CN114114518A - 光波导、光波导的制作方法以及头戴式显示装置 - Google Patents

Abstract

一种光波导、光波导的制作方法以及头戴式显示装置。光波导具有第一光学区以及第二光学区，用以传递影像光束。光波导包括板体、多个第一导光光学元件以及多个光学微结构。第一导光光学元件平行配置于板体的内部的导光平面上。导光平面位于第一光学区中，各第一导光光学元件之间存在间距。影像光束通过导光平面后分离出多个子影像光束，子影像光束的传递路径至少部分不同。光学耦出结构配置于板体内且位于第二光学区中。如此，光波导能够提高均匀的影像光束。本发明提供的头戴式显示装置能够提供具有良好品质的影像画面。本发明提供的光波导的制作方法能够制作具有用以提供均匀的影像光束的光波导。

Description

光波导、光波导的制作方法以及头戴式显示装置

技术领域

本发明是有关于一种光学结构、光学结构的制作方法以及光学装置，且特别是有关于一种光波导、光波导的制作方法以及头戴式显示装置。

背景技术

随着显示技术的进步及人们对于高科技的渴望，虚拟实境(virtual reality)与扩充实境(augmented reality)的技术已渐趋成熟，其中头戴式显示器(head mounteddisplay,HMD)则是用以实现此技术的显示器。头戴式显示器的发展历史可以追溯到1970年代的美国军方，其利用一个光学投影系统，将显示器元件上的影像或文字信息投射到使用者的眼中。近年来，随着微型显示器中的分辨率越来越高，尺寸功耗越来越小，头戴式显示器亦发展成为一种携带式(portable)显示装置。除了在军事领域外，其他诸如工业生产、模拟训练、立体显示、医疗、运动、导航和电子游戏等相关领域，头戴式显示器的显示技术亦皆有所成长而占据了重要的地位。

现在有一种头戴式显示装置，其利用波导(waveguide)元件作为结合来自光机的影像光束及来自外部的环境光束的合光组件(combiner)。此波导元件主要由耦入棱镜、波导平板与耦出微结构组成。具体而言，在此波导元件中，影像光束的传递路径为经由耦入棱镜进入波导平板后可全反射传播直到进入耦出区，耦出区内存在耦出微结构而可将影像光束耦出波导平板。

然而，由于部分的影像光束于波导平板内部进行多次全反射传递，因此，对携带有特定影像资讯的影像光束而言，当进行的全反射次数不同时，这些带有同一特定影像资讯的影像光束之间也会产生间距。当间距较大时，这些带有同一特定影像资讯的影像光束经由耦出微结构耦出波导平板时的间距也容易较大。若人眼瞳孔位于带有同一特定影像资讯的影像光束之间的间距，而没有接受到此部分的影像光束，人眼所见的影像将会缺少这一部分的影像。如此，将造成人眼所见的影像的均匀度变低，眼箱(eyebox)变小。并且，当光机的视场角越大，或是波导元件的厚度较厚时，上述现象会越加明显。如此，将会影响影像品质，也不利于在头戴式显示器的光机设计中实现大视角的设计。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中的技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种光波导，能够提供均匀的影像光束。

本发明提供一种头戴式显示装置，能够提供具有良好品质的影像画面。

本发明提供一种光波导的制作方法，能够制作具有用以提供均匀的影像光束的光波导。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种光波导。光波导具有一第一光学区以及一第二光学区，用以传递一影像光束。光波导包括一板体、多个第一导光光学元件以及多个光学耦出结构。板体具有一入光侧，其中第一光学区位于入光侧与第二光学区之间。多个第一导光光学元件平行配置于板体的内部的一导光平面上，其中导光平面位于第一光学区中，各第一导光光学元件之间存在一间距，且影像光束通过导光平面后分离出多个子影像光束，子影像光束的传递路径至少部分不同，且在第一光学区中以全反射的方式被传递至第二光学区。多个光学耦出结构，配置于板体内且位于第二光学区中。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种头戴式显示装置。头戴式显示装置用于配置在使用者的至少一眼睛前方，包括显示单元以及前述的光波导。显示单元用于提供影像光束，光波导用以传递影像光束至使用者的至少一眼睛。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种波导的制作方法，其中光波导用以传递一影像光束，光波导的制作方法包括下列步骤。提供一第一结构层，其中第一结构层具有一第一平面。提供一第二结构层，其中第二结构层具有一第二平面。在第一平面或第二平面上形成多个第一导光光学元件，其中各第一导光光学元件之间存在一间距。接合第一结构层与第二结构层，以使第一平面与第二平面相接触而形成一导光平面，其中通过导光平面上的影像光束被分离出多个子影像光束，子影像光束的传递路径至少部分不同，且在第一光学区中以全反射的方式被传递。

