一种光学扩展波导制造技术

本发明专利技术公开了一种光学扩展波导，其中第一波导基体使得进入第一波导基体的光束沿着第一维方向扩展，第一波导基体包括依次布置的多个第一反射面，使至少部分光耦合入第二波导基体；第二波导基体使得进入第二波导基体的光束沿着第二维方向扩展，第二波导基体包括依次布置的多个第二反射面，使至少部分光向第二波导基体外发射出。第一反射面和第二反射面中至少一者的至少局部为曲面，以通过第一反射面或/和第二反射面改变光的出射角度，使得由第二波导基体发射出的光所成像的像距满足预设要求。本发明专利技术的光学扩展波导应用于光学显示装置，能够改变所成像的像距，能够适用于非正常视力的用户，并且结构轻薄。并且结构轻薄。并且结构轻薄。

【技术实现步骤摘要】
一种光学扩展波导


[0001]本专利技术涉及光学器件领域，特别是涉及一种光学扩展波导。

技术介绍

[0002]近眼显示是现今广受关注的科技领域，其光学系统包括微显示器和光学元件。目前，市场上关于近眼显示的光学方案更是百家争鸣。
[0003]其中，阵列波导方案采用半透半反光学面实现对光的扩展和出瞳，依据入射角等于反射角的反射定律，对构成全彩显示的三原色入射光无色散作用，从而可以保证所成图像无明显的颜色偏差，能够满足显示装置最基本的要求，且对于优化头戴的设计和美化外观有明显的优势。
[0004]然而，由于该方案成像于无穷远处的特性，应用该方案的显示装置适用于视力在1.2左右的人群，而一般人群(包括视力矫正)的视力在1.0左右，为此在使用此类显示装置时，佩戴者无法观看到清晰、良好的图像，给用户造成很大困扰。为了解决这一问题，主流方案是采用外部器件辅助调节，这样不仅增加了显示装置的体积和重量，还会降低用户的舒适度和观感体验。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种光学扩展波导，应用于光学显示装置能够改变所成像的像距，能够适用于非正常视力的用户，并且结构轻薄。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种光学扩展波导，包括第一波导基体和第二波导基体；
[0008]所述第一波导基体用于使得进入所述第一波导基体的光束沿着第一维方向扩展，所述第一波导基体包括依次布置的多个第一反射面，所述第一反射面用于将入射到所述第一反射面的光至少部分反射，使至少部分光耦合入所述第二波导基体；
[0009]所述第二波导基体用于使得进入所述第二波导基体的光束沿着第二维方向扩展，所述第二波导基体包括依次布置的多个第二反射面，所述第二反射面用于将入射到所述第二反射面的光至少部分反射，使至少部分光向所述第二波导基体外发射出；
[0010]所述第一反射面和所述第二反射面中至少一者的至少局部为曲面，使得由所述第二波导基体发射出的光所成像的像距满足预设要求。
[0011]优选的，所述第一反射面的至少局部为曲面，所述第一反射面使得被所述第一反射面反射的光发散；
[0012]或者，所述第二反射面的至少局部为曲面，所述第二反射面使得被所述第二反射面反射的光发散。
[0013]优选的，各个所述第一反射面分别相对于所述第一维方向形成倾斜角。
[0014]优选的，所述第一波导基体至少还包括第一组相对表面，进入所述第一波导基体的光在所述第一组相对表面的每一表面发生反射而向前传播。
[0015]优选的，所述第一组相对表面的至少一表面的至少局部为曲面，以改变该表面的反射光入射到所述第一反射面的入射角度，以辅助实现由所述第二波导基体发射出的光所成像的像距满足预设要求。
[0016]优选的，所述第一组相对表面的至少一表面使得该表面的反射光发散。
[0017]优选的，所述第二波导基体至少还包括第三组相对表面，进入所述第二波导基体的光在所述第三组相对表面的每一表面发生反射而向前传播。
[0018]优选的，各个所述第二反射面分别相对于所述第三组相对表面的任一表面形成倾斜角。
[0019]优选的，所述第二反射面相对于所述第三组相对表面中的作为耦出面的一表面形成的倾斜角大于0
°
小于等于45
°
，其中，以所述第二反射面相对于一表面沿逆时针方向转动时，所述第二反射面相对于该表面形成的倾斜角为正。
[0020]优选的，所述第三组相对表面的至少一表面的至少局部为曲面，以改变该表面的反射光入射到所述第二反射面的入射角度，以辅助实现由所述第二波导基体发射出的光所成像的像距满足预设要求。
[0021]优选的，所述第三组相对表面的至少一表面使得被该表面反射的光发散。
[0022]优选的，所述第一波导基体还包括使所述第一反射面的反射光发射到所述第一波导基体之外的第一耦出面，所述第二波导基体还包括使所述第一波导基体发射出的光进入所述第二波导基体的第二耦入面，所述第一耦出面和所述第二耦入面光学同轴。
