CN211905753U - 一种光学透镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种光学透镜通过光波导阵列中的多个长条状高度不同的光波导排列，将光波导阵列中的光波导与透明面板相对应部分倾斜小于90度设置，通过把几个透镜组合巧妙的把光波导阵列引导出的光束全部朝向规定的一点聚焦，使人们在360度的范围内都能观看到空中的影像，显示效果和产品体验更好，满足了各种场景的应用需求。同时，还具有多视角、高解像、无畸变、无色散的成像特性。

Description

一种光学透镜

技术领域

本实用新型涉及光学领域，具体而言，本实用新型涉及一种光学透镜。

背景技术

随着成像显示技术的发展，对成像的特性要求不断提高。空气成像技术是在光学透镜的一侧中配置的被投影物中发出的光在光学透镜里的镜面反射并同时透射该光学透镜平面，从而使该被投影物的镜影像在该光学透镜的另外一侧的空间中成像为实像，空气成像技术通过在空气中形成物品的影像，使得人们无需借助VR眼镜等辅助设备就可以看到物品的影像，给人以强烈的视觉震撼效果，受到越来越多人的关注和追捧。然而，现有的光学透镜结构的成像受到成像角度或成像方向的限制，而导致具有空中成像的结构，从不同的角度观看时，只有在其有效视角范围内一个角度可观看到空中的影像，而其它角度则看不到空中的影像。

发明内容

本实用新型的目的在于改进现有技术的不足，提供一种显示效果和产品体验更好的多视点都能看到空中影像的光学透镜结构，解决现有技术的不足。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种光学透镜，包括透明面板、第一组光波导阵列和第二组光波导阵列，所述每组光波导阵列由多个长条状光波导组成，所述第一组光波导阵列中的长条状光波导由多个高度不同的光波导组成，所述第一组光波导阵列中的光波导和所述透明面板相对应部分倾斜小于90度设置，所述第二组光波导阵列中的光波导和所述第一组光波导阵列中的光波导相对应部分的波导方向相互垂直。

一种光学透镜，包括楔形透明面板、第一组光波导阵列和第二组光波导阵列，所述每组光波导阵列由多个长条状光波导组成，所述第一组光波导阵列中的光波导设置在楔形透明面板的斜面上，所述第一组光波导阵列中的光波导与所述楔形透明面板相对应的斜面垂直，所述第二组光波导阵列中的光波导和所述第一组光波导阵列中的光波导相对应部分的波导方向相互垂直。

所述长条状光波导的两侧设置有反射层。

所述第一组光波导阵列中的光波导全部朝向规定的一点。

与现有技术相比，本实用新型一种光学透镜具有如下有益效果：

本发明一种光学透镜通过光波导阵列中的多个长条状高度不同的光波导排列，将光波导阵列中的光波导与透明面板相对应部分倾斜设置，通过把几个透镜组合巧妙的把光波导阵列各方向引导出的光束全部朝向规定的一点聚焦，使人们在360度的范围内都能观看到空中的影像，显示效果和产品体验更好，满足了各种场景的应用需求。同时，还具有多视角、高解像、无畸变、无色散的成像特性。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种光学透镜的微观结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种光学透镜第一组光波导阵列中的多个高度不同的光波导结构示意图；

图3为本实用新型实施例一种光学透镜中第一组光波导阵列中的光波导和透明面板相对应部分倾斜小于90度的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一种光学透镜中第二组光波导阵列3中的光波导和第一组光波导阵列2中的光波导相对应部分的波导方向相互垂直的结构示意图；

图5为本实用新型实施例一种光学透镜的内部光路原理图；

图6为本实用新型实施例一种光学透镜的成像示意图；

图7为本实用新型实施例一种光学透镜的另一例结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

请参阅图 1、图2、图3和图4所示，本发明实施例一种光学透镜，其包括一透明面板1、第一组光波导阵列2和第二组光波导阵列3，第一组光波导阵列2和第二组光波导阵列3由多个长条状光波导4组成，第一组光波导阵列2中的长条状光波导4由多个高度不同的光波导组成，使人们观看成像时的视角更好，第一组光波导阵列2中的光波导4和透明面板1相对应部分倾斜小于90度设置，调整倾斜角度可以使来自各方向成的影像重合，第二组光波导阵列3中的光波导4和第一组光波导阵列2中的光波导4相对应部分的波导方向相互垂直，形成两层整齐排列的正交镜面结构，第一组光波导阵列2中的光波导4全部朝向规定的一点聚焦，任何点光源、平面光源和立体光源发射出来的分散的光线在经过此特殊结构的透镜后都会在透镜另一边相同位置重新聚焦成像，参照图5和6。

