CN110579934A - 一种新型微型光学投影系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型微型光学投影系统，包括用于发射照明光的照明组件、作为图像源的反射式微显示组件、偏振组件、以及投射图像的成像组件，所述照明组件与成像组件水平并行设置；所述照明组件的出光侧设有用于反射该出光侧发出照明光线的反射组件，经所述反射组件将照明光线垂直反射到偏振组件处，所述偏振组件再次将照明光线扭转至所述反射式微显示组件；经所述反射式微显示组件调试后产生图像光线，该图像光线再次穿过偏振组件调试后到达所述成像组件，所述成像组件对该照明光线进行光路调节后投影出去。该系统缩小了投影系统的面积，以及分散了发热源。

Description

一种新型微型光学投影系统
技术领域
本发明涉及近眼显示技术领域，特别涉及一种新型微型光学投影系统。
背景技术
近眼显示技术是当前AR眼镜中衍射波导模组必须用到的关键技术之一。衍射波导显示系统一般由包含由微显示的图像源及镜头组组成的光学投影系统和波导片系统组成，图像源发出的图像画面，通过镜头组成的光学传输系统传递到波导片，再由波导片扭曲光线投射到人眼。这里的光学投影系统是需要满足尽可能小的体积的，从而使产品设计能适合眼镜的形态，更加符合大众的需求。
对于光学投影系统，业界有很多种设计和结构方案，尤其是轻、薄、小的特性的方案更是受业界的青睐，但目前的光学投影系统的照明组件和成像组件串行排列，导致光学投影系统长度特别长，且照明组件和反射式微显示组件这两个主要的发热器件紧邻，严重影响系统散热，同时给显示器件稳定性带来严重损害。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种新型微型光学投影系统，该系统缩小了投影系统的面积，以及分散了发热源。
本发明解决现有技术中的问题所采用的技术方案为：一种新型微型光学投影系统，包括用于发射照明光的照明组件、作为图像源的反射式微显示组件、偏振组件、以及投射图像的成像组件，所述照明组件与成像组件水平并行设置；所述照明组件的出光侧设有用于反射该出光侧发出照明光线的反射组件，经所述反射组件将照明光线垂直反射到偏振组件处，所述偏振组件再次将照明光线扭转至所述反射式微显示组件；经所述反射式微显示组件调试后产生图像光线，该图像光线再次穿过偏振组件调试后到达所述成像组件，所述成像组件对该照明光线进行光路调节后投影出去。
作为本发明的优选方案，所述反射组件以45°夹角设置在照明组件的出光侧。
作为本发明的优选方案，所述偏振组件的偏振面与经反射组件所反射的照明光线呈45°夹角设置。
作为本发明的优选方案，所述反射式微显示组件是LCOS的显示模组。
作为本发明的优选方案，所述照明组件包括主照明光源、辅助照明光源、照明偏振组件和聚光凸透镜；所述主照明光源发出的照明光线水平穿过照明偏振组件的偏振面产生偏振光，该偏正光穿过聚光凸透镜；所述辅助照明光源发出的照明光线经照明偏振组件的偏振面垂直反射后产生偏振光，该偏正光穿过聚光凸透镜。
作为本发明的优选方案，所述成像组件包括第一球面透镜、第二球面透镜和非球面的凸凹透镜，所述图像光线依次穿过所述第一球面透镜、非球面的凸凹透镜和第二球面透镜。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明一种新型微型光学投影系统，该系统通过照明组件与成像组件水平并行设置，缩小了投影系统的体积；其次，通过照明组件的光源和偏振组件以及反射式微显示组件的垂直分离设计，分散发热源，提高了系统的稳定性。
附图说明
图1是本发明一种新型微型光学投影系统的结构图；
图2是本发明一种新型微型光学投影系统中照明组件的结构图；
图3是本发明一种新型微型光学投影系统中成像组件的结构图。
图中标号：1、照明组件；2、反射组件；3、偏振组件；4、反射式微显示组件；5、成像组件；11、主照明光源；12、辅助照明光源；13、照明偏振组件；14、聚光凸透镜；51、第一球面透镜；52、凸凹透镜；53、第二球面透镜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
一种新型微型光学投影系统，包括用于发射照明光的照明组件1、作为图像源的反射式微显示组件4、偏振组件3、以及投射图像的成像组件5；
