CN111694208B - 投影装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种投影装置,包括照明系统以及投影成像系统。照明系统适于发出照明光束,且照明系统包括光源模块以及光形调整模块。光源模块适于发出至少一光束。光形调整模块位于至少一光束的传递路径上,且适于调整至少一光束的光形。至少一光束经由光形调整模块后形成照明光束,且照明光束具有光成像匹配角,其中光形调整模块包括至少一第一透镜元件,至少一第一透镜元件位于至少一光束的传递路径上,适于调整至少一光束的均匀度。投影成像系统配置于照明光束的传递路径上,投影成像系统包括反射式光阀,反射式光阀配置于照明光束的传递路径上。所述投影装置适于消除杂光与影像叠影的现象并获得良好的影像品质以及解析度。
Description
技术领域
本发明关于一种投影装置,且特别是关于一种应用于头戴式显示器的投影装置。
背景技术
随着显示技术的进步及人们对于高科技的渴望,近眼显示器(Near EyeDisplay,NED)以及头戴式显示器(Head-mounted Display,HMD)是目前极具发产潜力的产品。在近眼显示技术的相关应用上,目前可分为扩增实境(Augmented Reality,AR)技术以及虚拟实境(Virtual Reality,VR)技术。其中,光场显示器(Light field near eye display,LFNED)由于具有当下的光场资讯,因此能够达成事后对焦的效果,并能藉此提供有深度的影像资讯,而被广泛应用于近眼显示技术的扩增实境技术以及虚拟实境技术中。然而,目前的光场显示器主要具有两大问题,第一为影像光束易经由成像系统而形成杂光,并造成鬼影,第二为解析度易随影像资讯的深度变宽后大幅下降。
“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容,因此在“背景技术”段落所公开的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的习知技术。在“背景技术”段落所公开的内容,不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题,在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。
发明内容
本发明提供一种投影装置,具有良好的影像品质以及解析度。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所公开的技术特征中得到进一步的了解。
为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的,本发明的一实施例提出一种投影装置。投影装置包括照明系统以及投影成像系统。照明系统适于发出照明光束,且照明系统包括光源模块以及光形调整模块。光源模块适于发出至少一光束。光形调整模块位于至少一光束的传递路径上,且适于调整至少一光束的光形,至少一光束经由光形调整模块后形成照明光束,且照明光束具有光成像匹配角。其中光形调整模块包括至少一第一透镜元件,至少一第一透镜元件位于至少一光束的传递路径上,适于调整至少一光束的均匀度。投影成像系统配置于照明光束的传递路径上,且投影成像系统包括反射式光阀,反射式光阀配置于照明光束的传递路径上,其中反射式光阀适于将照明光束调变成影像光束。
基于上述,本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中,照明系统所形成的照明光束皆可经由光形调整模块的配置来形成适当的光成像匹配角,并且照明光束的子光束也皆能具有适当的单位光发散角。此外,投影装置亦能藉由照明系统所形成的照明光束来满足特定投影成像系统中的光路所需,进而得以消除杂光现象或影像的叠影现象,而具有良好的影像品质以及解析度。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附图作详细说明如下。
附图说明
图1A是本发明一实施例的一种投影装置的光学架构示意图。
图1B是图1A的照明系统的光学架构示意图。
图1C是图1B的照明光束经过第一透镜元件前后的光强度的均匀度分布的示意图。
图1D至图1F是图1B的不同光扩散元件的示意图。
图1G是图1B的子照明光束的光形分布图。
图1H是图1A的子照明光束所形成的多个子照明区域的分布示意图。
图2A至图2C是图1A的不同照明系统的光学架构示意图。
