[发明专利]一种近眼显示光学耦合器及近眼显示光学系统

说明书

本发明公开了一种近眼显示光学耦合器，包括：光栅、光波导、棱镜，所述光波导位于所述光栅和所述棱镜之间；所述棱镜具有接收光机光线的入光面，穿过所述棱镜的入光面的光线穿过所述棱镜、所述光波导，并照射至所述光栅的受光面，所述光栅衍射出的光线垂直于所述光栅的受光面；本发明通过结构改进，能够减少色散现象，提高成像质量同时降低产品结构的工艺复杂度，从而降低生产成本，提高用户体验。

技术领域

本发明涉及波导技术领域，尤其涉及一种近眼显示光学耦合器及近眼显示光学系统。

背景技术

目前，光波导分为衍射光波导和阵列光波导，衍射光波导的光线耦入部分和光线耦出部分均采用光栅(如图1所示)，而光栅对于不同角度的光其衍射效率不一样，从而导致不同方向的耦出光亮度不一致，进而导致色差现象，现有的衍射光波导采用两块光栅，使得色差现象更为严重；

现有技术中，阵列光波导的光线耦入部分采用棱镜或反射镜，阵列光波导耦出部分则是由一块阵列玻璃构成(可参见图2)，但是该阵列玻璃的工艺十分复杂，首先，需在若干块玻璃上分别镀上不同透光率的分光膜(保证每个面的耦出光线亮度相一致)；其次，将镀上分光膜的玻璃胶合为一块阵列玻璃；第三，根据设计的角度来切割该整块玻璃；最后，打磨抛光。现有的阵列光波导产品，为了使耦出的图像没有重影，需保证多个阵列膜之间绝对平行(角度＜30’)，这种产品结构的工艺复杂，导致成本较高。

发明内容

本发明提供一种近眼显示光学耦合器及近眼显示光学系统，通过结构改进，能够减少色散现象，提高成像质量同时降低产品结构的工艺复杂度，从而生产成本，提高用户体验。

本发明实施例提供一种近眼显示光学耦合器，包括：光栅、光波导、棱镜，所述光波导位于所述光栅和所述棱镜之间；

所述棱镜具有接收入射光线的入光面，穿过所述棱镜的入光面的光线透过所述棱镜、所述光波导，并照射至所述光栅的受光面，所述光栅衍射出的光线垂直于所述光栅的受光面。

作为优选方案，所述棱镜的上表面设置在所述光波导的下表面，所述光栅的受光面设置在所述光波导的上表面。

作为优选方案，所述光栅位于所述光线的照射范围内。

作为优选方案，所述棱镜包括一体成型的第一菱形光导部和第二矩形光导部；

所述第一菱形光导部的受光面作为所述棱镜的入光面，所述第二矩形光导部的上表面作为所述棱镜的上表面。

作为优选方案，所述第二矩形光导部的上表面与所述光波导的下表面贴合连接。

作为优选方案，所述第二矩形光导部的上表面通过折射率匹配液与所述光波导的下表面贴合连接。

作为优选方案，所述第二矩形光导部的上表面与所述光栅的受光面平行。

作为优选方案，所述棱镜与所述光波导为同一整体。

作为优选方案，所述棱镜的入光面倾斜于所述光波导。

相应地，本发明还提供一种近眼显示光学系统，包括光机和上述任意一项所述的近眼显示光学耦合器。

通过实施本发明的实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例提供了一种近眼显示光学耦合器及近眼显示光学系统，近眼显示光学耦合器包括光栅、光波导和棱镜，相比于现有的衍射光波导与阵列光波导，本发明的光线耦入部分的结构为棱镜，光线耦出部分为光栅，通过结构改进，减少色散现象，提高成像质量的同时降低产品结构的工艺复杂度，从而降低生产成本，提高用户体验。除此之外，本发明的光波导位于光栅和棱镜之间；且所述棱镜具有接收入射光线的入光面，穿过所述棱镜的入光面的光线透过所述棱镜、所述光波导，并照射至所述光栅的受光面，由此可见，本发明结构上的改进使得光线沿直线透过光波导，无需在光波导中进行全内反射，提高成像质量和提高成像效率。