CN101896844B - 光导和眼睛视觉光学系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光导，更准确地涉及用于在不使图像变形的条件下传输图像的光导。这些光导可以特别用于生产当前被称为信息眼镜的眼睛视觉光学系统。光导包括由在光导表面处的反射光的微结构(6.3)制成的提取部分。微结构限定具有计算出的角的棱镜(6.3，6.4)，以便使光束相对于使光束能够从光导离开的相对表面以给定角返回。有利地，所述微结构(6.3，6.4)的尺寸和布置使得眼睛看不到它们，同时产生大且舒服的图像。

Description

光导和眼睛视觉光学系统

本发明涉及光导领域，更具体地，涉及能够无变形地传输图像的光导。这种光导尤其能够用于制造眼睛视觉光学系统，眼睛视觉光学系统更一般地称为信息眼镜。

光导通常由入口部分组成，图像经由入口部分导入。图像由从光源发出的光束形成，光源可以是光源照射的LCD(液晶显示)像素阵列。光源还可以是OLED(有机发光二极管)像素阵列。光学系统使得可以把该图像投射到无穷远处。使用了准直光束。该准直光束被引入到光导的注入部分中。该光导可以例如由具有两个平行外表面的材料形成。光束通过全内反射或者依靠经过特殊处理的壁在光导内传播。然后光束到达使光束离开光导的提取系统。

提取系统可以由使光导终止于连接两个外表面的斜面的反射镜组成。在公布号为US 2003/0086135的美国专利中描述了这种光导。该系统在视角方面是非常有限的。

Lumus公司的公布号为WO 2001/095027的国际专利中描述了由在光导的厚度中集成的一系列倾斜的平行半反射镜组成的提取系统。该系统使得可以展宽眼睛能够在其中看到图像的区域，即被称为眼盒的区域。它还使得可以获得比前面的系统得到的视角更大的视角。但是，由于在光导芯处的半反射镜的集成，生产该系统是昂贵的。

本发明旨在通过配备有提取系统的光导来解决上述问题，该提取系统由在光导表面上的反射光的微结构组成。这些微结构形成有角的棱镜，对角进行计算以使光束相对于使光束离开光导的相对外观面成一定角度返回。有利地，这些微结构的大小和布置使得眼睛看不见它们，同时产生大的令人舒服的图像。

因为根据本发明的提取系统可以集成在光导制造模具中，所以它提供了简单且廉价的优势。简单的反射涂层沉积在棱镜的倾斜表面上。

本发明涉及用于对传输图像的光束进行光学引导的设备，包括：形成具有两个外表面的光导的材料；注入部分，用于使光束进入所述光导中，光束通过在所述光导的所述两个外表面上连续的反射而在所述光导内传播；提取系统，用于使光束离开；其中所述提取系统包括至少一个微结构，所述至少一个微结构位于所述光导的所述两个外表面之一的表面上并且包括平坦表面，所述平坦表面使照射在所述平坦表面上的光束的光线从所述光导中离开。

根据本发明的特定实施方式，所述光导的所述两个外表面是平行的。

根据本发明的特定实施方式，所述光导的所述两个外表面是平坦的，然后使传输图像的光束准直。

根据本发明的特定实施方式，所述微结构的所述平坦表面是反射光的，照射在所述平坦表面上的光束的光线穿过与所述微结构所在的光导的外表面相对的外表面而离开所述光导。

根据本发明的特定实施方式，所述微结构由在所述光导的所述外表面上的凸出的棱镜组成。

根据本发明的特定实施方式，所述微结构由在所述光导的所述外表面上凹进的棱镜组成。

根据本发明的特定实施方式，所述提取部分包括多个微结构。

根据本发明的特定实施方式，由与所述光导的表面成直线的平坦部分形成的有间隙空间布置在所述微结构之间。

根据本发明的特定实施方式，所述提取部分由几个区域组成，每个区域以所述微结构和有间隙空间的具体布置为特征。

根据本发明的特定实施方式，所述微结构是位于所述提取区域的整个长度上的带。

本发明还涉及如上描述的光学引导设备，其中，离开的图像限定两条边界光线，所述两条边界光线在所述光导外部与所述光导的提取表面的法线分别形成角ω_-和ω₊，而在所述光导内部与所述光导的所述提取表面的法线分别形成角ω_n-和ω_n+，反射镜与所述提取表面形成的