图3是本发明一实施例的另一种投影装置的光学架构示意图。
附图标记列表
100、300A、300B、300C:照明系统
110、310B:光源模块
111、111R、111G、111B、311:发光元件
120、320A、320B、320C:光形调整模块
121:第一透镜元件
123:光扩散元件
123a:微结构式扩散片
123u:微结构扩散单元
123b:表面散射式扩散片
123c:体散射式扩散片
200、400:投影装置
210、410:投影成像系统
211:偏振分光元件
212:微透镜阵列
213:反射式光阀
214、414:光瞳
312:准直透镜
322、322a、322b:第二透镜元件
415:光导
B:蓝光光束
CL:准直光束
DN1、DN2:分色元件
EY:眼睛
FOV:视角
G:绿光光束
IL:照明光束
IB:影像光束
MA:光成像匹配角
PA:散射粒子
R:红光光束
SL:环境光束
SCL:子准直光束
SIL:子照明光束
SIB:子影像光束
SLR:子照明区域
S1:第一表面
S2:第二表面
S3:第三表面。
具体实施方式
有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效,在以下配合参考附图之一较佳实施例的详细说明中,将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语,例如:上、下、左、右、前或后等,仅是参考附图的方向。因此,使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
图1A是本发明一实施例的一种投影装置的光学架构示意图。图1B是图1A的照明系统的光学架构示意图。图1C是图1B的照明光束经过第一透镜元件前后的光强度的均匀度分布的示意图。图1D至图1F是图1B的不同光扩散元件的示意图。图1G是图1B的子照明光束的光形分布图。图1H是图1A的子照明光束所形成的多个子照明区域的分布示意图。请参照图1A与图1B,在本实施例中,投影装置200可为近眼显示装置,而适于配置在使用者的至少一个眼睛的前方。具体而言,如图1A所示,投影装置200包括照明系统100以及投影成像系统210。更详细而言,如图1A与图1B所示,照明系统100适于发出照明光束IL,且照明系统100包括光源模块110以及光形调整模块120。光源模块110适于发出至少一光束CL,而光形调整模块120位于至少一光束CL的传递路径上,且适于调整至少一光束CL的光形,至少一光束CL经由光形调整模块120后形成照明光束IL,且照明光束IL具有光成像匹配角MA。至少一光束CL的光形例如是光束的光斑的截面形状,借由光形调整模块120调整光斑的截面形状。
更详细而言,如图1B所示,在本实施例中,光源模块110包括至少一发光元件111,适于提供至少一光束CL。举例而言,至少一发光元件111为激光发光元件(例如激光二极管laser diode),至少一光束CL为准直光束。一般而言,为了使至少一光束CL在离开照明系统100之后所形成的照明光束IL满足投影成像系统210中的光路的所需视角范围及提供投影成像系统210所形成的各子影像光束SIB被传递至光瞳214时所需满足的发散角范围。照明光束IL的整体光形需要满足特定的发光角度范围(即光成像匹配角MA),且照明光束IL亦需使照明光束IL中用于提供各子影像光束SIB所对应的多个子照明光束SIL必须具备与各子影像光束SIB相应的发散角。然而,在本实施例中,由于发光元件111为激光发光元件,因此所提供的至少一光束CL的光分布的光展量极小,也并不均匀。并且,由于至少一光束CL的光展量过小,因此所形成的照明光束IL中用于提供各子影像光束SIB的多个子照明光束SIL的发散角也会过小。因此须搭配光形调整模块120来对至少一光束CL的均匀度以及光形进行调整,以形成能满足投影成像系统210中的光路所需的照明光束IL。
具体而言,如图1B所示,在本实施例中,光形调整模块120包括至少一第一透镜元件121与光扩散元件123,且至少一第一透镜元件121与光扩散元件123位于至少一光束CL的传递路径上。具体而言,光形调整模块120的至少一第一透镜元件121的数量与光源模块110的至少一发光元件111的数量相同,且各发光元件111对应于各第一透镜元件121而设置。在本实施例中,第一透镜元件121的数量与发光元件111的数量皆为一个,但本发明不局限于此。在其他实施例中,第一透镜元件121的数量与发光元件111的数量亦可皆为多个,第一透镜元件121的数量与光源模块110的至少一发光元件111的数量也可以不相同,但本发明不局限于此。