基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中，通过多个第一导光光学元件的配置，当影像光束通过导光平面后，能够分离出多个子影像光束，进而能够有效增加影像光束的密集度与均匀度。因此，影像光束于板体中的传递路径增加，而可较密集地于板体内进行全反射传播，进而可较密集地被传递至第二光学区的第二导光光学元件之处。如此一来，离开光波导的多个子影像光束的密集度与均匀度也都得以提升，而可增加人眼所见影像均匀度，并减少影像缺块或暗区的产生。如此，头戴式显示装置中通过光波导而传递至人眼的影像画面可以具有良好的均匀度以及良好的影像品质。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A是本发明一实施例的一种头戴式显示装置的架构示意图。

图1B是图1A的光波导的分解示意图。

图1C至图1E是图1A的光波导的第一导光光学元件的不同排列方式的示意图。

图1F是本发明的光波导的另一种第一导光光学元件的示意图。

图2A是影像光束通过图1A的一种光波导的光路示意图。

图2B是图2A的光波导的第一光学区域的光路示意图。

图3A是影像光束通过图1A的另一种光波导的光路示意图。

图3B是图2A的光波导的第一光学区域的光路示意图。

具体实施方式

有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1A是本发明一实施例的一种头戴式显示装置的架构示意图。图1B是图1A的光波导的分解示意图。图1C至图1E是图1A的光波导的第一导光光学元件的不同排列方式的示意图。请参照图1A与图1B，在本实施例中，头戴式显示装置200用于配置在使用者的至少一眼睛EY前方。头戴式显示装置200包括显示单元210以及光波导100。显示单元210用于提供影像光束IB，光波导100用以传递影像光束IB至使用者的至少一眼睛EY。

具体而言，如图1A与图1B所示，在本实施例中，光波导100具有一第一光学区OR1以及一第二光学区OR2，用以传递影像光束IB。光波导100包括一板体110、至少一耦入棱镜CL、多个第一导光光学元件120以及多个光学耦出结构130。此外，在本实施例中，耦入棱镜CL的数量以一个为例示，但本发明不局限于此，在其他的实施例中，耦入棱镜的数量亦可为多个。于本实施例中，光学耦出结构130例如是光学微结构，但本发明不局限于此。于其他实施例中，光学耦出结构130可例如为全像光学元件(Holographic optical element，HOE)、表面浮雕光栅(Surface relief grating，SRG)等绕射式耦出结构。以下以光学耦出结构130为光学微结构进行说明。

举例而言，光波导100例如可以下列步骤制作。首先，如图1B所示，提供一第一结构层111与一第二结构层112。第一结构层111具有一对应第一光学区OR1而设置的第一平面PS1，对应第二光学区OR2而设置的多个第一斜面IS1与多个第一连接面LS1。第一结构层111的各第一连接面LS1连接相邻的第一斜面IS1的不同端，以形成一第一锯齿状结构ZS1，且耦入棱镜CL与第一锯齿状结构ZS1分别位于第一结构层111中彼此相对的不同表面上。另一方面，第二结构层112也具有一对应第一光学区OR1而设置的第二平面PS2，对应第二光学区OR2而设置的多个第二斜面IS2与多个第二连接面LS2，其中各第二连接面LS2连接相邻的第二斜面IS2的不同端，以形成一第二锯齿状结构ZS2。

