【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光学，尤其涉及一种光学装置和近眼显示设备。
技术介绍
1、智能眼镜由于其带来的沉浸式体验，受到了越来越多用户的喜爱。以增强现实(augmented reality，vr)眼镜为例，vr眼镜可以将现实世界和虚拟世界融为一体，能够在出行、娱乐、健身、办公等多种场景下提升用户的视觉体验。
2、由于不好的用眼习惯，目前视力不良(例如，近视，散光)人群的占比逐渐上升。例如，近视人群在总人群中的占比达到45％，在青少年人群中的占比更是高达54％。
3、为满足视力不良人群的佩戴需求，希望智能眼镜能够具备视力矫正功能。另外，还希望智能眼镜在具备近视矫正功能的同时具有较低的生产成本。
技术实现思路
1、本申请的一些实施方式提供了一种光学装置和近眼显示设备，以下从多个方面介绍本申请，以下多个方面的实施方式和有益效果可互相参考。
2、第一方面，本申请提供了一种光学装置，包括：光波导结构，包括沿第一方向相背设置的第一表面和第二表面；第一衬底和第二衬底，第一衬底和第二衬底分别沿第一方向层叠于光波导结构的相反两侧，第一衬底与光波导结构的第一表面相对设置，第二衬底与光波导结构的第二表面相对设置，其中，第一衬底的至少一个表面为曲面；以及，至少一个透镜，至少一个透镜包括第一透镜，沿第一方向，第一透镜层叠于第一对象衬底背向光波导结构的一侧，第一对象衬底为第一衬底或第二衬底中的一个。
3、根据本申请实施方式，第一衬底具有屈光能力，使得光学装置在具有视力矫正功能的
4、在一些实施方式中，至少一个透镜还包括第二透镜，第二透镜层叠于第二对象衬底背向光波导结构的一侧，第二对象衬底为第一衬底和第二衬底中的另一个。
5、在一些实施方式中，至少一个透镜为柔性膜片。根据本申请实施方式，可以方便透镜在光学装置上的安装。
6、在一些实施方式中，透镜的材料为热塑性材料。该设置可以实现透镜的批量化生产，从而降低透镜的成产成本。
7、在一些实施方式中，透镜各部分厚度的最小值为0.01mm～0.5mm。
8、在一些实施方式中，第一透镜以可拆卸方式设于第一对象衬底上。根据本申请实施方式，可以便于用户对透镜进行更换，以提高用户对光学装置的接受度。
9、在一些实施方式中，第二透镜以可拆卸方式设于第二对象衬底上。
10、在一些实施方式中，可拆卸方式为粘接方式。
11、在一些实施方式中，第一衬底的屈光力为1d的m倍，m为非零整数；透镜的屈光力为0.25d的n倍，n为-3至+3之间的非零整数。
12、根据本申请实施方式，可以通过衬底实现大档位的屈光部调节，通过衬底实现小档位的屈光度调节，以减少衬底库存单元数量和治具数量。
13、在一些实施方式中，n为-3、-2、2或3。该设置可以减少透镜的规格数量。
14、在一些实施方式中，第一衬底包括平面基板和屈光部，沿第一方向，屈光部层叠于平面基板的一侧；第一衬底的曲面形成于屈光部背向平面基板的表面上。
15、在一些实施方式中，屈光部的材料为塑料或树脂。通过该设置，可以实现屈光部的极小厚度。
16、在一些实施方式中，屈光部材料的折射率为1.4～2.0。
17、在一些实施方式中，屈光部各部分厚度的最小值为0.001mm～0.2mm；和/或，平面基板的厚度为0.1mm～0.5mm。
18、根据本申请实施方式，衬底可以具有极小的厚度，从而减小光学装置的体积和重量。
19、在一些实施方式中，第一衬底各部分厚度的最小值为0.3mm以下。
20、在一些实施方式中，平面基板包括玻璃平板和复合在玻璃平板表面的柔性膜。
21、在一些实施方式中，第一衬底的曲面上包括减反射结构。
22、在一些实施方式中，第二衬底的至少一个表面为曲面。
23、根据本申请实施方式，有利于用户看清虚像，并可以提高用户观感。
24、在一些实施方式中，第一衬底的曲面为凹面，凹面位于第一衬底的背向光波导的一侧；和/或，在一些实施方式中，凸面位于第二衬底的朝向光波导的一侧。
