CN113253558A - 光源组件、成像装置和电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光源组件、成像装置和电子装置。其中，光源组件包括合光元件，第一发光元件和第二发光元件。合光元件上设置有多个光处理层，光处理层包括相背的第一侧与第二侧；第一发光元件邻近合光元件设置，并用于向全部的光处理层的第二侧发出红光；第二发光元件邻近合光元件且与第一发光元件间隔设置，用于向至少一个光处理层的第一侧发出非红光；合光元件用于对红光与非红光进行合光，从而形成并出射彩色光线。本申请中的光源组件通过设置合光元件对红光和非红光进行合成以形成彩色光线，并且，通过在合光元件上设置多个能够透射红光的光处理层，使得第一发光元件发出的红光的透过率更高，从而提高了红光的效率。

Description

光源组件、成像装置和电子装置

技术领域

本申请涉及光学技术领域，尤其涉及一种光源组件、成像装置和电子装置。

背景技术

随着技术的发展，应用增强现实技术的可穿戴智能设备得到了更广泛的应用。为了保证佩戴者的良好佩戴体验，在增强现实技术中针对负责提供成像的投影光机模块而言，减小投影光机的尺寸和重量和提高显示效果显得尤为重要，然而在现有的投影光机中，难以在缩小投影光机的尺寸的同时保证投影光机彩色显示效果，尤其是在彩色显示时投影光机的红光效率较低。

发明内容

本申请实施方式提供一种光源组件、成像装置和电子装置。

本申请实施方式提供一种光源组件，所述光源组件包括合光元件、第一发光元件和第二发光元件。其中，所述第一发光元件邻近所述合光元件设置，所述第二发光元件邻近所述合光元件设置并与所述第一发光元件间隔设置。所述合光元件上设置有多个光处理层，所述光处理层包括相背的第一侧和第二侧；所述第一发光元件用于向全部的所述光处理层的第二侧发出红光；所述第二发光元件用于向至少一个所述光处理层的所述第一侧发出非红光；所述合光元件用于对所述红光和所述非红光进行合光以形成并出射彩色光线。

本申请实施方式中的光源组件中，通过设置第一发光元件和第二发光元件，用于发出红光和非红光，然后通过在合光元件对红光以及非红光光线进行合成以形成彩色光线，保证了光源组件尺寸较小且能够发出彩色光线；另外，通过在合光元件上设置多个能够透射红光的光处理层，使得第一发光元件发出的红光的透过率更高，从而提高了光源组件中红光的效率。

本申请实施方式提供一种成像装置，所述成像装置包括上述实施方式的光源组件和成像镜头，所述成像镜头设置在所述合光元件的出光侧。

本申请实施方式提供一种电子装置，所述电子装置包括壳体和上述实施方式的成像装置，所述成像装置设置在所述壳体上。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施方式中的光源组件的组成示意图；

图2是本申请实施方式中的合光元件的结构示意图；

图3是本申请实施方式中的合光元件的立体结构示意图；

图4是本申请实施方式中的第一光处理层与第三光处理层在光线入射角度为45°时光线透过率示意图；

图5是本申请实施方式中的第一光处理层与第三光处理层在光线入射角度为37°时光线透过率示意图；

图6是本申请实施方式中的第一光处理层与第三光处理层在光线入射角度为53°时光线透过率示意图；

图7是本申请实施方式中的第二光处理层与第四光处理层在光线入射角度为45°时光线透过率示意图；

图8是本申请实施方式中的第二光处理层与第四光处理层在光线入射角度为37°时光线透过率示意图；

图9是本申请实施方式中的第二光处理层与第四光处理层在光线入射角度为53°时光线透过率示意图；

图10是本申请实施方式中的光调节结构在光源组件中的结构示意图；

图11是本申请实施方式中的光调节结构在光源组件中的位置关系示意图；

图12是本申请实施方式中的第一发光元件的比例示意图；

图13是本申请实施方式中的光调节结构贴合在合光元件上的示意图；

图14是本申请实施方式中的光调节结构贴合在第一发光元件上的示意图；

图15是本申请实施方式中的光调节结构形成在合光元件上的示意图；

图16是本申请实施方式中的电子装置的结构示意图。

主要元件符号说明：

电子装置1000、成像装置2000、壳体3000、光源组件100、第一发光元件11、发光面110、第二发光元件12、第三发光元件13、合光元件14、直角棱镜140、直角面1400、非直角面1401、光处理层141、第一侧1410、第二侧1411、第一光处理层1412、第二光处理层1413、第三光处理层1414、第四光处理层1415、光调节结构15、光表面150、成像镜头200。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式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方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1与图2，本申请实施方式提供一种光源组件100，光源组件100包括合光元件14，第一发光元件11和第二发光元件12。其中，合光元件14上设置有多个光处理层141，光处理层141包括相背的第一侧1410与第二侧1411；第一发光元件11邻近合光元件14设置，第一发光元件11用于向全部的光处理层141的第二侧1411发出红光；第二发光元件12邻近合光元件14设置，并且，第二发光元件12与第一发光元件11间隔设置，第二发光元件12用于向至少一个光处理层141的第一侧1410发出非红光；合光元件14用于对红光与非红光进行合光，从而形成并出射彩色光线。

