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<図1a>
  • 特表-光学レンズ 図1a
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  • 特表-光学レンズ 図10
  • 特表-光学レンズ 図11
  • 特表-光学レンズ 図12
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-04-13
(54)【発明の名称】光学レンズ
(51)【国際特許分類】
   G02B 5/00 20060101AFI20220406BHJP
   G02B 3/00 20060101ALI20220406BHJP
   G02B 30/56 20200101ALN20220406BHJP
【FI】
G02B5/00 Z
G02B3/00 A
G02B30/56
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021549541
(86)(22)【出願日】2019-06-13
(85)【翻訳文提出日】2021-08-23
(86)【国際出願番号】 CN2019091018
(87)【国際公開番号】W WO2020232774
(87)【国際公開日】2020-11-26
(31)【優先権主張番号】201910422146.8
(32)【優先日】2019-05-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201920728700.0
(32)【優先日】2019-05-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521009979
【氏名又は名称】安徽省東超科技有限公司
【氏名又は名称原語表記】ANHUI EASPEED TECHNOLOGY CO., LTD.
【住所又は居所原語表記】Level 1, Building A3, Chuanggu Technology Park, No. 900 Wangjiang West Road, High-Tech District, Hefei, Anhui 230088, China
(74)【代理人】
【識別番号】110002262
【氏名又は名称】TRY国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】範 超
(72)【発明者】
【氏名】韓 東成
【テーマコード(参考)】
2H042
2H199
【Fターム(参考)】
2H042AA02
2H042AA03
2H042AA16
2H042AA20
2H042AA21
2H199BA32
2H199BB29
(57)【要約】
【要約】光学レンズは、2つの透明基板と、2つの光導波路アレイとを含み、各前記透明基板は2つの光学面を有し、前記2つの光導波路アレイは、接着剤によって前記2つの透明基板の間に配置され、前記2つの光導波路アレイの光導波路の延在方向は直交して配置され、各前記光導波路アレイは複数の光導波路ユニットを含み、各前記光導波路ユニットの断面は矩形を呈し、複数の前記光導波路ユニットは並べて接合され、前記光導波路アレイの外側輪郭は矩形を呈し、前記光導波路ユニットの延在方向は、前記光導波路アレイの外側輪郭の少なくとも2つの辺のそれぞれと30~60度の角度をなす。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光学レンズであって、
2つの透明基板と、2つの光導波路アレイとを含み、
各前記透明基板は2つの光学面を有し、
前記2つの光導波路アレイは、接着剤によって前記2つの透明基板の間に配置され、前記2つの光導波路アレイの光導波路の延在方向は直交して配置され、各前記光導波路アレイは複数の光導波路ユニットを含み、各前記光導波路ユニットの断面は矩形を呈し、複数の前記光導波路ユニットは並べて接合され、前記光導波路アレイの外側輪郭は矩形の形状になり、前記光導波路ユニットの延在方向は、前記光導波路アレイの外側輪郭の少なくとも2つの辺のそれぞれと30~60度の角度をなす、ことを特徴とする光学レンズ。
【請求項2】
前記複数の前記光導波路ユニットは第1接着剤層によって互いに接合され、前記第1接着剤層の厚さは0.001mmよりも厚い、ことを特徴とする請求項1に記載の光学レンズ。
【請求項3】
前記光導波路アレイから離れた前記各透明基板の光学面には増透膜が設けられる、ことを特徴とする請求項1に記載の光学レンズ。
【請求項4】
各光導波路アレイは、少なくとも1つの第1光導波路ユニットと、複数レベルの第2光導波路ユニットと、複数レベルの第3光導波路ユニットと、2つの第4光導波路ユニットとを含み、
