基板引导的光学器件制造技术

本发明专利技术涉及基板引导的光学器件。一种光学系统，包括具有至少两个外部主表面和边缘的透光基板以及用于通过全内反射将光波耦合到基板中的光学元件。至少一个部分反射表面位于基板中，用于将光波耦合出基板，以及其折射率显著低于透光基板的折射率的至少一个透明层被光学附连到基板的主表面中的至少一个，从而限定接口平面。耦合在基板内的光波基本上全部从基板的主表面和透明层之间的接口平面反射。

Substrate guided optics

【技术实现步骤摘要】
基板引导的光学器件本申请是申请日为2015年12月16日、申请号为201580070553.7、专利技术名称为“基板引导的光学器件”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及基板引导的光学器件，特别地，涉及包括由也被称为光导元件的常见透光基板承载的多个反射表面的器件。
技术介绍
紧凑型光学元件的重要应用是在头戴式显示器(HMD)中，其中光学模块既充当成像透镜又充当组合器，其中二维图像源被成像到无穷远并被反射到观察者的眼睛中。显示源可以直接地从空间光调制器(SLM)(诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管阵列(OLED)、扫描源或类似设备)获得，或者间接地借助于中继透镜或光纤束获得。显示源包括通过准直透镜被成像到无穷远并借助于分别用于非透视应用和透视应用的组合器的反射或部分反射表面发送到观看者的眼睛中的元件(像素)阵列。通常，常规的自由空间光学模块用于这些用途。但是，随着系统的期望视场(FOV)增加，这种常规的光学模块变得更大、更重和更庞大，并因此即使对于中等性能的设备也是不切实际的。对于各种显示器，以及尤其是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学系统，包括：/n透光基板，具有至少两个外部主表面和边缘；/n光学元件，用于通过全内反射将指示图像的光波耦合到所述基板中；/n位于所述基板中的至少一个部分反射表面，用于将光波耦合出所述基板；/n透明层，被光学附连到所述基板的所述主表面中的至少一个主表面，从而限定接口平面，以及/n施加到所述接口平面的抗反射涂层，/n其中所述透明层的折射率低于所述透光基板的折射率以便限定临界角，使得对应于与所述图像相关联的视场的至少一部分的、以大于临界角的角度耦合到所述基板内的光波通过从所述基板的所述主表面和所述透明层之间的所述接口平面的全内反射被捕获在所述基板内。/n

【技术特征摘要】
20141225 IL 2364901.一种光学系统，包括：
透光基板，具有至少两个外部主表面和边缘；
光学元件，用于通过全内反射将指示图像的光波耦合到所述基板中；
位于所述基板中的至少一个部分反射表面，用于将光波耦合出所述基板；
透明层，被光学附连到所述基板的所述主表面中的至少一个主表面，从而限定接口平面，以及
施加到所述接口平面的抗反射涂层，
其中所述透明层的折射率低于所述透光基板的折射率以便限定临界角，使得对应于与所述图像相关联的视场的至少一部分的、以大于临界角的角度耦合到所述基板内的光波通过从所述基板的所述主表面和所述透明层之间的所述接口平面的全内反射被捕获在所述基板内。


2.一种光学系统，包括：
透光基板，具有包括至少第一主要外表面和第二主要外表面的多个表面，所述基板被配置为通过内反射在基板的主要外表面之间引导指示图像的耦合进入的光波，并且所述基板还被配置为经由至少一个部分反射表面将光波耦合出所述基板；
在所述基板外部的透镜装置，所述透镜装置至少包括位于所述基板的所述主要外表面中的一个主要外表面旁边的第一透镜，所述第一透镜将对应于穿过所述基板的光波以及在所述基板的主要外表面之间引导的光波中的至少一个光波的至少一个图像聚焦到至少一个距离以供观看者的眼睛观看；
透明层，将所述第一透镜的至少一部分光学耦合到所述基板的所述主要外表面中的所述一个主要外表面以限定接口平面；以及
施加到所述接口平面的抗反射涂层，
其中所述透明层的折射率低于所述基板的折射率以便限定临界角，使得对应于与所述图像相关联的视场的至少一部分的、以大于临界角的角度耦合到所述基板内的光波通过从所述基板的所述主要外表面和所述透明层之间的所述接口平面的全内反射被捕获在所述基板内。


3.一种光学系统，包括：
透光基板，具有包括至少第一主要外表面和第二主要外表面的多个表面，所述基板被配置为通过内反射在基板的主要外表面之间引导指示图像的耦合进入的光波，并且所述基板还被配置为经由至少一个部分反射表面将光波耦合出所述透光基板；
透明层，所述透明层的折射率低于所述基板的折射率以便限定临界角，其中所述透明层光学附连到所述基板的所述主要外表面中的一个外表面以限定接口平面；
施加到所述接口平面的抗反射涂层，其中对应于与所述图像相关联的视场的至少一部分的、以大于临界角的角度耦合在所述在基板内的所述光波通过从所述基板的所述主要外表面和所述透明层之间的所述接口平面的全内反射被捕获在所述基板内；以及
透镜，所述透镜光学耦合到所述透明层，其中所述透镜位于所述基板的所述第一主要外表面旁边并且将对应于穿过所述基板的光波以及在所述透光基板的主要外表面之间引导的光波中的至少一个光波的至少一个图像聚焦到至少一个距离，以供观看者的眼睛观看，或者其中所述透镜位于所述基板的所述第二主要外表面旁边并且将来自不同于所述图像的外部场景图像的光波穿过所述基板以供所述观看者的眼睛观看。


4.一种光学系统，包括：
透光基板，具有包括至少第一主要外表面和第二主要外...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·艾米泰，Y·欧菲儿，
申请(专利权)人：鲁姆斯有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL