TW202332945A - 彎曲光導影像組合器和包括該組合器的系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種裝置。該裝置包括具有彎曲表面之光導。該裝置亦包括在該光導之輸出部分處與該光導耦接的耦出元件。該裝置進一步包括安置於該光導之該輸出部分處的反射層。該耦出元件配置以將在該光導內部傳播之第一光線耦合至該光導之外作為在非平行方向上朝向該反射層傳播之複數個第二光線。該反射層配置以反射該複數個第二光線作為在平行方向上朝向該耦出元件及該光導傳播之複數個第三光線。

Description

彎曲光導影像組合器和包括該組合器的系統

本發明大致上係關於光學裝置，且更具體言之，係關於一種彎曲光導影像組合器和包括該組合器的系統。 相關申請案之交叉參考

本申請案主張2021年12月31日申請之美國臨時申請案第63/295,835號、2022年5月23日申請之美國臨時專利申請案第63/345,026號以及2022年11月6日申請之美國非臨時專利申請案第17/981,444號的優先權。上文提及之申請案之內容以全文引用之方式併入。

人工實境系統，諸如頭戴式顯示器（head-mounted display；「HMD」）或抬頭顯示器（heads-up display；「HUD」）系統，通常包括呈頭戴裝置或一對眼鏡之形式之近眼顯示器（near-eye display；「NED」）系統，且經配置以經由例如在使用者之眼睛前方約10至20 mm內之電子或光學顯示器向使用者呈現內容。NED系統可顯示虛擬物件或組合真實物件與虛擬物件之影像，如在虛擬實境（VR）、擴增實境（AR）或混合實境（MR）應用中。舉例而言，在AR系統中，使用者可藉由例如透視透明顯示眼鏡或透鏡（亦稱為光學透視AR系統）來觀看虛擬物件（例如，電腦產生之影像（computer-generated image；「CGI」））及周圍環境兩者之影像。光學透視AR系統之一個實例為光瞳擴展光導顯示系統，其中表示CGI之影像光可耦合至光導（例如，透明基板）中以在光導內傳播，且在不同位置處耦合至光導之外以擴展有效光瞳。

根據本發明之一態樣，提供一種裝置。裝置包括具有彎曲表面之光導。該裝置亦包括在該光導之輸出部分處與該光導耦接的耦出元件。該裝置進一步包括安置於該光導之該輸出部分處的反射層。該耦出元件配置以將在該光導內部傳播之第一光線耦合至該光導之外作為在非平行方向上朝向該反射層傳播之複數個第二光線。該反射層配置以反射該複數個第二光線作為在平行方向上朝向該耦出元件及該光導傳播之複數個第三光線。

根據本發明之另一態樣，提供一種裝置。裝置包括具有彎曲表面之光導。該裝置亦包括安置於光導之輸入部分處的耦入元件及第一反射層。該裝置亦包括安置於光導之輸出部分處的耦出元件及第二反射層。該第一反射層配置以反射自光源接收之影像光的平行輸入光線束作為朝向耦入元件傳播之非平行輸入光線束。耦入元件配置以將非平行輸入光線束耦合至光導中作為平行耦入光線束。該耦出元件配置以將平行耦入光線束中之各平行耦入光線耦合至該光導之外作為朝向該第二反射層傳播之複數個非平行輸出光線。該第二反射層配置以將該複數個非平行輸出光線反射回至光導作為複數個平行輸出光線，這些平行輸出光線透射穿過該耦出元件及該光導。

本發明之其他態樣可由所屬技術領域中具有通常知識者鑒於本發明之描述、申請專利範圍及圖式而理解。前文之一般描述及下文之詳細描述僅為例示性及解釋性的，且並不限制申請專利範圍。

將參考隨附圖式描述與本發明一致的具體實例，這些隨附圖式僅為用於說明性目的之實例且並不意欲限制本發明之範疇。在任何可能之處，在整個圖式中使用相同參考編號來指代相同或類似部分，且可省略其詳細描述。

此外，在本發明中，可組合所揭示具體實例與所揭示具體實例之特徵。所描述具體實例為本發明之一些但並非全部具體實例。基於所揭示具體實例，所屬技術領域中具有通常知識者可導出與本發明一致之其他具體實例。舉例而言，可基於所揭示具體實例進行修改、調適、取代、添加或其他變化。所揭示具體實例之此類變化仍在本發明之範疇內。因此，本發明不限於所揭示具體實例。替代地，本發明之範疇由隨附申請專利範圍界定。

如本文中所使用，術語「耦接（couple/coupled/coupling）」或其類似者可涵蓋光學耦接、機械耦接、電耦接、電磁耦接或其任何組合。兩個光學元件之間的「光學耦接」係指兩個光學元件以光學系列方式配置，且自一個光學元件輸出之光可由另一光學元件直接地或間接地接收之配置。光學系列係指複數個光學元件在光路徑中之光學定位，使得自一個光學元件輸出之光可由其他光學元件中之一或多者透射、反射、繞射、轉換、修改或以其他方式處理或操控。在一些具體實例中，配置有複數個光學元件之序列可或可不影響複數個光學元件之整體輸出。耦接可為直接耦接或間接耦接（例如，經由中間元件進行耦接）。

片語「A或B中之至少一者」可涵蓋A及B之所有組合，諸如僅A、僅B或A及B。同樣地，片語「A、B或C中之至少一者」可涵蓋A、B及C之所有組合，諸如僅A、僅B、僅C、A及B、A及C、B及C或A及B及C。片語「A及/或B」可以與片語「A或B中之至少一者」類似之方式進行解譯。舉例言之，片語「A及/或B」可涵蓋A及B之所有組合，諸如僅A、僅B或A及B。同樣，片語「A、B及/或C」具有與片語「A、B或C中之至少一者」之意義類似的意義。舉例而言，片語「A、B及/或C」可涵蓋A、B及C之所有組合，諸如僅A、僅B、僅C、A及B、A及C、B及C或A及B及C。

當將第一元件描述為「附接」、「設置」、「形成」、「固接」、「安裝」、「固定」、「連接」、「接合」、「記錄」或「安置」至第二元件、在第二元件上、在第二元件處或至少部分地在第二元件中時，可使用諸如沈積、塗佈、蝕刻、接合、膠合、旋擰、壓入配合、搭扣配合、夾持等任何合適之機械或非機械方式將第一元件「附接」、「設置」、「形成」、「固接」、「安裝」、「固定」、「連接」、「接合」、「記錄」或「安置」至第二元件、在第二元件上、在第二元件處或至少部分地在第二元件中。另外，第一元件可與第二元件直接接觸，或第一元件與第二元件之間可存在中間元件。第一元件可安置於第二元件之任何合適之側處，諸如左側、右側、前方、後方、頂部或底部。

在第一元件展示或描述為安置或配置在第二元件「上」時，術語「在……上」僅用於指示第一元件與第二元件之間的實例相對位向。描述可基於圖中所展示之參考座標系統，或可基於圖中所展示之當前視圖或實例配置。舉例而言，當描述圖式中所展示之視圖時，第一元件可描述為安置於第二元件「上」。應理解，術語「在……上」可能未暗示第一元件在垂直重力方向上位於第二元件上方。舉例而言，當將第一元件及第二元件之組裝件轉動180度時，第一元件可「在第二元件下方」（或第二元件可「在第一元件上」）。因此，應理解，當圖展示第一元件「位於第二元件上」時，配置僅為說明性實例。第一元件可相對於第二元件以任何合適之位向安置或配置（例如，在第二元件上方或之上、在第二元件下方或之下、在第二元件左側、在第二元件右側、在第二元件後方、在第二元件前方等）。

當第一元件描述為安置在第二元件「上」時，第一元件可直接地或間接地安置在第二元件上。第一元件直接安置在第二元件上指示無額外元件安置在第一元件與第二元件之間。第一元件間接安置在第二元件上指示一或多個額外元件安置在第一元件與第二元件之間。

本文中所使用之術語「處理器」可涵蓋任何適合處理器，諸如中央處理單元（「CPU」）、圖形處理單元（「GPU」）、特定應用積體電路（「ASIC」）、可程式化邏輯裝置（「PLD」）或其任何組合。亦可使用上文未列出之其他處理器。處理器可實施為軟體、硬體、韌體或其任何組合。

術語「控制器」可涵蓋經配置以產生用於控制裝置、電路、光學元件等之控制信號的任何合適的電路、軟體或處理器。「控制器」可實施為軟體、硬體、韌體或其任何組合。舉例而言，控制器可包括處理器，或可包括為處理器之一部分。

術語「非暫時性電腦可讀取媒體」可涵蓋用於儲存、傳送、傳達、廣播或傳輸資料、信號或資訊之任何適合媒體。舉例言之，非暫時性電腦可讀取介質可包括記憶體、硬碟、磁碟、光碟、磁帶等。記憶體可包括唯讀記憶體（read-only memory；「ROM」）、隨機存取記憶體（random-access memory；「RAM」）、快閃記憶體等。

術語「膜」、「層」、「塗層」或「板」可包括可安置於支撐基板上或基板之間的剛性或可撓性、自撐式或自立式膜、層、塗層或板。術語「膜」、「層」、「塗層」及「板」可為可互換的。

本發明中所提及之波長範圍、光譜或帶係出於說明性目的。所揭示之光學裝置、系統、元件、組裝件及方法可應用於可見波長帶，以及其他波長帶，諸如紫外線（「UV」）波長帶、紅外線（「IR」）波長帶，或其組合。用於修飾描述光之處理之光學回應動作，諸如透射、反射、繞射、阻擋或其類似者的術語「實質上」或「主要」意謂光之大部分（包括全部）經透射、反射、繞射或阻擋等。該主要部分可為可基於特定應用需要而判定之整個光之預定百分比（大於50%），諸如100%、98%、90%、85%、80%等。

如「正交偏振（orthogonal polarization）」中所使用之術語「正交（orthogonal）」或如「正交偏振（orthogonally polarized）」中所使用之術語「正交（orthogonally）」意謂表示兩個偏振之兩個向量之內積實質上為零。舉例而言，具有正交偏振之兩個光或光束（或兩個正交地偏振之光或光束）可為具有兩個正交偏振方向（例如，笛卡爾座標系統中之x軸方向及y軸方向）的兩個線性偏振光（或光束）或具有相反旋向性（handedness）之兩個圓偏振光（例如，左旋圓偏振光及右旋圓偏振光）。

AR或MR裝置可包括影像組合器，該影像組合器組合表示虛擬物件之影像光及來自真實世界環境之光，使得使用者可經由影像組合器感知疊加在真實世界場景上的虛擬物件。通常實施於AR或MR裝置中之實例影像組合器為光導影像組合器。圖1A及圖1B說明習知光導顯示系統或組裝件100之x-z截面視圖。如圖1A中所展示，系統100可包括光源組裝件105、光導110及控制器115。系統100亦可包括耦接至光導110之耦入元件135及耦出元件145。光源組裝件105可輸出表示虛擬影像之影像光130，且與耦入元件135及耦出元件145耦接之光導110可朝向定位於系統100之眼動區域（eye-box region）159中的複數個出射光瞳157導引影像光130。

如圖1A中所展示，光源組裝件105可包括顯示面板120及準直透鏡125。顯示面板120可包括配置於像素陣列中之複數個像素121，其中相鄰像素121可由例如黑矩陣122分離。黑矩陣122可為光吸收或阻斷材料之矩陣。出於說明性目的，圖1A展示包括三個像素121之顯示面板120。各別像素121可朝向準直透鏡125輸出發散光線129a、129b或129c的束。舉例而言，發散光線129a、129b及129c之束可分別自顯示面板120之左側像素121、中心像素121及右側像素121輸出。光線129a、129b及129c之束可統稱為自顯示面板120輸出的影像光129。

準直透鏡125可在光導110之輸入側處將顯示面板120中之像素121之線性分佈變換或轉換為像素121之角分佈。準直透鏡125可以預定線性大小將自顯示面板120輸出之影像光129變換成具有預定輸入FOV（例如，α）之影像光130。舉例而言，準直透鏡125可將影像光129之發散光線129a、129b或129c的束轉換成影像光130之平行光線130a、130b或130c的束。光線130a、130b及130c之束可統稱為光導110之輸入影像光130。平行光線130a、130b及130c之各別束可相對於光導110具有不同入射角，從而表示輸入影像光130之不同FOV方向。

與耦入元件135及耦出元件145耦接之光導110可在輸出側複製輸入影像光130，以擴展系統100之有效光瞳。舉例而言，耦入元件135可將平行光線130a、130b或130c之束耦合為平行光線131a、131b或131c之束，該平行光線131a、131b或131c之束可經由全內反射（「TIR」）在光導110內部傳播。耦出元件145可將平行光線131a、131b或131c之束耦合至光導110之外作為平行光線132a、132b或132c之複數個束，該複數個束可朝向定位於系統100之眼動區域159中之複數個出射光瞳157傳播。

為了簡化說明，圖1B展示自顯示面板120至出射光瞳157之影像光129之發散光線129b之束中的單一光線（例如，中心光線）之光傳播路徑。同一束中之平行光線可具有自顯示面板120至出射光瞳157之相同光傳播路徑，而不同束中之平行光線可具有自顯示面板120至出射光瞳157之不同光傳播路徑。參看圖1A及圖1B，準直透鏡125可將發散光線129b之束轉換成垂直入射至耦入元件135上之平行光線130b之束。平行光線130b之束中的各光線（例如，圖1B中所展示之中心光線）可表示輸入FOV之預定FOV方向，例如，如圖1B中所展示之零度FOV方向。

