CN110908113B - 波导显示系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及波导显示系统。电子设备可具有发射图像光的显示器、波导以及将图像光耦合到波导中的输入耦合器。分束器结构可嵌入波导内。分束器结构可多次部分地反射图像光，并且可用于生成通过输出耦合器耦合出波导的复制光束。分束器结构可跨两个维度复制光束，以跨其整个区域使眼箱具有来自显示器的均匀强度的光。分束器结构可包括堆叠的部分反射分束器层、具有不同折射率的夹置透明基底层、介于基底层之间的厚体积全息图或这些或其他结构的组合。分束器结构的反射率可跨波导的侧面区域离散地或连续地变化。

Description

波导显示系统

本专利申请要求2019年8月20日提交的美国临时专利申请No.16/546,157以及2018年9月14日提交的美国临时专利申请No.62/731,309的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有显示器的电子设备。

背景技术

具有显示器的电子设备可以用于为用户显示内容。如果稍有不慎，在电子设备中的用于为用户显示内容的部件可能是难看且笨重的，并且可能未表现出期望的光学性能水平。

发明内容

电子设备可具有发射图像光的显示器、波导以及将图像光耦合到波导中的输入耦合器。分束器结构可嵌入波导内。分束器结构可多次反射图像光，并且可用于生成通过输出耦合器耦合出波导的复制光束(例如，扩展的输出光)。分束器结构可跨两个维度(例如，跨波导的侧面区域(lateral area))复制光束。通过这种方式，可跨眼箱(eye box)区域和在宽视场上提供来自显示器的均匀强度的光。

分束器结构可包括堆叠分束器层。例如，第一部分反射分束器层和第二部分反射分束器层可嵌入波导中。第二分束器层可与第一分束器层部分地或完全重叠。附加的分束器层可堆叠在第一分束器层和第二分束器层上，或相对于第一分束器层和/或第二分束器层侧向位移。

在另一种合适的布置中，分束器结构可由波导的第一透明基底层、第二透明基底层和第三透明基底层形成。在这种场景中，每个透明基底层可具有相应的折射率，使得基底层之间的界面产生耦合出波导的反射光。

在另一种合适的布置中，分束器结构可包括介于两个透明基底层之间的厚体积全息图。在这种场景中，当图像光穿越厚体积全息图层的厚度时，厚体积全息图层可在相对于基底层之一的多个深度处部分地反射图像光。这些布置的组合可用于形成分束器结构。如果需要，分束器结构的反射率可跨波导的侧面区域离散地或连续地变化。

附图说明

图1是根据一个实施方案的例示性头戴式设备的示意图。

图2是根据一个实施方案的用于单眼的例示性头戴式设备的图示。

图3是根据一个实施方案的用于头戴式设备的例示性光学系统和相关联显示系统的顶视图。

图4是根据一个实施方案的具有波导而不具有分束器结构的例示性光学系统的顶视图。

图5是根据一个实施方案的具有嵌入波导中的分束器结构以便用光填充眼箱的例示性光学系统的顶视图。

图6是根据一个实施方案的具有嵌入波导中的单个分束器层的例示性分束器结构的顶视图。

图7是根据一个实施方案的具有嵌入波导中的多个堆叠分束器层的例示性分束器结构的顶视图。

图8是根据一个实施方案的具有嵌入波导中的多个堆叠且侧向偏移的分束器层的例示性分束器结构的顶视图。

图9是根据一个实施方案的具有嵌入波导中的多个部分地重叠的分束器层的例示性分束器结构的顶视图。

图10是根据一个实施方案的具有多个具有不同折射率的层的例示性分束器的顶视图。

图11为是根据一个实施方案的具有嵌入波导内的厚体积全息图的例示性分束器结构的顶视图。

图12是根据一个实施方案的具有单个分束器层的例示性分束器结构的顶视图，该分束器层具有不同反射系数和透射系数的区域。

图13是根据一个实施方案的具有单个分束器层的例示性分束器结构的顶视图，该单个分束器层具有沿其长度连续变化的透射系数和反射系数。

图14是根据一个实施方案的图4所示类型的波导的透视图。

图15是根据一个实施方案的示出图5至图14所示类型的波导可以如何跨两个维度用光填充眼箱的透视图。

具体实施方式

电子设备诸如头戴式设备以及其他设备可以用于增强现实和虚拟现实系统。这些设备可包括便携式消费电子设备(例如，便携式电子设备，诸如平板电脑、蜂窝电话、眼镜、其他可穿戴装置)、在驾驶舱、车辆等中的头顶显示器、以及基于显示器的装置(电视机、投影仪等)。诸如这些设备的设备可包括显示器和其他光学部件。将其中虚拟现实和/或增强现实内容提供给具有头戴式显示器设备的用户的设备构型在本文中作为示例描述。然而，这仅为例示性的。任何合适的装置都可用于向用户提供虚拟现实和/或增强现实内容。

佩戴在用户头部的头戴式设备诸如增强现实眼镜可用于向用户提供覆盖在真实世界内容顶部的计算机生成的内容。真实世界内容可由用户通过光学系统的透明部分直接查看。光学系统可用于将图像从显示系统中的一个或多个像素阵列或扫描设备路由至观察者的眼睛。光学系统中可包括波导，诸如由一片或多片透明材料(诸如玻璃或塑料)形成的薄平面波导或其他光导，以将来自像素阵列的图像光传送至观察者。

照明系统可以包括为显示器供应照明的光源。照亮的显示器产生图像光。输入光学耦合器可以用于将来自光源的光耦合到照明系统中的波导中。输出光学耦合器可以用于将显示照明耦合出波导。输入耦合器和输出耦合器还可以用于将来自显示器的图像光耦合到光学系统中的波导中，并且将图像光耦合出波导以供观察者观看。

头戴式设备的输入耦合器和输出耦合器可以形成结构，诸如布拉格光栅、棱镜、成角度的透明结构、和/或将光耦合到波导中并将光耦合出波导的透镜。输入和输出光学耦合器可以由衍射耦合器形成，诸如体积全息图、其他全息耦合元件或其他衍射耦合结构。输入耦合器和输出耦合器可以例如由薄的或厚的光聚合物层和/或其中使用激光来记录全息图案的其他光学耦合器结构形成。在一些配置中，光学耦合器可以可动态调节的设备形成，诸如液晶部件(例如，可调液晶光栅、聚合物分散的液晶设备)或其他可调节的光学耦合器。

