本發(fā)明涉及基底導(dǎo)光光學(xué)裝置，尤其涉及包括由常見(jiàn)的光傳輸基底所承載的多個(gè)反射表面的裝置(也被稱(chēng)作光導(dǎo)元件)。

本發(fā)明可被實(shí)施以有利于大量的成像應(yīng)用，諸如便攜式DVD、移動(dòng)電話(huà)、移動(dòng)電視接收器、視頻游戲、便攜式媒體播放器或任何其他移動(dòng)顯示裝置。

背景技術(shù)：

緊湊的光學(xué)元件的一個(gè)應(yīng)用涉及頭戴顯示器(HMD)，其中光學(xué)模塊用作成像透鏡和組合器，其中二維圖像源被成像至無(wú)窮遠(yuǎn)，并且被反射進(jìn)觀(guān)看者的眼睛中。顯示源可以是直接地或者是通過(guò)中繼透鏡、光纖束或類(lèi)似設(shè)備的方式不直接地來(lái)源于空間光調(diào)制器(SLM)，諸如陰極射線(xiàn)管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、有機(jī)發(fā)光二極管陣列(OLED)、掃描光源或類(lèi)似的裝置，。顯示源包括通過(guò)準(zhǔn)直透鏡成像至無(wú)窮遠(yuǎn)，并且通過(guò)反射或部分反射的表面(用作用于非透視和透視應(yīng)用的組合器)傳輸?shù)接^(guān)看者的眼睛里的元件(像素)陣列。通常，常見(jiàn)的自由空間光學(xué)模塊被用于這些目的。隨著系統(tǒng)的期望的視場(chǎng)(FOV)增加，然而，這種常見(jiàn)的光學(xué)模塊變得更大、更重和更笨重，因此，即使對(duì)于中等性能的裝置也是不現(xiàn)實(shí)的。這對(duì)于所有類(lèi)型的顯示器都是一個(gè)主要的缺點(diǎn)，尤其是在系統(tǒng)需要盡可能地輕和緊湊的頭戴式應(yīng)用中。

為了緊湊化所作的努力導(dǎo)致了一些不同的復(fù)雜的光學(xué)方案，所有的這些方案，一方面，對(duì)于大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用仍然不夠緊湊，而另一方面，遇到了關(guān)于可制造性的主要缺點(diǎn)。此外，由這些設(shè)計(jì)造成的光學(xué)觀(guān)看角的眼睛運(yùn)動(dòng)箱(eye-motion-box)(EMB)通常非常小，通常小于8mm。因此，即使是光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于觀(guān)看者眼睛很小的運(yùn)動(dòng)，光學(xué)系統(tǒng)的性能也非常敏感，并且也不允許瞳孔充分的運(yùn)動(dòng)以從這種顯示器舒適地閱讀文本。

以本申請(qǐng)人的名義申請(qǐng)的公開(kāi)號(hào)WO01/95027、WO03/081320、WO2005/024485、WO2005/024491、WO2005/024969、WO2005/124427、WO2006/013565、WO2006/085309、WO2006/085310、WO2006/087709、WO2007/054928、WO2007/093983、WO2008/023367、WO2008/129539、WO2008/149339和WO2013/175465中包括了的教導(dǎo)在此處通過(guò)引用的方式被結(jié)合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明促進(jìn)了非常緊湊的光導(dǎo)光學(xué)元件(LOE)用于HMD和其他應(yīng)用。本發(fā)明允許相對(duì)較寬的FOV和相對(duì)較大的EMB值。得到的光學(xué)系統(tǒng)提供了大的、高質(zhì)量的圖像，這樣也容許了眼睛的較大的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明所公開(kāi)的光學(xué)系統(tǒng)是特別有利的，因?yàn)樗旧媳痊F(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式更緊湊，因而它可被容易地結(jié)合在甚至是具有特殊構(gòu)造的光學(xué)系統(tǒng)中。