前記第1光導波路ユニットは、前記光導波路アレイの対角線に最も近いか、又は前記光導波路アレイの対角線に位置し、
前記複数レベルの第2光導波路ユニットは、前記第1光導波路ユニットの片側に順に接着され、長さが徐々に短くなり、
前記複数レベルの第3光導波路ユニットは、前記第1光導波路ユニットの他方の側に順に接着され、長さが徐々に短くなり、同じレベルの前記第3光導波路ユニットと前記第2光導波路ユニットは、同じ構造とサイズを有し、互いに180度をなすように配置され、
前記2つの第4光導波路ユニットはいずれも三角形を呈し、最終レベルの第2光導波路ユニット及び最終レベルの第3光導波路ユニットにそれぞれ接着され、
前記第1光導波路ユニット、第2光導波路ユニット、第3光導波路ユニット及び前記第4光導波路ユニットは、矩形の輪郭形状を有する前記光導波路アレイを構成する、ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の光学レンズ。
【請求項5】
前記第1光導波路ユニットは、対向して配置された2つの第1長辺と、前記2つの第1長辺の両端をそれぞれ閉鎖する2つの閉鎖辺とを含み、前記閉鎖辺は直線状又は折れ線状である、ことを特徴とする請求項4に記載の光学レンズ。
【請求項6】
前記光導波路アレイの外側輪郭が正方形に形成される場合、前記第1光導波路ユニットは、前記光導波路アレイの対角線に沿って延在し、その閉鎖辺は折れ線状である、ことを特徴とする請求項5に記載の光学レンズ。
【請求項7】
前記光導波路アレイの外側輪郭が長方形に形成される場合、複数の前記第1光導波路ユニットは平行に並んで配置され、2つの第1光導波路ユニットはそれぞれ1つの直線状の閉鎖辺と1つの折れ線状の閉鎖辺を有し、且つ互いに180度をなすように配置され、
残りの第1光導波路ユニットの閉鎖辺はすべて直線状であり、前記2つの第1光導波路ユニットの間に位置し、
複数の前記第1光導波路ユニットの延在長さは実質的に等しい、ことを特徴とする請求項5に記載の光学レンズ。
【請求項8】
前記第2光導波路ユニットは、台形の形状に形成される、ことを特徴とする請求項4~7のいずれか一項に記載の光学レンズ。
【請求項9】
各前記光導波路アレイにおける複数の光導波路ユニットの断面形状及びサイズは同じである、ことを特徴とする請求項1~8のいずれか一項に記載の光学レンズ。
【請求項10】
前記光導波路アレイの外側輪郭は長方形に形成され、且つ複数の第1サブアレイと、複数の第2サブアレイと、4つの第3サブアレイとをスプライスして形成され、
前記第1サブアレイの外側輪郭は正方形の形状に形成され、前記複数の第1サブアレイは、その対角線方向に沿って順に連結され、
前記第2サブアレイの外側輪郭は、二等辺三角形の形状に形成され、第2サブアレイの各等辺の長さは、前記第1サブアレイの辺長と同じであり、2つの第2サブアレイの頂角は互いに対向して、隣接する2つの第1サブアレイの間に嵌入され、
前記第3サブアレイの外側輪郭は、二等辺三角形の形状に形成され、第3サブアレイの底辺の長さは、前記第1サブアレイの辺長と同じであり、前記4つの第3サブアレイはそれぞれ、先端と末端に位置する2つの前記第1サブアレイの外側に配置され、
ここで、第1サブアレイの数がMであり、第2サブアレイの数がNであり、MとNの関係は
N=(M-1)*2を満たし、
前記第1サブアレイ、前記第2サブアレイ、及び前記第3サブアレイはいずれも平行に配置されている複数のサブ光導波路ユニットを含み、前記第1サブアレイ、前記第2サブアレイ、及び前記第3サブアレイにおけるサブ光導波路ユニットの延在方向は、前記光導波路ユニットを形成するようにすべて一致しており、前記サブ光導波路ユニットの延在方向は、前記第1サブアレイの2つの対向する辺に平行である、ことを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載の光学レンズ。
【請求項11】
前記光導波路アレイの外側輪郭は正方形に形成され、且つ1つの第1サブアレイと、その4つの辺にそれぞれ接着された4つの第3サブアレイとをスプライスして構成され、前記第1サブアレイの外側輪郭は正方形の形状に形成され、前記第3サブアレイの外側輪郭は二等辺三角形の形状に形成され、第3サブアレイの底辺の長さは、前記第1サブアレイの辺長と同じであり、
ここで、前記第1サブアレイ、前記第3サブアレイはいずれも、平行に配置されている複数のサブ光導波路ユニットを含み、前記第1サブアレイ、前記第3サブアレイにおけるサブ光導波路ユニットの延在方向はすべて一致し、前記光導波路アレイの外側輪郭のいずれかの辺と45度の角度をなす、ことを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載の光学レンズ。
