CN218446053U - 等效负反射平面透镜的光学结构和等效负反射平面透镜 - Google Patents

Abstract

本申请公开了等效负反射平面透镜的光学结构和等效负反射平面透镜，该光学结构包括：多个光波导，每个光波导的矩形横截面沿列方向的一边为该光波导的宽度，每个所述光波导的矩形横截面与所述列方向垂直的一边为该光波导的长度，待成像光源发出的光从每个所述光波导宽度方向的一个面入射，被每个所述光波导长度方向的面反射后从该光波导宽度方向的另一个面出射；每个所述光波导的长度和/或宽度能够使得光在入射到该光波导后第一次反射光的面和出射前最后一次反射光的面相同。通过本申请解决了现有技术中通过等效负反射平面透镜进行成像时出现杂散光导致的光能利用率不高并且影响整体成像质量的问题，进而提高了光能利用率，改善了整体成像质量。

Description

等效负反射平面透镜的光学结构和等效负反射平面透镜

技术领域

本申请涉及到光学技术领域，具体而言，涉及等效负反射平面透镜的光学结构和等效负反射平面透镜。

背景技术

等效负反射平面透镜成像系统，作为新型显示的一个技术方向，在空间显示、立体显示方面，具有独特的优势。等效负反射平板透镜是指一种具有微结构的光学平板，对入射光线实现与负折射率材料折射相同效果的功能，由于存在微结构使得入射光线在光学平板内传输时产生折射，提供了光焦度，具有光学透镜的功能，因此称为等效负反射平板透镜。

图1是根据现有技术中的等效负反射平面透镜成像系统的成像示意图，如图1所示，通过等效负反射平板透镜投射出的数字键盘被成一定角度显示在空气中，形成了立体成像的效果。

图2是根据现有技术中的等效负反射平面透镜成像系统的原理示意图一，如图2所示，等效负反射平面透镜成像系统10可以用于对金鱼照片20进行成像，金鱼照片20的光经过等效负反射平面透镜成像系统10发生了折射，光线在发射折射之后在金鱼照片20的另一面聚焦后形成金鱼图像30。

图3是根据现有技术中的等效负反射平面透镜成像系统的原理示意图二，如图3所示，光源可以是点光源、面光源或三维(Three Dimensional，简称为3D)光源，这些光源发出的光在等效负反射平面透镜成像系统(简称为平板透镜)的另一面汇聚成实像，成的实像与光源相对应，可以是一个点、一个面或者3D实像，即光源发出的光，经过平板透镜反射，在光源关于平板透镜对称的位置形成实像，成像之后就可以被人眼看到。

在现有技术中，会使用光波导作为光传播结构，通过光波导对入射光线进行折射成像。物体发出的光，进入平面透镜的光波导内传播，使用光波导作为光传播结构时会出现杂散光，因此光能利用率一直不高，不仅损失了能量，还影响了整体成像质量。

实用新型内容

本申请实施例提供了等效负反射平面透镜的光学结构和等效负反射平面透镜，以至少解决现有技术中通过等效负反射平面透镜进行成像时出现杂散光导致的光能利用率不高并且影响整体成像质量的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种等效负反射平面透镜的光学结构，包括：多个光波导，其中，所述多个光波导排列成一列，每个所述光波导的横截面均为矩形，每个所述光波导的矩形横截面沿列方向的一边为该光波导的宽度，每个所述光波导的矩形横截面与所述列方向垂直的一边为该光波导的长度，待成像光源发出的光从每个所述光波导宽度方向的一个面入射，被每个所述光波导长度方向的面反射后从该光波导宽度方向的另一个面出射；每个所述光波导的长度和/或宽度能够使得光在入射到该光波导后第一次反射光的面和出射前最后一次反射光的面相同。

进一步地，每个所述光波导的宽度相同，每个所述光波导的长度不同，每个所述光波导的长度能够使光在入射到该光波导后第一次反射光的面和出射前最后一次反射光的面相同。

进一步地，所述多个光波导中的每个光波导的长度随入射角的增加依次增加，所述多个光波导中入射角最大的光波导的长度最长，其中，所述入射角为待成像光源发出的光到入射到该光波导宽度方向中心点的角度。