在图1中示出了例示性头戴式设备的示意图。如图1所示，头戴式设备10可以具有控制电路12。控制电路12可包括用于控制头戴式显示器10的操作的存储和处理电路。电路12可以包括存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)等。控制电路12中的处理电路可以基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、电源管理单元、音频芯片、图形处理单元、专用集成电路以及其他集成电路。软件代码可存储在电路12中的存储装置上，并且在电路12中的处理电路上运行，以实现头戴式显示器10的操作(例如，数据采集操作、涉及使用控制信号调节部件的操作、以产生向用户显示的图像内容的图像呈现操作等)。

头戴式设备10可包括输入-输出电路14。输入-输出电路14可用于允许由头戴式显示器10从外部装置(例如，拴系计算机、便携式设备(诸如手持设备或膝上型计算机)或其他电气装置)接收数据，并且允许用户向头戴式设备10提供用户输入。输入-输出电路14还可用于收集有关在其中操作头戴式设备10的环境的信息。电路14中的输出部件可允许头戴式设备10向用户提供输出，并且可用于与外部电气装置通信。

如图1所示，输入-输出电路14可包括一个或多个显示器，诸如显示器18。显示器18可用于为头戴式设备10的用户显示图像。显示器18具有像素阵列或激光扫描图案以生成通过光学系统呈现给用户的图像。如果需要，光学系统可以具有透明部分，用户(观察者)可以通过该透明部分观察现实世界物体，同时计算机生成的内容通过在显示器18上产生计算机生成的图像而覆盖在现实世界物体顶上。

光学部件16可以用于形成向用户呈现图像的光学系统。部件16可以包括静态部件，诸如波导、嵌入波导内的分束器结构、静态光学耦合器和固定透镜。部件16还可以包括可调节的光学部件，诸如可调节的偏振器、可调透镜(例如，液晶可调透镜、基于电光材料的可调透镜、可调液体透镜或其他可调透镜)，可动态调节的耦合器(例如，可调节的MEM光栅或其他耦合器)、可调节的液晶全息耦合器(诸如可调节的液晶布拉格光栅耦合器)、可调节的全息耦合器(例如，诸如可调布拉格光栅耦合器、聚合物分散的液晶设备等的电光设备等)、耦合器、透镜和由电光材料(例如，铌酸锂或其他具有电光效应的材料)形成的其他光学设备或者其他静态和/或可调光学部件。部件16可以用于向显示器18提供光以照亮显示器18，并且可以用于将来自显示器18的图像提供给用户以供观看。在一些配置中，可以堆叠部件16中的一个或多个，使得光穿过串联的多个部件。在其他配置中，部件可以侧向展开(例如，可以使用平铺的侧向相邻耦合器组在波导或波导组上布置多个显示器)。也可以使用其中存在平铺和堆叠的配置。

输入-输出电路14可包括部件，诸如用于收集数据和用户输入以及用于向用户提供输出的输入-输出设备22。设备22可以包括传感器26、音频部件24和用于收集来自用户或设备10周围的环境的输入并用于向用户提供输出的其他部件。例如，设备22可以包括键盘、按钮、操纵杆、用于触控板和其他触敏输入设备的触摸传感器、相机、发光二极管、和/或其他输入-输出部件。

输入-输出电路14中的相机或其他设备可面向用户的眼睛并且可追踪用户的注视。传感器26可包括位置和运动传感器(例如，罗盘，陀螺仪，加速度计，和/或用于监测头戴式显示器10的位置、取向和移动的其他设备，卫星导航系统电路诸如用于监测用户位置的全球定位系统电路等)。例如，控制电路12可使用传感器26监测用户头部相对于周围环境取向的当前方向。也可使用传感器26监测用户头部的移动(例如，向左和/或向右移动，以追踪屏幕上的物体和/或查看另外的真实世界物体)。

如果需要，传感器26可以包括测量环境光强度和/或环境光颜色的环境光传感器、力传感器、温度传感器、触摸传感器、电容式接近传感器、基于光的接近传感器、其他接近传感器、应变计、气体传感器、压力传感器、湿度传感器、磁传感器等。音频部件24可以包括用于收集语音命令和其他音频输入的麦克风，以及用于提供音频输出的扬声器(例如，耳塞、骨传导扬声器、或用于向用户的左耳和右耳提供声音的其他扬声器)。如果需要，输入-输出设备22可包括触觉输出设备(例如，振动部件)、发光二极管和其他光源，以及其他输出部件。电路14可包括有线和无线通信电路20，该有线和无线通信电路允许头戴式显示器10(例如，控制电路12)与外部装置(例如，遥控器、操纵杆和其他输入控制器、便携式电子设备、计算机、显示器等)通信，并且允许在头戴式显示器10的不同位置处的部件(电路)之间传送信号。

头戴式显示器10的部件可由头戴式支撑结构诸如图2的例示性支撑结构28支撑。支撑结构28(有时可被称为外壳)可被配置为形成一副眼镜的框架(例如，左右镜腿和其他框架构件)、可被配置为形成头盔、可被配置为形成一副护目镜，或者可具有其他可佩戴在头部的构型。

光学系统33可以支撑在支撑结构28内，并且可以用于从显示器18向用户提供图像(例如，参见图2的用户42的眼睛)。利用一个例示性配置，显示器18可以位于光学系统33的外(边缘)部分38中，并且可以具有产生图像的一个或多个像素阵列。可以使用输入耦合器系统将与图像相关联的光耦合到外部分38中的波导中。波导内的光可以横穿中间区域32。在系统33的中心部分34中(在来自输入耦合器系统和显示器18的波导的相对端处)，由一个或多个输出耦合器形成的输出耦合器系统可以将光耦合出波导。该光可以在方向40上穿过任选透镜30以供用户42观察。光学系统33的部分34可以是透明的，使得用户42可以通过系统33的该区域查看外部物体诸如物体36，而系统33将计算机生成的内容(由图1的控制电路12生成的图像内容)与物体(诸如物体36)重叠。

图3是可用于形成设备10的例示性部件的图示。图3的图示包括用于用户眼睛之一的部件。设备10可以包含两组此类部件以向用户的两只眼睛呈现图像。

如图3所示，设备10可以包括显示器，诸如用于产生图像光44的显示器18。可以通过使用扫描设备或使用任何其他期望的显示部件照射包含像素阵列的反射显示器来生成图像光44。呈现在像素阵列上的图像可以通过透镜46传送到输入耦合器50，该输入耦合器将图像光44耦合到波导48(例如，平面波导)中。耦合到波导48中的图像光根据全内反射的原理被约束在波导48之内，并朝输出耦合器52行进，如光54所示。

