具有重疊的引導元件的光學引導件和制造方法
【專利摘要】光學引導件包括意在將光信號注入光學引導件中的注入?yún)^(qū)和意在由光學引導件傳輸之后提供光信號的提取區(qū)。光學引導件包括重疊形式的至少兩個引導元件(1.1、1.2)。在位于注入?yún)^(qū)和提取區(qū)之間的區(qū)域中，引導元件通過具有在光學引導件中的光信號的傳播方向上的長度的半反射涂層(1.3)彼此部分地隔開，該長度取決于光信號的最小入射角度和所述半反射涂層隔開的引導元件的至少一個的厚度。
【專利說明】具有重疊的引導元件的光學引導件和制造方法
[0001]本發(fā)明涉及包括意在將光信號注入光學引導件的注入?yún)^(qū)和意在由光學引導件傳輸之后提供光信號的提取區(qū)的光學引導件。
[0002]通常，光學引導件包括引導區(qū)，在引導區(qū)中光信號通過反射從注入?yún)^(qū)傳輸至提取區(qū)。最常見的情況是光信號在滑片的兩個平行平面上連續(xù)反射。光學引導件的外表面之間的距離被稱作光學引導件的厚度，其中在光學引導件的外表面上光信號從注入?yún)^(qū)反射至提取區(qū)。
[0003]將要傳輸?shù)膱D像或光信號由注入裝置注入光學引導件中。圖像包括從源發(fā)出的光束，該源可以為由光源照明的LCD(液晶顯示)像素的矩陣。其也可以為OLED(有機發(fā)光二極管)像素矩陣?；谕哥R的光學系統(tǒng)使得能夠以準直束的形式投影該圖像，該圖像然后通過注入?yún)^(qū)被引入光學引導件中。
[0004]注入?yún)^(qū)的尺寸取決于光學引導件的厚度，光學引導件的厚度本身取決于提取區(qū)的尺寸和要求的分辨率，因此注入裝置的總尺寸也為這樣。
[0005]期望的是對于給定尺寸的提取區(qū)，提供允許減小注入裝置的總尺寸的解決方案，這意味著減小注入?yún)^(qū)的尺寸。
[0006]尤其期望的是提供能夠使在通過提取區(qū)提供的光信號中感知的亮度均勻的解決方案。
[0007]尤其期望的是提供易于實現(xiàn)并且成本低廉的解決方案。
[0008]本發(fā)明涉及包括意在將光信號注入光學引導件中的注入?yún)^(qū)和意在由光學引導件傳輸之后提供光信號的提取區(qū)的光學引導件。光學引導件在于其包括重疊方式的至少兩個引導元件。此外，光學引導件使得，在位于注入?yún)^(qū)和提取區(qū)之間的區(qū)域中，引導元件由半反射涂層彼此部分隔開，該半反射涂層具有在光學引導件中的光信號的傳播方向上的長度，該長度取決于光信號的最小入射角和半反射涂層隔開的引導元件的至少一個的厚度。
[0009]因此，對于給定尺寸的提取區(qū)，注入?yún)^(qū)被減小并且因此用于通過注入?yún)^(qū)提供光信號的注入裝置的總尺寸被減小。
[0010]根據(jù)具體的實施方式，半反射涂層的長度為其允許光信號在所述半反射涂層上的至少兩次彈回。
[0011]因此，在通過提取區(qū)提供的光信號中感知到的亮度的均勻性被提高，尤其是當半反射涂層的反射率和透射率不相等時，并且當半反射涂層的吸收相對于反射率和透射率是微不足道的時(吸收小于5%)。
[0012]根據(jù)具體的實施方式，半反射涂層的反射率和透射率基本上相等。
[0013]因此，在通過提取區(qū)提供的光信號中感知到的亮度的均勻性被提高。
[0014]根據(jù)具體的實施方式，光學引導件在于其包括以重疊方式形成連續(xù)的引導元件的至少三個引導元件、將每個引導元件從下一個引導元件部分地隔開的半反射涂層。并且光學引導件被布置為使得由半反射涂層透射的光信號由不下一個半反射涂層透射而沒有中間反射。
[0015]因此，注入裝置的總尺寸的減小被提高。此外，能夠使用由相同材料制成并具有相同厚度的引導元件(如滑片)，這可簡化并減少光學引導件的制造成本。
[0016]根據(jù)具體的實施方式，每個半反射涂層具有取決于該半反射涂層在連續(xù)引導元件中的位置的反射率，半反射涂層透射由具有比該半反射涂層的反射率高的反射率的另一個半反射涂層透射的光信號。
[0017]因此，在由提取區(qū)提供的光信號中感知到的亮度的均勻性被提高。
