CN108431640B - 具有抗反射和高反射涂层的基于波导的显示器 - Google Patents

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Abstract

近眼或平视显示系统包括显示引擎、至少两个光学波导，以及在至少一个波导的至少一个主表面上的相应的涂层。至少一个这样的涂层对于在波导的特定波长范围内且以低于相对于法线的低阈值角的角度入射在波导的其上置有所述涂层的一个主表面上的光来说具有低反射比，而对于在波导的特定波长范围内且以高于相对于法线的高阈值角的角度入射在其上置有所述涂层的所述主表面上的光来说具有高反射比。

Description

具有抗反射和高反射涂层的基于波导的显示器
背景
各种类型的计算、娱乐和/或移动设备可用透明或半透明显示器来实现，设备的用户可以透过该透明或半透明显示器来查看周围环境。此类设备(可以被称为透视、混合现实显示设备系统或增强现实(AR)系统)使得用户能够透视设备的透明或半透明显示器以查看周围环境，并且还能够看见虚拟对象(例如，文本、图表、视频等)的图像，这些虚拟对象被生成以供显示以表现为周围环境的一部分和/或表现为覆盖在周围环境上。
这些设备(可以被实现为头戴式显示器(HMD)眼镜或其他可穿戴近眼显示设备，或被实现为平视显示器，但不限于此)通常利用光学波导将例如由显示引擎产生的图像复制到一位置处，设备的用户能够查看该位置处的图像作为增强现实环境中的虚拟图像。由于这仍然是一项新兴技术，因此存在与利用波导和/或其他光学结构向用户显示虚拟对象的图像相关联的某些挑战。
概述
在此所述的某些实施例涉及近眼或平视显示系统，所述系统包括显示引擎、具有至少两个光学波导的波导组件，以及在至少一个光学波导的至少一个主表面上的相应涂层。至少一个这样的涂层对于在波导的特定波长范围内且在波导的所述涂层置于其上的主表面上以低于相对于具有所述涂层的主表面的法线的低阈值角的一个角度(例如不超过25度)入射的光而言具有低反射比(例如不超过百分之二)。另外，至少一个这样的涂层对于在波导的特定波长范围内的在所述涂层置于其上的主表面上以高于相对于具有所述涂层的主表面的法线的高阈值角的一个角度(例如至少30度)入射的光而言具有高反射比(例如至少为百分之五十)。这样的涂层可以有利地允许对应于现实世界图像的外部光通过所述波导，以使得用户可以观看由正使用所述波导显示的虚拟图像所增强的现实世界图像。所述涂层的另一个益处是它可以减少现实世界图像的重像的存在或强度。所述涂层还能有利地减少虚拟图像强度中的整体损耗、减少所观看的虚拟图像中的暗点、减少(虚拟图像的)重像、并且一般地说，减少完整图像内容中的(与虚拟图像相关联的)一些内容的损耗，否则如果光在经由TIR从输入耦合器行进到输出耦合器的同时非期望地从波导泄漏出来则可能发生所述损耗。
提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并非旨在标识出要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用作辅助确定要求保护的主题的范围。
附图简述
图1A、1B和1C分别是可用于将与入瞳相关联的图像复制到经扩展的出瞳的示例性波导的前视图、俯视图和侧视图。
图2是参考图1A、1B和1C介绍的包括多个波导的示例性显示系统的侧视图，并且还示出了显示引擎，该显示引擎生成包括由相应输入耦合器耦合进入波导的角内容的图像，并且还示出了正在查看眼动范围(eye box)内邻近波导的输出耦合器的图像的眼睛。
图3是示出对于以相对于波导的主表面的法线的以波长为函数的不同角度行进的光在涂敷有宽带抗反射(AR)涂层的波导的玻璃-空气介质分界处的反射百分比(％)的图表。
图4是根据本发明技术的实施例的显示系统的侧视图，其中，所述显示系统的每个光学波导的主表面涂敷有相应的涂层，所述涂层被配置为对于相对于法线的低角度具有低反射比，而相对于法线的高角度则具有高反射比。
图5是示出在具有涂层的光学波导的玻璃-空气介质分界处的反射百分比(％)的图表，所述涂层被配置为对于相对于法线的低角度具有低反射比，而相对于法线的高角度则具有高反射比
图6A示出了一种示例性涂层，包括在光学波导的主表面上的两种不同材料的交替层。
图6B示出了一种示例性涂层，包括在光学波导的主表面上的三种不同材料的交替层。
图7是被用于概述根据本发明技术的某些实施例的方法的高级流程图。
详细描述
本发明技术的某些实施例涉及包括光源组装件、成像设备和波导组装件的近眼或平视显示系统。光源组装件可包括例如红、绿和/或蓝光发射元件，该红、绿和/或蓝光发射元件被配置成分别产生对应红波长范围内的红光、对应绿波长范围内的绿光、和对应蓝波长范围内的蓝光。作为更具体的示例，一个或多个红光发射元件可以产生在红色波长范围(例如从600nm到650nm)内的光；一个或多个绿光发射元件可以产生在绿色波长范围(例如从500nm到550nm)内的光；而一个或多个蓝光发射元件可以产生在蓝色波长范围(例如从430nm到480nm)内的光。成像设备可以使用由光源组装件(其也可以被更简洁地称为光源)产生的光来产生图像。波导组装件可以将对应于图像的光从入瞳传输到出瞳，在出瞳处可查看图像。
如以下更详细描述的，在波导组装件的一个或多个光学波导内行进的光可以从一个或多个所述波导中漏出，这可以导致在所观看的图像中的强度、暗点中的整体损耗，并且更一般地导致在完整图像内容中的一些内容的损耗。而且，如果泄漏的光在相邻的波导上入射，则所泄漏的光可能被折射入相邻的波导，并且此后从相邻的波导折射出来，在某种意义上导致不期望的重像。在此所述的本发明技术的某些实施例可以消减从一个或多个波导中漏出的光量，如下将描述的。然而，在描述这样的实施例的细节之前，参考图1和2描述示例性的波导和包括波导的示例性显示系统。
在之后的描述中，相同的标号或参考标记贯穿全文将被用来指代相同的部分或元件。另外，三位标号中的第一位或四位标号中的前两位标识了该标号首次出现的附图。
图1A、1B和1C分别是可用于将与入瞳相关联的图像复制到经扩展的出瞳的示例性平面光学波导100的前视图、俯视图和侧视图。如此处所使用的，术语“入瞳”指代对应于图像的光穿过而被覆盖在一个或多个波导的一个或多个输入耦合器上的孔径。如此处所使用的，术语“出瞳”指代对应于图像的光穿过而从一个或多个波导的一个或多个输出耦合器出射的孔径。平面光学波导100在下文中常常被更简洁地称为光学波导100或甚至更简洁地被称为波导100。如下文参考图2更详细地讨论的，波导100正被用来复制以及可能还扩展的图像可以使用包括光源组装件和成像设备的显示引擎来生成。
参考图1A、1B和1C，平面光学波导100包括具有输入耦合器112和输出耦合器116的块基板106。输入耦合器112被配置成将与关联于入瞳的图像相对应的光耦合进入波导的块基板106。输出耦合器116被配置成将与关联于入瞳的图像相对应的光(在平面光学波导100中从输入耦合器112行进到输出耦合器116)耦合出波导100以使得光从出瞳被输出并且被成像。
块基板106(可以由玻璃或光学塑料制成，但不限于此)包括第一主平面表面108以及与第一主平面表面108相对且平行的第二主平面表面110。第一主平面表面108可替换地被称为前侧主表面108(或更简单地前侧表面108)，并且第二主平面表面110可替换地被称为背侧主表面110(或更简单地背侧表面110)。如术语“块”在此处所使用的，基板被认为是“块”基板，其中基板的厚度(其主表面之间)至少是该基板被用作其光学传输介质的光的波长的十倍(即10x)。例如，在光(基板被用作其光学传输介质的光)是具有620nm波长的红光的情况下，在基板的厚度(其主表面之间)至少是6200nm，即至少6.2μm的情况下，基板将被认为是块基板。根据某些实施例，块基板106在其主平面表面108与110之间具有至少25μm的厚度。在具体实施例中，块基板106具有在25μm到1000μm范围内的厚度(其主表面之间)。块基板106以及更一般地波导100是透明的，这意味着它允许光穿透，从而使得用户能够透视波导100并且观察波导100的与用户眼睛相对侧上的对象。
图1A、1B和1C中的平面光学波导100也被示为包括中间组件114，中间组件114可以替换地被称为中间区域114。在波导100包括中间组件114的情况下，输入耦合器112被配置成将光耦合进入波导100(且更具体地进入波导100的块基板106)并且在中间组件114的方向上耦合。中间组件114被配置成在输出耦合器116的方向上重定向该光。此外，中间组件114被配置成执行水平或垂直扩瞳中的一者，并且输出耦合器116被配置成执行水平或垂直扩瞳中的另一者。例如，中间组件114可以被配置成执行水平扩瞳，并且输出耦合器116可以被配置成执行垂直扩瞳。替换地，如果中间组件114被重新定位到例如图1A中示出的输入耦合器112下方以及输出耦合器116左侧，则中间组件114可以被配置成执行垂直扩瞳，并且输出耦合器116可以被配置成执行水平扩瞳。与没有执行扩瞳相比，此类扩瞳提供了增加的眼动范围，从而使得本文所描述的实施例对于近眼和平视显示器而言是实用的。在某些实施例中，中间组件被配置为折叠光栅。在其他实施例中，中间组件是基于镜面的组件而非基于光栅的组件。
输入耦合器112、中间组件114和输出耦合器116可以在此处被统称为波导的光学组件112、114和116或更简洁地被称为组件112、114和116。
波导包括输入耦合器和输出耦合器但不包括中间组件是可能的。在此类实施例中，输入耦合器将被配置成将光耦合进入波导并且在朝向输出耦合器的方向上进行耦合。在此类实施例中，输出耦合器可以取决于实现提供水平或垂直扩瞳中的一者。
在图1A中，输入耦合器112、中间组件114和输出耦合器116被示为具有矩形外周形状，但也可具有替换的外周形状。例如，输入耦合器112可替换地具有圆形外周形状，但并不限于此。作为另一示例，中间组件可具有三角形或六边形外周形状，但并不限于此。此外，要注意外周形状中的每一者(例如在通常为矩形或三角形的情况下)的角可以被斜切或圆化，但并不限于此。这些仅仅是输入耦合器112、中间组件114和输出耦合器116的若干示例性外周形状，但它们并非旨在是全涵盖的。
如可以从图1B和1C中最佳地领会的，输入耦合器112、中间组件114和输出耦合器116全部被示为被提供在波导100的同一表面(即，背侧表面110)之中或之上。在此类情形中，输入耦合器112可以是透射式的(例如，透射式光栅)，中间组件114可以是反射式的(例如，反射式光栅)，而输出耦合器116也可以是反射式的(例如，又一反射式光栅)。输入耦合器112、中间组件114和输出耦合器116可以替换地全部被提供在波导100的前侧表面110中。在此类情形中，输入耦合器112可以是反射式的(例如，反射式光栅)，中间组件114可以是反射式的(例如，又一反射式光栅)，而输出耦合器116也可以是透射式的(例如，透射式光栅)。
替换地，输入耦合器112、中间组件114和输出耦合器116可以全部被嵌入(也被称为陷入)在块基板106中。例如，块基板106可以被分成(与主表面108和110平行的)两个半块，并且输入耦合器112、中间组件114和输出耦合器116可以被提供(例如，被蚀刻进入)在这两个半块的内表面之一中，并且这两个半块的内表面可以彼此粘合。替换地，块基板106可以被分成(与主表面108和110平行的)两个半块，并且输入耦合器112、中间组件114和输出耦合器116可以被提供在这两个半块的内表面之间。用于将输入耦合器112、中间组件114和输出耦合器116嵌入块基板106的其他实现也是可能的，并且在本文所述的实施例的范围内。输入耦合器112、中间组件114和输出耦合器116中的一者被提供在波导108的前侧表面108之中或之上，而组件112、114和116中的另一者被提供在背侧表面110之中或之上，而组件112、114和116中的最后一者被嵌入或陷入在块基板106中也是可能的。更一般地，除非另外指明，输入耦合器112、中间组件114和输出耦合器116中的任何单独一者可以被提供在块基板106的主平面表面108或110中的任一者之中或之上或者被嵌入其间。