因此本發(fā)明的廣泛的目標(biāo)是減少現(xiàn)有技術(shù)的緊湊的光學(xué)顯示裝置的缺點(diǎn)，并根據(jù)特定需求提供其他具有提高了的性能的其他光學(xué)組件和系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種光學(xué)系統(tǒng)，包括：具有至少兩個(gè)主表面和邊緣的光傳輸基底；光學(xué)棱鏡，具有至少第一、第二和第三表面，用于將具有給定視場(chǎng)的光波通過(guò)全內(nèi)反射耦合入基底中；位于基底中的至少一個(gè)部分反射表面，該部分反射表面被相對(duì)于基底的主表面不平行地取向，用于將光波從該基底耦合出來(lái)；基底的邊緣中的至少一個(gè)以相對(duì)于主表面的傾斜角傾斜；棱鏡的第二表面定位為相鄰于基底的傾斜邊緣；和基底的緊挨著傾斜邊緣定位的部分基本上是透明的，其特征在于光波穿過(guò)棱鏡的第一表面進(jìn)入棱鏡，在不經(jīng)過(guò)任何反射的情況下橫穿棱鏡并且穿過(guò)傾斜邊緣進(jìn)入基底。

附圖說(shuō)明

將參照下面示出的附圖，結(jié)合特定的優(yōu)選實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，便于更完整地了解本發(fā)明。

對(duì)專(zhuān)門(mén)詳細(xì)參照的附圖，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，具體畫(huà)出的附圖是以舉例方式并且只為說(shuō)明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的示意性討論為目的，并且提供被認(rèn)為是最有用的內(nèi)容和容易了解本發(fā)明原理及概念的說(shuō)明。就此而言，除對(duì)本發(fā)明的基本理解必需之外，不試圖更詳盡表明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。結(jié)合附圖所作的說(shuō)明，作用是引導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)了解本發(fā)明的若干種形式可以如何實(shí)際實(shí)施。

在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的被耦合進(jìn)入LOE中的光線(xiàn)的跨度(span)；

圖2示出了照明LOE的入射孔徑的光線(xiàn)的跨度；

圖3示出了包括光學(xué)地附連在LOE的主表面之一上的棱鏡的示例性的耦合進(jìn)入機(jī)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)的側(cè)視圖；

圖4是示出了包括光學(xué)地附連在LOE的主表面之一上的棱鏡的示例性的耦合進(jìn)入機(jī)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)的側(cè)視圖的另一個(gè)示意圖；

圖5示出了照明LOE的入射孔徑的光線(xiàn)的跨度，其中LOE的邊緣之一以?xún)A斜角相對(duì)于主表面傾斜；

圖6是示出了另一個(gè)系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)具有照明LOE的入射孔徑的光線(xiàn)的跨度，其中，LOE的邊緣之一相對(duì)于主表面以?xún)A斜角傾斜；

圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，該光學(xué)系統(tǒng)將從顯示光源發(fā)出的輸入光波耦合進(jìn)入至基底中，具有附在LOE的傾斜邊緣上的中間棱鏡；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)將從顯示光源發(fā)出的入射光波耦合進(jìn)入至基底中，具有附在LOE的傾斜邊緣上的中間棱鏡；

圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于通過(guò)利用偏振分束器準(zhǔn)直來(lái)自于顯示光源的輸入光波的裝置的示意圖；

圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于準(zhǔn)直來(lái)自硅基液晶(LCOS)光源的輸入光波的裝置的示意圖；以及

圖11A和圖11B是示出了根據(jù)本發(fā)明的眼鏡的頂視圖的兩個(gè)實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及基底導(dǎo)光光學(xué)裝置，特別是緊湊的HMD光學(xué)系統(tǒng)。通常，具有有限的FOV的準(zhǔn)直圖像被耦合入基底中。如圖1所示，LOE或在下文中的基底20中的圖像包含具有中間波14以及邊緣波16和18的平面波的跨度。圖像的中間波14和主表面26、32的平面的法線(xiàn)之間的夾角為α_in。基底20內(nèi)的FOV被定義為2·Δα。因此，圖像的邊緣波16和18與主表面的平面的法線(xiàn)之間的夾角分別為α_in+Δα和α_in-Δα。在數(shù)次從基底20的表面26、32反射后，捕獲的波到達(dá)選擇性反射表面22的陣列處，其將光波從基底耦合出來(lái)進(jìn)入觀(guān)看者的眼睛24中。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，僅僅將中間波14的光線(xiàn)標(biāo)繪成從基底耦合出來(lái)。