[0018]根據(jù)具體的實施方式，弓丨導元件具有相同的厚度。
[0019]因此，簡化光學引導件的制造并降低成本。
[0020]根據(jù)具體的實施方式，引導元件由相同材料組成。
[0021]因此，光學引導件的制造的簡化和成本的降低被提高。
[0022]根據(jù)具體的實施方式，引導元件由不同材料制成，并且它們的厚度取決于它們的折射率和光信號的最小入射角度。
[0023]因此，能夠根據(jù)引導元件在光學引導件的實現(xiàn)環(huán)境中的使用選擇用于每個引導元件的材料。例如，包括用于能夠固定注入裝置的結(jié)構(gòu)的引導元件可由提供適合該約束的機械屬性的材料組成，而其他引導元件可由承受較低機械應力的材料制成，因此成本更低。從而提高制造光學引導件的靈活性。
[0024]根據(jù)具體的實施方式，光學引導件包括以重疊方式形成連續(xù)的引導元件的至少三個引導元件、將每個引導元件從下一個引導元件部分地隔開的半反射涂層。并且，光學引導件其被布置為使得由一個引導元件和下一個引導元件之間的一個半反射涂層透射的光信號在沒有反射的情況下不進入所述下一個半反射涂層。
[0025]因此，注入裝置的總尺寸的減小被提高了。
[0026]根據(jù)具體的實施方式，光學引導件包括一組以重疊方式布置以形成連續(xù)的引導元件的至少三個引導元件、將每個引導元件從下一個引導元件部分地隔開的半反射涂層。并且光學引導件被布置為使得由一個半反射涂層透射的沒有反射的光信號由下一個半反射涂層透射。并且光學引導件在于其包括至少一個其他引導元件、將該其他引導元件從所述引導元件組部分地隔開的半反射涂層。此外，光學引導件被布置為使得由引導元件組中的半反射涂層透射的光信號在沒有反射的情況下不進入所述其他引導元件。
[0027]根據(jù)具體的實施方式，為了使由一個引導元件和下一個引導元件之間的一個半反射涂層透射的光信號不進入下一個引導元件，所述引導元件和所述下一個引導元件由反射涂層部分地隔開。
[0028]因此，通過控制半反射涂層和反射涂層的沉積能夠使用同一尺寸的引導元件(如滑片)從而簡化它們的制造。
[0029]根據(jù)具體的實施方式，由一個引導元件和下一個引導元件之間的一個半反射涂層透射的光信號在沒有反射的情況下不進入下一個弓I導元件，所述下一個引導元件不在光學引導件的在其中光信號由所述半反射涂層透射的區(qū)域。
[0030]因此，材料的成本被降低。
[0031]本發(fā)明還涉及用于制造包括意在將光信號注入光學引導件中的注入?yún)^(qū)和意在由光學引導件傳輸之后提供光信號的提取區(qū)的光學引導件的方法。該制造方法在于其包括以下步驟:獲得至少兩個引導元件；在位于注入?yún)^(qū)和提取區(qū)之間的區(qū)域中，在除了第一個引導元件之外的每個引導元件上沉積半反射涂層，該半反射涂層具有在光學引導件中的光信號的傳播方向上的長度，該長度取決于光信號的最小入射角度和所述半反射涂層隔開的引導元件的至少一個的厚度；以及以重疊的方式裝配引導元件，從而每個半反射涂層隔開兩個引導元件。
[0032]通過閱讀下面參照附圖給出的示例性實施方式的描述，本發(fā)明的上述及其他特征將更清楚地呈現(xiàn)，在附圖中:
[0033]圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的第一光學引導件的一部分；
[0034]圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的第二光學引導件的一部分；
[0035]圖3示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的第三光學引導件的一部分；
[0036]圖4示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的第四光學引導件的一部分；
[0037]圖5示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的用于制造光學引導件的方法；
[0038]圖6A至6G示意性示出了光學引導件關(guān)于注入裝置的定位的布置。