【請求項12】
前記光導波路アレイの外側輪郭は正方形に形成され、且つ1つの第4サブアレイと、前記第4サブアレイの4つの辺にそれぞれ接着された4つの第5サブアレイとをスプライスして形成され、
前記第4サブアレイは、4つの第1サブアレイをスプライスして形成され、各前記第1サブアレイの外側輪郭はいずれも正方形の形状に形成され、
前記第5サブアレイの外側輪郭は、二等辺三角形の形状に形成され、第5サブアレイの底辺の長さは、前記第4サブアレイの辺長と同じであり、各前記第5サブアレイは、2つの第2サブアレイをスプライスして構成され、各前記第2サブアレイの外側輪郭は、二等辺三角形の形状に形成され、第2サブアレイの各等辺の長さは、前記第1サブアレイの辺長と同じであり、
ここで、前記第1サブアレイ、前記第2サブアレイはいずれも、平行に配置されている複数のサブ光導波路ユニットを含み、前記第1サブアレイ、前記第2サブアレイにおけるサブ光導波路ユニットの延在方向はすべて一致し、前記光導波路アレイの外側輪郭のいずれかの辺と45度の角度をなす、ことを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載の光学レンズ。
【請求項13】
前記アレイユニットは、第2接着剤層によって互いにスプライスされ、前記第2接着剤層の屈折率は、前記光導波路ユニットの屈折率よりも大きい、ことを特徴とする請求項10~12のいずれか一項に記載の光学レンズ。
【請求項14】
前記光導波路ユニットの断面の断面幅がWであり、断面長さがHであり、前記断面幅W、断面長さHは、0.1mm<W<5mm、0.1mm<H<5mmを満たす、ことを特徴とする請求項1~13のいずれか一項に記載の光学レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は光学の分野に関し、具体的には、本発明は光学レンズに関する。
【背景技術】
【0002】
空中結像表示技術の発展に伴い、結像特性の要件は増え続けている。一方では、歪みが小さいという要件を満たしながら、観察された画像の鮮明さを確保するために、より高い解像度が必要である。他方では、3次元立体表示の特性が必要となるとともに、裸眼の3次元ホログラフィック表示の要件も必要である。
【0003】
既存の結像技術は、主にレンズによる結像を採用している。視野と口径の制限によって、レンズによる結像の方式には、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪み、色収差などの光学収差がある。そのため、レンズによる結像の方式は、大視野、大口径の結像表示の分野において大きく制限されている。
【発明の概要】
【0004】
本発明は、従来技術における技術的問題の少なくとも1つを解決することを目的としている。そのため、本発明は光学レンズを提供する。
【0005】
本発明の実施例に係る光学レンズは、2つの透明基板と、2つの光導波路アレイとを含み、各前記透明基板は2つの光学面を有し、前記2つの光導波路アレイは、接着剤によって前記2つの透明基板の間に配置され、前記2つの光導波路アレイの光導波路の延在方向は直交して配置され、各前記光導波路アレイは複数の光導波路ユニットを含み、各前記光導波路ユニットの断面は矩形を呈し、複数の前記光導波路ユニットは並べて接合され、前記光導波路アレイの外側輪郭は矩形を呈し、前記光導波路ユニットの延在方向は、前記光導波路アレイの外側輪郭の少なくとも2つの辺のそれぞれと30~60度の角度をなす。
【0006】
本発明の実施例に係る光学レンズは、複数の光導波路ユニットを予め設定された角度で配置し接着して光導波路アレイを形成し、且つ2つの光導波路を互いに直交して配置することによって、結像中の迷光によるゴースト像を低減し、結像効果を高めることができる。
【0007】
本発明の幾つかの実施例によれば、前記複数の前記光導波路ユニットは、第1接着剤層によって互いに接合され、前記第1接着剤層の厚さは0.001mmよりも厚い。
【0008】
本発明の幾つかの実施例によれば、前記光導波路アレイから離れた前記各透明基板の光学面には増透膜が設けられる。
【0009】
本発明の幾つかの実施例によれば、各光導波路アレイは、少なくとも1つの第1光導波路ユニットと、複数レベルの第2光導波路ユニットと、複数レベルの第3光導波路ユニットと、2つの第4光導波路ユニットとを含み、前記第1光導波路ユニットは、前記光導波路アレイの対角線に最も近いか、又は前記光導波路アレイの対角線に位置し、前記複数レベルの第2光導波路ユニットは、前記第1光導波路ユニットの片側に順に接着され、長さが徐々に短くなり、前記複数レベルの第3光導波路ユニットは、前記第1光導波路ユニットの他方の側に順に接着され、長さが徐々に短くなり、同じレベルの前記第3光導波路ユニットと前記第2光導波路ユニットは、同じ構造とサイズを有し、互いに180度をなすように配置され、前記2つの第4光導波路ユニットはいずれも三角形を呈し、最終レベルの第2光導波路ユニット及び最終レベルの第3光導波路ユニットにそれぞれ接着され、前記第1光導波路ユニット、第2光導波路ユニット、第3光導波路ユニット及び前記第4光導波路ユニットは、矩形の輪郭形状を有する前記光導波路アレイを構成する。