角μ具有小于角度的值或者大于角度的值。

本发明还涉及制造如前描述的光学引导设备的方法，包括：通过模制所述微结构在光导的所述两个外表面之一的表面上产生至少一个微结构的步骤；和在所述微结构的所述外表面之一上沉积反射薄膜的步骤。

本发明还涉及眼睛视觉光学系统，其特征在于包括如前面描述的光学引导设备。

上面提及的本发明的特征以及其它特征将通过阅读下面对示例性实施方式的描述而变得更加清晰，所述描述是参照附图给出的，其中：

图1示出了本发明的示例性实施方式的总体图；

图2示出了本发明的示例性实施方式的入口部分；

图3示出了提取部分的元件的功能；

图4示出了提取部分的元件的可能分布；

图5示出了离开的图像的极限角的定义；

图6示出了提取部分的特定实施方式；

图7示出了提取部分的两个区域的特定实施方式；

图8和图9示出了提取部分的两个实施方式中的提取区域的尺寸。

本发明由能够无变形地传输图像的光导组成。将参照旨在用于眼睛视觉光学系统的特定实施方式描述本发明。但是本发明可以用于使用光导的任何其它领域，例如在汽车挡风玻璃中或者在飞行器座舱中集成的屏幕。

在图1中示出示例性实施方式的总体方案。光源1.1产生想要通过光导的光图像。该光源可以由具有背景照明的LCD像素阵列或者OLED像素阵列组成。这里可以使用任何发光的图像源。该图像通过光学系统1.2被投射到无穷远处，也就是说被准直到无穷远处。因此图像的各种像素由从光学系统1.2输出的一束平行光线1.3投射。视场由透镜的焦距和待投射的图像的半对角线限定。准直光束1.3通过注入部分1.4进入光导1.5。该注入部分在图2中进行详细描述。然后光束在光导1.5中传输经过任意长度。光导1.5由对光透明的并且具有两个平行外表面的材料组成。光束1.6由这两个外表面引导并且在光导中通过全反射传播。如果构成光导的透明材料的折射率高于周围介质的折射率，光束的光线关于光导的外表面的入射角一旦足够小，全内反射便会自然地发生。可选地，如果外部的折射率更大或相等，则可能存在介电材料的薄膜的沉积，以便在一定限度内补充全内反射条件。然后光束到达被称为提取部分1.7的区域。该区域使光束离开光导。该提取区域1.7位于光导的一个外表面上。它将会使构成光束的光线基本以直角返回另一外表面成为可能，这将使光线能够离开光导。然后可以使已经离开光导的光束1.8朝着传感器1.9投射，在眼睛视觉光学系统的情况下，传感器1.9可以是使用者的眼睛。

图2示出在本发明的示例性实施方式中产生的注入部分1.4。以光束进入光导而不经历易于使图像质量降低的任何衰减为限，在没有背离本发明的范围的情况下，所述注入部分的其它实现也是可能的。所述注入部分由平坦的入口外表面2.1组成，平坦的入口外表面2.1与光导的平行表面的平面形成与90°不同的角度β。准直光束垂直于该入口外表面进入。向下倾斜的小平面2.2连接该入口外表面和光导的顶面2.3。该小平面与入口外表面垂直。有利地，该小平面是有吸收性的，以便防止杂散图像。光束的光线通过入口外表面，照射在光导的底面2.4上。对角β进行计算，使得光线在光导的底面2.4的入射角α允许光线的全反射。因而，注入到光导内的光线被捕获并且通过在光导的平行表面上的反射沿着光导传播。光线在光导表面上每次反弹期间保持入射角α。在该系统中，光束在外表面之一上每次反弹之间可以出现缝隙。如果光导的厚度被称为e₀，则两次光线反弹之间的距离s是：s＝e₀ tan(β)。