进一步的，所述照明组件1与成像组件5水平并行设置。
本实施例中，所述照明组件1包括主照明光源11、辅助照明光源12、照明偏振组件133和聚光凸透镜14；所述主照明光源11发出的照明光线水平穿过照明偏振组件133的偏振面产生偏振光，该偏正光穿过聚光凸透镜14；所述辅助照明光源12发出的照明光线经照明偏振组件133的偏振面垂直反射后产生偏振光，该偏正光穿过聚光凸透镜14；
进一步的，所述主照明光源11、辅助照明光源12为高亮度的LED光源，所述LED光源发射醋的照明光线经照明偏振组件133进行偏振分光的调节后，最后经所述聚光凸透镜14汇聚后发射出。
此外，所述照明组件1的出光侧设有用于反射该出光侧发出照明光线的反射组件2，经所述反射组件2将照明光线垂直反射到偏振组件3处，所述偏振组件3再次将照明光线扭转至所述反射式微显示组件4上；此时的偏振组件3将反射组件2反射的进行偏振分光后完成反射入反射式微显示组件4上；
作为本实施例，所述反射式微显示组件4是LCOS的显示模组，反射式微显示组件4在电路的控制下，呈现一定的光线和色彩调制能力，将入射的照明光源调制成需要显示的对应图像，并将图像光源水平反射，透射通过偏振组件3。
经所述反射式微显示组件4调试后产生图像光线，该图像光线再次穿过偏振组件3调试后到达所述成像组件5，此时偏振组件3将反射式微显示组件4调试后反射出图像光线进行偏振分光的调节后，该图像光线完全透过该偏振组件3，到达成像组件5。
进一步的，所述反射组件2以45°夹角设置在照明组件1的出光侧；
作为本实施例，所述反射组件2采用反射镜。
进一步的，所述偏振组件3的偏振面与经反射组件2所反射的照明光线呈45°夹角设置；
作为本实施例，所述偏振组件3采用偏振分束器。
所述成像组件5对该图像光线经过内部透镜的光路调整，按符合光波导片需求的相关参数投影出来，实现最终的AR衍射波导模组显示；
作为本实施例，所述成像组件5包括第一球面透镜51、第二球面透镜53和非球面的凸凹透镜52，所述图像光线依次穿过所述第一球面透镜51、非球面的凸凹透镜52和第二球面透镜53后投影出来。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明一种新型微型光学投影系统，该系统通过照明组件1与成像组件5水平并行设置，缩小了投影系统的体积；其次，通过照明组件1的光源和偏振组件3以及反射式微显示组件4的垂直分离设计，分散发热源，提高了系统的稳定性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型微型光学投影系统，包括用于发射照明光的照明组件、作为图像源的反射式微显示组件、偏振组件、以及投射图像的成像组件，其特征在于：所述照明组件与成像组件水平并行设置；所述照明组件的出光侧设有用于反射该出光侧发出照明光线的反射组件，经所述反射组件将照明光线垂直反射到偏振组件处，所述偏振组件再次将照明光线扭转至所述反射式微显示组件；经所述反射式微显示组件调试后产生图像光线，该图像光线再次穿过偏振组件调试后到达所述成像组件，所述成像组件对该照明光线进行光路调节后投影出去。
2.根据权利要求1所述的一种新型微型光学投影系统，其特征在于：所述反射组件以45°夹角设置在照明组件的出光侧。
3.根据权利要求1所述的一种新型微型光学投影系统，其特征在于：所述偏振组件的偏振面与经反射组件所反射的照明光线呈45°夹角设置。
4.根据权利要求1所述的一种新型微型光学投影系统，其特征在于：所述反射式微显示组件是LCOS的显示模组。
5.根据权利要求1所述的一种新型微型光学投影系统，其特征在于：所述照明组件包括主照明光源、辅助照明光源、照明偏振组件和聚光凸透镜；所述主照明光源发出的照明光线水平穿过照明偏振组件的偏振面产生偏振光，该偏正光穿过聚光凸透镜；所述辅助照明光源发出的照明光线经照明偏振组件的偏振面垂直反射后产生偏振光，该偏正光穿过聚光凸透镜。
6.根据权利要求1所述的一种新型微型光学投影系统，其特征在于：所述成像组件包括第一球面透镜、第二球面透镜和非球面的凸凹透镜，所述图像光线依次穿过所述第一球面透镜、非球面的凸凹透镜和第二球面透镜。
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