如圖1B中所展示，顯示面板120可產生表示虛擬影像150之影像光129，該虛擬影像150具有與顯示面板120之大小相關聯之預定影像大小。準直透鏡125可調節影像光129且朝向光導110輸出具有輸入FOV（例如，α）之輸入影像光130。耦入元件135可將影像光130耦合至光導110中作為耦入影像光131。耦出元件145可將入射至耦出元件145之不同部分上的耦入影像光131耦合至光導110之外作為複數個輸出影像光132，該複數個輸出影像光132中之各者可具有可與輸入FOV（例如，α）實質上相同的輸出FOV。出於論述目的，圖1B展示兩個輸出影像光132，且展示各輸出影像光132之單一光線（例如，中心光線）。各別輸出影像光132之兩個光線（例如，中心光線）可通常以平行傳播方向自耦出元件145輸出。各輸出影像光132之光線（例如，中心光線）可表示輸出FOV之零度FOV方向。圖1B展示各輸出影像光132之光線（例如，中心光線）在z軸方向上傳播。

各輸出影像光132可表示或形成可與自顯示面板120輸出之虛擬影像150實質上相同（或可與虛擬影像150具有相同影像內容）之影像155。因此，與耦入元件135及耦出元件145耦接之光導110可在光導110之輸出側複製影像光130，以擴展系統100之有效光瞳。複數個影像光132可朝向定位於系統100之眼動區域159中之複數個出射光瞳157在平行方向（如圖1B中所展示）上傳播。舉例而言，輸出影像光132可一對一地對應於出射光瞳157。單一出射光瞳157之大小可大於眼睛瞳孔158之大小且與其相當。出射光瞳157可充分間隔開，使得當出射光瞳157中之一者與眼睛瞳孔158之位置實質上重合時，剩餘一或多個出射光瞳157可位於眼睛瞳孔158之位置之外（例如，落在眼睛160之外）。

與耦入元件135及耦出元件145耦接之光導110亦可稱為光導影像組合器，例如，平面光導影像組合器。光導110亦可透射來自真實世界環境之光142，組合光142與輸出影像光132，且將組合光遞送至眼睛160。因此，眼睛160可觀測與真實世界場景光學組合的虛擬場景。

為與眼鏡片相容或具有裝飾外觀，影像組合器（例如，光導影像組合器）可具有彎曲形狀。圖1C及圖1D示意性地說明在NED中實施之彎曲影像組合器154（例如，彎曲光導影像組合器）的圖。出於說明之目的，簡化NED。亦即，圖1C及圖1D中所展示之NED可包括圖中未示之其他元件。如圖1C中所展示，NED 151可包括具有面向NED 151之使用者之眼睛160的第一表面及面向真實世界環境之第二表面的透鏡153。透鏡153可為用於視覺校正之彎曲眼用透鏡或用於裝飾外觀之彎曲厚塊。在圖1C中所展示之NED 151中，彎曲影像組合器154可安置於透鏡153之第一表面處。舉例而言，彎曲影像組合器154可經構造而具有實質上與透鏡153之第一表面之曲率半徑匹配的曲率半徑。表示虛擬影像之影像光可受透鏡153之第一表面的曲率影響。在圖1D中所展示之NED 152中，彎曲影像組合器154可安置於透鏡153中。表示虛擬影像之影像光可受透鏡153之第一表面的曲率及透鏡153之折射率影響。

習知彎曲影像組合器在實施於NED中時存在問題。圖1E示意性地說明在NED中實施之習知彎曲光導顯示系統或組裝件101之圖。如圖1E中所展示，系統101可包括顯示面板120、準直透鏡125、與耦入元件185及耦出元件195耦接之彎曲光導170，及控制器115。顯示面板120可朝向準直透鏡125輸出影像光129。準直透鏡125可透射影像光129作為影像光130。耦入元件185及耦出元件195可為彎曲耦合元件，例如，具有類似於彎曲光導110之曲率半徑的曲率半徑。耦入元件185可將影像光130耦合至光導170中作為耦入影像光181，其可經由TIR在光導170內朝向耦出元件195傳播。耦出元件195可將耦入影像光181耦合至光導110之外作為複數個輸出影像光182，其可朝向系統101之眼動區域159傳播。

出於論述目的，圖1E僅展示入射至耦入元件185上的影像光130的單一光線（例如，中心光線）130b，且影像光130的單一光線可表示輸入FOV的零度FOV方向。出於論述目的，圖1E展示三個輸出影像光182，且展示各輸出影像光182之單一光線（例如，中心光線）182b。三個輸出影像光182之中心光線182b可通常自耦出元件195之各別部分（例如，A1、A2及A3）輸出，其中各別傳播方向平行於彎曲光導170之表面的各別局部法線。歸因於彎曲光導170及彎曲耦出元件195，三個輸出影像光182之中心光線182b可不具有平行傳播方向，但可朝向眼動區域159會聚地（亦即，在非平行方向上）傳播。舉例而言，圖1E展示中心光線182b中無一者在z軸方向上傳播。三個中心光線182b朝向眼動區域159之會聚可在眼動區域159內之出射光瞳157處引起影像形成誤差。舉例而言，定位於眼動區域159內之眼睛160可觀測模糊影像，或具有低對比率之影像。

鑒於習知技術中之限制，本發明提供具有改良之影像效能的彎曲光導影像組合器。本發明亦提供包括彎曲光導影像組合器之系統。圖2A說明根據本發明之具體實例的彎曲光導顯示系統或組裝件200之示意圖。如圖2A中所展示，彎曲光導顯示系統200可包括光源組裝件205，與耦入元件（或耦入器）235、耦出元件（或耦出器）245、第一反射器270、第二反射器240耦接之彎曲光導210，及控制器215。與耦入器235、耦出器245、第一反射器270及第二反射器240耦接之彎曲光導210亦可稱為彎曲光導影像組合器280。光源組裝件205可配置以輸出表示虛擬影像之影像光230，且彎曲光導影像組合器280可配置以導引影像光230以傳播穿過定位於系統200之眼動區域259中之複數個出射光瞳257。出射光瞳257可及眼動區域259中的空間位置，其中系統200之使用者之眼睛260的眼睛瞳孔258可經定位以接收藉由光源組裝件205產生之虛擬影像的內容。控制器215可包括處理器201及資料儲存裝置202。處理器201可為可具有資料處理能力之任何合適處理器，諸如CPU、GPU等。資料儲存裝置202可為非瞬時電腦可讀取取媒體，諸如硬碟、記憶體、快閃隨身碟等。資料儲存裝置202可儲存各種資料。

光源組裝件205可包括顯示元件220及準直透鏡225。顯示元件220可包括顯示面板，諸如液晶顯示器（「LCD」）面板、矽基液晶（「LCoS」）顯示面板、有機發光二極體（「OLED」）顯示面板、微型OLED顯示面板、發光二極體（「LED」）顯示面板、微型發光二極體（「微型LED」）顯示面板、雷射掃描顯示面板、數位光處理（「DLP」）顯示面板或其組合。在一些具體實例中，顯示元件220可包括自發光面板（包括複數個自發光光源或發光單元），諸如OLED顯示面板、微型OLED顯示面板、LED顯示面板、微型LED顯示面板或雷射掃描顯示面板。在一些具體實例中，顯示元件220可包括由外部源照明之顯示面板，諸如LCD面板、LCoS顯示面板或DLP顯示面板。外部源之實例可包括雷射二極體、垂直腔面射型雷射、發光二極體或其組合。

出於論述目的，圖2A展示顯示面板包括以像素陣列配置之複數個像素221，其中相鄰像素221可以藉由例如黑矩陣222分隔開。出於說明性目的，圖2A展示顯示元件220包括三個像素221。為了顯示完整色彩，像素221可包括紅色（「R」）像素（或子像素）、綠色（「G」）像素（或子像素）及藍色（「B」）像素（或子像素）。在一些具體實例中，像素221可包括除紅色（「R」）像素（或子像素）、綠色（「G」）像素（或子像素）或藍色（「B」）像素（或子像素）中之一或多者外或與該一或多者組合之像素（或子像素）。

在一些具體實例中，包括於顯示元件220中之顯示面板可包括一或多個窄頻帶光源，例如，輸出各自具有在約5 nm至10 nm之範圍、約10 nm至20 nm之範圍、約20 nm至30 nm之範圍或約30 nm至40 nm之範圍等內之頻寬（半高全寬（full width at half maximum；FWHM））的窄頻帶藍色、綠色及紅色影像光。舉例而言，微型LED顯示面板可配置以發射各自具有約20 nm之頻寬的藍色、綠色及紅色影像光。雷射掃描顯示面板可配置以發射各自具有若干奈米（例如，5 nm）之頻寬的藍色、綠色及紅色影像光。

顯示元件220可朝向準直透鏡225輸出影像光229。影像光229可表示具有預定影像大小之虛擬影像。舉例而言，各像素221可朝向準直透鏡225輸出發散光線束，且自各別像素221輸出之各別發散光線束可形成影像光229。出於論述目的，圖2A僅展示影像光229之單一光線229b，例如，自顯示元件220之中心像素221輸出的發散光線束的中心光線。同一束中之平行光線可具有自顯示面板220至出射光瞳257之相同光傳播路徑，而不同束中之平行光線可具有自顯示面板220至出射光瞳257之不同光傳播路徑。

準直透鏡225可配置以調節影像光229以朝向彎曲光導210輸出具有預定輸入FOV（例如，α）之影像光230。準直透鏡225可將藉由影像光229形成之虛擬影像中之像素的線性分佈變換成具有預定輸入FOV之影像光230中之像素的角分佈。舉例而言，準直透鏡225可將自各別像素221輸出之發散光線的各別束轉換成表示輸入FOV之各別FOV方向之平行光線的各別束。出於論述目的，圖2A僅展示影像光230之單一光線（例如，中心光線）230b，其從自顯示元件220之中心像素221輸出的發散光線束的中心光線229b轉換。影像光230之中心光線230b可表示輸入FOV之零度FOV方向。

彎曲光導210可具有面向真實世界環境之第一表面210-1，及與第一表面210-1相對且面向系統200之使用者的眼睛260（或面向眼動區（eye-box）259）之第二表面210-2。第一表面210-1可配置具有曲率半徑R ₁，其亦被稱作彎曲光導210之外曲率半徑R ₁。出於論述目的，假定第一表面210-1具有均勻曲率半徑R ₁，但本文中所揭示之原理可應用於其中第一表面210-1在不同點或部分處具有不同曲率半徑之具體實例，諸如，當第一表面210-1為非球形時。第二表面210-2可配置具有曲率半徑R ₂，其亦被稱作彎曲光導210之內曲率半徑R ₂。出於論述目的，假定第二表面210-2具有均勻曲率半徑R ₂，但本文中所揭示之原理可應用於其中第二表面210-2在不同點或部分處具有不同曲率半徑之具體實例，諸如，當第二表面210-2為非球形時。

出於說明之目的，光導210展示為具有球形形狀，且第一表面210-1及第二表面210-2展示為同心表面。本文中所揭示之相同原理可應用於其中光導210具有非球形形狀之具體實例。在一些具體實例中，第一表面210-1及第二表面210-2可不為同心球形表面。出於論述及說明性目的，假定第一表面210-1及第二表面210-2為同心球形表面。應注意，本文中所揭示之相同原理亦可應用於其中第一表面210-1及第二表面210-2為非同心球形表面之具體實例。內曲率半徑R ₂小於外曲率半徑R ₁。彎曲光導210可包括配置以促進彎曲光導210內部之影像光之TIR的一或多種材料。彎曲光導210之材料在系統100之操作波長（例如，可見波長範圍及/或紅外波長範圍）中可為光學透明的。彎曲光導210可包括例如塑膠、玻璃及/或聚合物。

在一些具體實例中，耦入器235可安置於彎曲光導210之第一部分（例如，輸入部分）處。在一些具體實例中，整個耦入器235可與彎曲光導210之彎曲表面（諸如，第一表面210-1）直接接觸。亦即，耦入器235可具有彎曲形狀，其可匹配彎曲光導210之彎曲表面（例如，第一表面210-1）之彎曲形狀。實質上整個耦入器235可遵循彎曲光導210之彎曲表面的彎曲形狀。在一些具體實例中，為增加接合，可存在位於耦入器235與彎曲光導210之彎曲表面之間的光學澄清黏著劑薄層。第一反射器270及耦入器235可在彎曲光導210之同一側處（例如，兩者皆安置於第一表面210-1或第二表面210-2處）或在彎曲光導210之相對側處（例如，一者在第一表面210-1處，另一者在第二表面210-2處）安置於光導210之同一輸入部分處。在任一配置中，第一反射器270之位置可被稱為對應於耦入器235之位置。第一反射器270及耦入器235之大小（或面積）可實質上相同，或第一反射器270的大小可大於耦入器235的大小。

在一些具體實例中，第一反射器270可與耦入器235堆疊，且安置於耦入器235之外側處，如圖2A中所展示（例如，面向真實世界環境之側面）。第一反射器270之總面積可與耦入器235之總面積實質上相同或至少與其相當。如下文進一步解釋，第一反射器270可與耦入器235相切。在一些具體實例中，僅第一反射器270之小部分（或區域）與耦入器235直接接觸，且第一反射器270之剩餘主要部分（或區域）以一定空間或間隙與耦入器235分離。在一些具體實例中，小部分（或區域）可小於第一反射器270之總面積的5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%或0.1%。應注意，歸因於圖2A中之有限空間，正切配置在圖2A中不可見。

在一些具體實例中，為輔助接合，光學澄清黏著劑之薄層可存在於第一反射器270與耦入器235之間的小部分（或區域）處。在一些具體實例中，歸因於正切配置，第一反射器270之小部分（或區域）可經由光學澄清黏著劑之薄層與耦入器235間接接觸，且第一反射器270之剩餘主要部分或區域可以一定空間或間隙與耦入器235分離。在一些具體實例中，為輔助接合，光學澄清黏著劑之薄層可存在於整個第一反射器270與耦入器235之間。光學澄清黏著劑之折射率可小於波導210之折射率。亦即，光學澄清黏著劑可填充第一反射器270與耦入器235之間的空間。

