本申請涉及衍射光,尤其涉及一種光波導以及增強現實顯示裝置。
背景技術:
1、在增強現實顯示裝置中,衍射光波導憑借其超薄、透明、可實現大視場角等特性,已成為主流的光學架構之一。為了實現高亮度、高色域、高能效的顯示效果,激光光源常被用于與衍射光波導搭配使用。
2、然而,激光光源也帶來了新的挑戰。由于其具備高度的空間和時間相干性,當激光通過衍射光波導傳播并最終出射至用戶眼部時,人眼極易觀察到干涉現象,這些干涉現象在成像畫面中通常表現為明暗相間的條紋、亮度不均的圓環或牛頓環等,會顯著降低圖像的均勻性與清晰度,甚至影響使用者對虛擬圖像的辨識與沉浸體驗。
技術實現思路
1、本申請提供一種光波導以及增強現實顯示裝置,能在不引入額外復雜光學結構、且不顯著增加系統光損的前提下,有效抑制或削弱人眼觀察到的干涉現象,提升顯示圖像的整體質量與視覺一致性。
2、第一方面,本申請提出一種光波導,所述光波導的表面設置有膜層,且所述膜層包括所述出瞳區域對應的第一膜層結構,所述第一膜層結構通過以下至少一種方式形成差異化設計:
3、所述第一膜層結構存在至少兩個空間區域采用不同的膜層厚度;
4、所述第一膜層結構存在至少兩個空間區域采用不同的膜層材料;
5、所述第一膜層結構存在至少兩個空間區域采用不同的膜層層數。
6、在第一方面的一種可選實施方式中,采用不同膜層厚度的任意兩個空間區域,其膜層厚度差異范圍為?±10nm?至?±50nm。
7、在第一方面的一種可選實施方式中,膜層厚度在不同空間區域的變化方式包括隨機分布設計、梯度漸變設計。
8、在第一方面的一種可選實施方式中,所述第一膜層結構的單層膜的厚度為80~120nm。
9、在第一方面的一種可選實施方式中,不同空間區域的膜層材料分別采用?sio2、tio2、zro2、mgf2中的一種或多種的組合形式,且至少兩個空間區域的材料選擇或組合方式不相同。
10、在第一方面的一種可選實施方式中,膜層材料在不同空間區域的排布形式包括格子狀、環狀和隨機點陣式中的一種或多種。
11、在第一方面的一種可選實施方式中,采用不同膜層層數的任意兩個空間區域,其膜層層數相差?1~3?層。
12、在第一方面的一種可選實施方式中,單個空間區域的膜層層數選擇2層、3層、4層或5層。
13、第二方面,本申請提供一種增強現實顯示裝置,包括光機以及第一方面提供的一種光波導,所述光機用于向所述光波導的入瞳區域發射圖像光束。
14、在第二方面的一種可選實施方式中,所述增強現實顯示裝置為ar眼鏡、ar頭盔或者車載抬頭顯示裝置。
15、本申請提供的光波導以及增強現實顯示裝置,具有以下有益效果:
16、通過對出瞳區域的第一膜層結構進行區域化的膜層參數差異化設計,其中,膜層參數包括膜層厚度、膜層材料和膜層層數中的任一種或者多種的組合,從根源上破壞出瞳區域干涉圖樣的形成機制,能在不顯著增加系統光損的前提下,有效抑制或削弱人眼觀察到的干涉現象,提升顯示圖像的整體質量與視覺一致性。
1.一種光波導,其特征在于,所述光波導的表面設置有膜層,且所述膜層包括所述出瞳區域對應的第一膜層結構,所述第一膜層結構通過以下至少一種方式形成差異化設計:
2.如權利要求1所述的光波導,其特征在于,采用不同膜層厚度的任意兩個空間區域,其膜層厚度差異范圍為?±10nm?至?±50nm。
3.如權利要求2所述的光波導,其特征在于,膜層厚度在不同空間區域的變化方式包括隨機變化、梯度漸變。
4.如權利要求1所述的光波導,其特征在于,所述第一膜層結構的單層膜的厚度為80~120nm。
5.如權利要求1所述的光波導,其特征在于,不同空間區域的膜層材料分別采用?sio2、tio2、zro2、mgf2中的一種或多種的組合形式,且至少兩個空間區域的材料選擇或組合方式不相同。
6.如權利要求5所述的光波導,其特征在于,膜層材料在不同空間區域的排布形式包括格子狀、環狀和隨機點陣式中的一種或多種。
7.如權利要求1至6任一項所述的光波導,其特征在于,采用不同膜層層數的任意兩個空間區域,其膜層層數相差?1~3?層。
8.如權利要求1至6任一項所述的光波導,其特征在于,單個空間區域的膜層層數選擇2層、3層、4層或5層。
9.一種增強現實顯示裝置,其特征在于,包括光機以及如權利要求1至8任一項所述的光波導,所述光機用于向所述光波導的入瞳區域發射圖像光束。
10.如權利要求9所述的增強現實顯示裝置,其特征在于,所述增強現實顯示裝置為ar眼鏡、ar頭盔或者車載抬頭顯示裝置。