[0039]為了允許減小注入裝置的總尺寸，提出光學引導件包括由位于注入?yún)^(qū)和提取區(qū)之間的區(qū)域中的半反射涂層部分地隔開的至少兩個引導元件。該半反射涂層允許增加瞳孔相對于單滑片光學引導件的尺寸，這意味著，對于固定的瞳孔尺寸，減少注入裝置的總尺寸。為了將引導元件結(jié)合在單一對象中同時允許光學傳播，有必要使用填隙材料。這是因為在如此裝配的引導元件之間的任何隙都要被避免，這引起全內(nèi)反射的出現(xiàn)，同時該裝配的目的是允許光在由半反射涂層部分地隔開的各種引導元件中傳播。填隙材料在引導元件的整個有用表面上(包括由半反射涂層覆蓋的區(qū)域)延伸。例如，為了保持引導元件結(jié)合在一起，該填隙材料可以例如是膠。該填隙材料應具有防止任何全內(nèi)反射的折射指數(shù)，即使對于光信號的最小入射角度amin。由引導元件的材料和填隙材料之間的指數(shù)差異引起的反射通過確保指數(shù)差異不大于0.1有利地最小化。所以將由用戶區(qū)分的投影圖像的細節(jié)的尺寸大約為0.03°，引導元件之間的平行度大約為0.01°。
[0040]在以下描述中，弓丨導元件為具有平行面的滑片。其他弓I導元件可在本發(fā)明的上下文中使用，具體地，引導元件包括位于同一面上的并列方式的注入?yún)^(qū)和提取區(qū)。在這種情況下，隔開引導元件的半反射涂層允許光信號在提取之前的回彈。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的第一光學引導件的一部分在圖1中根據(jù)光學引導件中的光信號的傳播方向D上的橫截面視圖示意性示出。
[0042]第一光學引導件包括意在將光信號注入光學引導件中的注入裝置(未示出)和意在由光學引導件傳輸之后提供光信號(例如，向用戶的眼睛)的提取裝置(未示出)。
[0043]第一光學引導件包括厚度為ei的第一滑片1.1和厚度為e2的第二滑片。第一滑片1.1和第二滑片1.2是重疊的并且它們的面是平行的。光信號通過滑片的所述面上的反射在光學引導件中傳播。
[0044]提取裝置的布置在第一滑片1.1的面上或第二滑片1.2的面上限定用于光信號的提取區(qū)(未示出)。
[0045]注入裝置的布置在第一滑片1.1的第一面上限定用于光信號的注入?yún)^(qū)。該注入?yún)^(qū)由圖1中的段[J，K]表示。光信號的光線以關(guān)于第一滑片1.1的面成a角度注入第一滑片1.1中，a角度對應于關(guān)于這些面的法線的角度β。換句話說:β = Ji/2-a。
[0046]光信號的光線的最小入射角度Cimin為圖1中所示的角度a。點J在第一滑片1.1的第二表面上以最小入射角a_的投射由點L表示。點K的投射由點M表示。
[0047]第一滑片1.1和第二滑片1.2由半反射涂層1.3部分地隔開，這意味著該半反射涂層1.3設置在光學引導件位于注入?yún)^(qū)和提取區(qū)之間的區(qū)域。因此，注入第一滑片1.1中的光信號的光線由半反射涂層1.3部分地反射以繼續(xù)它們在第一滑片1.1中的傳播，并由半反射涂層1.3部分透射以繼續(xù)它們在第二滑片1.2中的傳播。因此，光信號的一部分保留在第一滑片1.1中，而另一部分進入第二滑片1.2中。半反射涂層1.3至少在由圖1中的段[L、M]表不的表面上延伸。
[0048]在圖1中，注入光線由實線箭頭表示，同樣，這些注入光線的由半反射涂層1.3反射產(chǎn)生的光線也由實線箭頭表示，而這些注入光線的由半反射涂層1.3透射產(chǎn)生的光線由虛線箭頭表示。
[0049]對于填充第一滑片1.1的光信號，光信號在第一滑片1.1的面上的標志為光學引導件中的光信號的傳播方向D上的長度I1, I1表示為:
t Iel
[0050]Ii ^ --
[0051]對于填充第二滑片1.2的光信號,光信號在第二滑片1.2的面上的標志為光學引導件中的光信號的傳播方向D上的長度12，I2表示為:
, Ie2
[0052]I2 =:-

tan Qrmin
[0053]當?shù)谝换?.1和第二滑片1.2由相同的材料組成時。
[0054]在這種情況下，用于整個光學引導件的光信號的標志Itot可滿足以下條件:
,、2(e.+..
