简化的反射镜制造技术

本公开涉及一种光学系统及其制造方法。该光学系统的一个实施例可以包括在其上可以沉积多层叠层的光学材料。该多层叠层可以包括在光学材料的第一表面上构成的第一层、在第一层上构成的第二层、和在第二层上构成的第三层。除了其它可能性，第一层可以包括Al2O3，第二层可以包括Al，并且第三层可以包括SiO2。该多层叠层可以是具有光学效力的光学材料的表面上的反射涂层。因此，该反射涂层可以在该光学系统内充当反射成像器。该光学系统可以被配置为头戴式设备。

Simplified mirror

The present disclosure relates to an optical system and a method of manufacturing the same. An embodiment of the optical system may include an optical material that can be deposited on a multilayer stack thereon. The multilayer stack may include a first layer formed on a first surface of the optical material, a second layer formed on the first layer, and a third layer formed on the second layer. In addition to other possibilities, the first layer can include Al2O3, the second layer can include Al, and the third layer can include SiO2. The multilayer stack may be a reflective coating on the surface of an optical material having an optical effect. Thus, the reflective coating may act as a reflecting imager in the optical system. The optical system can be configured as a head mounted device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用该申请要求在2014年10月29日提交的美国专利申请No.14/526,531的优先权，其通过引用全部特此全部并入本文。
技术介绍
计算设备诸如个人计算机、膝上型计算机、平板计算机、蜂窝式电话、和无数种类型的具有互联网功能的设备在现代生活的多个方面中正在越来越普遍。随时间推移，这些设备向用户提供信息的方式变得越发智能、越发有效率、越发直观，并且越发方便。计算硬件、外围设备、以及传感器、检测器、和图像和音频处理器，包括其他技术在内的朝向小型化的趋势已经帮助开启了一片有时称作“可穿戴计算”的领域。具体的，在图像和视觉处理和生产领域中，已经变得有可能考虑可穿戴显示器，可穿戴显示器充分靠近穿戴者的一只眼睛(或者双眼)来放置非常小的图像显示元件，以使得所显示的图像填充或者几乎填充穿戴者的视场，并且看起来如同正常尺寸的图像——诸如可以在传统的图像显示设备上显示的图像。相关技术可以被称作“近眼显示器”。近眼显示器是可穿戴显示器、有时称为“头戴式显示器”(HMD)的基础组件。HMD靠近穿戴者的一只或者双眼来放置图形显示器。为了在显示器上生成图像，能够使用计算机处理系统。这样的显示器能够占据穿戴者的全部视场，或者仅仅占据穿戴者的视场的一部分。此外，HMD能够如一副眼镜那么小或者如头盔那么大。
技术实现思路
可以通过在光学组件的弯曲部分上沉积反射涂层来制造一种光学组件。该反射涂层可以包括：包括薄反射镜叠层(stack)和Al2O3粘附层的多个层。当在头戴式设备(HMD)的显示器或者另一种类型的显示器和/或用户接口中利用该光学组件时，提高的可靠性以及降低的光学伪像可以是有利的。在第一方面，提供了一种光学系统。该光学系统包括被配置为从光图案形成虚拟图像的成像器。该成像器包括在光学材料的第一端面上构成的第一层。成像器还包括在第一层上构成的第二层和在第二层上构成的第三层。第一层包括Al2O3，第二层包括Al，并且第三层包括SiO2。在第二方面，提供了一种制造光学系统的方法。该方法包括提供一种光学系统。该光学系统包括具有第一端面的光学材料。该光学系统还包括光学耦合到光学材料的光源。该光源被配置为生成光图案。该方法另外地包括在光学材料的第一端面上形成第一层。第一层包括Al2O3，第二层包括Al，并且第三层包括SiO2。第一层、第二层、和第三层的组合包括在250nm和300nm之间的总厚度。在适当地参照附图的情况下，通过阅读以下具体实施方式，其它方面、实施例、和实施方式将对本领域普通技术人员变得清楚。附图说明图1A和1B图示了根据实施例的可穿戴计算系统。图1C图示了根据实施例的另一个可穿戴计算系统。图1D图示了根据实施例的另一个可穿戴计算系统。图2图示了根据实施例的计算设备。图3A图示了根据实施例的光学系统的正视图。图3B图示了根据实施例的光学系统的特写斜视图。图4图示了根据实施例的光学组件。图5图示了根据实施例的方法。具体实施方式I.概述一种光学组件和一种用于其制造的方法可以包括在光学组件的弯曲部分上的沉积反射涂层。具体地，该光学组件可以包括薄反射镜叠层(stack)和Al2O3粘附层。当在光学系统中——诸如在头戴式设备(HMD)的显示器中使用该光学组件时，这些元件可以帮助改善可靠性和/或减少光学伪像。该光学组件可以被用作HMD中的成像器(imageformer)。例如，HMD的显示面板可以将光导向光学组件，然后该光学组件可以将光聚焦向用户的眼镜或者以其他方式将光导向用户的眼睛。该光学组件的主体可以包括光学透明材料，诸如硼硅酸盐玻璃(BK7、Pyrex、冕光学玻璃(opticalcrownglass)等)、熔融氧化硅、石英、Zerodur、Zeonex、或者在本
