近日，美国专利商标局正式揭晓了谷歌的一项创新专利申请——“带大眼盒的弧形薄型透明波导”，专利号为 20240427150。此专利旨在解决眼镜显示设备中常见的杂散光问题，通过优化波导设计，进一步拓宽用户的视觉体验范围（Eyebox），同时大幅减少图像伪影。
传统上，微显示器向用户眼睛传输的光线需经波导片多次反射、折射等复杂过程，这一过程易产生杂散光，进而影响图像对比度和清晰度，甚至导致视野中出现模糊和重影。谷歌的新专利则提出了一种创新的解决方案，即设计一款独特的弯曲波导结构。
该弯曲波导的特别之处在于，其输入耦合器较波导本身更为厚实，而输出耦合器则以特定角度与波导相连。在某些实施案例中，该装置还配备有承载透镜的框架，其中波导的一部分及输入耦合器的首部分嵌入透镜内，而输入耦合器的其余部分则置于框架之中。此外，输入耦合器的设计也颇具匠心，其首部分采用球形 eye-side 表面，而第二部分则采用非球形 eye-side 表面，以进一步优化光线传输效果。
更为先进的是，谷歌还引入了偏振光源与半波片（HWP）相结合的技术，以有效调暗波导中的侧图像。
具体而言，穿过波导以形成主图像的光线会在波导内经历偶数次反弹，而形成侧图像的光线则经历奇数次反弹。HWP 能够翻转主图像的输入偏振为正交偏振，同时保留侧图像的线性偏振。在某些实施例中，HWP 被设计为弯曲形状，并置于波导的眼睛侧或世界侧。随后，主图像光线被引导至介电镜，该镜作为弱分析器，能够将侧图像调暗一个数量级，从而显著提升图像质量。
为了直观展示这一技术的优势，谷歌还提供了多幅示意图，包括显示系统框架图、弯曲波导示意图、Eyebox 等效大小图以及具有间隙以减轻伪影的显示系统示意图等。这些图表不仅详细描绘了专利技术的核心构造，还直观展现了其在提升视觉体验方面的显著效果。