进来的光束传播的距离：t＝2e₀/sin(2β)。

因为没有缝隙，所以必然有2s＜t。但是对于β＞45°，2s＜t。为了协助全内反射，希望满足β＞45°这一条件。

为了使这些缝隙最小化，可以增加入口外表面的宽度。如果把入口外表面的顶部和光导的底面之间的距离称为e₁，为了使光线垂直于入口外表面入射并且不再具有任何缝隙则必须有下面的条件：

e₀·tan(β)＝e₁/sin(β)；即：e₁＝2e₀/sin²(β)。

但是，应当注意到，如果进来的光线不与入口外表面垂直，则缝隙仍可能存在。为了平衡缝隙，可以通过扩大入口外表面和/或调整向下倾斜的小平面与入口外表面形成的角，确保对于不同于法线的入射角缝隙为零。

所述提取部分是包括微结构的部分。这些微结构被布置在该光导的外表面之一的光导表面上，所提取的光线穿过光导的相对外表面而离开光导。这些光线可以是折射的或反射的。该结构可以是由提取线组成的一维结构，或者是由提取元件的组合体形成的二维结构。所述提取元件是例如具有平坦面的棱镜，该平坦面的有效角沿着结构是不变的。这些结构的尺寸和布置依赖于使用光导的应用。在眼睛视觉光学系统的情况下，微结构的尺寸与眼睛的瞳孔尺寸相比有利地较小，例如约为几十个微米。以此方式，图像不会随着眼睛的位置和移动而改变。因为这些微结构的尺寸较小并且与眼睛之间的距离较短，所以这些微结构也是肉眼看不到的。而且，这些微结构不完全覆盖光导的外表面，光导外表面保持透明并且允许穿过光导的视觉，同时显示从光导中发出的图像。该系统允许看穿。

示例性实施方式是基于反射光的微结构的。这些微结构其中之一的结构在图3中示出。微结构3.4形成在光导的外表面3.2的表面上。微结构形成从该表面3.2凸出的棱镜。照射到光导表面的光束3.1的入射光线被完全反射，以便继续在光导内传播。另一方面，照射到微结构3.4的倾斜面上的入射光线3.3以接近于直角的角度被反射为朝向光导的第二外表面的光线3.5。由于该原因，微结构3.4所反射的光线3.5没有被第二表面反射而离开光导。因此微结构形成在与图像出口外表面相对的外表面上。

当制造所述光导时，可以通过模制使微结构形成在光导的外表面上。然后只需在微结构的倾斜面上沉积例如铝或银的反射膜。微结构的宽度必须大于可见光波长，因此至少是10微米。对于眼睛视觉光学系统的设想的应用而言，微结构的宽度与光导的厚度相比以及与眼睛的瞳孔大小相比必须保持较小，因此实际上不到200微米。读者将会理解，在不同的应用中，在没有背离本发明的范围的情况下可以设想微结构的其它尺寸。可选地，在不改变微结构功能的情况下，可以不通过凸出而是由表面中的坑洞形成棱镜。这些微结构可以采取不同的形式，只要它们具有以接近光导的出口外表面的法线的角度使入射光线反射的外表面。

