背景技術：

1、除非本文中另外指出，否則本部分中描述的材料不是關于本技術中的權利要求的現有技術，并且不會因為被包括在本部分中而被認為是現有技術。

2、用于增強現實應用中的諸如近眼顯示器或智能眼鏡的可穿戴光學設備穿戴和使用起來通常是麻煩的，因此限制了其舒適性和實用性。目前的可穿戴光學設備還可能具有有限的視場(field-of-view，fov)，這對于用戶而言可能是不期望的，并且在一些情況下可能影響安全。然而，光導中的全內反射(total?internal?reflection，tir)可能限制傳輸圖像的fov的寬度。此外，光導材料的低折射率可能進一步減小要傳輸的可用角度范圍。最后，增加視場可能需要突破幾何邊界的限制，這可能是繁重的、昂貴的并且可能導致在市場上可能是不可接受的產品形狀因數和/或美學外觀。需要解決這些問題和其他問題的解決方案。

技術實現思路

1、根據示例，總體上描述了光學設備。光學設備可以包括：第一波導，其被配置成接收并在第一維度上擴展基于第一圖像場的引導圖像束的第一部分，并且提供第一多個擴展圖像束；第二波導，與第一波導相鄰地設置，第二波導被配置成接收并在第一維度上擴展與可以不同于第一圖像場的第二圖像場對應的透射的引導圖像束的第二部分和引導圖像束的第二部分中的一者，并且提供第二多個擴展圖像束，第二波導被配置成接收第一多個擴展圖像束并且提供透射的第一多個擴展圖像束；以及第三波導，在與第一波導相對的側上與第二波導相鄰地設置，第三波導被配置成接收并在第二維度上擴展透射的第一多個擴展圖像束和第二多個擴展圖像束，以提供第三多個擴展圖像束。

2、根據該示例的光學設備，其中，第一波導還可以包括：第一鏡，其被配置成接收引導圖像束的第一部分并且提供反射的引導圖像束的第一部分；以及第一孔徑擴展器，位于第一區域中，第一孔徑擴展器可以被配置成接收反射的引導圖像束的第一部分并且提供第一多個擴展圖像束，其中，第一波導可以被配置成接收引導圖像束的第二部分，并且提供透射的引導圖像束的第二部分；并且其中，第二波導還可以包括：第二鏡，其被配置成接收透射的引導圖像束的第二部分并且提供反射的引導圖像束的第二部分；以及第二孔徑擴展器，位于可以從第一區域橫向移位的第二區域中，第二孔徑擴展器被配置成接收反射的引導圖像束的第二部分并且提供第二多個擴展圖像束，其中，第二波導可以被配置成接收第一多個擴展圖像束并且提供透射的第一多個擴展圖像束。

3、根據該示例的光學設備，其中，第一孔徑擴展器可以包括設置在第一區域中的第一多個部分反射小平面，第一鏡與第一多個部分反射小平面彼此平行并且相對于第一波導的長軸以第一角度設置，并且其中，第二孔徑擴展器還可以包括設置在第二區域中的第二多個部分反射小平面，第二鏡與第二多個部分反射小平面可以彼此平行，并且相對于第二波導的長軸以第二角度設置，第二角度可以與第一角度不同。根據該示例的光學設備，其中，反射的引導圖像束的第一部分可以通過第一波導前表面與第一波導后表面之間的全內反射在第一波導內反射，并且其中，反射的引導圖像束的第二部分可以通過第二波導前表面與第二波導后表面之間的全內反射在第二波導內反射。

4、根據該示例的光學設備，其中，第一波導還可以包括：第一衍射光柵，其被配置成接收引導圖像束的第一部分并且提供衍射的引導圖像束的第一部分；第一孔徑擴展器，位于第一區域中，第一孔徑擴展器可以被配置成接收衍射的引導圖像束的第一部分并且提供第一多個擴展圖像束，其中，第一波導可以被配置成接收引導圖像束的第二部分，并且提供透射的引導圖像束的第二部分；并且其中，第二波導還可以包括：第三衍射光柵，其被配置成接收透射的引導圖像束的第二部分并且提供衍射的引導圖像束的第二部分；第二孔徑擴展器，位于可以從第一區域橫向移位的第二區域中，第二孔徑擴展器可以被配置成接收衍射的引導圖像束的第二部分并且提供第二多個擴展圖像束，其中，第二波導可以被配置成接收第一多個擴展圖像束并且提供透射的第一多個擴展圖像束。

5、根據該示例的光學設備，其中，第一孔徑擴展器可以包括第二衍射光柵，該第二衍射光柵被配置成接收衍射的引導圖像束的第一部分并且提供第一多個擴展圖像束，并且其中，第二孔徑擴展器可以包括第四衍射光柵，該第四衍射光柵被配置成接收衍射的引導圖像束的第二部分并且提供第二多個擴展圖像束。根據該示例的光學設備，其中，衍射的引導圖像束的第一部分可以通過第一波導前表面與第一波導后表面之間的全內反射在第一波導內反射，并且其中，衍射的引導圖像束的第二部分可以通過第二波導前表面與第二波導后表面之間的全內反射在第二波導內反射。