输出耦合器52将光54(图像光)耦合出波导48，并朝向观察者42(用户的眼睛)，作为输出光(输出图像光)60。任选透镜30可帮助将图像光聚焦于观察者42。输入耦合器50和输出耦合器52可以是例如将光耦合到波导中以及将光耦合出波导的结构，诸如布拉格光栅。耦合器50和耦合器52可由体积全息图或其他全息耦合元件(例如，使用激光记录全息图案的薄或厚的光聚合物层和/或其他光学耦合器结构)、棱镜、成角度的透明结构、透镜或任何其他期望的光耦合元件形成。耦合器50和耦合器52可具有无限焦距(例如，耦合器50和耦合器52可为平面到平面耦合器)或可具有相关联的有限焦距。例如，光耦合器52可为动力的(例如，耦合器52可被配置为形成具有期望有限焦距的透镜)，在这种情况下，可省略透镜30或可调节透镜30的焦距。

图4是示出了光54可如何通过波导48传播至输出耦合器52的图示。为了清楚起见，图3中所示的透镜46和透镜30以及显示器18未在图4中示出。如图4所示，图像光44可使用输入耦合器50耦合到波导48中。对应的光54可在全内反射的原理下(例如，当光54从波导48的端部56传播到相对端部58时)在波导48的表面62与64之间反射。输出光60可在与输出耦合器52重叠的一个或多个位置处耦合出波导48(例如，在与输出耦合器52重叠的位置处，其中光54命中波导48的表面64)。

在图4的示例中，输出耦合器52向眼箱70输出光60-1。眼箱70可以是用户42(图3)放置他们的眼睛以从显示器18观察光的位置。眼箱70具有有限区域(宽度)72。在实施过程中，穿过波导48传播的光具有有限的、非零的光束宽度。例如，图像光44可具有对应的光束区域(宽度)44。类似地，输出光60-1具有光束区域(宽度)68-1。光束区域68-1在两个维度上延伸，在本文中有时可称为瞳孔68-1，并且可对应于大于阈值强度的光强度峰值。

图4的示例仅为例示性的。一般来讲，可使用任何期望的输入和输出耦合器结构。耦合器50和耦合器52可以形成在波导48的表面62和/或表面64上。如果需要，耦合器50和/或耦合器52可嵌入波导48内。

如果稍有不慎，则光束宽度68-1可能太小，无法用均匀强度(亮度)的光填充整个眼箱70。这可导致在眼箱70各处显示具有不均匀亮度的图像。当用户在眼箱70内移动或旋转他们的眼睛时，对于图像的一些部分将因此显得不期望的暗。因此，可能有利的是能够为波导48提供允许波导48用光填充眼箱72的结构(例如，使得在眼箱72的区域70各处提供均匀强度的光以便获得尽可能大的眼箱)。还期望能够为射入光44的宽视场67提供具有均匀光强度的眼箱70。

图5是示出了波导48可如何设置有允许波导48在宽视场67上用均匀强度的光填充相对大的眼箱70的图示。为了清楚起见，图3中所示的透镜46和透镜30以及显示器18未在图5中示出。

如图5所示，分束器结构，诸如分束器结构74，可嵌入波导48内。分束器结构可被配置为在波导48内穿过(透射)光54的第一部分，同时还反射光54的第二部分。如图5所示，光54可沿着波导48的长度向下传播，并且可穿过分束器结构74。该光的一部分可由分束器结构74反射，如反射光76所示。输出耦合器52可将反射光76耦合出波导48，作为输出光束60-2。输出光60-2可具有光束区域(宽度)68-2。输出光60-2连同输出光60-1可有助于跨眼箱70的区域72用均匀强度的光填充眼箱70。例如，输出光60-2的区域68-2和输出光60-1的区域68-1可以累积地跨区域72延伸。通过这种方式，相对于其中省略分束器结构74的场景，波导48可被配置为扩展用图像光填充的眼箱70中的区域。

分束器结构74可设置有选定的反射率(反射系数R)，使得每次图像光54穿过分束器结构74时均反射期望百分比的光54。分束器结构74可反射光54任何期望的次数。分束器结构74可例如具有这样的长度，使得光54离开波导48的表面64的多次反射被反射朝向输出耦合器52作为反射光76。反射光76的一部分还可从表面64反射回分束器结构74，并且该部分也可被透射到表面62和/或朝向输出耦合器52反射。分束器结构74和表面62的命中输出耦合器52的每次光反射可产生具有对应光束宽度68的对应的输出光60的光束。总体来讲，这些反射和输出光的光束中的每一个可有助于用均匀强度的光填充眼箱70的区域72。通过这种方式，眼箱70可填充有来自宽视场67的光，并且使用者可在眼箱70内移动或旋转他们的眼睛，而不会出现任何不期望的图像亮度损失。

图5的示例仅为例示性的。分束器结构74可嵌入波导48内，可形成为波导48的表面62上的附加层(例如，只要保持全内反射，则可形成在波导48的外部)，并且/或者可形成为波导48的表面64上的附加层(例如，只要保持全内反射，则可形成在波导48外部)。来自分束器结构74和波导48的表面62的任何数量的反射可耦合出波导48作为输出光60。

分束器结构74可包括任何期望的分束器结构。图6至图13示出了用于波导48的不同例示性分束器结构的示例。为了清楚起见，在图6至图13的示例中省略了图5所示的输出耦合器52。如果需要，分束器结构74可由嵌入波导48内的一个或多个分束器层形成。图6是示出了分束器结构74可如何包括嵌入波导48内的单个分束器层的图示。

如图6中所示，分束器结构74可包括单个分束器层，诸如分束器层84-1。分束器层84-1可跨波导48的整个长度(例如，图5所示从端部56至端部58)延伸，或者可侧向地定位在波导48的特定区域内。

波导48可包括一个或多个堆叠的透明层80。透明层80可由玻璃、透明塑料、蓝宝石或任何其他期望的透明基底结构形成。例如，波导48可包括第一透明层80-1和第二透明层80-2。分束器层84-1可嵌入透明层80-1与透明层80-2之间(例如，分束器层84-1可形成在层80-1的顶表面上，并且层80-2可以在分束器层84-1上层合、粘附或附接到层80-1)。

分束器层84-1可朝向表面64反射光54的第一部分，如由反射光76所示。分束器层74可朝向波导48的表面62传输光54的第二部分。光54的第二部分可朝向表面64反射离开表面62，并且可耦合出波导48作为输出光60-1(例如，具有光束区域68-1的光束)。反射光76可耦合出波导48作为输出光60-2(例如，具有光束区域68-1的光束)。如果需要，反射光76可从表面64反射回分束器层84-1，并且分束器层84-1可将该光反射回表面64，以用于产生输出光的附加光束。分束器层84-1可具有任何合适的长度，以用于将光反射出波导48任何期望的次数。