输入耦合器112、中间组件114和输出耦合器116可以各自被实现为衍射光栅或更一般地衍射式光学元件(DOE)。此类DOE可以使用全息工艺来制造，在此情形中，DOE可以更具体地被称为全息光学元件(HOE)。输入耦合器112可以替换地被实现为棱镜、反射式偏光镜或者可以是基于镜面的。类似地，输出耦合器116可以替换地被实现为棱镜、反射式偏光镜或者可以是基于镜面的。取决于具体配置和实现，输入耦合器112、中间组件114和输出耦合器116中的任何一者可以是反射式的、衍射式的或折射式的或其组合，并且可以被实现为例如线性光栅型耦合器、全息光栅型耦合器、棱镜或另一类型的光学耦合器。如上所述，中间组件114可以使用折叠光栅来实现，或者可替换地被实现为基于镜面的扩瞳器，但并不限于此。当输入耦合器112是衍射光栅时，它可以被更具体地称为输入衍射光栅112。当中间组件114是衍射光栅时，它可以被更具体地称为中间衍射光栅114。类似地，当输出耦合器116是衍射光栅时，它可以被更具体地称为输出衍射光栅116。
一种衍射光栅是可以包含由于称之为衍射的光学现象使得入射光分离并改变方向的周期性结构。所述分离(称之为光阶)和角度改变依赖于衍射光栅的特性。当周期性结构是在光学组件的表面上时，其被称为表面光栅。当周期性结构归因于表面本身的变化时，其被称为表面浮雕光栅(SRG)。例如，SRG可包括在光学组件的表面中的被均匀直槽间隔区域分隔开的均匀直槽。槽间隔区域可被称为“线”、“光栅线”或“填充区”。SRG的衍射的性质取决于入射在SRG上的光的波长、极性和角度以及SRG的各种光学特性，诸如折射率、线间隔、槽深度、槽分布、槽填充比以及槽倾斜角。SRG可通过合适的微制造工艺来制造，这可涉及蚀刻基板和/或在基板上沉积以在基板上制造所需周期性微结构以形成光学组件，这随后被用作生产母版，诸如用于制造进一步光学组件的模具或掩模。SRG是衍射光学元件(DOE)的示例。当表面上存在DOE时(例如，当DOE是SRG时)，该表面的由DOE横跨的部分可被称为DOE区。代替表面光栅的衍射光栅可以替换地为体光栅(volume grating)，例如布拉格衍射光栅。一个或多个耦合器被制造为SRG并随后被覆盖在另一种材料内(例如使用铝沉积工艺)，由此基本上掩埋SRG，以使得包括SRG的主平面波导表面基本上平滑也是可能的。这样的耦合器是表面和体衍射光栅的混合的一个示例。输入耦合器112、中间组件114和输出耦合器116中的任何一者可以是例如表面衍射光栅或体衍射光栅或表面和体衍射光栅的混合。根据在此所述的各实施例，每个衍射光栅可以具有由衍射光栅的光栅线的方向所指定的优先线性极化取向，其中具有优先线性极化取向的光的耦合效率将比具有非优先线性极化取向的光的耦合效率更高。
在输入耦合器112、中间组件114和/或输出耦合器116是SRG的情况下，每一个此类SRG可以被蚀刻进入块基板106的主平面表面108或110中的一者。在此类实施例中，SRG可以被称为被形成在块基板106“中”。替换地，每一SRG可以被物理地形成在涂层中，该涂层覆盖块基板106中的主平面表面108或110中的一者，在此情形中，每一个此类SRG可以被称为被形成在块基板106“上”。通过任一种方式，组件112、114和116被认为是波导100的各部件。
具体地参见图1A，在一示例性实施例中，输入耦合器112可具有在垂直(y)方向上延伸的表面光栅，输出耦合器116可具有在水平(x)方向上延伸的表面光栅，而中间组件114可具有相对于水平和垂直方向在对角线(例如，约45度)上延伸的表面光栅。这仅仅是一个示例。其它的变型也是可能的，并且在本发明技术的实施例的范围内。
更一般地，输入耦合器112、中间组件114和输出耦合器116可具有各种不同的外周几何形状，可以被提供在块基板的主平面表面中的任一者之中或之上，或者可以被嵌入块基板106中，并且可以使用各种不同类型的光学结构来实现，如可以从以上讨论中领会的并且将进一步从以下讨论中领会的。
一般来说，对应于图像的光(经由输入耦合器112被耦合进入波导)能够通过全内反射(TIR)从输入耦合器112行进穿过波导到达输出耦合器114。TIR是在传播光波相关于表面法线以比临界角更大的角度撞击(例如，块基板106的)介质边界时发生的现象。换言之，临界角(θc)是高于其就发生TIR的入射角，其由本领域公知的斯涅耳定律给出。更具体地，斯涅耳定律表明临界角(θc)使用以下方程来指定：
θc＝sin-1(n2/n1)
其中
θc是在介质边界处相接的两种光学介质的临界角(例如，块基板106和空气或者毗邻块基板106的某一其他介质)，
n1是光在其中朝向介质边界行进的光学介质(例如，块基板106，一旦光被耦合进入其中)的折射率，而
n2是介质边界之外的光学介质(例如，空气或毗邻块基板106的某一其他介质)的折射率。
通过TIR从输入耦合器112行进通过波导100到达输出耦合器114的光的概念可以更好地从图2领会，如下文讨论的。
参考图2，其中示出了示例性显示系统202的侧视图。显示系统202被示为包括：标记为100R,100G,100B的三个波导，每个波导可以类似于参考图1A、1B和1C介绍的波导100，以及生成包括由输入耦合器112R,112G和112B耦合进入波导100R,100G和100B的角内容的图像的显示引擎204。图2还示出了正在查看眼动范围内的邻近输出耦合器116R,116G和116B的图像(作为虚拟图像)的人眼214。换言之，人眼214正在从与波导100R,100G和100B相关联的出瞳查看图像。显示系统202可以是例如近眼显示器或平视显示器。显示引擎204可包括例如成像设备206(也称为图像形成器)、成像透镜208和光源组装件210(也称为照明器210或简称为光源210)，但并不限于此。
波导100R,100G和100B可以被分别配置为将与图像对应的红光、绿光和蓝光从入瞳传送到出瞳。更具体地说，波导100R的输入耦合器112R可以被配置为将红色波长范围内的(对应于图像)的光耦合入波导100R，并且波导100R的输出耦合器116R可以被配置为将红色波长范围内的(对应于图像)的光(该光已经经由TIR从输入耦合器112R行进至输出耦合器116F)耦合出波导100R。类似地，波导100G的输入耦合器112G可以被配置为将绿色波长范围内的(对应于图像)的光耦合入波导100G，并且波导100G的输出耦合器116G可以被配置为将绿色波长范围内的(对应于图像)的光(该光已经经由TIR从输入耦合器112G行进至输出耦合器116G)耦合出波导100G。进一步地，波导100B的输入耦合器112B可以被配置为将蓝色波长范围内的(对应于图像)的光耦合入波导100B，并且波导100B的输出耦合器116B可以被配置为将蓝色波长范围内的(对应于图像)的光(该光已经经由TIR从输入耦合器112B行进至输出耦合器116B)耦合出波导100B。根据一个实施例，红色波长范围是从600nm至650nm、绿色波长范围是从500nm至550nm、而蓝色波长范围是从430nm至480nn。其它波长范围也是可能的。
波导100R,100G和100B可以被统称为波导100或被分别称为波导100。两个或更多的波导100可以被称为波导组装件200。更具体地，多个波导100可以被背对背地堆叠以提供波导组装件200。波导组装件200的毗邻波导100之间的距离可以是例如在大约50微米(μm)和300μm之间，但不局限于此。尽管没有详细示出，但隔片可以定位在毗邻的波导100之间以维持它们之间的期望间距。输入耦合器112G,112R和112B可以被统称为输入耦合器112，或分别地称为输入耦合器112。类似地，输出耦合器116G,116R和116B可以被统称为输出耦合器116，或分别地称为输出耦合器116。尽管波导组装件200被示为包括三个波导100，但波导组装件包括比三个更多或更少的波导也是可能的，如下更详细描述的。
每个输入耦合器112具有一个输入角度范围，并且每个输出耦合器116具有一个输出角度范围。根据某些实施例，所有的输入耦合器112具有基本上相同的输入角度范围，而所有的输出耦合器116具有基本上相同的输出角度范围。根据某些实施例，输入耦合器112的输入角度范围基本上与输出耦合器116的输出角度范围相同。如果各值在彼此的5％范围内，则所述值被认为是基本上相同的。根据某些实施例，输入角度范围和输出角度范围相对于法线各自约为+/-15度。更小或更大的输入和输出角度范围也是可能的，并且在在此所述的实施例的范畴内。
波导100的每个输入耦合器112和输出耦合器116可以具有优先极化取向，其中，具有优先极化取向的光的耦合效率将高于具有非优先极化取向的光的耦合效率。例如，其中耦合器是衍射光栅，优先极化取向可以由衍射光栅的光栅线的方向来指定。如果显示引擎204被配置为输出包括具有第一线性极化取向的光的图像，那么一个或多个波导(其被配置为将对应于图像的光从入瞳传送到出瞳，所述图像在出瞳处被查看并且执行扩瞳)的输入耦合器112和输出耦合器116可以被配置为具有第一线性极化取向作为其优先线性极化取向。
耦合器(例如112或116)的优先极化取向可以是线性极化取向，其可以是P线性极化取向或S线性极化取向，所述取向相对于彼此正交。还有可能的是，耦合器的优先线性极化取向可以是既非P线性极化取向也非S线性极化取向，而是在S和P线性极化取向之间的某处取向的极化取向的取向。P线性极化取向也称为横磁(TM)，而S线性极化取向也称为横电(TE)。波导100的输入耦合器112和输出耦合器116可以具有相同的优先线性极化取向。或者，波导100的输入耦合器112和输出耦合器116可以具有彼此不同的优先线性极化取向，其可以是例如在其中波导100包括中间组件114的情形，所述中间组件在当光在波导内从输入耦合器112行进至中间组件114、且随后从中间组件114行进至输出耦合器116时旋转内部反射的光的极性。还可能的是，一个或多个耦合器的优先极化是圆极化。
显示引擎204的成像设备206可以使用透射投影技术来实现，其中光源由光学活性材料来调制，并且用白光从背后照亮。这些技术通常是使用具有强大背光和高光能量密度的液晶显示器(LCD)类型的显示器来实现的。光源组装件210可以提供前述背光。成像设备206还可使用反射技术来实现，其中外部光被光学活性材料反射并调制。数字光处理(DLP)、硅基液晶(LCOS)、扫描MEM(微机电系统)显示技术以及高通公司的
Figure BDA0001697985590000091
显示技术都是反射技术的示例。成像设备206单独或者与光源组装件210相组合地也可被称为微型显示器。成像透镜208被布置成从成像设备206接收显示图像以在给定的限定视野处对显示图像进行准直和投影，并且在波导100的输入耦合器112的位置处形成光瞳。根据一实施例，关联于波导的入瞳可以与关联于显示引擎204的出瞳具有大致相同的大小，例如，在一些实施例中约为5mm或更小，但并不限于此。
图2并非旨在例示光源组装件210相对于成像设备206的精确位置。相反，图2旨在例示成像设备206利用由光源组装件210生成的光来产生图像。例如，诸如透镜、镜面、鸟浴盆(birdbath)光学器件和/或分束器之类的各种光学元件可被包括在显示引擎204中，以导致由光源组装件210产生的光被图像设备206的图像生成组件(例如，LCOS显示元件、DLP显示元件或扫描MEM微扫描镜元件)反射。不管确切配置如何，最终与图像相关联的光被导致入射在波导100的输入耦合器112上，致使与图像相关联的光可以以全内反射(TIR)的方式从输入耦合器112行进到输出耦合器116，其中光被输出并由人眼从出瞳成像。当光离开波导100、邻近输出耦合器116时，人眼(其中具有晶状体)接收与光瞳相关联的角度集合并且将其转换回图像，例如图2中的显示引擎204的成像设备206产生的图像。
如上文在图1A-1C的讨论中所指出的，每个波导100可以可选地包括执行水平和垂直扩瞳中的一者的中间组件114，而输出耦合器116可执行水平或垂直扩瞳中的另一者。在波导100以及更具体地其组件114和/或116被配置成执行扩瞳的情况下，然后经扩瞳的光瞳被人眼的晶状体转换成图像。
在图2中，显示引擎204被示为面向波导100的背侧表面110，眼睛214被示为面向与背侧表面110相对且平行的前侧表面108。这提供了潜望镜型配置，其中光在每个波导100的一侧进入波导，并且在每个波导100的相对侧离开波导。替换地，输入耦合器112和输出耦合器116中的每一个可以用如下方式来实现：使得显示引擎204和眼睛214邻近且面向同一主平面表面(108或110)。
