CN112485865B - 光波导装置、图像处理装置及显示设备 - Google Patents

Abstract

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。

Description

光波导装置、图像处理装置及显示设备

技术领域

本公开涉及光学传输技术领域，尤其涉及一种光波导装置、图像处理装置及显示设备。

背景技术

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。

发明内容

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(terminal equipment)、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(Session Initiation Protocol，SIP)电话、无线本地环路(Wireless Local Loop，WLL)站、个人数字处理(Personal Digital Assistant，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(Public Land Mobile Network，PLMN)中的终端设备等，本公开实施例对此并不限定。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/“，表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本公开实施例中出现的“多个”或“N个”是指两个或两个以上。本公开实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本公开实施例中对个数的特别限定，不能构成对本公开实施例的任何限制。

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。所述装置可以应用于透明显示器、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、车载抬头显示器等任意光显示设备中。具体的，如图1所示，沿光线传播反向，所述装置依次可以包括输入耦合单元101、转折单元102、输出耦合单元103。

所述输入耦合单元101可以包括N个输入耦合分区couple-in，所述N个输入耦合分区couple-in可以用于输入N个不同视场的光线，N≥2。

所述转折单元102与所述输入耦合单元101耦合，可以用于对所述N个不同视场的光线进行转向处理。

所述输出耦合单元103与所述转折单元102耦合，用于输出经所述转向处理后的光线。

其中，所述输入耦合分区的分区数可以根据实际需要确定，可以是任意大于或等于2的自然数。

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。如图2所示，本公开一种实施例中，所述输入耦合单元可以包括4个输入耦合分区In_1、In_2、In_3、In_4。当然，图2所示的分区的数量和形状都是示例性的。在本公开其他实施例中，所示输入耦合分区的数量也可以是2个、3个、5个等任意其他大于或等于2的自然数，所述输入耦合分区的尺寸和形状也可以是其他任意尺寸和形状，各输入耦合分区可以处于同一平面也可以处于不同平面。

总之，在本公开其他实施例中，所述输入耦合分区的分区数、形状、尺寸、是否位于同一平面等设定都可以以能够满足实际的视场FOV大小需求为标准设定，具体的，本公开对此不作限定。

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。如图2、图3所示，箭头方向表示光传播方向，所示4个输入耦合分区可以分别包括4种不同结构的衍射光栅，可以将4个不同视场的光线以不同的方向输入。当然，对于本公开其他实施例中输入耦合分区为其他数量的情况，对应的N个输入耦合分区可以分别采用N种不同结构的光栅，对应将N个不同视场的光线以N个不同的方向输入。

其中，所述衍射光栅可以包括但不限于表面浮雕光栅、体光栅中的任意一种或多种。

对于上述各实施例提供的输入耦合单元的分区设置，对于整个输入耦合光栅区域，由于每种特定的光栅结构，仅对一定的角度范围内的光有衍射效率，也就是说只有很少的一部分光能被有效的耦合到波导中，导致能被看到的画面就很小。对此，可以对输入耦合光栅部分进行划分区域，对不同的区域的光栅进行不同结构的设计，来最大化实现耦合更大的角度。对于划分的区域，可以采用目前已经广泛应用的衍射光栅(表面浮雕光栅、体光栅等)，不用的区域部分采用不同的光栅设计，可以对光栅的周期、倾斜角度、厚度等其他参数的设计来尽可能大的增大进入光波导的视场FOV。

本公开一种实施例中，所述转折单元102可以包括N个转折分区，分别与所述N个输入耦合分区耦合，所述N个转折分区分别可以用于对所述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。

其中，所述转折分区的数量N与所述输入耦合分区的数量对应，每个转折分区与一个输入耦合分区耦合。所述N个转折分区可以将N个输入耦合分区输入的N个不同视场的光线进行不同方向的转折，将N个不同视场FOV的光线进行水平扩展，并传输至对应的输出耦合区域。

进一步的，本公开一种实施例中，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。即，第一转折分区folding_1的转折光栅和/或二维光栅，与和其耦合的第一输入耦合分区In_1的衍射光栅的结构相匹配，对第一输入耦合分区In_1输入的一个视场FOV的光线进行相应的转折处理。第二转折分区folding_2的转折光栅和/或二维光栅可以与folding_1的转折光栅和/或二维光栅的结构不同，对应的，其光栅结构与和其耦合的第二输入耦合分区In_2的衍射光栅的结构相匹配，对第二输入耦合分区In_2输入的另一个视场FOV的光线进行相应的另一种不同于folding_1的转折处理。同样的，其他每个转折分区也分别与一个对应的输入耦合分区耦合且光栅结构相匹配，此处不再一一赘述，当然，所述转折分区的个数也可以是任意多个。