分束器层84-1可具有选定的反射率(例如，反射系数R和等于1-R的对应的透射系数T)，使得任何期望量的光54朝向表面64反射。分束器层84-1可由电介质涂层、金属涂层、薄/表面全息图或衍射光栅或反射和透射入射光的任何其他期望的结构形成。可选择分束器层84-1的特性以提供具有任何期望反射系数和透射系数的分束器层84-1。如果需要，分束器结构74可包括附加的堆叠和/或侧向偏移的分束器层，以增加输出光60的光束数量(例如，相对于仅使用单个分束器层的场景，更均匀地填充图4所示的眼箱70)。

图7是示出了分束器结构74可如何包括多个堆叠分束器层诸如堆叠在分束器层84-1上的附加分束器层84-2的图示。如图7所示，波导48可包括位于透明层80-2上的第三透明层80-3。分束器层84-2可与分束器层84-1完全或至少部分地重叠。

光54的第一部分可从分束器层84-1反射作为反射光76-1。光54的第二部分可透射穿过分束器层84-1。该光的第一部分可从分束器层84-2反射作为反射光76-2。该光的第二部分可透射穿过分束器层84-2，从表面62反射，并耦合出波导48作为输出光60-1。反射光76-1可耦合出波导48作为输出光60-2。反射光76-2可耦合出波导68作为输出光60-3(例如，具有光束区域68-3的光束)。

分束器层84-2可具有选定的反射率(例如，反射系数R和对应的透射系数T)，使得任何期望量的光54朝向表面64反射并透射到表面62。分束器层84-2可由电介质涂层、金属涂层、薄/表面全息图或衍射光栅或反射和透射入射光的任何其他期望的结构形成。通过这种方式，可提供多个输出光60的光束，以使图像光更均匀地填充图4所示的眼箱70。例如，通过这种方式使用堆叠分束器层可相对于仅使用单个分束器层的场景增加反射的数量和对应的输出光束。

图7的示例仅为例示性的。一般来讲，波导48可包括任何期望数目的分束器层84和透明层80。每个分束器层84可与分束器结构74中的其他分束器层完全或部分地重叠。如果需要，分束器结构74可包括多个侧向偏移的分束器层。

图8是示出了分束器结构74可如何包括多个堆叠和侧向位移的分束器层的图示。如图8所示，波导48可包括透明层80-3上的第四透明层80-4。分束器结构74可包括三个或更多个堆叠分束器层，诸如分束器层84-1、84-2和84-3。分束器层中的一些，诸如分束器层84-4，可相对于其他分束器层诸如分束器层84-1侧向位移(偏移)。

如图8所示，分束器层84-4可与基底80-1上的分束器层84-1侧向分离。在另一合适的布置中，分束器层84-1和84-4可以被一个连续分束器层替换。一个或多个分束器层，诸如分束器层84-5，可堆叠在分束器层84-4上(例如，分束器结构74可包括在沿着波导48内的一个或多个侧面平面的一个或多个不同位置处形成的任何期望数量的堆叠或单独分束器层)。

图8的示例仅仅示出了可包括在分束器结构74中的不同分束器层84。可以省略分束器层84-3、84-2、84-1、84-5和84-4中的一个或多个。如果需要，可将多个透明层80介于相邻的堆叠分束器层之间(例如，多个透明层80可介于分束器层84-1与84-2之间)。在图7和图8中所示的示例中，每个分束器层与分束器结构74中的另一个分束器层完全重叠。如果需要，分束器层可与结构74中的其他分束器层仅部分地重叠。

图9是示出了分束器结构74可如何包括部分重叠的分束器层的图示。如图9所示，分束器层84-1与分束器层84-2部分地重叠，该分束器层与分束器层84-3部分地重叠。该示例仅为例示性的。如果需要，可省略图9所示的分束器层84-1、84-2和/或84-3。一个、两个或多于两个的层80可介于分束器层84-1与分束器层84-2之间、分束器层84-2与分束器层84-3之间等。附加的分束器层可与这些分束器层中的一个或多个堆叠并且完全或部分地重叠(例如，使用图6至图9所示布置的组合)。分束器结构74可包括至少部分重叠或非重叠的任何期望数目的分束器布置。一般来讲，通过将一个或多个分束器层放置在跨波导48中的一个或多个透明层80的侧表面区域的一个或多个期望位置处，可在波导48的表面64处产生合适数量的输出光束60，以用图像光均匀地填充眼箱70(例如，每个输出光束的光束宽度68可共同延伸以遍布眼箱70的区域72)。

分束器结构74包括一个或多个薄分束器层(例如，电介质涂层或金属涂层)的图6至图9所示示例仅为例示性的。如果需要，分束器结构74可由具有不同折射率(例如，不具有电介质涂层或金属涂层)的波导48的层80形成。如果需要，图6至图9所示的分束器层84中的一个或多个可嵌入波导48中的单个电介质层80内。在这种场景中，来自该单个电介质层的至少一些电介质材料可介于堆叠分束器层84之间(例如，来自该单个电介质层的至少一些电介质材料可介于图7所示的分束器层84-1与分束器层84-2之间)。如果需要，分束器层84可包括电介质涂层或全息图反射器，该电介质涂层或全息图反射器被配置为部分地反射仅以大角度或特定波长入射的光，同时保持从外部入射的光的透射率(例如，以允许外部世界光与由显示器生成的图像光产生令人满意地重叠)。在分束器层84包括金属涂层的示例中，可使用低损耗金属(例如，银、铝、具有减小面积的金属层)以降低光学吸收(例如，以帮助隐藏金属涂层而不被用户察觉)。

图10是示出了分束器结构74可如何由具有不同折射率的波导48的不同层80形成的图示。如图10所示，波导48可具有介于(夹在)透明层80-1与透明层80-2之间的透明层80N。透明层80N可具有与层80-1和层80-2的折射率不同的折射率。

在图10所示的示例中，层80N的折射率为N₀，层80-1的折射率为N₁，并且层80-2的折射率为N₂。只要这些折射率不相等，光54将在层80-2与层80N之间的界面处以及在层80N与层80-1之间的界面处反射。这些反射中的第一个在图10中用箭头83示出。每个反射83可朝向波导48的表面64(例如，通过层80-1与层80N之间的界面、层80N与层80-2之间的界面和/或表面62)反射，以产生至少一个输出光束60。总体来讲，输出光束60可显示填充眼箱70的集束区域82(例如，光束区域82可填充眼箱70的区域72)。虽然尽管为了清楚起见，光54在图10中示出为沿直线传播，但穿过层80N的光以基于波导80的折射率的角度折射。