中已知的其它光学材料。在某些实施例中，该光学组件的主体可以包括正方形或者矩形截面并且可以被配置为靠近HMD的用户的一只眼或者双眼来定位。虽然在本文描述的某些实施例包括HMD，但是可以在其它类型的显示器中包括该光学组件。例如，该光学组件可以替选地被合并到另一种类型的光学系统、显示器、和/或用户接口中。在示例实施例中，可以与窗户、汽车挡风玻璃、和/或平视显示器相关联地使用该光学组件。在这样的情景中，该光学组件可以被用作成像(image-forming)元件以提供图像。另外地或者替选地，该光学组件可以被合并到显示系统中。例如，电视显示器可以包括一个或多个光学组件。该一个或多个光学组件可以能够操作用于与电视屏幕相结合来形成图像。可以在其它显示应用中包括该光学组件。该光学组件的一个面可以具有圆形或者球形突出(extrusion)形状。即，该光学组件可以具有弯曲的面或者表面。反射涂层可以被沉积在该弯曲面上。该反射涂层可以包括多个层，所述多个层可以包括例如Al2O3层、铝层、和SiO2层。在一个实施例中，Al2O3层被直接沉积在光学材料上，随后沉积铝层，并且然后沉积SiO2层。虽然不是唯一地，但是Al2O3可以主要地充当表面粘附层，铝可以主要地充当反射层，并且SiO2可以主要地充当保护涂层。在弯曲表面上的沉积反射涂层可以配置为至少关于由光源生成的光图案来充当成像器和/或充当聚光镜/凹面镜。该沉积反射涂层可以使用物理气相沉积(PVD)、PECVD、ICPCVD、原子层沉积(ALD)、或者在本
中已知的另一种沉积技术来沉积。各种积条件可以受到控制以便使弯曲表面上的沉积层的边缘(例如弯曲表面与光学组件主体的其它表面相交之处)附近的倾斜量(例如材料减少(falloff))最小化。换言之，沉积反射涂层的厚度可以被控制为跨弯曲表面的全部区域而尽可能小地变化。沉积反射涂层的厚度总计可以是大约250-300nm。Al2O3层的厚度可以是大约25nm，Al层的厚度可以是大约100nm，并且SiO2层的厚度可以是大约150nm。其它层厚度是可能的。在某些实施例中，沉积反射涂层的反射比可以是大约88％。II.可穿戴计算设备的示例图1A和1B图示了根据一个实施例的可穿戴计算系统。以头戴式设备(HMD)102(在本公开中还可以称作头戴式显示器)的形式示出了该可穿戴计算系统。通常，HMD102能够包括前部和至少一个侧部。在图1A中，支撑结构具有包括透镜框架104、106和中心框架支撑件108的前部。另外，在图1A中，侧臂114和116和/或耳部件(ear-piece)142能够充当该支撑结构的第一侧部和/或第二侧部。应当理解，依赖于实施方式，前部和至少一个侧部可以在形式上变化。HMD102包括：透镜框架104、106，中心框架支撑件108，透镜元件110、112，和延伸侧臂114、116。中心框架支撑件108和延伸侧臂114、116被配置为分别通过穿戴者的鼻部和耳部的方式将HMD102固定到穿戴者的脸部。框架元件104、106、108和延伸侧臂114、116中的每一个能够由实心结构的塑料和/或金属形成，或者能够由中空结构的、类似的材料形成，以便允许布线和组件互连部内部地取道穿过HMD102。同样能够使用其它材料。透镜元件110、112中的每一个的一个或多个能够由能够合适地显示虚拟图像或图形的任何材料形成。透镜元件110、112中的每一个还能够是充分透明地以允许穿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学系统，包括：成像器，被配置为从光图案形成虚拟图像，其中所述成像器包括：第一层，所述第一层被构成在光学材料的第一端面上；第二层，所述第二层被构成在所述第一层上；以及第三层，所述第三层被构成在所述第二层上，其中所述第一层包括Al2O3，所述第二层包括Al，并且所述第三层包括SiO2。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.29 US 14/526,5311.一种光学系统，包括：成像器，被配置为从光图案形成虚拟图像，其中所述成像器包括：第一层，所述第一层被构成在光学材料的第一端面上；第二层，所述第二层被构成在所述第一层上；以及第三层，所述第三层被构成在所述第二层上，其中所述第一层包括Al2O3，所述第二层包括Al，并且所述第三层包括SiO2。2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统被配置为头戴式设备，以及其中，所述光学系统进一步包括：分束器，外部光和所述虚拟图像能够通过所述分束器被看到；以及光源，所述光源被配置为生成所述光图案。3.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学材料进一步包括：前表面、后表面、顶表面、和底表面，以及其中，所述第一端面包括有限的曲率半径。4.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学材料是ZeonexE-48R。5.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一层进一步包括在20nm和30nm的Al2O3之间的第一层厚度。6.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第二层进一步包括在90nm和110nm的Al之间的第二层厚度。7.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第三层进一步包括在140nm和160nm的SiO2之间的第三层厚度。8.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一层、第二层、和第三层的组合包括在250nm和300nm之间的总层厚度。9.根据权利要求2所述的光学系统，其中，所述第一层、第二层、和第三层的组合包括相对于由所述光源生成的所述光图案的凹面镜。10.根据权利要求9所述的光学系统，其中，所述第一层、第二层、和第三层的所述组合进一步包括边缘倾斜，其中，距所述第一端面的边缘每100微米所测量的所述边缘倾斜小于100纳米。11.一种制造光学系统的方法，包括：提供光学系统，所述光学系统包括：光学材料，具有第一端面；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿里礼萨·巴哈曼达尔，奥斯卡·路易斯·马丁尼兹，迈克尔·巴尔德温森，阿贾伊·卡马特，
申请(专利权)人：谷歌公司，
类型：发明
国别省市：美国;US