具体实施方式

在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践当前公开的主题。在其他情况下，未详细描述公知的方法、过程和部件，以免使当前公开的主题混淆。

考虑到这一点，现在参照图1A至图1C，其中示出了根据现有技术制造的LOE。图1A示出了具有多个板4和多个部分反射内表面2的LOE 8的侧视图。图1B示出了LOE 8的等距视图。图1C示出了制造LOE 8的现有技术方法，其中，每个板4在结合之前在一个表面上被用薄膜部分反射涂层12涂覆。如示出替选的现有技术方法的图4A至图4B中进一步所示，然后将板接合在一起以形成堆叠6，并且沿平行平面16将该堆叠切片以形成LOE 8。

通常，部分反射涂层在其所被应用于的表面上施加一定量的应力。当被应用至每个板的一个表面而不被应用至另一个表面上时，该应力可能会导致板翘曲，从而产生板中的不期望的曲率，这转而可能会导致LOE传播质量差的图像。翘曲量通常由特定涂层的机械性质(例如，薄膜涂层的应力特性)和/或由于涂覆处理而决定。例如，涂覆材料可以具有与在涂覆的膜中引起的应力相关的固有性质。这些性质包括定向应力性质，其可以是例如拉伸或压缩的。应力可能是由涂层与板之间的或者各种涂覆层和/或涂覆材料在温度变化下的不同的膨胀系数引起的。

本发明人已经发现减轻由部分反射涂层引起的应力对板的负面影响从而减少翘曲量或完全消除翘曲量的方法。具体地，根据本发明的某些特别优选的实现方式，板中的一些或全部在相反的表面上涂覆有具有类似应力特性的涂层，如下面将更全面地详细描述的。

现在参照图2A、图2B和图3，示出了根据当前公开的主题的某些实施方式的制造本发明的LOE的两种方法。两种方法最初都提供多个透明板10，其中每个板的两个相反的表面被抛光，使得相反的表面彼此平行。为了清楚起见，在前面的描述中，两个相反的表面有时会被称为“左”表面和“右”表面。应当理解，出于本发明的目的，这些描述性的名称仅意在为了本说明书的目的来区分两个相反的表面，而不以任何方式指示处理期间的或最终产品中的板的任何特定的顺序和/或光学性质。

如图2A、图2B和图3所示，然后将作为部分反射涂层12的第一涂层涂覆至板10中的至少一些板(本文中被称为板的“子集”)的表面之一上。在图2A、图2B和图3中，子集中的板被指示为10’。作为示例，图2A、图2B和图3示出了应用至板10’的左表面的部分反射涂层12。然后，如下面将详细描述的，将第二涂层涂覆至板10’的第二表面上，该第二涂层根据特定实施方式可以是相同的涂层或不同的涂层。

在某些实施方式中，一些LOE可能在不同的板中需要不同量的反射率。因此，对“第一涂层”或“部分反射涂层”的引用应当被理解为是指来自全部是部分反射的但其各自的反射参数可以变化的一组涂层中的一个涂层。在某些实施方式中，可以根据具体的LOE设计要求针对每个后续表面使反射参数逐渐改变。

在第一实施方式中，如图2A所示，板子集包括交替板，并且该子集中的每个板10’在左表面和右表面两者上都涂覆有部分反射涂层12。其余的板不被涂覆。由于涂覆的板在两侧上都涂覆有类似的涂层，因此施加在这种板上的任何由涂层引起的应力都相等地被施加在两个相反的表面上，从而减少或消除翘曲效应。应当理解，“类似的”涂层是指类似地施加应力的涂层，其可以用或可以不用相同的组成、层数和总厚度来制造。

应当注意，如图4A至图4B所示，板被结合在一起以形成LOE，因此不需要用部分反射涂层来涂覆每个板，即，两个相邻板之中的哪个板具有涂层对光学性质没有影响。因此，本发明人已经发现，将部分反射涂层应用至每隔一个的板的两个表面并且在其他板上不应用涂层是有利的。这样，由涂层引起的板的平面度的任何偏差被另一侧上的类似偏差平衡，从而减小或消除板的整体曲率。此外，板可以在两侧同时被涂覆。