关于这些微结构在光导的表面上的布置，在设计时提供较大的自由度。该布置典型地取决于与光导所寻求的应用有关的限制。从绝对意义上说，这些微结构中仅有一个微结构具有至少等于10微米的宽度，这使得图像离开光导成为可能。实际上，为了得到提供宽视场的优质图像，可在光导表面上获得一组这样的微结构。完全可以想象用这样的微结构覆盖提取区域。但是，所有光线由此由所述区域提取，所以提供的眼盒是有限的。在本发明的示例性实施方式中，光导包括两个平行的平坦外表面，所有入射光线基本上以相同的入射角照射在微结构上。因此微结构设置有全部具有相同角度的反射的平坦表面。在一些实施方式中，例如，如果光导是弯曲的，则微结构的平坦表面的角度可以因微结构的不同而不同。有利地，微结构将被布置在表面上，以便在微结构之间具有所谓的有空隙的空间。有利地，这些空间将是与光导表面连续的平坦空间。以此方式，仅有某些入射光线将由提取区域反射，而其它光线将由有空隙的区域反射并且继续它们在光导中的路径。因此可能提供几个提取区域，每个提取区域能够使图像被提取出。这种布置使得可能得到较宽的眼盒和广阔的视场，提供视觉上更好的舒适性。此外，空隙区域，也就是说未覆盖有微结构并且位于微结构之间的区域，是透明的，并且它们的存在使得可以获得保留光导外景象的可能性的视穿效果。

图4示出这些微结构布置在两个提取区域中的实施例。第一提取区域Z1由重复的基本结构组成，该基本结构由形成带的微结构4.1组成，带的长度等于提取区域的长度，带的宽度是例如位于10微米和200微米之间的典型宽度。与该微结构并排放置在一起的有空隙的区域4.2具有双倍宽度和与微结构相同的长度。该基本结构在大约1厘米的宽度上周期地重复。第二结构由微结构4.3和有间隙区域4.4表示。因此可以看出该第一区域提取入射光束的光强的三分之一，三分之二被有间隙区域反射而到达区域Z2。该第二区域也是由重复的结构组成，重复的结构由第一微结构4.5和有间隙区域4.6组成，第一微结构4.5的宽度为第一区域的微结构宽度的三倍，有间隙区域4.6具有与微结构4.5相同的宽度。仅有未被第一区域提取的光线到达第二区域，未被第一区域提取的光线中的一半然后由该区域Z2提取。因此可以看出，对两个区域中微结构的相对尺寸的选择使得在每个区域中提取出光源所发射的光中的相同百分比。这是因为，第一区域提取三分之一的入射光线，而第二区域提取第一区域没有提取的三分之二的光线中的一半。最后，每个区域因此提取三分之一的入射光线。因此在两个区域之间提取是均匀的。

注入透镜使得角对应于正在成像的物体上的每一点。因此，两次反弹之间的步长s根据物体上被考虑的点变化并且取某一范围内的值。对于第一区域上的位置，产生了第二区域上紧随正在讨论的在成像的物体的点的撞击的偏移。因而第一区域的图案的印痕在第二区域的图案上发生改变。如果未对这些区域进行构造以便考虑该偏移，则可能产生黑色带的外观。上面描述的结构考虑了偏移的效果，无论偏移如何，对于正在成像的物体的所有点，反射率是不变的。

图6示出微结构的特定实施方式。在具有凹坑型微结构的该实施方式中，棱镜朝向光导内部而不是如在所谓的凸出模式中朝向光导外部。当与其上构建有棱镜的平行外表面所限定的平面相距最远的棱镜的点使得该点处的厚度大于使两个棱镜分离的平坦部分处的光导厚度时，棱镜被称为是凸出的。当该厚度较小时，棱镜被称为是空心的。

提取部分由空心棱镜组成，空心棱镜是由反射镜6.3和连接表面6.4形成的，反射镜6.3的反射是全反射，连接表面6.4使得可以返回到光导表面6.5的高度。微结构的提取反射镜6.3与光导的外表面形成的角称为μ。这些反射镜将在光导内与光导的外表面成角α传播的入射光线6.1、6.2或6.6转换成在光导内与外表面的法线形成角ω_n的光线6.7。该角ω_n使得光线然后通过折射离开光导。在离开光导之后，光线6.8然后与光导的外表面的法线形成角ω_air。