进一步而言,如图1B与图1C所示,在本实施例中,至少一第一透镜元件121适于调整至少一光束CL的均匀度以及光形。如图1C所示,至少一光束CL在通过至少一第一透镜元件121后,光展量会变大并具有光强度均匀的光形,以投射到光扩散元件123。如此,如图1B所示,至少一光束CL会经由至少一第一透镜元件121而形成具有光成像匹配角MA的照明光束IL。
接着,如图1B所示,在本实施例中,至少一光束CL亦具有多个子光束SCL,光扩散元件123位于这些子光束SCL的传递路径上。举例而言,本实施例中,光扩散元件123可为微结构式扩散片123a、表面散射式扩散片123b、体散射式扩散片123c与绕射元件(Diffractionoptical element,DOE)中的任一个,而适于扩散这些子光束SCL的单位光发散角,以形成照明光束IL的多个子照明光束SIL。以下将搭配图1D至图1F进行进一步解说。
举例而言,在图1D的实施例中,光扩散元件123可为微结构式扩散片123a,而具有多个微结构扩散单元123u。如图1B与图1D所示,这些微结构扩散单元123u与这些子光束SCL相对应,且微结构扩散单元123u的尺寸大小介于10微米(um)至500微米(um)之间。在通过光扩散元件123前,各子光束SCL具有第一单位光发散角,而在通过光扩散元件123后,这些子光束SCL的单位光发散角扩大,而可形成能满足投影成像系统210中的光路所需的多个子照明光束SIL。换言之,在图1D的实施例中,各子照明光束SIL会具有第二单位光发散角,且第二单位光发散角大于第一单位光发散角。其中第一单位光发散角与第二单位光发散角的定义为所属技术领域技术人员可以知晓的光束的光锥角度。
另一方面,在图1E的实施例中,光扩散元件123亦可为表面散射式扩散片123b,其表面具有多个凹凸不平的结构,而能扩散这些子光束SCL的单位光发散角,并达到与图1D的微结构式扩散片123a相同的功能,在此就不再赘述。此外,在图1F的实施例中,光扩散元件123亦可为体散射式扩散片123c,其内部具有多个散射粒子PA,而能扩散这些子光束SCL的单位光发散角,并达到与图1D的微结构式扩散片123a相同的功能,在此就不再赘述。
如此,如图1A与图1B所示,至少一光束CL经由光形调整模块120后所形成的照明光束IL具有光成像匹配角MA,且照明光束IL中用以提供各子影像光束的多个子照明光束SIL亦具有较大的第二单位光发散角(如图1G所示),而能满足投影成像系统210中的光路所需。
具体而言,请再次参照图1A,在本实施例中,投影成像系统210配置于照明光束IL的传递路径上,且投影成像系统210包括偏振分光元件(Polarizer Beam Splitter,PBS)211、反射式光阀213以及光瞳214。反射式光阀213可以是反射式的硅基液晶(LiquidCrystal on Silicon,LCOS)或者数字微镜元件(Digital Micro-mirror Device,DMD)等。具体而言,如图1A所示,在本实施例中,偏振分光元件211与反射式光阀213皆配置于照明光束IL的传递路径上,且光瞳214配置于影像光束IB的传递路径上。举例而言,在本实施例中,光瞳214可为投影成像系统210的出射瞳的位置或是使用者的眼睛的瞳孔的位置,当光瞳214的位置为使用者的眼睛的瞳孔时,投影装置可应用于虚拟实境(Virtual Reality,VR)。
具体而言,如图1A所示,在本实施例中,偏振分光元件211具有第一表面S1、第二表面S2以及第三表面S3,第一表面S1连接第二表面S2与第三表面S3,且第二表面S2与第三表面S3彼此相对。其中照明光束IL具有第一偏振方向(例如S极偏振方向),照明光束IL自第一表面S1进入偏振分光元件211后,偏振分光元件211反射照明光束IL且经由第二表面S2离开偏振分光元件211,并被传递至反射式光阀213。接着,如1A所示,在本实施例中,反射式光阀213适于将照明光束IL调变成具有多个子影像光束SIB的影像光束IB,且影像光束IB具有第二偏振方向(例如P极偏振方向);第一偏振方向垂直第二偏振方向。影像光束IB传递至偏振分光元件211,且自第二表面S2进入偏振分光元件211并穿透偏振分光元件211。之后,影像光束IB经由偏振分光元件211的第三表面S3离开偏振分光元件211,而被传递至光瞳214。