在某些特别优选的实施方式中，并且如图2B所示，在存在奇数个光学活性表面的情况下，板10”(其可以是如图2B所示的最后一个板，或者其可以替选地是位于堆叠中任何位置的板)在一个表面上涂覆有部分反射涂层12，并且在相反的表面上涂覆有中和涂层14，如将在下面参考如图3所示的第二实施方式进一步详细描述的。

部分反射涂层优选地被实施为多层电介质涂层，其各层具有交替的高折射率和低折射率(并且可能还具有中间值)，并且具有不同的层厚度，其中根据算法来选择厚度和层性质以提供期望的光学性质，这都是本领域已知的，并且都可以使用本领域已知的标准软件工具来得到。类似地，第二涂层优选地使用相同的方法和技术来实现，但是其中所限定的光学性质是抗反射涂层的针对所有相关角度的光学性质。通常可以用比部分反射涂层更少数量的层来实现抗反射性质，但是优选地使用与部分反射涂层相同数量的层来实现抗反射性质，以实现类似的机械性质，如下面进一步讨论的。

在第二实施方式中，如图3所示，板子集包括所有板，并且该子集中的每个板10’在第一表面(例如，在图3中示出为左表面)上涂覆有部分反射涂层12，并且在第二表面(例如，在图3中示出为右表面)上涂覆有中和涂层14。中和涂层14对光的透射没有可辨别的影响(即，是非反射性的)，但是具有与部分反射涂层12基本上类似的机械性质，即应力特性。因此，在另一表面(即，没有涂层12的表面)上应用中和涂层14的情况下，在每个涂覆的板的两个表面上施加基本上相等的应力，从而减少或消除翘曲效应。在该实施方式中，当每个板被涂覆时，板在两侧上涂覆有具有等同的应力特性的涂层。因此，类似于第一实施方式，由涂层引起的板的平面度的任何偏差被另一侧上的相等偏差平衡，从而减小或消除板的整体曲率。

在某些实施方式中，如所提及的，中和涂层14是抗反射涂层。在某些特别优选的实现方式中，抗反射涂层是如下涂层，其与部分反射涂层具有类似的层组成和层数，但其所被应用的厚度被选择为产生抗反射光学性质。在许多情况下，使用具有相同组成、仅具有不同厚度的相同数量的层提供了足够类似的应力效应，以将板的任何残余翘曲降低到可接受的水平。然而，使用不同的层组成和/或层数以用于“应力中和”涂层也落入本发明的范围内。

在某些实施方式中，可以将部分反射涂层和中和涂层同时应用至板。在某些实施方式中，在应用涂层之后，板可能翘曲，然后得到校正。在某些实施方式中，由涂覆处理和/或在应用涂层之后的冷却期间引起应力。

应当注意，“基本上类似的”机械性质是指机械性质足够类似，以致于板的翘曲被减少，并且优选地被消除。在许多情况下，实际上板两侧涂层之间将存在层厚度差异，以实现略微不同的反射率/透射率的比例以及/或者实现抗反射性质，但是在许多情况下已经发现，使用类似的涂层序列(尤其是在层的数量和其组成相同的情况下使用类似的涂层序列)在涂层针对高质量产品实现足够高程度的应力消除这个意义上是“基本上类似”。

现在参照图4A至图4B，如在现有技术方法中那样，在两个上述实施方式中，然后通过以下操作来形成LOE 8：将板接合在一起以形成堆叠6，并且沿与板的面成斜角的平行平面16切割堆叠，以形成光学元件。在某些实施方式中，板可以通过无粘合剂的接合处理(例如，阳极接合(anodic bonding))进行接合。

在一些实施方式中，如图4A所示，板可以在不成角度的情况下被堆叠，在这种情况下，沿相对于板的表面成角度的平行平面切割堆叠6。在其他实施方式中，如图4B所示，板本身在堆叠中是成角度的，在这种情况下，堆叠6被直地切割。在一些实施方式(未示出)中，可以沿另外的平面切割堆叠，例如以形成二维波导。