本申请实施方式中的光源组件100中，通过设置第一发光元件11和第二发光元件12，用于发出红光和非红光，然后通过在合光元件14对红光以及非红光光线进行合成以形成彩色光线，保证了光源组件100尺寸较小且能够实现彩色图像显示；另外，通过在合光元件14上设置多个能够透射红光的光处理层141，使得第一发光元件11发出的红光的透过率更高，从而提高了光源组件100中红光的效率。

需要说明的是，随着技术的发展，增强现实(Augmented Reality，AR)技术得到越来越广泛的应用，运用增强现实技术能够将虚拟信息，例如物体、图片、视频和声音等等信息，融合在现实环境中，以将现实世界丰富起来。

那么，电子装置1000(图16所示)可以是应用增强显示技术的一些可穿戴设备，例如AR眼镜、AR眼罩、AR头盔、AR头环等智能穿戴设备。人们通常头戴这类设备来观看由两侧的投影光机模组投射形成的画面来实现增强现实。目前，在增强现实头戴领域的光学解决方案主要以具有适配性好，外观轻薄，真实视野影响小等优势的衍射波导方案为主。

波导方案的主要光学组成包括波导部分和投影光机部分。就波导方案的AR眼镜而言，为了保证使用者佩戴AR眼镜时能够得到更好的佩戴体验，需要AR眼镜足够轻的重量与尽量小的尺寸，以及能够显示彩色图像。那么针对负责提供成像的投影光机模块，限制投影光机模块的尺寸和重量便十分重要。

例如，在使用DLP(DigitalLight Processing)数学光处理显示芯片和LCOS(Liquid Crystal On Silicon)液晶附硅显示芯片的显示方案的投影光机模块时，需要在光路系统中加入TIR或者PBS(Polarization Beam Splitter)偏振分光棱镜组，从而限制了投影光机模块的尺寸，在显示芯片尺寸没有明显减小的情况下，难以缩小投影光机的尺寸。

在使用LCD(Liquid Crystal Display)液晶显示屏显示方案或者OLED(OrganicLight-Emitting Diode)有机发光二极管显示方案时，虽然可以不需要使用上述棱镜组，但是显示亮度较弱，配合波导系统的输出亮度极低，难以满足用户日常使用。

在采用基于MicroLED(Micro Light Emitting Diode)微型发光二极管显示方案时，若是采用单色的MicroLED，由于技术限制在没有成熟的彩色显示芯片时，无法直接支持彩色图像显示；若是引入传统合色棱镜的方案，由于现阶段技术制造方面的限制，光源如MircoLED提供的红光发光亮度较低，难以完全满足彩色显示的需求。

因此，本申请提出一种光源组件100，用以改善投影光机模块的尺寸重量，并且能够优化红光光源的效率，使得红光光线可以被可靠地少损耗地传输，使得最终彩色成像具有较佳的效果。

具体地，合光元件14可以为合色棱镜，合光元件14上设置有多个光处理层141，例如多个光处理层141可以是被镀在合色棱镜上的不同镀膜。光处理层141能够实现对波长的选择功能，例如将部分波长透过，部分波长反射，那么合光元件14对不同光源射入的光线具有分光、折射的作用。

光处理层141包括相背的第一侧1410和第二侧1411，第一发光元件11朝向光处理层141的第二侧1411设置，从而能够向光处理层141的第二侧1411发出红光。由于本申请中的合光元件14的光处理层141均能够透射红光，即第二侧1411接收到的红光能够最终从光处理层141的第一侧1410透射出，也即意味着，多个光处理层141对红光而言均相当于一片玻璃，光处理层141可以被红光透过，以减小红光的传输损耗。

特别地，由于第一发光元件11用于向全部的光处理层141的第二侧1411发出红光，也即是说，将全部光处理层141的第二侧1411均设置为朝向第一发光元件11的一侧。

第一发光元件11与第二发光元件12均可以做到自发光，也即是说第一发光元件11与第二发光元件12可以采用MicroLED等自发光芯片制成以使得光源组件100无需使用外加光源，减小了光源组件100的尺寸的同时降低了成本，并且使得电子装置1000的光学系统结构更加简单。

第一发光元件11与第二发光元件12作为光源组件100中的光源，用于向合光元件14发出红光和非红光，特别地，第二发光元件12可以是发出单色光线，例如发出绿光或者蓝光的单色发光元件，也可以是发出混合光线，例如发出蓝绿光线的复合发光元件。

