CN114114519A - 波导的制作方法以及具有波导的头戴式显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种头戴式显示装置。头戴式显示装置用于配置在使用者的至少一眼睛前方，包括一显示单元、第一波导以及第二波导。显示单元用于提供一影像光束。第一波导位于显示单元与第二波导之间，第一波导用以传递影像光束至第二波导，并调整影像光束的光形，以保持视场角，并在单一维度上扩大光瞳。第二波导用以传递影像光束至所述使用者的至少一眼睛，且能够延长光的传递路径，并提供均匀的影像光束。如此，头戴式显示装置能够具有大视角，并保持使用者的观赏品质。

Description

波导的制作方法以及具有波导的头戴式显示装置

技术领域

本发明关于一种光学结构的制作方法以及具有光学结构的光学装置，且特别是关于一种波导的制作方法以及具有波导的头戴式显示装置。

背景技术

随着显示技术的进步及人们对于高科技的渴望，虚拟实境(virtual reality)与扩充实境(augmented reality)的技术已渐趋成熟，其中头戴式显示器(head mounteddisplay,HMD)则是用以实现此技术的显示器。头戴式显示器的发展历史可以追溯到1970年代的美国军方，其利用一个光学投影系统，将显示器元件上的影像或文字信息投影到使用者的眼中。近年来，随着微型显示器中的解析度越来越高，尺寸功耗越来越小，头戴式显示器亦发展成为一种携带式(portable)显示装置。除了在军事领域外，其他诸如工业生产、模拟训练、立体显示、医疗、运动、导航和电子游戏等相关领域，头戴式显示器的显示技术亦皆有所成长而占据了重要的地位。

然而，在头戴式显示器的光机设计中，为了达到大视角且小体积的目标，在设计上，会遇到许多困难。例如，由于光展量(etendue)守恒的原因，当视场角越大时，光圈值(f-number)提高，光瞳(Pupil aperture)将会越小，以提升镜头所需要的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)的目标值。因此若在有限的长度下希望达到大角度的视场角输出，光瞳缩小是需要考虑的因素，然而因为光瞳缩小的关系，影像光束在波导中的扩张也会变得更加的困难，这会使得影像光束的亮度无法降低。由于人眼的瞳孔在光量的亮度为1000至2000尼特(nit)的照射情况下，其尺寸仅有约2.5毫米左右，因此在小光瞳的情况下，要让影像光束中所有角度的影像光皆能够顺利的进入人眼，就会变得更加的困难。

另一方面，在现有的几何式波导设计中，头戴式显示器的光机的光瞳需要伸进波导内，使得光瞳缩束的最小位置能够在进入主波导的位置使最多的光线能耦合进入波导内，以提高效率，并有效地将不容易进入波导的大角度光线顺利传递进入主波导内。然而，这样的设计下，光瞳的长度以及其通过的波导需要在一定的长度以上。如此一来，当头戴式显示器中容置空间不足以容纳一定长度的波导时，就容易形成大角度的影像画面的缺失与效率的降低。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所公开的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的现有技术。在“背景技术”段落所公开的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。

发明内容

为达到上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提供一种头戴式显示装置，具有大视角，且缩短头戴式显示装置的体积，缩短波导元件的长度，可更贴近人脸的轮廓。在单一维度上扩大光瞳并提供均匀的影像光束。

本发明还提供一种波导的制作方法，能够简易地制作具有用以扩大光瞳或延长光传递路径的波导。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所公开的技术特征中得到进一步的了解。

为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种头戴式显示装置，头戴式显示装置用于配置在使用者的至少一眼睛前方，包括显示单元、第一波导以及第二波导。显示单元用于提供影像光束。第一波导，位于影像光束的传递路径上，且第一波导包括：第一板体；以及多个第一光学微结构，位于第一板体中，且该些第一光学微结构包括中央光学微结构，分别位于该影像光束的主轴的两侧，以及边缘光学微结构，分别位于影像光束的主轴的两侧，且中央光学微结构比边缘光学微结构还靠近影像光束的主轴，其中影像光束经由第一板体的第一表面进入第一板体后，影像光束的一部分穿透中央光学微结构，影像光束的另一部分经由中央光学微结构而分别被传递至对应的边缘光学微结构，并通过对应的边缘光学微结构后自第一板体的第二表面离开第一板体。第二波导，位于影像光束的传递路径上，其中第一波导位于显示单元与第二波导之间，第一波导用以传递影像光束至第二波导，并调整影像光束的光形，第二波导用以传递影像光束至所述使用者的至少一眼睛。第二波导包括第二板体，具有入光面，入光面连接第二板体的第一表面与第二表面，以及多个第二光学微结构，位于第二板体中，其中各第二光学微结构分别具有光学面，该些第二光学微结构的该些光学面分别相对于第二板体的第一表面倾斜，以及多个导光光学膜图案，该些导光光学膜图案位于该些第二光学微结构的该些光学面上，且该些导光光学膜图案用以使一部分的影像光束穿透，并反射另一部分的影像光束，其中影像光束经由入光面进入第二板体后，影像光束的一部分穿透该些导光光学膜图案，影像光束的另一部分经由该些导光光学膜图案反射后自第二板体的第二表面离开第二板体。

在本发明的一实施例中，该些导光光学膜图案在第二板体上的正投影面积与第二板体的面积之间的比值小于30％。

在本发明的一实施例中，上述的第一波导与第二波导之间的夹角介于90度至135度之间。

在本发明的一实施例中，上述的第一波导的第一光学微结构沿着第一方向排列，第二波导的第二光学微结构沿着第二方向排列，且该第一方向与该第二方向垂直。

在本发明的一实施例中，上述的各第一光学微结构分别具有一光学面，第一光学微结构的光学面分别自靠近影像光束的主轴与第一表面处往远离影像光束的主轴以及靠近第二表面处延伸而相对于第一表面倾斜。

在本发明的一实施例中，上述的第一波导具有一第一光学区以及一第二光学区，第一光学区以及第二光学区分别位于影像光束的主轴的两侧，位于第一光学区中的第一光学微结构的光学面的倾斜方向与第二光学区中的第一光学微结构的光学面的倾斜方向成镜像对称。

