CN112424670B - 采用偏振内反射器的光导光学元件 - Google Patents

Abstract

光导光学元件(LOE)包括透明基板，该透明基板具有两个平行主外表面，用于在基板内通过全内反射(TIR)引导光。提供具有结构偏振器的LOE内的相互平行内表面，该结构偏振器对平行于主偏振透射轴偏振的光是透明的，并且对垂直于主偏振透射轴偏振的光是部分地或完全地反射的。通过相继内表面的偏振轴的合适取向以及TIR的偏振混合特性和/或双折射材料的使用，可以实现从每个相继小平面耦出图像照明的期望比例。

Description

采用偏振内反射器的光导光学元件

技术领域

本发明涉及显示系统，并且特别地涉及适合用于显示器的光导光学元件。

背景技术

某些显示技术——特别适合于平视显示器(例如，用于虚拟现实和增强现实应用的近眼显示器)——采用光导光学元件，也称为“波导”，具有一系列内部倾斜的相互平行的部分反射平面(或“小平面”)。图像投影仪光学耦合到波导并且将与准直图像对应的光注入到波导中，以便通过内部反射沿波导传播，以及通过小平面序列处的反射朝向观察者的眼睛从波导逐渐耦出，从而与投影机的输出孔径相比，扩大了与眼睛相对的有效孔径光学孔径。

小平面的反射率对偏振和角度敏感。通常使用电介质涂层来生成期望的反射率图案。

当光在波导内传播时，其由外表面以全内反射(TIR)的角度反射。这种类型的反射在S偏振与P偏振之间生成相位变化。因此，以S偏振或P偏振传播的光将保持其偏振，而具有两个偏振分量的组合偏振(对角或椭圆)将改变取向。

发明内容

本发明是一种光导光学元件。

根据本发明的实施方式的教导，提供了一种光导光学元件，该光导光学元件包括：(a)透明基板，其具有至少两个平行主外表面，用于在基板内通过外表面处的内反射引导光；以及(b)多个相互平行内表面，其被部署在所述基板内且与主外表面不平行，每个内表面的至少一部分包括具有主偏振透射轴的结构偏振器，该结构偏振器对平行于主偏振透射轴偏振的光是基本上透明的，并且对于垂直于主偏振透射轴偏振的光是至少部分地反射的。

根据本发明的实施方式的另一特征，针对内表面中的每个相继内表面相对于在前内表面旋转主偏振透射轴。

根据本发明的实施方式的另一特征，在内表面中的第一内表面与内表面中的后续内表面之间沿第一方向旋转结构偏振器的主偏振透射轴，并且在内表面中的后续内表面与内表面中的进一步后续内表面之间沿与第一方向相反的第二方向旋转结构偏振器的主偏振透射轴。

根据本发明的实施方式的另一特征，在内表面中的第一内表面与内表面中的后续内表面之间将结构偏振器的主偏振透射轴旋转通过第一角度，并且在内表面中的后续内表面与内表面中的进一步后续内表面之间将结构偏振器的主偏振透射轴旋转通过第二角度，第二角度大于第一角度。

根据本发明的实施方式的另一特征，结构偏振器对垂直于主偏振透射轴偏振的光是基本上完全反射的。

根据本发明的实施方式的另一特征，基板的至少一部分由表现出双折射的材料形成。

根据本发明的实施方式的另一特征，主偏振透射轴对于多个内表面中的至少两个相继内表面是平行的。

根据本发明的实施方式的另一特征，该基板具有在主外表面之间测量的厚度，并且其中，该结构偏振器跨小于整个厚度来延伸。

根据本发明的实施方式的另一特征，该结构偏振器横跨小于该厚度的一半。

根据本发明的实施方式的另一特征，该结构偏振器不延伸到主外表面中的任一主外表面。

根据本发明的实施方式的另一特征，还提供了部署在基板内且与主外表面不平行的另外一组相互平行的内表面，该另外一组内表面中的每个表面的至少一部分包括多层部分反射电介质涂层。