本發(fā)明的目的在于找到不同于現(xiàn)有技術(shù)的耦合進(jìn)入機(jī)構(gòu)且具有更緊湊的尺寸的光波耦合進(jìn)入機(jī)構(gòu)。在圖2中，示出了必須以最小需要入射孔徑21被耦合進(jìn)入基底20中的光線(xiàn)的跨度。為了避免圖像上有間隙或條紋，在入射孔徑21的邊緣和基底20的下表面26之間的邊界線(xiàn)25上的點(diǎn)應(yīng)該對(duì)于每個(gè)輸入光波被從兩個(gè)不同位置進(jìn)入基底的兩個(gè)不同的光線(xiàn)照亮：直接照亮邊界線(xiàn)25的一個(gè)光線(xiàn)30，以及首先被基底的上表面32反射之后再照亮邊界線(xiàn)25的另一個(gè)光線(xiàn)31。入射孔徑21的尺寸通常由兩個(gè)邊緣光線(xiàn)確定：FOV的最大角的最右邊的光線(xiàn)34，和FOV的最小角的最左邊的光線(xiàn)36。

用于將邊緣光線(xiàn)耦合入基底20中的一個(gè)可能的實(shí)施例如圖3所示。此處，輸入光波源38以及準(zhǔn)直模塊40(例如，準(zhǔn)直透鏡)以相較于基底20的主表面26、32的所需離軸角度定向。中繼棱鏡44位于準(zhǔn)直模塊40和基底20之間，且被光學(xué)粘接至基底20的下表面26，使得來(lái)自顯示源38的光線(xiàn)以大于臨界角的角度照射到主表面26上，以便在基底內(nèi)部發(fā)生全內(nèi)反射。因此，圖像的所有的光學(xué)光波都通過(guò)從主表面26和32的全內(nèi)反射而在基底內(nèi)部被捕獲。盡管此處所示的光學(xué)系統(tǒng)是簡(jiǎn)單的，這仍然不是最緊湊的耦合進(jìn)入機(jī)構(gòu)。對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該與眼鏡以及手持或其他顯示裝置的外部形狀一致是很重要的一點(diǎn)。

為了最小化準(zhǔn)直模塊40的尺寸，耦合進(jìn)入棱鏡44的輸入表面46孔徑D_T應(yīng)該盡可能地小。因此，耦合進(jìn)入棱鏡的尺寸也應(yīng)當(dāng)相應(yīng)地最小化，而整個(gè)FOV的耦合光線(xiàn)將穿過(guò)耦合進(jìn)入棱鏡44。

如圖4所示，為了使FOV的最大角的最右邊的光線(xiàn)34穿過(guò)該棱鏡44，棱鏡44的輸出表面21的孔徑D_L必須滿(mǎn)足關(guān)系式：

D_L≥2d·tan(α_in+Δα) (1)

其中，d是基底20的厚度。

此外，為了使FOV的最小角的最左邊的光線(xiàn)36穿過(guò)棱鏡44，棱鏡44的左表面48和基底20的主表面26的法線(xiàn)之間的夾角α_sur1必須滿(mǎn)足關(guān)系式：

α_sur1≤α_in-Δα (2)

為了最小化穿過(guò)棱鏡44的光波的色差，將耦合進(jìn)入棱鏡44的輸入表面46取向?yàn)榛菊挥趫D像的中間波14是有利的。因此，棱鏡44的進(jìn)入表面46和基底20的主表面26的法線(xiàn)之間的夾角α_sur2是：

α_sur2＝90°-α_in (3)

為了最小化棱鏡44的尺寸，將式2的不等式取極限值得到棱鏡的如下內(nèi)角：表面46和21之間的夾角為α_in；表面48和21之間的夾角為90°-α_in+Δα。相應(yīng)地，表面46和48之間的夾角為90°-Δα。利用這些數(shù)值得到：

將式1的不等式取極限值并插入式4中可得：

盡管圖3和圖4所示的光學(xué)系統(tǒng)看似簡(jiǎn)單，其仍然不是最緊湊的耦合進(jìn)入機(jī)構(gòu)，由于對(duì)于這種光學(xué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，與顯示器(例如眼鏡或手持顯示器)的外部形狀一致是很重要的。