[0055]Itot > Yj~- = 1,+1

lan ?ππη
[0056]其中I表示半反射涂層1.3在光學引導件中的光信號的傳播方向D上的長度[L、Μ]。然后長度I為:
[0057]丨 ^ —
[0058]因此長度I根據(jù)第二滑片1.2的厚度e2和光信號的最小入射角度a min限定。
[0059]在具體的實施方式中，為了使光信號更均勻地填充光學引導件，第一滑片1.1的厚度ei等于第二滑片1.2的厚度e2。因此由用戶感知到的亮度更均勻。
[0060]當?shù)谝换?.1和第二滑片1.2是由不同的材料制成時，它們的厚度比為:
f \2
-4 乃 2.0 ^
r π.1 - — sin" //)ηχ
[0061]e3 _ ru K UJ
n,Cos^inax
[0062]其中ηι表示第一滑片1.1的折射率，η2表示第二滑片1.2的折射率，以及β max相當對應于當角度α取值amin時角度β的值。因此，當滑片由不同材料制成時，它們的厚度取決于它們的折射率和光信號的最小入射角度。
[0063]例如，通過由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成的第一滑片1.1和由聚碳酸酯制成的第二滑片1.2，最小入射角度amin等于23.5°，獲得大約1.16的比率e2/ei。
[0064]當半反射涂層1.3基本上傳輸和其反射一樣多時可提高亮度的均勻性，這意味著在半反射涂層1.3的透射率t和反射率r之間存在最大值為20%的差異。在優(yōu)選的實施方式中，半反射涂層1.3的透射率t和反射率r是相等的。上述情況也適用于下文關(guān)于圖2和圖3所描述的光學引導件。
[0065]據(jù)回顧:t+r = l-α，其中α表示光信號由半反射涂層1.3的吸收。
[0066]在具體的實施方式中，長度I被限定以使得注入光學引導件中的光信號能夠在半反射涂層1.3上執(zhí)行至少兩次回彈。這使半反射涂層1.3的透射率t和反射率r之間的任何差異的影響減少。上述情況也適用于下文關(guān)于圖2、圖3和圖4所描述的光學引導件。
[0067]在優(yōu)選的實施方式中，長度I被限定以使得注入光學引導件中的光信號能夠在半反射涂層1.3上執(zhí)行兩次回彈。
[0068]因此，例如第一滑片1.1和第二滑片1.2的厚度等于2mm并且最小入射角a min等于23.5°，在光學引導件中的光信號的傳播方向上獲得9.2mm的長度標志。這意味著半反射涂層1.3的最小長度為9.2_。然后該長度可被確定為18.4mm,以使得注入的光信號能夠在半反射涂層1.3上執(zhí)行兩次回彈，從而提高用戶感知到的亮度的均勻性。18.4mm的長度適于在護目鏡(眼鏡)中合并光學引導件，對于護目鏡(眼鏡)，注入裝置和提取裝置之間的距離大約為50mm。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的第二光學引導件的一部分在圖2中以光學引導件中的光信號的傳播方向D上的橫截面視圖示意性示出。
[0070]第二光學引導件包括第一滑片1.1、第二滑片1.2、半反射涂層1.3和厚度為e3的第三滑片2.1。第一滑片1.1、第二滑片1.2和第三滑片2.1是重疊的并且它們的面是平行的。光信號通過在滑片的所述面上反射而在光學引導件中傳播。如在圖1中的第一光學引導件的情況下，第一滑片1.1和第二滑片1.2由半反射涂層1.3隔開。
[0071]在該第二光學引導件的情況下，第一滑片1.1、第二滑片1.2和第三滑片2.1由相同的材料組成，第一滑片1.1的厚度ei等于第二滑片1.2的厚度e2，以及第三滑片2.1的厚度等于厚度ei與厚度e2之和。當?shù)谝换?.1、第二滑片1.2和第三滑片2.1由不同的材料組成時，它們的厚度取決于它們的折射率和光束的最小入射角。當另一滑片添加至光學引導件，以疊加在第三滑片2.1上時，該另一滑片具有與厚度e1、厚度e2和厚度e3之和相等的厚度。以此類推添加其他滑片。
[0072]第二滑片1.2和第三滑片2.1由與半反射涂層1.3相似的半反射涂層2.2部分地隔開。第三滑片2.1的布置和半反射涂層2.2的布置為使得由半反射涂層1.3透射的光線由第二滑片1.2的相對面全部反射。注入第一滑片1.1中并在第二滑片1.2中傳播的光信號的其他光線、和在第二滑片1.2中反射的光線，由半反射涂層2.2部分地透射以繼續(xù)它們在第三滑片2.1中的傳播。因此，部分光信號保留在第一滑片1.1中，另一部分進入第二滑片1.2中并在第二滑片1.2中反射，而另一部分進入第三滑片2.1中并在第三滑片2.1中反射。在圖2中，注入光線由實線箭頭表示，這些注入光線由半反射涂層1.3的反射生成的光線同樣由實線箭頭表示，這些注入光線由半反射涂層1.3的透射生成的光線由長虛線箭頭表示，以及由半反射涂層2.2的透射生成的光線由短虛線箭頭表示。