在本发明的一实施例中，上述的第一波导具有至少一光学膜，至少一光学膜位于第一光学微结构的光学面的至少之一上，且光学膜用以使一部分的影像光束穿透，并反射另一部分的影像光束。

在本发明的一实施例中，位于上述的中央光学微结构或边缘光学微结构上的至少一光学膜对影像光束的反射率大于对影像光束的穿透率。

在本发明的一实施例中，上述的第一光学微结构还包括多个中继光学微结构，且中央光学微结构与边缘光学微结构之间存在至少一中继光学微结构，其中来自于中央光学微结构的影像光束的一部分穿透中继光学微结构后被传递至对应的边缘光学微结构，来自于中央光学微结构的影像光束的另一部分经由中继光学微结构反射而自第二表面离开第一板体。

在本发明的一实施例中，位于上述的中继光学微结构上的至少一光学膜对影像光束的反射率小于对影像光束的穿透率。

在本发明的一实施例中，上述的第一板体包括一第一结构层以及一第二结构层。第一板体的第一结构层具有多个第一斜面与多个第一连接面，其中各第一连接面连接相邻的第一斜面的不同端，以形成一第一锯齿状结构。第一板体的第二结构层具有多个第二斜面与多个第二连接面，其中各第二连接面连接相邻的第二斜面的不同端，以形成一第二锯齿状结构，且第二斜面与第一斜面相对应，第二连接面与第一连接面相对应，以使第一锯齿状结构与第二锯齿状结构吻合，且第二斜面与第一斜面相接触而形成第一光学微结构的光学面。

在本发明的一实施例中，上述的第一波导具有至少一光学膜，至少一光学膜位于第一结构层的第一斜面与第二结构层的第二斜面的至少之一上，且光学膜用以使一部分的影像光束穿透，并反射另一部分的影像光束。

在本发明的一实施例中，相邻的二上述的导光光学膜图案之间的最小距离小于使用者瞳孔的尺寸。

在本发明的一实施例中，上述的各导光光学膜图案的尺寸与相邻的二导光光学膜图案之间的最小距离的比值介于0.6至0.7之间。

在本发明的一实施例中，上述的第二板体包括一第一结构层以及一第二结构层。第二板体的第一结构层具有多个第一斜面与多个第一连接面，其中各第一连接面连接相邻的第一斜面的不同端，以形成一第一锯齿状结构。第二板体的第二结构层具有多个第二斜面与多个第二连接面，其中各第二连接面连接相邻的第二斜面的不同端，以形成一第二锯齿状结构，且第二斜面与第一斜面相对应，第二连接面与第一连接面相对应，以使第一锯齿状结构与第二锯齿状结构吻合，且第二斜面与第一斜面相接触而形成第二光学微结构的光学面。

在本发明的一实施例中，上述的第二波导具有一第一光学区以及一第二光学区，其中第一光学区位于入光面与第二光学区之间，且第一锯齿状结构、第二锯齿状结构与第二光学微结构位于第二光学区中，且第二波导还包括一导光膜。导光膜位于第二波导的内部的一导光面上，导光面位于第一光学区中并与第一表面平行，其中导光膜用以使一部分的影像光束穿透，并反射另一部分的影像光束，且通过导光膜的影像光束在第二波导中以全反射的方式被传递。

在本发明的一实施例中，上述的第二波导的第一结构层还具有第一平面，第二结构层还具有第二平面，第二平面与第一平面相接触而形成导光面。

为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种头戴式显示装置的波导的制作方法，其中波导用以传递影像光束，且波导的制作方法包括下列步骤。提供第一结构层，其中第一结构层具有多个第一斜面与多个第一连接面，其中各第一连接面连接相邻的第一斜面的不同端，以形成一第一锯齿状结构。提供一第二结构层，其中第二结构层具有多个第二斜面与多个第二连接面，其中各第二连接面连接相邻的第二斜面的不同端，以形成一第二锯齿状结构。在第一结构层的至少一第一斜面或第二结构层的至少一第二斜面上形成至少一光学膜，其中至少一光学膜用以使一部分的影像光束穿透，并反射另一部分的影像光束。接合第一结构层与第二结构层，其中第二斜面与第一斜面相对应，第二连接面与第一连接面相对应，以使第一锯齿状结构与第二锯齿状结构能够吻合，且第二斜面与第一斜面相接触而形成多个光学微结构的多个光学面。

在本发明的一实施例中，上述的波导为一第一波导，第一结构层与第二结构层接合后形成第一波导的一第一板体，光学微结构为多个第一光学微结构，第一波导具有一第一光学区以及一第二光学区，第一光学区以及第二光学区分别位于影像光束的主轴的两侧，位于第一光学区中的第一光学微结构的光学面的倾斜方向与第二光学区中的第一光学微结构的光学面的倾斜方向成镜像对称。

在本发明的一实施例中，上述的第一光学微结构包括二中央光学微结构以及二边缘光学微结构。中央光学微结构分别位于影像光束的主轴的两侧。边缘光学微结构，分别位于影像光束的主轴的两侧，且中央光学微结构比边缘光学微结构更靠近影像光束的主轴，其中影像光束经由第一表面进入第一板体后，影像光束的一部分穿透中央光学微结构，影像光束的另一部分经由中央光学微结构而分别被传递至对应的边缘光学微结构，并通过对应的边缘光学微结构后离开第一板体。

在本发明的一实施例中，上述的波导为第二波导，第一结构层与第二结构层接合后形成第二波导的第二板体，光学微结构为多个第二光学微结构，且形成至少一光学膜的方法包括下列步骤。提供光罩，且光罩具有多个贯孔。使光罩与第一结构层或第二结构层重叠，且贯孔在第一结构层或第二结构层上的投影面与第一结构层的至少一第一斜面或第二结构层的至少一第二斜面重叠。通过光罩的多个贯孔在第一结构层的至少一第一斜面或第二结构层的至少一第二斜面上形成至少一光学膜的多个导光光学膜图案，其中影像光束经由入光面进入第二板体后，影像光束的一部分穿透导光光学膜图案，影像光束的另一部分经由导光光学膜图案反射后离开第二板体，且导光光学膜图案在第二板体上的正投影面积与第二板体的面积之间的比值小于30％。