可以注意到，反射镜到光导的表面上的投影具有长度a，表面6.4的投影具有长度b和两个微结构之间的距离为长度c。

图5示出了光导的出口。为了构造与这里描述的光导类似的光导，第一步是确定所谓的“眼盒”5.1，也就是说提取的图像的范围和方向。因此确定光导的出口，其以分别由ω_-和ω₊表示的两个全视场或边界光线5.2和5.3为特征。应当注意到，图像在平行外表面的法线上未必是居中的，这两个数字未必是使得一个数字是另一个数字的相反数，虽然实际中情况经常是这样。

选择提取反射镜的角μ，离开图像的界限光线的这些角ω_-和ω₊限定由光导内相应的光线形成的角ω_n-和ω_n+。在提取反射镜中发生反射之前的入射光线对应于光导内的这些光线，所述入射光线相对于光导的外表面形成各自的界限角α_max和α_min。

角μ可以与参考光线关联，参考光线平行于反射镜的表面。该光线并非一定位于由待产生的图像确定的范围[α_max，α_min]内。然后存在μ＝α，因此存在等式：其中，反射镜在光导中是空心的，显然，为了防止杂散反射，角μ必须小于某一值：通过上面的公式与ω₊关联的值。在此情况下，μ≤α_min。因此，在光导中传播并且来自于视场ω₊的光线将不能够在其上设置有反射镜的平行外观面上反射之后与反射镜相交：这些光线在最坏的情况下将会平行于反射镜。因为其它视场关于平行外表面更加倾斜，所以在相同条件下它们也不与反射镜相交。

采用比公式所给出的界限角小的角μ还可能得到制造公差。这实际上相当于得到比实际上更大的全视场，因而居中的缺陷将对图像质量产生较小的影响。

还可以考虑使μ比与ω_-关联的值更大的情况。在此情况下，μ≥α_max。此时，杂散光线关于平行外表面的角将全部大于α_max。这是因为，如果来自于设置有反射镜的平行外表面的光线角α在反射镜上被反射，则其在反射之后具有等于μ+(μ-α)≥α_max+(α_max-α)≥α_max的角。然后这些寄生现象将不再干扰图像。杂散图像在最坏的情况下正好与全视场一起开始，呈现为在所需图像的反射镜中看到的图像。

但是，当角度差异较小时，相交的光线数量较少，并且当角α趋于α_max时趋于0。杂散图像的亮度与主图像相比也较低，这意味着杂散图像几乎没有干扰。最倾斜的光线也是那些最先被提取的光线，由这些光线产生寄生现象不会引起显著的光损失。仍然应当注意到，这种情况在绝对意义下不如μ≤α_min的情况有利，因为即使杂散图像不直接干扰想要的图像，也仍然会产生杂散图像。

在此情况下，还发现角α_min比在第一情况中的角小。这是优势，因为对于给定的视场，由注入平行外表面上的光束形成的光点将会更大，所以这可能扩宽提取区域。已经说过，外表面的平行度的偏差然后变得更受限制。

当棱镜是空心的时，因此存在由提取反射镜与光导的外表面形成的、导致产生可能干扰离开图像的感知的杂散光线的角μ值的范围。有利地，通过一种图像自身的折叠，因此避免了在该范围中选择在和之间的角μ，以便不产生直接影响图像的寄生现象。

空心的和凸出的棱镜的另一重要特征是棱镜、连接部分和平行部分之间的位置次序。为了提供优质的成像，由反射镜与平行外表面形成的角μ，例如在反射镜6.6和光导的表面6.5之间，必须对所有微结构是不变的，否则就造成对图像的干扰。