[0073]半反射涂層2.2至少在由圖2中的段[N、0]表示的區(qū)域上延伸，并且第三滑片2.1的邊緣放置在點N處，點N對應于點M在第二滑片1.2中以最小入射角度在第二滑片1.2的第二面上的投射，當滑片由相同的材料組成時這是指角度amin。然后第三滑片2.1不處于光學引導件的光信號由所述半反射涂層透射的區(qū)域。半反射涂層2.2從點N延伸并且半反射涂層2.2在光學引導件中的光信號的傳播方向D上的長度[N、O]然后由I3表示:

2--、
[0074]I3 ^' ‘

Ι￡1η--ηη
[0075]因此半反射涂層2.2的長度[N、O]根據(jù)第三滑片2.1的厚度e3和光信號的最小入射角度amin被限定。
[0076]根據(jù)本發(fā)明的第三光學引導件的一部分在圖3中以光學引導件中的光信號的傳播方向D上的橫截面視圖示意性示出。該第三光學引導件為上面關(guān)于圖2所述的第二光學引導件的變型。
[0077]第三光學引導件包括第一滑片1.1、第二滑片1.2和厚度為e3的第三滑片3.1以及半反射涂層1.3和2.2。如上面關(guān)于圖2所示，半反射涂層2.2設置在段[N、O]上。
[0078]與上面關(guān)于圖2所述的第二光學引導件不同，第三滑片3.1的邊緣不是放置在點N處。為了使由半反射涂層1.3透射的光線由第二滑片1.2的相對面完全反射，第二滑片1.2和第三滑片3.1由全反射涂層3.2部分隔開。該全反射涂層3.2在圖3中由段[P、N]表示的表面上延伸。該區(qū)域至少應在圖3中的橫截面視圖中由段[P’、N]表示的表面上延伸，其中P’是點L以光信號的最大入射角在第二滑片1.2的相對面上的投射。
[0079]然后第二光學引導件和第三光學引導件包括:疊加的形成連續(xù)滑片的至少三個滑片，在連續(xù)滑片中將每個滑片從下一個滑片部分隔開的半反射涂層。該光學引導件被布置為使得由一個滑片和下一個滑片之間的半反射涂層透射的光信號在沒有經(jīng)過反射的情況下不進入下一個滑片。
[0080]根據(jù)本發(fā)明的第四光學引導件的一部分在圖4中以光學引導件中的光信號的傳播方向D上的橫截面視圖示意性示出。
[0081]第二光學引導件包括第一滑片1.1、第二滑片1.2、半反射涂層1.3和厚度為e4的第三滑片4.1。第一滑片1.1、第二滑片1.2和第三滑片4.1是疊加的并且它們的面是平行的。光信號通過在滑片的所述面上反射而在光學引導件中傳播。如在圖1中的第一光學引導件的情況下，第一滑片1.1和第二滑片1.2由半反射涂層1.3隔開。
[0082]第二滑片1.2和第三滑片4.1由半反射涂層4.2隔開。半反射涂層4.2在由圖4中的段[Q、R]表示的區(qū)域上延伸。點Q對應于點L以第二滑片1.2的最小入射角在第二滑片1.2的第二面上的投射，S卩，當滑片由相同的材料組成時的角度amin。點R對應于點M在該第二滑片1.2中以最小入射角在第二滑片1.2的第二面上的投射。
[0083]然后第四光學引導件包括重疊方式的形成為連續(xù)滑片的至少三個滑片，將每個滑片從下一個滑片部分地隔開的半反射涂層。該光學引導件被布置為使得由半反射涂層透射的沒有經(jīng)過中間反射的光信號由下一個半反射涂層透射。因此，在兩個半反射涂層之間沒有反射。
[0084]當半反射涂層1.3的透射率t等于其反射率r的兩倍時(這是指t = 2/3以及r=1/3，不考慮半反射涂層1.3的吸收)以及當半反射涂層4.2的透射率t等于其反射率r時(這是指t = r = 1/2，不考慮半反射涂層4.2的吸收)，亮度的均勻性可被提高。
[0085]然后每個半反射涂層具有取決于其在連續(xù)滑片中的位置的反射率，一個半反射涂層透射由另半反射涂層透射的光信號，該一個半反射涂層的反射率比該另一個半反射涂層的反射率高。
[0086]換句話說，當處于連續(xù)滑片中的位置(從首先由光信號照射的半反射涂層開始)的半反射涂層具有指數(shù)k(k= 1，…，n-1，其中η為滑片的數(shù)量)時，然后該半反射涂層具有反射率r:

I
[0087]r = ~~-
n-k + l
