[發明專利]納米鏡片、近眼顯示方法及近眼顯示裝置

有效

• 申請號: 201710850232.X
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN109521506B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 陳林森;羅明輝;喬文;朱鳴;李玲
• 申請（專利權）人: 蘇州蘇大維格科技集團股份有限公司;蘇州大學
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G02B27/01
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李建新;張昱

1.一種近眼顯示裝置，其特征在于，所述近眼顯示裝置由納米鏡片與多于一個微投影系統光學耦合而成，所述納米鏡片包括：

納米結構；以及

作為所述納米結構的載體的鏡片基底，一個納米鏡片具有一個鏡片基底，每個鏡片基底具有多個納米結構，

其中，所述納米結構呈排布在所述鏡片基底上的納米光柵的形式，所述納米光柵成夾角分布并且包括用于接收來自微投影系統的圖像的入射納米光柵以及用于向人眼前方出射耦合圖像的出射納米光柵，

每個微投影系統分別實現一個視場圖像的輸出，所有微投影系統組合獲得大視場的虛擬圖像耦合，所述納米結構包括三個區域：

第一區域，其用以耦合來自所述微投影系統的圖像光線，耦合光線經波導內全反射左右分別傳輸至第二區域；

所述第二區域，其用以改變光線走向，將光束導向第三區域；以及

所述第三區域，其為輸出區域，將光束分別以一定角度出射至人眼視網膜，

所述第一區域、所述第二區域和所述第三區域構成功能性區域，所述納米結構包括拼接而成的多組功能性區域，所述多組功能性區域設置在同一個鏡片基底上，所述近眼顯示裝置包括拼接而成的多個納米鏡片，所述近眼顯示裝置包括位于左側的所述納米鏡片和位于右側的所述納米鏡片，并且，左眼圖像光在位于左側的所述納米鏡片內耦合傳導，右眼圖像光在位于右側的所述納米鏡片內耦合傳導，左右眼同時接收到輸出光線使人眼透過鏡片觀看到三維信息。

2.如權利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述納米結構位于所述鏡片基底的表面或內部。

3.如權利要求2所述的近眼顯示裝置，其中，所述納米結構為單層結構或多層層疊結構。

4.如權利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述納米光柵的表面覆有與所述鏡片基底的折射率不同的透明介質層。

5.如權利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述鏡片基底是多彎曲結構、弧形結構、長條結構、梯型結構或者自由曲面結構。

6.如權利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述納米結構由多組結構單元構成，每組結構單元包括紅色單元像素、綠色單元像素和藍色單元像素，分別用于對應傳輸相應的顏色圖像光線。

7.如權利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述納米結構呈離軸菲涅爾透鏡結構。

8.如權利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述第二區域和所述第三區域以所述第一區域為軸，呈現空間上對稱分布。

9.如權利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述第一區域具有傾斜光柵，并且所述傾斜光柵呈菱形結構、三角結構、梯形結構或波浪結構。

10.如權利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述第一區域為左右對稱的形狀結構。

11.如權利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述納米鏡片為光線波導，微投影圖像耦合進入納米鏡片，滿足全反射條件傳播。

12.如權利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述納米鏡片的拼接為非對稱錯落分布，或者，所述納米鏡片的拼接為對稱分布。

13.如權利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述近眼顯示裝置具有疊加的三片所述納米鏡片，分別用于傳輸近、中、遠景深圖像。

14.一種利用如權利要求1、8、9、10中任一項所述的近眼顯示裝置的近眼顯示方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟A：用所述第一區域耦合來自所述微投影系統的圖像光線，使耦合光線經波導內全反射左右分別傳輸至所述第二區域；

步驟B：用所述第二區域改變光線走向，將光束導向第三區域；

步驟C：用所述第三區域作為輸出區域，將光束分別以一定角度出射至人眼視網膜。