圖5示出了穿過(guò)基底的一個(gè)邊緣將光波耦合入基底的一個(gè)可選的實(shí)施例。此處，光波傳輸基底20具有兩個(gè)主要的平行表面26和32以及邊緣，其中至少一個(gè)邊緣50以相對(duì)于主表面的傾斜角取向，并且其中α_sur3是邊緣50和基底的主表面的法線(xiàn)之間的夾角。通常，入射的準(zhǔn)直光波是從空氣直接耦合的，或者可替代地，準(zhǔn)直模塊40(圖3)可被附接在基底20上。因此，將正交于傾斜表面50的中間波14耦合以最小化色差是有利的。不幸地，通過(guò)直接穿過(guò)表面50耦合光不能滿(mǎn)足這個(gè)條件。通常，即使是對(duì)于具有適度的FOV的耦合圖像，圖像的中間波14和主表面的平面的法線(xiàn)之間的夾角α_in(圖3)必須滿(mǎn)足條件α_in≥50°。因此，如果中間波14確實(shí)正交于傾斜表面50，則必須滿(mǎn)足關(guān)系式α_sur3≤40°。從而，結(jié)果是將在系統(tǒng)中滿(mǎn)足關(guān)系式α_sur3＜α_in，并且，對(duì)于相對(duì)較寬的FOV，甚至滿(mǎn)足關(guān)系式α_sur3＜＜α_in+Δα。

圖6示出了復(fù)雜情形，其中捕獲的光線(xiàn)和主表面26、32之間的最大夾角大于輸入表面50和主表面之間的夾角。如圖所示，在輸入孔徑50的邊緣和基底20的下表面26之間邊界線(xiàn)25上的點(diǎn)僅通過(guò)直接照亮邊界線(xiàn)25的光波的最左邊的光線(xiàn)35照亮。入射到輸入表面50的邊緣51上的另一邊緣光線(xiàn)34在位于離邊界線(xiàn)25距離Δx的不同的線(xiàn)52處照亮下表面之前，首先被上表面32反射。如圖所示，間隙Δx完全沒(méi)有被邊緣光波34的捕獲光線(xiàn)照亮。因此，將會(huì)出現(xiàn)黑條紋，并且耦合出來(lái)的光波和圖像質(zhì)量將明顯變差。

這種情況通過(guò)圖7所示的實(shí)施例解決。中間棱鏡54被插入準(zhǔn)直模塊40(圖3)和基底的傾斜邊緣50之間。棱鏡的表面56之一定位為相鄰于基底20的傾斜邊緣50。在大多數(shù)情況下，中間棱鏡的折射率應(yīng)當(dāng)類(lèi)似于基底20的折射率。然而，還有這樣的情況，其中可為棱鏡選擇不同的折射率，以補(bǔ)償系統(tǒng)中的色差。入射光波直接從空氣耦合，或可選地，準(zhǔn)直模塊40可被附接至中間棱鏡54。在許多情況下，準(zhǔn)直模塊40的折射率與基底20的折射率基本上不同，并且因此，與棱鏡54的折射率不同。從而，為了最小化色差，棱鏡54的輸入表面58應(yīng)當(dāng)以與入射光線(xiàn)的中間光波基本上正交地取向。此外，F(xiàn)OV的最小角的最左側(cè)的光線(xiàn)應(yīng)當(dāng)穿過(guò)棱鏡54。因此，圖7的結(jié)構(gòu)也應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足式(2)和(3)的條件。為了消除參考圖6所描述的不希望有的暗條紋的現(xiàn)象，關(guān)系式：

α_sur3≥α_in+Δα (6)

必須被滿(mǎn)足，也就是說(shuō)，基底的傾斜邊緣和基底的主表面的法線(xiàn)之間的夾角大于FOV的最大角。因此，棱鏡54的輸出表面56的孔徑D_S必須滿(mǎn)足關(guān)系式：

顯然，由于光波穿過(guò)棱鏡的進(jìn)入表面58進(jìn)入棱鏡54，在不經(jīng)受任何反射直接穿過(guò)棱鏡，并且穿過(guò)傾斜邊緣50進(jìn)入基底，所以入射表面58的有效區(qū)域D_P相對(duì)于出射表面56的孔徑D_s的擴(kuò)大是最小的。此外，如上所述，為了使FOV的最小角的最左側(cè)光線(xiàn)36(圖4)穿過(guò)棱鏡54，棱鏡54的左表面60和基底的主表面26的法線(xiàn)之間的夾角α_sur1也必須滿(mǎn)足式(2)的關(guān)系，也就是說(shuō)，棱鏡54的表面60和基底的主表面的法線(xiàn)之間的夾角小于FOV的最小角。從而，當(dāng)式(2)、(6)和(7)的關(guān)系被滿(mǎn)足時(shí)，來(lái)自整個(gè)FOV的耦合進(jìn)入光波將完全覆蓋基底的主表面而不存在任何條紋或間隙。