[0088]能夠?qū)⑸厦骊P(guān)于圖4所公開的原理與圖2或圖3所公開的原理結(jié)合。在這種情況下，光學引導件包括一組以重疊方式布置以形成連續(xù)滑片的至少三個滑片、將每個滑片從下一個滑片部分地隔開的半反射涂層，光學引導件被布置為使得由半反射涂層透射的沒有反射的光信號由下一個半反射涂層透射。該組對應于上面關(guān)于圖4所示的布置。光學引導件還包括至少一個其他滑片、將該其他滑片從滑片組部分地隔開的半反射涂層，光學引導件被布置為使得由滑片組的半反射涂層透射的光信號在沒有反射的情況下不進入所述其他滑片。該布置對應于上面關(guān)于圖2或圖3提出的布置。
[0089]上面提出的第一、第二、第三或第四光學引導件優(yōu)選地旨在被集成在護目鏡(眼鏡)中。減小注入裝置的總尺寸也涉及減小用于注入裝置上游的透鏡的總尺寸，因此總體減小這些護目鏡的尺寸。從而提高了佩戴該護目鏡的用戶的舒適度。
[0090]應當注意，光信號可通過表示為段[J、K]的注入?yún)^(qū)直接注入。例如，注入裝置為安裝在第一滑片1.1的外面上的表面，這是指第一滑片1.1的不與第二滑片1.2相對的面。
[0091]應當注意，光信號可通過表示為段[J、K]的注入?yún)^(qū)間接注入。例如，光信號可首先在一個或其他滑片的至少一個面上經(jīng)受反射。
[0092]光學引導件關(guān)于注入裝置的位置的各種布置在圖6A至圖6G中示意性示出。
[0093]圖6A至6F示意性示出了包括以重疊方式安裝的第一平行面滑片6.1和第二平行面滑片6.2。光學引導件還包括提取區(qū)6.3。光學引導件也包括如前面關(guān)于圖1所述而布置的半反射涂層6.4。
[0094]在圖6A中的表示中，光學引導件與注入裝置關(guān)聯(lián)使用，注入裝置包括表面安裝在第一滑片6.1上的注入件6.5和透鏡組6.6，這使得能夠以準直光束的形式投影圖像。透鏡組6.6將準直光束透射至注入件6.5，該注入件6.5將準直光束注入第一滑片6.1中。如上所述，接下來注入光束由半反射涂層6.4部分反射和部分透射。
[0095]在圖6B中的表示中，光學引導件與包括表面安裝在第二滑片6.2上的注入件6.5的注入裝置關(guān)聯(lián)使用。注入件6.5安裝在抵靠第一滑片6.1安裝的第二滑片6.2的面上。因此第一滑片6.1包括使注入件6.5能夠抵靠第二滑片6.2放置的凹口。注入裝置也包括能夠以準直光束的形式投影圖像的透鏡組6.6。透鏡組6.6將準直光束透射至注入件6.5，該注入件6.5將準直光束注入第二滑片6.2中。接下來注入光束在入射到半反射涂層6.4之前由第二滑片6.2的相對面反射。
[0096]在圖6C中的表示中，光學引導件與包括與第二滑片6.2上的突出對應的注入件6.5的注入裝置關(guān)聯(lián)使用。該突出在第二滑片6.2上安裝第一滑片6.1的同一側(cè)上延伸。注入裝置也包括能夠以準直光束的形式投影圖像的透鏡組6.6。透鏡組6.6將準直光束透射至注入件6.5，該注入件6.5將準直光束注入第二滑片6.2中。然后注入光束在入射到半反射涂層6.4之前由第二滑片6.2的相對面反射。
[0097]在圖6D中的表不中，光學引導件與包括表面安裝在第二滑片6.2上的注入件6.5的注入裝置關(guān)聯(lián)使用。注入件6.5安裝在與第二滑片6.2抵靠第一滑片6.1安裝的面相對的面上。注入裝置也包括能夠以準直光束的形式投影圖像的透鏡組6.6。透鏡組6.6安裝在與第一滑片6.1抵靠第二滑片6.2安裝的面相對的面一側(cè)上。透鏡組6.6通過第一滑片6.1和第二滑片6.2將準直光束透射至注入件6.5。因此，準直光束垂直于第一滑片6.1和第二滑片6.2的面穿過第一滑片6.1和第二滑片6.2。準直光束抵靠注入件6.5的面反射并通過反射注入第一滑片6.1中。如上所述，然后注入光束由半反射涂層6.4部分反射和部分透射。
[0098]在圖6E中的表不中，光學引導件與包括表面安裝在第一滑片6.1上的注入件6.5的注入裝置關(guān)聯(lián)使用。注入件6.5安裝在第一滑片6.1抵靠第二滑片6.2安裝的面上。因此第二滑片6.2包括使注入件6.5能夠抵靠第一滑片6.1放置的凹口。注入裝置也包括能夠以準直光束的形式投影圖像的透鏡組6.6。透鏡組6.6安裝在與第一滑片6.1抵靠第二滑片6.2安裝的面相對的面一側(cè)上。透鏡組6.6通過第一滑片6.1將準直光束透射至注入件6.5。因此,準直光束垂直于第一滑片6.1的面穿過第一滑片6.1。準直光束抵靠注入件6.5的面反射并通過反射注入第一滑片6.1中。然后注入光束在入射到半反射涂層6.4之前由第一滑片6.1的相對面反射。