当棱镜是凸出的时，角的选择关于寄生现象是随意的。这是因为仅待提取的光线可被反射镜拦截。

周期性图案由三个部分组成。第一部分是反射镜本身。反射镜在平行外表面上的正交投影的长度a首先由衍射限制，为了保持合适的成像质量，长度a需要最小的尺寸。此外，光导的厚度和观察的舒适性要求对长度进行限制。

第二部分是连接反射镜末端和平行外表面的连接部分。连接部分在平行外表面上的投影的长度b是正数，以方便制造。长度b还具有上限b_max：如果连接部分与平行外表面形成的角小于α_max，则要么出现光晕，要么出现杂散光线。即使该连接部分不是平坦的，它也必须通过在平面的相同侧上保持不变以符合该规定，该规定确保没有光晕和杂散光线的存在以保持这种效果。长度b_max相当于根据视场由反射镜形成的阴影的最小长度。

第三部分，即最后一部分，是平坦部分。它使得既能看穿光导，又能保证后面希望提取的光线在光导中的传播。它的长度c由于其特性而是正数，长度c还由希望提取的光线的比例来决定。

在图8中得到该布置。相比之下，在图9中的凸出的棱镜的情况下，三部分的次序发生改变。连接部分在三者之中首先出现，然后是反射镜，最后是平行于外表面的部分。

有利地，在其中既希望看到由光导传输的图像又希望通过光导看到环境(所谓的看穿情况)的系统的情况中，证明这些部分必需具有其它特征。如果将光导插入具有类似折射率的介质中，那么连接部分不使光线改变方向。另一方面，如果将光导浸没在折射率与光导本身的折射率不同的介质中，那么如果b是严格的正数，则连接部分将使光线改变方向。然后有利的是，连接部分还具有反射或不透明的涂层，以便防止干扰使用者的视线。

因为提取的光线的相对数量取决于a、b和c，所以可以通过改变光线来调节该数量。因而可以建立几个区域，在这几个区域中提取的光线的数量增加，以便使提取的光线的绝对数量在所有区域之间保持不变并保证图像的一定均匀性。

区域的大小直接关联到从一个平行外表面开始，在另一平行的外表面上发生反射而又回到第一个外表面的光线的传播距离。该距离依赖于光线的传播角和光导的厚度，在良好注入的情况下该距离也等于光束在平行外表面上的印痕的宽度。因而在光导内倾斜最小的光线具有最小的印痕并且还优选地必须在被提取之前在光导内传播得更远，这些部分的大小最好参照光导内最倾斜的光线的印痕合理地限定。根据这些区域的提取率和图案的分布，因而可以产生几个部分(1、2、3...)以便均匀地照亮眼睛所定位的区域并且保持所投射的图像的良好均匀性。大量的部分允许较宽的视觉区域和/或投射图像的较大的角度尺寸。

图7示出在两个部分中的提取区域的示例性实施方式。第一部分7.6形成有如上描述的空心的微结构7.1。其特征在于所选择的a、b和c的值。由反射镜和连接部分形成的角可以例如分别取值α_min和α_max。对于该第一区域例如可以取c＝a和b＝b_max。在第二区域7.7中，取值b＝0和c＝b_max，a的值保持不变。换句话说，保持相同的反射镜表面7.2。如果使连接部分如以虚线7.5表示的第一区域那样，那么微结构之间的平坦表面将会消失。如果不是这样则实现竖直的连接表面7.3以便重新建立允许视穿光导的平坦面7.4。在第二区域中提取了所有光线，而在第一区域中提取了所有光线的一半。因此在第一区域中提取了起始的有用光线中的一半，然后在第二区域中提取剩下的一半。

在该情况下，如果取α_min＝27.4°和α_max＝43.9°，那么b_max＝a*tan(α_min)/tan(α_max)，也就是说大约0.54a。如果反射镜和连接部分优选地是不透明的并且透明部分传输来自于环境的所有入射光线，则在第一区域中的透射大约是39％，在第二区域中的透射大约是35％。该组织使得可以对于来自于外部环境的光线保持近似不变的透射。

