形成される、複数の回折特徴と、
を備え、第1および第2の回折光学要素は、導波管の第1および第2の対向面上に配置される、頭部搭載型ディスプレイ。
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームと、
該フレーム上に搭載される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザにユーザおよび頭部搭載型ディスプレイの正面の環境のビューを提供するために、透明であって、該接眼レンズは、画像プロジェクタからの光を受け取り、該光の少なくとも一部をユーザの眼に指向し、画像コンテンツをユーザの該眼に指向するように構成され、該接眼レンズは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を構成する、導波管を備える、接眼レンズと、
該基板上に形成される、複数の回折特徴と、
を備え、該回折特徴は、ポリマーから成る、頭部搭載型ディスプレイ。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
光学デバイスであって、
可視光に対して透明である2.0を上回る屈折率を有する材料から成る基板であって、前記基板は、導波管を備える、基板と、
前記基板内に形成される複数の回折特徴と、
前記回折特徴にわたって配置される材料の層と
を備える、光学デバイス。
(項目2)
前記基板材料は、ニオブ酸リチウムまたは炭化ケイ素を含む、項目1に記載の光学デバイス。
(項目3)
前記基板材料は、少なくとも2.1である屈折率を有する、項目1または2に記載の光学デバイス。
(項目4)
前記材料の層は、1.8未満である屈折率を有する、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目5)
前記材料の層は、フォトレジストから成る、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目6)
前記回折特徴は、空間によって分離され、前記空間は、前記基板材料の暴露領域を備える、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目7)
前記回折特徴は、空間によって分離され、前記回折特徴間の前記空間は、前記材料の層によって被覆されない、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目8)
前記複数の回折特徴は、相互に対して側方に変位される第1、第2、および第3の回折特徴を備え、前記第2の回折特徴は、前記第1の回折特徴と前記第3の回折特徴との間に配置される、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目9)
前記材料の層は、前記第1、第2、および第3の回折特徴のそれぞれにわたって、異なる厚さを有する、項目8に記載の光学デバイス。
(項目10)
前記第3の回折特徴にわたる前記材料の層の厚さは、前記第2の回折特徴にわたる前記材料の層の厚さより高く、前記第2の回折特徴にわたる前記材料の層の厚さは、前記第1の回折特徴にわたる前記材料の層の厚さより高い、項目8または9に記載の光学デバイス。
(項目11)
前記材料の層は、前記第1、第2、および第3の回折特徴にわたって、同一厚さを有する、項目8に記載の光学デバイス。
(項目12)
前記第3の回折特徴の高さは、前記第2の回折特徴の高さより高く、前記第2の回折特徴の高さは、前記第1の回折特徴の高さより高い、項目8-11のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目13)
前記基板の厚さは、段階的である、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目14)
前記材料の層の厚さは、段階的である、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目15)
前記導波管は、頭部搭載型ディスプレイのための接眼レンズ内に含まれる、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目16)
前記導波管は、頭部搭載型ディスプレイのための接眼レンズ内の導波管のスタック内に含まれる、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目17)
前記回折特徴は、1Dアレイ内に配列される、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目18)
前記回折特徴は、2Dアレイ内に配列される、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目19)
前記複数の回折特徴は、ブレーズド格子を提供するように、非対称である、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目20)
前記複数の回折特徴は、ブレーズド格子を提供するようにその上に非対称的に堆積される材料を有する、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目21)
前記複数の回折特徴は、内部結合光学要素内に含まれ、前記内部結合光学要素は、画像源からの光を受け取り、前記光を、前記基板の中に、その中で誘導されるように結合するように配置される、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目22)
