[发明专利]一种能改善视觉体验的波导显示结构

说明书

技术领域

本发明属于光学波导技术领域，具体涉及一种能改善视觉体验的波导显示结构。

背景技术

随着现实增强技术与抬头显示技术在军事、生活中越来越多的应用，人们愈加重视现实增强与抬头显示的视觉体验。光学波导因具有重量轻、体积小、结构紧凑以及厚度薄等优点，是实现现实增强极好的载体。

然而，光学波导受其显示原理的限制，从波导射入人眼的光束都是平行光，这种显示结构对人眼要求较高，没有视力问题或有极轻微视力问题的佩戴者才能看清图像，如果佩戴者视力有哪怕仅仅50度的近视情况，从波导出射的光束入射人眼便不能理想地成像，佩戴者会看不清波导出射光束所携带的图像信息，影响视觉体验。如今的社会环境中充满了种种电子显示设备，受其影响，大部分人视力（包括视力矫正者）都会有超过50°的近视或远视情况，在这种大环境下，直接佩戴以光学波导为显示模组的智能穿戴设备，其视觉体验会大受影响。

能够解决上述问题的方法就是改变整体显示系统，或者外部增加屈光度调节结构。专利2015100311565曾提出一种带有屈光度的波导结构设计，能够在一定程度上缓解上述问题，然而波导本身的设计加工难度便很高，这种带有屈光度的波导更是增加了其设计、加工难度；而且这种波导一旦加工成型，其屈光度便固定不可更改，对不同视力情况的佩戴者，适应性上还是存在问题的。

伴随波导智能穿戴设备的推广，这种对佩戴者有严格视力要求的光学波导显示结构引起的视觉体验问题会显得愈加突出、严重。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种能改善视觉体验的波导显示结构，在不改变传统光学波导本身结构的前提下，能够使得在一定范围内的视力受损者获得更好的视觉体验。

本发明提出的一种改视觉体验的波导显示结构，包括：传统波导近眼端放置屈光度为负的成像矫正镜片；传统波导另一侧放置屈光度为正的系统矫正镜片；成像矫正镜片与系统矫正镜片相互补偿，此波导显示结构整体屈光度为0。

可选的，所述成像矫正镜片屈光度为-100度。

可选的，所述系统矫正镜片屈光度为+99度。

可选的，所述成像矫正镜片一面是平面、一面是球面；其中平面靠近传统波导，球面靠近人眼。

可选的，所述系统矫正镜片一面是平面、一面是球面；其中平面靠近传统波导，球面远离人眼。

所述成像矫正镜片与传统波导之间、系统矫正镜片与传统波导之间均有空气间隔，空气间隔厚度从20um-2mm不等，根据实际要求确定；所述成像矫正镜片与传统波导之间的空气间隔，系统矫正镜片与传统波导之间的空气间隔，两者可相同或不同。

可选的，所述成像矫正镜片与系统矫正镜片的外形均与传统波导相似或相同。

可选的，所述成像矫正镜片与系统矫正镜片做过表面硬化处理与镀膜处理。

经过本发明的结构设计后，对从波导出射的光束进行适当调制，可以使得在-120°~800°范围内的视力校正者、视力正常者与视力受损者都能看清波导器件显示的图像，同时不影响佩戴者观察外界环境，提升了佩戴者的视觉体验。

附图说明

图1 是传统波导的成像显示结构示意图；

图2 是本发明提出的一种能改善视觉体验的波导显示结构示意图；

图3 是不同程度视力受损者观看波导中图片的效果示意图，其中(a)为视力正常者观看波导中图片的效果，(b)为50°近视者观看波导中图片的效果，(c)为100°近视者观看波导中图片的效果，(d)为100°远视者观看波导中图片的效果，(e)为100°近视者佩戴本结构观看波导中图片的效果；

附图标记说明：

1、成像矫正镜片；21、传统波导；22、传统波导出光口；23、携带图像信息的入射平行光；24、从传统波导出光口出射的平行光；25、从传统波导出光口出射，经过成像矫正镜片调制的发散出射光；3、系统矫正镜片；4、外界环境入射光线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处描述的实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，本实施例中列举的传统波导结构非对本发明中“传统波导”的限定，事实上任何出射光束为平行光的显示波导都可认为被包含在本发明“传统波导”的定义内。