近日，美國專利商標局正式揭曉了谷歌的一項創新專利申請——「帶大眼盒的弧形薄型透明波導」，專利號為 20240427150。此專利旨在解決眼鏡顯示設備中常見的雜散光問題，通過優化波導設計，進一步拓寬用戶的視覺體驗範圍（Eyebox），同時大幅減少圖像偽影。
傳統上，微顯示器向用戶眼睛傳輸的光線需經波導片多次反射、折射等複雜過程，這一過程易產生雜散光，進而影響圖像對比度和清晰度，甚至導致視野中出現模糊和重影。谷歌的新專利則提出了一種創新的解決方案，即設計一款獨特的彎曲波導結構。
該彎曲波導的特別之處在於，其輸入耦合器較波導本身更為厚實，而輸出耦合器則以特定角度與波導相連。在某些實施案例中，該裝置還配備有承載透鏡的框架，其中波導的一部分及輸入耦合器的首部分嵌入透鏡內，而輸入耦合器的其餘部分則置於框架之中。此外，輸入耦合器的設計也頗具匠心，其首部分採用球形 eye-side 表面，而第二部分則採用非球形 eye-side 表面，以進一步優化光線傳輸效果。
更為先進的是，谷歌還引入了偏振光源與半波片（HWP）相結合的技術，以有效調暗波導中的側圖像。
具體而言，穿過波導以形成主圖像的光線會在波導內經歷偶數次反彈，而形成側圖像的光線則經歷奇數次反彈。HWP 能夠翻轉主圖像的輸入偏振為正交偏振，同時保留側圖像的線性偏振。在某些實施例中，HWP 被設計為彎曲形狀，並置于波導的眼睛側或世界側。隨後，主圖像光線被引導至介電鏡，該鏡作為弱分析器，能夠將側圖像調暗一個數量級，從而顯著提升圖像質量。
為了直觀展示這一技術的優勢，谷歌還提供了多幅示意圖，包括顯示系統框架圖、彎曲波導示意圖、Eyebox 等效大小圖以及具有間隙以減輕偽影的顯示系統示意圖等。這些圖表不僅詳細描繪了專利技術的核心構造，還直觀展現了其在提升視覺體驗方面的顯著效果。
