本实用新型公开了一种光波导装置,包括波导基底和设置在波导基底上的耦出光栅,所述耦出光栅内包括第一区域,所述耦出光栅内和/或所述耦出光栅外包括第二区域,所述第一区域与所述第二区域相邻接且具有不同的耦出能量,所述第一区域和所述第二区域之间形成有过渡边界带;所述过渡边界带中设置有从第一区域的边缘朝向第二区域延伸的多个第一凸出部;在所述过渡边界带与所述第一区域相连接的第一边界线上,多个第一凸出部依次设置且任意相邻的两个第一凸出部之间形成第一凹陷部。本实用新型的方案通过设置过渡边界带,使得第一区域和第二区域之间的耦出能量差异能够平缓过渡,由此能够有效地缓解人眼感知分区边界的存在,提升用户使用体验感。
背景技术
在增强现实(Augmented reality,AR)、混合现实(Mixed reality,MR)领域,相比Bird Bath(BB,半反半透式)、虫眼(离轴反射式)、自由曲面棱镜等显示方案,光波导方案更轻薄、眼盒更大,因此有更广阔的应用前景。衍射光波导方案中,光引擎投影至光波导的自由空间光束(虚拟图像)由耦入区转换成在光波导基底中以全反射形式传输的光束,耦出区执行逆过程,将以全反射形式传输的光束部分转换为自由空间光束被人眼所接收;另一方面,外界真实世界的环境光(真实图像)入射至光波导后,经无结构区透射或经耦出区零级透射被人眼所接收,由此虚拟图像与真实图像相互叠加到达人眼。
为了提升人眼在眼盒位置观察不同视场耦出时的均匀性,耦出区的耦出光栅通常有一个以上的子分区,人眼在眼盒内移动时,在耦出光栅边界处的耦出能量会发生突变,会使得人眼能明显感知到亮度差异。以图1a和1b示出的耦出光栅存在两个子分区为例,如图1a中,子分区1耦出能量较多,而子分区2耦出能量较少假设为0(仅用于示例说明,不用于限制本实用新型),图中虚线圆圈表示人眼瞳孔。当人眼瞳孔中心位于子分区1的A位置时(瞳孔轮廓与两个子分区边界相切),人眼感知亮度与瞳孔位于子分区1内部一样,都达到最大值;当人眼瞳孔中心移动至B位置时,人眼感知亮度降至一半;当人眼瞳孔中心移动至子分区2的C位置时(瞳孔轮廓与两个子分区边界相切),人眼感知亮度为0。图2为对应于图1a的光栅分区结构中人眼感知亮度的曲线图,如图2,人眼瞳孔在B位置时感知亮度曲线斜率陡峭,人眼能明显感知到边界的存在,导致用户体验感不佳。
实现思路