参数确定方法、设备、组件、头戴显示设备及存储介质与流程

本发明涉及光学，尤其涉及参数确定方法、设备、组件、头戴显示设备及存储介质。

背景技术：

1、超表面是指一种具有特殊结构的光学材料表面，用于实现对特定波长或特定入射角度的光线进行相位调节。

2、衍射光波导是一种基于衍射效应的光波导结构，通过控制光的衍射来实现光的传输和耦合。常见的衍射光波导通过光栅对光线进行耦入和耦出，但随着超表面对物理场的调控能力被更广泛应用，最近也有一些基于超表面的衍射光波导元器件。

3、在耦出区域，虽然超表面和光栅的机制不完全相同，但同样作为衍射器件，当环境中出现亮光时，如室内的灯管，这些环境光同样可以通过耦出区域的超表面衍射进入人眼，形成炫光，从而影响虚拟图像的清晰度和质量。

4、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种参数确定方法、设备、组件、头戴显示设备及存储介质，旨在解决环境光干扰虚拟图像的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种超表面光波导系统组件的参数确定方法，所述超表面光波导系统组件的参数确定方法包括以下步骤：

3、获取超表面光波导系统的耦出区域的耦出相位分布数据；

4、根据所述耦出相位分布数据对应的补偿相位分布数据，以及补偿超表面对应的超表面结构类型，确定所述补偿超表面中各个超表面结构的结构参数。

5、可选地，所述根据所述耦出相位分布数据对应的补偿相位分布数据，以及补偿超表面对应的超表面结构类型，确定所述补偿超表面中各个超表面结构的结构参数的步骤包括：

6、当所述耦出区域和所述补偿超表面的间隔距离大于波长时，根据夫琅禾费衍射公式，计算所述耦出区域和所述补偿超表面之间的远场传播相位；

7、将所述远场传播相位与所述耦出相位分布数据对应的补偿相位分布数据进行叠加，得到远场补偿相位分布数据；

8、根据所述远场补偿相位分布数据以及补偿超表面对应的超表面结构类型，确定所述补偿超表面中各个超表面结构的结构参数。

9、可选地，所述根据所述耦出相位分布数据对应的补偿相位分布数据，以及补偿超表面对应的超表面结构类型，确定所述补偿超表面中各个超表面结构的结构参数的步骤包括：

10、当所述耦出区域和所述补偿超表面的间隔距离大于零，且小于或等于波长时，根据菲涅尔衍射公式，计算所述耦出区域和所述补偿超表面之间的近场传播相位；

11、将所述近场传播相位与所述耦出相位分布数据对应的补偿相位分布数据进行叠加，得到近场补偿相位分布数据；

12、根据所述近场补偿相位分布数据以及补偿超表面对应的超表面结构类型，确定所述补偿超表面中各个超表面结构的结构参数。

13、可选地，所述根据所述耦出相位分布数据对应的补偿相位分布数据，以及补偿超表面对应的超表面结构类型，确定所述补偿超表面中各个超表面结构的结构参数的步骤之后，包括：

14、获取耦入所述超表面光波导系统的补偿超表面的入射光亮度，以及耦出所述超表面光波导系统的耦出区域的出射光亮度；

15、根据所述入射光亮度和所述出射光亮度的比值，确定所述超表面光波导系统的光抑制率；

16、若所述光抑制率高于预设阈值，则通过调整液晶相位板中液晶分子的排列状态，改变所述超表面光波导系统的补偿超表面、耦出区域和光波导的相位差，跳转执行所述获取耦入所述超表面光波导系统的补偿超表面的入射光亮度，以及耦出所述超表面光波导系统的耦出区域的出射光亮度的步骤。

17、可选地，所述根据所述耦出相位分布数据对应的补偿相位分布数据，以及补偿超表面对应的超表面结构类型，确定所述补偿超表面中各个超表面结构的结构参数的步骤包括：

18、获取选定的超表面结构类型，通过电磁仿真确定所述超表面结构类型对应的结构参数和相位之间的映射关系；

19、将所述耦出相位分布数据对应的补偿相位分布数据代入所述映射关系，确定所述补偿超表面中各个超表面结构的结构参数。

20、可选地，所述将所述耦出相位分布数据对应的补偿相位分布数据代入所述映射关系，确定所述补偿超表面中各个超表面结构的结构参数的步骤之前，包括：

21、根据所述结构参数和相位之间的映射关系，确定所述超表面结构类型的相位调节范围；

22、若所述相位调节范围满足相位调节周期，则执行所述将所述耦出相位分布数据对应的补偿相位分布数据代入所述映射关系，确定所述补偿超表面中各个超表面结构的结构参数的步骤。

23、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种超表面光波导系统组件，包括：

24、补偿超表面，用于将入射的环境光衍射为的±1级次和0级次的衍射光；光波导，用于传播所述补偿超表面衍射出的±1级次和0级次的衍射光；

25、耦出区域，用于衍射所述光波导传播的±1级次和0级次的衍射光，其中，0级次的衍射光被所述耦出区域衍射为多个不同级次出射光，±1级次的衍射光被所述耦出区域衍射为与所述环境光平行的出射光。

26、可选地，所述光波导为透射式超表面光波导；所述超表面光波导系统组件还包括：

27、衬底和空气层，所述补偿超表面设置于所述衬底的世界侧，所述空气层设置于所述衬底和所述透射式超表面光波导之间，所述耦出区域设置于所述透射式超表面光波导远离所述空气层的一侧。

28、可选地，所述光波导为反射式超表面光波导；所述超表面光波导系统组件还包括：

29、衬底，所述耦出区域设置于所述衬底与所述反射式超表面光波导之间，所述补偿超表面设置于所述衬底远离所述耦出区域的一侧。

30、可选地，所述衬底与所述耦出区域之间还设置有空气层。

31、可选地，所述光波导为反射式超表面光波导；所述超表面光波导系统组件还包括：

32、膜层，所述耦出区域设置于所述膜层与所述反射式超表面光波导之间，所述补偿超表面设置于所述膜层远离所述耦出区域的一侧。

33、本发明实施例提供一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括：

34、壳体；以及

35、所述的超表面光波导系统组件。

36、其中，所述补偿超表面的参数由所述的超表面光波导系统组件的参数确定方法的步骤进行确定。

37、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种超表面光波导系统组件的参数确定设备，所述超表面光波导系统组件的参数确定设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的超表面光波导系统组件的参数确定程序，所述超表面光波导系统组件的参数确定程序配置为实现所述的超表面光波导系统组件的参数确定方法的步骤。

38、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有超表面光波导系统组件的参数确定程序，所述超表面光波导系统组件的参数确定程序被处理器执行时实现所述的超表面光波导系统组件的参数确定方法的步骤。

39、在本技术提供的一个技术方案中，直接获取耦出区域的耦出相位分布数据，然后根据对应的补偿相位分布数据，结合补偿超表面所采用的超表面结构的类型，确定各个超表面结构的结构参数。本方案以耦出区域超表面的全部级次的相位为标准，确定补偿超表面的参数，实现耦出区域和补偿区域的严格相位补偿。这样，光线依次经过补偿区域和耦出区域，所发生的相位变化完全抵消，即入射光和出射光的方向相同，此时光线不会进入人眼，进而实现了炫光的抑制效果。