本发明专利技术提供了一种光学器件、系统及光学设备，包含第一光学器件，所述第一光学器件具有多个表面，所述第一光学器件具有输入输出接口；至少一个所述输入输出接口连接光学调制器件，至少一个光学调制器件在调制所述输入输出接口输出的光线之后将光线引导回所述第一光学器件。本发明专利技术通过结合传统的透镜系统与波导本身的优势，可以在较小的体积内实现多组透镜/反射镜对光线调制的功能，从而实现超轻便的光学系统/器件的设计与制造，可以应用于各种与光或电磁波调制相关领域中。
【技术实现步骤摘要】
光学器件、系统及光学设备
本专利技术涉及光学器件、系统及设备领域，具体地，涉及一种光学器件、系统及光学设备。
技术介绍
光学设计中为了对光线进行调制(例如压缩或扩展，聚焦等)，往往需要使被光线器件(例如透镜)调制的光线传播一定的距离，从而导致整个光学系统必须占据一定的空间大小。在一些对体积较为敏感的应用中，例如头戴式的AR/VR系统，手机、穿戴式设备的照相镜头等，压缩光学系统的体积是一个设计难题。正如专利文献“能扩瞳且出光均匀的衍射波导”(CN111123524A)，波导基体、入射光栅、均光光栅阵列和出射光栅；其中，所述入射光栅、所述均光光栅阵列和所述出射光栅依次间隔排列设置在所述波导基体的表面，所述入射光栅经所述均光光栅阵列至所述出射光栅形成传输光路。通过在入射光栅与出射光栅之间的波导基体上设置均光光栅阵列，使入射光栅的光经均光光栅阵列进入出射光栅。现有技术往往通过波导系统(例如衍射波导，阵列式波导等)来实现，但上述波导本身只具备扩瞳能力，并不能替代透镜/反射镜等光学器件来实现对光线的压缩或扩展等调制功能。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种光学器件、系统及光学设备，将光学设计中的各个器件集成在一起，压缩光路大小，减小器件/系统体积。根据本专利技术提供的一种光学器件，包含第一光学器件，所述第一光学器件具有多个表面，所述第一光学器件具有输入输出接口；至少一个所述输入输出接口连接光学调制器件，至少一个光学调制器件在调制所述输入输出接口输出的光线之后将光线引导回所述第一光学器件。优选地，所述光线在所述第一光学器件中传播。优选地，所述多个表面中有至少两个表面相互平行。优选地，所述多个表面中的至少两个表面具有预设的角度(例如三角形或楔形结构)和/或所述至少两个表面中至少一个表面为曲面(例如锥面，或者横截面为抛物线的锥面等)。优选地，所述表面的不同区段分别镀有一种或多种薄膜。优选地，所述薄膜为增透、增反、微结构(例如微棱镜、微透镜等)、光栅(衍射结构)、偏振相关、波长选择、角度选择中的任一种或任多种。优选地，所述光线在所述第一光学器件内部至少经历一次全反射/或反射。可以是光线入射到器件表面的角度大于全反射角(器件折射率及器件外部介质折射率决定，外部介质可以是空气，此时无需镀膜)，光线全反射也可以是在器件表面镀了增反性质的薄膜(例如使其表面成为镜面)，使光线完全的反射回第一光线器件内部。优选地，所述第一光学器件为波导器件，所述光线在波导中全反射传播。优选地，所述波导器件的至少两个表面平行或不平行。优选地，波导表面的夹角和/或面型使得：从所述输入输出接口上耦合出第一光学器件的光线本次耦合出第一光学器件之前或在所述光线上一次耦合入第一光学器件至本次耦合出第一光学器件之间，在第一光学器件内经历的反射次数相同。优选地，所述输入输出接口包含光选择性设计。优选地，所述光选择性设计包括对输入光的角度、偏振方向、波长、以及输入/输出的时间点(例如前一时间周期允许输入，下一时间周期不允许输入，再下一时间周期允许输入，交错罔替，或根据外部信号控制)的任一种或任多种进行筛选。优选地，所述输入输出接口镀有薄膜。优选地，所述输入输出接口镀有折射率渐变的薄膜和/或分区镀有不同折射率的薄膜。优选地，所述薄膜使得：从所述输入输出接口上耦合出第一光学器件的光线本次耦合出第一光学器件之前或在所述光线上一次耦合入第一光学器件至本次耦合出第一光学器件之间，在第一光学器件内经历的反射次数相同。优选地，所述薄膜结合第一光学器件的表面之间的夹角和/或面型使得：从所述输入输出接口上耦合出第一光学器件的光线本次耦合出第一光学器件之前或在所述光线上一次耦合入第一光学器件至本次耦合出第一光学器件之间，在第一光学器件内经历的反射次数相同。优选地，所述输入输出接口包括下述情况的至少其中之一：制备有衍射光栅(表面光栅或体光栅)、使用棱镜、使用偏振棱镜、使用微透镜/微棱镜/微反射镜及这些微结构组成的阵列、使用三角棱镜、使用三角反射镜、使用偏振片、使用滤光片。优选地，所述光学调制器件包括反射镜、微反射镜、微反射镜阵列、透镜、微透镜、微透镜阵列、棱镜、微棱镜、微棱镜阵列、衍射器件、光栅器件、波片、偏振片、旋光器件、滤光片中的任一种或任多种。优选地，所述光学调制器件包括空间光调制器。优选地，所述空间光调制器包括LCoS，DMD，OLED，Microled、微振镜中的任一种或任多种。优选地，所述空间光调制器使用强度和/或相位调制。优选地，所述空间光调制器能够根据外部信号做动态调制。优选地，所述第一光学器件通过所述输入输出接口由多个光学器件拼接而成。优选地，所述拼接的形状包括呈一定角度的L型折叠拼接或Z型堆叠拼接。优选地，拼接在一起的光学器件参数可以相同，也可以不同。优选地，所述参数包括厚度、长度、表面的夹角、表面的面型、材料、镀膜的任一种或任多种。优选地，所述输入输出接口连接感光元器件，包括：胶片、CCD、CMOS的至少其中之一。