波导100可以被纳入透视混合现实显示器设备系统中，但并不限于用于此用途。可为用户的左眼和右眼中的每一者提供波导组装件200和显示引擎204中的每一个的单独实例。在某些实施例中，此类波导组装件200可以被放置为紧邻透视透镜或在透视透镜之间，透视透镜可以是眼镜中使用的标准透镜并且可以根据任何处方(包括无处方)来制造。在透视混合现实显示设备系统被实现为包括框架的头戴式显示器(HMD)眼镜的情况下，显示引擎204可以被定位在框架的侧面以使得它靠近用户的太阳穴。替换地，显示引擎204可以被定位在HMD眼镜的架于用户鼻梁上的中心部分中。用于显示引擎204的其他位置也是可能的。在这些实例中，用户也可被称为穿戴者。在针对用户的左眼和右眼中的每一者存在单独波导组装件200的情况下，可能针对波导组装件200中的每一者并且因而针对用户的左眼和右眼中的每一者存在单独的显示引擎204。
光源组装件210可包括红、绿和/或蓝光源，该红、绿和/或蓝光源被配置成分别产生对应红波长范围内的红光、对应绿波长范围内的绿光、和对应蓝波长范围内的蓝光。例如，光源组装件210可以包括红光、绿光和蓝光发光二极管(LED)、超级发光二极管(SLED)、量子点发光二极管(QD-LED)或激光二极管(LD)，但不局限于此。根据一个实施例，红色波长范围是从600nm至650nm、绿色波长范围是从500nm至550nm、而蓝色波长范围是从430nm至480nn，如上所述。更窄或更宽的波长范围也是可能的。
在图2中，粗的点线箭头222R表示与由显示引擎204输出的图像对应的红(R)光，粗的虚线箭头222G表示与由显示引擎204输出的图像对应的绿(G)光，而粗的实线箭头222B表示与由显示引擎204输出的图像对应的蓝(B)光。尽管波导100R,100G和100B被示为以特定顺序堆叠，但波导堆叠的顺序可以被改变。
当被实现为输入衍射光栅时，输入耦合器112B被设计成将在输入角度范围(例如相对于法线的+/-15度)内和在蓝色波长范围(例如从430nm到480nn)内的蓝光衍射入波导100B，使得衍射耦合入的蓝光的角度超过了波导100B的临界角，并且由此可以经由TIR从输入耦合器112B行进至输出耦合器116B。而且，输入耦合器112B被设计成发射蓝色波长范围之外的光，使得在蓝色波长范围之外的光(例如绿色和红色波长范围内的光)将穿过波导100B。
当被实现为输入衍射光栅时，输入耦合器112G被设计成将在输入角度范围(例如相对于法线的+/-15度)内和在绿色波长范围(例如从500nm到550nm)内的绿光衍射入波导100G，使得衍射耦合入的绿光的角度超过了波导100G的临界角，并且由此可以经由TIR从输入耦合器112G行进至输出耦合器116G。而且，输入耦合器112G被设计成发射绿色波长范围之外的光，使得在绿色波长范围之外的光(诸如红色波长范围内的光)将穿过波导100G。
当被实现为输入衍射光栅时，输入耦合器112R被设计成将在输入角度范围(例如相对于法线的+/-15度)内和在红色波长范围(例如从600nm到650nm)内的红光衍射入波导100R，使得衍射耦合入的红光的角度超过了波导100R的临界角，并且由此可以经由TIR从输入耦合器112R行进至输出耦合器116R。进一步地，输入耦合器112R被设计成发射红色波长范围之外的光，使得在红色波长范围之外的光将穿过波导100R。
更一般地，每个波导100可以包括被配置为将输入角度范围(例如相对于法线的+/-15度)内和在特定波长范围内的光耦合入波导的输入耦合器112，使得耦合入的光的角度超过了波导100R的临界角并且由此可以经由TIR从波导100的输入耦合器112行进至输出耦合器116，并且使得在所述特定波长范围之外的光将被发射并穿过波导100。
在图2中示出的每个波导100的主平面108可以涂敷有宽带抗反射(AR)涂层，其被用于减少在可视波长范围(例如从400nm到650nm)内且跨显示系统202的视场角(例如相对于法线的+/-15度)的反射比。图3是示出光以相对于波导100的表面108的法线的以波长为函数的不的角度行进时，在涂敷有宽带AR涂层的波导100的玻璃-空气介质分界处的反射比％的图表，其中用于玻璃-空气介质分界的临界角被假设计算为36度。(这仅仅是示例性的临界角，因为该临界角取决于光学波导的块基板的折射率，并且因此如果使用了具有不同的折射率的块基板则该临界角将会改变。)更具体地，与相对于波导100的主平面表面108的法线成5度行进的光相对应的规划线312示出了这样的低角度(相对于临界角)的光在从400nm到650nm的可视波长范围内具有不大于2％的平均反射比。与相对于波导100的主平面表面108的法线成30度行进的光相对应的规划线314示出了这样的高角度(接近临界角)的光在从400nm到650nm的可视波长范围(包括红、绿和蓝波长范围)内具有范围为从约2％到约14％的平均反射比。与相对于波导100的主平面表面108的法线成35度行进的光相对应的规划线316示出了这样的高角度(甚至更接近临界角)的光在从400nm到650nm的可视波长范围内具有范围为从约20％到约40％的平均反射比。更具体而言，规划线316示出了与相对于波导100的主平面表面108的法线成35度地行进的蓝光(在从430nm到480nm的蓝色波长范围内)将具有约30％的平均反射比，绿光(在从500nm到550nm的绿色波长范围内)将具有约25％的平均反射比，而红光(在从600nm到650nm的红色波长范围内)将具有约34％的平均反射比。
整体上，图3中的图表示出在波导涂敷有宽带AR涂层的情况下，具有低角度的光将具有非常低的反射比(2％或更少)，而具有接近临界角(并且因此接近TIR限制)的较高角度的光将具有稍高的反射比(例如高至约40％)，但不是非常高的反射比。由于透射率(T)加上反射比(R)等于1(即T+R＝1)，因此，具有接近临界角的角度的光将具有高至60％的透射率(因为T＝1–R≈1–0.4≈0.6)。这意味着具有接近涂敷有AR涂层的波导的临界角的角度的相对高百分比的光将从波导中漏出。泄漏的光可以导致在所查看的图像中的强度、暗点中的整体损耗，并且更一般地，导致完整图像内容的一些内容的损耗。而且，如果泄漏的光入射在相邻的波导上，则泄漏的光可能被折射入相邻的波导并因此以一个不同的角度(与非泄漏的光由承载所述光的原始波导100的输出耦合器116耦合出的角度不同)从相邻波导折射出，这可以导致不期望的重像。这将在下文参考图2更详细地解释。光的泄漏可以出于几种原因而发生，包括严格的设计容差以及与波导100相关联的不完美的制造工序。
回顾图2，在波导100B内示出的粗实线箭头表示经由TIR从输入耦合器112B行进到输出耦合器116B的蓝光。在波导100G内示出的粗虚线箭头表示经由TIR从输入耦合器112G行进到输出耦合器116G的绿光。在波导100R内示出的粗点线箭头表示经由TIR从输入耦合器112R行进到输出耦合器116R的红光。
在图2中，从波导100B的输出耦合器116B以第一角度(在该示例中相对于法线成0度)朝着人眼214定向的粗实线箭头表示由波导100B的输出耦合器116B有目的性地输出耦合以供人眼214查看的蓝光。相比之下，被示为从波导100B的表面108折射且入射在相邻波导100G上的细实线箭头(标记为重影线)被示出为由波导100G的输出耦合器116G以不同的角度朝着人眼214定向，这可以导致不期望的重像。这样的重像实质上是在位置上有偏差且叠加在期望图像的顶部上的期望图像的副本。被示为从波导116B的表面108折射的细实线箭头表示泄漏的光，如上所述，其可以导致重像、在所观看的图像中的强度、暗点的整体损耗以及更一般地完整图像内容的一些内容的损耗。
在图2中，从波导100G的输出耦合器116G以第一角度(在该示例中相对于法线成0度)朝着人眼214定向的粗虚线箭头表示由波导100G的输出耦合器116G有目的性地输出耦合以供人眼214查看的绿光。相比之下，被示为从波导100G的表面108折射且入射在相邻波导100R上的细虚线箭头(标记为重影线)被示出为由波导100R的输出耦合器116R以不同的角度朝着人眼214定向，这可以导致不期望的重像以及更一般地完整图像内容的一些内容的损耗。
在图2中，从波导100R的输出耦合器116R以第一角度(在该示例中相对于法线成0度)朝着人眼214定向的粗点线箭头表示由波导100R的输出耦合器116R有目的性地输出耦合以供人眼214查看的红光。尽管没有以类似于以上参考蓝和绿光所述的方式明确示出，但红光的一部分可以从波导116R折射出，这可以导致完整图像内容的一些内容的损耗。
根据在此所述的某些实施例，一个或多个波导100的一个或多个主表面被涂敷有一种(专门针对该波导100设计)涂层，而不是为每个波导100的主平表面108涂敷宽带AR涂层，对于在波导100所针对设计的波长范围内的光来说，该种涂层针对相对于法线的低角度(例如小于25度的角度)具有不超过2％的低反射比，且针对相对于法线的高角度(例如至少30度的角度)具有至少为50％的高反射比。优选地，高角度的高反射比至少为75％，并且甚至更优选地为至少90％。下面参考附图4和5来描述这样的实施例的附加细节。
在(对于在波导100所针对设计的波长范围内的光来说)所述涂层针对相对于法线的高角度(例如至少30度的角度)具有至少50％的高反射比的情况下，与参考图3所述的宽带AR涂层被替代地定位在波导100的表面上相比，所述涂层将折射地从波导100的置有涂层的表面泄漏出的光量减少到1/2。在(对于在波导100所针对设计的波长范围内的光来说)所述涂层针对相对于法线的高角度(例如至少30度的角度)具有至少75％的高反射比的情况下，与参考图3所述的宽带AR涂层被替代地定位在波导100的表面上相比，所述涂层将折射地从波导100的置有涂层的表面泄漏出的光量减少到1/3。
图4示出根据本发明技术的实施例的类似于上述参考图2描述的显示系统202的显示系统402，但也示出了分别涂敷有涂层422R,422G和422B的波导100R,100G以及100B的主平面表面108。更具体而言，对于在蓝色波长范围(例如从430nm到480nm)内的光来说，在波导100B的表面108上的涂层422B被配置为针对相对于法线的低角度(例如小于25度的角度)具有不超过2％的低反射比，并且针对相对于法线的高角度(例如至少30度的角度)具有至少50％的高反射比。优选地，高角度的高反射比至少为75％，并且甚至更优选地为至少90％。
对于在绿色波长范围(例如从500nm到550nm)内的光来说，在波导100G的表面108上的涂层422G被配置为针对相对于法线的低角度(例如小于25度的角度)具有不超过2％的低反射比，并且针对相对于法线的高角度(例如至少30度的角度)具有至少50％的高反射比。优选地，高角度的高反射比至少为75％，并且甚至更优选地为至少90％。
对于在红色波长范围(例如从600nm到650nm)内的光来说，在波导100R的表面108上的涂层422R被配置为针对相对于法线的低角度(例如小于25度的角度)具有不超过2％的低反射比，并且针对相对于法线的高角度(例如至少30度的角度)具有至少50％的高反射比。优选地，高角度的高反射比至少为75％，并且甚至更优选地为至少90％。
在此处的描述中，低角度被认为是低于低角度阈值的角度，而高角度被认为是高于高角度阈值的角度。根据在此所述的某些实施例，低角度阈值是相对于法线不超过25度，而高角度阈值是相对于法线至少30度。在某些实施例中，低角度阈值可以是20度、15度或相对于与表面的法线低于25度的某个其它角度。在某些实施例中，高角度阈值可以是32度，或35度或相对于与表面的法线大于30度的某个其它角度。
涂层422B可以附加地或替换地被施加于波导422B的其它主表面110。涂层422G可以附加地或替换地被施加于波导422G的其它主表面110。涂层422R可以附加地或替换地被施加于波导422R的其它主表面110。尽管涂层422B,422G和422R被示为被分别定位在波导100B,100G和100R的至少一个主表面上，仅一个或两个波导100包括在其一个主表面上的或在这两个主表面上的这样的涂层是可能的。
施加到波导100的一个(或这两个)主表面(108和/或110)的每个涂层422可以具有优先线性极化，所述涂层被配置为对于低于低阈值角度(例如相对于法线的不超过25度)的光具有低反射比(例如不超过百分之2)以及对于高于高阈值角度(例如相对于法线的至少30度)的光具有高反射比(例如至少百分之50)。优先线性极化取向可以是P线性极化取向或S线性极化取向，其取向相对于彼此正交。还有可能的是，涂层422的优先线性极化取向可以是既非P线性极化取向也非S线性极化取向、而是在S和P线性极化取向之间的某处取向的极化取向的取向。P线性极化取向也称为横磁(TM)，而S线性极化取向也称为横电(TE)，如上所述。还有可能的是，优先线性极化是圆极化，其具有S和P极化两者的分量，这些分量是彼此异相的。其它变化也是可能的。