参照图5A至图5B，在一些实施方式中，在堆叠6的端部处可以附接有具有与板10不同的厚度的一个或更多个端板18。在一些实施方式中，端板18也可以涂覆有一个或更多个涂层。这些涂层可以是与应用至板10的涂层相同或不同的涂层。在某些最特别优选的实施方式中，不对端板18应用涂层。

在某些实施方式中，一些LOE可能在不同的板中需要不同量的反射率。因此，对“第一涂层”或“部分反射涂层”的引用应当被理解为是指来自全部是部分反射的但其各自的反射参数可以变化的一组涂层中的一个涂层。在某些实施方式中，可以根据具体的LOE设计要求针对每个后续表面使反射参数逐渐改变。

图6A至图6B示意性地示出了板10中的每个板可以仅在一侧上被涂覆的实施方式。现在参照图6A，在一些实施方式中，堆叠6中的多个板10中的每个板都涂覆有部分反射涂层12’。现在参照图6B，涂层12’可以包括具有折射率R_h的高折射率涂层H和具有折射率R_l的低折射率涂层L的交替层，其中R_h＞R_l。例如，涂层12’可以包括交替的涂层H₁、L₁、H₂、L₂…等，其中H₁被应用至板表面，接着L₁被应用在H₁上，接着H₂被应用在L₁上，接着L₂被应用在H₂上…，等等，如图6B的左手侧所示。应当理解，涂层H和/或L本身可以包括多种不同的涂覆材料，这些涂覆材料在被组合时实现期望的折射率，即针对H涂层实现R_h以及针对L涂层实现R_l。

由于涂层H和涂层L中的每个涂层在被应用至板的表面时具有各自的固有应力特性(拉伸或压缩的)(其可以根据具体的温度、厚度、涂覆过程等而变化)，因此涂层12’的总应力可以使用诸如Stoney公式的已知技术来计算。如以上所讨论的，12’的总应力可能是不期望的，并且当被应用至每个板的一侧时，引起板10的翘曲。

然而，本发明人已经发现，可以用由不同材料或材料的组合制成的替代H’或L’(视情况而定)来替代H层或L层中的一些，如图6B的右手部分所示。在这种情况下，涂层12’可以被设计和构造设计成在板10上具有最小的拉伸应力或压缩应力或者没有拉伸应力或压缩应力的意义上具有总体中性应力。因此，现在可以将涂层12’应用至板10中的每个板的一侧，而不引起板的不期望的翘曲。

例如，考虑包括从板表面向外如下进行应用的十七(17)个SiO2(R～1.42)和Ta2O5(R～2.075)交替层的涂层：

层1、3、5、7、9、11、13、15、17＝TA2O5

层2、4、6、8、10、12、14、16＝SIO2

在这种情况下，涂层12’将具有超过216.4MPa的约6分钟的总拉伸应力，这对于单侧涂层是不期望的。然而，如果将L层(即SiO2)中的一些替换为L’＝MgF2(R～1.38)的层，例如：

层1、3、5、7、9、11、13、15、17：TA2O5

层2、4、6、14、16：SiO2

层8、10、12：MgF2

MgF2层有效地中和涂层12’的总应力，使得由涂层12’在板10上产生的总应力是最小的，并且因此对于单侧涂层是可接受的。应当注意，要被替换的层的数量由设计中的总应力限定，并且可以根据材料的数量和应力性质以及设计和层厚度而改变。

还应当注意，替代的层H’或L’的折射率与主层H或L的折射率的偏差应当优选地不大于6％(视情况而定)。

根据当前公开的主题的教导制造的LOE可以在各种应用中使用，例如鲁姆斯(以色列)的专利和专利申请中描述的各种近眼显示器和相关应用。

应当理解，本发明在其应用方面不限于本文中包含的说明书中阐述的细节或附图中示出的细节。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以各种方式实践和执行。因此，应当理解，本文中采用的措辞和术语是出于描述的目的，而不应当被认为是限制性的。因此，本领域技术人员将理解，可以容易地将本公开内容所基于的构思用作设计用于执行当前公开的主题的若干目的的其他结构、方法和系统的基础。

本领域技术人员将容易理解，在不偏离所附权利要求书中限定并且由所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下，各种修改和改变可以应用于如上文描述的本发明的实施方式。