根据本发明的实施方式的另一特征，该另外一组内表面与多个内表面平行。

根据本发明的实施方式的另一特征，该另外一组内表面与多个内表面交错。

根据本发明的实施方式的另一特征，该另外一组内表面的表面与多个内表面的表面共面。

根据本发明的实施方式的另一特征，将基板的厚度细分为第一层和第二层，并且其中，该多个内表面位于第一层内并且该另外一组内表面位于第二层内。

根据本发明的实施方式的教导还提供了一种用于向观察者的眼睛提供图像的显示器，其包括：(a)前述光导光学元件；以及(b)生成准直图像的图像投影仪，该图像投影仪光学耦合到光导光学元件，以将准直图像引入光导光学元件来通过内反射在光导光学元件内传播，其中，多个内表面被定向成朝向观察者的眼睛耦出准直图像的一部分。

根据本发明的实施方式的另一特征，还提供了吸收偏振器，其被部署在基板的距观察者较远的侧，该吸收偏振器具有与结构偏振器的主偏振透射轴的平均方向对准的偏振轴。

附图说明

本文参照附图仅通过示例的方式来描述本发明，在附图中：

图1是根据本发明的一个方面的教导来构造和操作的在显示系统中使用的光导光学元件(LOE)的示意性表示，示出了穿过结构偏振器内部小平面序列的光线中的偏振的进展；

图2是类似于图1的示意性表示，示出了在LOE的开始处增加偏振调节内部小平面；

图3是类似于图1的示意性表示，示出了注入S偏振耦入图像的情况；

图4是类似于图1的示意性表示，示出了添加轴上(on-axis)结构偏振器以进一步稳定沿着LOE前进的光的偏振；

图5A是示出观察者可以沿其观察到现实世界对象的二次光线路径的示意性侧视图，从而呈现重影图像(ghost image)的风险；

图5B是类似于图5A的视图，示出了根据本发明的一个方面使用外部偏振器来使图5A的二次光线路径衰减；

图6是示出根据本发明的一个方面的采用交叠小平面的LOE的示意性侧视图；

图7A是示出根据本发明的教导的LOE的实现方式的示意性侧视图，在该图中，相对浅角度小平面和较高角度光线可以导致经历不止一次穿过单个小平面的光线路径；

图7B和图7C是类似于图7A的两个视图，示出了结构偏振器反射表面在与LOE的主表面间隔开的LOE的层内的定位；

图8A和8B是根据本发明的另一方面的教导的LOE的示意性侧视图，其在单个LOE中分别以交错和共面配置将结构偏振器内表面与多层电介质涂层部分反射内表面结合；以及

图9是类似于图1的示意图，示出了沿着双折射波导穿过具有相同取向的结构偏振器内部小平面序列来前进的光线中的偏振的进展。

具体实施方式

本发明是光导光学元件(LOE)和采用这样的LOE的对应显示系统。

参照附图和所附描述可以更好地理解根据本发明的LOE的原理和操作。

在描述附图之前，概括地说，根据本发明的一个方面的光导光学元件包括透明基板，该透明基板具有至少两个平行主外表面，其用于通过外表面处的内反射在基板内引导光。在基板内部署了多个相互平行的内表面，其与主外表面不平行。每个内表面的至少一部分设置有具有主偏振透射轴的结构偏振器。结构偏振器对平行于主偏振透射轴偏振的光基本上是透明的(透射大于90％)，以及对垂直于主偏振透射轴偏振的光是至少部分地反射的。通过相继内表面的偏振轴的合适取向以及TIR的偏振混合特性和/或双折射材料的使用，可以实现从每个相继小平面耦出期望比例的图像照明。

本发明的某些优选实施方式采用取向敏感偏振反射器(或“结构偏振器”)，其根据反射器的固有轴取向透射一个入射偏振并且反射正交偏振。这样的结构偏振器的示例包括线栅膜(例如，可从美国犹他州的Moxtek公司商购)，其中线的取向决定了反射的偏振。结构偏振器的另一个示例是可从美国明尼苏达州3M公司商购的双折射电介质涂层或膜。本发明的“结构偏振器”术语不限于这些示例，而是一般地指任何和所有以下偏振选择元件：该偏振选择元件具有各向异性光学性质，使得其电场矢量平行于第一轴入射的平面偏振光主要/多数被反射，并且其电场矢量垂直于第一轴的入射的平面偏振光主要/多数被透射。最优选地，透射偏振显示出多于90％的透射(称为“基本透明”)，以及最优选地超过95％的透射。相反，在某些实现方式中，反射偏振是“基本上完全反射”(表现出多于90％的反射)，以及最优选地超过95％的反射。在某些优选的情况下，两个偏振轴之间的分离基本上是完全的，其中透射偏振的小于1％被反射，以及反射偏振的小于1％被透射。具有相对于主轴的成中间角度偏振面的混合偏振或平面偏振光束将被分解成平行于分量和垂直于第一轴的分量，并且将以与对应轴所成角度的余弦对应的比例被部分地反射和部分地透射。