耦入器235可配置為偏振選擇性的，使得具有第一偏振（例如，右旋圓偏振）之光在不偏轉的情況下透射穿過耦入器235，且具有第二正交偏振（例如，左旋圓偏振）之光耦合（例如，偏轉）至彎曲光導210中。因此，配置具有第一偏振之影像光230可在不經由耦入器235耦合（例如，偏轉）至光導210中的情況下透射穿過耦入器235朝向位於耦入器235之外側處的第一反射器270。第一反射器270可配置以將具有第一偏振之影像光230反射回至耦入器235，同時將第一偏振改變成第二偏振。耦入器235接著可例如經由向前繞射將具有第二偏振之影像光230耦合至彎曲光導210內之TIR路徑中作為耦入影像光231（或TIR傳播影像光231）。出於論述目的，圖2A僅展示影像光231之單一光線（例如，中心光線）231b，該單一光線自中心光線230b轉換。將參考圖2C解釋經由第一反射器270反射影像光230及經由耦入器235將影像光230耦接至彎曲光導210中的細節。

耦入影像光231可經由TIR在彎曲光導210內部朝向耦出器245傳播。舉例而言，耦出器245可安置於彎曲光導210之第二部分（例如，輸出部分）處。在一些具體實例中，耦出器245可與彎曲光導210之彎曲表面（例如，第一表面210-1）直接接觸。耦出器245可具有彎曲形狀，其可匹配彎曲光導210之彎曲表面的彎曲形狀。在一些具體實例中，整個彎曲耦出器245可與彎曲光導210之彎曲表面直接接觸。第一部分（輸入部分）及第二部分（輸出部分）可位於彎曲光導210之不同位置處。

當光線（light ray）（或光線（ray））穿過TIR在彎曲光導210內傳播時，藉由光線之TIR路徑與彎曲光導210之表面的局部法線形成之角（或入射至彎曲光導210之內表面上之光線的入射角）可被稱為TIR導引角或TIR傳播角。在一些具體實例中，當耦入光線231b經由TIR朝向耦出器245在彎曲光導210內部傳播時，耦入光線231b之TIR傳播角可維持為實質上相同。

第二反射器240及耦出器245可在彎曲光導210之同一側處（兩者皆安置於第一表面210-1或第二表面210-2處）或在彎曲光導210之相對側處（例如，一者安置於第一表面210-1處，另一者安置於第二表面210-2處）安置於光導210之同一輸出部分處。在任一配置中，第二反射器240之位置可被稱為對應於耦出器245之位置。第二反射器240及耦出器245之大小（或面積）可實質上相同，或第二反射器240的大小可大於耦出器245的大小。

耦出器245可配置以將耦入影像光231偏轉（例如，繞射）至彎曲光導210之外，作為朝向第二反射器240傳播之複數個輸出影像光232。第二反射器240可將輸出影像光232反射回至耦出器245及光導210作為複數個影像光234，從而朝向眼動區域259傳播。舉例而言，影像光234可在不改變朝向眼動區域259之傳播方向的情況下傳播穿過耦出器245及波導210。亦即，耦出器245及波導210可實質上維持影像光234之傳播方向，同時透射影像光234。

在所揭示之具體實例中，耦出器245可配置以將耦入光線231b偏轉（例如，繞射）至彎曲光導210之外，作為在非平行方向上朝向第二反射器240傳播之複數個輸出光線232b（因此輸出光線232b可被稱為非平行輸出光線232b），而非配置以將耦入光線231b直接偏轉至彎曲光導210之外作為在非平行方向上朝向眼動區域259傳播之複數個輸出光線。第二反射器240可將非平行輸出光線232b反射回至耦出器245作為在平行方向上朝向眼動區域259傳播之複數個光線234b（因此影像光線234可被稱為平行光線234b）。將參考圖2D解釋經由耦出器245將耦入影像光231耦合至彎曲光導210之外及經由第二反射器240反射輸出影像光232的細節。

在一些具體實例中，耦入器235及耦出器245中之各者可形成或安置於（例如，固接至）彎曲光導210之第一表面210-1或第二表面210-2處。在一些具體實例中，耦入器235及耦出器245中的各者可整體形成為彎曲光導210之一部分，或可為耦接至（例如，附接至）彎曲光導210之單獨元件。由於實質上整個耦入器235及整個耦出器245遵循彎曲光導210之彎曲形狀，且由於假定耦入器235及耦出器245之厚度與彎曲光導210之厚度相比為可忽略的，因此假定彎曲耦入器235及彎曲耦出器245中之各者的曲率半徑與其上形成或安置有耦入器235及耦出器245中之各者的彎曲光導210之對應表面（210-1或210-2）的曲率半徑實質上相同。出於論述目的，圖2A展示耦入器235及耦出器245形成或安置於（例如，固接至）相同表面處，例如，彎曲光導210之第一表面210-1處。耦入器235及耦出器245中之各者的曲率半徑可與第一表面210-1之半徑R ₁實質上相同。

在一些具體實例中，儘管圖中未示，但耦入器235及耦出器245可形成或安置於（例如，固接至）彎曲光導210之第二表面210-2處，且可與該第二表面直接接觸。耦入器235及耦出器245可遵循第二表面210-2之彎曲形狀。耦入器235及耦出器245中之各者的曲率半徑可與第二表面210-2之半徑R ₂實質上相同。在一些具體實例中，耦入器235及耦出器245可形成或安置於（例如，固接至）彎曲光導210之不同表面處。舉例而言，耦入器235可安置於第一表面210-1處且可具有與第一表面210-1相同之曲率半徑，且耦出器245可安置於第二表面210-2處且可具有與第二表面210-2相同之曲率半徑。

在一些具體實例中，耦入器235或耦出器245中之至少一者（例如，各者）可包括一或多個繞射光柵、一或多個級聯反射器、一或多個稜鏡表面元件、全像反射器陣列或其任何組合。耦入器235或耦出器245中之至少一者（例如，各者）可為主動或被動的，且可為偏振敏感的（或偏振選擇性的、偏振相依性的）或偏振不敏感的（或偏振非選擇性的、偏振獨立的）。繞射光柵之實例可包括全像聚合物分散液晶（holographic polymer-dispersed liquid crystal；「H-PDLC」）光柵、表面凹凸光柵、體積全像圖、偏振選擇性光柵、基於液晶（liquid crystal；「LC」）之液晶偏振全像（liquid crystal polarization hologram；「LCPH」）光柵（諸如盤查拉特納姆-貝里相位（Pancharatnam-Berry phase；「PBP」）光柵、偏振體積全像（polarization volume hologram；「PVH」）光柵等）、基於雙折射光折變全像材料（LC除外）之偏振全像光柵、超表面光柵（metasurface grating）等。繞射光柵可為反射光柵或透射光柵。繞射光柵可為被動光柵或主動光柵。繞射光柵可為偏振敏感的（或偏振選擇性的）或偏振不敏感的（或偏振非選擇性的）。當耦入器235或耦出器245配置以包括偏振選擇性光柵或作為偏振選擇性光柵時，耦入器235或耦出器245可以可忽略繞射透射具有預定偏振之光，且繞射具有正交於預定偏振之偏振的光。

第一反射器270可為安置於彎曲光導210之輸入部分處的彎曲反射器。彎曲光導210可具有面向真實世界環境之外側，及面向眼睛260或眼動區域259之內側。出於論述目的，圖2A展示耦入器235安置於彎曲光導210之第一表面210-1處，且位於第一反射器270與彎曲光導210之第一表面210-1之間。在一些具體實例中，儘管圖中未示，但耦入器235可安置於彎曲光導210之第二表面210-2處，且第一反射器270可安置於彎曲光導210之第一表面210-1處。

第一反射器270可包括配置以將透射穿過耦入器235之光反射回至耦入器235之第一反射層277。在一些具體實例中，第一反射器270可包括用於支撐及保護第一反射層277之第一基板279。在一些具體實例中，第一反射器270可不包括第一基板279，且第一反射層277可具有足夠剛性，例如，可為獨立式層。當第一反射器270包括第一基板279時，第一基板279在系統200之操作波長（例如，可見波長範圍及/或紅外波長範圍）內可為光學透明的。第一基板279可包括面向真實世界環境之第一表面（外表面）279-1及與第一表面279-1相對且面向彎曲光導210之第二表面279-2（內表面）。第一反射層277可安置於面向彎曲光導210之第二表面279-2處。第一反射層277可面向彎曲光導210之外側。第一反射層277可為經配置具有曲率半徑R ₃之彎曲層。當第一反射器270亦包括第一基板279時，第一基板279之內表面279-1亦可配置具有相同曲率半徑R ₃。在一些具體實例中，第一反射層277之曲率半徑R ₃可配置為彎曲光導210之外曲率半徑R ₁的約兩倍，例如R ₃為約2*R ₁。

第一反射層277可與彎曲光導210相切地安置。在一些具體實例中，如圖2A中所展示，當第一反射器270及耦入器235兩者安置於彎曲光導210之第一表面210-1處時，耦入器235可位於第一反射器270與彎曲光導210之第一表面210-1之間。整個耦入器235可與第一表面210-1直接接觸。耦入器235可具有彎曲形狀，其可遵循彎曲第一表面210-1之曲線。在一些具體實例中，實質上整個耦入器235可遵循彎曲第一表面210-1之曲線。假定耦入器235之曲率半徑與第一表面210-1之曲率半徑相同。歸因於第一反射層277與耦入器235之間的不同曲率半徑，在正切配置之一些具體實例中，第一反射層277之僅小部分或區域可與耦入器235直接接觸。第一反射層277之剩餘主要部分或區域可以一定空間或間隙與耦入器235分離。在一些具體實例中，小部分或區域可小於第一反射層277之總面積的5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%或0.1%。應理解，歸因於圖2A中之有限空間，正切配置在圖2A中不可見。

在一些具體實例中，為了增加第一反射層277與耦入器235之間的接合，可存在位於第一反射層277與耦入器235之間的小部分或區域處的光學澄清黏著劑之薄層。在一些具體實例中，在正切配置中，第一反射層277之小部分（或區域）可經由光學澄清黏著劑之薄層與耦入器235間接接觸，且第一反射層277之剩餘主要部分或區域可以一定空間或間隙與耦入器235分離。在一些具體實例中，為輔助接合，光學澄清黏著劑之薄層可存在於整個第一反射層277與耦入器235之間。光學澄清黏著劑之折射率可小於波導210之折射率。亦即，光學澄清黏著劑可填充第一反射層277與耦入器235之間的空間。

在一些具體實例中，當耦入器235安置於彎曲光導210之第二表面210-2處，且第一反射層277安置於彎曲光導210之第一表面210-1處時，歸因於第一反射層277與彎曲光導210之第一表面210-1之間的不同曲率半徑，第一反射層277之僅小部分或區域（而非整個第一反射層277）可與彎曲光導210之第一表面210-1直接接觸。在一些具體實例中，小部分（或區域）可小於第一反射層277之總面積的5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%或0.1%。亦即，第一反射層277可與第一表面210-1相切地安置。第一反射層277之剩餘主要部分（或區域）可以一定間隙或空間與第一表面210-1分離。

在一些具體實例中，為增加接合，在第一反射層277與彎曲光導210之第一表面210-1之間的小部分或區域處可存在光學澄清黏著劑之薄層。在相切配置中，在一些具體實例中，第一反射層277之小部分或區域可經由光學澄清黏著劑之薄層與第一表面210-1間接接觸，且第一反射層277之剩餘主要部分或區域可以一定空間或間隙與彎曲光導210之第一表面210-1分離。在一些具體實例中，為輔助接合，光學澄清黏著劑之薄層可存在於整個第一反射層277與光導210之間。光學澄清黏著劑之折射率可小於波導210之折射率。亦即，光學澄清黏著劑可填充第一反射層277與波導210之第一表面210-1之間的空間。

第二反射器240可為安置於彎曲光導210之第二部分（例如，輸出部分）處的彎曲反射器。第二反射器240可安置於彎曲光導210之面向真實世界環境的外側處。第二反射器240可包括第二反射層247，其配置以將自彎曲光導210出耦合（在非平行方向上傳播）之光線反射回至彎曲光導210作為在平行方向上傳播之光線。亦即，第二反射層247可將自彎曲光導輸出之非平行光線反射回至彎曲光導作為平行光線。在一些具體實例中，第二反射器240可包括用於支撐及保護第二反射層247之第二基板249。在一些具體實例中，可省略第二基板249，且第二反射層247可具有足夠剛性，例如，可為獨立式層。

當第二反射器240包括第二基板249時，第二反射層247可安置於第二基板249之面向彎曲光導210的表面處。第二基板249可類似於第一基板279。第二基板249在系統200之操作波長（例如，可見波長範圍及/或紅外波長範圍）中可為光學透明的。第二基板249可包括面向真實世界環境之第一表面（外表面）249-1及與第一表面249-1相對且面向彎曲光導210之第二表面249-2（內表面）。第二反射層247可安置於第二基板249之第二表面（內表面）249-2處。

第二反射層247可為配置具有曲率半徑R ₅之彎曲層。當第二反射器240包括第二基板249時，第二基板249之內表面249-2亦可配置具有曲率半徑R ₅。在一些具體實例中，第二反射層247之曲率半徑R ₅可配置為彎曲光導210之外曲率半徑R ₁的約兩倍，例如，R ₅為約2*R ₁。在一些具體實例中，第二反射層247之曲率半徑R ₅可配置為與第一反射層277之曲率半徑R ₃實質上相同。在一些具體實例中，第二反射層247之曲率半徑R ₅可配置為與第一反射層277之曲率半徑R ₃不同。

