一种光学器件及近眼显示设备的制作方法

本申请涉及光学显示，具体而言，涉及一种光学器件及近眼显示设备。

背景技术：

1、光波导是一种能够引导光波在其中传播的介质装置，又称为介质光波导，通常由光透明介质，如石英玻璃构成，能够将光波局限在波导及其周围有限区域内传播，由于其具有传输衰减小、频带宽等优点，因此被应用在各类需要进行光传输的光学系统中。例如，常见的一种情况是应用于近眼显示设备，如ar眼镜中，光波导能够将图像源出射的包含图像信息的光束传输到目标位置后输出。

2、随着对光波导的发展，为了体验近眼显示的体验感，期望光波导的视场角和眼盒范围增加。当波导的视场角和眼盒范围增加时，所需要的光学元件的宽度增加，使得光学元件更重，体积更大，不利于制成头戴式显示器。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种光学器件及近眼显示设备，能够在增大视场角和眼盒范围的基础上不增大光学器件的尺寸。

2、本申请的实施例一方面提供了一种光学器件，包括波导基底，波导基底的入光侧设置光路转折组件，光路转折组件包括转折元件对，转折元件对包括间隔设置且具有预设夹角的转折元件，输入图像光依次经过转折元件的转折后在波导基底内传输，且由转折元件对出射的图像光的角度及传播方向与输入图像光的角度及传播方向对应相同。

3、作为一种可实施的方式，光路转折组件包括沿输入图像光的光路方向依次设置的多个转折元件对，输入图像光依次经过多个转折元件对后角度及传播方向不变。

4、作为一种可实施的方式，转折元件沿光路传输方向延伸，以使输入图像光在两个转折元件之间来回转折偶数次后出射。

5、作为一种可实施的方式，波导基底还包括依次设置在转折元件出光侧的扩展组件，扩展组件为第一衍射元件或者沿图像光传播方向排列设置的第一反射面组，由转折元件对出射的图像光经过扩展组件扩展后入射耦出组件。

6、作为一种可实施的方式，耦出组件为第二衍射元件或者扩展组件出射的光束的传播方向排列设置的第二反射面组。

7、作为一种可实施的方式，转折元件为全反射面、反射式衍射元件、光线调控元件中的一种。

8、作为一种可实施的方式，波导基底还包括扩展组件和耦出组件，扩展组件设置于两个转折元件之间，输入图像光在两个转折元件之间来回转折的过程中，与扩展组件接触实现沿光路传输方向的扩展，耦出组件设置于扩展组件的出光侧。

9、作为一种可实施的方式，扩展组件为第三衍射元件或者沿输入图像光传播方向排列设置的第三反射面组。

10、作为一种可实施的方式，耦出组件为第四衍射元件或者沿扩展组件出射的光束的传播方向排列设置的第四反射面组。

11、本申请的实施例另一方面提供了一种近眼显示设备，包括上述的光学器件。

12、本申请实施例的有益效果包括：

13、本申请提供的光学器件，包括波导基底，波导基底的入光侧设置光路转折组件，光路转折组件包括转折元件对，转折元件对包括间隔设置且具有预设夹角的转折元件，输入图像光依次经过转折元件的转折后在波导基底内传输，且由转折元件对出射的图像光的角度及传播方向与输入图像光的角度及传播方向对应相同。转折元件对图像光进行调控，使得由转折元件对出射的图像光的角度及传播方向与输入图像光的角度及传播方向对应相同，即由转折元件对出射的图像光与输入图像光携带的信息相同，这样，相当于在波导基底内对图像光进行一次平移，由于转折元件的转折，减小了光路过程中介质的宽度，从而有效压缩光学器件的大小。

技术特征：

1.一种光学器件，其特征在于，包括波导基底，所述波导基底的入光侧设置光路转折组件，所述光路转折组件包括转折元件对，所述转折元件对包括间隔设置且具有预设夹角的转折元件，输入图像光依次经过所述转折元件的转折后在波导基底内传输，且由所述转折元件对出射的图像光的角度及传播方向与输入图像光的角度及传播方向对应相同。

2.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述光路转折组件包括沿输入图像光的光路方向依次设置的多个所述转折元件对，输入图像光依次经过多个所述转折元件对后角度及传播方向不变。

3.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述转折元件沿光路传输方向延伸，以使所述输入图像光在两个转折元件之间来回转折偶数次后出射。

4.根据权利要求1或2所述的光学器件，其特征在于，所述波导基底还包括依次设置在转折元件出光侧的扩展组件和耦出组件，所述扩展组件为第一衍射元件或者沿图像光传播方向排列设置的第一反射面组，由转折元件对出射的图像光经过所述扩展组件扩展后入射耦出组件。

5.根据权利要求4所述的光学器件，其特征在于，所述耦出组件为第二衍射元件或者扩展组件出射的光束的传播方向排列设置的第二反射面组。

6.根据权利要求2或3所述的光学器件，其特征在于，所述转折元件为全反射面、反射式衍射元件、光线调控元件中的一种。

7.根据权利要求3所述的光学器件，其特征在于，所述波导基底还包括扩展组件和耦出组件，所述扩展组件设置于两个所述转折元件之间，所述输入图像光在两个转折元件之间来回转折的过程中，与扩展组件接触实现沿光路传输方向的扩展，所述耦出组件设置于所述扩展组件的出光侧。

8.根据权利要求7所述的光学器件，其特征在于，所述扩展组件为第三衍射元件或者沿输入图像光传播方向排列设置的第三反射面组。

9.根据权利要求7所述的光学器件，其特征在于，所述耦出组件为第四衍射元件或者沿扩展组件出射的光束的传播方向排列设置的第四反射面组。

10.一种近眼显示设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的光学器件。

技术总结本申请公开了一种光学器件及近眼显示设备，涉及光学显示技术领域，本申请的光学器件，包括波导基底，波导基底的入光侧设置光路转折组件，光路转折组件包括转折元件对，转折元件对包括间隔设置且具有预设夹角的转折元件，输入图像光依次经过转折元件的转折后在波导基底内传输，且由转折元件对出射的图像光的角度及传播方向与输入图像光的角度及传播方向对应相同。本申请提供的光学器件及近眼显示设备，能够在增大视场角和眼盒范围的基础上不增大光学器件的尺寸。技术研发人员：符致秋,冯东洋,麦英强,刘风雷受保护的技术使用者：浙江水晶光电科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11