[发明专利]具有用于再循环光的外围侧面几何形状的波导

说明书

一种用于将与输入光瞳相关联的图像复制到输出光瞳的装置包括光波导，该光波导包括体衬底、输入耦合器和输出耦合器。体衬底包括第一主侧面和第二主侧面以及外围侧面。输入耦合器将与图像相对应的光耦合到波导中，该图像与输入光瞳相关联。输出耦合器将至少部分通过TIR从输入耦合器到输出耦合器行进通过波导的、与图像相对应的光耦合出波导。至少一个外围侧面包括限定相对于彼此成45度角的第一平面和第二平面的第一表面和第二表面。这样的外围侧面提供了否则将通过外围侧面泄漏出波导的光的有效再循环。

背景技术

可以利用透明或半透明显示器来实现各种类型的计算、娱乐和/或移动设备，设备的用户可以通过该显示器查看周围环境。可以称为透视、混合现实显示设备系统或增强现实(AR)系统的这种设备使得用户能够透过设备的透明或半透明显示器来查看周围环境，并且还看到被生成用于显示以呈现为周围环境的一部分和/或覆盖在周围环境上的虚拟对象(例如，文本、图形、视频等)的图像。可以实现为头戴式显示器(HMD)眼镜或其他可穿戴的显示设备(但不限于此)的这些设备通常利用光波导来将例如由显示引擎产生的图像复制到设备的用户可以在增强现实环境中查看图像作为虚拟图像的位置。由于这仍然是一种新兴的技术，因此存在与利用波导向用户显示虚拟对象的图像相关联的某些挑战。

发明内容

本文中描述了再循环光的装置、方法和系统，否则这些光可能耦合出光波导的外围侧面。某些这样的实施例涉及一种用于将与输入光瞳相关联的图像复制到输出光瞳的装置。这种装置包括光波导，该光波导包括体衬底、输入耦合器和输出耦合器。光波导的体衬底包括第一主侧面、与第一主侧面相对的第二主侧面、以及可以在第一主侧面与第二主侧面之间延伸的外围侧面。光波导的输入耦合器被配置为将与图像相对应的光耦合到光波导的体衬底中，该图像与输入光瞳相关联。光波导的输出耦合器被配置为将至少部分通过全内反射(TIR)从输入耦合器到输出耦合器行进通过光波导的、与图像相对应的光耦合出光波导的体衬底。光波导的体衬底的至少一个外围侧面包括限定相对于彼此成45度角的第一平面和第二平面的第一表面和第二表面。这样的外围侧面提供否则可能不期望地通过外围侧面泄漏出光波导的光的有效的再循环。

提供本“发明内容”是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的“具体实施方式”中进一步描述。本“发明内容”不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

附图说明

图1A、1B和1C分别是可以用于将与输入光瞳相关联的图像复制到扩展的输出光瞳的示例性波导的正视图、俯视图和侧视图。

图2是参考图1A、1B和1C介绍的示例性波导的侧视图，并且还示出了生成包括通过输入耦合器耦合到波导中的角度内容的图像的显示引擎，并且还示出了正在观看靠近输出耦合器的眼动范围内的图像的眼睛。

图3是类似于图2的侧视图，但是示出了相对于第一主侧面和第二主侧面精确地为90度的、涂覆有反射涂层的一个外围侧面。

图4是类似于图2和3的侧视图，但是示出了相对于第一主侧面和第二主侧面并非精确地为90度的、涂覆有反射涂层的一个外围侧面。

图5是根据本技术的一个实施例的包括具有有效地再循环光的几何形状的外围侧面的波导的侧视图，

图6是根据本技术的一个实施例的包括具有有效地再循环光的几何形状的外围侧面的波导的一部分的透视图，并且更具体地，外围侧面包括为平面的并且与第一平面共同延伸的第一表面、为平面的并且与第二平面共同延伸的第二表面、以及在第一表面与第二表面之间延伸的第三表面，其中第一平面和第二平面相对于彼此成45度。