如圖8所示，通過(guò)將式(2)、(6)和(7)的不等式取極限值，棱鏡54的內(nèi)角為：表面56和58之間的夾角為2α_in-90°+Δα，而表面56和60之間的夾角為180°-2α_in。因此，表面58和60之間的夾角為90°-Δα。利用這些值可得：

其中D_P是中間棱鏡54的入射表面58的有效區(qū)域。

從而，通過(guò)比較式(5)和(8)，圖4的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的棱鏡54和44的輸入表面的各自的有效面積D_P和D_T之間的關(guān)系為：

顯然，對(duì)于窄的FOV，即，Δα＜＜α_in，改進(jìn)是可以忽略的。然而，對(duì)于相對(duì)寬的FOV，棱鏡54的有效區(qū)域D_P和棱鏡44的有效區(qū)域D_T相比需要被顯著減少。例如，對(duì)于Δα＝12°和α_in＝52°，式(9)的縮小比具有D_P/D_T≈0.7的有效值。

在圖3所示的實(shí)施例中，準(zhǔn)直模塊40作為簡(jiǎn)單的傳輸透鏡被示出，然而，可采用使用反射透鏡、偏振分束器和延遲片的更加緊湊的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，有以下事實(shí)：如圖9所示，在大多數(shù)微顯示器光源(例如LCD或LCOS光源)中，線(xiàn)性偏振的光被光學(xué)部件61使用。如圖所示，來(lái)自顯示器光源64的s偏振輸入光波62通過(guò)光導(dǎo)66的下表面68被耦合入光導(dǎo)66，其通常由光波傳輸材料組成。在從偏振分束器70反射之后，光波穿過(guò)光導(dǎo)66的表面72從基底耦合出去。光波隨后穿過(guò)四分之一波長(zhǎng)延遲片74，被反射光學(xué)元件76(例如，平面鏡)反射，返回以再次穿過(guò)延遲片74，并穿過(guò)表面72再次進(jìn)入光導(dǎo)66?，F(xiàn)在的p偏振光波穿過(guò)偏振分束器70并且穿過(guò)光導(dǎo)66的表面78從光導(dǎo)耦合出去。然后，光波穿過(guò)第二四分之一波長(zhǎng)延遲片80，被組件82(例如，透鏡)在其反射表面84準(zhǔn)直，返回以再次穿過(guò)延遲片80，并且穿過(guò)表面78再次進(jìn)入光導(dǎo)66?，F(xiàn)在的s偏振光波從偏振分束器70反射，并且穿過(guò)附接至中間棱鏡54的出射表面86離開(kāi)光導(dǎo)。反射表面76和84可通過(guò)金屬或電介質(zhì)的涂層實(shí)現(xiàn)。