层80N可由任何期望的具有折射率N₀的透明材料(例如，非全息图材料)形成。图10的示例仅为例示性的，并且如果需要，多个层诸如层80N可堆叠在波导48中，并且夹置于不同折射率层80之间(例如，附加层80N或具有不同折射率的其他层可堆叠在层80-2上和/或层80-1下等)。如果需要，层80N可由具有等于N₀的本体折射率(bulk index ofrefraction)的厚体积全息图形成。在分束器结构74包括介于层80-1与层80-2之间的厚体积全息图的场景中，厚体积全息图可跨其整个厚度的多个位置处反射光。

图11是示出了分束器结构74可如何由介于层80-1与80-2之间的厚体积全息图形成的图示。如图11所示，厚体积全息图层88可介于80-1与80-2之间。厚体积全息图层88可具有大于图6至图9所示分束器层84的厚度的厚度90。如果需要，厚度90可大于层80-1或层80-2的厚度。

光54的一部分可在沿着光54穿过层88的路径(例如，沿着厚度90)的多个点处朝向波导64的表面64反射(泄漏)，如箭头89所示。光54的每个反射部分89可产生对应的输出光束60，其中输出光束60具有集体光束区域82(例如，使得连续光束耦合出具有光束区域82的波导88)。光束区域82可用均匀强度的图像光填充眼箱70。

分束器结构74(例如，图6至图9所示的分束器层84、图10所示的层80N和/或图11所示的层88)可在其整个长度(例如，平行于图6至图11所示的X轴)上具有均匀的(恒定的)反射系数和透射系数。如果需要，分束器结构74(例如，图6至图9所示的分束器层84、图10所示的层80N和/或图11所示的层88)可跨其整个长度表现出不均匀(变化)的反射系数和透射系数。反射系数和透射系数的这种变化可以是离散的或连续的。

图12是示出了分束器结构74的透射系数和反射系数可如何跨其长度离散变化的图示。如图12所示，分束器结构74可包括具有第一反射系数R1和第一透射系数T1的第一部分(区域)94，以及具有第二反射系数R2和第二透射系数T2的第二部分(区域)96。在图12的示例中，区域94和区域96被示出为基底层80-1与基底层80-2之间的单个分束器层(例如，图6所示的分束器层80-1)的区域。这仅是示例性的，并且如果需要，区域94和区域96可包括多个分束器层84(例如，如图8和图9所示)、波导48中的基底层(例如，图10所示的层80N)和/或厚体积全息图(例如，图11所示的层88)。

透射系数T2可不同于透射系数T1，并且反射系数R2可不同于反射系数R1。例如，透射系数T2可大于透射系数T1，并且反射系数R2可小于反射系数R1(例如，R1可为90％而R2可为10％，R1可在85％与95％之间而R2可在5％与15％之间，R1可在50％与99％之间而R2在50％与1％之间等)。

如图12所示，图像光54的第一部分95可从区域94反射(例如，与反射系数R1成比例)，并且图像光54的第二部分98可由区域94透射(例如，与透射系数T1成比例)。光95的第一部分97可从区域96反射(例如，与反射系数R2成比例)，并且光95的第二部分100可被区域96透射(例如，与透射系数T2成比例)。光98可耦合出波导48作为输出光60-1(例如，具有光束区域104-1)，并且光100可耦合出波导48作为输出光60-2(例如，具有光束区域104-2)。在分束器结构74中的区域94和区域96或其他区域之外的附加反射可产生附加输出光的光束。光束区域104可共同填充眼箱70的区域72。

在其中光54首先命中分束器结构74的位置处的透射系数太高的场景中，分束器结构74的左侧可能存在过量的输出光(光束)密度，而分束器结构74右侧的输出光密度不足。这可减小跨眼箱70的光强度的均匀度。通过以此方式改变透射系数和反射系数，分束器结构74可跨其长度提供更均匀的光束复制。

通过调节用于形成图6至图9所示的分束器结构84的电介质涂层或金属涂层(例如，使得该涂层反射或穿过更多或更少的光)，通过调节图10所示的折射率，并且/或者通过在每个区域中提供不同的图11所示厚体积全息图结构，区域94和区域96可设置有不同的反射系数和透射系数。图12的示例仅为例示性的。如果需要，分束器结构74可包括具有不同反射系数和透射系数的任何期望数目的离散区域，诸如区域94和区域96(例如，三个区域、四个区域、多于四个区域等)。例如，当光54沿着波导48向下传播时，该区域可具有逐渐减小的反射系数。

如果需要，分束器结构74可具有连续变化的反射系数和透射系数。图13是示出了分束器结构74的透射系数和反射系数可如何跨其长度连续变化的图示。如图13所示，分束器结构74在左端可具有相对高的反射系数RH(例如，90％、85％与95％之间、50％与99％之间等)以及相对低的透射系数Tl。分束器结构74可在右端具有相对低的反射系数RL和相对高的透射系数TH(例如，90％、85％与95％之间、50％与99％之间等)。分束器结构74的透射系数和反射系数可沿着图13所示的X轴从RH和TL连续变化至RL和TH。例如，这可有助于跨分束器结构74的长度提供均匀的光束复制密度。

在图13的示例中，分束器结构74被示出为包括基底层80-2与基底层80-1之间的单个分束器层(例如，图6所示的分束器层80-1)。这仅是例示性的，并且如果需要，图13所示的分束器结构74可包括多个分束器层84(例如，如图6至图9所示)、波导48中的基底层(例如，图10所示的层80N)和/或厚体积全息图(例如，图11所示的层88)。在另一个合适的布置中，跨分束器结构的侧面区域具有变化效率的全息图可用于产生具有不同反射率的分束器结构。通过跨分束器结构的侧面区域的不同位置处使用不同掩蔽操作以沉积更多的电介质或金属涂层材料，通过跨分束器结构的侧面区域的不同位置处使用不同的全息图，通过跨分束器结构的侧面区域的一些位置处使用更多的堆叠全息图，通过改变跨分束器结构的侧面区域的波导48的层之间的相对折射率等，可建立不同的反射系数。

一般来讲，图6至图13的布置的任何期望组合可用于形成分束器结构74(例如，使用一个或多个分束器层84、一个或多个夹置的基底层80N和/或具有恒定反射系数或离散/连续变化的反射系数的一个或多个厚体积全息图88)。这些结构中的每一个可与分束器结构74中的其他结构中的一个或多个(例如，全部)堆叠、部分重叠、完全重叠或不重叠。