在一些具體實例中，第二基板249之第一表面249-1可配置具有曲率半徑R ₄。在一些具體實例中，第二基板249可配置具有用於視覺校正之光功率，例如，第二表面249-2之曲率半徑R ₅及第一表面249-1之曲率半徑R ₄亦可根據使用者之處方測定。亦即，第二反射器240可充當具有反射功能之處方透鏡。在一些具體實例中，第二反射器240可為配置具有反射功能但不具有光功率（亦即，具有零光功率）之彎曲厚塊。

在一些具體實例中，第二反射層247之總面積可與耦出器245之總面積實質上相同。在一些具體實例中，第二反射層247之總面積可大於耦出器245之總面積。在一些具體實例中，如圖2A中所展示，第二反射層247及耦出器245可安置於彎曲光導210之同一側處，諸如第一表面210-1。在一些具體實例中，耦出器245可與第一表面210-1直接接觸。耦出器245可具有彎曲形狀，其可遵循彎曲第一表面210-1之相同形狀。在一些具體實例中，整個耦出器245可與彎曲第一表面210-1直接接觸。在一些具體實例中，實質上整個耦出器245可遵循彎曲第一表面210-1之彎曲形狀。在一些具體實例中，彎曲耦出器245與彎曲第一表面210-1可經由位於其間之光學澄清黏著劑的薄層間接接觸。

第二反射層247可安置於耦出器245之表面處，與耦出器245之表面相切。因此，耦出器245可位於第二反射層247與彎曲光導210之第一表面210-1之間。歸因於第二反射體層247與耦出器245（其具有與第一表面210-1相同之曲率半徑）之間的不同曲率半徑，在相切配置之一些具體實例中，第二反射層247之僅小部分或區域可與耦出器245直接接觸。在一些具體實例中，小部分（或區域）可小於第二反射層247之總面積的5%、4%、3%、2%、1%或0.5%。第二反射層247之剩餘主要部分或區域可以一定空間或間隙與耦出器245分離。

在一些具體實例中，為增加耦出器245與第二反射層247之間的接合，可存在位於耦出器245與第二反射層247之間的小部分或區域處的光學澄清黏著劑之薄層。在此類具體實例中，在相切配置中，第二反射層247之僅小部分或區域可經由光學澄清黏著劑之薄層與耦出器245間接接觸，且第二反射層247之剩餘主要部分或區域可以一定空間或間隙與耦出器245分離。在一些具體實例中，為輔助接合，光學澄清黏著劑之薄層可存在於整個第二反射層247與耦出器245之間。光學澄清黏著劑之折射率可小於波導210之折射率。亦即，光學澄清黏著劑可填充第二反射層247與耦出器245之間的空間。

在一些具體實例中，耦出器245可安置於第二表面210-2處，且第二反射層247可安置於第一表面210-1處。亦即，耦出器245及第二反射層247可安置於彎曲光導210之相對側處。第二反射層247可與第一表面210-1相切地安置。在一些具體實例中，第二反射層247可歸因於第二反射層247與第一表面210-1之間的不同曲率半徑而在第二反射層247之僅小部分或區域處與第一表面210-1直接接觸。第二反射層247之剩餘主要部分或區域可以一定空間或間隙與第一表面210-1分離。在一些具體實例中，為增加第二反射層247與光導210之第一表面210-1之間的接合，可存在位於第二反射層247與第一表面210-1之間的小部分或區域處的光學澄清黏著劑之薄層。在一些具體實例中，為輔助接合，光學澄清黏著劑之薄層可存在於整個第二反射層247與第一表面210-1之間。光學澄清黏著劑之折射率可小於波導210之折射率。亦即，光學澄清黏著劑可填充第二反射層247與第一表面210-1之間的空間。

第一反射層277及第二反射層247可配置具有類似光學屬性。出於論述目的，當描述第一反射層277及第二反射層247之光學屬性時，出於方便起見，第一反射層277及第二反射層247統稱為反射層。在一些具體實例中，對於具有在系統200之操作波長（例如，可見波長範圍及/或紅外波長範圍）內或與其重疊之波長範圍的輸入光，反射層可配置以部分透射輸入光，且部分反射輸入光。在一些具體實例中，反射層可配置以維持由此反射之光的偏振。在一些具體實例中，反射層可配置以改變由此反射之光的偏振，例如，將由此反射之光的偏振改變為正交偏振。

反射層可為偏振選擇性反射層，或偏振非選擇性層。偏振選擇性反射層可配置以實質上反射具有第一偏振（例如，圓偏振或線性偏振）之輸入光，且實質上透射具有不同於（例如，正交於）第一偏振之第二偏振（例如，正交圓偏振，或正交線性偏振）的輸入光。偏振選擇性反射層之實例可包括線性反射偏振器、圓形反射偏振器（例如，膽固醇型液晶反射偏振器）、反射偏振體積全像圖（「PVH」）元件等。在一些具體實例中，對於包括第一偏振及第二偏振之兩個相等分量的輸入光，偏振選擇性反射層可配置以實質上反射第一偏振之分量且實質上透射第二偏振之分量。亦即，偏振選擇性反射層可反射50%且透射50%之輸入光。

偏振非選擇性反射層可反射輸入光，而與輸入光之偏振無關。偏振非選擇性反射層之實例為偏振非選擇性部分反射層。偏振非選擇性部分反射層可部分反射及部分透射輸入光，而與輸入光之偏振無關。偏振非選擇性部分反射層之實例可包括體積布拉格光柵（「VBG」）、50:50鏡面（透射50%且反射50%，亦稱為偏振非選擇性部分反射器）等。對於偏振非選擇性部分反射層，透射部分及反射部分輸入光的百分比可為任何合適百分比，諸如10%/90%、20%/80%、30%/70%、40%/60%、50%/50%等。

各反射層可具有面向真實世界環境之外側及面向彎曲光導210之內側。在彎曲光導210之輸入部分處，來自顯示元件220之影像光可透射穿過彎曲光導210及耦入器235（若耦入器235安置於彎曲光導210與第一反射層277之間），且可自第一反射層277之內側入射至第一反射層277上。經由TIR在彎曲光導210內部傳播之耦入影像光231可藉由耦出器245朝向第二反射層247出耦合，且可自第二反射層247之內側入射至第二反射層247上。來自真實世界環境之光（例如，可見光，亦被稱作真實世界光）可自第一反射層277或第二反射層247之外側入射至第一反射層277或第二反射層247上。第二反射層247可朝向眼動區域259透射真實世界光，使得眼睛260可觀測到與由顯示元件220產生之虛擬影像以光學方式組合的透視圖。第一反射層277針對真實世界光之透射率可取決於特定應用而配置。

在一些具體實例中，為增加反射層針對真實世界光之透射率，在一些具體實例中，反射層可配置為窄頻帶反射層（或塗層）。在一些具體實例中，反射層之反射頻帶可與包括於顯示元件220中之窄頻帶光源的發射頻帶實質上匹配。舉例而言，反射層之反射頻帶可對應於原色，諸如藍色、綠色及紅色。在一些具體實例中，反射頻帶可包括各自具有在約5 nm至10 nm之範圍、約10 nm至20 nm之範圍、約20 nm至30 nm之範圍或約30 nm至40 nm之範圍等內之頻寬（FWHM）的藍色、綠色及紅色頻帶。舉例而言，在一些具體實例中，當顯示元件220包括微型LED顯示面板時，反射層之藍色、綠色及紅色反射頻帶中之各者的頻寬（FWHM）可經配置為約20 nm。在一些具體實例中，當顯示元件220包括雷射掃描顯示面板時，反射層之藍色、綠色及紅色反射頻帶中之各者的頻寬（FWHM）可經配置為約若干奈米，例如，5 nm。

圖2B說明根據本發明之具體實例的包括於圖2A中展示之彎曲光導顯示組裝件200中之反射層的反射頻帶。如圖2B中所展示，水平軸線表示波長（單位：nm），且垂直軸線表示反射（單位：任意單位（a.u.））。反射層（其可為第一反射層277或第二反射層247）之反射頻帶可包括分別具有約475 nm、565 nm及630 nm之中心波長的藍色、綠色及紅色反射頻帶。在一些具體實例中，藍色、綠色及紅色反射頻帶中之各者的頻寬（FWHM）可在約23 nm至25 nm範圍內。

返回參看圖2A，為增加反射層針對真實世界光之透射率，在一些具體實例中，反射層可針對自反射層之相對側入射至其上之光而配置有不同反射率。舉例而言，反射層可經配置以充當隔離器，該隔離器實質上反射自反射層之內側入射至反射層上的光，且實質上透射自反射層之外側入射至反射層上的光。因此，自反射層之外側入射至反射層上之真實世界光可實質上透射穿過反射層，而自反射層之內側入射至反射層上的影像光可實質上由反射層反射。

將參考圖2A、圖2C及圖2D解釋經由彎曲光導影像組合器280自顯示面板220至眼動區域259的影像光229中之平行光線束的光學路徑。出於說明及論述目的，在圖2A中所展示之具體實例中，耦入器235及耦出器245中之各者可經配置以包括可為圓形或線性偏振選擇性的偏振選擇性繞射光柵。耦入器235及耦出器245亦可分別稱為耦入光柵235及耦出光柵245。在圖2A中所展示之具體實例中，耦入光柵235及耦出光柵245中之各者可為透射光柵，其經配置以在實質上滿足布勒格條件時實質上向前繞射光。耦入光柵235及耦出光柵245中之各者可為藉由相同繞射角繞射以相同入射角入射至光柵之各別部分上之光線的均勻光柵。入射角為形成於光線與光柵之表面之局部法線之間的角度。在一些具體實例中，均勻光柵可具有均勻光柵週期、均勻傾斜角、均勻占空比、均勻厚度及/或均勻折射率等。

出於論述目的，在圖2A中所展示之具體實例中，自光源組裝件205輸出之影像光230可為具有第一偏振之偏振光。出於論述目的，耦入光柵235及耦出光柵245中之各者經配置為偏振選擇性光柵，其透射具有第一偏振（例如，右旋圓偏振）及可忽略繞射之偏振光，且向前繞射具有正交於第一偏振之第二偏振（例如，左旋圓偏振）的偏振光。出於論述目的，耦入光柵235及耦出光柵245中之各者經配置以維持由此繞射或透射穿過其之偏振光之偏振。

出於論述目的，在圖2A中所展示之具體實例中，第一反射層277及第二反射層247中之各者可為偏振選擇性反射層，其經配置以實質上反射具有第一偏振之偏振光，且實質上以可忽略或零反射透射具有第二偏振之偏振光。出於論述目的，在圖2A中所展示之具體實例中，第一反射層277及第二反射層247中之各者可經配置以改變由此反射之偏振光的偏振，例如，反射具有第一偏振之偏振光作為具有第二偏振之偏振光。

圖2C說明根據本發明之一具體實例的圖2A中展示之彎曲光導影像組合器280之輸入部分的放大視圖。出於說明之目的，在圖2C中，第一反射層277展示為與耦入光柵235間隔開，使得其之間的光路徑可被清楚地說明。應理解，第一反射層277係彎曲的，且耦入光柵235亦係彎曲的。第一反射層277及耦入光柵235之曲率半徑不同，且第一反射層277與耦入光柵235相切地安置。應理解，短劃線用於展示耦入光柵235，其未必意謂耦入光柵235經分段。實情為，在一些具體實例中，耦入光柵235可為連續彎曲片件。

如圖2C中所展示，（影像光229之）（例如，三個）發散光線束可自顯示元件220之中心像素221朝向準直透鏡225輸出。準直透鏡225可將（影像光229之）（例如，三個）發散光線229b之束轉換成（影像光230之）（例如，三個）平行光線230b之束，其表示輸入FOV之單一FOV方向，例如，輸入FOV之零度FOV方向。自其他像素發射之其他光線未展示於圖2C中。本文中針對自中心像素221輸出之發散光線229b之束所描述的相同程序適用於自各別像素發射之發散光線的各別束。舉例而言，準直透鏡225可將自各別像素發射之（影像光229之）發散光線的各別束轉換成（影像光230之）平行光線的各別束，其表示輸入FOV之各別FOV方向。

由於耦入光柵235經配置以透射具有第一偏振之偏振光，且繞射具有第二偏振之偏振光，因此具有第一偏振之影像光230之平行光線230b可透射穿過耦入光柵235朝向第一反射層277。第一反射層277可朝向耦入光柵235反射具有第一偏振之影像光230作為具有第二偏振之影像光228。第一反射層277可將影像光230之（例如，三個）平行光線230b的束作為影像光228之（例如，三個）會聚光線228b的束反射回至耦入光柵235。入射至彎曲耦入光柵235之各別部分上的影像光228之各別會聚光線228b可在耦入光柵235之各別部分處形成相同入射角。入射角為光線與耦入光柵235之表面或彎曲光導210之第一表面的局部表面法線之間的角度。

出於論述目的，圖2C展示影像光228之各別會聚光線228b以垂直入射角入射至耦入光柵235之各別部分上。亦即，入射至耦入光柵235之各別部分上的影像光228之各別會聚光線228b的各別傳播方向實質上平行於耦入光柵235之表面（或彎曲光導210之第一表面210-1）的各別局部法線。

耦入光柵235可將具有第二偏振之影像光228耦合至彎曲光導210中作為具有第二偏振之耦入影像光231。耦入影像光231亦可稱為TIR傳播影像光231。出於論述目的，耦入影像光231之偏振可在彎曲光導210內部傳播時實質上得以維持。因此，入射至耦出光柵245之不同部分上的耦入影像光231可為具有第二偏振之偏振光。

