（映维网Nweon 2025年05月12日）为了帮助增加用户看到图像的角度，特定头显设备会在耦入器和耦出器之间安装一个带光瞳扩展器EPE的光波导。EPE配置为分开显示光，以便向用户提供额外的光束，从而增加图像可见的角度数量。

在一个实施例中，谷歌就介绍了一种光波导。具体来说，一种包括直角百叶式逆向反射器的光波导，其中直角百叶式逆向反射器形成光波导的组合出瞳扩展和耦出结构，亦即既作为EPE又可作为耦出器。

每个直角百叶式逆向反射器包括具有共同形成逆反射器的第一反射面和第二反射面的结构。例如，所述第一和第二反射表面的布置使得所述第一反射表面的一侧与所述第二反射表面的一侧接合，以便所述第一反射表面和所述第二反射表面基本彼此正交。

即，将第一反射表面的一面与第二反射表面的一面连接起来，使得第一反射表面与第二反射表面之间好像存在一个直角一样。

由于直角百叶式反射器包括两个表面之间的直角，从而起到反光镜的作用，所以从第一个表面反射后的第二个表面反射的光与从第二个表面反射后的第一个表面反射的光传播方向相同。

因为光以这种方式从直角百叶式逆反射器的表面反射，所以与包括其他反射结构的结构相比，直角百叶式逆反射器在组合出瞳扩展和耦出结构中产生双重图像的可能性有所降低。

在阵列内，直角百叶式逆反射器的布置使得直角百叶式逆反射器的第一反射面基本平行，并且使得直角百叶式逆反射器的第二反射面基本平行。

另外，在所述阵列内，基于以第一角度或第一组角度中的一个角度入射到直角百叶式逆反射器的第一或第二反射表面上的光，所述反射表面反射所述光，使得所述光被所述阵列中一个或多个其他直角百叶式逆反射器的反射表面接收。基于光以第二角度或第二组角度入射到直角百叶式逆反射器的第一或第二反射表面，反射表面将光反射出光导，使得光形成出瞳。

另外，在直角百叶式逆反射器阵列内，每排直角百叶式逆反射器的布置使得该排直角百叶式逆反射器与另一排或多排直角百叶式逆反射器的至少一部分重叠。

例如，设置第一排的第一直角百叶式逆反射器，使得第一直角百叶式逆反射器的至少前部分由第二排的第二直角百叶式逆反射器的至少一部分覆盖。另外，所述第一排的第一直角百叶式逆反射器的设置使得所述第一直角百叶式逆反射器的至少后部分覆盖第三排的第三直角百叶式逆反射器的至少一部分。

基于这种布置，显示光通过光导的主体传播并以第一角度或第一角度范围内的角度入射到多个直角百叶式逆反射器，并使得直角百叶式逆反射器将显示光分开，致使显示的相应部分指向阵列中的其他直角百叶式逆反射器。

另外，在从直角百叶式逆反射器反射后，显示光的一部分然后在另一个直角百叶式逆反射器处以第二角度或在第二组角度内的角度接收，使得直角百叶式逆反射器将显示光的部分从导光器中引导出来，并显形成出瞳。

由于直角百叶式逆反射器阵列分裂显示光，当显示光的分裂部分定向出光导时，可形成额外的出瞳，这增加了所呈现图像的视窗尺寸。以这种方式，光导配置为包括一个组合的出瞳扩展和使用直角百叶式逆反射器的耦出结构，并且只占用光导内的单个空间。

另外，由于光导包括一个组合的出瞳扩展和耦出结构，与具有离散出瞳扩展和每个在光导内具有离散空间的耦出结构的光导相比，光导的尺寸减小了，而由于光导的尺寸减小了，头显的尺寸同样可以减小。

图2示出通过显示光将图像直接投射到用户眼睛的投影系统200框图。

光学引擎202包括一个或多个显示光源，配置成产生和输出表示图像的显示光218。光学引擎202耦合到驱动器或其他控制器（未示出），其根据控制器或驱动器从与之耦合的计算机处理器接收的指令控制从光学引擎202的显示光源发射显示光的时间，以调制显示光218，使其在输出到用户眼睛222的视网膜时感知为图像。