在本发明的一实施例中，上述的光罩为平板状结构或具有锯齿状结构，当光罩具有锯齿状结构时，锯齿状结构与第一锯齿状结构或第二锯齿状结构能够吻合，且光罩的贯孔贯穿锯齿状结构的多个斜面，锯齿状结构的斜面与第一结构层的至少一第一斜面或第二结构层的至少一第二斜面相对应。

在本发明的一实施例中，上述的第二波导具有一第一光学区以及一第二光学区，其中第一光学区位于入光面与第二光学区之间，且第一结构层还具有第一平面，第二结构层还具有第二平面，第一平面与第二平面位于第一光学区中，而第一锯齿状结构、第二锯齿状结构与第二光学微结构位于第二光学区中，且波导的制作方法还包括下列步骤。在第一平面或第二平面上形成导光膜，其中导光膜用以使一部分的影像光束穿透，并反射另一部分的影像光束，当第一结构层与第二结构层接合后，第一平面与第二平面相接触以形成导光面，且通过导光面上的导光膜的影像光束在第二波导中以全反射的方式被传递。

基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中，通过第一波导的配置，影像光束能够被传递至第二波导，且光形得到调整，而能保持视场角，并在单一维度上扩大光瞳。通过第二波导的配置，影像光束的传递路径能够被延长，且具有良好的均匀性。如此，头戴式显示装置能够具有大视角，并能够提供良好的观赏品质。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A是使用者穿戴本发明一实施例的一种头戴式显示装置的上视示意图。

图1B是图1A的头戴式显示装置的架构示意图。

图2A是图1B的第一波导的透视示意图。

图2B是图2A的第一波导的爆炸图。

图2C是图2A的第一波导的侧视示意图。

图2D是图2A的第一波导的光路示意图。

图3A是图1B的第二波导的爆炸示意图。

图3B是一种制作图3A的第二波导的光罩的示意图。

图3C是另一种制作图3A的第二波导的光罩的正视示意图。

图3D是图3C的光罩的底视示意图。

图3E是图1B的第二波导的正视示意图。

图4A是图1A的头戴式显示装置的光路示意图。

图4B是图1A的头戴式显示装置的光路示意图。

图4C是一对照例的头戴式显示装置的光路示意图。

附图标记列表

100：第一波导

101R：第一光学区

102R：第二光学区

110第一板体

110F：光学膜

110OS：光学面

111：第一结构层

111IS：第一斜面

111LS：第一连接面

111S：第一表面

111ZS：第一锯齿状结构

112：第二结构层

112IS：第二斜面

112LS：第二连接面

112S：第二表面

112ZS：第二锯齿状结构

120：第一光学微结构

121：中央光学微结构

122：中继光学微结构

123：边缘光学微结构

200：第二波导

201R：第一光学区

202R：第二光学区

210：第二板体

210F：光学膜

210FP：导光光学膜图案

210OS：光学面

211：第一结构层

211IS：第一斜面

211LS：第一连接面

211PS：第一平面

211S：第一表面

211ZS：第一锯齿状结构

212：第二结构层

212IS：第二斜面

212LS：第二连接面

212ZS：第二锯齿状结构

212S：第二表面

212PS：第二平面

220：第二光学微结构

300：头戴式显示装置

310：照明系统

320：显示单元

D1：第一方向

D2：第二方向

EY：眼睛

GF：导光膜

GS：导光面

IB：影像光束

LS：透镜模块

O：主轴

OM：光罩

PS：平板状结构

ST：光栏

TH：贯孔

WG：波导元件

ZS：锯齿状结构

θ：夹角。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1A是使用者穿戴本发明一实施例的一种头戴式显示装置的上视示意图。图1B是图1A的头戴式显示装置的架构示意图。请参照图1A与图1B，在本实施例中，头戴式显示装置300用于配置在使用者的至少一眼睛EY前方，包括一照明系统310、一显示单元320、以及包括一第一波导100与一第二波导200的波导元件WG。显示单元320用于提供一影像光束IB。在本实施例中，显示单元320例如包括数字微型反射镜元件(Digital Micromirror Device，DMD)，用于将来自照明系统310的照明光束(第一照明光束)转换为影像光束IB。在一实施例中，显示单元320例如包括液晶覆硅(Liquid Crystal On Silicon，简称LCoS)显示装置，本发明对显示单元320的类型并不加以限制。显示单元320还可包括棱镜(Prism)，用于传递照明光束。

具体而言，如图1A与图1B所示，影像光束IB离开显示单元320后，经由透镜模块LS被传递至波导元件WG并收敛在光栏ST处。

在本实施例中，第一波导100位于显示单元320与第二波导200之间，第一波导100用以传递影像光束IB至第二波导200，并调整影像光束IB的光形，第二波导200用以传递影像光束IB至所述使用者的至少一眼睛EY。

在本实施例中，光栏ST位于显示单元320之外，而在影像光束IB的传递路径上，显示单元320位于照明系统310与光栏ST之间。光栏ST处位于第一波导100内、第二波导200内或者第一波导100与第二波导200的连接处的其中之一。光栏ST处是具有影像光束IB的光束缩束的最小截面积的位置。举例而言，在本实施例中，影像光束IB的光束缩束的最小截面积定义为光瞳，光瞳的形状例如是圆形，但在本实施例中，在光栏ST处的光瞳的形状及尺寸仅用以例示说明，本发明不局限于此。

在本实施例中，影像光束IB会聚至光栏ST，并且在通过光栏ST之后经由波导元件WG发散而进行传递。在本实施例中，波导元件WG具有位在第一波导100上的光入口端及位在第二波导200上的光出口端。光入口端适于接收影像光束IB。影像光束IB借由波导元件WG的传递并由光出口端发出，而被传递至人眼。