舉例而言，耦入光柵235可將影像光228之（例如，三個）會聚光線228b的束耦合至彎曲光導210中作為耦入影像光231之（例如，三個）平行光線231b的束。（例如，三個）光線231b之束在經由TIR朝向耦出光柵245傳播時在彎曲光導210內部可具有相同TIR傳播角。亦即，藉由第一反射層277，影像光230之平行光線230b的束可由第一反射層277反射為影像光228的以相同入射角入射至耦入光柵235之各個部分上的會聚光線228b之束。因此，彎曲耦入光柵235可將會聚光線228b之束耦合至彎曲光導210中作為具有相同TIR傳播角之平行光線231b的束。在無第一反射層277之情況下，在習知系統中，平行光線230b之束可耦合至彎曲光導210中作為具有不同TIR傳播角之非平行光線束。

圖2D說明根據本發明之具體實例的圖2A中展示之彎曲光導影像組合器280之輸出部分的放大視圖。為了清晰說明第二反射器240與耦出光柵245之間的影像光之光學路徑，在圖2D中，第二反射層247經展示為與耦出光柵245間隔開。應理解，第二反射層247彎曲，耦出光柵245彎曲，且第二反射層247及耦出光柵245之曲率半徑不同，使得第二反射層247與耦出光柵245相切地安置。應理解，短劃線用於展示耦出光柵245，其未必意謂耦出光柵245經分段。實情為，在一些具體實例中，耦出光柵245可為連續彎曲片件。

如圖2D中所展示，當耦入影像光231入射至耦出光柵245之不同部分（例如，B1、B2及B3）上時，耦出光柵245可經由向前繞射將耦入影像光231（亦即，TIR傳播影像光）耦合為朝向第二反射層247而非直接朝向眼動區域259之在彎曲光導210之外的複數個輸出影像光232。各影像光232可具有可與輸入影像光230之輸入FOV（例如，α）實質上相同之輸出FOV。出於論述目的，圖2D展示三個輸出影像光232，且展示各輸出影像光232之單一光線（例如，中心光線）232b。

舉例而言，耦出光柵245可以相同繞射角繞射入射至耦出光柵245之不同部分（例如，B1、B2及B3）上的耦入影像光231之中心光線231b。繞射角為由輸出影像光232之中心光線232b與耦出光柵245之表面或彎曲光導210之第一表面210-1的局部法線形成的角度。亦即，各別輸出影像光232之三個輸出光線（例如，中心光線）232b可與耦出光柵245（或彎曲光導210之第一表面210-1）的各別局部法線形成相同角度。舉例而言，如圖2D中所展示，各別輸出影像光232之三個光線（例如，中心光線）232b可通常自耦出光柵245輸出，其中各別傳播方向平行於耦出光柵245（或彎曲光導210之第一表面210-1）之各別局部法線。換言之，各別輸出影像光232之三個輸出光線（例如，中心光線）232b的繞射角可為零。各別輸出影像光232之三個光線（例如，中心光線）232b可在非平行方向上（例如，發散地）朝向第二反射層247傳播。

輸出影像光232可為具有第二偏振之偏振光。第二反射層247可配置以將具有第二偏振之輸出影像光232實質上反射回至耦出器245及彎曲光導210作為具有第一偏振之複數個影像光234。亦即，第二反射層247可在輸出影像光232經反射時改變輸出影像光232之偏振。第二反射層247可配置以實質上反射在非平行方向上朝向第二反射層247傳播之三個光線（例如，中心光線）232b作為在平行方向上朝向彎曲光導210傳播之三個光線（例如，中心光線）234b。舉例而言，圖2D展示三個光線（例如，中心光線）234b沿z軸方向在平行方向上朝向彎曲光導210傳播。三個光線（例如，中心光線）234b可表示輸出FOV之零度FOV方向。亦即，彎曲光導影像組合器280可複製輸入影像光230之中心光線230b（表示輸入FOV之零度FOV方向）作為三個影像光234之三個中心光線234b（表示輸出FOV之零度FOV方向）。

由於耦出光柵245可配置以繞射具有第二偏振之偏振光，且透射具有第一偏振之偏振光，因此耦出光柵245可以可忽略或零繞射透射具有第一偏振之影像光234作為複數個影像光236同時維持傳播方向。影像光236可朝向眼動區域259透射穿過彎曲光導210而不改變傳播方向。因此，各別影像光236之三個光線（例如，中心光線）236b可在平行方向上朝向眼動區域259傳播。影像光236之中心光線236b之傳播方向相對於零度FOV方向的角度偏差可實質上為零。亦即，影像光236之中心光線236b的傳播方向可與零度FOV方向相同。

在無第二反射層247的情況下，在習知系統中，諸如圖1E中所展示之習知系統，彎曲耦出光柵195可將耦入光線181b直接耦合至彎曲光導170之外作為朝向眼動區域159具有非平行傳播方向之複數個輸出光線182b，從而造成影像形成誤差且降低眼動區域159處之影像品質。在本發明之具體實例中，藉由配置第二反射層247，在非平行方向上朝向第二反射層247傳播之三個輸出光線234b可反射且轉換成在平行方向上朝向眼動區域259傳播之三個光線236b，由此減少或消除影像形成誤差且增強眼動區域259處之影像品質。

複數個影像光236可傳播穿過定位於系統200之眼動區域259中的複數個出射光瞳257。舉例而言，單一出射光瞳257之大小可大於眼睛瞳孔258之大小且與其相當。出射光瞳257可充分間隔開，使得當出射光瞳257中之一者與眼睛瞳孔258之位置實質上重合時，剩餘一或多個出射光瞳257可位於眼睛瞳孔258之位置之外（例如，落在眼睛260外部）。因此，包括彎曲光導210、耦入光柵235、耦出光柵245、第一反射層277及第二反射層247之彎曲光導影像組合器280可複製輸入影像光230之各束平行光線作為多束輸出光線236。多束輸出光線236可在平行方向上朝向眼動區域259傳播，由此擴展系統200之有效光瞳。

返回參看圖2A，第二反射層247亦可接收真實世界光242。在一些具體實例中，真實世界光242可為非偏振光。在一些具體實例中，第二反射層247可部分地透射真實世界光242作為朝向眼動區域259傳播之真實世界光244，且部分反射真實世界光242（圖中未示）。在一些具體實例中，第二反射層247可充當隔離器以實質上透射真實世界光242作為朝向眼動區域259傳播之真實世界光244。因此，彎曲光導影像組合器280可組合真實世界光242與影像光236且將組合光遞送至出射光瞳257。因此，眼睛260可觀測與真實世界場景以光學方式組合的虛擬場景。

在圖1E中所展示之習知彎曲光影像組合器中，三個輸出光線182b在非平行方向上（例如，發散地）朝向眼動區域159傳播，從而造成出射光瞳157處之影像形成誤差。在圖2A中展示之所揭示彎曲光導影像組合器280中，三個輸出光線232b可在耦出光柵245之不同部分處朝向位於彎曲光導210之外側處的第二反射層247自彎曲光導210耦出，該外側與眼動區域259所定位之內側相對。第二反射層247可反射具有非平行傳播方向之三個輸出光線232b作為具有平行傳播方向之三個光線234b。因此，三個光線234b可在平行方向上（例如，沿圖2A中展示之z軸方向）朝向眼動區域259傳播。因此，可減少出射光瞳257處之影像形成誤差，且可改良系統200之影像品質。

儘管圖中未示，但在一些具體實例中，第二反射層247可為偏振非選擇性部分反射層。舉例而言，第二反射層247可將各別輸出影像光232作為各別影像光234部分反射回至彎曲光導210，且部分透射各別輸出影像光232作為朝向真實世界環境傳播之各別影像光（為說明簡單起見而未展示所透射部分）。朝向真實世界環境傳播之各別影像光的三個光線（例如，中心光線）可具有非平行（例如，發散）傳播方向。在一些具體實例中，第二反射層247可為配置以實質上反射輸入光而不管輸入光之偏振的偏振非選擇性反射層。

出於論述目的，在圖2A中所展示之具體實例中，第一反射層277之曲率半徑R ₃及第二反射層247之曲率半徑R ₅兩者配置為彎曲光導210之外曲率半徑R ₁的約兩倍，例如，R ₅=R ₃=2*R ₁。藉由彎曲光影像組合器280產生之顯示元件220的影像平面可相對於定位於眼動區域259處之眼睛瞳孔258位於無限深度（或距離）處。在一些具體實例中，第一反射層277之曲率半徑R ₃及第二反射層247之曲率半徑R ₅兩者可配置為大於彎曲光導210之外曲率半徑R ₁的兩倍，例如，R ₅=R ₃＞ 2*R ₁。因此，藉由彎曲光影像組合器280產生之顯示元件220的影像平面可相對於定位於眼動區域259處之眼睛瞳孔258位於有限深度（或距離）處。

在一些具體實例中，第一反射層277之曲率半徑R ₃或第二反射層247之曲率半徑R ₅中之至少一者（例如，各者）可經配置為固定的。在一些具體實例中，第一反射層277之曲率半徑R ₃或第二反射層247之曲率半徑R ₅中之至少一者（例如，各者）可經配置為可調整的。舉例而言，第一反射層277之曲率半徑R ₃或第二反射層247之曲率半徑R ₅中之各者可在自2*R ₁至3*R ₁、4*R ₁或5*R ₁等之範圍內調整。因此，為了解決輻輳調節衝突，藉由彎曲光影像組合器280產生之顯示元件220之影像平面相對於眼動區域259之距離可為可調整的。因此，可改良系統200之使用者體驗。

舉例而言，在一些具體實例中，第二反射器240（或第一反射器270）可包括光學透明且可藉由例如施加電壓而變形之壓電膜，且第二反射層247（或第一反射層277）可安置於壓電膜處。壓電膜可為各別基板，或可為包括於反射器中之額外層。在一些具體實例中，第二反射器240（或第一反射器270）可包括膜液體透鏡，其中光學流體由基板及可變形構件囊封。可變形構件可經由合適致動器變形。第二反射層247（或第一反射層277）可安置於可變形膜處。膜液體透鏡可取代反射器中之基板279（或249）。

圖2E說明根據本發明之具體實例的展示自圖2A中展示之彎曲光導影像組合器280輸出之影像光236的光線相對於經設計輸出FOV方向之角度偏差的模擬結果。圖2F說明根據本發明之具體實例的用於計算自彎曲光導影像組合器280輸出之影像光236之光線的角度偏差的彎曲光導影像組合器280之輸出部分的放大視圖。如圖2F中所展示，影像光236之光線相對於經設計輸出FOV方向的角度偏差可與影像光234之光線相對於經設計輸出FOV方向的角度偏差相同。出於論述目的，圖2F展示在部分B2處自光導210耦出之輸出影像光232的光線，輸出影像光232之光線由第二反射層247反射為影像光234之光線，且影像光234之光線透射穿過耦出光柵245及光導210作為影像光236之光線。

在圖2F中，穿過大致擬合耦出光柵245或第一表面210-1之圓之中心O的半徑方向可被稱為主要方向290。穿過大致擬合耦出光柵245或第一表面210-1及耦入影像光231之入射點的圓的中心O至耦出光柵245上（例如，圖2F中之B2）的半徑方向可相對於主要方向290形成2*ϕ之角度（單位：度）。2*ϕ之角度（單位：度）可將輸出影像光232之光線之入射點的位置反射至第二反射層247上。

參看圖2E，水平軸線表示經設計輸出FOV方向（單位：度），且垂直軸線表示與輸出影像光232之光線至第二反射層247上之入射點的位置相關的角度ϕ。灰階條表示影像光236（或影像光234）之光線之傳播方向相對於經設計輸出FOV方向的角度偏差（單位：弧分）。在模擬中，彎曲光導210之第一表面210-1的曲率半徑R ₁為150 mm，且第一反射層277之曲率半徑R ₃及第二反射層247之曲率半徑R ₅為300 nm。耦出光柵245的大小可與眼動區域259之大小匹配，例如，眼動區域259及耦出光柵245可具有20 mm之相同大小。第一反射層277之大小（或面積）可相同於或大於耦入光柵235之大小（或面積），且第二反射層247之大小（或面積）可相同於或大於耦出光柵245之大小（或面積）。角度ϕ經計算以自‒1.91°至+1.91°發生改變。

如圖2E中所展示，對於在‒30°至+30°之範圍內的給出設計輸出FOV方向，角度偏差可隨著角度ϕ之絕對值增加而逐漸增加。對於角度ϕ之給定絕對值，角度偏差之絕對值可隨著設計輸出FOV方向自零度逐漸增加而逐漸增加。當角度ϕ之絕對值小於或等於1.0°時，對於在‒30°至+30°之範圍內的設計輸出FOV方向，角度偏差之絕對值小於1弧分。當角度ϕ之絕對值大於1.0°時，對於在‒30°至+30°之範圍內的經設計輸出FOV方向，角度偏差之絕對值在1弧分至2弧分的範圍內。對於大小為3 mm之眼睛瞳孔，角度ϕ經計算以自‒0.6°至+0.6°發生改變。圖2E展示對於在‒30°至+30°之範圍內的經設計輸出FOV方向，角度偏差之絕對值小於0.5弧分。

圖3說明根據本發明之具體實例的彎曲光導顯示系統或組裝件300之示意圖。彎曲光導顯示系統300可包括與包括於圖2A至圖2D中所展示之彎曲光導顯示系統200中之元件類似或相同的元件。相同或類似元件或特徵之描述可參考以上對應描述，包括結合圖2A至圖2D所呈現之描述。