接着，在第一结构层111的第一平面PS1或第二结构层112的第二平面PS2上形成多个第一导光光学元件120。具体而言，如图1C至图1E所示，在本实施例中，该些第一导光光学元件120形成在第二结构层112的第二平面PS2上，但本发明不局限于此。在另一未绘示的实施例中，该些第一导光光学元件120也可形成在第一结构层111的第一平面PS1上。此外，在本实施例中，各第一导光光学元件120之间存在一间距SP，且各第一导光光学元件120之间的间距SP可依据影像光束IB的所需的均匀度来进行调整。即第一导光光学元件120之间的间距SP可相同或不相同。并且，如图1C至图1E所示，该些第一导光光学元件120的排列方式可为规则排列(如图1C至图1D所示)或随机排列(如图1E所示)。此外，在本实施例中，该些第一导光光学元件120例如为镜面反射层，各第一导光光学元件120的尺寸小于2毫米。

另一方面，在第一结构层111的第一斜面IS1或第二结构层112的第二斜面IS2上形成多个第二导光光学元件140。具体而言，亦如图1C至图1E所示，在本实施例中，第二导光光学元件140形成在第二结构层112的第二斜面IS2上，即各第二导光光学元件140形成在对应的第二斜面IS2，但本发明不局限于此。在另一未绘示的实施例中，第二导光光学元件140也可形成在第一结构层111的第一斜面IS1上。进一步而言，在本实施例中，第二导光光学元件140为部分反射层，能够用以使一部分的影像光束IB穿透，并反射另一部分的影像光束IB。在本实施例中，第一导光光学元件120与第二导光光学元件140的材料并不相同，因此形成第一导光光学元件120与形成第二导光光学元件140的步骤可利用不同的制程步骤进行，但本发明不局限于此。在其他的实施例中，当第一导光光学元件120与第二导光光学元件140的材料相同时，形成第一导光光学元件120与形成第二导光光学元件140的步骤也可在同一制程步骤进行。举例而言，在本实施例中，形成第一导光光学元件120与形成第二导光光学元件140的步骤可利用光罩制程、光阻显影或激光等方式来进行图案化的过程而实施。

接着，提供一结合层113，用以接合第一结构层111与第二结构层112，并使第一平面PS1与第二平面PS2相对应，使第二斜面IS2与第一斜面IS1相对应，第二连接面LS2与第一连接面LS1相对应，以使第一平面PS1与第二平面PS2相接触而形成一导光平面PL，且使第一锯齿状结构ZS1与第二锯齿状结构ZS2能够吻合而形成多个光学微结构130，其中第二斜面IS2与第一斜面IS1相接触而形成光学微结构130的多个光学面OP。如此，第一结构层111与第二结构层112接合后，可形成光波导100的板体110、该些第一导光光学元件120以及该些光学微结构130。其中结合层113例如为胶体，结合层113的折射率与第一结构层111的折射率差异小于0.01，结合层113的折射率与第二结构层112的折射率差异小于0.01。

进一步而言，如图1A至图1B所示，形成的光波导100的板体110具有一入光侧IL以及彼此相对的一第一表面S1与一第二表面S2，其中第一光学区OR1位于入光侧IL与第二光学区OR2之间。通过第一结构层111的第一平面PS1与第二结构层112的第二平面PS2而形成的导光平面PL位于光波导100的第一光学区OR1中，导光平面PL位于板体110的第一表面S1及第二表面S2之间且平行于第一表面S1与第二表面S2，且多个第一导光光学元件120平行配置于板体110的内部的导光平面PL上。另一方面，通过第一锯齿状结构ZS1及第二锯齿状结构ZS2而形成的光学微结构130位于光波导100的第二光学区OR2中，其中通过第一结构层111的多个第一斜面IS1与第二结构层112的多个第二斜面IS2形成光学微结构130的光学面OP，各光学微结构130的光学面OP分别相对于导光平面PL倾斜。

图1F是本发明的光波导的另一种第一导光光学元件的示意图。本实施例的光波导100的第一光学区OR1中仅配置一个第一导光光学元件120，且其尺寸小于2毫米。借由至少一个第一导光光学元件120的配置，亦可减少影像缺块或暗区的产生。

以下将搭配图2A与图2B，对影像光束IB通过光波导100时的光路进行进一步地解说。

图2A是影像光束IB通过图1A的一种光波导的光路示意图。图2B是图2A的光波导的第一光学区的光路示意图。具体而言，如图2A与图2B所示，影像光束IB经由板体110的第一表面S1进入板体110时，影像光束IB可经由耦入棱镜CL的斜面反射后在板体110的第一光学区OR1中传递。并且，影像光束IB在板体110中可经由全反射的方式传递至板体110中设有第二导光光学元件140的第二光学区OR2，并经由第二导光光学元件140被耦出光波导100。也就是说，在本实施例中，入光侧IL对应耦入棱镜CL设置，而形成耦入区，第一光学区OR1为影像光束IB的全反射传递区，且第二光学区OR2为耦出区，用以将来自第一光学区OR1的影像光束IB导引出光波导100并传递至使用者的至少一眼睛EY。