进一步地，每个所述光波导靠近所述待成像光源的宽度一面沿所述列方向对齐。

进一步地，所述多个光波导中的长度最短的光波导在所述列方向的中间位置，从所述中间位置向所述列的两端方向依次排列的光波导的长度依次增加。

进一步地，从所述中间位置向所述列的两端方向依次排列的相邻第一光波导和第二光波导的长度差为d/tan(a)的整数倍，所述a为光到所述第二光波导的入射角，d为所述第二光波导的宽度；或者，所述光波导的长度在如下区间中：

所述第二光波导的长度大于所述第一光波导；或者，所述光波导的长度均为

所述第二光波导的k值大于所述第一光波导的k值；其中，k为0或正整数，所述a为光到该光波导的入射角，d为该光波导的宽度，光从空间中入射到光波导中，n1是所述空间的折射率，n2是光波导的折射率。

进一步地，还包括：反射镜，其中，所述发射镜设置至光从光波导出射的一端，并且设置在光出射前最后一次发射光的面的延伸方向上，用于反射从所述光波导出射的部分光。

进一步地，所述反射镜的数量与所述多个光波导的数量相同，每个所述光波导的光出射的一端均设置有一块反射镜。

进一步地，所述反射镜的长度大于等于d/tan(a)，其中，所述a为光到该光波导的入射角，d为该光波导的宽度。

根据本申请的另一个方面，还提供给了一种等效负反射平面透镜，其中，包括上述的光学结构。

在本申请实施例中，采用了多个光波导，其中，所述多个光波导排列成一列，每个所述光波导的横截面均为矩形，每个所述光波导的矩形横截面沿列方向的一边为该光波导的宽度，每个所述光波导的矩形横截面与所述列方向垂直的一边为该光波导的长度，待成像光源发出的光从每个所述光波导宽度方向的一个面入射，被每个所述光波导长度方向的面反射后从该光波导宽度方向的另一个面出射；所述光波导的长度和/或宽度不同，每个所述光波导的长度和/或宽度能够使得光在入射到该光波导后第一次反射光的面和出射前最后一次反射光的面相同。通过本申请解决了现有技术中通过等效负反射平面透镜进行成像时出现杂散光导致的光能利用率不高并且影响整体成像质量的问题，进而提高了光能利用率，改善了整体成像质量。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据现有技术中的等效负反射平面透镜成像系统的成像示意图；

图2是根据现有技术中的等效负反射平面透镜成像系统的原理示意图一；

图3是根据现有技术中的等效负反射平面透镜成像系统的原理示意图二；

图4是根据相关技术中的平面透镜的结构示意图；

图5是根据相关技术中的光线在光波导中的传播示意图；

图6是根据本申请实施例的光波导长度不同的光学结构的示意图一；

图7是根据本申请实施例的光波导长度不同的光学结构的示意图二；

图8是根据本申请实施例的由光波导组成的光学结构的示意图；

图9是根据本申请实施例的光学结构的成像示意图；

图10是根据本申请实施例的光在光波导内折射的参数示意图；

图11是根据本申请实施例的光在一个光波导内折射的示意图；

图12是根据本申请实施例的多条光线在光波导内传播的示意图；以及，

图13是根据本申请实施例的增加反光镜的光学结构的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在以下实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图4是根据相关技术中的平面透镜的结构示意图，如图4所示，等效负折射率平板透镜从物方到像方依次包括第一玻璃窗片1、两组光波导阵列2(第一组光波导阵列21和第二组光波导阵列22)和第二玻璃窗片3。所述第一玻璃窗片和第二玻璃窗片均具有两个光学面，主要用于保护光波导阵列，所述光波导阵列2由单列多排的横截面为矩形的光波导组成，两组光波导阵列相互对应部分的光波导之间正交布置，实现光波导方向相互垂直，使得正交两个方向光束会聚于一点，且保证物象面相对于等效负折射率平板透镜对称，产生等效负折射率现象，实现了平板透镜成像。