前記複数の回折特徴は、光分散光学要素内に含まれ、前記光分散光学要素は、前記基板内で誘導される画像源からの光を受け取り、前記光を、外部結合光学要素に、前記基板から外に結合されるように指向するように配置される、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
(項目23)
前記複数の回折特徴は、外部結合光学要素内に含まれ、前記外部結合光学要素は、前記基板内で誘導される画像源からの光を受け取り、前記光を前記基板から外に結合するように配置される、上記項目のいずれかに記載の光学デバイス。
I. インプリントポリマーパターン化
II. 高屈折率材料を伴う導波管の直接パターン化
III. 高屈折率材料を伴う導波管の表面にわたって配置される高屈折率コーティングの中へのエッチング
IV. 導波管の中にエッチングするための複数のマスク層の使用
V. 段階的なエッチング
A.段階的なポリマー層の使用
B.段階的なインプリントテンプレートの使用
C.段階的なデューティサイクルの使用
D.異なる組成レジスト材料の使用
E.多層コーティングを備える導波管
VI. パターン化されたレジスト層にわたる高屈折率屈折材料の堆積
VII. アーチファクト軽減
A.レインボー効果の軽減
B.反射損失の軽減
C.光の縁遮断
VIII. 高屈折率導波管のスタックおよびラミネート
A.導波管の構造安定性の改良
A.光学コンポーネントとの統合
IX. エッチングされた回折特徴にわたる材料の層を伴う例示的デバイス
X.回折特徴にわたる高屈折率屈折材料を伴う例示的デバイス
XI. 回折特徴の2Dアレイ
(実施例)
(実施例I)
可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を提供するステップと、
パターン化可能層を基板の表面にわたって配置するステップと、
パターンをパターン化可能層上に形成するステップであって、パターンは、異なる高さを伴う、複数の表面レリーフ特徴を備える、ステップと、
基板の表面をパターン化可能層を通してエッチングし、構造を基板の表面上に加工するステップであって、該構造は、可視光を回折するように構成される、回折特徴を備える、ステップと、
を含む、方法。
パターン化可能層を、パターン化可能層をエッチングするように構成される、第1のエッチング液に暴露するステップを含む、上記実施例のいずれかに記載の方法。
可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を提供するステップと、
基板の表面上の異なる領域にわたって、異なる量のパターン化可能材料を配置するステップと、
パターン化可能材料を通して基板の表面をエッチングし、異なる高さを基板の表面上に有する、構造を加工するステップと、
を含む、方法。
可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を提供するステップと、
基板の表面上の異なる側方に離間された領域にわたって、異なる組成のパターン化可能材料を配置するステップであって、異なる組成のパターン化可能材料は、異なるエッチング率のエッチング液を有する、ステップと、
エッチング液を用いて、パターン化可能材料を通して基板の表面をエッチングし、異なる高さを基板の表面上に有する、構造を加工するステップと、
を含む、方法。
複数の導波管導波管を備える、スタックであって、複数の導波管のうちの少なくとも1つは、可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、導波管スタックを備え、
該複数の導波管のうちの少なくとも1つは、第1の主要表面と、第2の主要表面と、複数のより薄い縁とを備え、第1の主要表面は、異なる高さを有する、複数の回折特徴を備える、ディスプレイデバイス。
ユーザの頭部上に支持されるように構成される、フレームと、
フレーム上に配置される、導波管スタックを備える、接眼レンズと、
をさらに備える、実施例42-44のいずれかに記載のディスプレイデバイス。
可視光に対して透明である、1.79を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を提供するステップと、
パターン化可能層を基板の表面にわたって配置するステップと、
パターン化可能層をパターン化するステップであって、パターンは、複数の特徴を備える、ステップと、
パターン化可能層を通して、基板の表面をエッチングし、構造を基板の表面上に加工するステップであって、構造は、可視光を回折するように構成される、回折特徴を備える、ステップと、
を含む、方法。
第1のエッチングプロセスを使用して、パターン化されたパターン化可能層をエッチングし、パターン化可能層の複数の特徴間の基板の表面を暴露させるステップと、
第2のエッチングプロセスを使用して、複数の特徴および基板の暴露表面をエッチングし、複数の特徴を基板の表面上に加工するステップと、
を含む、実施例47-56のいずれかに記載の方法。
可視光に対して透明である、1.79を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を提供するステップと、
パターン化可能層を基板の表面にわたって配置するステップと、
パターン化可能層をパターン化するステップであって、パターンは、複数の特徴を備え、パターン化されたパターン化可能層の複数の特徴は、可視光を、基板の中に、その中で誘導されるように回折する、または基板内で誘導される可視光を基板から外に回折するように構成される、ステップと、
を含む、方法。
可視光に対して透明である、1.79を上回る屈折率を有する材料から成る、基板を提供するステップと、
基板の表面にわたって、パターン化可能層をジェット堆積させるステップと、