进一步而言，如图2B所示，通过各第一导光光学元件120的影像光束IB会经由第一导光光学元件120反射而形成一第一部分影像光束IB1，通过相邻二个第一导光光学元件120之间的间距SP的影像光束IB形成一第二部分影像光束IB2。如此，通过导光平面PL上的影像光束IB可基于借由第一导光光学元件120的有无反射，而被改变其传递路径，进而分离出多个子影像光束SB。如图2B所示，通过其中一第一导光光学元件120的影像光束IB形成第一部分影像光束IB1与通过其中一间距SP的影像光束IB形成第二部分影像光束IB2，在通过第一光学区OR1的过程中，不断被该些第一导光光学元件120分离出来的第一部分影像光束IB1与第二部分影像光束IB2，可不断地用以形成子影像光束SB，这些子影像光束SB的传递路径至少部分不同，且在第一光学区OR1中以全反射的方式被传递至第二光学区OR2。如此，当影像光束IB通过导光平面PL后，能够分离出多个子影像光束SB，进而能够有效增加影像光束IB的密集度。

接着，如图2A所示，当多个子影像光束SB传递至第二光学区OR2的光学微结构130的光学面OP时，由于第二导光光学元件140位于光学微结构130的光学面OP上，则该些子影像光束SB可借由第二光学区OR2的第二导光光学元件140被耦出光波导100。于本实施例中，该些第二导光光学元件140可为部分穿透部分反射元件，且第二导光光学元件140能够用以使各子影像光束SB的一部分穿透，并反射各子影像光束SB的另一部分，因此，各子影像光束SB的一部分在穿透第二导光光学元件140后继续在板体110的第二光学区OR2中传递，各子影像光束SB的另一部分在被第二导光光学元件140反射后自第二表面S2离开板体110。如此一来，光波导100可用以传递影像光束IB至使用者的至少一眼睛EY，而于使用者的眼中显示影像。于其他实施例中，第二导光光学元件140为镜面反射元件，则入射于第二导光光学元件140的至少部分子影像光束会被反射，而没有入射于第二导光光学元件的另一部分子影像光束继续于第二光学区内传递，直到被第二导光光学元件反射。因此，子影像光束在被第二导光光学元件反射后自第二表面离开板体。

更具体而言，第二导光光学元件140之间的距离必须依据人眼瞳孔大小来定义。当第二导光光学元件140之间的距离较小时，能够使影像光束IB通过第二导光光学元件140后密集地被耦出光波导100并被传至人眼中。举例而言，该些第二导光光学元件140例如为光学膜图案，相邻的二个第二导光光学元件140之间的距离小于等于4毫米，其中最小距离是指其中一第二导光光学元件的中心至另一相邻的第二导光光学元件140的中心之间的距离。并且，如图2A所示，在本实施例中，在各第二导光光学元件140之间还可存在平坦穿透区，而使环境光线(未绘示)可穿透光波导100并被传递至使用者的至少一眼睛EY，以使头戴式显示装置200能够达到扩增实境的功能，其中环境光线(未绘示)例如是从第一表面S1进入光波导100并穿透各第二导光光学元件140之间的在平坦穿透区，接续从第二表面S2离开光波导100。此外，在本实施例中，各第二导光光学元件140之间的距离可控制为等距，但也可控制为不等距以调整所视影像之亮度均匀性。另外，该些第二导光光学元件140的尺寸可为不相同以调整眼睛所视影像的亮度均匀性。

如此一来，在本实施例中，通过第一光学区OR1的第一导光光学元件120的配置，当影像光束IB通过导光平面PL后，能够分离出多个子影像光束SB，进而能够有效增加影像光束IB的密集度与均匀度。因此，影像光束IB可较密集地被传递至第二光学区OR2的第二导光光学元件140之处。如此一来，离开光波导100的多个子影像光束SB的密集度与均匀度也都得以提升，而可增加人眼所见影像均匀度，并减少影像缺块或暗区的产生。如此，头戴式显示装置200中通过光波导100而传递至人眼的影像画面可以具有良好的均匀度以及良好的影像品质。