在图6至图13所示的示例中，分束器结构74被示出为沿单个维度(例如，平行于X轴)扩展用于填充眼箱70的光。这仅是例示性的。一般来讲，如果需要，分束器结构74可在两个维度(例如，平行于X轴和Y轴)上扩展光。

图14是不存在分束器结构74的波导48的透视图。如图14所示，具有光束区域44的图像光66耦合到波导48中，并且对应的光54沿波导48的长度向下传播。光耦合出波导48作为具有光束区域68-1的输出光60-1。将输出光60-1提供给眼箱70(图4)。光束区域68-1可能不足以覆盖眼箱70的所有区域72。

图15是具有分束器结构74的波导48的透视图。如图15所示，图像光66可耦合到波导48中，并且对应的光54可沿着波导48的长度向下传播(例如，平行于图15所示的X轴)。当光54命中分束器结构74时，分束器结构74可在如箭头112所示的第一方向上(例如，平行于X轴的水平方向)以及在由箭头114所示的第二方向上(例如，平行于Y轴的竖直方向)产生反射。当光在第一方向上传播时(例如，使得光沿着分束器结构的二维侧表面反射)，会发生在第二方向上的反射。这些反射可跨分束器结构74的二维侧面区域产生输出光束60(例如，图15所示的输出光束60-1、60-2、60-3和60-4)。每个输出光束60可具有对应的光束区域68(例如，图15所示的光束区域68-1、68-2、68-3和68-4)。

附加地，光束区域68可跨两个维度上(例如，在X-Y平面内)的集体区域116提供均匀光强度。这可允许输出光以均匀的强度填充眼箱70的二维区域72。通过这种方式，分束器结构74可用于在两个维度上(相对于图14的布置)扩展从波导48输出的图像光，以用均匀强度的光填充相对大的眼箱。例如，这可允许用户在观察到眼箱时旋转或移动他们的眼睛，而不会感知到图像光强度的下降，甚至对于相对较大的视野也是如此。

物理环境是指人们在没有电子系统帮助的情况下能够感测和/或交互的物理世界。物理环境诸如物理公园包括物理物品，诸如物理树木、物理建筑物和物理人。人们能够诸如通过视觉、触觉、听觉、味觉和嗅觉来直接感测物理环境和/或与物理环境交互。

相反，计算机生成现实(CGR)环境是指人们经由电子系统(例如，包括本文所述的显示系统的电子系统)感测和/或交互的完全或部分模拟的环境。在CGR中，跟踪人的物理运动的一个子组或其表示，并且作为响应，以符合至少一个物理定律的方式调节在CGR环境中模拟的一个或多个虚拟对象的一个或多个特征。例如，CGR系统可以检测人的头部转动，并且作为响应，以与此类视图和声音在物理环境中变化的方式类似的方式调节呈现给人的图形内容和声场。在一些情况下(例如，出于可达性原因)，对CGR环境中虚拟对象的特征的调节可以响应于物理运动的表示(例如，声音命令)来进行。

人可以利用其感官中的任一者来感测CGR对象和/或与CGR对象交互，包括视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉。例如，人可以感测音频对象和/或与音频对象交互，该音频对象创建3D或空间音频环境，该3D或空间音频环境提供3D空间中点音频源的感知。又如，音频对象可以使能音频透明度，该音频透明度在有或者没有计算机生成的音频的情况下选择性地引入来自物理环境的环境声音。在某些CGR环境中，人可以感测和/或只与音频对象交互。CGR的示例包括虚拟现实和混合现实。

虚拟现实(VR)环境是指被设计成对于一个或多个感官完全基于计算机生成的感官输入的模拟环境。VR环境包括人可以感测和/或交互的多个虚拟对象。例如，树木、建筑物和代表人的化身的计算机生成的图像是虚拟对象的示例。人可以通过在计算机生成的环境内人的存在的模拟、和/或通过在计算机生成的环境内人的物理运动的一个子组的模拟来感测和/或与VR环境中的虚拟对象交互。

与被设计成完全基于计算机生成的感官输入的VR环境相比，混合现实(MR)环境是指被设计成除了包括计算机生成的感官输入(例如，虚拟对象)之外还引入来自物理环境的感官输入或其表示的模拟环境。在虚拟连续体上，混合现实环境是完全物理环境作为一端和虚拟现实环境作为另一端之间的任何状况，但不包括这两端。

在一些MR环境中，计算机生成的感官输入可以对来自物理环境的感官输入的变化进行响应。另外，用于呈现MR环境的一些电子系统可以跟踪相对于物理环境的位置和/或取向，以使虚拟对象能够与真实对象(即，来自物理环境的物理物品或其表示)交互。例如，系统可以导致运动使得虚拟树木相对于物理地面看起来是静止的。混合现实的示例包括增强现实和增强虚拟。

增强现实(AR)环境是指其中一个或多个虚拟对象叠加在物理环境或其表示之上的模拟环境。例如，用于呈现AR环境的电子系统可具有透明或半透明显示器，人可以透过该显示器直接查看物理环境。该系统可以被配置成在透明或半透明显示器上呈现虚拟对象，使得人利用该系统感知叠加在物理环境之上的虚拟对象。另选地，系统可以具有不透明显示器和一个或多个成像传感器，成像传感器捕获物理环境的图像或视频，这些图像或视频是物理环境的表示。系统将图像或视频与虚拟对象组合，并在不透明显示器上呈现组合物。人利用系统经由物理环境的图像或视频而间接地查看物理环境，并且感知叠加在物理环境之上的虚拟对象。如本文所用，在不透明显示器上显示的物理环境的视频被称为“透传视频”，意味着系统使用一个或多个图像传感器捕获物理环境的图像，并且在不透明显示器上呈现AR环境时使用那些图像。进一步另选地，系统可以具有投影系统，该投影系统将虚拟对象投射到物理环境中，例如作为全息图或者在物理表面上，使得人利用该系统感知叠加在物理环境之上的虚拟对象。

增强现实环境也是指其中物理环境的表示被计算机生成的感官信息进行转换的模拟环境。例如，在提供透传视频中，系统可以对一个或多个传感器图像进行转换以施加与成像传感器所捕获的视角不同的选择视角(例如，视点)。又如，物理环境的表示可以通过图形地修改(例如，放大)其部分而进行转换，使得修改后的部分可以是原始捕获图像的代表性的但不是真实的版本。再如，物理环境的表示可以通过以图形方式消除或模糊其部分而进行转换。

增强虚拟(AV)环境是指其中虚拟或计算机生成的环境结合来自物理环境的一个或多个感官输入的模拟环境。感官输入可以是物理环境的一个或多个特征的表示。例如，AV公园可以具有虚拟树木和虚拟建筑物，但人的脸部是从对物理人拍摄的图像逼真再现的。又如，虚拟对象可以采用一个或多个成像传感器所成像的物理物品的形状或颜色。再如，虚拟对象可以采用符合太阳在物理环境中的位置的阴影。

