【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有抗反射和高反射涂层的基于波导的显示器背景各种类型的计算、娱乐和/或移动设备可用透明或半透明显示器来实现，设备的用户可以透过该透明或半透明显示器来查看周围环境。此类设备(可以被称为透视、混合现实显示设备系统或增强现实(AR)系统)使得用户能够透视设备的透明或半透明显示器以查看周围环境，并且还能够看见虚拟对象(例如，文本、图表、视频等)的图像，这些虚拟对象被生成以供显示以表现为周围环境的一部分和/或表现为覆盖在周围环境上。这些设备(可以被实现为头戴式显示器(HMD)眼镜或其他可穿戴近眼显示设备，或被实现为平视显示器，但不限于此)通常利用光学波导将例如由显示引擎产生的图像复制到一位置处，设备的用户能够查看该位置处的图像作为增强现实环境中的虚拟图像。由于这仍然是一项新兴技术，因此存在与利用波导和/或其他光学结构向用户显示虚拟对象的图像相关联的某些挑战。概述在此所述的某些实施例涉及近眼或平视显示系统，所述系统包括显示引擎、具有至少两个光学波导的波导组件，以及在至少一个光学波导的至少一个主表面上的相应涂层。至少一个这样的涂层对于在波导的特定波长范围内且在波导的所述涂层置于其上的主表面上以低于相对于具有所述涂层的主表面的法线的低阈值角的一个角度(例如不超过25度)入射的光而言具有低反射比(例如不超过百分之二)。另外，至少一个这样的涂层对于在波导的特定波长范围内的在所述涂层置于其上的主表面上以高于相对于具有所述涂层的主表面的法线的高阈值角的一个角度(例如至少30度)入射的光而言具有高反射比(例如至少为百分之五十)。这样的涂层可以有利地允许对应于现实世界图像的外部光通过所...
【技术保护点】
1.一种装置，包括：包括块基板、输入耦合器和输出耦合器的光学波导；所述光学波导的所述块基板包括第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；所述光学波导的所述输入耦合器被配置为将在输入角度范围内且在第一波长范围内的光耦合入光学波导的块基板中；所述光学波导的输出耦合器被配置为将在输出角度范围内且在第一波长范围内的至少部分地经由全内反射(TIR)从所述输入耦合器穿过所述光学波导行进至所述输出耦合器的光从所述光学波导的所述块基板中耦合出；在所述光学波导的所述第一和第二主表面之一上的涂层；所述涂层被配置为对于在所述第一波长范围内的在所述光学波导的所述块基板内行进且以低于相对于法线的低阈值角度的角度入射在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，具有低反射比，所述法线是所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线；以及所述涂层被配置为对于在所述第一波长范围内的在所述光学波导的所述块基板内行进且以高于相对于所述法线的高阈值角度的角度入射在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，具有高反...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.11 US 15/041,6641.一种装置，包括：包括块基板、输入耦合器和输出耦合器的光学波导；所述光学波导的所述块基板包括第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；所述光学波导的所述输入耦合器被配置为将在输入角度范围内且在第一波长范围内的光耦合入光学波导的块基板中；所述光学波导的输出耦合器被配置为将在输出角度范围内且在第一波长范围内的至少部分地经由全内反射(TIR)从所述输入耦合器穿过所述光学波导行进至所述输出耦合器的光从所述光学波导的所述块基板中耦合出；在所述光学波导的所述第一和第二主表面之一上的涂层；所述涂层被配置为对于在所述第一波长范围内的在所述光学波导的所述块基板内行进且以低于相对于法线的低阈值角度的角度入射在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，具有低反射比，所述法线是所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线；以及所述涂层被配置为对于在所述第一波长范围内的在所述光学波导的所述块基板内行进且以高于相对于所述法线的高阈值角度的角度入射在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，具有高反射比，所述法线是所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述低反射比为不超过百分之2；所述低阈值角度为相对于所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线不超过25度；所述高反射比为至少百分之50；以及所述高阈值角度为相对于所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线至少30度。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述涂层包括具有在1.3和2.2之间的不同折射率的两种或更多种不同材料的交替层。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述具有在1.3和2.2之间的不同折射率的两种或更多种不同材料的交替层中的至少一些具有彼此不同的厚度，所述厚度被选择以提供：对于在所述第一波长范围内的以低于相对于所述法线的所述低阈值角度的角度入射在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，不超过百分之2的低反射比，所述法线是所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线，以及对于在所述第一波长范围内的以高于相对于所述法线的高阈值角度的角度入射在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，至少百分之50的高反射比，所述法线是所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述涂层包括：二氧化硅和二氧化钛的交替层；二氧化硅和氧化铝的交替层；或二氧化硅、二氧化钛和氧化铝的交替层。6.如权利要求1－5中的任一项所述的装置，其特征在于：所述低反射比为不超过百分之2；所述低阈值角度为相对于所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线不超过25度；所述高反射比为至少百分之75；以及所述高阈值角度为相对于所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线至少30度。7.如权利要求1-5中的任一项所述的装置，其特征在于，在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的所述一个主表面上的所述涂层具有优先极化取向，允许所述涂层对于在第一波长范围内的在所述光学波导的块基板内行进且以低于相对于所述法线不超过25度的所述低阈值角度的角度入射在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，具有不超过百分之2的低反射比，所述法线是所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线；并且允许在所述光学波导的第一和第二主表面中的所述主表面上的涂层对于在所述第一波长范围内的在所述光学波导的块基板内行进且以高于相对于所述法线至少30度的所述高阈值角度的角度入射在所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面上的光来说，具有至少百分之50的高反射比，所述法线是所述光学波导的所述第一和第二主表面中的其上置有所述涂层的所述一个主表面的法线。8.如权利要求1-5中的任一项所述的装置，其特征在于，所述第一波长范围包括红色波长范围、绿色波长范围或蓝色波长范围之一。9.如权利要求1-5中的任一项所述的装置，其特征在于，所述第一波长范围包括绿色波长范围和蓝色波长范围这两者。10.如权利要求1-5中的任一项所述的装置，其特征在于，所述光学波导包括第一光学波导，并且所述涂层包括第一涂层，并且其中所述装置还包括：显示引擎，被配置为产生在所述第一波长范围内的光和在与所述第一波长范围不同的第二波长范围内的光的图像，并且其中：邻近所述第一光学波导的第二光学波导，所述第二光学波导包括块基板、输入耦合器和输出耦合器；所述第二光学波导的所述块基板包括第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面；所述第二光学波导的所述输入耦合器被配置为将由所述显示引擎产生的所述图像的在所述输入角度范围内且在所述第二波长范围内的光耦合入所述第二光学波导的所述块基板；所述第二光学波导的所述输出耦合器被配置为将所述图像的在所述输出角度范围内且在所述第二波长范围内的至少部分地经由TIR从所述输入耦合器穿过所述第二光学波导行进至所述输出耦合器的光从所述第二光学波导的所述块基板中耦合出；以及其中，所述第一涂层在所述第一光学波导的所述第一和第二主表面的最接近所述第二光学波导的一个主表面上。11.如权利要求10所述的装置，其特征在于：由所述显示引擎产生的所述图像还包括在与所述第一和第二波长范围不同的第三波长范围内的光；所述第一和第二光学波导是波导组装件的部分，所述波导组装件还包括相邻所述第二光学波导安置的第三光学波导；所述第三光学波导包括块基板、输入耦合器和输出耦合器；所述第三光学波导的所述输入耦合器被配置为将由所述显示引擎产生的所述图像的在所述输入角度范...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·沃尔，T·瓦柳斯，P·皮蒂拉，K·奥卡，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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