在使用光波导作为平面透镜的光传播结构时，由于光线进入光波导的角度不同，这导致了光线在经过光波导之后出现两种情况：第一种情况是在光波导内传播的光线一部分的出射光线沿着与入射光线成镜像的方向出射，形成图像；第二种情况是在光波导内传播的光线的另一个部分的出射光线沿着非成像方向出射，形成杂散光，这部分光会被摈弃，并且还会影响整体成像质量。下面结合图5对此进行说明，图5是根据相关技术中的光线在光波导中的传播示意图，如图5所示，第一组光波导阵列和第二组光波导阵列组成了截面为矩形的光波导23，多个光波导23依次排列，光波导从下到上依次为：光波导23-1、光波导23-2、光波导23-3、光波导23-4和光波导23-5，待成像物体发出的光到达光波导23-1到光波导23-5的角度不同，其中，经过光波导23-1、光波导23-3、光波导23-5的光线折射之后用于在平板透镜的另一侧对称的位置成像，但是，经过光波导23-2和光波导23-4的光线折射之后的出射方向与入射方向相同，并没有用于成像，即经过光波导23-2和光波导23-4折射后的光线为散射光。即经过光波导23-1、光波导23-3、光波导23-5为在光波导内反射次数为奇数的光线，出射光线沿着与入射光线成镜像的方向出射，形成图像；经过光波导23-2和光波导23-4的光线为在光波导内反射次数为偶数的光线，出射光线沿着与入射光线平行的方向出射，形成杂散光。由于出现了杂散光，使得部分光没有用于成像，降低了光能的利用率，并且这部分杂散光还会对成像质量造成影响。从图5中可以看出，图5示出的平板透镜中出现散射光的原因是没有对经过光波导23-2和23-4的折射的光进行控制。

通过图5可以看出由于通过平板透镜成像是在待成像光源的基于平板透镜所在平面的对称位置成像的，因此，如果出射光线的方向与入射光线的方向相同，则为杂散光；如果出射光线的方向是朝向成像方向的，则是用于成像的光线。观察图5可知，杂散光在进入光波导后的第一次反射的面与离开该光波导之前的最后一次反射的面是不同的，这就导致了出射光和入射光的方向相同。例如，在光波导23-2和光波导23-4中，入射光在进入光波导之后第一次反射是通过光波导的上表面来进行反射的，入射光在离开光波导之前的最后一次反射是通过该光波导的下表面来进行反射的，也就说进行第一次反射和进行最后一次反射的面是不同的。又例如，在光波导23-1、光波导23-3和光波导23-5中，入射光在进入光波导之后第一次反射是通过光波导的上表面来进行反射的，入射光在离开光波导之前的最后一次反射也是通过该光波导的上表面来进行反射的，即进行第一次反射和进行最后一次反射的面是相同的，在该例子中，光波导23-1、光波导23-3和光波导23-5出射的光线是用于进行成像的光线。基于上述介绍可知，对于每个光波导，只要保证光在该光波导内的第一次反射的面和离开光波导前的最后一次反射的面是同一面，则每个光波导的出射光线均能用于成像，这样极少了杂散光，提高了光能的利用率，还改善了成像效果。

在以下实施方式中，提供了一种等效负反射平面透镜的光学结构，包括：多个光波导，其中，所述多个光波导排列成一列，每个所述光波导的横截面均为矩形，每个所述光波导的矩形横截面沿列方向的一边为该光波导的宽度，每个所述光波导的矩形横截面与所述列方向垂直的一边为该光波导的长度，待成像光源发出的光从每个所述光波导宽度方向的一个面入射，被每个所述光波导长度方向的面反射后从该光波导宽度方向的另一个面出射；每个所述光波导的长度和/或宽度(在一个可选实施方式中所述光波导的长度和/或宽度可以不同)，能够使得光在入射到该光波导后第一次反射光的面和出射前最后一次反射光的面相同。

正如上文所论述的那样，光波导中第一次反射入射光的面与光离开该光波导之前最后一次反射光的面如果是相同的面，那么光波导的出射光会用于成像，而不再是杂散光。为了达到这个目的，可以通过调整光波导横截面的宽度和/或长度来实现，由于入射光的角度对于每个光波导是不同的，因此可以根据光到每个光波导的入射角度来调整该波导的长度和/或宽度，这样得到的光学结构中，光通过每个光波导之后均会反射到用于成像的方向，能够提高光能利用率，改善成像效果。