如圖3中所展示，彎曲光導顯示系統300可包括光源組裝件205、控制器215及彎曲光導影像組合器380。彎曲光導影像組合器380可包括彎曲光導210、耦入器（例如，耦入光柵）235、耦出器（例如，耦出光柵）345、第一反射器270及第二反射器240。耦出器345可類似於圖2A中展示之耦出器245。在圖3中所展示之具體實例中，耦出器345（以短劃線展示）及第二反射器240可分別安置於彎曲光導210之相對表面處，例如，在第二表面210-2及第一表面210-1處。在圖3中所展示之具體實例中，耦入光柵235可為透射光柵，且耦出光柵245可為反射光柵。在一些具體實例中，儘管圖中未示，但耦入光柵235及第一反射器270亦可安置於彎曲光導210之相對表面處，且耦入光柵235可為反射光柵。反射光柵可經配置以在實質上滿足布勒格條件時實質上向後繞射光。

在圖3中所展示之具體實例中，耦入光柵235及耦出光柵345中之各者可為均勻光柵。出於論述目的，耦入光柵235及耦出光柵345中之各者可經配置為偏振選擇性光柵，其透射具有第一偏振之偏振光，且繞射具有正交於第一偏振之第二偏振的偏振光。出於論述目的，耦入光柵235及耦出光柵345中之各者可經配置以維持由此繞射或透射穿過其之偏振光之偏振。

出於論述目的，在圖3中所展示之具體實例中，自光源組裝件205輸出之影像光230（其為彎曲光導影像組合器380之輸入光）可為具有第一偏振（例如，右旋圓偏振）之偏振光。影像光230至彎曲光導210中之耦合可指結合圖2C之描述。耦入影像光231可為具有第二偏振（例如，左旋圓偏振）之偏振光。當耦入影像光231入射至耦出光柵345之不同部分上時，耦出光柵345可經由向後繞射耦合耦入影像光231作為朝向第二反射器240傳播之複數個輸出影像光332。各影像光332可具有可與輸入影像光230之輸入FOV（例如，α）實質上相同之輸出FOV。

出於論述目的，圖3展示三個輸出影像光332，且展示各輸出影像光332之單一光線（例如，中心光線）332b。各別輸出影像光332之三個光線（例如，中心光線）332b可與耦出光柵345（或彎曲光導210之第二表面210-2）的各別局部法線形成相同角度。亦即，各別輸出影像光332之三個光線332b可具有相同繞射角。舉例而言，如圖3中所展示，各別輸出影像光332之三個光線332b可通常自耦出光柵345輸出，其中各別傳播方向平行於耦出光柵345（或彎曲光導210之第二表面210-2）之各別局部法線。換言之，各別輸出影像光332之三個光線332b的繞射角可為零。各別輸出影像光332之三個光線332b可在非平行方向上（例如，發散地）朝向第二反射器240傳播。

輸出影像光332可為具有第二偏振之偏振光。第二反射層247可經配置以將具有第二偏振之輸出影像光332實質上反射回至彎曲光導210作為具有第一偏振之複數個影像光334。第二反射層247可經配置以實質上反射在非平行方向上（例如，發散地）傳播之各別輸出影像光332的三個光線332b作為在平行方向上朝向彎曲光導210傳播之各別影像光334的三個光線（例如，中心光線）334b。

具有第一偏振之影像光334可透射穿過彎曲光導210朝向耦出光柵345。由於耦出光柵345經配置以繞射具有第二偏振之偏振光且透射具有第一偏振之偏振光，因此耦出光柵345可透射具有第一偏振之影像光334作為具有第一偏振之複數個影像光336，同時維持傳播方向。因此，包括耦入光柵235、彎曲光導210、耦出光柵345、第一反射器270及第二反射器240之彎曲光導影像組合器380可複製輸入影像光230作為多個輸出影像光336，由此擴展系統300之有效光瞳。舉例而言，耦出光柵345可透射三個光線（例如，中心光線）334b作為在平行方向上朝向眼動區域259傳播之三個光線（例如，中心光線）336b。

第二反射器240亦可接收真實世界光242。在一些具體實例中，真實世界光242可為非偏振光。在一些具體實例中，第二反射層247可部分透射真實世界光242作為朝向眼動區域259傳播之真實世界光244，且將真實世界光242（圖中未示）部分反射回至真實世界環境。在一些具體實例中，第二反射層247可充當隔離器以實質上透射真實世界光242作為朝向眼動區域259傳播之真實世界光244。因此，彎曲光導影像組合器380可組合真實世界光242與影像光336且將組合光遞送至出射光瞳257。因此，眼睛260可觀測與真實世界場景以光學方式組合的虛擬場景。

儘管圖中未示，但在一些具體實例中，第二反射層247可為偏振非選擇性部分反射層。亦即，第二反射層247可將各別輸出影像光332作為各別影像光334部分反射回至彎曲光導210，且部分透射各別輸出影像光332作為朝向真實世界環境傳播之各別影像光（圖中未示）。朝向真實世界環境傳播之各別影像光的三個光線（例如，中心光線）可具有非平行（例如，發散）傳播方向。

圖4說明根據本發明之具體實例的彎曲光導顯示系統或組裝件400之示意圖。彎曲光導顯示系統400可包括與包括於圖2A至圖2D中所展示之彎曲光導顯示系統200或圖3中所展示之彎曲光導顯示系統300中之元件類似或相同的元件。相同或類似元件或特徵之描述可參考以上對應描述，包括結合圖2A至圖2D或圖3所呈現之描述。

如圖4中所展示，彎曲光導顯示系統400可包括光源組裝件205、控制器215及彎曲光導影像組合器480。彎曲光導影像組合器480可包括彎曲光導210、耦入器（例如，耦入光柵）235、耦出器（例如，耦出光柵）445、第一反射器270、第二反射器440及第三反射器405。耦出器445可類似於圖2A中展示之耦出器245。在圖4中所展示之具體實例中，耦入光柵235及耦出光柵445中之各者可為透射光柵。耦入光柵235及耦出光柵445中之各者可為均勻光柵。出於論述目的，耦入光柵235及耦出光柵445中之各者經配置為偏振選擇性光柵，其實質上透射具有第一偏振之偏振光，且實質上繞射具有正交於第一偏振之第二偏振的偏振光。

第二反射器440可類似於圖2A及圖3中所展示之第二反射器240。在圖4中所展示之具體實例中，第二反射器440可包括經配置以將藉由耦出器445自彎曲光導210耦出之影像光反射回至耦出器445及彎曲光導210的第二反射層447。在一些具體實例中，第二反射層447可為偏振選擇性反射層，其經配置以實質上反射具有第一偏振之偏振光，且實質上以可忽略或零反射透射具有第二偏振（其可正交於第一偏振）之偏振光。在圖4中所展示之具體實例中，第二反射層447可經配置以維持由此反射之偏振光的偏振及透射穿過其之偏振光的偏振。舉例而言，第二反射層447可反射具有第一偏振之偏振光作為具有第一偏振之偏振光，且透射具有第二偏振之偏振光作為具有第二偏振之偏振光。在一些具體實例中，第二反射器440可包括用於支撐及保護第二反射層447之第二基板249。

第三反射器405可包括第三反射層415。在一些具體實例中，第三反射器405亦可包括用於支撐及保護第三反射層之基板。第三反射層415可安置於與安置於第一表面210-1處之第二反射層447相對的第二表面210-2處。第三反射層415可具有與彎曲光導210之第二表面210-2的曲率半徑R ₂相同之曲率半徑。在一些具體實例中，第三反射層415可為偏振選擇性反射層，其經配置以實質上反射具有第二偏振之偏振光，且實質上以可忽略或零反射透射具有第一偏振（正交於第二偏振）之偏振光。在圖4中所展示之具體實例中，第三反射層415可經配置以維持由此反射之偏振光的偏振及透射穿過其之偏振光的偏振。舉例而言，第三反射層415可反射具有第二偏振之偏振光作為具有第二偏振之偏振光，且透射具有第一偏振之偏振光作為具有第一偏振之偏振光。

在一些具體實例中，第三反射層415之反射頻帶可與包括於顯示元件220中之窄頻帶光源的發射頻帶實質上匹配。舉例而言，第三反射層415之反射頻帶可包括各自具有在約5 nm至10 nm之範圍、約10 nm至20 nm之範圍、約20 nm至30 nm之範圍或約30 nm至40 nm之範圍等內之頻寬（FWHM）的藍色、綠色及紅色頻帶。

出於論述目的，在圖4中所展示之具體實例中，自光源組裝件205輸出之影像光230（其為彎曲光導影像組合器380之輸入光）可為具有第一偏振（例如，右旋圓偏振）之偏振光。影像光230至彎曲光導210中之耦合可指結合圖2C呈現之描述。耦入光柵235可經配置以維持由此繞射或透射穿過其之偏振光的偏振。因此，耦入影像光231可為具有第二偏振（例如，左旋圓偏振）之偏振光。

當耦入影像光231入射至耦出光柵445上時，耦出光柵445可將耦入影像光231繞射成透射繞射階（其具有相對高光強度）及反射繞射階（其具有相對低光強度）。透射繞射階及反射繞射階可為具有正交偏振之偏振光。舉例而言，耦出光柵445可經由向前繞射將耦入影像光231之主要部分耦合至彎曲光導210之外作為在非平行方向上朝向第二反射層447傳播之複數個輸出影像光432。耦出光柵445亦可經由向後繞射耦合耦入影像光231之次要部分作為朝向第三反射層415傳播穿過彎曲光導210的複數個輸出影像光433。輸出影像光432可為具有第一偏振之偏振光，且影像光433可為具有正交於第一偏振之第二偏振的偏振光。

出於論述目的，圖4展示三個輸出影像光432，且展示各輸出影像光432之單一光線（例如，中心光線）432b。各別輸出影像光432之三個光線432b可與耦出光柵445（或彎曲光導210之第一表面210-1）的各別局部法線形成相同角度。亦即，各別輸出影像光432之三個光線（例如，中心光線）可具有相同繞射角。舉例而言，如圖4中所展示，各別輸出影像光432之三個光線432b可通常自耦出光柵445輸出，其中各別傳播方向平行於耦出光柵445（或彎曲光導210之第一表面210-1）之各別局部法線。換言之，各別輸出影像光432之三個光線432b的繞射角可為零。各別輸出影像光432之三個光線432b可在非平行方向上（例如，發散地）朝向第二反射器240傳播。

第二反射層447可配置以將具有第一偏振之輸出影像光432實質上反射回至彎曲光導210作為具有第一偏振之複數個影像光434。反射層447可配置以實質上反射在非平行方向上（例如，發散地）傳播之各別輸出影像光432的三個光線432b作為在平行方向上朝向耦出光柵445及彎曲光導210傳播之各別影像光434的三個光線（例如，中心光線）434b。

由於耦出光柵445配置以繞射具有第二偏振之偏振光，且透射具有第一偏振之偏振光，因此耦出光柵445可透射具有第一偏振之影像光434作為具有第一偏振之複數個影像光436，同時維持傳播方向。影像光436可透射穿過彎曲光導210朝向第三反射器405。由於第三反射層415配置以反射具有第二偏振之偏振光，且透射具有第一偏振之偏振光，因此第三反射層415可透射具有第一偏振之影像光436，同時維持傳播方向。透射穿過第三反射層415之影像光436可朝向眼動區域259傳播。因此，各別影像光436之三個光線436b可在平行方向上朝向眼動區域259傳播。因此，包括耦入光柵235、彎曲光導210、耦出光柵445、第一反射器270、第二反射器440及第三反射器405的彎曲光導影像組合器480可複製輸入影像光230作為朝向眼動區域259傳播之多個輸出影像光436，由此擴展系統400之有效光瞳。

影像光（反射繞射階）433可被稱為洩漏至耦出光柵445之外的洩漏影像光433。洩漏影像光433可導致不合需要的光學效應。出於論述目的，圖4展示三個洩漏影像光433，且展示各洩漏影像光433之單一光線（例如，中心光線）433b。各別洩漏影像光433之三個光線433b可與耦出光柵445（或彎曲光導210之第一表面210-1）的各別局部法線形成相同角度。亦即，各別洩漏影像光433之三個光線433b可具有相同繞射角。舉例而言，如圖4中所展示，各別洩漏影像光433之三個光線433b可通常自耦出光柵445輸出，其中各別傳播方向平行於耦出光柵445（或彎曲光導210之第一表面210-1）之各別局部法線。換言之，各別洩漏影像光433之三個光線433b的繞射角可為零。洩漏影像光433之光線433b及對應輸出影像光432之光線432b可沿同一軸線（例如，耦出光柵445之同一局部表面法線）具有相對傳播方向。各別洩漏影像光433之三個光線433b可在非平行方向上（例如，會聚地）朝向第三反射器405傳播。

為了減輕可由洩漏影像光433引起之潛在不合需要的光學效應，第三反射層415可配置以將具有第二偏振之洩漏影像光433實質上反射回至彎曲光導210作為具有第二偏振之複數個影像光435。亦即，第三反射層415可配置以將洩漏影像光433再循環（或重耦合）至彎曲光導210中。影像光435可經由TIR在彎曲光導210內部傳播，且可入射至耦出光柵445之不同部分上。

第二反射層415可配置以實質上反射在非平行方向上（例如，會聚地）傳播之各別洩漏影像光433的三個光線433b作為在彎曲光導210內部具有相同TIR傳播角之各別影像光435的三個光線（例如，中心光線）435b。光線435b之TIR傳播角可配置為與耦入光線231b之TIR傳播角實質上相同。因此，類似於耦入影像光231，影像光435亦可經由耦出光柵445耦合至彎曲光導210之外作為朝向第二反射層447之複數個透射繞射階及朝向第三反射層415之複數個反射繞射階。類似於輸出光線434b，第二反射層447可朝向眼動區域259反射透射繞射階。類似於洩漏影像光433，第三反射層415可將反射繞射階再循環至彎曲光導210中。

