[發明專利]一種能改善視覺體驗的波導顯示結構

在審

• 申請號: 201710692201.6
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107272210A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 孫川;胡挺;羅豪;杜婷婷;沈春明;張圣軍;張慶
• 申請（專利權）人: 上海理湃光晶技術有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于光學波導技術領域，具體涉及一種能改善視覺體驗的波導顯示結構。

背景技術

隨著現實增強技術與抬頭顯示技術在軍事、生活中越來越多的應用，人們愈加重視現實增強與抬頭顯示的視覺體驗。光學波導因具有重量輕、體積小、結構緊湊以及厚度薄等優點，是實現現實增強極好的載體。

然而，光學波導受其顯示原理的限制，從波導射入人眼的光束都是平行光，這種顯示結構對人眼要求較高，沒有視力問題或有極輕微視力問題的佩戴者才能看清圖像，如果佩戴者視力有哪怕僅僅50度的近視情況，從波導出射的光束入射人眼便不能理想地成像，佩戴者會看不清波導出射光束所攜帶的圖像信息，影響視覺體驗。如今的社會環境中充滿了種種電子顯示設備，受其影響，大部分人視力（包括視力矯正者）都會有超過50°的近視或遠視情況，在這種大環境下，直接佩戴以光學波導為顯示模組的智能穿戴設備，其視覺體驗會大受影響。

能夠解決上述問題的方法就是改變整體顯示系統，或者外部增加屈光度調節結構。專利2015100311565曾提出一種帶有屈光度的波導結構設計，能夠在一定程度上緩解上述問題，然而波導本身的設計加工難度便很高，這種帶有屈光度的波導更是增加了其設計、加工難度；而且這種波導一旦加工成型，其屈光度便固定不可更改，對不同視力情況的佩戴者，適應性上還是存在問題的。

伴隨波導智能穿戴設備的推廣，這種對佩戴者有嚴格視力要求的光學波導顯示結構引起的視覺體驗問題會顯得愈加突出、嚴重。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種能改善視覺體驗的波導顯示結構，在不改變傳統光學波導本身結構的前提下，能夠使得在一定范圍內的視力受損者獲得更好的視覺體驗。

本發明提出的一種改視覺體驗的波導顯示結構，包括：傳統波導近眼端放置屈光度為負的成像矯正鏡片；傳統波導另一側放置屈光度為正的系統矯正鏡片；成像矯正鏡片與系統矯正鏡片相互補償，此波導顯示結構整體屈光度為0。

可選的，所述成像矯正鏡片屈光度為-100度。

可選的，所述系統矯正鏡片屈光度為+99度。

可選的，所述成像矯正鏡片一面是平面、一面是球面；其中平面靠近傳統波導，球面靠近人眼。

可選的，所述系統矯正鏡片一面是平面、一面是球面；其中平面靠近傳統波導，球面遠離人眼。

所述成像矯正鏡片與傳統波導之間、系統矯正鏡片與傳統波導之間均有空氣間隔，空氣間隔厚度從20um-2mm不等，根據實際要求確定；所述成像矯正鏡片與傳統波導之間的空氣間隔，系統矯正鏡片與傳統波導之間的空氣間隔，兩者可相同或不同。

可選的，所述成像矯正鏡片與系統矯正鏡片的外形均與傳統波導相似或相同。

可選的，所述成像矯正鏡片與系統矯正鏡片做過表面硬化處理與鍍膜處理。

經過本發明的結構設計后，對從波導出射的光束進行適當調制，可以使得在-120°~800°范圍內的視力校正者、視力正常者與視力受損者都能看清波導器件顯示的圖像，同時不影響佩戴者觀察外界環境，提升了佩戴者的視覺體驗。

附圖說明

圖1 是傳統波導的成像顯示結構示意圖；

圖2 是本發明提出的一種能改善視覺體驗的波導顯示結構示意圖；

圖3 是不同程度視力受損者觀看波導中圖片的效果示意圖，其中(a)為視力正常者觀看波導中圖片的效果，(b)為50°近視者觀看波導中圖片的效果，(c)為100°近視者觀看波導中圖片的效果，(d)為100°遠視者觀看波導中圖片的效果，(e)為100°近視者佩戴本結構觀看波導中圖片的效果；

附圖標記說明：

1、成像矯正鏡片；21、傳統波導；22、傳統波導出光口；23、攜帶圖像信息的入射平行光；24、從傳統波導出光口出射的平行光；25、從傳統波導出光口出射，經過成像矯正鏡片調制的發散出射光；3、系統矯正鏡片；4、外界環境入射光線。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處描述的實施例僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，本實施例中列舉的傳統波導結構非對本發明中“傳統波導”的限定，事實上任何出射光束為平行光的顯示波導都可認為被包含在本發明“傳統波導”的定義內。