涂层422R,422G和422B可以被统称为涂层422，或分别称为涂层422。每个涂层422可以是包括至少十层的电介质材料的多层涂层，并且可以包括二十或更多层的电介质材料。每个涂层422可以包括具有在1.3和2.2之间的不同折射率的两种或更多种不同电介质材料的交替层。这样的电介质材料的示例包括但不局限于二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)以及氧化铝(Al2O3)。在某些实施例中，涂层422包括二氧化硅和二氧化钛的交替层。在其它实施例中，涂层422包括二氧化硅和氧化铝的交替层。在还有的其它实施例中，涂层422包括二氧化硅、二氧化钛和氧化铝的交替层。
可以包括在一个或多个涂层422中的其它示例性电介质材料包括但不局限于：硅氢化合物(SixHy)、氮化硅(SixNy)、氮氧化硅(SixOzNy)、氧化钽(TaxOy)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)。还有可能的是，一个或多个涂层422是非电介质的金属层。化学和/或物理沉积技术可以被用于将构成涂层422的材料沉积在波导100的主表面上以形成涂层422。可以使用的示例性化学沉积技术包括但不限于：化学溶液沉积(CSD)、旋涂、化学汽相沉积(CVD)、等离子增强CVD(PECFC)以及原子层沉积(ALD)。可以使用的示例性物理沉积技术包括但不局限于：物理汽相沉积(PVD)、分子束外延(MBE)、溅射、脉冲激光沉积(PLD)、阴极电弧沉积(弧-PVD)以及电流体动力沉积。
图5是示出对于以相对于与波导100的表面108的法线的以波长为函数的不同角度行进的光在涂敷有涂层422的示例性实现的波导100的玻璃-空气介质分界处的反射比％的图表，其中用于玻璃-空气介质分界的临界角被假设计算为36度。更具体地，与相对于波导100的主平面表面的法线成5度行进的光相对应的规划线512示出了这样的低角度(相对于临界角)的光在从400nm到650nm的可视波长范围内具有不大于2％的平均反射比。与相对于波导100的主平面表面108的法线成30度行进的光相对应的规划线514示出了这样的高角度(接近临界角)的光在从400nm到650nm的可视波长范围(包括红、绿和蓝波长范围)内具有范围为约5％至约71％的平均反射比。更具体而言，规划线514示出了与相对于波导100的主平面表面108的法线成30度行进的蓝光(在从430nm到480nm的蓝色波长范围内)将具有约32％的平均反射比，绿光(在从500nm到550nm的绿色波长范围内)将具有约7％的平均反射比，而红光(在从600nm到650nm的红色波长范围内)将具有约60％的平均反射比。
与相对于波导100的主平面表面108的法线成35度行进的光相对应的规划线516示出了这样的高角度(更加接近临界角)的光在从400nm到650nm的可视波长范围内具有范围为从约25％到约75％的平均反射比。更具体而言，规划线516示出了与相对于波导100的主平面表面108的法线成35度行进的蓝光(在从430nm到480nm的蓝色波长范围内)将具有约50％的平均反射比，绿光(在从500nm到550nm的绿色波长范围内)将具有约25％的平均反射比，而红光(在从600nm到650nm的红色波长范围内)将具有约61％的平均反射比。
整体上，图5中的图表示出在波导涂敷有涂层422的实施例的情况下，具有低角度的可见光将具有非常低的反射比(2％或更少)，而具有接近临界角(并且因此接近TIR限制)的较高角度的可见光将具有范围为从约25％到约75％的反射比，取决于可见光的特定波长。其特性如在图5中所示的特定涂层422可以是最适于用作波导100R上的涂层，因为这种示例性的涂层针对具有低角度的红光提供了非常低的反射比(2％或更小)，而针对具有接近临界角(并且因此接近TIR限制)的更高角度的红光提供了高反射比(大于50％)。涂层422可被进一步优化，例如通过添加更多的电介质和/或非电介质材料层以将针对具有接近临界角(并且因此接近TIR限制)的高角度的红光的反射比增加至75％，或者甚至高至90％。
每个单独的波导100可以涂敷有针对光的可视波长范围专门设计的其自己的单独涂层422，该波导100将与图像对应的光从其输入耦合器112传送到输出耦合器116。例如，可以针对波导100G来设计另外的涂层，所述涂层针对具有低角度的绿光提供了非常低的反射比(2％或更小)，而针对具有接近临界角(并且因此接近TIR限制)的更高角度的绿光提供了高反射比(大于50％、75％或90％)。可以针对波导100B来设计另一个涂层，所述涂层针对具有低角度的蓝光提供了非常低的反射比(2％或更小)，而针对具有接近临界角(并且因此接近TIR限制)的更高角度的蓝光提供了高反射比(大于50％、75％或90％)。
对于在特定波长范围内具有低角度(低于相对于法线不超过25度的低阈值角度的角度)的光具有非常低的反射比(2％或更小)的波导涂层422的益处在于：其允许与现实世界图像对应的外部光穿过波导，使得用户能够查看正使用波导100显示的虚拟图像所增强的现实世界图像。另一个益处是它可以减少这样的现实世界图像的重像的存在或强度。
对于在相同的特定波长范围内具有接近临界角且因而接近TIR限制的高角度(即高于相对于法线至少30度的高阈值角度的角度)的光具有高反射比(大于50％且更优选为至少75％，且甚至更优选地为至少90％)的相同波导涂层422的益处在于：其减少了当经由TIR从波导的输入耦合器行进至输出耦合器时从波导中不合期望地泄漏出的光量。这是有利的，因为它减少了强度中的整体损耗、减少了所观看的图像中的暗点、减少了重像、并且更一般地说，减少了完整图像内容中的一些内容的损耗，当光在经由TIR从波导的输入耦合器行进到输出耦合器的同时不合期望地从波导泄漏出来时可能发生所述损耗。
在图2和4中，波导组装件200被示为并描述为包括用于引导在红色波长范围内的红光的波导100R，用于引导在绿色波长范围内的绿光的波导100G以及用于引导在蓝色波长范围内的蓝光的波导100B。在替换实施例中，第一波导可以引导蓝光和绿光两者，而第二波导引导红光。在这样的实施例中，输入耦合器将被配置为将蓝光和绿光这两者耦合入波导，而输出耦合器将被配置为将蓝光和绿光这两者从波导中耦合出。这仅仅是一个示例，因为其它变化也是可能的且在本发明技术的各实施例的范围内。在波导引导超过一种颜色的光(例如绿光和蓝光)的实施例中，附加到波导100的主表面上的涂层422应该被设计成针对具有低角度的绿光和蓝光具有非常低的反射比(2％或更小)，而针对具有接近临界角(且因而接近TIR限制)的较高角度的绿光和蓝光具有高反射比(大于50％,75％或90％)。波导组装件包括超过三个的波导100也是可能的，例如其中显示引擎产生具有超过三种不同的波长范围的光。在这样的情况中，一个或多个波导可以包括专门针对由波导所传送的光的特定波长范围来配置的涂层。
如上所述，每个涂层422(例如422R,422G和422B)可以包括具有不同的折射率(例如在1.3和2.2之间)的两种或更多种不同的材料(例如二氧化硅、二氧化钛和/或氧化铝)的交替层。通过仔细选择这些层的准确的组分、厚度和数量，定制涂层的反射性以产生几乎任意期望的频谱特性是可能的。例如，反射性水平可以被调谐至任意特定值，例如以在某个角度和波长范围上产生对入射到其上的光反射90％并透射10％的镜像。通常，高和低的折射率的材料的各个层以一个在另一个之上的方式交替。这种周期性或交替结构显著增强了表面在被称为带阻的某个波长范围中的反射性，所述带阻的宽度仅由(对于四分之一波长的系统来说)两个所使用系数的比率来确定。通过操控具有不同折射率的材料堆叠中的各层的准确厚度和组分，反射特性可以被调谐到期望的频谱响应，并且可以整合高反射和抗反射波长区域。所述涂层可以被设计成长通或短通滤波器、带通滤波器或陷波滤波器或具有特定反射性的镜面。
图6A示出了一种示例性涂层422，其包括具有彼此不同的折射率的两种不同材料602和604的交替层。图6B示出了一种示例性涂层422，其包括具有彼此不同的折射率的三种不同材料602、604和606的交替层。包括具有彼此不同的折射率的超过三种不同材料的交替层的涂层422也在在此所述的实施例中的范围内。可以被用于产生涂层422的示例性电介质和非电介质材料如上所述，并且因此，无需重复。
注意，图6A和6B以及其他附图没有按比例绘制。例如，构成在图6A和6B中所示的涂层422的每种材料的厚度没有相对于波导的厚度被按比例绘制(并且很可能比示出的更薄)。
图7是被用于概述根据本发明技术的各种实施例的方法的高级流程图。这样的方法可以与近眼或平视显示系统一起使用，所述系统包括彼此相邻的至少两个光学波导(称为第一和第二光学波导)，且每个波导包括具有一对相对的主平表面、输入耦合器和输出耦合器的块基板。
参考图7，步骤702涉及产生包括在第一波长范围内的光和在与第一波长范围不同的第二波长范围内的光的图像。
步骤704-1涉及使用第一光学波导的输入耦合器将图像的在输入角度范围内且在第一波长范围内的光耦合入第一光学波导的块基板中。步骤704-2涉及使用第二光学波导的输入耦合器将图像的在输入角度范围内且在第二波长范围内的光耦合入第二光学波导的块基板中。
步骤706-1涉及使用第一光学波导的输出耦合器来将图像的在输出角度范围内且在第一波长范围内的至少部分地经由TIR从输入耦合器穿过第一光学波导行进至输出耦合器的光从第一光学波导的块基板中耦合出。步骤706-2涉及使用第二光学波导的输出耦合器来将图像的在输出角度范围内且在第二波长范围内的至少部分地经由TIR从输入耦合器穿过第二光学波导行进至输出耦合器的光从第二光学波导的块基板中耦合出。
步骤708涉及使用第一光学波导的一个主表面上的涂层来相比不使用涂层的情况减少从第一光学波导的其上置有涂层的所述一个主表面折射出的光量。根据一个实施例，对于在第一波长范围内的在第一光学波导的块基板内行进且以低于相对于法线不超过25度的低阈值角度的角度入射在所述第一光学波导的第一和第二主表面中的其上只有涂层的所述一个主表面上的光来说，所述涂层具有不超过百分之2的低反射比。进一步地，该涂层被配置为，对于在第一波长范围内的在第一光学波导的块基板内行进且以高于相对于法线至少30度的高阈值角度的角度入射在所述第一光学波导的第一和第二主表面中的其上置有涂层的所述一个主表面上的光来说，具有至少百分之50的高反射比。
根据一个实施例，所述第一和第二波长范围中的一个包括绿色波长范围和蓝色波长范围，并且所述第一和第二波长范围中的另一个包括红色波长范围。
根据另一个实施例，第一和第二波长范围中的一个是红色波长范围、绿色波长范围或蓝色波长范围中的一个，而第一和第二波长范围中的另一个是红色波长范围、绿色波长范围或蓝色波长范围中的一个不同的波长范围。其它的变化是可能的，并且落在本文所描述的本技术的实施例的范围内。
根据一个实施例，第一光学波导的主表面之一上的涂层是第一涂层，并且所述方法还包括使用在第二光学波导的主表面之一上的第二涂层来相比未使用第二涂层的情况减少从第二光学波导的所述主表面中的其上置有第二涂层的那个主表面折射出的光量。根据一个实施例，对于在第二波长范围内的在第二光学波导的块基板内行进且以低于相对于法线不超过25度的低阈值角度的角度入射在所述第二光学波导的所述主表面中的其上置有第二涂层的那个主表面上的光来说，该第二涂层具有不超过百分之2的低反射比。进一步地，该第二涂层被配置为，对于在第二波长范围内的在第二光学波导的块基板内行进且以高于相对于法线至少30度的高阈值角度的角度入射在所述第二光学波导的所述主表面中的其上置有第二涂层的那个主表面上的光来说，具有至少百分之50的高反射比。