可以对提取区域前面和后面的与光导的平行外表面成一条直线的区域进行处理而使其成为半反射性的，以便使提取区域和其它区域之间的外部景象的透射协调，而不会干扰光导内待投射的图像的光线的全内反射。

本发明还可以应用于两个外表面是弯曲的、平行的或不平行的光导。然后该弯曲和任何非平行性导致的变形可以通过产生光束的光学设备在把光束注入到光导中之前进行补偿。这种光导可以用于制造眼睛视觉光学系统。在此情况下，光导可以构成眼镜的玻璃片或者集成在眼镜内。

根据本发明的特殊实施方式，在微结构6.5之间的平坦表面不是彼此对齐的。无论如何，它们都保持平行。因而可以通过减小这些区域和提取表面之间的距离来改变光导的厚度。因而可以在不损坏光导的功能品质的条件下改变光导的形状。

所提出的两个区域的结构是象征性的。可以构想具有两个以上提取区域或者仅一个提取区域的提取区域。此外，在提取区域的全部长度上以连续带的形式使用的微结构可以由任何类型的布置替换，例如棋盘布置。

Claims (11)

1.用于对传输图像的光束进行光学引导的设备，包括：

—形成具有两个外表面的光导（1.5）的材料；

—注入部分（1.4），用于使光束进入所述光导（1.5）中，光束通过在所述光导的所述两个外表面上连续的反射而在所述光导内传播；

—提取部分（1.7），用于使光束离开；

其特征在于，所述提取部分包括多个微结构和至少一个透明的有间隙的空间，所述多个微结构位于所述光导（1.5）的所述两个外表面之一的表面上，并且每个微结构包括平坦表面（3.4），所述平坦表面（3.4）使照射在所述平坦表面（3.4）上的光束的光线（3.5）从所述光导中离开，所述透明的有间隙的空间由平行于所述光导的表面的平坦部分形成并且布置在所述微结构之间。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：

所述光导的所述两个外表面是平行的。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：

所述光导的所述两个外表面是平坦的，然后传输图像的光束被准直。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：

每个所述微结构的所述平坦表面（3.4）是反射光的，从而使照射在所述平坦表面（3.4）上的光束的光线（3.5）穿过与所述微结构所在的光导的外表面相对的外表面而离开所述光导。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于：

所述微结构由在所述光导的所述外表面上凸出的棱镜组成。

6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于：

所述微结构由在所述光导的所述外表面上的空心棱镜组成。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：

所述提取部分由几个区域组成，每个区域以所述微结构及所述有间隙的空间的具体布置为特征。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：

所述微结构是位于所述提取部分的全部长度上的带。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：

离开的光束限定两条边界光线，所述两条边界光线分别在所述光导外部与光束离开所述光导经过的外表面的法线形成角ω_-和ω₊，而在所述光导内部与光束离开所述光导经过的外表面的法线形成角ω_n-和ω_n+，并且所述平坦表面与所述光导的外表面形成的角μ具有小于角度 ${\mathrm{\μ}}_{-}=\frac{\mathrm{\π}/2-{\mathrm{\ω}}_{n+}}{3}$ 的值或者大于角度 ${\mathrm{\μ}}_{+}=\frac{\mathrm{\π}/2-{\mathrm{\ω}}_{n-}}{3}$ 的值。

10.制造根据权利要求1所述的设备的方法，其特征在于包括以下步骤：

—通过模制所述光导在所述光导的所述两个外表面之一的表面上产生多个微结构和至少一个透明的有间隙的空间的步骤，所述透明的有间隙的空间由平行于所述光导的表面的平坦部分形成并且布置在所述微结构之间；

—在所述微结构的所述平坦表面上沉积反射薄膜的步骤。

11.眼睛视觉光学系统，其特征在于：

包括根据权利要求1所述的设备。