[0023]优选的，所述第一耦出面为平面、斜平面、锯齿面或者曲面，所述第二耦入面为平面、斜平面、锯齿面或者曲面。
[0024]优选的，所述第一波导基体前置、后置或者上置于所述第二波导基体。
[0025]由上述技术方案可知，本专利技术所提供的一种光学扩展波导包括第一波导基体和第二波导基体，第一波导基体使得进入第一波导基体的光束沿着第一维方向扩展，第一波导基体包括依次布置的多个第一反射面，第一反射面将入射到第一反射面的光至少部分反射，使至少部分光耦合入第二波导基体；第二波导基体使得进入第二波导基体的光束沿着第二维方向扩展，第二波导基体包括依次布置的多个第二反射面，第二反射面将入射到第二反射面的光至少部分反射，使至少部分光向第二波导基体外发射出。其中，第一反射面和第二反射面中至少一者的至少局部为曲面，以通过第一反射面或/和第二反射面改变光的出射角度，使得由第二波导基体发射出的光所成像的像距满足预设要求。因此，本专利技术的光学扩展波导应用于光学显示装置，能够改变所成像的像距，能够适用于非正常视力的用户，并且结构轻薄。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术一实施例中在第一反射面的光线传播示意图；
[0028]图2
‑
1为图2
‑
2所示光学扩展波导的左视图；
[0029]图2
‑
2为本专利技术一实施例提供的光学扩展波导的主视图；
[0030]图3为本专利技术一实施例中第一波导基体的光线传播示意图；
[0031]图4为本专利技术一实施例中在第一组相对表面的一表面和第一反射面的光线传播示意图；
[0032]图5为本专利技术一实施例中第二波导基体的光线传播示意图；
[0033]图6为本专利技术一实施例中在第二波导基体中光线传播对应形成有效通光口径的示意图；
[0034]图7为本专利技术一实施例中任一波导基体采用曲面的反射面和表面的结构参数示意图；
[0035]图8
‑
1为本专利技术实施例的任一波导基体相对表面的任一表面采用的一种曲面示意图；
[0036]图8
‑
2为本专利技术实施例的任一波导基体相对表面的任一表面采用的又一种曲面示意图；
[0037]图9
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1至图9
‑
4分别为本专利技术实施例的第一波导基体的第一耦出面和第二波导基体的第二耦入面的四种实施方式示意图；
[0038]图10
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1至图10
‑
3分别为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学扩展波导，其特征在于，包括第一波导基体和第二波导基体；所述第一波导基体用于使得进入所述第一波导基体的光束沿着第一维方向扩展，所述第一波导基体包括依次布置的多个第一反射面，所述第一反射面用于将入射到所述第一反射面的光至少部分反射，使至少部分光耦合入所述第二波导基体；所述第二波导基体用于使得进入所述第二波导基体的光束沿着第二维方向扩展，所述第二波导基体包括依次布置的多个第二反射面，所述第二反射面用于将入射到所述第二反射面的光至少部分反射，使至少部分光向所述第二波导基体外发射出；所述第一反射面和所述第二反射面中至少一者的至少局部为曲面，使得由所述第二波导基体发射出的光所成像的像距满足预设要求。2.根据权利要求1所述的光学扩展波导，其特征在于，所述第一反射面的至少局部为曲面，所述第一反射面使得被所述第一反射面反射的光发散；或者，所述第二反射面的至少局部为曲面，所述第二反射面使得被所述第二反射面反射的光发散。3.根据权利要求1所述的光学扩展波导，其特征在于，各个所述第一反射面分别相对于所述第一维方向形成倾斜角。4.根据权利要求1所述的光学扩展波导，其特征在于，所述第一波导基体至少还包括第一组相对表面，进入所述第一波导基体的光在所述第一组相对表面的每一表面发生反射而向前传播。5.根据权利要求4所述的光学扩展波导，其特征在于，所述第一组相对表面的至少一表面的至少局部为曲面，以改变该表面的反射光入射到所述第一反射面的入射角度，以辅助实现由所述第二波导基体发射出的光所成像的像距满足预设要求。6.根据权利要求5所述的光学扩展波导，其特征在于，所述第一组相对表面的至少一表面使得该表面的反射光发散。7.根据权利要求1所述的光学扩展波导，其特征在于，所述第二波...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雨雪，张文君，罗豪，金建虎，刘瀛，杨铭，李伟，杜俊，
申请(专利权)人：上海理湃光晶技术有限公司，
类型：发明
国别省市：