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。如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。如图2、图3所示，本公开一种实施例中，输入耦合分区In_1将具有一部分视场(FOV)的光源图像的光线耦合进入波导，输入的所述一部分视场的光线朝向与In_1耦合的转折分区folding_1的方向上衍射，转折分区folding_1内的光栅沟壑与入射光栅呈一定角度，使光线被转向，在转向的过程中，由于全反射的光线会与folding_1内转折光栅或二维光栅相遇好几次，每一次都会将一部分的光偏转一定的角度，另一部分的光继续沿原来方向前进，这样就实现了针对该视场的光线的水平扩瞳。对应的，folding_1的光栅使光线朝向对应In_1区域的输出耦合分区out_1，输出耦合分区out_1的光栅设计于In_1区域的光栅结构相对应，这样就可以使耦合进来的光线以同样的角度耦合出去。其他三个转折区域folding_2、folding_3、folding_4的耦合方式以及光线转折方式也与folding_1相同。当然，图2、图3中所示的folding分区以及In分区的个数、形状、尺寸、位置关系也是示例性的，本公开其他实施例中，也可以采用其他任意的个数、形状、尺寸、位置关系的设定，本公开对此不作限定。

本公开一种实施例中，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。

进一步的，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。

本例中，输出耦合单元couple-out被划分为一一对应于couple-in分区的输出耦合分区，并且与对应的输入耦合分区的光栅结构相匹配，使经过被耦合进入波导的光能被按照原来的角度耦合出，同时也被配置为在垂直方向上对光线进行扩瞳；同时，考虑到光线耦出后间距问题，可以对couple-out区域的光栅进行设计，在不改变出射角度和入射角度一致的情况下，可通过调整光栅的周期和光栅斜角等参数，使得于耦出光线间距不会太大，以至超出人眼观察范围，可以在增大视场的同时，有效控制光线的出射间距，提高用户体验。

其中，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。

如图2、图3所示，本公开一种实施例中，转折分区folding_1的光栅使光线朝向对应输入耦合分区In_1的输出耦合分区out_1传播，out_1区域的光栅设计与In_1区域的光栅结构相对应，这样就可以使耦合进来的光线以同样的角度耦出。同样的，其他三个输出耦合分区out_2、out_3、out_4也是如此，只不过每个区域的光栅结构设计不同，分别将不同的视场FOV的投影光源图像耦合进入波导和耦出。同时，考虑到光线耦出后间距太大的问题，可以从对输出耦合光栅的周期、斜角等参数设计来减小耦合到波导全反射的光线的衍射角，使耦合出的光线的间距不会太大，以至视场丢失。这样既增大了总的耦合进入波导的投影光源的FOV，也避免了光线耦出后间距太大导致视场丢失的问题。

利用上述各实施例所述的各种实施方式，可以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，还可以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。

本公开一些实施例中，所述输入耦合分区、所述转折分区、所述输出耦合分区的衍射光栅可以包括浮雕光栅、体光栅等。

基于上述光波导装置，本公开还提供一种图像处理装置，所述装置可以对各种图像或者动态图像(视频影像、动态图等)进行相应的光学处理。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，具体的，如图4所示，所述装置可以包括：

上述光波导装置100；

图像输入单元200，与所述输入耦合单元101耦合，可以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。

采用本公开实施例所述的图像处理装置，可以增大图像处理装置的视场，并保证图像处理装置输出的图像光源的间距可控，可以有效提高图像处理效果。

基于上述光波导装置，本公开还提供一种显示设备，所述显示设备可以是任意具有显示功能的电子设备。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，具体的，如图5所示，所述显示设备可以包括：

上述光波导装置100；

图像输入单元200，与所述输入耦合单元100耦合，可以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；

显示单元300，与所述输出耦合单元103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。

本公开实施例所述的显示设备，可以是透明显示器、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。当然，在本公开其他实施例中，所述显示设备还可以是其他任意类型的显示设备。本公开实施例所述的显示设备，可以具有更大的视场，更小的输出光线间距，可以有效高提显示效果。有效提高用户体验。

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。例如，电子设备800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图6，电子设备800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。

处理组件802通常控制电子设备800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个分区，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体分区，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。

存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备800的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件806为电子设备800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备800生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件808包括在所述电子设备800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当电子设备800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口812为处理组件802和外围接口分区之间提供接口，上述外围接口分区可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为电子设备800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到电子设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为电子设备800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测电子设备800或电子设备800一个组件的位置改变，用户与电子设备800接触的存在或不存在，电子设备800方位或加速/减速和电子设备800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件816被配置为便于电子设备800和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备800可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)分区，以促进短程通信。例如，在NFC分区可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，电子设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于利用上述光波导装置。

这里参照根据本公开实施例的装置(系统)和的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，框图的每个方框以及框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个分区、程序段或指令的一部分，所述分区、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (9)

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；

其中，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；

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。

2.如权利要求1所述的一种光波导装置，其特征在于，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N个输出耦合分区分别用于输出所述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，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。

5.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，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。

6.如权利要求1所述的一种光波导装置，其特征在于，所述N个输入耦合分区位于不同平面或位于同一平面。

7.一种图像处理装置，其特征在于，所述装置包括如权利要求1至6中任意一项所述的光波导装置，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。

8.一种显示设备，其特征在于，包括如权利要求1至6中任意一项所述的光波导装置，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。

9.如权利要求8所述的一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括下述之一：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。

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