在替选的一组实现方式中，结构偏振器的反射率可以例如通过改变线栅的电导率、电介质涂层参数或通过结构偏振器的轴相对于入射光偏振的旋转来修改。例如，以这种方式调整的线栅偏振器可以继续透射P偏振，但是可以具有用于降低到选定值(例如，80％或50％)的S偏振的降低反射率，其中剩余S偏振被透射。这为系统设计增加了额外的自由度。例如，可以使一些或所有小平面具有相同的取向，并且然后通过使用从小平面到小平面的相继增加的反射率来调整耦出的S偏振的比例。

根据本发明的一个方面，将结构偏振器用作小平面的反射机构，其中结构偏振器的轴不同于波导的轴，即，不平行且不垂直于基板的主表面。可以通过施加膜或通过直接涂覆来将结构偏振器实现在小平面上。小平面序列优选地通过以下操作来构造：形成在其界面处用合适的膜或涂层结合在一起的板的堆叠，并且然后以适当的角度切割和抛光堆叠以形成内部小平面，可选地，附加的面对层和/或其他层将具有内表面的层夹在中间(如下所示)。

图1描述了根据本发明的一个方面的架构。波导4具有小平面6、8和10(为清楚起见仅示出了三个小平面)。偏振光线12被注入波导中并且传播，同时通过TIR在波导中被反射。当光线穿过小平面(标记为圆点)时，部分光被反射并且从基板耦出，在此示出为来自小平面6的光线14、来自小平面8的光线15和来自小平面10的光线16。光线12和产生的耦出光线14至16表示准直图像的单个光线，准直图像包括针对图像的每个像素的成不同角度的光线，但是相同的原理适用于每个光线。

偏振方案18A至18D示出了从传播光线观察到的光的偏振取向。18A示出了垂直于反射波导面的注入光线P偏振，其中S是与波导水平的偏振(在该示例中没有能量)。由于仅存在一个偏振(如18A中的双头箭头所示的P)，该偏振在波导4中的TIR传播期间将被保持。方案18B示出了在光线射在小平面6上时光线的P偏振(双头箭头)，并且虚线示意性地表示沿传播方向看到的在小平面6上的结构偏振器反射轴。如果小平面6的反射轴垂直于光线的偏振P，那么将没有光作为光线14被反射出来，然而反射轴(18B中的虚线)被有意地略微倾斜(旋转)。倾斜角度以近似于倾斜角的正弦的比例确定从波导作为14耦出的光的量。

大部分光能量继续作为TIR在波导内传播。然而，由于剩余光偏振略微不垂直于波导面，所以其将进一步偏离于与每一TIR的垂直性。该偏差由18C中的椭圆表示。这里，当传播光线射在小平面8上时，传播光线偏离与基板轴的垂直性。为了使从垂直性的漂移最小化，在某些情况下，优选的是沿与相对于小平面6的原始偏振相反的方向倾斜下一小平面8的结构偏振器轴，如通过18C中的虚线相对于18B所示。生成具有以下强度的光线15：该强度取决于入射光(椭圆)的平行于结构偏振器反射轴(虚线)的偏振分量，其中，结构偏振器反射轴垂直于主偏振透射轴。在其他情况下，如果相邻小平面偏振轴之间的旋转沿同一方向逐渐前进，则这对图像均匀性会是有利的。

在小平面10上重复方案18C中描述的相同过程，并且将其描述为方案18D。

结构偏振器的周期性扭转限制了传播光线的偏振漂移，并且因此实现沿着波导的均匀光提取以及朝着观察者的更有效的光能量提取。

当光12在波导内传播时，其能量减少。因此，通过增加更加离开光注入点的小平面的耦出来提高照明均匀性。这是通过如图1所示从小平面到小平面增加结构偏振器扭转角度来实现的。结构偏振器的扭转(虚线)从小平面6(18B)到小平面8(18C)、到小平面10(18D)增加。使用相对于在前小平面的结构偏振器的旋转来调整每个相继小平面处的耦出比例可以提供特别简单的制造结构，这是因为在每个小平面处使用的结构部件基本相同，而不需要制造每个相继界面处的独特分层结构。