在某些实施例中，近眼或平视显示系统还包括邻近第二光学波导安置的第三光学波导，该第三光学波导包括块基板、输入耦合器和输出耦合器。这样的实施例可以包括使用第三光学波导的输入耦合器将图像的在输入角度范围内且在第三波长范围内的光耦合入第三光学波导的块基板。这样的实施例还包括使用第三光学波导的输出耦合器来将图像的在输出角度范围内且在第三波长范围内的至少部分地经由TIR从输入耦合器穿过第三光学波导行进至输出耦合器的光从第三光学波导的块基板中耦合出。根据一个实施例，该方法还包括使用第三光学波导的所述主表面之一上的第三涂层来相比不使用第三涂层的情况减少从第三光学波导的所述主表面的其上置有第三涂层的那个主表面折射出的光量。根据一个实施例，对于在第三波长范围内的在第三光学波导的块基板内行进且以低于相对于法线不超过25度的低阈值角度的角度入射在所述第三光学波导的所述主表面中的其上置有第三涂层的那个主表面上的光来说，该第三涂层具有不超过百分之2的低反射比。进一步地，该第三涂层被配置为，对于在第三波长范围内的在第三光学波导的块基板内行进且以高于相对于法线至少30度的高阈值角度的角度入射在所述第三光学波导的所述主表面中的其上置有第三涂层的那个主表面上的光来说，具有至少百分之50的高反射比。
在在此所述的上述描述和附图中，波导100被典型地描述和示出为是平面波导，每个波导包括一对平面相对主表面。在替换实施例中，波导主表面中的一个或两个可以是非平面的，例如弯曲的。在在此所述的上述描述和附图中，波导100被典型地描述和示出为彼此平行，然而，这并不是必需的。
在上述描述中，显示引擎被描述为输出对应于图像的红、绿和蓝光，并且波导100被描述为将红、绿和蓝光从各波导100的输入耦合器112传送到输出耦合器116，并且更一般地，从入瞳传送到出瞳。然而，由显示引擎204所输出的光包括替换的颜色(例如但不限于青色、品红和黄色)也在本发明技术的范围中，在这些情况中，输入耦合器112、输出耦合器116以及涂层422将针对这样的替换波长范围来设计。由显示引擎204输出超过三种颜色的光也在本发明技术的范围中，例如，显示引擎204可以输出对应于图像的红、绿、蓝和黄光。在后一种情况中，可使用附加的波导来引导黄光，或者黄光可以在引导其它颜色之一的波导之一内被引导。其它变化也是可能的，且在本发明技术的各实施例内。
根据在此所述的某些实施例，近眼或平视显示系统包括显示引擎和波导组装件。显示引擎被配置为产生包括在第一波长范围内的光和在与第一波长范围不同的第二波长范围内的光的图像。波导组装件包括彼此相邻安置的第一和第二光学波导，其中第一和第二光学波导中的每一个包括块基板、输入耦合器和输出耦合器。每个光学波导的块基板包括第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面。第一光学波导的输入耦合器被配置为将由显示引擎产生的图像的在输入角度范围内且在第一波长范围内的光耦合入第一光学波导的块基板。第二光学波导的输入耦合器被配置为将由显示引擎产生的图像的在输入角度范围内且在第二波长范围内的光耦合入第二光学波导的块基板。第一光学波导的输出耦合器被配置为将图像的在输出角度范围内且在第一波长范围内的至少部分地经由TIR从输入耦合器穿过第一光学波导行进至输出耦合器的光从第一光学波导的块基板中耦合出。第二光学波导的输出耦合器被配置为将图像的在输出角度范围内且在第二波长范围内的至少部分地经由TIR从输入耦合器穿过第二光学波导行进至输出耦合器的光从第二光学波导的块基板中耦合出。输出角度范围可以基本上与输入角度范围相同，并且更具体地，输入角度范围和输出角度范围可以各自相对于法线成约+/-15度。输入耦合器和输出耦合器的替换角度范围也是可能的。
根据某些实施例，近眼或平视显示系统还包括第一光学波导的第一和第二主表面中的最接近第二光学波导的一个主表面上的涂层。所述涂层被配置为对于在第一波长范围内的在第一光学波导的块基板内行进且以低于相对于法线不超过25度的低阈值角度的角度入射在所述第一光学波导的第一和第二主表面中的其上置有涂层的那个主表面上的光来说，具有不超过百分之2的低反射比。而且，所述涂层被配置为，对于在第一波长范围内的在第一光学波导的块基板内行进且以高于相对于法线至少30度的高阈值角度的角度入射在所述第一光学波导的第一和第二主表面中的其上置有涂层的那个主表面上的光来说，具有至少百分之50的高反射比。根据某些实施例，所述涂层包括具有在1.3和2.2之间的不同折射率的两种或更多种不同材料的交替层。所述两种或更多种不同材料的交替层中的至少一些(其具有在1.3和2.2之间的不同折射率)具有彼此不同的厚度，所述厚度被选择以提供期望的属性，即，对于在第一波长范围内的以低于低阈值角度的角度入射在所述第一光学波导的第一和第二主表面中的其上置有涂层的那个主表面上的光来说具有不超过百分之2的低反射比，而对于在第一波长范围内的以高于高阈值角度的角度入射在所述第一光学波导的第一和第二主表面中的其上置有涂层的那个主表面上的光来说具有至少百分之50的高反射比。这样的涂层可以包括二氧化硅和二氧化钛的交替层、二氧化硅和氧化铝的交替层，或二氧化硅、二氧化钛和氧化铝的交替层，但并不局限于此。
其中涂层是在波导的各主表面之一上，该涂层还可以在另一个主表面上。换句话说，涂层在一个主表面上的陈述并非意指该涂层不能也在另一个主表面上。因此，在两个主表面之一上的涂层意指所述涂层在这两个主表面的至少一个上，除非以其他方式陈述。
根据某些实施例，所述涂层被配置为，对于在第一波长范围内的在第一光学波导的块基板内行进且以高于相对于法线至少30度的高阈值角度的角度入射在所述第一光学波导的第一和第二主表面中的其上置有涂层的那个主表面上的光来说，具有至少百分之75的高反射比。
根据某些实施例，涂层具有优先极化取向，其允许涂层对于在第一波长范围内的在第一光学波导的块基板内行进且以低于相对于法线不超过25度的低阈值角度的角度入射在所述第一光学波导的第一和第二主表面中的其上置有涂层的那个主表面上的光来说，具有不超过百分之2的低反射比；并且其允许在所述第一光学波导的第一和第二主表面中的所述主表面上的涂层对于在第一波长范围内的在第一光学波导的块基板内行进且以高于相对于法线至少30度的高阈值角度的角度入射在所述第一光学波导的第一和第二主表面中的其上置有涂层的那个主表面上的光来说，具有至少百分之50的高反射比。
根据一个实施例，所述第一和第二波长范围之一包括绿色波长范围和蓝色波长范围这两者，并且所述第一和第二波长范围中的另一个包括红色波长范围。根据另一个实施例，第一和第二波长范围之一是红色波长范围、绿色波长范围或蓝色波长范围之一，而第一和第二波长范围中的另一个是红色波长范围、绿色波长范围或蓝色波长范围中的一个不同的波长范围。其它变化也是可能的，且在本文描述的各实施例的范围内。
所述第二波导还可以在第二光学波导的第一和第二主表面之一上具有涂层，其可以被称为第二涂层。在这样的一个实施例，第二涂层可以被配置为对于在第二波长范围内的在第二光学波导的块基板内行进且以低于相对于法线不超过25度的低阈值角度的角度入射在所述第二光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有第二涂层的那个主表面上的光来说，具有不超过百分之2的低反射比。另外，所述第二涂层被配置为，对于在第二波长范围内的在第二光学波导的块基板内行进且以高于相对于法线至少30度的高阈值角度的角度入射在所述第二光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有第二涂层的那个主表面上的光来说，具有至少百分之50的高反射比。
根据某些实施例，由显示引擎产生的图像还包括在第三波长范围(不同于第一和第二波长范围)内的光，并且波导组装件还包括邻近第二光学波导安置的第三光学波导，其中所述第三光学波导包括块基板、输入耦合器和输出耦合器。在这样的实施例中，第三光学波导的输入耦合器被配置为将由显示引擎产生的图像的在输入角度范围内且在第三波长范围内的光耦合入第三光学波导的块基板。而且，第三光学波导的输出耦合器被配置为将图像的在输出角度范围内且在第三波长范围内的至少部分地经由TIR从输入耦合器穿过第三光学波导行进至输出耦合器的光从第三光学波导的块基板中耦合出。在这样的实施例中，在第三光学波导的第一和第二主表面之一上还可以存在第三涂层。所述第三涂层被配置为对于在第三波长范围内的在第三光学波导的块基板内行进且以低于相对于法线不超过25度的低阈值角度的角度入射在所述第三光学波导的第一和第二主表面中的其上置有第三涂层的那个主表面上的光来说，具有不超过百分之2的低反射比。另外，所述第三涂层被配置为，对于在第三波长范围内的在第三光学波导的块基板内行进且以高于相对于法线至少30度的高阈值角度的角度入射在所述第三光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有第三涂层的那个主表面上的光来说，具有至少百分之50的高反射比。
尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本发明主题，但可以理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于以上所描述的具体特征或动作。更确切而言，以上所描述的具体特征和动作是作为实现权利要求的示例形式公开的。

Claims (17)

1.一种近眼或平视显示装置，包括：
包括块基板、输入耦合器和输出耦合器的光学波导；
所述光学波导的所述块基板包括第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；
所述光学波导的所述输入耦合器被配置为将在输入角度范围内且在第一波长范围内的光耦合入光学波导的块基板中；
所述光学波导的输出耦合器被配置为将在输出角度范围内且在第一波长范围内的至少部分地经由全内反射(TIR)从所述输入耦合器穿过所述光学波导行进至所述输出耦合器的光从所述光学波导的所述块基板中耦合出；
在所述光学波导的所述第一和第二主表面之一上的涂层；
所述涂层被配置为对于在所述第一波长范围内的在所述光学波导的所述块基板内行进且以低于相对于法线不超过25度的低阈值角度的每个角度入射在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，具有不超过百分之2的低反射比，所述法线是所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线；以及
所述涂层被配置为对于在所述第一波长范围内的在所述光学波导的所述块基板内行进且以高于相对于所述法线至少30度的高阈值角度的每个角度入射在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，具有至少百分之50的高反射比，所述法线是所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述涂层包括具有在1.3和2.2之间的不同折射率的两种或更多种不同材料的交替层。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述具有在1.3和2.2之间的不同折射率的两种或更多种不同材料的交替层中的至少一些具有彼此不同的厚度，所述厚度被选择以提供：
对于在所述第一波长范围内的以低于相对于所述法线不超过25度的所述低阈值角度的每个角度入射在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，不超过百分之2的低反射比，所述法线是所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线，以及
对于在所述第一波长范围内的以高于相对于所述法线至少30度的高阈值角度的每个角度入射在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，至少百分之50的高反射比，所述法线是所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述涂层包括：
二氧化硅和二氧化钛的交替层；
二氧化硅和氧化铝的交替层；或
二氧化硅、二氧化钛和氧化铝的交替层。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