【0010】
本発明の幾つかの実施例によれば、前記第1光導波路ユニットは、対向して配置された2つの第1長辺と、前記2つの第1長辺の両端をそれぞれ閉鎖する2つの閉鎖辺とを含み、前記閉鎖辺は直線状又は折れ線状である。
【0011】
本発明の幾つかの実施例によれば、前記光導波路アレイの外側輪郭が正方形に形成される場合、前記第1光導波路ユニットは、前記光導波路アレイの対角線に沿って延在し、その閉鎖辺は折れ線状である。
【0012】
本発明の幾つかの実施例によれば、前記光導波路アレイの外側輪郭が長方形に形成される場合、複数の前記第1光導波路ユニットは平行に並んで配置され、2つの第1光導波路ユニットはそれぞれ1つの直線状の閉鎖辺と1つの折れ線状の閉鎖辺を有し、互いに180度をなすように配置され、残りの第1光導波路ユニットの閉鎖辺はすべて直線状であり、前記2つの第1光導波路ユニットの間に位置し、複数の前記第1光導波路ユニットの延在長さは実質的に等しい。
【0013】
本発明の幾つかの実施例によれば、前記第2光導波路ユニットは、台形に形成される。
【0014】
本発明の幾つかの実施例によれば、各前記光導波路アレイにおける複数の光導波路ユニットの断面の形状及びサイズは同じである。
【0015】
本発明の幾つかの実施例によれば、前記光導波路アレイの外側輪郭は長方形に形成され、且つ複数の第1サブアレイと、複数の第2サブアレイと、4つの第3サブアレイとをスプライスして形成され、前記第1サブアレイの外側輪郭は正方形の形状に形成され、前記複数の第1サブアレイは、その対角線方向に沿って順に連結され、前記第2サブアレイの外側輪郭は、二等辺三角形の形状に形成され、第2サブアレイの各等辺の長さは、前記第1サブアレイの辺長と同じであり、2つの第2サブアレイの頂角は互いに対向して、隣接する2つの第1サブアレイの間に嵌入され、前記第3サブアレイの外側輪郭は、二等辺三角形の形状に形成され、第3サブアレイの底辺の長さは、前記第1サブアレイの辺長と同じであり、前記4つの第3サブアレイはそれぞれ、先端と末端に位置する2つの前記第1サブアレイの外側に配置され、ここで、第1サブアレイの数がMであり、第2サブアレイの数がNであり、MとNの関係はN=(M-1)*2を満たし、前記第1サブアレイ、前記第2サブアレイ、及び前記第3サブアレイはいずれも平行に配置されている複数のサブ光導波路ユニットを含み、前記第1サブアレイ、前記第2サブアレイ、及び前記第3サブアレイにおけるサブ光導波路ユニットの延在方向は、前記光導波路ユニットを形成するようにすべて一致しており、前記サブ光導波路ユニットの延在方向は、前記第1サブアレイの2つの対向する辺に平行である。
【0016】
本発明の幾つかの実施例によれば、前記光導波路ユニットの断面の断面幅がWであり、断面長さがHであり、前記断面幅W、断面長さHは、0.1mm<W<5mm、0.1mm<H<5mmを満たす。
【0017】
本発明の実施例に係る光学レンズは、複数のサブアレイをスプライスして光導波路アレイを形成し、大画面の加工方式を様々な種類の光導波路アレイのスプライシングに変換することによって、製造の難易度をある程度低減し、加工効率を向上させ、様々な場面での適用要件を満たし、結像の特性を向上させる。
【0018】
本発明の追加の態様及び利点は、部分的に以下の説明で与えられ、部分的に以下の説明から明らかになるか、又は本発明の実施により知られる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
本発明の上記及び/又は追加の態様及び利点は、以下の図面と併せた実施例の説明から、明らかになり、理解しやすくなる。
図1a】本発明の実施例に係る光学レンズの模式図である。
図1b図1のS部分の拡大模式図である。
図2】本発明の別の実施例に係る光学レンズの模式図である。
図3a】本開示の実施例に係る、2つの光導波路アレイが直交して配置される光学レンズの光導波路アレイの模式図である。
図3b図3aの枠Gの拡大図である。
図4】本開示の実施例に係る光学レンズの2つの光導波路ユニットが直交して配置されている場合の重なり合う領域における変調光の原理図である。
図5】本開示の実施例に係る光学レンズの2つの光導波路ユニットが直交している場合の結像原理図である。
