[实用新型]波导装置及显示装置

说明书

本实用新型公开了一种波导装置，包括波导本体以及设置在波导本体上的第一光栅部和第二光栅部，第二光栅部用于将光线耦合入波导本体内，第一光栅部用于将在波导本体内传播的光线沿着两个方向扩展并耦合出波导本体外；第一光栅部包括沿二维方向周期性排布的光栅单元，光栅单元在第一光栅部俯视视角下边界为由至少两条曲边连接围成的形状。本波导装置中第一光栅部的光栅单元采用这种光栅单元结构，与现有技术中使用的波导相比能够降低波导装置中光栅的加工难度，能够提高加工效率、降低加工成本，更易于波导装置的批量化生产。本实用新型还公开一种显示装置。

技术领域

本实用新型涉及增强现实显示技术领域，特别是涉及一种波导装置。本实用新型还涉及一种显示装置。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，AR)技术是指通过某种技术手段为使用者在现实世界中提供额外的信息(即所谓的“增强”)，这种技术把虚拟世界的图像和现实世界的场景有机的融合在一起，通过将计算得到的信息与真实世界进行深度整合，从而给使用者提供更丰富的信息和浸入式体验。在信息时代，增强现实作为一种最直接的信息获取途径，具有极为广阔的应用场景，例如军事训练、医疗辅助、教育学习、游戏产业、娱乐艺术等等，它被广泛认为是继计算机之后的下一代计算平台。

增强现实技术可以通过很多硬件平台实现，其中最具有沉浸感的是可穿戴增强现实设备，即AR眼镜，这种方式的硬件形式是一个简单的眼镜，通过镜片表面的微结构将光线导入人眼，这种硬件实现方式最为便捷方便，是AR的主流技术。AR镜片的目的是把图像从微显示器上通过镜片引导入人眼，光栅波导方案是一种主流的技术方案，其基本原理如图1所示，波导3的表面具有光栅1和光栅2，微投影机4输出的光线被光栅1耦合入波导3，光线在波导3中以全反射进行传播，每当遇到另一光栅2时一部分光线被耦合出，耦合出光线进入人眼5，从而能够看到与微投影机4输出相同的图像，与此同时人眼5可以看到真实世界场景，两部分重叠就可以实现增强现实的功能。

然而现有技术中使用的波导，其光栅加工方式周期长、成本高并且严重依赖设备，因此很难批量化生产。

实用新型内容

鉴于以上所述，本实用新型提供一种波导装置，与现有技术相比能够降低波导装置中光栅的加工难度，能够提高加工效率、降低加工成本，更易于批量化生产。本实用新型还提供一种显示装置。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种波导装置，包括波导本体以及设置在所述波导本体上的第一光栅部和第二光栅部，所述第二光栅部用于将光线耦合入所述波导本体内，所述第一光栅部用于将在所述波导本体内传播的光线耦合出所述波导本体外；

所述第一光栅部包括沿二维方向周期性排布的光栅单元，所述光栅单元在所述第一光栅部俯视视角下边界为由至少两条曲边连接围成的形状。

优选的，所述光栅单元在所述第一光栅部俯视视角下边界为由至少两条曲边围成的形状，在所述光栅单元所处的[-cos(30°)d/2,cos(30°)d/2]×[-d/4，d/4]二维区域范围内，所述光栅单元边界满足以下方程：

其中，d是二维光栅沿两个方向的周期，△的取值范围为(0，2)。

优选的，所述光栅单元在所述第一光栅部俯视视角下边界为由三条曲边围成的形状，或者所述光栅单元在所述第一光栅部俯视视角下边界为由六条曲边围成的形状。

优选的，所述第二光栅部包括周期性排布的凸起，所述凸起相对于所述第二光栅部表面的法向倾斜。

优选的，所述凸起包括第一侧面和第二侧面。

优选的，所述第一侧面顶部和所述第二侧面顶部连接，或者所述凸起还包括将所述第一侧面顶部和所述第二侧面顶部连接的顶面。