图3A是影像光束IB通过图1A的另一种光波导的光路示意图。图3B是图3A的光波导的第一光学区的光路示意图。请参照图3A与图3B，图3A与图3B的光波导300与图2A与图2B的光波导100类似，而差异如下所述。如图3A与图3B所示，在本实施例中，光波导300的第一导光光学元件320为部分反射层，如此，如图3B所示，当影像光束IB通过各第一导光光学元件320时，部分影像光束IB穿透各第一导光光学元件320以及穿过相邻两第一导光光学元件320之间的间距SP而形成一第一子影像光束SB1，另一部分影像光束IB经由各第一导光光学元件320反射而形成一第二子影像光束SB2。也就是说，当影像光束IB通过第一导光光学元件320时，即有一部分的影像光束IB被改变其传递路径，而形成第二子影像光束SB2。并且，如图3B所示，第一子影像光束SB1与第二子影像光束SB2可继续在第一光学区OR1中传递，进而可不断地分离出不同第一子影像光束SB1与第二子影像光束SB2，而也可用以形成多个子影像光束SB。

如此，通过第一导光光学元件320的配置，当影像光束IB通过光波导300的导光平面PL后，能够分离出多个子影像光束SB，进而能够有效增加影像光束IB的密集度与均匀度，进而使光波导300亦能达到与前述的光波导100类似的效果与优点，在此就不再赘述。并且，当光波导300应用至头戴式显示装置200时，亦能使头戴式显示装置200达到类似的效果与优点，在此就不再赘述。

综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中，通过第一导光光学元件的配置，当影像光束通过导光平面后，能够分离出多个子影像光束，进而能够有效增加影像光束的密集度与均匀度。因此，影像光束可较密集地于板体内进行全反射传播，并产生较为多样的传递路径，进而可较密集地被传递至第二光学区的第二导光光学元件之处。如此一来，离开光波导的多个子影像光束的密集度与均匀度也都得以提升，而可增加人眼所见影像均匀度，并减少影像缺块或暗区的产生。如此，头戴式显示装置中通过光波导而传递至人眼的影像画面可以具有良好的均匀度以及良好的影像品质。

惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即凡依本发明权利要求书及发明内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明之权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

附图标记说明：

100、300：光波导

110：板体

111：第一结构层

112：第二结构层

113：结合层

120、320：第一导光光学元件

130：光学耦出结构

140：第二导光光学元件

200：头戴式显示装置

210：显示单元

CL：耦入棱镜

EY：眼睛

IB：影像光束

IB1：第一部分影像光束

IB2：第二部分影像光束

IL：入光侧

IS1：第一斜面

IS2：第二斜面

LS1：第一连接面

LS2：第二连接面

OP：光学面

OR1：第一光学区

OR1：第二光学区

PL：导光平面

PS1：第一平面

PS2：第二平面

S1：第一表面

S2：第二表面

SB：子影像光束

SB1：第一子影像光束

SB2：第二子影像光束

SP：间距

ZS1：第一锯齿状结构

ZS2：第二锯齿状结构。

Claims (23)

1.一种光波导，其特征在于，所述光波导具有第一光学区以及第二光学区，用以传递影像光束，并且包括板体、多个第一导光光学元件以及多个光学耦出结构，其中：

所述板体具有入光侧，其中所述第一光学区位于所述入光侧与所述第二光学区之间；

所述多个第一导光光学元件平行配置于所述板体的内部的导光平面上，其中所述导光平面位于所述第一光学区中，各所述多个第一导光光学元件之间存在间距，且所述影像光束通过所述导光平面后分离出多个子影像光束，所述多个子影像光束的传递路径至少部分不同，且在所述第一光学区中以全反射的方式被传递至所述第二光学区；以及

所述多个光学耦出结构配置于所述板体内且位于所述第二光学区中。

2.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，所述多个第一导光光学元件为部分反射层，当所述影像光束通过各所述第一导光光学元件时，部分所述影像光束穿透各所述多个第一导光光学元件而形成第一子影像光束，另一部分所述影像光束经由各所述多个第一导光光学元件反射而形成第二子影像光束，且所述第一子影像光束与所述第二子影像光束用以形成所述多个子影像光束。