図6】本発明の実施例に係る光学レンズの正方形の光導波路アレイの模式図である。
図7】本発明の実施例に係る光学レンズの長方形の光導波路アレイの模式図である。
図8a-8f】本発明の実施例に係る光学レンズの光導波路アレイにおける各種類の光導波路ユニットの模式図である。
図9】本発明の一実施例に係る、外側輪郭が長方形である場合にスプライスされた光学レンズの模式図である。
図10】本発明の別の実施例に係る、外側輪郭が正方形である場合にスプライスされた光学レンズの模式図である。
図11】本発明のまた別の実施例に係る、外側輪郭が正方形である場合にスプライスされた光学レンズの模式図である。
図12】本開示の実施例に係る、光学レンズの光導波路ユニットの断面図であり、ここで、Wが幅であり、Hが高さである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下では、本発明の実施例を詳細に説明し、例示的な実施例を添付の図面に示す。同じ又は類似の符号は、同じ又は類似の要素、あるいは同じ又は類似の機能を有する要素を示す。添付の図面を参照しながら以下に説明する実施例は例示的なものであり、本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明を限定するものとして理解されるべきではない。
【0021】
本発明の説明では、「中心」、「上」、「下」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」などの用語で示される方位又は位置関係は、図面で示される方位又は位置関係に基づいて、本出願の説明を容易にし、説明を簡単にするためのものに過ぎず、言及された装置又は部品が必ず特定の方位を有し特定の方位で構造及び操作されることを指示又は示唆するものではないため、本発明を制限するものではないと理解されるべきある。
【0022】
なお、「第1」、「第2」という技術用語は、説明の目的でのみ使用され、相対的な重要性を指示したり示唆したり、あるいは示される技術的特徴の数を暗黙的に示したりするものとして理解することができない。それにより、「第1」及び「第2」により限定される特徴は、明示的に又は暗黙的に、1つ又は複数の該特徴を含むことができる。さらに、本発明の説明では、特に明記されていない限り、「複数」の意味は、2つ以上である。
【0023】
本発明の第1態様の実施例に係る光学レンズ100は、2つの透明基板1及び2つの光導波路アレイ2を含む。以下の説明では、2つの光導波路アレイは、それぞれ2aと2bで表すことができる。
【0024】
各透明基板1は2つの光学面を有する。光学面は、光導波路アレイ2a、2bを保護するために使用される。2つの光導波路アレイ2は、接着剤によって2つの透明基板1の間に配置され、2つの光導波路アレイ2の光導波路の延在方向は直交して配置される。各光導波路アレイ2は複数の光導波路ユニット21を含み、各光導波路ユニット21の断面は矩形を呈し、複数の光導波路ユニット21は並べて接合される。光導波路アレイ2の外側輪郭は矩形を呈し、光導波路ユニット21の延在方向は、光導波路アレイ2a、2bの外側輪郭の少なくとも2つの辺のそれぞれと30~60度の角をなす。図3aと図3bに示される例では、光導波路ユニット21の延在方向は、光導波路アレイ2a、2bの外側輪郭の少なくとも2つの辺のそれぞれと45度の角をなす。
【0025】
同等の負の屈折率の平面レンズを形成するように、2つの光導波路アレイ2a、2bの光導波路の延在方向は直交して配置される。光導波路アレイ2a、2bにおける光導波路ユニット21の延在方向は互いに垂直である。それにより、光ビームは一点に集束し、物体面と画像面は、同等の負の屈折率の平板レンズに対して対称であることが保証され、負の屈折率の現象が生じ、平板レンズによる結像が実現される。
【0026】
図4に示されるのは、2つの光導波路ユニットが直交して配置されている場合の重なり合う領域における変調光の原理図である。a、bは、2つの光導波路ユニットを表す。物体側の光源点Oからの入射光は、同等の光導波路ユニットの内部で反射されてから、図に示すように4つのビームに分けられて、Dは、結像に関する結像光ビームとなり、3つのビームは干渉迷光を形成し、それぞれがA、B及びCである。Oは物体側の光源点を表し、Oxは画像側の結像点を表す。迷光により形成されたゴースト像が結像に与える影響を低減するために、2組の光導波路アレイの方向は、45°に沿って互いに直交して配置される。それにより、図5に示すように、物体面と画像面の光ビームは、同等の負の屈折率の平板レンズに対して鏡面対称となり、負の屈折率の現象が発生し、平板レンズによる結像が実現される。
【0027】
