光波导装置、图像处理装置及显示设备制造方法及图纸

本公开涉及一种光波导装置、图像处理装置及显示设备，所述装置包括输入耦合单元、转折单元、输出耦合单元；所述输入耦合单元包括N个输入耦合分区，所述N个输入耦合分区用于输入N个不同视场的光线，N≥2；所述转折单元与所述输入耦合单元耦合，用于对所述N个不同视场的光线进行转向处理；所述输出耦合单元与所述转折单元耦合，用于输出经所述转向处理后的光线。利用本公开各实施例，可以在实现视场FOV增大的同时，有效控制输出光线的输出间距，提高用户体验。

【技术实现步骤摘要】
光波导装置、图像处理装置及显示设备
本公开涉及光学传输
，尤其涉及一种光波导装置、图像处理装置及显示设备。
技术介绍
随着科技的不断进步和人们需求的不断提高，传统的显示设备已经无法满足用户的需求，透视显示设备、混合现实显示设备、增强现实(AR)设备等新型显示技术逐渐进入人们的工作和生活中。用户不仅可以通过这些显示设备查看周围环境，还可以看到虚拟对象(例如文本、图形、视频等)的图像，这些虚拟对象看起来是周围环境的一部分和/或覆盖在周围环境上。有效地提高了用户体验。但是现有技术中，上述显示设备需要对环境光以及图像光的传输路径进行控制，这就需要光波导的参与。但是，由于光波导的入射角的限制(光栅仅对入射角在一定角度范围内的光线有衍射效率)，限制了视场FOV的大小。而且，由于光线经过光波导的多次扩瞳处理输出后的光线的间距较大，会造成人眼观看时产生光线缺失或出现暗条纹等，严重降低了用户体验。
技术实现思路
本公开提出了光波导装置、图像处理装置及显示设备，在实现视场FOV增大的同时，有效控制输出光线的输出间距，提高用户体验。根据本公开的第一方面，提供了一种光波导装置，所述装置包括输入耦合单元、转折单元、输出耦合单元；所述输入耦合单元包括N个输入耦合分区，所述N个输入耦合分区用于输入N个不同视场的光线，N≥2；所述转折单元与所述输入耦合单元耦合，用于对所述N个不同视场的光线进行转向处理；所述输出耦合单元与所述转折单元耦合，用于输出经所述转向处理后的光线。在一种可能的实现方式中，所述转折单元包括N个转折分区，分别与所述N个输入耦合分区耦合，所述N个转折分区分别用于对所述N个输入耦合分区输入的N个不同视场的光线进行转向处理。在一种可能的实现方式中，所述输出耦合单元包括N个输出耦合分区，分别与所述转折单元的N个转折分区耦合，分别用于输出所述N个转折分区转向处理的N个不同视场的光线。在一种可能的实现方式中，每个所述输入耦合分区包括衍射光栅，所述N个输入耦合分区对应的衍射光栅的结构不同；每个所述转折分区包括转折光栅和/或二维光栅，所述N个转折分区对应的光栅的结构不同，且每个所述转折分区对应的光栅的结构，与该转折分区耦合的输入耦合分区的衍射光栅的结构相匹配；每个所述输出耦合分区包括衍射光栅，所述N个输出耦合分区对应的衍射光栅的结构不同，且每个所述输出耦合分区对应的衍射光栅的结构，与该输出耦合分区通过对应的转折分区耦合的输入耦合分区对应的衍射光栅的结构相匹配。在一种可能的实现方式中，所述转折单元用于将所述N个不同视场的光线进行水平扩展，并通过转向处理将所述N个不同视场的光线传输至对应的输出耦合单元。在一种可能的实现方式中，所述输出耦合单元用于将所述N个不同视场的光线在垂直方向上进行扩瞳处理，使N个不同视场的光线以初始的入射角度输出。在一种可能的实现方式中，所述N个输入耦合分区位于不同平面或位于同一平面。根据本公开的第二方面，提供了一种图像处理装置，所述装置包括上述光波导装置，还包括：图像输入单元，与所述输入耦合单元耦合，用于将图像或动态图像光源输入至所述光波导装置，所述图像输入单元被配置为分别输入N个不同视场的图像或动态图像的光线至所述N个输入耦合分区。根据本公开的第三方面，提供了一种显示设备，包括上述光波导装置，还包括：图像输入单元，与所述输入耦合单元耦合，用于将图像或动态图像光源输入至所述光波导装置，所述图像输入单元被配置为分别输入N个不同视场的图像或动态图像光线至所述N个输入耦合分区；显示单元，与所述输出耦合单元光电耦合和/或光耦合，用于显示所述输出耦合单元输出的光线对应的图像或动态图像。在一种可能的实现方式中，所述显示设备至少包括透明显示器、半透明显示器、透视显示设备、混合现实显示设备、增强现实(AR)设备、平面显示器、头戴式显示器、车载抬头显示器中的任意一种或多种。根据本公开的各方面的实施例提供的实施方式，通过所述输入耦合单元的多个输入耦合分区，可以将多个不同视场的光线输入光波导，可以直接有效地增大视场FOV。进一步的，通过对应的所述转折单元的多个转折分区，可以实现有效的水平扩瞳，再经过对应的多个输出耦合分区的保持光线的初始传输方向，可以减小输出光线的间距，使用户的肉眼更完整地感应到输出光线。在实现视场FOV增大的同时，有效控制输出光线的输出间距，可以有效提高用户体验。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。图1示出本公开一种实施例提供的一种光波导装置的模块结构示意图。图2示出本公开一种实施例提供的一种光波导装置的分区示意图。图3示出本公开一种实施例提供的一种光波导装置的光传播示意图。图4示出本公开一种实施例提供的一种图像处理装置的模块结构示意图。图5示出本公开一种实施例提供的一种显示设备的模块结构示意图。图6是根据一示例性实施例示出的一种采用上述光波导装置的电子设备800的框图。具体实施方式以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。本公开实施例中的显示设备或电子设备可以指各种形式的透明显示器、半透明显示器、透视显示设备、混合现实显示设备、增强现实(AR)设备、平面显示器、头戴式显示器、车载抬头显示器、接入终端、用户单元、用户设备、用户站、移动站、移动台(MobileStation，MS)、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端设备(terminalequipment)、无线通信设备、用户代理或用户装置。电子设备还可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(SessionInitiationProtocol，SIP)电话、无线本地环路(WirelessLocalLoop，WLL)站、个人数字处理(PersonalDigitalAssistant，PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备，未来5G网络中的用户设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络(PublicLandMobileNetwork，PLMN)中的终端设备等，本公开实施例对此并不限定。应理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光波导装置，其特征在于，所述装置包括输入耦合单元、转折单元、输出耦合单元；/n所述输入耦合单元包括N个输入耦合分区，所述N个输入耦合分区用于输入N个不同视场的光线，N≥2；/n所述转折单元与所述输入耦合单元耦合，用于对所述N个不同视场的光线进行转向处理；/n所述输出耦合单元与所述转折单元耦合，用于输出经所述转向处理后的光线。/n