有许多不同类型的电子系统使人能够感测和/或与各种CGR环境交互。示例包括头戴式系统、基于投影的系统、平视显示器(HUD)、集成有显示能力的车辆挡风玻璃、集成有显示能力的窗户、被形成为被设计用于放置在人眼睛上的透镜的显示器(例如，类似于隐形眼镜)、耳机/听筒、扬声器阵列、输入系统(例如，具有或没有触觉反馈的可穿戴或手持控制器)、智能电话、平板电脑、和台式/膝上型计算机。头戴式系统可以具有一个或多个扬声器和集成的不透明显示器。另选地，头戴式系统可以被配置成接受外部不透明显示器(例如，智能电话)。头戴式系统可以结合用于捕获物理环境的图像或视频的一个或多个成像传感器、和/或用于捕获物理环境的音频的一个或多个麦克风。头戴式系统可以具有透明或半透明显示器，而不是不透明显示器。透明或半透明显示器可以具有媒介，代表图像的光通过该媒介被引导到人的眼睛。显示器可以利用数字光投影、OLED、LED、uLED、硅基液晶、激光扫描光源或这些技术的任意组合。媒介可以是光学波导、全息图媒介、光学组合器、光学反射器、或它们的任意组合。在一个实施方案中，透明或半透明显示器可被配置成选择性地变得不透明。基于投影的系统可以采用将图形图像投影到人的视网膜上的视网膜投影技术。投影系统也可以被配置成将虚拟对象投影到物理环境中，例如作为全息图或在物理表面上。本文所述的显示系统可以用于这些类型的系统和用于任何其他期望的显示布置。

如上所述，本发明技术的一个方面在于采集和使用得自各种来源的数据，以改善向用户递送图像、执行注视追踪操作以及/或执行其他显示器相关的操作。本公开预期，在一些实例中，这些所采集的数据可包括唯一地识别或可用于联系或定位特定人员的个人信息数据。此类个人信息数据可包括人口统计数据、基于位置的数据、电话号码、电子邮件地址、twitter ID、家庭地址、与用户的健康或健身等级相关的数据或记录(例如，生命信号测量、药物信息、锻炼信息)、出生日期、或任何其他识别信息或个人信息。

本公开认识到在本发明技术中使用此类个人信息数据可用于使用户受益。例如，个人信息数据可用于追踪用户的注视以更新所显示的图像和/或执行其他期望的显示操作。因此，使用此类个人信息数据使得用户能够查看更新的显示图像。此外，本公开还预期个人信息数据有益于用户的其它用途。例如，健康和健身数据可用于向用户的总体健康状况提供见解，或者可用作使用技术来追求健康目标的个人的积极反馈。

本公开设想负责采集、分析、公开、传输、存储或其他使用此类个人信息数据的实体将遵守既定的隐私政策和/或隐私实践。具体地，此类实体应当实行并坚持使用被公认为满足或超出对维护个人信息数据的隐私性和安全性的行业或政府要求的隐私政策和实践。此类政策应该能被用户方便地访问，并应随着数据的采集和/或使用变化而被更新。来自用户的个人信息应当被收集用于实体的合法且合理的用途，并且不在这些合法使用之外共享或出售。此外，在收到用户知情同意后，应进行此类采集/共享。此外，此类实体应考虑采取任何必要步骤，保卫和保障对此类个人信息数据的访问，并确保其它有权访问个人信息数据的人遵守其隐私政策和流程。另外，这种实体可使其本身经受第三方评估以证明其遵守广泛接受的隐私政策和实践。此外，应当调整政策和实践，以便采集和/或访问的特定类型的个人信息数据，并适用于包括管辖范围的具体考虑的适用法律和标准。例如，在美国，对某些健康数据的收集或获取可能受联邦和/或州法律的管辖，诸如健康保险流通和责任法案(HIPAA)；而其他国家的健康数据可能受到其他法规和政策的约束并应相应处理。因此，在每个国家应为不同的个人数据类型保持不同的隐私实践。

不管前述情况如何，本公开还预期用户选择性地阻止使用或访问个人信息数据的实施方案。即本公开预期可提供硬件元件和/或软件元件，以防止或阻止对此类个人信息数据的访问。例如，就注视追踪而言，本发明的技术可被配置为在注册服务期间或者其后的任何时间，允许用户选择“选择加入”或“选择退出”参与对个人信息数据的收集。在另一个示例中，用户可选择不执行注视追踪或其他收集个人信息数据的操作。在另一个示例中，用户可选择限制执行注视追踪的时间长度。除了提供“选择加入”和“选择退出”选项外，本公开设想提供与访问或使用个人信息相关的通知。例如，可在下载应用时向用户通知其个人信息数据将被访问，然后就在个人信息数据被应用访问之前再次提醒用户。

此外，本公开的目的是应管理和处理个人信息数据以最小化无意或未经授权访问或使用的风险。一旦不再需要数据，通过限制数据采集和删除数据可最小化风险。此外，并且当适用时，包括在某些健康相关应用中，数据去标识可用于保护用户的隐私。可在适当时通过移除特定标识符(例如，出生日期等)、控制所存储数据的量或特异性(例如，在城市级别而不是在地址级别收集位置数据)、控制数据如何被存储(例如，在用户之间聚合数据)、和/或其他方法来促进去标识。

因此，虽然本公开广泛地覆盖了使用个人信息数据来实现一个或多个各种所公开的实施方案，但本公开还预期各种实施方案也可在无需访问此类个人信息数据的情况下被实现。即，本发明技术的各种实施方案不会由于缺少此类个人信息数据的全部或一部分而无法正常进行。例如，可基于非个人信息数据或绝对最小量的个人信息(诸如与用户相关联的设备所请求的内容、可从显示系统获得的其他非个人信息或公开可用的信息)来显示图像。

根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括被配置为发射图像光的显示器、波导、被配置为将由显示器发射的图像光耦合到波导中的输入耦合器、嵌入波导中的第一分束器层以及嵌入波导中的第二分束器层，第二分束器层与第一分束器层至少部分地重叠，第一分束器层被配置为将图像光的第一部分透射至第二分束器层，并且配置为反射图像光的第二部分，并且第二分束器层被配置为部分地反射由第一分束器层透射的图像光的第一部分。

根据另一个实施方案，波导包括第一透明基底层和第二透明基底层，第一分束器层形成在第一透明基底层上，第二分束器层形成在第二透明基底层上，第二透明基底层安装到第一透明基底层，并且第二透明基底层介于第一分束器层与第二分束器层之间。