优选地，所述第一光学器件具有多个输入输出接口，光线从不同的输入输出接口输入和/或输出。优选地，所述第一光学器件具有多个输入输出接口，光线从不同的输入输出接口动态选择性输入或输出。优选地，在所述第一光学器件的一个输入输出接口，可以连接感光元器件，包括但不限于CCD、CMOS、胶片等，从而可以利用光路可逆原理将所述器件应用做摄影摄像镜头，或在作为成像光学器件的同时(例如AR/VR等设备)作为摄影摄像器件，提供复用性减小器件/系统/设备体积。根据本专利技术提供的一种光学系统，包含第一光学器件，所述第一光学器件具有多个表面，所述第一光学器件具有输入输出接口；至少一个所述输入输出接口连接光学调制器件，至少一个光学调制器件在调制所述输入输出接口输出的光线之后将光线引导回所述第一光学器件。根据本专利技术提供的一种光学系统，包括上述的光学器件。根据本专利技术提供的一种光学设备，包括上述的光学器件和系统。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术通过结合传统的透镜系统与波导本身的优势，可以在较小的体积内实现多组透镜/反射镜对光线调制的功能，从而实现超轻便的光学系统/器件的设计与制造，可以应用于各种与光或电磁波调制相关领域中。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为现有透镜光路示意图；图2为实施例1的光学器件的一种示意图(可以等效于图1中的现有透镜光路)；图3为实施例1的光学器件的另一种示意图；图4为实施例2的等效光学示意图；图5为实施例2的光学器件的示意图；图6为实施例3的光学器件的示意图；图7为实施例4的光学器件的示意图；图8为楔形/锥本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光学器件，其特征在于，包含第一光学器件，所述第一光学器件具有多个表面，所述第一光学器件具有输入输出接口；/n至少一个所述输入输出接口连接光学调制器件，至少一个光学调制器件在调制所述输入输出接口输出的光线之后将光线引导回所述第一光学器件。/n
【技术特征摘要】
1.一种光学器件，其特征在于，包含第一光学器件，所述第一光学器件具有多个表面，所述第一光学器件具有输入输出接口；
至少一个所述输入输出接口连接光学调制器件，至少一个光学调制器件在调制所述输入输出接口输出的光线之后将光线引导回所述第一光学器件。
2.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述光线在所述第一光学器件中传播。
3.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述多个表面中有至少两个表面相互平行。
4.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述多个表面中的至少两个表面具有预设的角度和/或所述至少两个表面中至少一个表面为曲面。
5.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述表面的不同区段分别镀有一种或多种薄膜。
6.根据权利要求5所述的光学器件，其特征在于，所述薄膜为增透、增反、微结构、光栅、偏振相关、波长选择、角度选择中的任一种或任多种。
7.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述光线在所述第一光学器件内部至少经历一次全反射/或反射。
8.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述第一光学器件为波导器件，所述光线在波导中全反射传播。
9.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述输入输出接口包含光选择性设计。
10.根据权利要求9所述的光学器件，其特征在于，所述光选择性设计包括对输入光的角度、偏振方向、波长、输入/输出的时间点的任一种或任多种进行筛选。
11.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述输入输出接口镀有薄膜。
12.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述输入输出接口镀有折射率渐变的薄膜和/或分区镀有不同折射率的薄膜。
13.根据权利要求12所述的光学器件，其特征在于，所述薄膜使得：从所述输入输出接口上耦合出第一光学器件的光线本次耦合出第一光学器件之前或在所述光线上一次耦合入第一光学器件至本次耦合出第一光学器件之间，在第一光学器件内经历的反射次数相同。
14.根据权利要求4所述的光学器件，其特征在于，所述预设角度或曲面面型使得：从所述输入输出接口上耦合出第一光学器件的光线本次耦合出第一光学器件之前或在所述光线上一次耦合入第一光学器件至本次耦合出第一光学器件之间，在第一光学器件内经历的反射次数相同。
15.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：谈顺毅，
申请(专利权)人：上海慧希电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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