[實用新型]一種超薄光學模組及超薄顯示裝置

有效

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• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN210376902U
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設計）人: 王方舟;張韋韙;周知星;朱耀明
• 申請（專利權）人: 深圳惠牛科技有限公司
• 主分類號: G02B27/42
• 分類號: G02B27/42
• 代理公司: 深圳市中科創(chuàng)為專利代理有限公司 44384
• 代理人: 譚雪婷;謝亮

本實用新型公開一種超薄光學模組及超薄顯示裝置，超薄光學模組包括：透光基板、設于所述透光基板任一表面的第一超表面，設于所述透光基板另一表面的第二超表面；所述第一超表面具有透鏡功能，能夠將來自圖像單元的光線聚焦匯聚成像；所述第二超表面具有慧差矯正功能，用于消除所述光線的慧差，提升顯示效果。本實用新型通過在所述透光基板的兩側面分別設置具有不同功能的超表面結構，能夠實現超短焦成像，有效降低系統長度，同時還可以消除大視場角光線的慧差影響，提升系統的輕便性和顯示效果。

技術領域

本實用新型涉及顯示設備技術領域，尤其涉及一種超薄光學模組及超薄顯示裝置。

背景技術

當下的VR/AR顯示通常利用透鏡組與顯示屏幕的組合來實現放大的圖像，為了減小系統體積、提高輕便性，也有利用菲涅爾透鏡來代替普通透鏡的方案。但是菲涅爾透鏡技術可以減小的體積有限，并且其結構存在多個臺階，并不是平面化結構。利用衍射光學元件(DOE，Diffractive Optical Elements)可以在一個平面結構內實現光波調制，能夠盡可能地減小系統體積，提升佩戴VR/AR設備的舒適度。

衍射光學元件在設計時通常只針對較小的光譜范圍和角度范圍，因此在使用時會存在色差和慧差，對于一個VR/AR顯示系統，我們需要RGB三色都具有良好的顯示效果，并且具有較大的視場角和放大倍率。利用衍射方法，單一的結構難以滿足這樣需求。

因此，現有技術存在不足，需要改進。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種超薄光學模組及超薄顯示裝置。

本實用新型的技術方案如下：提供一種超薄光學模組，包括：透光基板、設于所述透光基板任一表面的第一超表面，設于所述透光基板另一表面的第二超表面；

所述第一超表面具有透鏡功能，用于將來自圖像單元的光線聚焦匯聚成像；

所述第二超表面具有慧差矯正功能，用于消除所述光線的慧差，提升顯示效果；

所述第一超表面及所述第二超表面均包括若干微結構單元；

在所述透光基板靠近所述圖像單元一側的表面設置所述第一超表面，在所述透光基板遠離所述圖像單元一側的表面設置所述第二超表面。

進一步地，所述第一超表面上的所述微結構單元呈周期性排列，所述第二超表面上的所述微結構單元呈周期性排列。

進一步地，一個排列周期內的多個所述微結構單元用于對單一波長光進行相位調制；或，

一個排列周期內的多個所述微結構單元用于對多種波長光進行相位調制，多個所述微結構單元具有不同特征尺寸。

進一步地，所述微結構單元為圓柱體納米柱，或所述微結構單元為長方體納米柱。

進一步地，一個所述微結構單元的一個特征參數對應相同波長光或不同波長光的一個相位調制，當所述微結構單元為圓柱體納米柱時，通過所述圓柱體納米柱的不同特征尺寸以形成不同的特征參數；當所述微結構單元為長方體納米柱時，通過所述長方體納米柱的不同特征尺寸和/或不同旋轉角度以形成不同的特征參數。

進一步地，所述圓柱體納米柱的特征尺寸不同包括：

所述圓柱體納米柱的直徑不同，或所述圓柱體納米柱的高度不同。

進一步地，當所述微結構單元為長方體納米柱時，所述長方體納米柱的特征尺寸在50nm～1um范圍內。

進一步地，一個所述微結構單元的特征參數對應相同波長光或不同波長光的一個相位調制，一個所述微結構單元對應的相位調制函數的表達式為：

為相位調制度，λ為波長，f為透鏡焦距，r為極坐標下的徑向長度。