对于在所述第一波长范围内的在所述光学波导的所述块基板内行进且以高于相对于所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的所述法线至少30度的高阈值角度的每个角度入射在所述一个主表面上的光来说，所述高反射比为至少百分之75。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的所述一个主表面上的所述涂层具有优先极化取向，允许所述涂层对于在第一波长范围内的在所述光学波导的块基板内行进且以低于相对于所述法线不超过25度的所述低阈值角度的每个角度入射在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，具有不超过百分之2的低反射比，所述法线是所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线；并且允许在所述光学波导的第一和第二主表面中的所述主表面上的涂层对于在所述第一波长范围内的在所述光学波导的块基板内行进且以高于相对于所述法线至少30度的所述高阈值角度的每个角度入射在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，具有至少百分之50的高反射比，所述法线是所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一波长范围包括红色波长范围、绿色波长范围或蓝色波长范围之一。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一波长范围包括绿色波长范围和蓝色波长范围这两者。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学波导包括第一光学波导，并且所述涂层包括第一涂层，并且其中所述装置还包括：
显示引擎，被配置为产生在所述第一波长范围内的光和在与所述第一波长范围不同的第二波长范围内的光的图像，并且其中：
邻近所述第一光学波导的第二光学波导，所述第二光学波导包括块基板、输入耦合器和输出耦合器；
所述第二光学波导的所述块基板包括第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；
所述第二光学波导的所述输入耦合器被配置为将由所述显示引擎产生的所述图像的在所述输入角度范围内且在所述第二波长范围内的光耦合入所述第二光学波导的所述块基板；
所述第二光学波导的所述输出耦合器被配置为将所述图像的在所述输出角度范围内且在所述第二波长范围内的至少部分地经由TIR从所述输入耦合器穿过所述第二光学波导行进至所述输出耦合器的光从所述第二光学波导的所述块基板中耦合出；以及
其中，所述第一涂层在所述第一光学波导的所述第一和第二主表面的最接近所述第二光学波导的一个主表面上。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于：
由所述显示引擎产生的所述图像还包括在与所述第一和第二波长范围不同的第三波长范围内的光；
所述第一和第二光学波导是波导组装件的部分，所述波导组装件还包括相邻所述第二光学波导安置的第三光学波导；
所述第三光学波导包括块基板、输入耦合器和输出耦合器；
所述第三光学波导的所述输入耦合器被配置为将由所述显示引擎产生的所述图像的在所述输入角度范围内且在所述第三波长范围内的光耦合入所述第三光学波导的所述块基板；以及
所述第三光学波导的所述输出耦合器被配置为将所述图像的在所述输出角度范围内且在所述第三波长范围内的至少部分地经由TIR从所述输入耦合器穿过所述第三光学波导行进至所述输出耦合器的光从所述第三光学波导的所述块基板中耦合出；
还包括在所述第二光学波导的所述第一和第二主表面之一上的第二涂层，以及在所述第三光学波导的所述第一和第二主表面之一上的第三涂层；
所述第一涂层被配置为对于在所述第一波长范围内的在所述第一光学波导的所述块基板内行进且以低于相对于所述法线的不超过25度的低阈值角度的每个角度入射在所述第一光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，具有不超过百分之2的低反射比，所述法线是所述第一光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线；
所述第一涂层被配置为对于在所述第一波长范围内的在所述第一光学波导的所述块基板内行进且以高于相对于所述法线的至少30度的高阈值角度的每个角度入射在所述第一光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，具有至少百分之50的高反射比，所述法线是所述第一光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线；
所述第二涂层被配置为对于在所述第二波长范围内的在所述第二光学波导的所述块基板内行进且以低于相对于所述法线的不超过25度的低阈值角度的每个角度入射在所述第二光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述第二涂层的所述一个主表面上的光来说，具有不超过百分之2的低反射比，所述法线是所述第二光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述第二涂层的所述一个主表面的法线；
所述第二涂层被配置为对于在所述第二波长范围内的在所述第二光学波导的所述块基板内行进且以高于相对于所述法线的至少30度的高阈值角度的每个角度入射在所述第二光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述第二涂层的所述一个主表面上的光来说，具有至少百分之50的高反射比，所述法线是所述第二光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述第二涂层的所述一个主表面的法线；
所述第三涂层被配置为对于在所述第三波长范围内的在所述第三光学波导的所述块基板内行进且以低于相对于所述法线的不超过25度的低阈值角度的每个角度入射在所述第三光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述第三涂层的所述一个主表面上的光来说，具有不超过百分之2的低反射比，所述法线是所述第三光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述第三涂层的所述一个主表面的法线；以及
所述第三涂层被配置为对于在所述第三波长范围内的在所述第三光学波导的所述块基板内行进且以高于相对于所述法线的至少30度的高阈值角度的每个角度入射在所述第三光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述第三涂层的所述一个主表面上的光来说，具有至少百分之50的高反射比，所述法线是所述第三光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述第三涂层的所述一个主表面的法线。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述输出角度范围基本上与所述输入角度范围相同；以及
所述输入角度范围和所述输出角度范围各自相对于所述法线为+/-15度。
12.一种与近眼或平视显示系统一起使用的方法，所述近眼或平视显示系统包括彼此相邻的第一和第二光学波导，且每个波导包括具有一对相对的主表面、输入耦合器和输出耦合器的块基板，所述方法包括：
产生包括在第一波长范围内的光和在与所述第一波长范围不同的第二波长范围内的光的图像；
使用所述第一光学波导的输入耦合器将所述图像的在输入角度范围内以及在所述第一波长范围内的光耦合入所述第一光学波导的所述块基板；
使用所述第二光学波导的输入耦合器将所述图像的在所述输入角度范围内以及在所述第二波长范围内的光耦合入所述第二光学波导的所述块基板；
使用所述第一光学波导的所述输出耦合器来将所述图像的在所述输出角度范围内且在所述第一波长范围内的至少部分地经由全内反射(TIR)从所述输入耦合器穿过所述第一光学波导行进至所述输出耦合器的光从所述第一光学波导的所述块基板中耦合出；
使用所述第二光学波导的所述输出耦合器来将所述图像的在所述输出角度范围内且在所述第二波长范围内的至少部分地经由TIR从所述输入耦合器穿过所述第二光学波导行进至所述输出耦合器的光从所述第二光学波导的所述块基板中耦合出；以及
使用所述第一光学波导的所述主表面之一上的涂层，来相比不使用所述涂层的情况减少从所述第一光学波导的所述主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面折射出的光量；
所述涂层对于在所述第一波长范围内的在所述第一光学波导的所述块基板内行进且以低于相对于法线不超过25度的低阈值角度的每个角度入射在所述第一光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，具有不超过百分之2的低反射比，所述法线是所述第一光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线；以及
所述涂层对于在所述第一波长范围内的在所述第一光学波导的所述块基板内行进且以高于相对于所述法线至少30度的高阈值角度的每个角度入射在所述第一光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，具有至少百分之50的高反射比，所述法线是所述第一光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述第一和第二波长范围之一包括绿色波长范围和蓝色波长范围这两者，并且
所述第一和第二波长范围中的另一个包括红色波长范围。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述第一和第二波长范围之一包括红色波长范围、绿色波长范围或蓝色波长范围之一，并且
所述第一和第二波长范围中的另一个包括红色波长范围、绿色波长范围或蓝色波长范围中的一个不同的波长范围。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述第一光学波导的所述主表面中的所述一个主表面上的所述涂层包括第一涂层，所述方法还包括：
使用所述第二光学波导的所述主表面之一上的第二涂层，来相比其中不使用所述第二涂层的情况减少从所述第二光学波导的所述主表面中的其上置有所述第二涂层的所述一个主表面折射出的光量；
对于在所述第二波长范围内的在所述第二光学波导的所述块基板内行进且以低于相对于法线不超过25度的低阈值角度的每个角度入射在所述第二光学波导的所述主表面中的其上置有所述第二涂层的所述一个主表面上的光来说，所述第二涂层具有不超过百分之2的低反射比；以及
对于在所述第二波长范围内的在所述第二光学波导的所述块基板内行进且以高于相对于所述法线至少30度的高阈值角度的每个角度入射在所述第二光学波导的所述主表面中的其上置有所述第二涂层的所述一个主表面上的光来说，所述第二涂层具有至少百分之50的高反射比。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所产生的图像还包括在不同于所述第一和第二波长范围的第三波长范围内的光，其中所述近眼或平视显示系统还包括邻近所述第二光学波导安置的第三光学波导，所述第三光学波导包括块基板、输入耦合器和输出耦合器，所述方法还包括：
使用所述第三光学波导的所述输入耦合器将所述图像的在所述输入角度范围内且在所述第三波长范围内的光耦合入所述第三光学波导的所述块基板；
使用所述第三光学波导的所述输出耦合器将所述图像的在所述输出角度范围内且在所述第三波长范围内的至少部分地经由TIR从所述输入耦合器穿过所述第三光学波导行进至所述输出耦合器的光从所述第三光学波导的所述块基板中耦合出；
使用所述第三光学波导的所述主表面之一上的第三涂层，来相比不使用所述第三涂层的情况减少从所述第三光学波导的所述主表面中的将所述第三涂层放置其上的所述一个主表面折射出的光量；
对于在所述第三波长范围内的在所述第三光学波导的所述块基板内行进且以低于相对于法线不超过25度的低阈值角度的每个角度入射在所述第三光学波导的所述主表面中的其上置有所述第三涂层的所述一个主表面上的光来说，所述第三涂层具有不超过百分之2的低反射比；以及
所述第三涂层被配置为，对于在所述第三波长范围内的在所述第三光学波导的所述块基板内行进且以高于相对于法线至少30度的高阈值角度的每个角度入射在所述第三光学波导的所述主表面中的其上置有所述第三涂层的所述一个主表面上的光来说，具有至少百分之50的高反射比。
17.一种近眼或平视显示系统，包括：
显示引擎，被配置为产生包括在红色波长范围内的光、在绿色波长范围内的光和在蓝色波长范围内的光的图像；