[0099]在圖6F中的表示中，光學引導件與包括與第一滑片6.1上的突出對應的注入件6.5的注入裝置關(guān)聯(lián)使用。該突出在第一滑片6.1上安裝第二滑片6.2的同一側(cè)上延伸。注入裝置也包括能夠以準直光束的形式投影圖像的透鏡組6.6。透鏡組6.6通過第一滑片6.1的平行面之一將準直光束透射至注入件6.5。準直光束抵靠注入件6.5的一面反射然后在入射到半反射涂層6.4之前由從透鏡組6.6發(fā)出的準直光束穿過第一滑片6.1的面反射。
[0100]圖6G示意性示出了以重疊方式安裝的第一平行面滑片6.1、第二平行面滑片6.2和第三平行面滑片6.8。光學引導件還包括提取區(qū)6.3。光學引導件也包括放置在第二滑片6.2和第三滑片6.8之間的第一半反射涂層6.4、放置在第一滑片6.1和第二滑片6.2之間的第二半反射涂層6.9以及反射涂層6.7。第一半反射涂層6.4和第二半反射涂層6.9以及反射涂層6.7如前面關(guān)于圖3所述放置。
[0101]光學引導件與包括安裝表面在第一滑片6.1上的注入件6.5和透鏡組6.6的注入裝置關(guān)聯(lián)使用，這使得能夠以準直光束的形式投影圖像。透鏡組6.6將準直光束透射至注入件6.5，該注入件6.5將準直光束注入第一滑片6.1中。如上所述，然后注入的光束由半反射涂層6.4和6.9部分反射以及部分透射，并由反射涂層6.7反射。
[0102]圖5示意性示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明的光學引導件的方法。光學引導件包括意在將光信號注入光學引導件的注入?yún)^(qū)和意在由光學引導件傳輸之后提供光信號的提取區(qū)。
[0103]在圖5中所示的制造方法中，已經(jīng)提到的引導元件為平行面滑片。當引導元件不是平行面滑片時適用相同的原理，尤其是當引導元件中的一個以并列方式包括已經(jīng)提到的注入?yún)^(qū)和提取區(qū)時。
[0104]在步驟5.1中，獲得至少兩個滑片?；哂衅叫忻妗Ｈ缫烟岬降?，它們可由影響它們的厚度的相同的材料或不同的材料組成。
[0105]在接下來的步驟5.2中，半反射涂層沉積在除了一個滑片的每個滑片上。半反射涂層沉積在位于注入?yún)^(qū)和提取區(qū)之間的區(qū)域中。半反射涂層具有在光學引導件中的光信號的傳播方向上的長度，該長度取決于光信號的最小入射角和所述半反射涂層將要隔開的滑片的至少一個的厚度。
[0106]在接下來的步驟5.3中，滑片以重疊的方式裝配，從而每個半反射涂層隔開兩個滑片。
[0107]裝配步驟也可被執(zhí)行從而滑片的至少一個的邊緣如關(guān)于圖2所示的第三滑片2.1放置。
[0108]裝配步驟可在變型中具有在先步驟:沉積如上面關(guān)于圖2所示的涂層3.2的全反射涂層。
[0109]如上面關(guān)于圖2和圖3所示，半反射涂層的沉積和滑片的裝配可以為使得，由包括在光學引導件中的連續(xù)滑片中的一個滑片和下一個滑片之間的半反射涂層透射的光信號在沒有反射的情況下不進入所述下一個滑片。
[0110]如上面關(guān)于圖4所述，半反射涂層的沉積和滑片的裝配也可以為使得，由一個半反射涂層透射的沒有反射的光信號由包括在光學引導件中的連續(xù)滑片中的下一個半反射涂層透射。
【權(quán)利要求】
1.光學引導件，包括意在將光信號注入所述光學引導件中的注入?yún)^(qū)和意在由所述光學弓丨導件傳輸之后提供所述光信號的提取區(qū)， 其特征在于所述光學引導件包括重疊方式的至少兩個引導元件(1.1、1.2)， 并且，在位于所述注入?yún)^(qū)和所述提取區(qū)之間的區(qū)域中，所述引導元件由半反射涂層(1.3)彼此部分地隔開，所述半反射涂層具有在所述光學引導件中的光信號的傳播方向上的長度，所述長度取決于所述光信號的最小入射角和所述半反射涂層隔開的所述引導元件的至少一個的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學引導件，其特征在于所述半反射涂層的長度為使得其允許所述光信號在所述半反射涂層上的至少兩次彈回。