近眼显示光学组件及光栅制造设备的制作方法

本申请涉及光学，特别是涉及一种近眼显示光学组件及光栅制造设备。

背景技术：

1、随着虚拟现实(virtual reality，vr)、扩增实境(argument reality，ar)及混合实境(mixed reality，mr)的持续发展，市场对头戴式装置的要求也不断增加。以扩增实境的头戴式装置为例，其要求画面清晰度、画面颜色饱和度及保持有效现实光线，让使用者可清晰地观看虚实的影像，更要求装置的轻量化及配戴舒适度。

2、然而，对于屈光力不足的使用者来说，扩增实境的头戴式装置需要另外搭配镜片，才能弥补使用者的屈亮度，让使用者清楚的看到成像。现有扩增实境的头戴式装置调整屈亮度有以下两种方式：第一种方式是在头戴式装置内设置镜框，以提供订制的特殊镜片装配；第二种方式是在头戴式装置内设置调整机构。利用调整机构调整镜片与显示区域的间距。

3、上述两种方式都需要搭配光波导以外的透镜，且需要针对使用者的屈亮度制作对应的镜片，额外搭配的镜片也使得头戴式装置的体积增加。故，目前头戴式装置利用镜片调整屈亮度的方式并不理想。

技术实现思路

1、因此，本申请的主要目的就是提供一种近眼显示光学组件及光栅制造设备，以此来改善目前头戴式装置利用镜片调整屈亮度的方式不理想的问题。

2、根据本申请的第一方面，提出一种近眼显示光学组件。近眼显示光学组件包括基板部、耦入光栅部及耦出光栅部。基板部包括第一侧面。耦入光栅部设置于基板部的第一侧面。耦出光栅部设置于基板部的第一侧面并与耦入光栅部彼此间隔排列。耦出光栅部记录多个光栅。每个光栅具有屈亮度。这些光栅的屈亮度彼此相异。

3、依据本申请的一实施例，上述的近眼显示光学组件通过耦出光栅部而具有近视屈亮度。近视屈亮度为0度至500度。

4、依据本申请的一实施例，上述的近眼显示光学组件通过耦出光栅部而具有远视屈亮度。远视屈亮度为0度至300度。

5、根据本申请的第二方面，提出一种光栅制造设备。光栅制造设备配置以制造上述的近眼显示光学组件。光栅制造设备包括光源、扩束器、分光单元、第一反射单元、第二反射单元、全息膜及透镜结构。扩束器位于光源与分光单元之间。第一反射单元位于分光单元的第一出光侧外。第二反射单元位于分光单元的第二出光侧外。全息膜位于第一反射单元的第一反侧路径与第二反射单元的第二反射路径的交会处。透镜结构位于第一反射单元与全息膜之间。透镜结构具有屈光力。

6、依据本申请的一实施例，上述的第二反射单元是反光镜。

7、依据本申请的一实施例，上述的第二反射单元包括第一分光镜及第二分光镜。第一分光镜位于分光单元的第一出光侧外。全息膜位于第一分光镜的第一出光侧外。第二分光镜位于第一分光镜的第二出光侧外。全息膜位于第二分光镜的第一出光侧外。光栅制造设备包括第一快门及第二快门。第一快门位于第一分光镜与全息膜之间。第二快门位于第二分光镜与全息膜之间。

8、依据本申请的一实施例，上述的透镜结构为凹透镜。

9、依据本申请的一实施例，上述的透镜结构为凸透镜。

10、依据本申请的一实施例，上述的光栅制造设备包括参考光角度。参考光角度为0度至180度。

11、依据本申请的一实施例，上述的光栅制造设备包括物光角度。物光角度为0度至180度。

12、由上述可知，本申请的光栅制造设备通过具有屈光力的透镜结构，形成具有所需屈亮度的耦出光栅，让记录屈亮度与耦出光栅的全息膜形成近眼显示光学组件，而能应用于头戴式装置。由于近眼显示光学组件通过光栅制造设备而记录具有相异屈亮度的光栅。在使用时，可根据使用者的视力度数，调整入射至耦入光栅部的入射光角度，让入射光角度与对应的光栅的屈亮度的球面波产生干涉，而产生适当屈亮度的光波进入人眼。因此，近眼显示光学组件的采用，不需要设置镜片、镜架，也不会增加头戴式装置的体积。故，近眼显示光学组件能有效解决目前利用镜片调整屈亮度的问题。

技术特征：

1.一种近眼显示光学组件，其特征在于，所述近眼显示光学组件包括：

2.如权利要求1所述的近眼显示光学组件，其特征在于，所述近眼显示光学组件通过所述耦出光栅部而具有近视屈亮度，所述近视屈亮度为0度至500度。

3.如权利要求1所述的近眼显示光学组件，其特征在于，所述近眼显示光学组件通过该耦出光栅部而具有远视屈亮度，所述远视屈亮度为0度至300度。

4.一种光栅制造设备，配置以制造如权利要求1至3中任一项所述的近眼显示光学组件，其特征在于，所述光栅制造设备包括：

5.如权利要求4所述的光栅制造设备，其特征在于，所述第二反射单元是反光镜。

6.如权利要求4所述的光栅制造设备，其特征在于，所述第二反射单元包括第一分光镜以及第二分光镜；

7.如权利要求4所述的光栅制造设备，其特征在于，所述透镜结构为凹透镜。

8.如权利要求4所述的光栅制造设备，其特征在于，所述透镜结构为凸透镜。

9.如权利要求4所述的光栅制造设备，其特征在于，所述第二反射单元配置以调整参考光角度，使所述参考光角度为0度至180度。

10.如权利要求4所述的光栅制造设备，其特征在于，所述第一反射单元配置以调整物光角度，使所述物光角度为0度至180度。

技术总结
本申请涉及一种近眼显示光学组件及光栅制造设备。该近眼显示光学组件包括基板部、耦入光栅部及耦出光栅部。基板部包括第一侧面。耦入光栅部设置于基板部的第一侧面。耦出光栅部设置于基板部的第一侧面并与耦入光栅部彼此间隔排列。耦出光栅部记录多个光栅。每个光栅具有屈亮度。这些光栅的屈亮度彼此相异。光栅制造设备配置以制造近眼显示光学组件。在使用时，可根据使用者的视力度数，调整入射至耦入光栅部的入射光角度，让入射光角度与对应的光栅的屈亮度的球面波产生干涉，而产生适当屈亮度的光波进入人眼。

技术研发人员：刘怡珍,黄皓坚
受保护的技术使用者：业成光电（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16