如图1A与图1B所示，在本实施例中，第一波导100与第二波导200组合而成的波导元件WG为一侧入式的波导架构，并且，在本实施例中，第一波导100与第二波导200之间的夹角θ为钝角设定，介于90度至135度之间。如此，头戴式显示装置的光栏ST处位于波导元件WG内，能够使最多的影像光束能耦合进入波导元件WG内，以提高效率，并有效地将不容易进入波导元件WG的大角度影像光束顺利传递进入其中，其所需要的从透镜模块LS至光栏ST处的长度也可被缩短至8毫米以内。相较于现有的头戴式显示器，在具有相同的光机结构(即照明系统310与显示单元320)的情况下，现有的头戴式显示器中从透镜模块LS至光栏ST处的长度为11毫米左右的长度，由此可知，本实施例的由第一波导100与一第二波导200组合而成的波导元件WG的尺寸可被缩小，而易于设于头戴式显示装置中，且可降低形成大角度的影像画面的缺失与效率的降低的风险。

此外，本实施例的由第一波导100与第二波导200组合而成的波导元件WG的结构还能够有效符合使用者的头形轮廓，而缩短波导元件WG的长度。具体而言，当第一波导100与第二波导200相互垂直的话，波导元件WG与使用者的脸之间将会产生空隙，因此所需要的波导元件WG的长度就必须更长。然而，如图1A所示，在本实施例中，第一波导100与第二波导200之间的夹角介于90度至135度之间，如此，可以符合使用者的头形轮廓，以尽可能减少波导元件WG与使用者的脸之间的空隙，并进步缩短所需的波导元件WG的长度。如此，影像光束IB可以更快地进入到人眼，扩散趋势较少，而使得眼睛的可视角可以放大。

以下将搭配图2A至图3E来进一步分别说明第一波导100与第二波导200的结构。

图2A是图1B的第一波导的透视示意图。图2B是图2A的第一波导的爆炸图。图2C是图2A的第一波导的侧视示意图。图2D是图2A的第一波导的光路示意图。如图2A至图2C所示，在本实施例中，第一波导100包括一第一板体110以及多个第一光学微结构120。第一板体110具有一第一表面111S与一第二表面112S。多个第一光学微结构120位于第一板体110中。第一光学微结构120包括两中央光学微结构121、多个中继光学微结构122以及两边缘光学微结构123。两中央光学微结构121分别位于影像光束IB的主轴O的两侧。两边缘光学微结构123分别位于影像光束IB的主轴O的两侧，且两中央光学微结构121比两边缘光学微结构123更靠近影像光束IB的主轴O。并且，在中央光学微结构121与边缘光学微结构123之间存在至少一中继光学微结构122。

进一步而言，如图2A至图2C所示，在本实施例中，各第一光学微结构120分别具有一光学面110OS，第一光学微结构120的光学面110OS分别自靠近影像光束IB的主轴O往远离影像光束IB的主轴O的方向延伸而相对于第一表面111S倾斜。并且，在本实施例中，第一波导100具有一第一光学区101R以及一第二光学区102R，第一光学区101R以及第二光学区102R分别位于影像光束IB的主轴O的两侧，位于第一光学区101R中的第一光学微结构120的光学面110OS的倾斜方向与第二光学区102R中的第一光学微结构120的光学面110OS的倾斜方向成镜像对称。

进一步而言，如图2C所示，第一波导100具有至少一光学膜110F，至少一光学膜110F位于第一光学微结构120的光学面110OS的至少之一上，且光学膜110F用以使一部分的影像光束IB穿透，并反射另一部分的影像光束IB。举例而言，第一波导100例如可以下列步骤制作。首先，如图2B所示，提供一第一结构层111与一第二结构层112，其中第一结构层111具有多个第一斜面111IS与多个第一连接面111LS，第二结构层112也具有多个第二斜面112IS与多个第二连接面112LS。第一结构层111的各第一连接面111LS连接相邻的第一斜面111IS的不同端，以形成一第一锯齿状结构111ZS，第二结构层112的各第二连接面112LS连接相邻的第二斜面112IS的不同端，以形成一第二锯齿状结构112ZS。并且，在第一结构层111的至少一第一斜面111IS或第二结构层112的至少一第二斜面112IS上形成至少一光学膜110F。换言之，至少一光学膜110F位于第一结构层111的第一斜面111IS与第二结构层112的第二斜面112IS的至少之一上。

接着，接合第一结构层111与第二结构层112，其中第二斜面112IS与第一斜面111IS相对应，第二连接面112LS与第一连接面111LS相对应，以使第一锯齿状结构111ZS与第二锯齿状结构112ZS能够吻合，且第二斜面112IS与第一斜面111IS相接触而形成多个光学微结构的多个光学面110OS。如此，第一结构层111与第二结构层112接合后，可形成第一波导100的第一板体110。

如此，如图2D所示，当影像光束IB经由第一表面111S进入第一板体110后，影像光束IB的一部分穿透两中央光学微结构121，影像光束IB的另一部分经由中央光学微结构121而分别被传递至对应的边缘光学微结构123。更进一步而言，来自于中央光学微结构121的影像光束IB的一部分穿透中继光学微结构122后被传递至对应的边缘光学微结构123，来自于中央光学微结构121的影像光束IB的另一部分经由中继光学微结构122反射而自第二表面112S离开第一板体110。而未被中继光学微结构122反射而离开第一板体110的影像光束IB，则可继续在第一板体110中传递，并在通过对应的边缘光学微结构123后自第二表面112S离开第一板体110。由图2D中可知，影像光束IB会以主轴O成镜像且平行射出离开第一板体110。

具体而言，在本实施例中，位于不同光学微结构上的光学膜110F可因不同的反射/透射需求而有不同的反射率设计。举例而言，在本实施例中，位于上述的两中央光学微结构121或边缘光学微结构123上的至少一光学膜110F对影像光束IB的反射率大于对影像光束IB的穿透率，位于上述的中继光学微结构122上的至少一光学膜110F对影像光束IB的反射率小于对影像光束IB的穿透率。如此，具高反射特性的中央光学微结构121能够有效地反射影像光束IB并使其传递路径往后延伸。而具高穿透特性的中继光学微结构122，能够一边使影像光束IB的传递路径往后延伸外，还可反射影像光束IB并使其离开第一板体110，具高反射特性的边缘光学微结构123则可有效地使影像光束IB离开第一板体110。如此，如图1B与图2C所示，离开第一波导100的第一板体110的影像光束IB会被传递至第二波导200之中，如此，被传递至第二波导200的影像光束IB的光瞳能被有效地扩大。

