[发明专利]一种光学元件及近眼显示系统

说明书

本发明公开了一种光学元件及近眼显示系统，涉及显示技术领域，本发明的光学元件，包括设置在相互平行的第一主外表面和第二主外表面之间的多个第一部分反射面和多个第二部分反射面，第一主外表面和第二主外表面之间沿第一方向划分有相互连接的第一区域和第二区域，多个第一部分反射面在第一区域内沿垂直于第一方向的第二方向对称分布且相邻两个第一部分反射面所在的平面能够相交，多个第二部分反射面在第二区域内沿第一方向平行分布，第一部分反射面用于将耦入光线反射至第二部分反射面，第二部分反射面用于使耦入光线由第一主外表面平行出射。本发明提供的光学元件能够提高出光亮度和均匀性，扩大视场范围，且具有较高的可穿戴性。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种光学元件及近眼显示系统。

背景技术

在增强现实技术中近眼显示系统都包括一个置于用户眼睛前的透明光波导，光线通过内部反射在光波导内传递，然后通过合适的输出机制将图像耦合到用户的眼睛上，实现将虚拟图像叠加到现实场景上，向用户提供具有沉浸式和交互式的体验，因此，增强现实技术在娱乐、工业、医学等领域都有重要的意义。

现有的光波导两个维度扩展光线的方法都是以平行列阵的形式实现，在平行列阵部分反射面技术中，光线以不同角度在光波导中全反射的情况下，对于某些角度全反射的光线会与部分反射面未发生反射现象，导致出射的光线缺失，使得光波导出光均匀性较差，且视场角不易扩大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学元件及近眼显示系统，提高出光均匀性并扩大视场角。

本发明的实施例是这样实现的：

一种光学元件，其包括设置在相互平行的第一主外表面和第二主外表面之间的多个第一部分反射面和多个第二部分反射面，第一主外表面和第二主外表面之间沿第一方向划分有相互连接的第一区域和第二区域，多个第一部分反射面在第一区域内沿垂直于第一方向的第二方向对称分布且相邻两个第一部分反射面所在的平面能够相交，多个第二部分反射面在第二区域内沿第一方向平行分布，第一部分反射面用于将耦入光线反射至第二部分反射面，第二部分反射面用于使耦入光线由第一主外表面平行出射。

可选的，作为一种可实施的方式，相邻两个第一部分反射面的相邻边缘相互连接。

可选的，作为一种可实施的方式，相邻两个第一部分反射面的相邻边缘相互分离。

可选的，作为一种可实施的方式，第一部分反射面上设有线偏振膜，多个第一部分反射面的偏振方向相互垂直交替。

可选的，作为一种可实施的方式，沿第二方向分布的多个第一部分反射面的反射率依次增大，沿第一方向分布的多个第二部分反射面的反射率依次增大。

可选的，作为一种可实施的方式，相邻两个第一部分反射面之间的夹角α满足70°≤α≤160°。

可选的，作为一种可实施的方式，第一部分反射面和第一主外表面之间的交线与耦入光线之间的夹角α₁满足25°≤α₁≤75°。

可选的，作为一种可实施的方式，第二部分反射面与第一主外表面之间的夹角β满足20°≤β≤45°。

可选的，作为一种可实施的方式，第一部分反射面和第一主外表面之间的交线与第二部分反射面和第一主外表面之间的交线之间的夹角β₁满足20°≤β₁≤65°。

一种近眼显示系统，其包括如上任意一项的光学元件。

本发明实施例的有益效果包括：