并且,如图1A与图1H所示,在本实施例中,投影成像系统210还包括微透镜阵列212,各子照明光束SIL会借由微透镜阵列212中所对应的微透镜而于反射式光阀213上形成多个子照明区域SLR(如图1H所示),且使反射式光阀213得以形成多个子影像光束SIB。并且,如图1A与图1G所示,在投影成像系统210的光路中,由于光路上所有子照明光束SIL的主光线在进入反射式光阀213前皆为平行光,并且如图1G所示,子照明光束SIL的第二单位光发散角介于±10°之间,因此子照明光束SIL所发出的光及其所形成的子影像光束SIB皆会循着相同的光路往返,而不会经过微透镜阵列212与其对应的微透镜相邻的其他微透镜,因此不会有杂光产生,也不会出现影像的叠影现象。
进一步而言,如图1A所示,在本实施例中,照明光束IL自偏振分光元件211的第一表面S1进入时的角度与影像光束IB经由偏振分光元件211的第三表面S3离开的角度相对应;并且,照明光束IL自偏振分光元件211的第一表面S1进入时的光形与影像光束IB经由偏振分光元件211的第三表面S3离开的光形相似,例如光形的截面积成一比例。如此,照明光束IL的光成像匹配角MA得以与光瞳214的视角FOV匹配,而能形成投影成像系统210中所需视角FOV的光路设计的需求。
另一方面,子照明光束SIL的第二单位光发散角与影像光束IB的多个子影像光束SIB的发散角也相对应。如此,可使得光瞳214的尺寸与影像光束IB的发光面的尺寸相对应,并使所形成的影像亮度充足与品质良好。
如此一来,投影装置200即能借由照明系统100所形成的照明光束IL来满足投影成像系统210中的光路所需,进而得以消除杂光现象或影像的叠影现象,而具有良好的影像品质以及解析度。
图2A至图2C是图1A的不同照明系统的光学架构示意图。请参照图2A至图2C,图2A至图2C的实施例的照明系统300A、300B、300C与图1B的照明系统100类似,而之间的差异如下所述。
请参照图2A,在本实施例中,照明系统300A的光形调整模块320A还包括第二透镜元件322,位于至少一光束CL的传递路径上,且至少一光束CL经由至少一第一透镜元件121与第二透镜元件322后形成照明光束IL,照明光束IL的光成像匹配角MA与光瞳214的视角FOV匹配。举例而言,在本实施例中,第二透镜元件322为聚光透镜,而可用于收敛照明光束IL的光成像匹配角MA。具体而言,如图2A所示,在本实施例中,第二透镜元件322可位于第一透镜元件121与光扩散元件123之间(如图2A所示的第二透镜元件322a之处),也可位于光扩散元件123与投影成像系统210之间(如图2A所示的第二透镜元件322b之处)。如此,可使得照明光束IL在形成子照明光束SIL的光发散角时,亦能不使照明光束IL的光成像匹配角MA过大,而能适用于具有较小视角FOV的光瞳214的投影成像系统210。
另一方面,请参照图2B,在本实施例中,照明系统300B的光源模块310B包括至少一发光元件311与至少一准直透镜312,至少一发光元件311为发光二极管(Light EmittingDiode),至少一发光元件适于提供至少一光束CL,且与至少一准直透镜312相对应,至少一光束CL经由对应的至少一准直透镜312准直化。如此,光源模块310B可用以取代图1B的光源模块110,而达成与其类似的功能。并且,如图2B所示,在本实施例中,照明系统300B的光形调整模块320B亦可增加第二透镜元件322的设置,而达成与图2A的光形调整模块320A类似的功能,相关说明请见上述段落,在此就不再赘述。此外,在本实施例中,由于发光二极管的发散角较大,因此可省略光扩散元件123的配置,而不用再扩散子光束SCL的单位光发散角。当光扩散元件123省略时,第二透镜元件322即位于至少一第一透镜元件121与投影成像系统210之间,而用以收敛光成像匹配角MA。在其他实施例中,至少一准直透镜312与至少一第一透镜元件121可以为单一胶合透镜所取代,单一胶合透镜具有至少一准直透镜312与至少一第一透镜元件121的光学功能而同样地可达到图2B所产生的效果。
另一方面,请参照图2C,在本实施例中,照明系统300C的至少一第一透镜元件121与至少一发光元件111的数量为多个,并且至少一发光元件111包括红光激光元件111R、绿光激光元件111G、蓝光激光元件111B,而适于分别提供红光光束R、绿光光束G以及蓝光光束B。并且,各第一透镜元件121分别设置于各发光元件111的前方,以分别适于调整红光光束R、绿光光束G或蓝光光束B的光强度的均匀度以及光形。