パターン化可能層をパターン化するステップであって、パターンは、複数の特徴を備える、ステップと、
を含む、方法。
(実施例II)
可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板であって、導波管を備える、基板と、
該基板内に形成される、複数の回折特徴と、
該回折特徴にわたって配置される、材料の層と、
を備える、光学デバイス。
可視光に対して透明である、2.0を上回る屈折率を有する材料から成る、基板であって、導波管を備える、基板と、
該基板上に形成される、複数の回折特徴であって、該基板の材料未満の屈折率を有する、異なる材料から形成される、回折特徴と、
該回折特徴にわたって配置される、より高い屈折率材料であって、該回折特徴を形成する該材料より高い屈折率を有する、より高い屈折率材料と、
を備える、光学デバイス。
(実施例II)
Claims (22)
- 光学デバイスであって、
可視光に対して透明である2.0を上回る屈折率を有する材料から成る基板であって、前記基板は、導波管を備える、基板と、
前記基板内に形成される複数の回折特徴であって、前記複数の回折特徴は、ブレーズド格子を提供するように、非対称である、複数の回折特徴と、
前記回折特徴にわたって配置される材料の層と
を備える、光学デバイス。 - 光学デバイスであって、
可視光に対して透明である2.0を上回る屈折率を有する材料から成る基板であって、前記基板は、導波管を備える、基板と、
前記基板内に形成される複数の回折特徴と、
前記回折特徴にわたって配置される材料の層と
を備え、前記回折特徴は、空間によって分離され、前記回折特徴間の前記空間は、前記材料の層によって被覆されない、光学デバイス。 - 光学デバイスであって、
可視光に対して透明である2.0を上回る屈折率を有する材料から成る基板であって、前記基板は、導波管を備え、前記基板の厚さは、段階的である、基板と、
前記基板内に形成される複数の回折特徴と、
前記回折特徴にわたって配置される材料の層と
を備える、光学デバイス。 - 光学デバイスであって、
可視光に対して透明である2.0を上回る屈折率を有する材料から成る基板であって、前記基板は、導波管を備える、基板と、
前記基板内に形成される複数の回折特徴であって、前記複数の回折特徴は、ブレーズド格子を提供するようにその上に非対称的に堆積される材料を有する、複数の回折特徴と、
前記回折特徴にわたって配置される材料の層と
を備える、光学デバイス。 - 前記基板材料は、ニオブ酸リチウムまたは炭化ケイ素を含む、請求項1~4のいずれかに記載の光学デバイス。
- 前記基板材料は、少なくとも2.1である屈折率を有する、請求項1~5のいずれかに記載の光学デバイス。
- 前記材料の層は、1.8未満である屈折率を有する、請求項1~6のいずれかに記載の光学デバイス。
- 前記材料の層は、フォトレジストから成る、請求項1~7のいずれかに記載の光学デバイス。
- 前記回折特徴は、空間によって分離され、前記空間は、前記基板材料の暴露領域を備え、前記暴露領域は、他のいずれの層によっても被覆されていない、請求項1~8のいずれかに記載の光学デバイス。
- 前記複数の回折特徴は、相互に対して側方に変位される第1、第2、および第3の回折特徴を備え、前記第2の回折特徴は、前記第1の回折特徴と前記第3の回折特徴との間に配置される、請求項1~9のいずれかに記載の光学デバイス。
- 前記材料の層は、前記第1、第2、および第3の回折特徴のそれぞれにわたって、異なる厚さを有する、請求項10に記載の光学デバイス。
- 前記第3の回折特徴にわたる前記材料の層の厚さは、前記第2の回折特徴にわたる前記材料の層の厚さより高く、前記第2の回折特徴にわたる前記材料の層の厚さは、前記第1の回折特徴にわたる前記材料の層の厚さより高い、請求項10または11に記載の光学デバイス。
- 前記材料の層は、前記第1、第2、および第3の回折特徴にわたって、同一厚さを有する、請求項10に記載の光学デバイス。
- 前記材料の層の厚さは、段階的である、請求項1~12のいずれかに記載の光学デバイス。
- 前記第3の回折特徴の高さは、前記第2の回折特徴の高さより高く、前記第2の回折特徴の高さは、前記第1の回折特徴の高さより高い、請求項10~14のいずれかに記載の光学デバイス。
- 前記導波管は、頭部搭載型ディスプレイのための接眼レンズ内に含まれる、請求項1~15のいずれかに記載の光学デバイス。
- 前記導波管は、頭部搭載型ディスプレイのための接眼レンズ内の導波管のスタック内に含まれる、請求項1~16のいずれかに記載の光学デバイス。
- 前記回折特徴は、1Dアレイ内に配列される、請求項1~17のいずれかに記載の光学デバイス。
- 前記回折特徴は、2Dアレイ内に配列される、請求項1~18のいずれかに記載の光学デバイス。
- 前記複数の回折特徴は、内部結合光学要素内に含まれ、前記内部結合光学要素は、画像源からの光を受け取り、前記光を、前記基板の中に、その中で誘導されるように結合するように配置される、請求項1~19のいずれかに記載の光学デバイス。
- 前記複数の回折特徴は、光分散光学要素内に含まれ、前記光分散光学要素は、前記基板内で誘導される画像源からの光を受け取り、前記光を、外部結合光学要素に、前記基板から外に結合されるように指向するように配置される、請求項1~20のいずれかに記載の光学デバイス。
- 前記複数の回折特徴は、外部結合光学要素内に含まれ、前記外部結合光学要素は、前記基板内で誘導される画像源からの光を受け取り、前記光を前記基板から外に結合するように配置される、請求項1~21のいずれかに記載の光学デバイス。
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