根据另一个实施方案，波导还包括安装到第二透明基底层的第三透明基底层，并且第二分束器层介于第二透明基底层与第三透明基底层之间。

根据另一个实施方案，电子设备包括嵌入波导中的第三分束器层，第三分束器层形成在第一透明基底层上，并且相对第一分束器层在侧向有位移。

根据另一个实施方案，第二分束器层与第一分束器层完全重叠。

根据另一个实施方案，电子设备包括嵌入波导中的第三分束器层，第三分束器层与第二分束器层至少部分地重叠。

根据另一个实施方案，第三分束器层与第二分束器层完全重叠。

根据另一个实施方案，第一分束器层与第一分束器层和第二分束器层完全重叠。

根据另一个实施方案，第一分束器层和第二分束器层各自包括金属涂层。

根据另一个实施方案，第一分束器层和第二分束器层各自包括电介质涂层。

根据另一个实施方案，第一分束器层和第二分束器层各自包括表面全息图。

根据另一个实施方案，第一分束器层具有相对的第一端部和第二端部、第一端部处的第一反射系数以及第二端部处的不同于第一反射系数的第二反射系数。

根据另一个实施方案，第一反射系数大于第二反射系数。

根据另一个实施方案，第一分束器层包括具有第一反射系数的第一区域、具有第二反射系数的第二区域以及具有第三反射系数的第三区域，该第三反射系数小于第一反射系数且大于第二反射系数，第三区域介于第一区域与第二区域之间。

根据另一个实施方案，第一分束器层具有从第一端部处的第一反射系数变化到第二端部处的第二反射系数的连续可变的反射系数。

根据另一个实施方案，波导具有侧面区域，并且第一分束器层和第二分束器层被配置为在跨侧面区域的两个维度上反射图像光。

根据一个实施方案，提供了一种头戴式设备，该头戴式设备包括：被配置为发射图像光的显示器，被配置为传送由显示器发射的图像光的波导，该波导包括：具有第一折射率的第一基底层；安装到第一基底层且具有第二折射率的第二基底层；以及安装到第二基底层且具有第三折射率的第三基底层，第一基底层与第二基底层之间的第一界面以及第二基底层与第三基底层之间的第二界面各自被配置为将图像光中的至少一些作为反射光反射至少一次，并且各自配置为透射图像光中的至少一些；以及被配置为将反射光耦合出波导的输出耦合器。

根据另一个实施方案，第二基底层包括体积全息图，该体积全息图具有等于第二折射率的本体折射率。

根据另一个实施方案，第二基底层具有侧面区域，并且第二折射率跨侧面区域变化。

根据一个实施方案，提供了一种头戴式显示器，该头戴式显示器包括：被配置为发射图像光的显示器；被配置为传送由显示器发射的图像光的波导，该波导包括：第一基底层；安装到第一基底层的厚体积全息图层，该厚体积全息图层具有厚度；安装到厚体积全息图层的第三基底层，该厚体积全息图层被配置为当图像光穿越厚体积全息图层的厚度时，在相对于第一基底层的多个深度处部分地反射图像光；以及被配置为将反射的图像光耦合出波导的输出耦合器。

前述内容仅为例示性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (15)

1.一种电子设备，包括：

显示器，所述显示器被配置为发射图像光；

波导，所述波导具有第一表面和第二表面，所述第二表面与所述第一表面相对并且平行于所述第一表面；

输入耦合器，所述输入耦合器被配置为将由所述显示器发射的所述图像光耦合到所述波导中；

第一分束器层，所述第一分束器层嵌入所述波导中并且平行于所述第一表面延伸，其中所述第一分束器层具有相对的第一端部和第二端部，在所述第一端部处具有第一反射系数，并且在所述第二端部处具有不同于所述第一反射系数的第二反射系数；以及

第二分束器层，所述第二分束器层嵌入所述波导中并且平行于所述第一表面延伸，其中所述第一分束器层和所述第二分束器层侧向地定位在所述波导内,其中所述第二分束器层与所述第一分束器层至少部分地重叠，其中所述第一分束器层被配置为将所述图像光的第一部分透射到所述第二分束器层，并反射所述图像光的第二部分，其中所述第二分束器层被配置为部分地反射由所述第一分束器层透射的所述图像光的所述第一部分。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述波导包括第一透明基底层和第二透明基底层，所述第一分束器层形成在所述第一透明基底层上，所述第二分束器层形成在所述第二透明基底层上，所述第二透明基底层安装到所述第一透明基底层，并且所述第二透明基底层介于所述第一分束器层与所述第二分束器层之间。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述波导还包括安装到所述第二透明基底层的第三透明基底层，其中所述第二分束器层介于所述第二透明基底层与所述第三透明基底层之间。

4.根据权利要求2所述的电子设备，还包括：

第三分束器层，所述第三分束器层嵌入所述波导中，其中所述第三分束器层形成在所述第一透明基底层上，并且相对所述第一分束器层在侧向有位移。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第二分束器层与所述第一分束器层完全重叠。

6.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：

第三分束器层，所述第三分束器层嵌入所述波导中，其中所述第三分束器层与所述第二分束器层至少部分地重叠。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其中所述第三分束器层与所述第二分束器层完全重叠。

8.根据权利要求6所述的电子设备，其中所述第一分束器层和所述第三分束器层与所述第二分束器层完全重叠。

9.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一分束器层和所述第二分束器层各自包括金属涂层。

10.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一分束器层和所述第二分束器层各自包括电介质涂层。

11.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一分束器层和所述第二分束器层各自包括表面全息图。

12.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一反射系数大于所述第二反射系数。

13.根据权利要求12所述的电子设备，其中所述第一分束器层包括具有所述第一反射系数的第一区域、具有所述第二反射系数的第二区域以及具有第三反射系数的第三区域，所述第三反射系数小于所述第一反射系数且大于所述第二反射系数，所述第三区域介于所述第一区域与所述第二区域之间。

14.根据权利要求12所述的电子设备，其中所述第一分束器层具有从所述第一端部处的所述第一反射系数变化到所述第二端部处的所述第二反射系数的连续可变的反射系数。

15.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述波导包括：

第一基底层，

厚体积全息图层，所述厚体积全息图层安装到所述第一基底层，其中所述厚体积全息图层具有厚度，以及

第三基底层，所述第三基底层安装到所述厚体积全息图层，其中

所述厚体积全息图层被配置为当所述图像光穿越所述厚体积全息图层的所述厚度时，在相对于所述第一基底层的多个深度处部分地反射所述图像光。

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