[实用新型]一种超薄光学模组及超薄显示装置

说明书

本实用新型公开一种超薄光学模组及超薄显示装置，超薄光学模组包括：透光基板、设于所述透光基板任一表面的第一超表面，设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镜功能，能够将来自图像单元的光线聚焦汇聚成像；所述第二超表面具有慧差矫正功能，用于消除所述光线的慧差，提升显示效果。本实用新型通过在所述透光基板的两侧面分别设置具有不同功能的超表面结构，能够实现超短焦成像，有效降低系统长度，同时还可以消除大视场角光线的慧差影响，提升系统的轻便性和显示效果。

技术领域

本实用新型涉及显示设备技术领域，尤其涉及一种超薄光学模组及超薄显示装置。

背景技术

当下的VR/AR显示通常利用透镜组与显示屏幕的组合来实现放大的图像，为了减小系统体积、提高轻便性，也有利用菲涅尔透镜来代替普通透镜的方案。但是菲涅尔透镜技术可以减小的体积有限，并且其结构存在多个台阶，并不是平面化结构。利用衍射光学元件(DOE，Diffractive Optical Elements)可以在一个平面结构内实现光波调制，能够尽可能地减小系统体积，提升佩戴VR/AR设备的舒适度。

衍射光学元件在设计时通常只针对较小的光谱范围和角度范围，因此在使用时会存在色差和慧差，对于一个VR/AR显示系统，我们需要RGB三色都具有良好的显示效果，并且具有较大的视场角和放大倍率。利用衍射方法，单一的结构难以满足这样需求。

因此，现有技术存在不足，需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种超薄光学模组及超薄显示装置。

本实用新型的技术方案如下：提供一种超薄光学模组，包括：透光基板、设于所述透光基板任一表面的第一超表面，设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镜功能，用于将来自图像单元的光线聚焦汇聚成像；

所述第二超表面具有慧差矫正功能，用于消除所述光线的慧差，提升显示效果；

所述第一超表面及所述第二超表面均包括若干微结构单元；

在所述透光基板靠近所述图像单元一侧的表面设置所述第一超表面，在所述透光基板远离所述图像单元一侧的表面设置所述第二超表面。

进一步地，所述第一超表面上的所述微结构单元呈周期性排列，所述第二超表面上的所述微结构单元呈周期性排列。

进一步地，一个排列周期内的多个所述微结构单元用于对单一波长光进行相位调制；或，

一个排列周期内的多个所述微结构单元用于对多种波长光进行相位调制，多个所述微结构单元具有不同特征尺寸。

进一步地，所述微结构单元为圆柱体纳米柱，或所述微结构单元为长方体纳米柱。

进一步地，一个所述微结构单元的一个特征参数对应相同波长光或不同波长光的一个相位调制，当所述微结构单元为圆柱体纳米柱时，通过所述圆柱体纳米柱的不同特征尺寸以形成不同的特征参数；当所述微结构单元为长方体纳米柱时，通过所述长方体纳米柱的不同特征尺寸和/或不同旋转角度以形成不同的特征参数。

进一步地，所述圆柱体纳米柱的特征尺寸不同包括：

所述圆柱体纳米柱的直径不同，或所述圆柱体纳米柱的高度不同。

进一步地，当所述微结构单元为长方体纳米柱时，所述长方体纳米柱的特征尺寸在50nm～1um范围内。

进一步地，一个所述微结构单元的特征参数对应相同波长光或不同波长光的一个相位调制，一个所述微结构单元对应的相位调制函数的表达式为：

为相位调制度，λ为波长，f为透镜焦距，r为极坐标下的径向长度。