オプションで、各光導波路アレイ2における複数の光導波路ユニット21の断面の形状及びサイズはすべて同じであり、結像効果が向上する。
【0028】
本発明の実施例に係る光学レンズは、複数の光導波路ユニットを予め設定された角度で配置し接着して光導波路アレイを形成し、且つ2つの光導波路を互いに直交して配置することによって、結像中の迷光によるゴースト像を低減し、結像効果を高めることができる。
【0029】
本発明の幾つかの実施例によれば、複数の光導波路ユニット21は、第1第1接着剤層22によって接合され、第1接着剤層22の厚さは0.001mmよりも厚く、光導波路アレイ2a、2bはそれぞれ、第2接着剤層23によって透明基板1に接合される。オプションで、第1第1接着剤層22、第2接着剤層23は、感光性接着剤又は感熱性接着剤であり得る。
【0030】
本開示の幾つかの実施例では、図2に示すように、光導波路アレイ2から離れた各透明基板1の光学面には、結像效果をさらに改善するために、増透膜11が配置される。
【0031】
以下、図5及び図6の説明を参照しながら、本発明の幾つかの実施例による光学レンズの光導波路アレイ2の具体的な構造を説明する。一般的に言えば、矩形の光導波路アレイの2つの対角の間で延在する光導波路ユニット21は、最も長い長さを有し、他の2つの対角に位置する光導波路ユニット21は三角形であり、最も短い長さを有し、中央に位置する光導波路ユニットは、台形又は平行四辺形の構造を有し、単一の光導波路の長さは等しくない。幾つかの更なるオプションの例では、正方形の光導波路アレイ2では、矩形の2つの対角の間で延在する光導波路ユニットは基準として使用され、その両側に位置する光導波路ユニットは対称的に配置することができる。
【0032】
具体的には、各光導波路アレイ2は、少なくとも1つの第1光導波路ユニット211、複数レベルの第2光導波路ユニット212、複数レベルの第3光導波路ユニット213、及び2つの第4光導波路ユニット214を含み、光導波路アレイ2の外側輪郭は矩形の形状に形成される。第1光導波路ユニット211、第2光導波路ユニット212、第3光導波路ユニット213、及び第4光導波路ユニット214の延在方向は、光導波路アレイ2の外側輪郭と角度θをなす。θの角度は30~60度であり、図5及び図6に示されるオプションの例では、該角度θは45度である。
【0033】
第1光導波路ユニット211は、光導波路アレイ2の対角線に最も近いか、又は光導波路アレイ2の対角線に位置する。図5に示される例では、光導波路アレイ2の外側輪郭は正方形であり、この場合、第1光導波路ユニット211は1つあり、正方形の対角線に位置する。図6に示される例では、光導波路アレイ2の外側輪郭は長方形であり、この場合、複数の第1光導波路ユニット211は平行に配置され、長方形の対角線に隣接して配置される。
【0034】
図5図6に示すように、複数レベルの第2光導波路ユニット212は、第1光導波路ユニット211の一方の側に順に接着され、長さが徐々に短くなり、複数レベルの第3光導波路ユニット213は、第1光導波路ユニット211の他方の側に順に接着され、長さが徐々に短くなる。同じレベルの第3光導波路ユニット213と第2光導波路ユニット212は、同じ構造とサイズを有し、互いに180度をなすように配置される。オプションで、第2光導波路ユニット212は、台形の形状に形成される。2つの第4光導波路ユニット214はいずれも三角形を呈し、最終レベルの第2光導波路ユニット212及び最終レベルの第3光導波路ユニット213にそれぞれ接着される。
【0035】
本発明の幾つかの実施例では、第1光導波路ユニット211は、対向して配置された2つの第1長辺2111と、2つの第1長辺2111の両端をそれぞれ閉鎖する2つの閉鎖辺2112を含み、閉鎖辺2112は直線状又は折れ線状である。図6に示すように、光導波路アレイ2の外側輪郭が正方形に形成される場合、第1光導波路ユニット211は、光導波路アレイ2の対角線に沿って延在し、その2つの閉鎖辺2112はいずれも折れ線状の閉鎖辺2112aである(図8a)。図7に示すように、光導波路アレイ2の外側輪郭が長方形に形成される場合、複数の第1光導波路ユニット211は平行に並んで配置され、2つの第1光導波路ユニット211は、それぞれ1つの直線状の閉鎖辺2112bと1つの折れ線状の閉鎖辺2112aを有し、互いに180度をなすように配置される残りの第1光導波路ユニット211の閉鎖辺2112はすべて直線状の閉鎖辺2112bであり、2つの第1光導波路ユニット211の間に位置する。複数の第1光導波路ユニット211の延在長さは実質的に等しい。
【0036】