另一方面,如图2C所示,在本实施例中,光形调整模块320C还包括多个分色元件(Dichroic mirror)DN1、DN2,各分色元件DN1、DN2对应于至少部分这些发光元件111R、111G、111B,且各分色元件DN1、DN2设置于相对应的至少部分这些发光元件111R、111G、111B与投影成像系统之间。具体而言,如图2C所示,在本实施例中,光形调整模块320C的分色元件DN1位于绿光光束G以及蓝光光束B的传递路径上,并且,分色元件DN1适于使绿光光束G反射以及使蓝光光束B穿透,进一步使绿光光束G以及蓝光光束B被传递至另一分色元件DN2。另一分色元件DN2位于红光光束R以及来自分色元件DN1的绿光光束G以及蓝光光束B的传递路径上,分色元件DN2适于使绿光光束G与蓝光光束B穿透以及使红光光束R反射,如此,即可使绿光光束G、蓝光光束B以及红光光束R被传递至光形调整模块320C的光扩散元件123,并形成后续的照明光束IL。
如此,照明系统300A、300B、300C所形成的照明光束IL皆可经由第一透镜元件121的配置来形成适当的光成像匹配角MA,并且照明光束IL的子光束SCL也皆能具有适当的单位光发散角,而能满足投影成像系统210中的光路所需,而亦能达到前述的照明系统100的类似效果与优点,在此就不再赘述。并且,照明系统300A、300B、300C在应用至图1A的投影装置200时,亦可使投影装置200达到前述的功能以及效果,其他相关细节在此就不再赘述。
图3是本发明一实施例的另一种投影装置的光学架构示意图。请参照图3,图3的实施例的投影装置400的投影成像系统410与图1A的投影装置200的投影成像系统210类似,而之间的差异如下所述。投影成像系统410还包括至少一光导(optical waveguide)415,至少一光导415位于光瞳414与反射式光阀213之间。更进一步说明至少一光导415位于光瞳414与偏振分光元件211之间。举例而言,在本实施例中,光瞳414为使用者的至少一眼睛EY的瞳孔。也就是说,在本实施例中,至少一光导415适于将影像光束IB传递至使用者的至少一眼睛EY。并且,在本实施例中,至少一光导415亦允许环境光束SL的通过,而可应用于扩充实境(augmentedreality)显示技术的领域。
此外,投影装置400亦能藉由照明系统100所形成的照明光束IL来满足投影成像系统410中的光路所需,进而得以消除杂光现象或影像的叠影现象,而具有良好的影像品质以及解析度,而亦能达到前述的投影装置200的类似效果与优点,在此就不再赘述。
本发明另一实施例的投影装置的投影成像系统(未显示)与图1A的投影装置200的投影成像系统210类似,而之间的差异如下所述。本实施例的投影装置与图1A的投影装置200技术差异在于,本实施例中至少一光束CL不具有单一偏振方向,因此本实施例的投影成像系统的全反射棱镜组件可取代图1A的偏振分光元件211。本实施例的投影成像系统配置于照明光束IL的传递路径上。投影成像系统包括全反射棱镜组件。全反射棱镜组件包括第一棱镜(Prism)与第二棱镜,其中第一棱镜与第二棱镜之间具有空气间隙。在本实施例中,投影成像系统的反射式光阀包括数字微镜元件(DigitalMicro-mirror Device,DMD)。具体而言,在本实施例中全反射棱镜组件与反射式光阀皆配置于照明光束IL的传递路径上。全反射棱镜组件与光瞳214皆配置于影像光束IB的传递路径上。举例而言,在本实施例中光瞳214可为投影成像系统210的出射瞳的位置或是使用者的眼睛的瞳孔的位置,当光瞳214为使用者的眼睛的瞳孔时,投影装置可应用于虚拟实境(VirtualReality,VR)。具体而言,在本实施例中,全反射棱镜组件具有第一表面、第二表面以及第三表面。第一棱镜包括第一表面与第二表面。第二棱镜包括第三表面。第一表面连接第二表面。第二表面与第三表面彼此相对。其中照明光束IL自第一表面进入全反射棱镜组件后,全反射棱镜组件反射照明光束IL且经由第二表面离开全反射棱镜组件,并被传递至反射式光阀。接着,反射式光阀适于将照明光束IL调变成具有多个子影像光束SIB的影像光束IB。影像光束IB传递至全反射棱镜组件,且自第二表面S2进入全反射棱镜组件并穿透全反射棱镜组件。之后,影像光束IB经由全反射棱镜组件的第三表面S3离开全反射棱镜组件,而被传递至光瞳214。