光导器205包括耦入器214和组合的出瞳扩展和耦出结构224。在本实施例中，这样的组合出瞳扩展和耦出结构224光学地与用户的眼睛222对齐。

为响应接收显示光218，耦入器214配置为将显示光218提供给光导205，使得显示光218通过TIR通过光导205传播，直到其由组合的出瞳扩展和耦出结构224接收。作为示例，耦合器214向光导器205提供显示光218，使得显示光218在由组合的出瞳扩展和耦出结构224接收之前执行一次或多次反弹。

在接收到显示光218后，所述组合出瞳扩展和耦出结构224同时作为耦出器216和EPE 220工作，并扩大显示光218所表示的图像的视窗，同时将显示光218从光导205中引导出，并指向用户的眼睛222。

例如，组合的出瞳扩展和耦出结构224包括直角百叶式逆反射器阵列。百叶后向反射器每个都包括与第二反射表面连接的第一反射表面，使得第一反射表面基本上与第二反射表面正交。

换句话说，第一个反射面与第二个反射面在一个公差范围内正交，例如+/−5角分。当显示光218由直角百叶式逆反射器阵列接收时，直角百叶式逆反射器阵列将显示光218分成多个部分，然后将显示光218的这些部分从光导205引导出并指向用户的眼睛222，从而形成多个出瞳并且放大图像的视窗。

由于光导205包括组合的出瞳扩展和在光导205内占据单个空间的耦出结构224，所以与包括不同EPE220和耦出机构216的光导相比，光导205的尺寸减小了。

图3示出了具有组合出瞳扩展和耦出结构的示例光导300。光导300包括耦合器214和组合的出瞳扩展和耦出结构224。

光学引擎202配置为将显示光218投射到示例光波导300的耦合器214。在接收到显示光218之后，耦合器214配置成通过示例光导300的至少一部分将显示光218从耦合器214引导到组合的出瞳扩展和耦出结构224。

例如，耦合器214引导来自耦合器214的显示光218，使得显示光218通过TIR、PIR或两者传播通过示例光波导300的至少一部分，并且在组合的出瞳扩展和耦出结构224处接收。为此，耦合器214包括一个或多个耦合器反射器326，每个反射器配置成以一个或多个方向将显示光218反射到示例光导300的一部分中。

为响应从耦合器214接收显示光218，配置组合出瞳扩展与耦出结构224，既扩展显示光218所表示的图像的出瞳，又扩展耦出显示光218所表示的图像的出瞳，从而形成多个出瞳。

例如，组合的出瞳扩展和耦出结构224包括一个或多个直角百叶式逆反射器330，例如布置在一个或多个阵列中，每个阵列具有一个或多个行和一个或多个列。直角百叶式逆反射器330包括具有在另一反射表面上布置的基本上正交的两个反射表面的结构。

作为示例，直角百叶式逆反射器330包括设置在示例光导300的表面之间的第一反射表面。直角百叶式逆反射器330包括设置在示例光导300的表面之间的第二反射表面。

在直角百叶式逆反射器330内，第一反射表面的一侧与第二反射表面的一侧连接，使得第一反射表面基本上与第二反射表面正交。由于直角百叶式逆反射器330包括两个基本上彼此正交的反射面，所以反射面一起作为逆反射器工作。

所以，先从第一反射面反射，再从第二反射面反射的光，其传播方向与先从第二反射面反射，再从第一反射面反射的光传播方向相同。鉴于此，与包含不同反射面排列的结构相比，在组合出瞳扩展和耦出结构224中产生双重图像的直角百叶式逆反射器330的可能性降低。

图4示出一个直角百叶式逆反射器400。示例直角百叶式逆反射器400在示例光导300中实现为一个或多个直角百叶式逆反射器330。示例性直角百叶式逆反射器400配置为反射接收到的光，以扩展所呈现的图像的视窗，并将光从光导中引导出来。

例如，示例性直角百叶式逆反射器400包括第一反射面434，其配置为根据在第一反射面434处接收光的入射角反射光。另外，直角百叶式逆反射器400包括第二反射面436，其配置为根据在第二反射面436处接收光的入射角反射光。

为了形成示例直角百叶式逆反射器400，将第一反射面434的一侧与侧面第二反射面436连接，形成示例直角百叶式逆反射器400的边缘440。另外，第一反射面434的侧面与第二反射面436相连接，使得第一反射面434与第二反射面436相对于边缘440的角度基本上为90度。即，所述第一反射面434的第一侧面与所述第二反射面436的侧面连接，使得所述第一反射面434与所述第二反射面436的作用如同所述第一反射面434与所述第二反射面436之间存在直角。