1つの具体的な実施例では、図5に示すように、光導波路アレイ2は、正方形の外側輪郭を有し、1つの対角線に沿って延在する1つの第1光導波路ユニット211と、前記第1光導波路ユニット211の一方の側に順に接着され、徐々に短くなる長さを有する複数レベルの第2光導波路ユニット212と、前記第1光導波路ユニット211の他方の側に順に接着され、徐々に短くなる長さを有する複数レベルの第3光導波路ユニット213と、他の対角線で対向して配置された2つの第4光導波路ユニット214を含む。第1光導波路ユニット211は、図8aに示すように、対向して配置された2つの第1長辺2111と2つの折れ線状の閉鎖辺2112aを含む。第2光導波路ユニット212と第3光導波路ユニット213はいずれも台形の形状であり、互いに180度をなすように配置される。幾つかのオプションの実施例では、第2光導波路ユニット212と第3光導波路ユニット213はいずれも等脚台形である。つまり、第2光導波路ユニット212と第3光導波路ユニット213は、第1光導波路ユニット211に対して対称である。
【0037】
図6に示すように、別の具体的な実施例では、光導波路アレイ2の外側輪郭は長方形であり、その第1光導波路ユニット211は複数あり、光導波路アレイ2の外側輪郭とθ角度をなし、それぞれ1つの直線状の閉鎖辺2112b及び1つの折れ線状の閉鎖辺2112aを有する2つの第1光導波路ユニット211a及び211bを含む。第1光導波路ユニット211aと211bは、互いに180度をなすように配置される。第1光導波路ユニット211aと211bの間に、2つの閉鎖辺がいずれも直線状の閉鎖辺2112bである複数の第1光導波路ユニット211cがある。図に示される例では、第1光導波路ユニット211a、211b、211cの延在長さは実質的に同じである。第2光導波路ユニット212と第3光導波路ユニット213はいずれも台形の形状であり、互いに180度をなすように配置される。幾つかのオプションの実施例では、第2光導波路ユニット212と第3光導波路ユニット213はいずれも等脚台形である。2つの第4光導波路ユニット214はそれぞれ、前記第1光導波路ユニット211から離れた第2光導波路ユニット212及び第3光導波路ユニット213の側に位置し、前記長方形の1つの対角線において対向して配置される。
【0038】
また、大画面に表示する際に複数の光導波路アレイをスプライスすることで、大きなサイズの要件を実現することができる。本発明の幾つかの実施例によれば、図9に示すように、光導波路アレイ2の外側輪郭は長方形に形成され、且つ複数の第1サブアレイ201、複数の第2サブアレイ202、及び4つの第3サブアレイ203をスプライスして形成される。具体的には、第1サブアレイ201の外側輪郭は正方形の形状に形成され、複数の第1サブアレイ201は、それらの対角線方向に沿って順に連結される。第2サブアレイ202の外側輪郭は二等辺三角形の形状に形成され、第2サブアレイ202の各等辺の長さは第1サブアレイ201の辺長と同じである。2つの第2サブアレイ202の頂角は互いに対向し、隣接する2つの第1サブアレイ201の間に嵌入される。第3サブアレイ203の外側輪郭は二等辺三角形の形状に形成される。第3サブアレイ203の底辺の長さは、第1サブアレイ201の辺長と同じである。4つの第3サブアレイ203はそれぞれ、先端と末端に位置する2つの第1サブアレイ201の外側に配置される。
【0039】
第1サブアレイ201の数がMであり、第2サブアレイ202の数がNであり、MとNの関係は、
N=(M-1)*2を満たし、
第1サブアレイ201、第2サブアレイ202、及び第3サブアレイ203はいずれも平行に配置されている複数のサブ光導波路ユニット210を含み、第1サブアレイ201、第2サブアレイ202、及び第3サブアレイ03におけるサブ光導波路ユニット210の延在方向は、光導波路ユニット21を形成するようにすべて一致しており、サブ光導波路ユニット210の延在方向は、第1サブアレイ201の2つの対向する辺に平行である。
【0040】
図9に示される例では、第1サブアレイ201は2つあり、それら自体の対角線に沿って連結される。第2サブアレイ202は2つあり、それぞれ2つの第1サブアレイ201の上部と下部に嵌入される。4つの第3サブアレイ203はそれぞれ2つの第1サブアレイ201の両側に配置される。当然のことながら、本発明はこれに限定されず、光導波路アレイの全体的な形状は、使用の場面に応じて設定され得る。例えば、第1サブアレイ201は3つあることもできる。このとき、第2サブアレイ202は4つあり、第3サブアレイ203も4つある。第1サブアレイ201が4つある場合、第2サブアレイ202は6つあり、第3サブアレイ203も4つある。また、必要に応じて、上記のスプライスされた大きいサイズの長方形の光導波路アレイ2も、その長さ方向又は幅方向に継続的にスプライスすることができる。本発明はこれにいかなる制限も課さない。