3.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，所述多个第一导光光学元件为镜面反射层，通过各所述多个第一导光光学元件的所述影像光束形成第一部分影像光束，通过相邻二所述多个第一导光光学元件之间的所述间距的所述影像光束形成第二部分影像光束，且所述第一部分影像光束与所述第二部分影像光束用以形成所述多个子影像光束。

4.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，各所述多个第一导光光学元件的尺寸小于2毫米。

5.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，所述板体具有彼此相对的第一表面与第二表面，且所述导光平面位于所述第一表面及所述第二表面之间且平行于所述第一表面与所述第二表面。

6.根据权利要求5所述的光波导，其特征在于，所述多个光学耦出结构为多个光学微结构，各所述多个光学微结构分别具有光学面，所述多个光学微结构的所述多个光学面分别相对于所述导光平面倾斜，所述光波导还包括：

多个第二导光光学元件，其位于所述多个光学微结构的所述多个光学面上，其中所述多个第二导光光学元件用以反射所述多个子影像光束的至少一部分，其中所述多个子影像光束的另一部分继续在所述板体中传递，各所述子影像光束的另一部分在被所述多个第二导光光学元件反射后自所述第二表面离开所述板体。

7.根据权利要求6所述的光波导，其特征在于，相邻的二所述多个第二导光光学元件之间的距离小于等于4毫米。

8.根据权利要求6所述的光波导，其特征在于，所述板体包括：

第一结构层，其具有多个第一斜面与多个第一连接面，其中各所述多个第一连接面连接相邻的所述多个第一斜面的不同端，以形成第一锯齿状结构；以及

第二结构层，其具有多个第二斜面与多个第二连接面，其中各所述多个第二连接面连接相邻的所述多个第二斜面的不同端，以形成第二锯齿状结构，且所述多个第二斜面与所述多个第一斜面相对应，所述多个第二连接面与所述多个第一连接面相对应，以使所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构吻合而形成所述多个光学微结构，且所述多个第二斜面与所述多个第一斜面相接触而形成所述多个光学微结构的所述多个光学面。

9.根据权利要求8所述的光波导，其特征在于，所述第一结构层还具有第一平面，所述第二结构层还具有第二平面，所述第二平面与所述第一平面相接触而形成所述导光平面。

10.一种光波导的制作方法，其特征在于，所述光波导用以传递影像光束，且所述光波导的制作方法包括：

提供第一结构层，其中所述第一结构层具有第一平面；

提供第二结构层，其中所述第二结构层具有第二平面；

在所述第一平面或所述第二平面上形成多个第一导光光学元件，其中各所述多个第一导光光学元件之间存在间距；

接合所述第一结构层与所述第二结构层，以使所述第一平面与所述第二平面相接触而形成导光平面，其中通过所述导光平面上的所述影像光束被分离出多个子影像光束，所述多个子影像光束的传递路径至少部分不同，且在所述第一光学区中以全反射的方式被传递。

11.根据权利要求10所述的光波导的制作方法，其特征在于，所述第一结构层具有多个第一斜面与多个第一连接面，各所述多个第一连接面连接相邻的所述多个第一斜面的不同端，以形成第一锯齿状结构，所述第二结构层具有多个第二斜面与多个第二连接面，各所述第二连接面连接相邻的所述多个第二斜面的不同端，以形成第二锯齿状结构，且所述光波导的制作方法还包括：

在所述第一结构层的所述多个第一斜面或所述第二结构层的所述多个第二斜面上形成多个第二导光光学元件，其中所述多个第二导光光学元件用以使一部分的所述影像光束穿透，并反射另一部分的所述影像光束；以及

使所述多个第二斜面与所述多个第一斜面相对应，所述多个第二连接面与所述多个第一连接面相对应，以使所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构能够吻合而形成多个光学微结构，且在接合所述第一结构层与所述第二结构层后，所述多个第二斜面与所述多个第一斜面相接触而形成所述多个光学微结构的多个光学面。