作为示例，所述第一反射面434的侧面与所述第二反射面436相连接，使得所述第一反射面434与所述第二反射面436在5弧内形成90度夹角。第一反射表面434和第二反射表面436都配置为根据显示光218入射到第一反射表面434或第二反射表面436的角度反射接收到的显示光218。

例如，基于显示光218以第一角度或第一角度范围内的角度入射到第一反射表面434或第二反射表面436，所述第一反射表面434或所述第二反射表面436分别配置为沿第一方向反射显示光218。

作为示例，第一反射面434或第二反射面436配置成将显示光218反射到同一阵列中的一个或多个其他示例直角百叶式逆反射器400。另外，基于显示光218以第二角度或第二角度范围内的角度入射到第一反射表面434或第二反射表面436，所述第一反射表面434或所述第二反射表面436分别配置成以不同于第一方向的第二方向反射显示光218。

作为示例，所述第一反射面434或所述第二反射面436配置为从光导器205反射显示光218，从而形成出瞳。

根据实施例，第一反射面434和第二反射面436均配置为基于示例直角百叶式逆反射器400的一个或多个参数反射光。

图5示出具有切口的示例直角百叶逆反射器500。在实施例中，示例直角百叶式逆反射器500在示例光导300中实现为一个或多个直角百叶式逆反射器330，并且类似于示例直角百叶式逆反射器400。

为了帮助通过直角百叶式逆反射器500提高光提取的效率和均匀性，实施例直角百叶式逆反射器500包括为第一反射表面434和第二反射表面436形成各自的后表面544的切口。

作为示例，当与示例直角百叶式逆反射器400相比时，示例直角百叶式逆反射器500包括除去的至少一部分顶面432，从而在直角百叶式逆反射器500的顶部形成切口，而所述切口形成第一反射表面434和第二反射表面436的各自的后表面544。

在实施例中，所述后表面544相对于所述第一反射表面434或所述第二反射表面436的角度首先在0°至30°之间。由于直角百叶逆反射器500的后表面544小于样例直角百叶逆反射器400的顶表面432，故直角百叶逆反射器500小于直角百叶逆反射器400。因此，直角百叶式逆反射器500允许与阵列紧密包装，所以带来更有效和均匀的光提取。

图6示出用于组合出瞳扩展和耦出结构的直角百叶窗反反射器的示例阵列600。示例阵列600包括若干直角百叶式逆反射器646，它们类似于或相同于直角百叶式逆反射器330、400、500，排列在一个或多个行615和一个或多个列605中。

例如，实施例阵列600包括由直角百叶式逆反射器646-1、646-7、646-8、646-9、646-10构成的第一行615-1和由直角百叶式逆反射器646-1、646-2、646-3、646-4、646-5、646-6构成的第一列605-1。

在实施例阵列600内，设置每个直角百叶式逆反射器646，使得每个直角百叶式逆反射器646的第一反射面434平行于实施例阵列600中每个直角百叶式逆反射器646的第一反射面434。另外，在实施例阵列600中，每个直角百叶式逆反射器646的第二反射面436平行于每个直角百叶式逆反射器646的第二反射面436。

在实施例阵列600的每一排内，每一直角百叶式逆反射器646的设置使得所述615内的一个反射表面的至少一部分与另一直角百叶式逆反射器646的一个反射表面的至少一部分接触。实施例阵列600的每个直角百叶逆反射器646的至少一部分通过注射成型、铸造或两者制造，然后涂覆以形成反射表面。

图7示出在直角百叶式逆反射器示例阵列内反射的显示光的示意图。

显示光218从光波导的一个或多个表面748反射，以便通过TIR向示例阵列600传播。然后，通过示例阵列600接收显示光218，使得显示光218首先以第一角度或第一角度范围内的角度入射到第一排615-1中的第一直角百叶式逆反射器646和直角百叶式逆反射器646。

由于显示光218以第一角度或第一角度范围内的角度入射到直角百叶式逆反射器646，第一直角百叶式逆反射器646以第一方向将第一部分750指向示例阵列600的第二排615-2中的第一直角百叶式逆反射器646。