25、根据本申请实施方式，可以改善光线的散射和图像的畸变。
26、在一些实施方式中，光波导结构包括一个或沿第一方向层叠的多个衍射光波导。本申请实施方式有利于实现光学装置的全彩显示和大fov。
27、在一些实施方式中，每个衍射光波导包括光波导基体以及设置在光波导基体表面的耦入光栅和耦出光栅；其中，第一衬底的曲面沿第一方向的投影与耦入光栅沿第一方向的投影不重叠；第一衬底的曲面沿第一方向的投影与耦出光栅沿第一方向的投影至少部分重叠。本申请实施方式可以保证虚像的成像质量。
28、在一些实施方式中，第一衬底的曲面沿第一方向的投影覆盖耦出光栅沿第一方向的投影；和/或，耦出光栅设于光波导基底面向第一衬底的表面上；和/或，耦入光栅设于光波导基底面向第一衬底的表面上，或者设于光波导基底面向第二衬底的表面上。
29、在一些实施方式中，第一衬底与光波导结构之间具有第一间隙，第二衬底与光波导结构之间具有第二间隙，第一间隙和第二间隙中填充有低折射率介质，低折射率介质的折射率小于或等于1.2。本申请实施方式有利于满足光波导基体的全反射条件。
30、在一些实施方式中，低折射率介质为空气或胶体。
31、第二方面，本申请提供了一种光学装置，包括：光波导结构，包括沿第一方向相背设置的第一表面和第二表面；第一衬底和第二衬底，第一衬底和第二衬底分别沿第一方向层叠于光波导结构的相反两侧，第一衬底与光波导结构的第一表面相对设置，第二衬底与光波导结构的第二表面相对设置，其中，第一衬底的至少一个表面为曲面；其中，第一衬底包括平面基板和设置在平面基板上的屈光部，平面基板的材料和屈光部的材料为不同的材料；沿第一方向，屈光部层叠于平面基板的一侧，第一衬底的曲面形成于屈光部背向平面基板的表面上。
32、根据本申请实施方式，平面基板和屈光部可以为不同的材料。例如，屈光部可以为具有更大折射率的材料。这样，在屈光力相同的情况下，本申请提供的后衬底可以具有更薄的厚度。在此基础上，本申请还可以减少后衬底厚度带来的屈光力损失，有利于用户看清图像。
33、在一些实施方式中，屈光部的材料折射率大于平面基板的材料折射率。
34、在一些实施方式中，屈光部的材料折射率为1.6～2.0。
35、在一些实施方式中，屈光部的材料为塑料或树脂。本申请实施方式可以形成极薄的屈光部。
36、在一些实施方式中，平面基板的材料为玻璃，从而使光学装置具有良好的抗划伤性能。
37、在一些实施方式中，屈光部的材料为塑料或树脂，平本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光学装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述至少一个透镜还包括第二透镜，所述第二透镜层叠于第二对象衬底背向所述光波导结构的一侧，所述第二对象衬底为所述第一衬底或所述第二衬底中的另一个。
3.根据权利要求1或2所述的光学装置，其特征在于，所述至少一个透镜为柔性膜片。
4.根据权利要求1～3任一所述的光学装置，其特征在于，所述透镜的材料为热塑性材料。
5.根据权利要求4所述的光学装置，其特征在于，所述透镜各部分厚度的最小值为0.01mm～0.5mm。
6.根据权利要求1～5任一项所述的光学装置，其特征在于，所述第一透镜以可拆卸方式设于所述第一对象衬底上。
7.根据权利要求2所述的光学装置，其特征在于，所述第二透镜以可拆卸方式设于所述第二对象衬底上。
8.根据权利要求6或7所述的光学装置，其特征在于，所述可拆卸方式为粘接方式。
9.根据权利要求1～8任一项所述的光学装置，其特征在于，所述第一衬底包括平面基板和屈光部，沿所述第一方向，所述屈光部层叠于
10.根据权利要求9所述的光学装置，其特征在于，所述屈光部的材料为塑料或树脂。
11.根据权利要求10所述的光学装置，其特征在于，所述屈光部材料的折射率为1.4～2.0。
