Zur Erfüllung der Anforderungen der Augmented Reality an Lichtwellenleiter mit großem Sichtfeld, Dünnheit und hoher Immersion wurde ein serienproduktionsfähiges, dünnes, transmissives Head-Mounted-Display-Optiksystem auf Basis einer arraybasierten geometrischen Dünnfilmwellenleiterstruktur entwickelt. Das System besteht aus einem Okularsystem, einem Array-Wellenleitsystem und einem Beleuchtungssystem. Die Array-Wellenleiterstruktur verwendet ein halbtransparentes, halbreflektierendes Dünnfilm-Array mit maßgeschneiderten winkelselektiven Filmsystemen als optischen Kombinator und ermöglicht so eine Pupillenerweiterung. Durch ein „Doppel-Halbwellplatten“-Polarisationmischdesign wurde die Anzeigeuniformität von 59,66 %~61,12 % bei einpolarisierter Lichtquelle auf 76,61 % (praktischer Test) verbessert. Mittels optischer Simulation und Systemdesign, basierend auf einer inländisch ausgereiften optischen Verarbeitungskette (einschließlich präzisem Schneiden, Schleifen und Polieren, komplexer Vakuumbeschichtung und präziser Klebetechnik), sowie der Einführung eines Halbwellplatten-Beschichtungsprozesses, wurden die Schlüsseltechnologien für die Serienproduktion von Array-Wellenleitern erfolgreich überwunden, Prototypen hergestellt und die Serienproduktion realisiert. Dieses Design löst das Problem, die Leistung von AR-Headsets mit der Massenproduktion zu vereinbaren, und erfüllt die Anforderungen für Konsum- und Industrieanwendungen.

Lichtwellenleiter;Augennahe Anzeige;optisches Design;Augmented Reality;Headset