另外，第二直角百叶式逆反射器646以不同于第一方向的第二方向将第二部分754指向实施例阵列600的第二排615-2中的第二直角百叶式逆反射器646。

然后，显示光218的第一部分750在示例阵列600内行进，直到它以第二角度或第二组角度内的角度入射到第二排615-2中的第一直角百叶式逆反射器646。

由于第一部分750以第二角度或第二组角度内的角度入射，第二排615-2中的第一直角百叶式逆反射器646将第一部分750引导出光导，使得第一部分750形成第一出瞳。

另外，显示光218的第二部分754行进，直到它以第二角度或第二组角度内的角度入射到第二排615-2中的第二直角百叶逆反射器646。然后，第二排615-2中的第二直角百叶式逆反射器646将第二部分754引导出光导，使得第二部分754形成第二出瞳。

另外，显示光218的至少一部分继续在示例阵列600内行进，直到显示光218的部分以第一角度或第一角度范围内的角度入射到第五排615-5中的第一直角百叶逆反射器646和第二直角百叶逆反射器646。

基于以第一角度或第一角度范围内的角度入射到第五排615-5中的第一直角百叶逆反射器646的显示光218的部分，所述第五排615-5中的第一直角百叶式逆反射器646将显示光218的第三部分758朝向所述示例阵列600的第六排615-6中的第一直角百叶式逆反射器646反射，使得所述第三部分758以第二角度或第二角度范围内的角度入射到所述第六排615-6中的第一直角百叶式逆反射器646。

然后，第六排615-6中的第一直角百叶式逆反射器646将第三部分758引导出光导，使得第三部分形成第三出瞳。

另外，针对以第一角度或第一角度范围内的角度入射到第五排615-5中的第二直角百叶逆反射器646的显示光218部分，所述第五排615-5中的第二直角百叶式逆反射器646将显示光218的第四部分762朝向所述示例阵列600的第六排615-6中的第二直角百叶式逆反射器646反射，使得所述第四部分762以第二角度或第二角度范围内的角度入射到所述第六排615-6中的第二直角百叶式逆反射器646。

然后，第六排615-6中的第二直角百叶式逆反射器646将第四部分762引导出光导，使得第四部分762形成第四出瞳。

图8示出组合出瞳扩展和光波导的耦出结构的旋转直角百叶窗反反射器的示例阵列800。阵列800包括若干直角百叶式逆反射器846。例如，实施例阵列800的第一排包括直角百叶式逆反射器846-1、846-6、846-7、846-8，并且实施例阵列800的第一列包括直角百叶式逆反射器846-1、846-2、846-3、846-4、846-5。

每个直角百叶式逆反射器846的设置使得直角百叶式逆反射器846的第一反射面434平行于示例阵列800中彼此直角百叶式逆反射器846的第一反射面434，并且使得直角百叶式逆反射器846的第二反射面436平行于示例阵列800中彼此直角百叶式逆反射器846的第二反射面436。

同样，在示例阵列800内，将每个直角百叶逆反射器846的滚转角438从零位置旋转，使得每个直角百叶逆反射器846的边缘440与示例阵列800接收到的显示光218不一致。即，从零位置旋转每个直角百叶式逆反射器846的滚转角438，使每个直角百叶式逆反射器846的边缘440倾斜，以显示示例阵列800接收到的光218。

通过旋转直角百叶式逆反射器846的滚转角438，减少杂散光束离开示例阵列800并导致用户眼睛222可见的鬼影的可能性。

图9示出了包括组合出瞳扩展和耦出结构的光波导的示例布局900。

在示例布局900中，显示光218通过TIR、PIR或两者通过光导传播并形成输入瞳966。从入瞳966开始，显示光218在光波导中继续传播，直到由包括EPE 968、组合出瞳扩展和耦出结构224、第一一维耦出结构970、第二一维耦出结构972或其任何组合的区域接收。

例如，EPE968首先接收显示光218，配置成通过将显示光218分裂成一个或多个光束来扩展由显示光218所表示的图像的视窗。从EPE 968，显示光218，一个或多个分裂光束代表显示光218，或两者都通过组合出瞳扩展和耦合结构224接收。

组合的出瞳扩展和耦出结构224配置成分裂显示光218。另外，组合的出瞳扩展和耦出结构224配置成将分束的至少一部分从光导耦出，使得耦出的分束形成表示图像的出瞳。

相关专利：Google Patent | Lightguide including right-angle louver retroreflectors

名为“Lightguide including right-angle louver retroreflectors”的谷歌专利申请最初在2024年10月提交，并在日前由美国专利商标局公布。