12.根据权利要求10或11所述的光学装置，其特征在于，所述屈光部各部分厚度的最小值为0.001mm～0.2mm；和/或，所述平面基板的厚度为0.1mm～0.5mm。
13.根据权利要求12所述的光学装置，其特征在于，所述第一衬底各部分厚度的最小值为0.3mm以下。
14.根据权利要求9～13任一项所述的光学装置，其特征在于，所述平面基板包括玻璃平板和复合在所述玻璃平板表面的柔性膜。
15.根据权利要求1～14任一项所述的光学装置，其特征在于，所述第一衬底的所述曲面上包括减反射结构。
16.根据权利要求1～15任一项所述的光学装置，其特征在于，所述第二衬底的至少一个表面为曲面。
17.根据权利要求16所述的光学装置，其特征在于，所述第一衬底的所述曲面为凹面，所述凹面位于所述第一衬底的背向所述光波导结构的一侧；和/或，
18.根据权利要求1～17任一项所述的光学装置，其特征在于，所述光波导结构包括一个或沿所述第一方向层叠设置的多个衍射光波导。
19.根据权利要求18所述的光学装置，其特征在于，每个所述衍射光波导包括光波导基体以及设置在所述光波导基体表面的耦入光栅和耦出光栅；
20.根据权利要求19所述的光学装置，其特征在于，所述第一衬底的所述曲面沿所述第一方向的投影覆盖所述耦出光栅沿所述第一方向的投影；和/或，
21.根据权利要求18所述的光学装置，其特征在于，所述第一衬底与所述光波导结构之间具有第一间隙，所述第二衬底与所述光波导结构之间具有第二间隙，所述第一间隙和所述第二间隙中填充有低折射率介质，所述低折射率介质的折射率小于或等于1.2。
22.根据权利要求21所述的光学装置，其特征在于，所述低折射率介质为空气或胶体。
23.一种光学装置，其特征在于，包括：
24.一种近眼显示设备，其特征在于，包括固定装置、光机和权利要求1～23任一项所述的光学装置，所述光机和所述光学装置设于所述固定装置上，所述光机发射的光线能够入射至所述光学装置的所述光波导结构中。
...【技术特征摘要】
1.一种光学装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述至少一个透镜还包括第二透镜，所述第二透镜层叠于第二对象衬底背向所述光波导结构的一侧，所述第二对象衬底为所述第一衬底或所述第二衬底中的另一个。
3.根据权利要求1或2所述的光学装置，其特征在于，所述至少一个透镜为柔性膜片。
4.根据权利要求1～3任一所述的光学装置，其特征在于，所述透镜的材料为热塑性材料。
5.根据权利要求4所述的光学装置，其特征在于，所述透镜各部分厚度的最小值为0.01mm～0.5mm。
6.根据权利要求1～5任一项所述的光学装置，其特征在于，所述第一透镜以可拆卸方式设于所述第一对象衬底上。
7.根据权利要求2所述的光学装置，其特征在于，所述第二透镜以可拆卸方式设于所述第二对象衬底上。
8.根据权利要求6或7所述的光学装置，其特征在于，所述可拆卸方式为粘接方式。
9.根据权利要求1～8任一项所述的光学装置，其特征在于，所述第一衬底包括平面基板和屈光部，沿所述第一方向，所述屈光部层叠于所述平面基板的一侧；所述第一衬底的所述曲面形成于所述屈光部背向所述平面基板的表面上。
10.根据权利要求9所述的光学装置，其特征在于，所述屈光部的材料为塑料或树脂。
11.根据权利要求10所述的光学装置，其特征在于，所述屈光部材料的折射率为1.4～2.0。
12.根据权利要求10或11所述的光学装置，其特征在于，所述屈光部各部分厚度的最小值为0.001mm～0.2mm；和/或，所述平面基板的厚度为0.1mm～0.5mm。
13.根据权利要求12所述的光学装置，其特征在于，所述第一衬底各部分厚度的最小值为0.3...
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