此外，由于影像光束IB可通过光学膜110F而进一步扩大其光瞳，因此，光学膜110F的特性也会影响整个光瞳的均匀性例如包括亮度的均匀性与颜色的均匀性。进一步而言，当光瞳均匀性不相同的时候，也会影响到进入瞳孔的色点均匀性。因为用以形成影像光束IB的照明光束由照明系统310的发光元件出发，也因为照明系统310的发光元件的射出的色光分布不同的关系，会让不同色光的光瞳的均匀性在不同颜色下具有不同的均匀性。举例而言，当红光、绿光、蓝光的光瞳分布都不相同时，色均匀性会较差，但当红光、绿光、蓝光的光瞳均匀性完全相同时，色点均匀性将会有大幅的提升。因此，在本实施例中，光学膜110F也可针对不同波长的色光条件，来进行反射率/穿透率之调配。如此，当确认光学膜110F的特性与不同色光的光瞳均匀性皆为理想状态时，显示单元320所输出的色点分布就会看人眼瞳孔所看到的色点分布接近，进而提升观赏品质。

此外，在图2C中，光学膜110F的数量虽以分别位于不同光学微结构上的10个光学膜为例示，但本发明不以此为限，光学膜110F的数量可因不同的光机而变化，但皆至少会有至少一个以上的光学膜。

图3A是图1B的第二波导的爆炸示意图。图3B是一种制作图3A的第二波导的光罩的示意图。图3C是另一种制作图3A的第二波导的光罩的正视示意图。图3D是图3C的光罩的底视示意图。图3E是图1B的第二波导的正视示意图。如图3A至图3E所示，在本实施例中，第二波导200包括一第二板体210、多个第二光学微结构220以及多个导光光学膜图案210FP。第二板体210具有一第一表面211S、一第二表面212S以及一入光面用于连接第二表面112S。多个第二光学微结构220位于第二板体210中，其中各第二光学微结构220分别具有至少一光学面210OS，第二光学微结构220的光学面210OS分别相对于第一表面211S倾斜。

进一步而言，如图3A与图3B所示，多个导光光学膜图案210FP位于第二光学微结构220的光学面210OS上，且导光光学膜图案210FP用以使一部分的影像光束IB穿透，并反射另一部分的影像光束IB。举例而言，第二波导200例如可以下列步骤制作。首先，提供一第一结构层211与一第二结构层212，其中第一结构层211具有多个第一斜面211IS与多个第一连接面211LS，第二结构层212也具有多个第二斜面212IS与多个第二连接面212LS。各第一连接面211LS连接相邻的第一斜面211IS的不同端，以形成一第一锯齿状结构211ZS，各第二连接面212LS连接相邻的第二斜面212IS的不同端，以形成一第二锯齿状结构212ZS。

在第一结构层211的至少一第一斜面211IS或第二结构层212的至少一第二斜面212IS上形成至少一光学膜210F，且形成至少一光学膜210F的方法包括下列步骤。提供一光罩OM，且光罩OM具有多个贯孔TH。举例而言，如图3B所示，光罩OM可为一平板状结构PS。

进一步而言，如图3B所示，在本实施例中，使光罩OM与第一结构层211或第二结构层212重叠，且贯孔TH在第一结构层211或第二结构层212上的投影面与第一结构层211的至少一第一斜面211IS或第二结构层212的至少一第二斜面212IS重叠。如此，通过如图3C与图3D所示的光罩OM的多个贯孔TH，在第一结构层211的至少一第一斜面211IS或第二结构层212的至少一第二斜面212IS上也可形成至少一光学膜210F的多个导光光学膜图案210FP。但本发明不以此为限。值得注意的是，在另一实施例中，光罩OM也可为一锯齿状结构(如图3C与图3D所示)。

进一步而言，如图3C与图3D所示，当光罩OM具有一锯齿状结构时，锯齿状结构与第一锯齿状结构211ZS或第二锯齿状结构212ZS能够吻合，且光罩OM的贯孔TH贯穿锯齿状结构的多个斜面，锯齿状结构的斜面与第一结构层211的至少一第一斜面211IS或第二结构层212的至少一第二斜面212IS相对应。接着，使图3C与图3D所示的光罩OM与第一结构层211或第二结构层212重叠，且贯孔TH在第一结构层211或第二结构层212上的投影面与第一结构层211的至少一第一斜面211IS或第二结构层212的至少一第二斜面212IS重叠。如此，通过如图3C与图3D所示的光罩OM的多个贯孔TH，在第一结构层211的至少一第一斜面211IS或第二结构层212的至少一第二斜面212IS上也可形成至少一光学膜210F的多个导光光学膜图案210FP。

接着，接合第一结构层211与第二结构层212，其中第二斜面212IS与第一斜面211IS相对应，第二连接面212LS与第一连接面211LS相对应，以使第一锯齿状结构211ZS与第二锯齿状结构212ZS能够吻合，且第二斜面212IS与第一斜面211IS相接触而形成多个光学微结构的多个光学面210OS。如此，第一结构层211与第二结构层212接合后可形成第二波导200的一第二板体210，其中的光学微结构即为多个第二光学微结构220，且光学面210OS上形成有至少一光学膜210F的多个导光光学膜图案210FP。

举例而言，在本实施例中，第一波导100的第一光学微结构120沿着一第一方向D1排列，第二波导200的第二光学微结构220沿着一第二方向D2排列，且第一方向D1与第二方向D2垂直。如此，由于第一波导100与第二波导200中的光学微结构配置的方式不同，第二波导200与第一波导100的功能也不相同。第一波导100的功能主要是用以传递影像光束IB至第二波导200，并使被耦合至第二波导200的影像光束IB的光瞳能被有效地扩大。第二波导200的功能主要是用以使影像光束IB能被传递至使用者的人眼之中，并且需要提供较大的可视角度。因此，第二波导200的导光光学膜图案210FP还可被设计为圆形的轮廓，且各导光光学膜图案210FP的尺寸大小并不一致，且彼此之间具有间距，以使自第一波导100的影像光束IB能够在第二波导200中被传递得更远，有效控制大角度的影像光束IB能借由第二波导200的导光光学膜图案210FP反射至最后导入眼睛EY，进而可形成具有大视角的头戴式显示装置300的光学系统。