因此，第三反射器405可阻斷經洩漏非平行光線433b傳播穿過眼動區域259。第三反射器405再循環經洩漏非平行光線433b，且連同第二反射器440一起使非平行光線433b變成朝向眼動區域259傳播之平行光線。因此，洩漏影像光433可再循環且用作表示虛擬影像之影像光之部分以供眼睛260感知。系統400可為提高之功率效率提供增強之影像品質。

第二反射器440亦可接收真實世界光242。在一些具體實例中，真實世界光242可為非偏振光。在一些具體實例中，第二反射層447可部分透射真實世界光242作為朝向第三反射器405傳播之真實世界光244，且部分反射真實世界光242（圖中未示）。在一些具體實例中，第二反射層447可充當隔離器以實質上透射真實世界光242作為朝向第三反射器405傳播之真實世界光244。第三反射層415可朝向眼動區域259部分透射真實世界光244，且部分反射真實世界光244（圖中未示）。因此，彎曲光導影像組合器480可組合真實世界光242與影像光436，且將組合光遞送至出射光瞳257。因此，眼睛260可觀測與真實世界場景以光學方式組合的虛擬場景。

在一些具體實例中，與影像光432之光強度相比，洩漏影像光433之光強度可實質上低。舉例而言，洩漏影像光433之光強度與影像光432之光強度之間的比率可小於1:100。在此類具體實例中，可省略第三反射器405。

儘管圖中未示，但在一些具體實例中，第二反射層447可為偏振非選擇性部分反射層。舉例而言，第二反射層447可將各別輸出影像光432作為各別影像光434部分反射回至彎曲光導210，且部分透射各別輸出影像光434作為朝向真實世界環境傳播之各別影像光（圖中未示）。朝向真實世界環境傳播之各別影像光的三個光線（例如，中心光線）可具有非平行（例如，發散）傳播方向。

出於論述目的，在圖4中所展示之具體實例中，第一反射層277之內曲率半徑R ₃及第二反射層447之曲率半徑R ₅兩者經配置為彎曲光導210之外曲率半徑R ₁的約兩倍，例如，R ₅=R ₃=約2*R ₁。藉由彎曲光影像組合器480產生之顯示元件220的影像平面可相對於定位於眼動區域259之眼睛瞳孔258位於無限深度（或距離）處。在一些具體實例中，第一反射層277之曲率半徑R ₃及第二反射層447之曲率半徑R ₅兩者可經配置為大於彎曲光導210之外曲率半徑R ₁的兩倍，例如，R ₅=R ₃＞ 2*R ₁。因此，藉由彎曲光影像組合器480產生之顯示元件220的影像平面可相對於定位於眼動區域259之眼睛瞳孔258位於有限深度（或距離）處。

在一些具體實例中，第一反射層277之曲率半徑R ₃及第二反射層447之曲率半徑R ₅中之至少一者（例如，各者）可配置為可調整的。因此，為了解決輻輳調節衝突，藉由彎曲光影像組合器480產生之顯示元件220之影像平面相對於眼動區域259之距離可為可調整的。因此，可改良系統200之使用者體驗。舉例而言，在一些具體實例中，第二反射器440（或第一反射器270）可包括光學透明且可藉由例如施加電壓而變形之壓電膜，且第二反射層447（或第一反射層277）可安置於壓電膜處。在一些具體實例中，第二反射器440（或第一反射器270）可包括膜液體透鏡，其中光學流體由基板及可變形構件囊封。可變形構件可經由合適致動器變形。第二反射層447（或第一反射層277）可安置於可變形膜處。

圖5A說明根據本發明之具體實例的人工實境裝置500之示意圖。在一些具體實例中，人工實境裝置500可為使用者產生VR、AR及/或MR內容，諸如影像、視訊、音訊或其組合。在一些具體實例中，人工實境裝置500可為智慧型眼鏡。在一個具體實例中，人工實境裝置500可為近眼顯示器（「NED」）。在一些具體實例中，人工實境裝置500可呈目鏡、護眼罩、頭盔、護目鏡或某一其他類型之眼鏡的形式。在一些具體實例中，人工實境裝置500可配置以佩戴在使用者之頭部上（例如，藉由具有眼鏡或目鏡之形式，如圖5A中所展示），或包括為由使用者佩戴之頭盔之部分。在一些具體實例中，人工實境裝置500可配置以用於在不安裝至使用者之頭部的情況下在眼睛前方之固定位置處接近使用者之一或多隻眼睛置放。在一些具體實例中，人工實境裝置500可呈向使用者之視力提供視覺校正之目鏡的形式。在一些具體實例中，人工實境裝置500可呈保護使用者之眼睛免受明亮日光影響之太陽鏡的形式。人工實境裝置500可呈保護使用者之眼睛之安全眼鏡的形式。在一些具體實例中，人工實境裝置500可呈夜視裝置或紅外護眼罩之形式以增強使用者在夜間之視覺。

出於論述目的，圖5A展示人工實境裝置500包括配置以安裝至使用者之頭部的框架505，以及安裝至框架505之左眼及右眼顯示系統510L及510R。圖5B為根據本發明之具體實例的圖5A中所展示中之人工實境裝置500之一半的橫截面圖。出於說明性目的，圖5B展示與左眼顯示系統510L相關聯之橫截面圖。框架505僅係人工實境裝置500之各種組件可安裝至的實例結構。代替框架505或與框架505組合，亦可使用其他合適夾具。

在一些具體實例中，左眼及右眼顯示系統510L及510R可包括配置以將電腦產生之虛擬影像投影至左及右顯示視窗515L及515R中的適合影像顯示組件。在一些具體實例中，左眼顯示系統510L及右眼顯示系統510R中之各者可包括本文中所揭示之光學系統，諸如圖2A中所展示之彎曲光導顯示系統200、圖3中所展示之彎曲光導顯示系統300，或圖4中所展示之彎曲光導顯示系統400。出於說明性目的，圖5A及圖5B展示彎曲光導顯示系統200、300或400之光源組裝件205耦接至框架505。包括於左眼（或右眼）顯示系統510L（或510R）中之彎曲光導顯示系統200、300或400可將由光源組裝件205產生之影像光導引至眼動區域259。

如圖5B中所展示，人工實境裝置500亦可包括物件追蹤系統590（例如，眼睛追蹤系統及/或人臉追蹤系統）。物件追蹤系統590可包括配置以照射眼睛260及/或面部之IR光源591、偏轉元件592（諸如，光柵）及光學感測器593（諸如，攝影機）。偏轉元件592可使由眼睛260反射之IR光朝向光學感測器593偏轉（例如，繞射）。光學感測器593可產生與眼睛260相關之追蹤信號。追蹤信號可為眼睛260之影像。諸如控制器215之控制器（圖中未示）可基於自對眼睛260之影像之分析獲得的眼睛追蹤資訊來控制各種光學元件。

在一些具體實例中，人工實境裝置500可包括配置以動態地調整由真實世界物件反射之光的透射率的適應性或主動調暗元件580，由此在VR裝置與AR裝置之間或VR裝置與MR裝置之間切換人工實境裝置500。主動調暗元件580可安置於包括於面向真實世界環境之左眼顯示系統510L（或右眼顯示系統510R）中之彎曲光導顯示系統200、300或400之一側處。在一些具體實例中，隨著AR/MR裝置與VR裝置之間的切換，適應性調暗元件580可用於AR及/MR裝置中，以減輕由真實世界物件反射之光及虛擬影像光之亮度的差異。

在一些具體實例中，本發明提供一種系統。系統包括具有彎曲表面之光導。系統亦包括在光導之輸出部分處與該光導耦接的耦出元件。系統亦包括安置於光導之輸出部分處的反射層。該耦出元件配置以將在該光導內部傳播之第一光線耦合至該光導之外作為在非平行方向上朝向該反射層傳播之複數個第二光線。該反射層配置以反射該複數個第二光線作為在平行方向上朝向該耦出元件及該光導傳播之複數個第三光線。

在一些具體實例中，光導之彎曲表面配置具有第一曲率半徑，且反射層配置具有大於第一曲率半徑之第二曲率半徑。在一些具體實例中，第二曲率半徑等於或大於第一曲率半徑的兩倍。在一些具體實例中，耦出元件及光導配置以朝向裝置之眼動區透射自反射層接收之第三光線。在一些具體實例中，反射層與光導之彎曲表面或耦出元件之表面相切地安置。在一些具體實例中，耦出元件安置於光導之彎曲表面處，且具有與光導之彎曲表面之彎曲形狀匹配的彎曲形狀。反射層安置於耦出元件之表面處，且與耦出元件之表面相切。耦出元件位於反射層與光導之彎曲表面之間。

在一些具體實例中，彎曲表面為光導之第一彎曲表面，且光導包括相對之第二彎曲表面。反射層安置於光導之第一彎曲表面處，且與光導之第一彎曲表面相切。耦出元件安置於光導之第二彎曲表面處，且具有與第二彎曲表面之彎曲形狀匹配的彎曲形狀。在一些具體實例中，反射層包括對應於原色之反射頻帶，該反射頻帶具有在約5 nm至10 nm之範圍、約10 nm至20 nm之範圍或約20 nm至30 nm之範圍內的頻寬。在一些具體實例中，第二光線自反射層之第一側朝向反射層傳播，且反射層經配置以朝向光導之彎曲表面透射來自反射層之相對第二側的真實世界光。

在一些具體實例中，反射層為第一反射層，且裝置進一步包括在光導之輸入部分處與光導耦接之耦入元件。裝置亦包括安置於光導之輸入部分處的第二反射層。在一些具體實例中，光導之彎曲表面配置具有第一曲率半徑，且第二反射層配置具有大於第一曲率半徑之第二曲率半徑。在一些具體實例中，第二曲率半徑等於或大於第一曲率半徑的兩倍。在一些具體實例中，第二反射層經配置以反射在平行方向上傳播之複數個第四光線作為在非平行方向上朝向耦入元件傳播之複數個第五光線，且耦入元件配置以將第五光線耦合至光導中作為複數個第一光線。在一些具體實例中，第二反射層與光導之彎曲表面或耦入元件之表面相切地安置。

在一些具體實例中，彎曲表面為光導之第一彎曲表面，且光導包括相對之第二彎曲表面。耦入元件安置於光導之第二彎曲表面處，且具有與第二彎曲表面之彎曲形狀匹配的彎曲形狀。第二反射層安置於光導之第一彎曲表面處，且與光導之第一彎曲表面相切。在一些具體實例中，耦入元件安置於光導之彎曲表面處，且具有與光導之彎曲表面之彎曲形狀匹配的彎曲形狀。第二反射層安置於耦入元件之表面處，且與耦入元件之表面相切。耦入元件位於第二反射層與光導之彎曲表面之間。

在一些具體實例中，反射層為第一反射層，且裝置進一步包括安置於光導之輸出部分處的第二反射層。第一反射層及第二反射層安置於光導之相對側處。在一些具體實例中，耦出元件經配置以：將在光導內部傳播之第一光線的第一部分耦合至光導之外作為在非平行方向上朝向第一反射層傳播之複數個第二光線，且將在光導內部傳播之第一影像光線的第二部分耦合至光導之外作為在非平行方向上朝向第二反射層傳播之複數個第四光線。在一些具體實例中，第二反射層經配置以透射自第一反射層接收之第三光線，且將第四光線反射回至光導中。

在一些具體實例中，本發明提供一種裝置。裝置包括具有彎曲表面之光導。該裝置亦包括安置於光導之輸入部分處的耦入元件及第一反射層。該裝置亦包括安置於光導之輸出部分處的耦出元件及第二反射層。該第一反射層配置以反射自光源接收之影像光的平行輸入光線束作為朝向耦入元件傳播之非平行輸入光線束。耦入元件經配置以將非平行輸入光線束耦合至光導中作為平行耦入光線束。該耦出元件配置以將平行耦入光線束中之各平行耦入光線耦合至該光導之外作為朝向該第二反射層傳播之複數個非平行輸出光線。第二反射層配置以將複數個非平行輸出光線反射回至光導作為複數個平行輸出光線，這些平行輸出光線透射穿過耦出元件及光導。

在一些具體實例中，提供一種裝置。裝置包括具有彎曲表面之光導。該裝置亦包括安置於光導之輸入部分處的耦入元件。該裝置亦包括具有彎曲形狀且安置於輸入部分處之第一反射層，該第一反射層配置以反射來自光源之平行輸入光線作為朝向耦入元件之非平行輸入光線，其中該耦入元件配置以將非平行輸入光線耦合至光導中作為具有相同全內反射（「TIR」）傳播角之耦入光線。該裝置進一步包括安置於光導之輸出部分處的耦出元件。該裝置進一步包括具有彎曲形狀且安置於輸出部分處之第二反射層。耦出元件配置以將耦入光線耦合至光導之外作為朝向第二反射層之非平行輸出光線。第二反射層配置以將非平行輸出光線反射回至光導作為平行輸出光線，這些平行輸出光線透射穿過耦出元件及光導朝向裝置之眼動區域。

出於說明之目的，已呈現本發明之具體實例的前述描述。其並不意欲為詳盡的或將本發明限制於所揭示的精確形式。所屬技術領域中具有通常知識者可瞭解，可鑒於上述揭示內容進行修改及變化。

本文中所描述之步驟、操作或過程中之任一者可藉由一或多個硬體及/或軟體模組單獨地執行或實施或與其他裝置組合地執行或實施。在一個具體實例中，軟體模組藉由電腦程式產品實施，該電腦程式產品包括含有電腦程式碼之電腦可讀取媒體，電腦程式碼可藉由電腦處理器執行以執行所描述之任何或所有步驟、操作或程序。在一些具體實例中，硬體模組可包括硬體組件，諸如裝置、系統、光學元件、控制器、電路、邏輯閘等。