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2之一所述的光學引導件，其特征在于所述半反射涂層的反射率和透射率基本上相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2的任一項所述的光學引導件，其特征在于其包括以重疊方式的形成連續(xù)的引導元件的至少三個引導元件(1.1、1.2、4.1)、將每個引導元件從下一個引導元件部分地隔開的半反射涂層(1.3、4.2)，并且所述光學引導件被布置為使得由半反射涂層透射的光信號由所述下一個半反射涂層透射而沒有中間反射。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學引導件，其特征在于每個半反射涂層具有取決于該半反射涂層在所述連續(xù)引導元件中的位置的反射率，透射由另一個半反射涂層(1.3)透射的光信號的一個半反射涂層(4.2)，具有比該半反射涂層的反射率高的反射率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項所述的光學引導件，其特征在于所述引導元件具有相同的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學引導件，其特征在于所述引導元件由相同的材料組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項所述的光學引導件，其特征在于所述引導元件由不同的材料制成，并且所述引導元件的厚度取決于其折射率和所述光信號的最小入射角度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1和2的任一項所述的光學引導件，其特征在于其包括重疊方式的形成連續(xù)的引導元件的至少三個引導元件(1.1、1.2,2.1)、將每個引導元件從下一個引導元件部分地隔開的半反射涂層(1.3、2.2)，并且所述光學引導件被布置為使得由一個引導元件和下一個引導元件之間的半反射涂層透射的所述光信號在沒有反射的情況下不進入所述下一個半反射涂層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1和2的任一項所述的光學引導件，其特征在于其包括一組以重疊方式布置以形成連續(xù)的引導元件的至少三個引導元件、將每個引導元件從下一個引導元件部分地隔開的半反射涂層，所述光學引導件被布置為使得由一個半反射涂層透射的沒有反射的光信號由下一個半反射涂層透射， 并且所述光學引導件包括至少一個其他引導元件、將該其他引導元件從所述引導元件組部分地隔開的半反射涂層，所述光學引導件被布置為使得由所述引導元件組中的半反射涂層透射的光信號在沒有反射的情況下不進入所述其他引導元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求9和10的任一項所述的光學引導件，其特征在于，為了使由一個引導元件和下一個引導元件之間的半反射涂層透射的光信號在沒有反射的情況下不進入所述下一個引導元件，所述引導元件和所述下一個引導元件由反射涂層(3.2)部分地隔開。
12.根據(jù)權(quán)利要求9和10的任一項所述的光學引導件，其特征在于，為了使由一個引導元件和下一個引導元件之間的半反射涂層透射的光信號不進入所述下一個引導元件，所述下一個引導元件(2.1)不處于所述光學引導件的在其中所述光信號由所述半反射涂層透射的區(qū)域。
13.用于制造光學引導件的方法，所述光學引導件包括意在將光信號注入所述光學引導件中的注入?yún)^(qū)和意在由所述光學引導件傳輸之后提供所述光信號的提取區(qū)，特征在于其包括以下步驟: 獲得(5.1)至少兩個引導元件； 在位于所述注入?yún)^(qū)和所述提取區(qū)之間的區(qū)域中，在除了一個引導元件之外的每個引導元件上沉積(5.2)半反射涂層，所述半反射涂層具有在所述光學引導件中的光信號的傳播方向上的長度，所述長度取決于所述光信號的最小入射角度和所述半反射涂層隔開的引導元件的至少一個的厚度； 以重疊的方式裝配(5.3)所述引導元件，從而每個半反射涂層隔開兩個引導元件。
【文檔編號】G02B6/00GK104254792SQ201280067216
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月13日
【發(fā)明者】奎海姆·杜伯勞卡, 帕斯科爾·伯努瓦, 澤維爾·胡格爾, 哈立德·薩拉耶德戴恩 申請人:奧普特發(fā)明公司