更具体而言，导光光学膜图案210FP之间的间距必须遵守人眼瞳孔大小来定义，以避免使用者感觉到导光光学膜图案210FP过于密集，进而能够具有良好的视觉感受。举例而言，在本实施例中，相邻的两导光光学膜图案210FP之间的最小距离小于或等于使用者瞳孔的尺寸。举例而言，相邻的两导光光学膜图案210FP之间的最小距离约等于使用者瞳孔的尺寸的0.5倍。

另一方面，使用者在不同的瞳孔大小下所看到导光光学膜图案210FP的密集感受是不同的，当人眼瞳孔越大的时候，越能够收到更多的光线，导光光学膜图案210FP所造成的密集感将会大幅降低。因此，在设计的过程当中，也可以控制导光光学膜图案210FP的大小，避免导光光学膜图案210FP造成过严重的密集感。各导光光学膜图案210FP的尺寸与相邻的两导光光学膜图案210FP之间的最小距离的比值介于0.6至0.7之间，其中各导光光学膜图案210FP的尺寸与相邻的两导光光学膜图案210FP之间的最小距离的比值较佳为0.6。例如，在本实施例中，相邻的两个导光光学膜图案210FP之间的最小距离为1.5毫米的条件下，导光光学膜图案210FP的尺寸可控制在1.1毫米以下，如此，将可以使使用者有更好的视觉感受。

如此，当来自第一波导100的影像光束IB经由入光面进入第二板体210后，影像光束IB的一部分能够穿透导光光学膜图案210FP，影像光束IB的另一部分经由导光光学膜图案210FP反射后自第二表面212S离开第二板体210。更具体而言，在本实施例中，导光光学膜图案210FP在第二板体210上的正投影面积与第二板体210的面积之间的比值小于30％，以获得更好的穿透视野。举例而言，导光光学膜图案210FP的面积约为第二板体210的面积的20％左右，并且，由于导光光学膜图案210FP有着50％左右的穿透率，因此头戴式显示装置300的光学系统整体的穿透视野效率可以提升至约90％左右，进而达到良好的穿透视野。

图4A是图1A的头戴式显示装置的光路示意图。图4B是图1A的头戴式显示装置所呈现的影像光束的亮度模拟数据图。图4C是一对照例的未配置有导光膜时的头戴式显示装置所呈现的影像光束的亮度模拟数据图。进一步而言，如图4A所示，在本实施例中，第二波导200具有一第一光学区201R以及一第二光学区202R，其中第一光学区201R位于入光面与第二光学区202R之间，且第一锯齿状结构211ZS、第二锯齿状结构212ZS与第二光学微结构220位于第二光学区202R中，且第二波导200还包括一导光膜GF。导光膜GF位于第二波导200的内部的一导光面GS上，导光面GS位于第一光学区201R中并与第一表面211S平行。

进一步而言，导光膜GF的制作模式可在形成至少一光学膜210F的多个导光光学膜图案210FP时，一起制作。举例而言，在本实施例中，第二波导200的第一结构层211还具有一第一平面211PS，第二结构层212还具有一第二平面212PS，在形成至少一光学膜210F的多个导光光学膜图案210FP的同时，也于第一平面或第二平面上形成导光膜GF，接着，在第一结构层211与第二结构层212接合后，第二平面与第一平面相接触而形成导光面GS，且其上可形成有导光膜GF。

具体而言，如图4A所示，导光膜GF用以使一部分的影像光束IB穿透，并反射另一部分的影像光束IB，且通过导光膜GF的影像光束IB在第二波导200中以全反射的方式被传递。如此，进入第二波导200的影像光束IB的均匀性可被进一步加强。

进一步而言，如图4B所示，当配置有导光膜GF时，导光膜GF能够有效增加影像光束IB的密集度。并且，由于导光膜GF位于第二波导200的内部之中，相较于在第二波导200的外表面镀有导光膜GF的情况，能够大幅增加其均匀性，并且保持其光学效率。如此，头戴式显示装置300中通过第二波导200而传递至人眼的影像光束IB所呈现的影像画面可以具有良好的均匀，且画面不容易产生缺陷。相对于此，如图4C所示，当未配置有导光膜GF时，头戴式显示装置300中通过第二波导200而传递至人眼的影像光束IB的均匀度明显下降，因此，进入人眼的影像光束IB将会有部分区域缺光，如此，人眼所看到的影像画面就会有缺陷而不完整，进而影响观赏品质。

综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中，通过第一波导的配置，影像光束能够被传递至第二波导，且光形得到调整，而能保持视场角，并在单一维度上扩大光瞳。通过第二波导的配置，影像光束的传递路径能够被延长，且具有良好的均匀性。如此，头戴式显示装置能够具有大视角，并能够提供良好的观赏品质。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即凡是依照本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所公开的全部目的或优点或特点。此外，说明书摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

Claims (28)

1.一种头戴式显示装置，其特征在于，用于配置在使用者的至少一眼睛前方，包括显示单元、第一波导以及第二波导，其中

所述显示单元用于提供影像光束；

所述第一波导位于所述影像光束的传递路径上，且所述第一波导包括第一板体以及多个第一光学微结构，其中

所述多个第一光学微结构位于所述第一板体中，且所述多个第一光学微结构包括中央光学微结构以及边缘光学微结构，其中

所述中央光学微结构分别位于所述影像光束的主轴的两侧；

所述边缘光学微结构分别位于所述影像光束的主轴的两侧，且所述中央光学微结构比所述边缘光学微结构还靠近所述影像光束的主轴，其中所述影像光束经由所述第一板体的第一表面进入所述第一板体后，所述影像光束的一部分穿透所述中央光学微结构，所述影像光束的另一部分经由所述中央光学微结构而分别被传递至对应的所述边缘光学微结构，并通过对应的所述边缘光学微结构后自所述第一板体的第二表面离开所述第一板体；