6、根據該示例，光學設備還可以包括第三堆疊波導布置和第四堆疊波導布置中的一者，所述第三堆疊波導布置包括：第一波導，該第一波導還可以包括第一鏡和第一孔徑擴展器，該第一鏡被配置成接收引導圖像束的第一部分并且提供反射的引導圖像束的第一部分，該第一孔徑擴展器可以位于第一區域中，第一孔徑擴展器可以包括設置在第一區域中的第一多個部分反射小平面，第一鏡與第一多個部分反射小平面可以彼此平行，并且可以相對于第一波導的長軸以第一角度設置，第一孔徑擴展器可以被配置成接收反射的引導圖像束的第一部分并且提供第一多個擴展圖像束，其中，第一波導可以被配置成接收引導圖像束的第二部分并且提供透射的引導圖像束的第二部分；以及第二波導，該第二波導還可以包括第三衍射光柵和第二孔徑擴展器，該第三衍射光柵被配置成接收透射的引導圖像束的第二部分并且提供衍射的引導圖像束的第二部分，該第二孔徑擴展器可以位于從第一區域橫向移位的第二區域中，第二孔徑擴展器可以被配置成接收衍射的引導圖像束的第二部分并且可以提供第二多個擴展圖像束，其中，第二波導可以被配置成接收第一多個擴展圖像束并且提供透射的第一多個擴展圖像束，所述第四堆疊波導布置可以包括：第一波導，該第一波導還可以包括第一衍射光柵和第一孔徑擴展器，該第一衍射光柵被配置成接收引導圖像束的第一部分并且提供衍射的引導圖像束的第一部分，該第一孔徑擴展器可以位于第一區域中，第一孔徑擴展器可以包括設置在第一區域中的第二衍射光柵，第一孔徑擴展器可以被配置成接收衍射的引導圖像束的第一部分并且提供第一多個擴展圖像束，其中，第一波導可以被配置成接收引導圖像束的第二部分，并且提供透射的引導圖像束的第二部分；以及第二波導，該第二波導還可以包括第二鏡和第二孔徑擴展器，該第二鏡被配置成接收透射的引導圖像束的第二部分并且可以提供反射的引導圖像束的第二部分，該第二孔徑擴展器可以位于可以從第一區域橫向移位的第二區域中，第二孔徑擴展器可以被配置成接收反射的引導圖像束的第二部分并且可以提供第二多個擴展圖像束，其中，第二波導可以被配置成接收第一多個擴展圖像束并且提供透射的第一多個擴展圖像束。

7、根據該示例的光學設備，其中，反射的引導圖像束的第一部分和衍射的引導圖像束的第一部分中的一者可以通過第一波導前表面與第一波導后表面之間的全內反射在第一波導內反射，并且其中，衍射的引導圖像束的第二部分和反射的引導圖像束的第二部分中的一者可以通過第二波導前表面與第二波導后表面之間的全內反射在第二波導內反射。根據該示例的光學設備，其中，第三波導還可以包括：第三孔徑擴展器，位于第三區域中并且被配置成接收透射的第一多個擴展圖像束和第二多個擴展圖像束，并且提供第三多個擴展圖像束以離開第三波導后表面。

8、根據該示例的光學設備，其中，第三孔徑擴展器可以包括可以彼此平行并且可以以可以相對于第三波導前表面傾斜的第三角度設置的第三多個部分反射小平面，并且其中，透射的第一多個擴展圖像束和第二多個擴展圖像束可以通過第三波導前表面與第三波導后表面之間的全內反射被反射。根據該示例的光學設備，其中，第一維度可以與第二維度正交。

9、根據該示例，光學設備還可以包括：輸入耦合器，其被配置成接收來自圖像投影儀的準直圖像束，并且提供引導圖像束的第一部分并提供引導圖像束的第二部分，其中，輸入耦合器可以包括反射內表面，輸入耦合器可以被配置成接收具有子束的第一部分和子束的第二部分的引導圖像束的第一部分，輸入耦合器可以被配置成接收具有子束的第三部分和子束的第四部分的引導圖像束的第二部分，反射內表面被配置成接收子束的第一部分并且提供反射的子束的第一部分，反射內表面可以被配置成接收子束的第三部分并且提供反射的子束的第三部分，其中，第一波導可以被配置成接收反射的子束的第一部分，該反射的子束的第一部分被配置成沿第一波導以四重螺旋方式傳播并且在第一方向上旋轉，第一波導可以被配置成接收子束的第二部分，該子束的第二部分被配置成沿第一波導以四重螺旋方式傳播并且在可以與第一方向相反的第二方向上旋轉，反射的子束的第一部分和子束的第二部分可以被擴展以提供第一多個擴展圖像束，其中，第二波導可以被配置成接收反射的子束的第三部分，該反射的子束的第三部分被配置成沿第二波導以四重螺旋方式傳播并且在第一方向上旋轉，第二波導可以被配置成接收子束的第四部分，該子束的第四部分被配置成沿第二波導以四重螺旋方式傳播并且在可以與第一方向相反的第二方向上旋轉，反射的子束的第三部分和子束的第四部分被擴展以提供第二多個擴展圖像束。

