弯曲光导图像组合器以及包括该弯曲光导图像组合器的系统的制作方法

本公开总体上涉及光学设备，更具体地，涉及一种弯曲光导图像组合器和包括该弯曲光导图像组合器的系统。

背景技术：

1、人工现实系统(诸如头戴式显示器(head-mounted display，“hmd”)系统或平视显示器(heads-up display，“hud”)系统)通常包括近眼显示器(near-eye display，“ned”)系统，该近眼显示器系统为头戴式设备(headset)或一副眼镜的形式，并且被配置为经由在用户眼睛前方例如约10mm至20mm内的电子显示器或光学显示器向用户呈现内容。ned系统可以显示虚拟对象或将真实对象的图像与虚拟对象组合，如在虚拟现实(virtual reality，“vr”)应用、增强现实(augmented reality，“ar”)应用或混合现实(mixed reality，“mr”)应用中那样。例如，在ar系统中，用户可以例如通过透视透明的显示眼镜或透镜(也称为光学透视ar系统)来观看虚拟对象的图像(例如，计算机生成的图像(computer-generatedimage，“cgi”))和周围环境的图像这两者。光学透视ar系统的一个示例是光瞳扩展光导显示系统，在该光瞳扩展光导显示系统中，表示cgi的图像光可以耦入到光导(例如，透明衬底)中以在光导内部传播，并且在不同位置处从光导耦出以扩展有效的光瞳。

技术实现思路

1、根据本发明，提供了一种设备，该设备包括：光导，该光导具有弯曲表面；耦出元件，该耦出元件在该光导的输出部分处与该光导耦接；以及反射层，该反射层设置在该光导的该输出部分处；其中，该耦出元件被配置为将在该光导内部传播的第一光线从该光导耦出以作为在非平行方向上朝向该反射层传播的多个第二光线，并且其中，该反射层被配置为将该多个第二光线反射为在平行方向上朝向该耦出元件和该光导传播的多个第三光线。

2、可选地，该光导的该弯曲表面被配置为具有第一曲率半径，并且该反射层被配置为具有第二曲率半径，该第二曲率半径大于该第一曲率半径。

3、可选地，该第二曲率半径等于或大于该第一曲率半径的两倍。

4、可选地，该耦出元件和该光导被配置为将从该反射层接收的该第三光线朝向该设备的适眼框透射。

5、可选地，该反射层被设置为与该光导的该弯曲表面或该耦出元件的表面相切。

6、可选地，该耦出元件设置在该光导的该弯曲表面处，并且具有与该光导的该弯曲表面的弯曲形状相匹配的弯曲形状。

7、可选地，该反射层设置在该耦出元件的表面处，并且与该耦出元件的该表面相切。

8、可选地，该耦出元件位于该反射层与该光导的该弯曲表面之间。

9、可选地，该弯曲表面是该光导的第一弯曲表面。

10、可选地，该光导包括相反的第二弯曲表面。

11、可选地，该反射层设置在该光导的该第一弯曲表面处，并且与该光导的该第一弯曲表面相切。

12、可选地，该耦出元件设置在该光导的该第二弯曲表面处，并且具有与该第二弯曲表面的弯曲形状相匹配的弯曲形状。

13、可选地，该反射层包括对应于基色(primary color)的反射带。

14、可选地，该反射带具有在约5nm至10nm的范围内的带宽。

15、可选地，该反射带具有在约10nm至20nm的范围内的带宽。

16、可选地，该反射带具有在约20nm至30nm的范围内的带宽。

17、可选地，该第二光线从该反射层的第一侧朝向该反射层传播。

18、可选地，该反射层被配置为将来自该反射层的相反的第二侧的真实世界光朝向该光导的该弯曲表面透射。

19、可选地，该反射层是第一反射层，并且该设备还包括：耦入元件，该耦入元件在该光导的输入部分处与该光导耦接；以及第二反射层，该第二反射层设置在该光导的该输入部分处。

20、可选地，该光导的该弯曲表面被配置为具有第一曲率半径，并且该第二反射层被配置为具有第二曲率半径，该第二曲率半径大于该第一曲率半径。

21、可选地，该第二曲率半径等于或大于该第一曲率半径的两倍。

22、可选地，该第二反射层被配置为将在平行方向上传播的多个第四光线反射为在非平行方向上朝向该耦入元件传播的多个第五光线。

23、可选地，该耦入元件被配置为将该第五光线耦入到该光导中以作为多个第一光线。

24、可选地，该第二反射层被设置为与该光导的该弯曲表面或该耦入元件的表面相切。

25、可选地，该弯曲表面是该光导的第一弯曲表面。

26、可选地，该光导包括相反的第二弯曲表面。

27、可选地，该耦入元件设置在该光导的该第二弯曲表面处，并且还可选地具有与该第二弯曲表面的弯曲形状相匹配的弯曲形状。

28、可选地，该第二反射层设置在该光导的该第一弯曲表面处，并且可选地与该光导的该第一弯曲表面相切。

29、可选地，该耦入元件设置在该光导的该弯曲表面处，并且还可选地具有与该光导的该弯曲表面的弯曲形状相匹配的弯曲形状。

30、可选地，该第二反射层设置在该耦入元件的表面处，并且还可选地与该耦入元件的该表面相切。

31、可选地，该耦入元件位于该第二反射层与该光导的该弯曲表面之间。

32、可选地，该反射层是第一反射层，并且该设备还包括第二反射层，该第二反射层设置在该光导的该输出部分处。

33、可选地，该第一反射层和该第二反射层设置在该光导的相反侧处。

34、可选地，该耦出元件被配置为：将在该光导内部传播的该第一光线的第一部分从光导耦出以作为在非平行方向上朝向该第一反射层传播的该多个第二光线；并且还可选地将在该光导内部传播的该第一光线的第二部分从该光导耦出以作为在非平行方向上朝向该第二反射层传播的多个第四光线。

35、可选地，该第二反射层被配置为：透射从该第一反射层接收的该第三光线，并且将该第四光线回射到该光导中。

36、根据本发明，还提供了一种设备，该设备包括：光导，该光导具有弯曲表面；耦入元件和第一反射层，该耦入元件和该第一反射层设置在该光导的输入部分处；以及耦出元件和第二反射层，该耦出元件和该第二反射层设置在该光导的输出部分处；其中，该第一反射层被配置为将从光源接收的图像光的成束的平行输入光线反射为朝向该耦入元件传播的成束的非平行输入光线；其中，该耦入元件被配置为将该成束的非平行输入光线耦入到该光导中以作为成束的平行耦入光线；其中，该耦出元件被配置为将该成束的平行耦入光线中的每个平行耦入光线从该光导耦出以作为朝向该第二反射层传播的多个非平行输出光线；并且其中，该第二反射层被配置为将该多个非平行输出光线回射到该光导以作为多个平行输出光线，该平行输出光线透射通过该耦出元件和该光导。

37、本领域技术人员可以根据本公开的说明书、权利要求书和附图来理解本公开的其它方面。上述总体描述和以下详细描述仅是示例性和解释性的，并且不对权利要求进行限制。