所述第二波导位于所述影像光束的传递路径上，其中所述第一波导位于所述显示单元与所述第二波导之间，所述第一波导用以传递所述影像光束至所述第二波导，并调整所述影像光束的光形，所述第二波导用以传递影像光束至所述使用者的至少一眼睛，且所述第二波导包括第二板体、多个第二光学微结构以及多个导光光学膜图案，其中

所述第二板体具有入光面，所述入光面连接所述第二板体的第一表面与第二表面；

所述多个第二光学微结构位于所述第二板体中，其中所述第二光学微结构中的每个分别具有光学面，所述多个第二光学微结构的所述多个光学面分别相对于所述第二板体的所述第一表面倾斜；

所述多个导光光学膜图案位于所述多个第二光学微结构的所述多个光学面上，且所述多个导光光学膜图案用以使一部分的所述影像光束穿透，并反射另一部分的所述影像光束，其中所述影像光束经由所述入光面进入所述第二板体后，所述影像光束的一部分穿透所述多个导光光学膜图案，所述影像光束的另一部分经由所述多个导光光学膜图案反射后自所述第二板体的所述第二表面离开所述第二板体。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述多个导光光学膜图案在所述第二板体上的正投影面积与所述第二板体的面积之间的比值小于30％。

3.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述第一波导与所述第二波导之间的夹角介于90度至135度之间。

4.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述第一波导的所述多个第一光学微结构沿着第一方向排列，所述第二波导的所述多个第二光学微结构沿着第二方向排列，且所述第一方向与所述第二方向垂直。

5.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述第一光学微结构中的每个分别具有光学面，所述多个第一光学微结构的所述多个光学面分别自靠近所述影像光束的主轴与所述第一板体的所述第一表面处往远离所述影像光束的主轴以及靠近所述第一板体的所述第二表面处延伸而相对于所述第一板体的所述第一表面倾斜。

6.根据权利要求5所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述第一波导具有第一光学区以及第二光学区，所述第一光学区以及所述第二光学区分别位于所述影像光束的主轴的两侧，位于所述第一光学区中的所述多个第一光学微结构的所述多个光学面的倾斜方向与所述第二光学区中的所述多个第一光学微结构的所述多个光学面的倾斜方向成镜像对称。

7.根据权利要求5所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述第一波导具有至少一光学膜，所述至少一光学膜位于所述多个第一光学微结构的所述多个光学面的至少之一上，且所述光学膜用以使一部分的所述影像光束穿透，并反射另一部分的所述影像光束。

8.根据权利要求7所述的头戴式显示装置，其特征在于，位于所述中央光学微结构或所述边缘光学微结构上的所述至少一光学膜对所述影像光束的反射率大于对所述影像光束的穿透率。

9.根据权利要求7所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述多个第一光学微结构还包括多个中继光学微结构，且所述中央光学微结构与所述边缘光学微结构之间存在至少一所述中继光学微结构，其中来自于所述中央光学微结构的所述影像光束的一部分穿透所述多个中继光学微结构后被传递至对应的所述边缘光学微结构，来自于所述中央光学微结构的所述影像光束的另一部分经由所述多个中继光学微结构反射而自所述第一板体的所述第二表面离开所述第一板体。

10.根据权利要求9所述的头戴式显示装置，其特征在于，位于所述多个中继光学微结构上的所述至少一光学膜对所述影像光束的反射率小于对所述影像光束的穿透率。

11.根据权利要求5所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述第一板体包括第一结构层以及第二结构层，其中

所述第一结构层具有多个第一斜面与多个第一连接面，其中所述第一连接面中的每个连接相邻的所述多个第一斜面的不同端，以形成第一锯齿状结构；

所述第二结构层具有多个第二斜面与多个第二连接面，其中所述第二连接面中的每个连接相邻的所述多个第二斜面的不同端，以形成第二锯齿状结构，且所述多个第二斜面与所述多个第一斜面相对应，所述多个第二连接面与所述多个第一连接面相对应，以使所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构吻合，且所述多个第二斜面与所述多个第一斜面相接触而形成所述多个第一光学微结构的所述多个光学面。

12.根据权利要求11所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述第一波导具有至少一光学膜，所述至少一光学膜位于所述第一结构层的所述多个第一斜面与所述第二结构层的所述多个第二斜面的至少之一上，且所述光学膜用以使一部分的所述影像光束穿透，并反射另一部分的所述影像光束。

13.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，相邻的二所述导光光学膜图案之间的最小距离小于使用者瞳孔的尺寸。

14.根据权利要求13所述的头戴式显示装置，其特征在于，各所述导光光学膜图案的尺寸与相邻的二所述导光光学膜图案之间的最小距离的比值介于0.6至0.7之间。

15.根据权利要求13所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述第二板体包括第一结构层以及第二结构层，其中

所述第一结构层具有多个第一斜面与多个第一连接面，其中所述第一连接面中的每个连接相邻的所述多个第一斜面的不同端，以形成第一锯齿状结构；

所述第二结构层具有多个第二斜面与多个第二连接面，其中所述第二连接面中的每个连接相邻的所述多个第二斜面的不同端，以形成第二锯齿状结构，且所述多个第二斜面与所述多个第一斜面相对应，所述多个第二连接面与所述多个第一连接面相对应，以使所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构吻合，且所述多个第二斜面与所述多个第一斜面相接触而形成所述多个第二光学微结构的所述多个光学面。

16.根据权利要求15所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述第二波导具有第一光学区以及第二光学区，其中所述第一光学区位于所述入光面与所述第二光学区之间，且所述第一锯齿状结构、所述第二锯齿状结构与所述多个第二光学微结构位于所述第二光学区中，且所述第二波导还包括：

导光膜，所述导光膜位于所述第二波导的内部的一导光面上，所述导光面位于所述第一光学区中并与所述第二板体的所述第一表面平行，其中所述导光膜用以使一部分的所述影像光束穿透，并反射另一部分的所述影像光束，且通过所述导光膜的所述影像光束在所述第二波导中以全反射的方式被传递。

17.根据权利要求15所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述第一结构层还具有第一平面，所述第二结构层还具有第二平面，所述第二平面与所述第一平面相接触而形成所述导光面。