10、根據該示例，光學設備還可以包括：圖像投影儀，與輸入耦合器相鄰地設置并且被配置成提供與基于數字圖像的圖像場對應的準直圖像束，該準直圖像束包括與第一圖像場對應的引導圖像束的第一部分，準直圖像束包括與第二圖像場對應的引導圖像束的第二部分，其中，準直圖像束可以被準直到無窮遠。根據該示例，光學設備還可以包括：第一輸入耦合器，其被配置成接收來自第一圖像投影儀的第一準直圖像束并且提供引導圖像束的第一部分；以及第二輸入耦合器，其可以被配置成接收來自第二圖像投影儀的第二準直圖像束并且提供引導圖像束的第二部分，其中，第一輸入耦合器可以包括第一反射內表面，第一輸入耦合器可以被配置成接收具有子束的第一部分和子束的第二部分的引導圖像束的第一部分，反射內表面可以被配置成接收子束的第一部分并且提供反射的子束的第一部分，其中，第一波導可以被配置成接收反射的子束的第一部分，該反射的子束的第一部分被配置成沿第一波導以四重螺旋方式傳播并且在第一方向上旋轉，第一波導可以被配置成接收子束的第二部分，該子束的第二部分被配置成沿第一波導以四重螺旋方式傳播并且在可以與第一方向相反的第二方向上旋轉，反射的子束的第一部分和子束的第二部分可以被擴展以提供第一多個擴展圖像束，其中，第二輸入耦合器可以包括第二反射內表面，第二輸入耦合器可以被配置成接收具有子束的第三部分和子束的第四部分的引導圖像束的第二部分，第二反射內表面可以被配置成接收子束的第三部分并且提供反射的子束的第三部分，并且其中，第二波導可以被配置成接收反射的子束的第三部分，該反射的子束的第三部分被配置成沿第二波導以四重螺旋方式傳播并且在第一方向上旋轉，第二波導可以被配置成接收子束的第四部分，該子束的第四部分可以被配置成沿第二波導以四重螺旋方式傳播并且在可以與第一方向相反的第二方向上旋轉，反射的子束的第三部分和子束的第四部分可以被擴展以提供第二多個擴展圖像束。

11、根據該示例，光學設備還可以包括：第一圖像投影儀，與第一輸入耦合器相鄰地設置并且被配置成提供與基于數字圖像的至少第一部分的第一圖像場對應的第一準直圖像束，第一準直圖像束包括引導圖像束的第一部分；以及第二圖像投影儀，與第二輸入耦合器相鄰地設置并且被配置成提供與基于數字圖像的至少第二部分的第二圖像場對應的第二準直圖像束，其中，第一準直圖像束和第二準直圖像束可以被準直到無窮遠。

12、根據該示例，光學設備還可以包括以下中的至少一者：第一均化器，其被設置在第一波導頂表面與第一波導底表面之間的平面中；以及第二均化器，其被設置在第二波導頂表面與第二波導底表面之間的平面中。根據該示例，光學設備還可以包括以下中的至少一者：第一延遲器波片，其被設置在第一波導底表面與第二波導頂表面之間，第一延遲器波片可以被配置成接收第一多個擴展圖像束和透射的引導圖像束的第二部分中的至少一者，并且提供第一延遲器輸出，該第一延遲器輸出可以是被旋轉和消偏振中的至少一者；以及第二延遲器波片，其可以被設置在第二波導底表面與第三波導頂表面之間，第二延遲器波片可以被配置成接收第二多個擴展圖像束和透射的第一多個擴展圖像束中的至少一者并且可以提供第二延遲器輸出，該第二延遲器輸出可以是被旋轉和消偏振中的至少一者。

13、根據該示例，光學設備可以包括以下中的至少一者：第一電介質涂層，其被設置在輸入耦合器底表面上；第二電介質涂層，其被設置在第一波導底表面上；以及第三電介質涂層，其可以被設置在第二波導底表面上。根據該示例，光學設備可以包括以下中的至少一者：框架，其可以被配置成將第一波導、第二波導和第三波導支承在相對于彼此的位置，其中，第一波導和第二波導可以完全隱藏在框架內；第一界面，在輸入耦合器與第一波導之間，該第一界面可以包括第一氣隙；第二界面，在第一波導與第二波導之間，該第二界面包括第二氣隙；以及第三界面，在第二波導與第三波導之間，該第三界面包括第三氣隙。

14、前述概述僅是說明性的，并且不旨在以任何方式進行限制。除了上述說明性方面、實施方式和特征之外，其他方面、實施方式和特征將通過參照附圖和以下具體實施方式變得明顯。在附圖中，相似的附圖標記指示相同或功能相似的元件。