在某些实现方式中，波导的材料可以有利地是均匀且各向同性的，因此不存在双折射并且较小的偏振偏差被引入光线。然而，在一些情况下，优选的可以是形成塑料制成的波导，在这种情况下存在一些双折射。根据本发明的某些实现方式，这些偏差被滤除，因为每个小平面将偏离(通过TIR或其他)的能量耦出，从而根据结构偏振器的轴促使透射光成为平面偏振配置。在图2中，引入了附加小平面20，其具有平行于波导24的轴的结构偏振器轴。因此，由材料双折射或不准确的输入耦合引入的任何偏差(以24表示为椭圆偏振)将被耦出并且偏振取向的进一步退化被抑制。这确保了小平面6接收如图1所示的标称偏振。

该附加偏振小平面可以处于任何角度(不一定将偏转光向观察者反射)，并且可以结合在反射小平面是没有任何结构偏振器的电介质的系统中。

图3示出了与图1中相同的架构，但是其中注入S偏振并且结构偏振器反射轴适当旋转。

如图4所示，通过在相继小平面之间结构偏振器相对取向的逐渐旋转可以实现偏振取向的进一步稳定。光以垂直偏振(这里假设为P偏振)注入并且射在具有倾斜结构偏振器轴30B的第一小平面上(与18B相同)。现在，光的偏振漂移，并且下一小平面具有结构偏振器垂直轴30C。因此，轴外光被耦出，并且透射光在其照射到下一小平面30D上时再次被P偏振(双头箭头)。在30D中，结构偏振器再次倾斜(优选地，角度大于30B并且可以沿任一方向)。该过程本身在30E和30F重复进行。通过间歇地返回到平行于基板的轴的偏振，偏振被稳定并且在正交偏振小平面与随后的小平面之间保持恒定。

其他结构偏振器轴扭转分布也是可能的，包括保持简化了生产的恒定角度扭转。在存在足够的双折射的情况下，可以采用具有相同取向(零旋转)并且依赖于的由于相继小平面之间的双折射而引起的偏振混合的偏振器小平面序列，如下面进一步讨论。

结构偏振器也反射环境光，这在某些情况下可能导致有问题的效果，如图5A所述。如前所述，波导4引导注入的光12，并且小平面将光传送到观察者32的眼睛上。来自景物34的光源用非偏振光36照射波导，该非偏振光36将被结构偏振器分成两个偏振，一个将作为光线38被直接透射，而垂直分量将在作为光线40被透射之前被反射。

尽管两个透射光线38和40是平行的，但是如果物体34很近，这可能会对观察者造成干扰。图5B示出了根据本发明的一个实施方式通过引入平行于LOE的外表面部署的用于外部“世界”的偏振器42来解决该问题的方法。偏振器的透射取向平行于结构偏振器透射轴的平均取向，使得反射的偏振光线40将基本上衰减。在相继小平面之间的结构偏振器轴的旋转沿同一方向渐进情况下，外偏振器42的轴优选地被选择为根据投影到光导的外主表面上的小平面的轴的平均来取向，从而最小化小平面的轴与外部偏振器的轴之间的不对准。

图6示出了根据本发明的实施方式的具有提高的图像均匀性的配置。小平面是交叠的(例如，45、46和47)，结果是由这些小平面反射的一些光在被反射出去之前将被相邻小平面反射。

光线12在具有预定义偏振(标记为虚线)的情况下在波导4内传播。当其射在小平面45上时，垂直偏振分量(标记为实线)作为光线48被直接向外反射。当光线12继续传播时，其射在小平面46上。来自该小平面的反射照射在相邻小平面45上，然后在作为50被耦出之前再一次由46反射。相同的过程生成光线51。

应该注意的是，这些多次反射发生在已经被偏转一次以用于从基板耦出的光线中。这些光线仅是沿光导传播的全部光能量中的小部分，但是具有主要横向偏振，使得其被有效地反射以经受多次反射。这在不破坏传播光线(12)的情况下最大化“混合”效果以增强图像的均匀性，其中，破坏传播光线可能导致传播图像失真。

图7A示出了在小平面与波导轴的角度比光线的角度浅的情况下光线12在波导4内的传播。这导致以下几何结构：在该几何结构中光线可以以对角60穿过小平面并且以正角62通过同一小平面。在64和66中存在相同的过程。两次通过同一小平面可能是传播照明中的不均匀性的源。此外，如果结构偏振器的透射不高(例如，由于吸收损耗)，则穿过小平面的多次转换将降低光功率。图7B示出了改进的架构，其中小平面未跨波导宽度延伸。因此，小平面二次穿过的情况大幅度减少，并且穿过小平面(并且因此穿过结构偏振器)减少，导致更均匀的照明和更少的衰减。