在本实施例中,投影成像系统还包括微透镜阵列212,各子照明光束SIL会借由微透镜阵列212中所对应的微透镜而于反射式光阀213上形成多个子照明区域SLR(如图1H所示),且使反射式光阀213得以形成多个子影像光束SIB。在投影成像系统的光路中,由于光路上所有子照明光束SIL的主光线在进入反射式光阀213前皆为平行光,并且子照明光束SIL的第二单位光发散角介于±10°之间,因此子照明光束SIL所发出的光及其所形成的子影像光束SIB皆会循着相同的光路往返,而不会经过微透镜阵列212与其对应的微透镜相邻的其他微透镜,因此不会有杂光产生,也不会出现影像的叠影现象。
进一步而言,在本实施例中,照明光束IL自全反射棱镜组件的第一表面进入时的角度与影像光束IB经由全反射棱镜组件的第三表面离开的角度相对应;并且,照明光束IL自全反射棱镜组件的第一表面进入时的光形与影像光束IB经由全反射棱镜组件的第三表面离开的光形相似,例如光形的截面积成一比例。如此,照明光束IL的光成像匹配角MA得以与光瞳214的视角FOV匹配,而能形成投影成像系统中所需视角FOV的光路设计的需求。
另一方面,子照明光束SIL的第二单位光发散角与影像光束IB的多个子影像光束SIB的发散角也相对应。如此,可使得光瞳214的尺寸与影像光束IB的发光面的尺寸相对应,并使所形成的影像亮度充足与品质良好。
此外,上述实施力的投影装置亦能藉由照明系统所形成的照明光束IL来满足投影成像系统中的光路所需,进而得以消除杂光现象或影像的叠影现象,而具有良好的影像品质以及解析度,而亦能达到前述的投影装置的类似效果与优点,在此就不再赘述。
综上所述,本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中,照明系统所形成的照明光束皆可经由光形调整模块的配置来形成适当的光成像匹配角,并且照明光束的子光束也皆能具有适当的单位光发散角。此外,投影装置亦能藉由照明系统所形成的照明光束来满足投影成像系统中的光路所需,进而得以消除杂光现象或影像的叠影现象,而具有良好的影像品质以及解析度。
以上所述,仅为本发明之较佳实施例而已,不能以此限定本发明实施之范围,即凡是依照本发明权利要求书及说明书内容所作之简单的等效变化与修饰,皆仍属本发明专利涵盖之范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所公开之全部目的或优点或特点。此外,说明书摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用,并非用来限制本发明之权利范围。此外,本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围,而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
Claims (21)
1.一种投影装置,其特征在于,所述投影装置包括照明系统以及投影成像系统,其中,
所述照明系统适于发出照明光束,且所述照明系统包括光源模块以及光形调整模块,其中,
所述光源模块适于发出至少一光束;
所述光形调整模块位于所述至少一光束的传递路径上,且适于调整所述至少一光束的光形,所述至少一光束经由所述光形调整模块后形成所述照明光束,且所述照明光束具有光成像匹配角,其中所述光形调整模块包括至少一第一透镜元件,所述至少一第一透镜元件位于所述至少一光束的传递路径上,适于调整所述至少一光束的均匀度;
所述投影成像系统配置于所述照明光束的传递路径上,且所述投影成像系统包括反射式光阀及微透镜阵列,所述反射式光阀配置于所述照明光束的传递路径上,其中所述反射式光阀适于将所述照明光束调变成影像光束,且所述微透镜阵列配置于所述照明光束的传递路径上及所述影像光束的传递路径上。
2.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,所述影像光束的传递路径上具有光瞳。
3.根据权利要求2所述的投影装置,其特征在于,所述至少一光束经由所述至少一第一透镜元件后形成所述照明光束,所述照明光束的所述光成像匹配角与所述光瞳的视角匹配。
4.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,所述光源模块包括至少一发光元件,适于提供所述至少一光束,所述至少一第一透镜元件的数量与所述至少一发光元件的数量相同,各所述发光元件对应于各所述第一透镜元件而设置。
5.根据权利要求4所述的投影装置,其特征在于,当所述至少一第一透镜元件与所述至少一发光元件的数量为多个时,所述光形调整模块还包括多个分色元件,各所述分色元件对应于至少部分所述多个发光元件,且各所述分色元件设置于相对应的至少部分所述多个发光元件与所述投影成像系统之间。