在一个可选的实施方式中，考虑到每个光波导的宽度如果不同，则会增加制造光波导的工艺难度，另外每个光波导的宽度不同的话也会相应增加计算难度。考虑到这些问题，在该可选实施方式中，可以将每个所述光波导的宽度设置为相同，即每个所述光波导的宽度相同，每个所述光波导的长度不同，每个所述光波导的长度能够使光在入射到该光波导后第一次反射光的面和出射前最后一次反射光的面相同。通过该可选实施方式，将光波导的宽度设置为相同，然后根据每个光波导在列中的位置计算该光波导的长度即可，通过该可选实施方式一方面减轻了计算压力，另一方面还可以降低工艺难度。

图6是根据本申请实施例的光波导长度不同的光学结构的示意图，如图6所示，光波导23-1、光波导23-2、光波导23-3、光波导23-4、光波导23-5分别对应的入射角为a1、a2、a3、a4和a5，其中，所述入射角为待成像光源发出的光到入射到该光波导宽度方向中心点的角度。由于光波导23-1到光波导23-5到待成像光源的相对位置不同，因此，入射角a1到a5的值也不相同，其中，入射角a1最小而入射角a5最大。考虑到成像位置在待成像光源的对称位置，为了避免上层光波导的出射光被下层的光波导再次折射，例如，如果光波导23-4的长度大于光波导23-5，则光波导23-5的出射光可能会经过光波导23-4，并被光波导23-4再次折射，在这种情况下，需要精确计算光波导23-4的长度，否则就会出现杂散光。为了避免这种情况的出现，在图6示出的光学结构中，从光波导23-1到光波导23-5的长度依次增加，即所述多个光波导中的每个光波导的长度随入射角的增加依次增加，所述多个光波导中入射角最大的光波导的长度最长，通过该结构就可以使得每个光波导的出射光直接汇聚到成像位置，避免了一个光波导的出射光被其他光波导再次折射所可能出现的干扰的情况。

图7是根据本申请实施例的光波导长度不同的光学结构的示意图二，图7与图6不同，在图7中光波导23-1到光波导23-5并不是沿宽度一面对齐的，这种排列方式中，如果各个光波导的长度满足：每个所述光波导的长度能够使光在入射到该光波导后第一次反射光的面和出射前最后一次反射光的面相同，则这种排列方式也中的每个光波导也能够将光折射至成像方向。需要说明的是，图7中这种排列方式的工艺难度以及将来组装成平面透镜的难度均比图6大，因此，建议使用图6中的光波导的排列方式，即每个所述光波导靠近所述待成像光源的宽度一面沿所述列方向对齐。这种排列方式不仅仅能够是生产光学结构的工艺相对简单，而且还有利于将该光学结构组装成平面透镜。

图8是根据本申请实施例的由光波导组成的光学结构的示意图，在图8示出的例子中，光源位于图8列的中心位置，在图8示出的结构中，所述多个光波导中的长度最短的光波导在所述列方向的中间位置，从所述中间位置向所述列的两端方向依次排列的光波导的长度依次增加。为了增加与现有技术的对比，在图8的左图中示出的是现有技术中的光波导的排列方式，在现有技术中所有的光波导的横截面的长度宽度均是相同，在这种情况下，就会出现杂散光干扰成像的问题。在图8的右图示出的是一个实施例中的光学结构，在该右图中，不同的光波导的长度是不相同的，就可以使每个光波导的出射光均汇聚在成像位置。图9是根据本申请实施例的光学结构的成像示意图，将图9和图5相比就可以看出，在图9中，原来光波导23-2和光波导23-4在光波导内反射次数为偶数的光线，经过最后一面的反射，变为反射次数为奇次的光线，是用于进行目标成像的光线。因此，提升了光能利用率，降低了杂散光情况，提升了成像质量。

在上述实施方式中涉及到入射角不同的光波导的长度不同，计算光波导的长度可以根据每个光波导的宽度和长度以及入射角使用基本三角公式就可以计算得到。下面对此进行举例说明。

图10是根据本申请实施例的光在光波导内折射的参数示意图，如图10所示，待成像光源发出的光在平板透镜的波导23-n位置时的入射角度为a，假设入射后在光波导内的折射角为b，光波导的厚度为L(即光波导的横截面的长度)，单个光波导的宽度为d。由光波导组成的光学结构所处空间的折射率为n1，平板透镜材料的折射率为n2。根据光学折射公式：n1*sina＝n2*sinb可知，

