一种光学元件及近眼显示系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种光学元件及近眼显示系统，涉及显示技术领域，本实用新型专利技术的光学元件，包括设置在相互平行的第一主外表面和第二主外表面之间的多个第一部分反射面和多个第二部分反射面，第一主外表面和第二主外表面之间沿第一方向划分有相互连接的第一区域和第二区域，多个第一部分反射面在第一区域内沿垂直于第一方向的第二方向对称分布且相邻两个第一部分反射面所在的平面能够相交，多个第二部分反射面在第二区域内沿第一方向平行分布，第一部分反射面用于将耦入光线反射至第二部分反射面，第二部分反射面用于使耦入光线由第一主外表面平行出射。本实用新型专利技术提供的光学元件能够提高出光亮度和均匀性，扩大视场范围，且具有较高的可穿戴性。且具有较高的可穿戴性。且具有较高的可穿戴性。

【技术实现步骤摘要】
一种光学元件及近眼显示系统


[0001]本技术涉及显示
，具体而言，涉及一种光学元件及近眼显示系统。

技术介绍

[0002]在增强现实技术中近眼显示系统都包括一个置于用户眼睛前的透明光波导，光线通过内部反射在光波导内传递，然后通过合适的输出机制将图像耦合到用户的眼睛上，实现将虚拟图像叠加到现实场景上，向用户提供具有沉浸式和交互式的体验，因此，增强现实技术在娱乐、工业、医学等领域都有重要的意义。
[0003]现有的光波导两个维度扩展光线的方法都是以平行列阵的形式实现，在平行列阵部分反射面技术中，光线以不同角度在光波导中全反射的情况下，对于某些角度全反射的光线会与部分反射面未发生反射现象，导致出射的光线缺失，使得光波导出光均匀性较差，且视场角不易扩大。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种光学元件及近眼显示系统，提高出光均匀性并扩大视场角。
[0005]本技术的实施例是这样实现的：
[0006]一种光学元件，其包括设置在相互平行的第一主外表面和第二主外表面之间的多个第一部分反射面和多个第二部分反射面，第一主外表面和第二主外表面之间沿第一方向划分有相互连接的第一区域和第二区域，多个第一部分反射面在第一区域内沿垂直于第一方向的第二方向对称分布且相邻两个第一部分反射面所在的平面能够相交，多个第二部分反射面在第二区域内沿第一方向平行分布，第一部分反射面用于将耦入光线反射至第二部分反射面，第二部分反射面用于使耦入光线由第一主外表面平行出射。
[0007]可选的，作为一种可实施的方式，相邻两个第一部分反射面的相邻边缘相互连接。
[0008]可选的，作为一种可实施的方式，相邻两个第一部分反射面的相邻边缘相互分离。
[0009]可选的，作为一种可实施的方式，第一部分反射面上设有线偏振膜，多个第一部分反射面的偏振方向相互垂直交替。
[0010]可选的，作为一种可实施的方式，沿第二方向分布的多个第一部分反射面的反射率依次增大，沿第一方向分布的多个第二部分反射面的反射率依次增大。
[0011]可选的，作为一种可实施的方式，相邻两个第一部分反射面之间的夹角α满足70
°
≤α≤160
°
。
[0012]可选的，作为一种可实施的方式，第一部分反射面和第一主外表面之间的交线与耦入光线之间的夹角α1满足25
°
≤α1≤75
°
。
[0013]可选的，作为一种可实施的方式，第二部分反射面与第一主外表面之间的夹角β满足20
°
≤β≤45
°
。
[0014]可选的，作为一种可实施的方式，第一部分反射面和第一主外表面之间的交线与
第二部分反射面和第一主外表面之间的交线之间的夹角β1满足20
°
≤β1≤65
°
。
[0015]一种近眼显示系统，其包括如上任意一项的光学元件。
[0016]本技术实施例的有益效果包括：
[0017]本技术提供的光学元件，包括设置在相互平行的第一主外表面和第二主外表面之间的多个第一部分反射面和多个第二部分反射面，第一主外表面和第二主外表面之间沿第一方向划分有相互连接的第一区域和第二区域，多个第一部分反射面在第一区域内沿垂直于第一方向的第二方向对称分布且相邻两个第一部分反射面所在的平面能够相交，多个第二部分反射面在第二区域内沿第一方向平行分布，第一部分反射面用于将耦入光线反射至第二部分反射面，第二部分反射面用于使耦入光线由第一主外表面平行出射。上述光学元件在第一区域内设置相互对称且不平行的第一部分反射面，在第二区域内设置相互平行的第二部分反射面。耦入光线进入光学元件后，在第一主外表面和第二主外表面之间发生全反射，在每次全反射之间，耦入光线都会依次在相互对称的第一部分反射面发生部分反射作为第一维度扩展。待被反射的耦入光线传导至第二区域后，继续依次在第二区域内相互平行的第二部分反射面内传导发生部分反射，作为第二维度扩展，最终将耦入光线反射至使用者的眼睛。因此，上述光学元件在提高出光亮度、均匀性的同时，还能扩大使用者的视场范围，且结构轻薄，利于系统集成，具有较高的可穿戴性。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0019]图1为本技术实施例提供的光学元件的结构示意图之一；
[0020]图2为本技术实施例提供的光学元件中第一部分反射面的结构示意图之一；
[0021]图3为本技术实施例提供的光学元件中第一部分反射面的结构示意图之二；
[0022]图4为本技术实施例提供的光学元件中第一部分反射面的结构示意图之三；
[0023]图5为本技术实施例提供的光学元件的结构示意图之二；
[0024]图6为本技术实施例提供的光学元件的结构示意图之三。
[0025]图标：100
‑
光学元件；110
‑
第一主外表面；120
‑
第二主外表面；130
‑
反射区域；131
‑
第一区域；132
‑
第二区域；140
‑
第一部分反射面；141
‑
第一部分反射面的边缘；150
‑
第二部分反射面；200
‑
耦入光线。
具体实施方式
[0026]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0027]因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的
实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0028]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0029]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学元件，其特征在于，包括设置在相互平行的第一主外表面和第二主外表面之间的多个第一部分反射面和多个第二部分反射面，所述第一主外表面和所述第二主外表面之间沿第一方向划分有相互连接的第一区域和第二区域，多个所述第一部分反射面在所述第一区域内沿垂直于所述第一方向的第二方向对称分布且相邻两个所述第一部分反射面所在的平面能够相交，多个所述第二部分反射面在所述第二区域内沿所述第一方向平行分布，所述第一部分反射面用于将耦入光线反射至所述第二部分反射面，所述第二部分反射面用于使所述耦入光线由所述第一主外表面平行出射。2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，相邻两个所述第一部分反射面的相邻边缘相互连接。3.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，相邻两个所述第一部分反射面的相邻边缘相互分离。4.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第一部分反射面上设有线偏振膜，多个所述第一部分反射面的偏振方向相互垂直交替。5.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，沿所述第二方向分布的多个所述第一部分反射面的反射率依次增大，沿所述第一方向分布的多个所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：符致秋，冯东洋，麦英强，刘风雷，
申请(专利权)人：浙江水晶光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：