6.根据权利要求2所述的投影装置,其特征在于,所述光形调整模块还包括第二透镜元件,位于所述至少一光束的传递路径上,并位于所述至少一第一透镜元件与所述投影成像系统之间,且所述至少一光束经由所述至少一第一透镜元件与所述第二透镜元件后形成所述照明光束,所述照明光束的所述光成像匹配角与所述光瞳的视角匹配。
7.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,所述至少一光束具有多个子光束,且所述光形调整模块还包括光扩散元件,所述光扩散元件位于所述多个子光束的传递路径上,所述多个子光束经由所述光扩散元件后形成所述照明光束的多个子照明光束,其中各所述子光束具有第一单位光发散角,各所述子照明光束具有第二单位光发散角,且所述第二单位光发散角大于所述第一单位光发散角。
8.根据权利要求7所述的投影装置,其特征在于,所述多个子照明光束的所述第二单位光发散角对应于所述影像光束的多个子影像光束的发散角。
9.根据权利要求7所述的投影装置,其特征在于,所述光扩散元件为微结构式扩散片、表面散射式扩散片、体散射式扩散片与绕射元件中的任一个。
10.根据权利要求9所述的投影装置,其特征在于,当所述光扩散元件为微结构式扩散片时,所述光扩散元件具有多个微结构扩散单元,所述多个微结构扩散单元与所述多个子光束相对应,且微结构扩散单元的尺寸大小介于10微米至500微米之间。
11.根据权利要求7所述的投影装置,其特征在于,所述光形调整模块还包括第二透镜元件,位于所述至少一光束的传递路径上,且所述至少一光束经由所述至少一第一透镜元件与所述第二透镜元件后形成所述照明光束,所述照明光束的所述光成像匹配角与光瞳的视角匹配。
12.根据权利要求11所述的投影装置,其特征在于,所述第二透镜元件位于所述第一透镜元件与所述光扩散元件之间。
13.根据权利要求11所述的投影装置,其特征在于,所述第二透镜元件位于所述光扩散元件与所述投影成像系统之间。
14.根据权利要求2所述的投影装置,其特征在于,所述投影成像系统还包括偏振分光元件,配置于所述照明光束的传递路径上,其中所述偏振分光元件具有第一表面、第二表面以及第三表面,所述第一表面连接所述第二表面与所述第三表面,且所述第二表面与所述第三表面彼此相对,所述照明光束自所述第一表面进入所述偏振分光元件后,经由所述第二表面离开所述偏振分光元件,其中所述反射式光阀适于使所述影像光束传递至所述偏振分光元件,且自所述第二表面进入所述偏振分光元件,之后,所述影像光束经由所述偏振分光元件的所述第三表面离开所述偏振分光元件。
15.根据权利要求14所述的投影装置,其特征在于,所述照明光束自所述偏振分光元件的所述第一表面进入时的光形与所述影像光束经由所述偏振分光元件的所述第三表面离开的光形相似,以使所述光成像匹配角与所述光瞳的视角匹配。
16.根据权利要求14所述的投影装置,其特征在于,所述照明光束自所述偏振分光元件的所述第一表面进入时的角度与所述影像光束经由所述偏振分光元件的所述第三表面离开的角度相对应,以使所述光成像匹配角与所述光瞳的视角匹配。
17.根据权利要求2所述的投影装置,其特征在于,所述光瞳的尺寸与所述影像光束的发光面的尺寸相对应。
18.根据权利要求2所述的投影装置,其特征在于,所述投影成像系统还包括至少一光导,所述至少一光导位于所述光瞳与所述反射式光阀之间。
19.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,所述光源模块包括至少一发光元件,且所述至少一发光元件为激光发光元件,适于提供所述至少一光束。
20.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,所述光源模块包括至少一发光元件与至少一准直透镜,所述至少一发光元件为发光二极管,所述至少一发光元件适于提供所述至少一光束,且与所述至少一准直透镜相对应,所述至少一光束经由对应的所述至少一准直透镜准直化。
21.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,所述投影成像系统包括全反射棱镜组件,其中所述全反射棱镜组件包括第一棱镜与第二棱镜,其中所述第一棱镜与所述第二棱镜之间具有间隙,以及所述反射式光阀包括数字微镜元件。
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