图11是根据本申请实施例的光在一个光波导内折射的示意图，在图11中标出了角度为b的几个角，图11中带斜线背景的部分为波导23-1，光线在波导23-1内第一次反射的位置为P2，假设光线一直在波导23-1中传播，在波导下表面第一反射的位置为P4，则P1到P2的距离为

将b的值带入可知P1到P2的距离为

同理可知P3到P4的距离为

如果将一个距离传播周期TD定义为：第一次上表面反射点跟第二次上表面反射点之间的距离(沿L方向)，则在该波导23-1上，一个距离传播周期TD的长度为：

将波导23-1作为入射角最短的波导，即长度最短的波长，则只要保证波导23-1的长度L小于P1到P2的距离与P3到P4的距离之和即可，此时光在波导23-1的上表面仅仅发射一次(这种情况可以认为是第一次反射位置和最后一次反射位置重合)，因此，波导23-1的长度小于

即可。如果光线是从P1点入射到光波导中，如图11所示出的点划线，在光波导长度大于

的情况下，会再下表面发生第二次发射，使这部分光线成为杂散光，因此为了避免这种情况的发生，光波导的长度应该小于或等于

即P5到P6的距离。如果光线是从P5点入射到光波导的，则在P7点到达光波导的上表面，为了将入射到光波导的光均在上表面一次反射，则光波导的长度应该大于等于P1到P7的距离，即光波导的长度应该大于或等于

通过从P5入射的光和通过从P7入射的光分析来看，光波导的长度为

效果最好，考虑到如果光波导的长度增加一个距离传播周期TD，光在光波导内的反射情况是相同的，因此，波导23-1的长度应该满足如下条件

其中，k＝0或正整数。

在另一个实施方式中，对于从P5到光波导的宽度一面的中心点P8入射的光线，如果通过设置反光镜的方式来解决，则只考虑从P8到P1的入射光线的话，则光波导23-1的长度应该在如下范围内

即所有的波导长度均应该满足该公式的要求。如果从最优的角度上讲，根据光从光波导的宽度一面的两个顶点(即P1和P5)计算，每层的光波导的长度均应该是

其中，上一层的光波导的k值要大于下一层光波导的k值，在这种情况下可以不使用反光镜。

需要说明的是，上述长度是从比较优的角度计算得到的，在实施应用时，考虑到长度与成本相关，也可以采用小于上述长度的光波导，在实施时根据需要灵活计算即可，在此不再一一赘述。

在另一个实施例方式中，根据上述公式得到入射角最小的光波导的长度之后，即等于

即可，该入射角最小的光波导在列的中间位置，然后从所述中间位置向所述列的两端方向依次排列的相邻第一光波导和第二光波导的长度差为d/tan(a)的整数倍，其中，所述第二光波导的长度大于所述第一光波导，所述a为光到所述第二光波导的入射角，d为所述第二光波导的宽度。即，波导n+1的长度L_n+1与波导n的长度L_n不再相同，而是比L_n长，所长的尺寸至少为△n+1＝d/tan(a)。即为L_n+1＝L_n+△n+1。

在上述实施例方式中是根据入射光从光波导的宽度的中心点部分进行计算的，考虑到光波导的宽度比较小，因此这种计算方式得到的光波导的长度也能应用在实际的平面透镜的。实际的待成像光源所发出的光会从光波导的宽度面上的各个点入射，图12是根据本申请实施例的多条光线在光波导内传播的示意图，如图12所示，入射光在经过光波导时，出射光分为两部分，一部分方向角与入射光成镜像，该部分出射光用于成像；另一部分方向角与入射光平行，该部分光为散射光。两部分光能量的比例与波导的长度L和光波导的折射率n2有关。但是仔细观察这两部分出射光就会发现，这两部分出射光被包络在图12中的两条虚线内，这两条虚线是从光波导最边缘出射两条边缘光线。为了解决一个光波导内出现的杂散光的问题，在一个可选实施方式中，可以在波导上侧，加入一个反射镜，将所有与入射光线传播角度相同的出射光进行一次镜片反射，使得光线角度与入射光成镜面关系，使得杂散光变化为可以成像的目标光。即，在该可选实施方式的光学结构中还可以包括：反射镜，其中，所述发射镜设置至光从光波导出射的一端，并且设置在光出射前最后一次发射光的面的延伸方向上，用于反射从所述光波导出射的部分光。可以考虑为部分波导添加发射镜，或者如果不考虑成本，为所有的光波导均增加一个反射镜将是比较好的选择，即所述反射镜的数量与所述多个光波导的数量相同，每个所述光波导的光出射的一端均设置有一块反射镜。