图7C示出了小平面的窄截面以进一步改进透射并且提高均匀性。作为一个非限制性示例，小平面可以跨越主平行表面之间的光导的总厚度的小于一半，以及在一些情况下小于三分之一，以及在这里示出的示例中小于四分之一。在这种情况下，小平面之间的间距优选地小，因此进一步降低了对观察者的不均匀性的可见性。例如，在近眼显示器的情况下，沿着平行于光导的主表面的传播方向测量的相邻小平面之间的距离可以不超过2mm，并且在某些特别优选的情况下不超过1mm。

在图7B和图7C的优选的但非限制性的示例中，小平面未延伸到基板的主表面，而是被包括在中间层中。可以通过将透明堤部(bank)附接到7A中描述的配置的侧(或两侧)来生成7B和7C中描述的边缘。

采用具有结构偏振器的小平面和具有部分反射电介质涂层的小平面的组合的混合小平面系统可以在一些情况下结合两种技术的优点，从而改善均匀性、能量提取和透过率。在图8A中，波导60包括结构偏振器小平面62(由单线表示)和电介质小平面64(由双线表示)。当光束12在波导内传播时，两个小平面朝着观察者反射光。

图8B示出了易于生产的配置，其中电介质小平面在部分68中并且结构偏振器小平面在部分70中。两种类型的小平面可以彼此平行，或者可以如所示共面。在替选的一组实现方式中，例如根据PCT申请第PCT/IL2018/050701号(其不构成本申请的现有技术)的教导，第二组(电介质)小平面可以与结构偏振器小平面被不同地定向以实现二维孔扩展。

使用该混合配置可以实现一系列不同的结构和实现方式：

1)结构偏振器小平面和电介质部分反射器小平面两者都反射S偏振。

2)电介质小平面反射S偏振，以及结构偏振器被定向成反射P偏振。

3)电介质部分反射小平面可以沿着LOE是相同的(具有恒定的反射率)，同时使用结构偏振器轴角度的变化来提供跨LOE的整体耦出比例的所需变化。这显著降低了LOE的生产成本。

4)使用塑料作为光导的主要材料(不受控制的双折射)，其中结构偏振器用作偏振稳定器。

5)具有最小多径的交叠小平面：通过沿着波导使结构偏振器和电介质涂覆小平面交替，可以实现小平面的紧密交叠并且同时使耦出光线在离开LOE之前遇到相邻结构偏振器小平面的情况减到最少。

结构偏振器小平面架构可以在1D波导中实现，即其中光由一对平行主表面以一维被引导，或者在2D波导中实现，即其中光由两对正交表面通过四重内反射被引导。

如上所提及的，波导介质本身可以被设计成引入双折射，并且从而旋转入射的偏振光。图9示意性地示出了这样的架构。例如，通过在制造期间施加的应力或通过将双折射薄膜附着到其平面上，使波导204呈双折射。在该示例中，波导的双折射轴被示为点划线。如218A中所示，以与该轴的一定偏移来将光注入到波导中。当光传播时，波导双折射和TIR将偏振旋转为如218B中所示的椭圆形。偏振旋转量可以通过相对于TIR预期旋转的波导双折射量来管理。结构偏振器反射器206具有如用虚线所示的倾斜的偏振反射轴取向。因此，在透射之后，在作为光线214的正交偏振耦出之后偏振如219B中所示。

在这种情况下，可以使用沿着波导的部分或全部以相同偏振轴角度(取向)设置的结构偏振器来操作，因此以上过程本身关于结构偏振器208和210重复进行。

尽管在大多数附图中仅示出了LOE结构，但是应当理解，LOE旨在用作用于向观察者的眼睛提供图像的显示器的一部分，其中显示器通常是平视显示器，其优选地是近眼显示器，例如，头戴式显示器或眼镜镜框支持显示器。在所有这些情况下，显示器优选地包括生成准直图像的图像投影仪，其被光学耦合到LOE，以便将准直图像引入光导光学元件，以便通过内反射在光导光学元件内传播，并且通过内部选择性反射表面被逐渐耦出以将图像指向观察者的眼睛。