本發明之具體實例亦可關於用於執行本文中之操作的設備。此設備可經專門建構以用於特定目的，及/或其可包括由儲存在電腦中之電腦程式選擇性地啟動或重新配置之通用計算裝置。此類電腦程式可儲存於非暫時性有形電腦可讀取儲存媒體中或適合於儲存電子指令之任何類型之媒體中，這些媒體可耦接至電腦系統匯流排。非暫時性電腦可讀取儲存媒體可為可儲存程式碼之任何媒體，例如，磁碟、光碟、唯讀記憶體（「ROM」）或隨機存取記憶體（「RAM」）、電子可程式唯讀記憶體（「EPROM」）、電可抹除可程式化唯讀記憶體（「EEPROM」）、暫存器、硬碟、固態磁碟機、智慧型媒體卡（「SMC」）、安全數位卡（「SD」）、快閃記憶卡等。此外，在本說明書中所描述之任何計算系統可包括單一處理器，或可為使用多個處理器以用於提高計算能力的架構。處理器可為中央處理單元（「CPU」）、圖形處理單元（「GPU」）或經配置以處理資料及/或基於資料而執行計算之任何處理裝置。處理器可包括軟體及硬體組件兩者。舉例言之，處理器可包括硬體組件，諸如特定應用積體電路（「ASIC」）、可程式化邏輯裝置（「PLD」）或其組合。PLD可為複合可程式化邏輯裝置（「CPLD」）、場可程式化閘陣列（「FPGA」）等。

本發明之具體實例亦可關於由本文中所描述的計算程序產生之產品。此類產品可以包括由計算方法產生之資訊，其中該資訊儲存於非暫時性有形電腦可讀取儲存媒體上且可包括本文中所描述之電腦程式產品或其他資料組合的任何具體實例。

此外，當圖式中所說明之具體實例展示單一元件時，應理解，具體實例或在圖式中未展示但在本發明之範疇內的具體實例可包括複數個此類元件。同樣地，在圖式中所說明之具體實例展示複數個此類元件時，應理解，具體實例或未展示在圖中但在本發明之範疇內的具體實例可包括僅一個此類元件。圖式中所說明之元件之數目僅出於說明之目的，且不應被視為限制具體實例之範圍。此外，除非另外指出，否則圖式中所展示之具體實例並不相互排斥，且其可以任何合適之方式組合。舉例而言，在一個圖式/具體實例中展示但在另一圖式/具體實例中未展示之元件可仍然包括於另一圖式/具體實例中。在本文中所揭示之包括一或多個光學層、膜、板或元件之任何光學裝置中，圖中所展示之層、膜、板或元件之數目僅出於說明性目的。在仍在本發明之範疇內的在圖式中未展示之其他具體實例中，相同或不同的圖/具體實例中所展示的相同或不同的層、膜、板或元件可以各種方式組合或重複以形成堆疊。

已描述各種具體實例以說明例示性實施。基於所揭示具體實例，在不脫離本揭示之範疇的情況下，所屬技術領域中具有通常知識者可進行各種其他改變、修改、重新配置及取代。因此，雖然已參考以上具體實例詳細描述本發明，但本發明不限於上文所描述之具體實例。在不脫離本發明之範疇的情況下，可以其他等效形式實施本發明。本發明之範疇界定於隨附申請專利範圍中。

100:系統 101:系統 105:光源組裝件 110:光導 115:控制器 120:顯示面板 121:像素 122:黑矩陣 125:準直透鏡 129:影像光 129a:發散光線 129b:發散光線 129c:發散光線 130:影像光 130a:平行光線 130b:平行光線 130c:平行光線 131:耦入影像光 132:輸出影像光 135:耦入元件 142:光 145:耦出元件 150:虛擬影像 151:NED 152:NED 153:透鏡 154:彎曲影像組合器 155:影像 157:出射光瞳 158:眼睛瞳孔 159:眼動區域 160:眼睛 170:彎曲光導 181:耦入影像光 182:輸出影像光 182b:光線 185:耦入元件 195:耦出元件 200:彎曲光導顯示系統 201:處理器 202:資料儲存裝置 205:光源組裝件 210:彎曲光導 210-1:第一表面 210-2:第二表面 215:控制器 220:顯示元件 221:像素 222:黑矩陣 225:準直透鏡 228:影像光 228b:會聚光線 229:影像光 229b:光線 230:影像光 230b:光線 231:耦入影像光 231b:光線 232:輸出影像光 232b:輸出光線 234:影像光 234b:光線 235:耦入元件 236:影像光 236b:中心光線 240:第二反射器 242:真實世界光 244:真實世界光 245:耦出元件 247:第二反射層 249:第二基板 249-1:第一表面 249-2:第二表面 257:出射光瞳 258:眼睛瞳孔 259:眼動區域 260:眼睛 270:第一反射器 277:第一反射層 279:第一基板 279-1:第一表面 279-2:第二表面 280:彎曲光導影像組合器 290:主要方向 300:彎曲光導顯示系統 332:輸出影像光 332b:光線 334:影像光 334b:光線 336:影像光 336b:光線 345:耦出器 380:彎曲光導影像組合器 400:彎曲光導顯示系統 405:第三反射器 415:第三反射層 432:輸出影像光 432b:光線 433:輸出影像光 433b:光線 434:影像光 434b:光線 435:影像光 435b:光線 436:影像光 440:第二反射器 445:耦出器 447:第二反射層 480:彎曲光導影像組合器 500:人工實境裝置 505:框架 510L:左眼顯示系統 510R:右眼顯示系統 515L:左顯示視窗 515R:右顯示視窗 580:主動調暗元件 590:物件追蹤系統 591:IR光源 592:偏轉元件 593:光學感測器 A1:部分 A2:部分 A3:部分 B1:部分 B2:部分 B3:部分 O:中心 R ₁:曲率半徑 R ₂:曲率半徑 R ₃:曲率半徑 R ₄:曲率半徑 R ₅:曲率半徑

以下圖式係根據各種所揭示具體實例出於說明之目的而提供且並不意欲限制本發明之範圍。在圖式中： [圖1A]及[圖1B]示意性地說明實施於近眼顯示器（「NED」）中之習知平面光導顯示系統之圖； [圖1C]及[圖1D]示意性地說明在NED中實施之彎曲影像組合器之圖； [圖1E]示意性地說明在NED中實施之習知彎曲光導顯示系統之圖； [圖2A]示意性地說明根據本發明之具體實例的彎曲光導顯示組裝件之圖。 [圖2B]說明根據本發明之具體實例的包括於圖2A中展示之彎曲光導顯示組裝件中之反射器的反射光譜； [圖2C]說明根據本發明之具體實例的包括於圖2A中展示之彎曲光導顯示組裝件中的彎曲光導影像組合器之輸入部分的放大視圖； [圖2D]說明根據本發明之具體實例的圖2A中展示之彎曲光導影像組合器之輸出部分的放大視圖； [圖2E]說明根據本發明之具體實例的展示自圖2A中展示之彎曲光導影像組合器輸出之影像光的角度偏差之模擬結果； [圖2F]說明根據本發明之具體實例的用於計算自圖2A中展示之彎曲光導影像組合器輸出之影像光的角度偏差的彎曲光導影像組合器之輸出部分的放大視圖； [圖3]示意性地說明根據本發明之具體實例的彎曲光導顯示組裝件之圖； [圖4]示意性地說明根據本發明之具體實例的彎曲光導顯示組裝件之圖。 [圖5A]說明根據本發明之具體實例的人工實境裝置之示意圖；且 [圖5B]示意性地說明根據本發明之具體實例的圖5A中所展示之人工實境裝置之一半的橫截面圖；

200:彎曲光導顯示系統

201:處理器

202:資料儲存裝置

205:光源組裝件

210:彎曲光導

210-1:第一表面

210-2:第二表面

215:控制器

220:顯示元件

221:像素

222:黑矩陣

225:準直透鏡

229:影像光

229b:光線

230:影像光

230b:光線

231:耦入影像光

231b:光線

232:輸出影像光

232b:輸出光線

234:影像光

234b:光線

235:耦入元件

236:影像光

236b:中心光線

240:第二反射器

242:真實世界光

244:真實世界光

245:耦出元件

247:第二反射層

249:第二基板

249-1:第一表面

249-2:第二表面

257:出射光瞳

258:眼睛瞳孔

259:眼動區域

260:眼睛

270:第一反射器

277:第一反射層

279:第一基板

279-1:第一表面

279-2:第二表面

280:彎曲光導影像組合器

Claims (20)

1. 一種裝置，其包含： 光導，其具有彎曲表面； 耦出元件，其在該光導之輸出部分處與該光導耦接；及 反射層，其安置於該光導之該輸出部分處， 其中該耦出元件配置以將在該光導內部傳播之第一光線耦合至該光導之外作為在非平行方向上朝向該反射層傳播之複數個第二光線，且 其中該反射層配置以反射該複數個第二光線作為在平行方向上朝向該耦出元件及該光導傳播之複數個第三光線。
2. 如請求項1之裝置，其中該光導之該彎曲表面配置具有第一曲率半徑，且該反射層配置具有大於該第一曲率半徑之第二曲率半徑。
3. 如請求項2之裝置，其中該第二曲率半徑等於或大於該第一曲率半徑的兩倍。
4. 如請求項1之裝置，其中該耦出元件及該光導配置以朝向該裝置之眼動區透射自該反射層接收之這些第三光線。
5. 如請求項1之裝置，其中該反射層與該光導之該彎曲表面或該耦出元件之表面相切地安置。
6. 如請求項1之裝置，其中 該耦出元件安置於該光導之該彎曲表面處，且具有與該光導之該彎曲表面之彎曲形狀匹配的彎曲形狀， 該反射層安置於該耦出元件之表面處，且與該耦出元件之該表面相切，且 該耦出元件位於該反射層與該光導之該彎曲表面之間。
7. 如請求項1之裝置，其中 該彎曲表面為該光導之第一彎曲表面， 該光導包括相對第二彎曲表面， 該反射層安置於該光導之該第一彎曲表面處，且與該光導之該第一彎曲表面相切，且 該耦出元件安置於該光導之該第二彎曲表面處，且具有與該第二彎曲表面之彎曲形狀匹配的彎曲形狀。
8. 如請求項1之裝置，其中該反射層包括對應於原色之反射頻帶，該反射頻帶具有在約5 nm至10 nm之範圍、約10 nm至20 nm之範圍或約20 nm至30 nm之範圍內的頻寬。
9. 如請求項1之裝置，其中 這些第二光線自該反射層之第一側朝向該反射層傳播，且 該反射層配置以朝向該光導之該彎曲表面透射來自該反射層之相對第二側的真實世界光。
10. 如請求項1之裝置，其中該反射層為第一反射層，且該裝置進一步包含： 耦入元件，其在該光導之輸入部分處與該光導耦接；及 第二反射層，其安置於該光導之該輸入部分處。
11. 如請求項10之裝置，其中該光導之該彎曲表面經配置具有第一曲率半徑，且該第二反射層配置具有大於該第一曲率半徑之第二曲率半徑。
12. 如請求項11之裝置，其中該第二曲率半徑等於或大於該第一曲率半徑的兩倍。
13. 如請求項10之裝置，其中： 該第二反射層配置以反射在平行方向上傳播之複數個第四光線作為在非平行方向朝向該耦入元件傳播之複數個第五光線，且 該耦入元件配置以將這些第五光線耦合至該光導中作為複數個第一光線。
14. 如請求項10之裝置，其中該第二反射層與該光導之該彎曲表面或該耦入元件之表面相切地安置。
15. 如請求項10之裝置，其中 該彎曲表面為該光導之第一彎曲表面， 該光導包括相對第二彎曲表面， 該耦入元件安置於該光導之該第二彎曲表面處，且具有與該第二彎曲表面之彎曲形狀匹配的彎曲形狀，且 該第二反射層安置於該光導之該第一彎曲表面處，且與該光導之該第一彎曲表面相切。
16. 如請求項10之裝置，其中 該耦入元件安置於該光導之該彎曲表面處，且具有與該光導之該彎曲表面之彎曲形狀匹配的彎曲形狀， 該第二反射層安置於該耦入元件之表面處，且與該耦入元件之該表面相切，且 該耦入元件位於該第二反射層與該光導之該彎曲表面之間。
17. 如請求項1之裝置，其中 該反射層為第一反射層， 該裝置進一步包括安置於該光導之該輸出部分處的第二反射層，且 該第一反射層及該第二反射層安置於該光導之相對側處。
18. 如請求項17之裝置，其中該耦出元件配置以： 將在該光導內部傳播之該第一光線的第一部分耦合至該光導之外作為在非平行方向上朝向該第一反射層傳播之該複數個第二光線，且 將在該光導內部傳播之第一影像光線的第二部分耦合至該光導之外作為在非平行方向上朝向該第二反射層傳播之複數個第四光線。
19. 如請求項18之裝置，其中該第二反射層配置以透射自該第一反射層接收之這些第三光線，且將這些第四光線反射回至該光導中。
20. 一種裝置，其包含： 光導，其具有彎曲表面； 耦入元件及第一反射層，其安置於該光導之輸入部分處；及 耦出元件及第二反射層，其安置於該光導之輸出部分處， 其中該第一反射層配置以反射自光源接收之影像光的平行輸入光線束作為朝向該耦入元件傳播之非平行輸入光線束， 其中該耦入元件配置以將該非平行輸入光線束耦合至該光導中作為平行耦入光線束， 其中該耦出元件配置以將該平行耦入光線束中之各平行耦入光線耦合至該光導之外作為朝向該第二反射層傳播之複數個非平行輸出光線，且 其中該第二反射層配置以將該複數個非平行輸出光線反射回至該光導作為複數個平行輸出光線，這些平行輸出光線透射穿過該耦出元件及該光導。