图13是根据本申请实施例的增加反光镜的光学结构的示意图，如图13所示，为了使得全部在波导中传输的光，与入射光传播角度相同的出射光进行一次镜片反射，反射镜的长度S至少为：d/tan(a)，其中，所述a为光到该光波导的入射角，d为该光波导的宽度。通过增加发射镜可以进一步减少杂散光强度，提升成像质量。

在另一个可选实施方式中，还可以提供一种等效负反射平面透镜，包括上述实施方式中的光学结构，其中，还可以分别具有两个光学面的一对玻璃窗口，以及位于两个玻璃窗口之间的上述实施方式中的光学结构。相邻的光波导之间以及光波导与玻璃窗口之间可以设置有光敏胶，从而增加平面透镜的结构强度。

通过上述实施方式解决了现有技术中通过等效负反射平面透镜进行成像时出现杂散光导致的光能利用率不高并且影响整体成像质量的问题，进而提高了光能利用率，改善了整体成像质量。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种等效负反射平面透镜的光学结构，包括：多个光波导，其中，

所述多个光波导排列成一列，每个所述光波导的横截面均为矩形，每个所述光波导的矩形横截面沿列方向的一边为该光波导的宽度，每个所述光波导的矩形横截面与所述列方向垂直的一边为该光波导的长度，待成像光源发出的光从每个所述光波导宽度方向的一个面入射，被每个所述光波导长度方向的面反射后从该光波导宽度方向的另一个面出射；

每个所述光波导的长度和/或宽度能够使得光在入射到该光波导后第一次反射光的面和出射前最后一次反射光的面相同。

2.根据权利要求1所述的光学结构，其中，每个所述光波导的宽度相同，每个所述光波导的长度不同，每个所述光波导的长度能够使光在入射到该光波导后第一次反射光的面和出射前最后一次反射光的面相同。

3.根据权利要求2所述的光学结构，其中，所述多个光波导中的每个光波导的长度随入射角的增加依次增加，所述多个光波导中入射角最大的光波导的长度最长，其中，所述入射角为待成像光源发出的光到入射到该光波导宽度方向中心点的角度。

4.根据权利要求3所述的光学结构，其中，每个所述光波导靠近所述待成像光源的宽度一面沿所述列方向对齐。

5.根据权利要求4所述的光学结构，其中，所述多个光波导中的长度最短的光波导在所述列方向的中间位置，从所述中间位置向所述列的两端方向依次排列的光波导的长度依次增加。

6.根据权利要求5所述的光学结构，其中，

从所述中间位置向所述列的两端方向依次排列的相邻第一光波导和第二光波导的长度差为d/tan(a)的整数倍，所述a为光到所述第二光波导的入射角，d为所述第二光波导的宽度；或者，

所述光波导的长度在如下区间中：

所述第二光波导的长度大于所述第一光波导；或者，所述光波导的长度均为

所述第二光波导的k值大于所述第一光波导的k值；其中，k为0或正整数，所述a为光到该光波导的入射角，d为该光波导的宽度，光从空间中入射到光波导中，n1是所述空间的折射率，n2是光波导的折射率。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学结构，其中，还包括：反射镜，其中，所述反射镜设置至光从光波导出射的一端，并且设置在光出射前最后一次发射光的面的延伸方向上，用于反射从所述光波导出射的部分光。

8.根据权利要求7所述的光学结构，其中，所述反射镜的数量与所述多个光波导的数量相同，每个所述光波导的光出射的一端均设置有一块反射镜。

9.根据权利要求7所述的光学结构，其中，所述反射镜的长度大于等于d/tan(a)，其中，所述a为光到该光波导的入射角，d为该光波导的宽度。

10.一种等效负反射平面透镜，其中，包括权利要求1至9中任一项所述的光学结构。

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