【0041】
図10に示される別の例では、光導波路アレイ2の外側輪郭は正方形に形成され得、且つ1つの第1サブアレイ201と、その4つの辺にそれぞれ接着された4つの第3サブアレイ203をスプライスして構成され、第1サブアレイ201の外側輪郭は正方形の形状に形成され、第3サブアレイ203の外側輪郭は二等辺三角形の形状に形成され、第3サブアレイ203の底辺の長さは、第1サブアレイ201の辺長と同じである。図10に示すように、第1サブアレイ201、第3サブアレイ203はいずれも、平行に配置されている複数のサブ光導波路ユニット210を含み、第1サブアレイ201、第3サブアレイ203におけるサブ光導波路ユニット210の延在方向はすべて一致し、光導波路アレイ2の外側輪郭のいずれかの辺と45度の角をなす。
【0042】
図11に示されるまた別の実施例では、光導波路アレイ2の外側輪郭は正方形に形成され得、且つ1つの第4サブアレイ204と、それぞれ第4サブアレイ204の4つの辺に接着された4つの第5サブアレイ205をスプライスして形成され得る。図11に示すように、第4サブアレイ204は、4つの第1サブアレイ201をスプライスして形成され得る。各第1サブアレイ201の外側輪郭はいずれも正方形の形状に形成され、第5サブアレイ205の外側輪郭は二等辺三角形の形状に形成され、第5サブアレイ205の底辺の長さは、第4サブアレイ204の辺長と同じである。各第5サブアレイ205は、2つの第2サブアレイ202をスプライスして構成され、各第2サブアレイ202の外側輪郭は二等辺三角形の形状に形成され、第2サブアレイ202の各等辺の長さは、第1サブアレイ201の辺長と同じである。さらに、第1サブアレイ201、第2サブアレイ202はいずれも、平行に配置されている複数のサブ光導波路ユニット210を含み、第1サブアレイ201、第2サブアレイ202におけるサブ光導波路ユニット210の延在方向はすべて一致し、光導波路アレイ2の外側輪郭のいずれかの辺と45度の角をなす。
【0043】
本発明の実施例に係る光学レンズは、複数のサブアレイをスプライスして光導波路アレイを形成し、大画面の加工方式を様々な種類の光導波路アレイのスプライシングに変換することによって、製造の難易度をある程度低減し、加工効率を向上させ、様々な場面での適用要件を満たし、結像の特性を向上させる。
【0044】
本発明の幾つかの実施例では、光導波路アレイをサブアレイでスプライスする必要がある場合、図10図11に示すように、アレイユニットは、第2接着剤層23によって互いにスプライスされ、第2接着剤層23の屈折率は、光導波路ユニット210の屈折率よりも大きい。オプションで、第1接着剤層22と第2接着剤層23は、同じ屈折率を有する接着剤材料を採用する。
【0045】
図10に示される実施例では、光導波路ユニット21の断面の断面幅がWであり、断面長さがHであり、断面幅W、断面長さHは、0.1mm<W<5mm、0.1mm<H<5mmを満たす。
【0046】
本明細書の説明において、「一実施例」、「幾つかの実施例」、「例示的な実施例」、「例」、「具体的な例」、又は「幾つかの例」などの用語を参照する説明は、該実施例又は例と併せて説明される具体的な特徴、構造、材料又は特性が本発明の少なくとも1つの実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書では、上記の用語の例示的な表現は、必ずしも同じ実施例又は例を指すとは限らない。また、説明される具体的な特徴、構造、材料又は特性は、任意の1つ又は複数の実施例又は例において、適切な方式で組み合わせることができる。
【0047】
本発明の実施例が示され説明されているが、当業者は、本発明の原理及び趣旨から逸脱することなく、これらの実施例に対して様々な変更、修正、置換、及び変形を行うことができることを理解できる。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその同等物によって限定される。
【符号の説明】
【0048】
光学レンズ100;透明基板1;増透膜11;
光導波路アレイ2;第1光導波路アレイ2a;第2光導波路アレイ2b;
光導波路ユニット21;サブ光導波路ユニット210;第1接着剤層22;第2接着剤層23;
第1光導波路ユニット211;第1長辺2111;閉鎖辺2112;第2光導波路ユニット212;
第3光導波路ユニット213;第4光導波路ユニット214;
第1サブアレイ201;第2サブアレイ202;第3サブアレイ203;
第4サブアレイ204;第5サブアレイ205
図1a
図1b
図2
図3a
図3b
図4
図5
図6
図7
図8a
図8b
図8c
図8d
図8e
図8f
図9
図10
図11
図12
【国際調査報告】