18.一种头戴式显示装置的波导的制作方法，其特征在于，所述波导用以传递影像光束，且所述波导的制作方法包括：

提供第一结构层，其中所述第一结构层具有多个第一斜面与多个第一连接面，其中所述第一连接面中的每个连接相邻的所述多个第一斜面的不同端，以形成第一锯齿状结构；

提供第二结构层，其中所述第二结构层具有多个第二斜面与多个第二连接面，其中所述第二连接面中的每个连接相邻的所述多个第二斜面的不同端，以形成第二锯齿状结构；

在所述第一结构层的至少一所述多个第一斜面或所述第二结构层的至少一所述多个第二斜面上形成至少一光学膜，其中所述至少一光学膜用以使一部分的所述影像光束穿透，并反射另一部分的所述影像光束；以及

接合所述第一结构层与所述第二结构层，其中所述多个第二斜面与所述多个第一斜面相对应，所述多个第二连接面与所述多个第一连接面相对应，以使所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构能够吻合，且所述多个第二斜面与所述多个第一斜面相接触而形成多个光学微结构的多个光学面。

19.根据权利要求18所述的波导的制作方法，其特征在于，所述波导为第一波导，所述第一结构层与所述第二结构层接合后形成所述第一波导的第一板体，所述多个光学微结构为多个第一光学微结构，所述第一波导具有第一光学区以及第二光学区，所述第一光学区以及所述第二光学区分别位于所述影像光束的主轴的两侧，位于所述第一光学区中的所述多个第一光学微结构的所述多个光学面的倾斜方向与所述第二光学区中的所述多个第一光学微结构的所述多个光学面的倾斜方向成镜像对称。

20.根据权利要求19所述的波导的制作方法，其特征在于，所述多个第一光学微结构包括中央光学微结构以及边缘光学微结构，其中

所述中央光学微结构分别位于所述影像光束的主轴的两侧；

所述边缘光学微结构分别位于所述影像光束的主轴的两侧，且所述中央光学微结构比所述边缘光学微结构更靠近所述影像光束的主轴，其中所述影像光束经由所述第一表面进入所述第一板体后，所述影像光束的一部分穿透所述中央光学微结构，所述影像光束的另一部分经由所述中央光学微结构而分别被传递至对应的所述边缘光学微结构，并通过对应的所述边缘光学微结构后离开所述第一板体。

21.根据权利要求20所述的波导的制作方法，其特征在于，位于所述中央光学微结构或所述边缘光学微结构上的所述至少一光学膜对所述影像光束的反射率大于对所述影像光束的穿透率。

22.根据权利要求20所述的波导的制作方法，其特征在于，所述多个第一光学微结构还包括多个中继光学微结构，且所述中央光学微结构与所述边缘光学微结构之间存在至少一所述中继光学微结构，其中来自于所述中央光学微结构的所述影像光束的一部分穿透所述多个中继光学微结构后被传递至对应的所述边缘光学微结构，来自于所述中央光学微结构的所述影像光束的另一部分经由所述多个中继光学微结构反射而离开所述第一板体。

23.根据权利要求22所述的波导的制作方法，其特征在于，位于所述多个中继光学微结构上的所述至少一光学膜对所述影像光束的反射率小于对所述影像光束的穿透率。

24.根据权利要求18所述的波导的制作方法，其特征在于，所述波导为第二波导，所述第一结构层与所述第二结构层接合后形成所述第二波导的第二板体，所述多个光学微结构为多个第二光学微结构，且形成至少一光学膜的方法包括：

提供光罩，且所述光罩具有多个贯孔；

使所述光罩与所述第一结构层或所述第二结构层重叠，且所述多个贯孔在所述第一结构层或所述第二结构层上的投影面与所述第一结构层的至少一所述多个第一斜面或所述第二结构层的至少一所述多个第二斜面重叠；以及

通过所述光罩的多个贯孔在所述第一结构层的至少一所述多个第一斜面或所述第二结构层的至少一所述多个第二斜面上形成所述至少一光学膜的多个导光光学膜图案，其中所述影像光束经由所述入光面进入所述第二板体后，所述影像光束的一部分穿透所述多个导光光学膜图案，所述影像光束的另一部分经由所述多个导光光学膜图案反射后离开所述第二板体，且所述多个导光光学膜图案在所述第二板体上的正投影面积与所述第二板体的面积之间的比值小于30％。

25.根据权利要求24所述的波导的制作方法，其特征在于，所述光罩为平板状结构或具有锯齿状结构，当所述光罩具有锯齿状结构时，所述锯齿状结构与所述第一锯齿状结构或所述第二锯齿状结构能够吻合，且所述光罩的所述多个贯孔贯穿所述锯齿状结构的多个斜面，所述锯齿状结构的所述多个斜面与所述第一结构层的至少一所述多个第一斜面或所述第二结构层的至少一所述多个第二斜面相对应。

26.根据权利要求24所述的波导的制作方法，其特征在于，相邻的所述两个所述导光光学膜图案之间的最小距离小于使用者瞳孔的尺寸。

27.根据权利要求24所述的波导的制作方法，其特征在于，所述导光光学膜图案中的每个的尺寸与相邻的所述两个所述导光光学膜图案之间的最小距离的比值介于0.6至0.7之间。

28.根据权利要求24所述的波导的制作方法，其特征在于，所述第二波导具有第一光学区以及第二光学区，其中所述第一光学区位于所述入光面与所述第二光学区之间，且所述第一结构层还具有第一平面，所述第二结构层还具有第二平面，所述第一平面与所述第二平面位于所述第一光学区中，而所述第一锯齿状结构、所述第二锯齿状结构与所述多个第二光学微结构位于所述第二光学区中，且所述波导的制作方法还包括：

在所述第一平面或所述第二平面上形成导光膜，其中所述导光膜用以使一部分的所述影像光束穿透，并反射另一部分的所述影像光束，当所述第一结构层与所述第二结构层接合后，所述第一平面与所述第二平面相接触以形成一导光面，且通过所述导光面上的所述导光膜的所述影像光束在所述第二波导中以全反射的方式被传递。

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