包括第一、第二和第三光学波导的波导组装件，每个波导包括相应的输入耦合器、相应的输出耦合器和一对主表面；
所述第一、第二和第三光学波导被配置成将在红色波长范围内的光、在绿色波长范围内的光和在蓝色波长范围内的光分别从其输入耦合器传送到其输出耦合器；
在所述第一光学波导的主表面中的至少一个主表面上的第一涂层；
在所述第二光学波导的主表面中的至少一个主表面上的第二涂层；
在所述第二光学波导的所述主表面中的至少一个主表面上的第三涂层；
所述第一涂层对于在所述红色波长范围内的在所述第一光学波导内行进且以低于低阈值角度的角度入射在所述第一光学波导的具有所述第一涂层的所述主表面上的光来说具有低反射比，而对于在所述红色波长范围内的在所述第一光学波导内行进且以高于高阈值角度的角度入射在所述第一光学波导的具有所述第一涂层的所述主表面上的光来说具有高反射比；
所述第一涂层对于在所述红色波长范围内的在所述第一光学波导内行进且以低于低阈值角度不超过25度的每个角度入射在所述第一光学波导的具有所述第一涂层的所述主表面上的光来说具有不超过百分之2的低反射比，而对于在所述红色波长范围内的在所述第一光学波导内行进且以高于高阈值角度至少30度的每个角度入射在所述第一光学波导的具有所述第一涂层的所述主表面上的光来说具有至少百分之50的高反射比；以及
所述第三涂层对于在所述蓝色波长范围内的在所述第三光学波导内行进且以低于低阈值角度不超过25度的每个角度入射在所述第三光学波导的具有所述第三涂层的所述主表面上的光来说具有不超过百分之2的低反射比，而对于在所述蓝色波长范围内的在所述第三光学波导内行进且以高于所述高阈值角度至少30度的每个角度入射在所述第三光学波导的具有所述第三涂层的所述主表面上的光来说具有至少百分之50的高反射比。
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Families Citing this family (69)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11726332B2 (en) 2009-04-27 2023-08-15 Digilens Inc. Diffractive projection apparatus
US11300795B1 (en) * 2009-09-30 2022-04-12 Digilens Inc. Systems for and methods of using fold gratings coordinated with output couplers for dual axis expansion
US11204540B2 (en) 2009-10-09 2021-12-21 Digilens Inc. Diffractive waveguide providing a retinal image
EP3062142B1 (en) 2015-02-26 2018-10-03 Nokia Technologies OY Apparatus for a near-eye display
US10571693B2 (en) 2016-03-01 2020-02-25 Magic Leap, Inc. Reflective switching device for inputting different wavelengths of light into waveguides
CA3045096C (en) * 2016-12-02 2023-04-25 Molecular Imprints, Inc. Configuring optical layers in imprint lithography processes
US10650552B2 (en) 2016-12-29 2020-05-12 Magic Leap, Inc. Systems and methods for augmented reality
EP3343267B1 (en) 2016-12-30 2024-01-24 Magic Leap, Inc. Polychromatic light out-coupling apparatus, near-eye displays comprising the same, and method of out-coupling polychromatic light
CN108333752B (zh) * 2017-01-19 2020-12-29 中强光电股份有限公司 光学系统以及头戴式显示装置
CN115390347A (zh) * 2017-02-15 2022-11-25 奇跃公司 包括伪影抑制的投影仪架构
KR102606226B1 (ko) 2017-02-16 2023-11-23 매직 립, 인코포레이티드 통합된 편광기를 갖는 디스플레이 디바이스에 대한 방법 및 시스템
US10859834B2 (en) 2017-07-03 2020-12-08 Holovisions Space-efficient optical structures for wide field-of-view augmented reality (AR) eyewear
US10338400B2 (en) 2017-07-03 2019-07-02 Holovisions LLC Augmented reality eyewear with VAPE or wear technology
US10578870B2 (en) 2017-07-26 2020-03-03 Magic Leap, Inc. Exit pupil expander
US11789265B2 (en) * 2017-08-18 2023-10-17 A9.Com, Inc. Waveguide image combiners for augmented reality displays
US20210063619A1 (en) * 2017-09-12 2021-03-04 Lg Chem, Ltd. Diffraction Light Guide Plate and Method of Manufacturing Diffraction Light Guide Plate
KR102068138B1 (ko) * 2017-10-24 2020-01-20 주식회사 엘지화학 회절 도광판 및 회절 도광판의 제조 방법
KR20230152180A (ko) * 2017-12-10 2023-11-02 매직 립, 인코포레이티드 광학 도파관들 상의 반사―방지 코팅들
US11187923B2 (en) 2017-12-20 2021-11-30 Magic Leap, Inc. Insert for augmented reality viewing device
FI129167B (en) * 2017-12-22 2021-08-31 Dispelix Oy Interference-free waveguide display
FI128665B (en) * 2017-12-22 2020-09-30 Dispelix Oy Waveguide display with improved glow
TWI669537B (zh) * 2018-01-24 2019-08-21 宏碁股份有限公司 顯示裝置
EP3540479A1 (en) 2018-03-13 2019-09-18 Thomson Licensing Diffraction grating comprising double-materials structures
EP3540499A1 (en) 2018-03-13 2019-09-18 Thomson Licensing Image sensor comprising a color splitter with two different refractive indexes
US10755676B2 (en) 2018-03-15 2020-08-25 Magic Leap, Inc. Image correction due to deformation of components of a viewing device
FI128573B (en) * 2018-03-28 2020-08-14 Dispelix Oy Waveguide display element
US10877214B2 (en) * 2018-05-04 2020-12-29 Facebook Technologies, Llc Diffraction gratings for beam redirection
JP2021525902A (ja) 2018-05-30 2021-09-27 マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． 小型の可変焦点構成
JP7319303B2 (ja) 2018-05-31 2023-08-01 マジック リープ， インコーポレイテッド レーダ頭部姿勢位置特定
EP3804306B1 (en) 2018-06-05 2023-12-27 Magic Leap, Inc. Homography transformation matrices based temperature calibration of a viewing system
JP7421505B2 (ja) 2018-06-08 2024-01-24 マジック リープ， インコーポレイテッド 自動化された表面選択設置およびコンテンツ配向設置を用いた拡張現実ビューア
EP3807695B1 (de) * 2018-06-15 2024-04-24 Continental Automotive Technologies GmbH Lichtwellenleiter für ein anzeigegerät
WO2020010097A1 (en) 2018-07-02 2020-01-09 Magic Leap, Inc. Pixel intensity modulation using modifying gain values
EP3591700A1 (en) 2018-07-02 2020-01-08 Thomson Licensing Image sensor comprising a color splitter with two different refractive indexes, and different height
US11856479B2 (en) 2018-07-03 2023-12-26 Magic Leap, Inc. Systems and methods for virtual and augmented reality along a route with markers
US11510027B2 (en) 2018-07-03 2022-11-22 Magic Leap, Inc. Systems and methods for virtual and augmented reality
CN110908109B (zh) * 2018-09-18 2022-03-08 成都理想境界科技有限公司 一种基于波导的显示模组及显示设备
KR102634595B1 (ko) * 2018-07-18 2024-02-07 삼성디스플레이 주식회사 증강 현실 제공 장치 및 그 제조방법
US11067808B2 (en) 2018-07-24 2021-07-20 Magic Leap, Inc. Diffractive optical elements with mitigation of rebounce-induced light loss and related systems and methods
EP3827224B1 (en) 2018-07-24 2023-09-06 Magic Leap, Inc. Temperature dependent calibration of movement detection devices
US11624929B2 (en) 2018-07-24 2023-04-11 Magic Leap, Inc. Viewing device with dust seal integration