在圖9所示的實(shí)施例中，顯示源可以是LCD面板，然而，存在光學(xué)系統(tǒng)，尤其是其中需要高亮度成像特性的光學(xué)系統(tǒng)，優(yōu)選使用LCOS光源裝置作為顯示器光源。類(lèi)似于LCD面板，LCOS光源面板包含由響應(yīng)于控制電壓扭曲和配向的液晶填充的單元的二維陣列。然而，使用LCOS光源，單元被直接移植(graft)于反射硅芯片上。當(dāng)液晶扭曲時(shí)，光的偏振在下面的鏡面表面的反射之后而被改變或不改變。這與偏振分束器一起引起了對(duì)光波的調(diào)制并產(chǎn)生圖像。反射技術(shù)意味著照明和成像光束共享相同的空間。這兩個(gè)因素需要向模塊增加特殊分光光學(xué)元件，以便使得能夠同時(shí)操作照明和成像功能。增加這樣的元件通常會(huì)使模塊復(fù)雜化，并且當(dāng)使用LCOS光源作為顯示光源時(shí)，一些使用前部耦合進(jìn)入元件或折疊棱鏡的模塊將會(huì)變得更大。例如，圖9的實(shí)施例可被修改以通過(guò)在顯示源64和分束器66之間插入另一個(gè)分束器來(lái)適應(yīng)LCOS光源。然而，這種修改版本對(duì)于具有相對(duì)寬的FOV的系統(tǒng)可能是有問(wèn)題的，其中準(zhǔn)直模塊的焦距短于穿過(guò)雙分束器結(jié)構(gòu)的光線(xiàn)的光程。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，如圖10所示，提供了修改的光學(xué)器件90，其中僅有一個(gè)反射表面84被定位為相鄰于光導(dǎo)66的表面78。因此，穿過(guò)這個(gè)光導(dǎo)66的光程大為縮短。如圖所示，從光源94發(fā)出的s偏振光波92進(jìn)入棱鏡96，從偏振分束器98反射并照亮LCOS光源100的前表面。來(lái)自于“亮”像素的反射光波的偏振被旋轉(zhuǎn)成p偏振，且該光波隨后穿過(guò)分束器98，并且因此，穿過(guò)位于棱鏡96和66之間的偏振器102，并且偏振器102阻止從LCOS光源100的“暗”像素反射的s偏振光。光波隨后進(jìn)入棱鏡66并穿過(guò)第二分束器70，穿過(guò)棱鏡66的表面78從棱鏡耦合出來(lái)，穿過(guò)四分之一波長(zhǎng)延遲片80，被準(zhǔn)直透鏡82在其反射表面84處準(zhǔn)直，返回以再次穿過(guò)延遲片80，并穿過(guò)表面78再次進(jìn)入棱鏡66?，F(xiàn)在的s偏振光波從偏振分束器70反射并穿過(guò)附接至中間棱鏡54的出射表面86從棱鏡66出射。

現(xiàn)在回到圖9，其中觀(guān)看者的眼睛24與光學(xué)棱鏡66位于傾斜邊緣50的同側(cè)，光學(xué)棱鏡66的尺寸主要在基底20的下側(cè)主表面26上延伸，且僅在上表面32上略微延伸。這種略微的延伸通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)(例如，通過(guò)略微地增加傾斜邊緣50的角度α_sur3)可以被完全消除。

然而，對(duì)于圖10所示的實(shí)施例，光學(xué)元件90主要在基底20的下表面26上以及上表面32上延伸。

如圖11A所示，對(duì)于其中的準(zhǔn)直模塊是由圖10的具有棱鏡66和96的光學(xué)組件90組成的光學(xué)系統(tǒng)，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)可以是優(yōu)選的。光學(xué)組件90被安裝于眼鏡框104和基底20之間。在這種情況下，觀(guān)看者的眼睛24位于基底20的傾斜邊緣50的相反側(cè)。光波穿過(guò)傾斜邊緣50朝向主表面32被耦合入基底20中，光波從該表面32朝向部分反射表面22反彈，并且從部分反射表面22穿過(guò)主表面32朝向觀(guān)看者的眼睛24離開(kāi)基底。雖然存在光學(xué)組件90的朝向眼鏡的前部的向前延伸部106，棱鏡96的向后延伸部108是最小的，并且整個(gè)光學(xué)組件90可被很容易地集成于眼鏡的框104內(nèi)。

圖11B所示為基于圖9所示的光學(xué)組件的修改例，其中觀(guān)看者的眼睛24位于基底20的傾斜邊緣50同側(cè)。從光學(xué)組件90發(fā)出的光波穿過(guò)傾斜邊緣50被耦合入基底20中，朝向主表面26進(jìn)入基底20，光波從該表面26朝向主表面32反彈，并且從主表面32繼續(xù)朝向部分反射表面22，并且穿過(guò)主表面32朝向觀(guān)看者的眼睛24離開(kāi)基底。

對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明并不局限于前面所列舉的實(shí)施例的細(xì)節(jié)，并且本發(fā)明可以以其他具體的形式實(shí)施而無(wú)需脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)屬性。因此，這里的實(shí)施例在所有方面被視作是示例性的而非限制性的，本發(fā)明的范圍由附加的權(quán)利要求而非前述說(shuō)明所指明的，并且因此與屬于權(quán)利要求的等價(jià)物的含義和范圍之內(nèi)的所有變化都被包含在權(quán)利要求中。