合适的图像投影仪(或“POD”)的示例在本领域中是公知的，该图像投影仪例如采用照明源、诸如LCOS芯片的空间光调制器以及准直光学器件，通常全部布置在一个或更多个PBS立方体或其他棱镜装置的表面上。类似地，用于将图像耦合到LOE中的合适的耦入配置(例如，通过使用耦入反射器或通过成适当角度的耦合棱镜)在本领域中是公知的。为了简洁的呈现，本文将不再进一步讨论投影仪和耦入配置。

应当理解，以上描述仅旨在用作示例，并且在所附权利要求中限定的本发明的范围内，许多其他实施方式是可能的。

Claims (13)

1.一种光导光学元件，包括：

(a)透明基板，其具有至少两个平行主外表面，用于在所述基板内通过所述外表面处的内反射引导光；以及

(b)多个相互平行的内表面，其被部署在所述基板内且与所述主外表面不平行，每个所述内表面的至少一部分包括具有主偏振透射轴的结构偏振器，所述结构偏振器对平行于所述主偏振透射轴偏振的光是基本上透明的，并且对垂直于所述主偏振透射轴偏振的光是至少部分地反射的，

其中，将所述内表面中的每一个的主轴限定为平行于所述主外表面的方向，并且其中，将针对所述内表面中的至少一个的所述主偏振透射轴定向成相对于所述主轴倾斜，

其中，针对所述内表面中的每个相继内表面相对于在前内表面旋转所述主偏振透射轴，

其中，在所述内表面中的第一内表面与所述内表面中的后续内表面之间沿第一方向旋转所述结构偏振器的所述主偏振透射轴，并且在所述内表面中的所述后续内表面与所述内表面中的进一步后续内表面之间沿与所述第一方向相反的第二方向旋转所述结构偏振器的所述主偏振透射轴，

其中，所述结构偏振器对垂直于所述主偏振透射轴偏振的光是基本上完全反射的，并且

其中，在所述内表面中的第一内表面与所述内表面中的后续内表面之间将所述结构偏振器的所述主偏振透射轴旋转通过第一角度，并且在所述内表面的所述后续内表面与所述内表面的进一步后续内表面之间将所述结构偏振器的所述主偏振透射轴旋转通过第二角度，所述第二角度大于所述第一角度。

2.根据权利要求1所述的光导光学元件，其中，所述基板的至少一部分由表现出双折射的材料形成。

3.根据权利要求2所述的光导光学元件，其中，所述主偏振透射轴对于所述多个所述内表面中的至少两个相继内表面是平行的。

4.根据权利要求1所述的光导光学元件，其中，所述基板具有在所述主外表面之间测量的厚度，并且其中，所述结构偏振器跨小于整个所述厚度延伸。

5.根据权利要求4所述的光导光学元件，其中，所述结构偏振器跨越小于所述厚度的一半。

6.根据权利要求4所述的光导光学元件，其中，所述结构偏振器不延伸到所述主外表面中的任一主外表面。

7.根据权利要求1所述的光导光学元件，还包括部署在所述基板内且与所述主外表面不平行的另外一组相互平行的内表面，所述另外一组内表面中的每个表面的至少一部分包括多层部分反射电介质涂层。

8.根据权利要求7所述的光导光学元件，其中，所述另外一组内表面与所述多个内表面平行。

9.根据权利要求8所述的光导光学元件，其中，所述另外一组内表面与所述多个内表面交错。

10.根据权利要求8所述的光导光学元件，其中，所述另外一组内表面的表面与所述多个内表面的表面共面。

11.根据权利要求7所述的光导光学元件，其中，将所述基板的厚度细分为第一层和第二层，并且其中，所述多个内表面位于所述第一层内并且所述另外一组内表面位于所述第二层内。

12.一种用于向观察者的眼睛提供图像的显示器，包括：

(a)根据权利要求1所述的光导光学元件；以及

(b)生成准直图像的图像投影仪，所述图像投影仪光学耦合到所述光导光学元件，以将所述准直图像引入所述光导光学元件来通过内反射在所述光导光学元件内传播，

其中，所述多个内表面被定向成朝向所述观察者的眼睛耦出所述准直图像的一部分。

13.根据权利要求12所述的显示器，还包括吸收偏振器，所述吸收偏振器被部署在所述基板的距所述观察者较远的侧，所述吸收偏振器具有与所述结构偏振器的所述主偏振透射轴的平均方向对准的偏振轴。

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