如图4所示，所述光波导4的两侧面分别设置有反射层5，用于对光线进行全反射。所述光波导的厚度为0.9mm，厚度越薄越好，所述第一组光波导阵列2和第二组光波导阵列3中的光波导厚度要相同。

图5示出了光路的工作原理：

在微米结构上，使用相互正交的反射层镜面结构，对任意光信号进行正交分解，原始信号被分解为信号X和信号Y两路相互正交信号，信号X在第一物理层，按照与入射角相同的反射角在镜表面进行全反射，此时信号Y保持平行第一物理层，穿过第一物理层后，在第二物理层表面按照与入射角相同的反射角在镜表面进行全反射，反射后的信号Y与信号X组成的反射后的光信号便与原始光信号成镜面对称。因此任意方向的光线经过此透镜均可实现镜面对称，任意光源的发散光经过此透镜便会在对称位置重新聚焦成像，成像距离与全息反射层与光源距离相同，为等距离成像，且像的位置在空中，不需要具体载体，直接把实像成现在空气中。因此，使用者所看到的空间中的影像即是实际存在的物体所散发出的光。

原始光源在经过光学透镜结构后,在光学透镜结构上发生上述过程，聚焦成像后的入射角分别为ß1，ß2，ß3，ß4… .. ßn，像与光学透镜结构的距离L ,则成像在光学透镜结构

与原始光源的等间距L处，可视角为2倍max(ß)，所以如果透镜的尺寸较小，仅在距离正面的一定距离才可看到影像；把几个透镜组合在一起把透镜引导出的光束全部朝向规定的一点聚焦，就可以使人们在360度的范围内都能观看到空中的影像，如果板的尺寸变大，即可实现更大的成像距离，从而增大视野率。

另一实施例，如图7所示，一种光学透镜，包括一楔形透明面板1、第一组光波导阵列2和第二组光波导阵列3，每组光波导阵列由多个长条状光波导4组成，第一组光波导阵列2中的光波导4设置在楔形透明面板1的斜面6上，调整斜面6的倾斜角度可以使来自各方向成的影像重合，所述第一组光波导阵列2中的光波导4与所述楔形透明面板1相对应的斜面6垂直，所述第二组光波导阵列3中的光波导4和所述第一组光波导阵列2中的光波导4相对应部分的波导方向相互垂直，形成两层整齐排列的正交镜面结构，第一组光波导阵列2中的光波导4全部朝向规定的一点聚焦，任何点光源、平面光源和立体光源发射出来的分散的光线在经过此特殊结构的透镜后都会在透镜另一边相同位置重新聚焦成像。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

与现有技术相比，本发明实施例一种光学透镜具有如下有益效果：

本实用新型一种光学透镜通过光波导阵列中的多个长条状高度不同的光波导排列，将光波导阵列中的光波导与透明面板相对应部分倾斜小于90度设置，通过把几个透镜组合巧妙的把光波导阵列各方向引导出的光束全部朝向规定的一点聚焦，使人们在360度的范围内都能观看到空中的影像，显示效果和产品体验更好，满足了各种场景的应用需求。同时，还具有多视角、高解像、无畸变、无色散的成像特性。

以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种光学透镜，其特征在于，包括透明面板、第一组光波导阵列和第二组光波导阵列，所述每组光波导阵列由多个长条状光波导组成，所述第一组光波导阵列中的长条状光波导由多个高度不同的光波导组成，所述第一组光波导阵列中的光波导和所述透明面板相对应部分倾斜小于90度设置，所述第二组光波导阵列中的光波导和所述第一组光波导阵列中的光波导相对应部分的波导方向相互垂直。

2.一种光学透镜，其特征在于，包括楔形透明面板、第一组光波导阵列和第二组光波导阵列，所述每组光波导阵列由多个长条状光波导组成，所述第一组光波导阵列中的光波导设置在楔形透明面板的斜面上，所述第一组光波导阵列中的光波导与所述楔形透明面板相对应的斜面垂直，所述第二组光波导阵列中的光波导和所述第一组光波导阵列中的光波导相对应部分的波导方向相互垂直。

3.如权利要求1或2所述的一种光学透镜，其特征在于：所述长条状光波导的两侧设置有反射层。

4.如权利要求1或2所述的一种光学透镜，其特征在于：所述第一组光波导阵列中的光波导全部朝向规定的一点。

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