【技术特征摘要】
1.一种光波导装置，其特征在于，所述装置包括输入耦合单元、转折单元、输出耦合单元；
所述输入耦合单元包括N个输入耦合分区，所述N个输入耦合分区用于输入N个不同视场的光线，N≥2；
所述转折单元与所述输入耦合单元耦合，用于对所述N个不同视场的光线进行转向处理；
所述输出耦合单元与所述转折单元耦合，用于输出经所述转向处理后的光线。


2.如权利要求1所述的一种光波导装置，其特征在于，所述转折单元包括N个转折分区，分别与所述N个输入耦合分区耦合，所述N个转折分区分别用于对所述N个输入耦合分区输入的N个不同视场的光线进行转向处理。


3.如权利要求2所述的一种光波导装置，其特征在于，所述输出耦合单元包括N个输出耦合分区，分别与所述转折单元的N个转折分区耦合，分别用于输出所述N个转折分区转向处理的N个不同视场的光线。


4.如权利要求1至3中任意一项所述的一种光波导装置，其特征在于，每个所述输入耦合分区包括衍射光栅，所述N个输入耦合分区对应的衍射光栅的结构不同；
每个所述转折分区包括转折光栅和/或二维光栅，所述N个转折分区对应的光栅的结构不同，且每个所述转折分区对应的光栅的结构，与该转折分区耦合的输入耦合分区的衍射光栅的结构相匹配；
每个所述输出耦合分区包括衍射光栅，所述N个输出耦合分区对应的衍射光栅的结构不同，且每个所述输出耦合分区对应的衍射光栅的结构，与该输出耦合分区通过对应的转折分区耦合的输入耦合分区对应的衍射光栅的结构相匹配。


5.如权利要求1至3中任意一项所述的一种光波...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁毅，张卓鹏，魏一振，陈达如，
申请(专利权)人：杭州光粒科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33