12.根据权利要求11所述的光波导的制作方法，其特征在于，所述波导具有第一光学区以及第二光学区，所述板体具有入光侧，其中所述第一光学区位于所述入光侧与所述第二光学区之间，所述第一平面与所述第二平面位于所述第一光学区中，而所述多个光学微结构位于所述第二光学区中。

13.根据权利要求10所述的光波导的制作方法，其特征在于，还包括：

提供结合层，用以接合所述第一结构层与所述第二结构层，其中所述结合层的折射率与所述第一结构层的折射率差异小于0.01，所述结合层的折射率与所述第二结构层的折射率差异小于0.01。

14.根据权利要求10所述的光波导的制作方法，其特征在于，各所述多个第一导光光学元件的尺寸小于2毫米。

15.一种头戴式显示装置，用于配置在使用者的至少一眼睛前方，其特征在于，所述头戴式显示装置包括显示单元以及光波导，其中：

所述显示单元用于提供影像光束；以及

所述光波导具有第一光学区以及第二光学区，用以传递所述影像光束，并且包括板体、多个第一导光光学元件以及多个光学耦出结构，其中：

所述板体具有入光侧，其中所述第一光学区位于所述入光侧与所述第二光学区之间；

所述多个第一导光光学元件平行配置于所述光波导的内部的导光平面上，其中所述导光平面位于所述第一光学区中，各所述多个第一导光光学元件之间存在间距，且所述影像光束通过所述导光平面后分离出多个子影像光束，所述多个子影像光束的传递路径至少部分不同，且在所述第一光学区中以全反射的方式被传递至所述第二光学区；以及

所述多个光学耦出结构配置于所述板体内且位于所述第二光学区中。

16.根据权利要求15所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述多个第一导光光学元件为部分反射层，当所述影像光束通过各所述多个第一导光光学元件时，部分所述影像光束穿透各所述第一导光光学元件而形成第一子影像光束，另一部分所述影像光束经由各所述多个第一导光光学元件反射而形成第二子影像光束，且所述第一子影像光束与所述第二子影像光束用以形成所述多个子影像光束。

17.根据权利要求15所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述多个第一导光光学元件为镜面反射层，通过各所述第一导光光学元件的所述影像光束形成第一部分影像光束，通过相邻二所述第一导光光学元件之间的所述间距的所述影像光束形成第二部分影像光束，且所述第一部分影像光束与所述第二部分影像光束用以形成所述多个子影像光束。

18.根据权利要求15所述的头戴式显示装置，其特征在于，各所述多个第一导光光学元件的尺寸小于2毫米。

19.根据权利要求15所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述板体具有彼此相对的第一表面与第二表面，且所述导光平面位于所述第一表面及所述第二表面之间且平行于所述第一表面与所述第二表面。

20.根据权利要求19所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述多个光学耦出结构为多个光学微结构，各所述多个光学微结构分别具有光学面，所述多个光学微结构的所述多个光学面分别相对于所述导光平面倾斜，所述光波导还包括：

多个第二导光光学元件，其中所述多个第二导光光学元件位于所述多个光学微结构的所述多个光学面上，且所述多个第二导光光学元件用以反射所述多个子影像光束的至少一部分，其中所述多个子影像光束的另一部分继续在所述板体中传递，所述多个子影像光束的另一部分在被所述多个第二导光光学元件反射后自所述第二表面离开所述板体。

21.根据权利要求19所述的头戴式显示装置，其特征在于，相邻的二所述第二导光光学元件之间的距离小于等于4毫米。

22.根据权利要求20所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述板体包括：

第一结构层，其具有多个第一斜面与多个第一连接面，其中各所述多个第一连接面连接相邻的所述多个第一斜面的不同端，以形成第一锯齿状结构；以及

第二结构层，其具有多个第二斜面与多个第二连接面，其中各所述多个第二连接面连接相邻的所述多个第二斜面的不同端，以形成第二锯齿状结构，且所述多个第二斜面与所述多个第一斜面相对应，所述多个第二连接面与所述多个第一连接面相对应，以使所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构吻合而形成所述多个光学微结构，且所述多个第二斜面与所述多个第一斜面相接触而形成所述多个光学微结构的所述多个光学面。

23.根据权利要求22所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述第一结构层还具有第一平面，所述第二结构层还具有第二平面，所述第二平面与所述第一平面相接触而形成所述导光平面。

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