DE102019211258A1 (de) * 2018-08-01 2020-03-19 Schott Ag Geschichteter optischer verbundwerkstoff mit zwei gruppierungen von beschichtungsschichten und seine augmented-reality-anwendung
EP3605189A1 (en) * 2018-08-01 2020-02-05 Schott AG Optical layered composite having a coating thickness below a threshold and its application in augmented reality
DE102019211256A1 (de) * 2018-08-01 2020-03-19 Schott Ag Geschichteter optischer verbundwerkstoff, der einen reduzierten gehalt an stark lichtbrechenden schichten aufweist, und seine augmented-reality-anwendung
JP7401519B2 (ja) 2018-08-02 2023-12-19 マジック リープ， インコーポレイテッド 頭部運動に基づく瞳孔間距離補償を伴う視認システム
US10795458B2 (en) 2018-08-03 2020-10-06 Magic Leap, Inc. Unfused pose-based drift correction of a fused pose of a totem in a user interaction system
CN109917547B (zh) * 2018-10-31 2024-06-18 东南大学 基于彩色偏振体光栅的全彩波导耦合近眼显示结构、制备方法及ar可穿戴设备
JP7472127B2 (ja) 2018-11-16 2024-04-22 マジック リープ， インコーポレイテッド 画像鮮明度を維持するための画像サイズによってトリガされる明確化
US11067811B2 (en) 2019-01-11 2021-07-20 Facebook Technologies, Llc Volume bragg gratings for near-eye waveguide display
JP7453979B2 (ja) * 2019-02-01 2024-03-21 マジック リープ， インコーポレイテッド 走査ミラーを伴う１次元ピクセルアレイを有するディスプレイシステム
CN113518961A (zh) 2019-02-06 2021-10-19 奇跃公司 限制由多个处理器产生的总热量的基于目标意图的时钟速度确定和调整
CN109839746A (zh) * 2019-03-05 2019-06-04 京东方科技集团股份有限公司 一种近眼显示设备及其制作方法
CN113544766A (zh) 2019-03-12 2021-10-22 奇跃公司 在第一和第二增强现实观看器之间配准本地内容
EP3963565A4 (en) 2019-05-01 2022-10-12 Magic Leap, Inc. CONTENT DELIVERY SYSTEM AND PROCEDURES
EP4004630A4 (en) 2019-07-26 2022-09-28 Magic Leap, Inc. AUGMENTED REALITY SYSTEMS AND METHODS
US11874560B2 (en) * 2019-08-02 2024-01-16 3M Innovative Properties Company Backlight for uniform illumination
US20210055551A1 (en) 2019-08-23 2021-02-25 Facebook Technologies, Llc Dispersion compensation in volume bragg grating-based waveguide display
EP3798716A1 (en) * 2019-09-27 2021-03-31 Schott AG Waveguide device comprising optical elements of selected refractive index
EP3798687A1 (en) 2019-09-27 2021-03-31 Schott AG Layered optical composite having a reduced content of highly refractive layers and its application in augmented reality
US11175509B2 (en) * 2019-09-30 2021-11-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Tuned waveguides
EP4058979A4 (en) 2019-11-15 2023-01-11 Magic Leap, Inc. VIEWING SYSTEM FOR USE IN A SURGICAL ENVIRONMENT
US11703689B2 (en) * 2019-11-15 2023-07-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Device for enlarging exit pupil area and display including the same
GB2589575B (en) * 2019-12-02 2022-01-12 Envisics Ltd Pupil expander
US11740466B1 (en) * 2020-03-20 2023-08-29 Apple Inc. Optical systems with scanning mirror input couplers
US11815709B2 (en) 2020-03-23 2023-11-14 Lumus Ltd. Optical devices for mitigating ghost images
US11747621B2 (en) 2020-11-07 2023-09-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Dichroic coatings to improve display uniformity and light security in an optical combiner
WO2022104776A1 (zh) * 2020-11-23 2022-05-27 瑞仪光电(苏州)有限公司 光学元件、影像波导方法、头戴式显示装置和绕射式波导显示器
CN114911094A (zh) * 2021-02-10 2022-08-16 未来（北京）黑科技有限公司 显示装置、抬头显示器以及交通设备
EP4367553A1 (en) * 2022-05-04 2024-05-15 Lumus Ltd. Modified color and slope mediating layer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2196729A1 (en) * 2008-12-12 2010-06-16 BAE Systems PLC Improvements in or relating to waveguides
CN102298211A (zh) * 2010-06-25 2011-12-28 索尼公司 光学器件、图像显示设备和头部安装式显示单元
CN103069330A (zh) * 2010-08-23 2013-04-24 夏普株式会社 液晶显示面板
CN104054337A (zh) * 2012-01-17 2014-09-17 伊斯曼柯达公司 使用倾斜滤光器的立体眼镜
CN104145208A (zh) * 2012-03-15 2014-11-12 谷歌公司 具有衍射透镜的近眼式显示器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5053755A (en) 1989-05-18 1991-10-01 Hughes Aircraft Company Automotive head-up display with high brightness in daytime and high contrast in nighttime
IL157837A (en) 2003-09-10 2012-12-31 Yaakov Amitai Substrate-guided optical device particularly for three-dimensional displays
CN101194402B (zh) 2005-01-24 2011-04-20 索尔实验室公司 具有快速波长扫描的紧凑多模激光器
JP2010072150A (ja) 2008-09-17 2010-04-02 Konica Minolta Holdings Inc 映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ
US8436997B2 (en) 2010-12-17 2013-05-07 Xyratex Technology Limited Optical inspection system with polarization isolation of detection system reflections
CN102147492B (zh) 2011-01-06 2012-09-26 南京大学 微结构准相位匹配实现多维目标波导光栅和体光栅的制备方法
GB201114149D0 (en) 2011-08-17 2011-10-05 Bae Systems Plc Projection display
US10502876B2 (en) 2012-05-22 2019-12-10 Microsoft Technology Licensing, Llc Waveguide optics focus elements
US8885997B2 (en) 2012-08-31 2014-11-11 Microsoft Corporation NED polarization system for wavelength pass-through
EP2837299A1 (en) 2013-08-13 2015-02-18 BAE Systems PLC Improvements in and relating to visors
EP3032978B1 (en) 2013-08-13 2019-05-01 BAE SYSTEMS plc Improvements in and relating to visors

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2196729A1 (en) * 2008-12-12 2010-06-16 BAE Systems PLC Improvements in or relating to waveguides
CN102298211A (zh) * 2010-06-25 2011-12-28 索尼公司 光学器件、图像显示设备和头部安装式显示单元
CN103069330A (zh) * 2010-08-23 2013-04-24 夏普株式会社 液晶显示面板
CN104054337A (zh) * 2012-01-17 2014-09-17 伊斯曼柯达公司 使用倾斜滤光器的立体眼镜
CN104145208A (zh) * 2012-03-15 2014-11-12 谷歌公司 具有衍射透镜的近眼式显示器

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