第一发光元件11与第二发光元件12具有发光面110，第一发光元件11邻近合光元件14设置，并且第一发光元件11的发光面110朝向合光元件14设置，以能够向合光元件14出射红光。第二发光元件12邻近合光元件14设置，第二元件的发光面110朝向合光元件14以能够向合光元件14出射非红光，并且，第二发光元件12向合光元件14的至少一个光处理层141的第一侧1410发出非红光。

另外，第二发光元件12与第一发光元件11间隔设置，从而可以在不同方向朝合光元件14发出红光以及非红光。

这样，合光元件14通过将第一发光元件11以及第二发光元件12出射的不同光线进行合成，便能够得到彩色光线以出射至与光源组件100连接的成像装置2000做进一步处理。并且，由于合光元件14上设置有多个能够透射红光的光处理层141，使得在当前技术中红光光源发光亮度不足的情况下，能够提高第一发光元件11的红光效率，从而使得投影光机模块能够输出更高的白光功率。

请参阅图1，在某些实施方式中，光源组件100可以包括第三发光元件13，其中，第三发光元件13与第二发光元件12相对设置，并与第一发光元件11间隔设置。第三发光元件13可以用于向至少一个光处理层141的第一侧1410发出蓝光，第二发光元件12可以用于发绿光。

如此，第一发光元件11、第二发光元件12与第三发光元件13可以从不同方向分别向合光元件14发射红光、绿光和蓝光，合光元件14上设置的多个光处理层141对不同颜色的光线进行透射和折射处理，从而合光元件14可以输出合色后的RGB全彩图像。

具体地，在设置有第三发光元件13的情况下，光源组件100中的第一发光元件11、第二发光元件12与第三发光元件13均为单色发光元件。

由于第二发光元件12与第一发光元件11间隔设置，而第三发光元件13在与第一发光元件11间隔设置的同时与第二发光元件12相对设置，并且，三者的发光面110均朝向合光元件14设置。从而保证红光、绿光与蓝光可以分别从不同的方向入射至合光元件14，然后经过合光元件14上形成的多个光处理层141进行处理，最终合色成为RGB全彩图像。

请参阅图1，在某些实施方式中，第一发光元件11和第二发光元件12均为微型发光元件。

如此，通过采用微型发光元件以制成第一发光元件11与第二发光元件12，使得第一发光元件11与第二发光元件12可以作为图像源，不必再外加光源，从而光源组件100的整体尺寸可以做到较小，使得电子装置1000有较小的尺寸与较轻的重量，便于实现电子装置1000的小型化以提高用于佩戴体验。

具体地，作为第一发光元件11与第二发光元件12的微型发光元件可以为MicroLED微型发光二极管芯片，MicroLED指的是高密度集成的LED阵列，其中每一个LED像素都能自发光，还具有高亮度以及低功耗的特点。

当然，第一发光元件11与第二发光元件12也可以是OLED有机发光二极管芯片或者是LCD微型液晶显示屏等其他形式的微显示器。本申请实施方式中并不对第一发光元件11与第二发光元件12的具体制成类型做固有限制。上述提及的各种类型的微型显示芯片均可以自发光作为光源组件100的光源，使得光源组件100无需外加光源，从而光源组件100的整体尺寸可以做到较小以容易实现电子装置1000的小型化。

优选地，第一发光元件11与第二发光元件12可以具有像素的像素规格，例如相同的像素数量以及像元尺寸、像元间隔等。这样，可以使得第一发光元件11与第二发光元件12发出的红光与非红光光线经过合光元件14合成后，所成的彩色图像中颜色显示效果更为均匀。

请参阅图2与图3，在某些实施方式中，合光元件14可以包括多块直角棱镜140，直角棱镜140包括两个直角面1400和一个非直角面1401，非直角面1401连接两个直角面1400。第一发光元件11和第二发光元件12对应朝向其中一个非直角面1401设置，并且相邻的直角棱镜140的直角面1400拼接在一起。

如此，相邻的直角棱镜140的直角面1400拼接在一起，使得合光元件14的结构更为紧凑。多个光处理层141可以设置在多块直角棱镜140的直角面1400上，在第一发光元件11与第二发光元件12对应朝向直角棱镜140的其中一个非直角面1401设置时，光线可以透过非直角面1401在设置有光处理层141的直角面1400上进行反射或透射，从而很好地对光线进行合成。

具体地，合光元件14可以包括多块直角棱镜140，多块直角棱镜140的尺寸相同，一般直角棱镜140的数量为四块。直角棱镜140包括直角面1400与非直角面1401，其中非直角面1401作为光线的输入面和输出面。因此，第一发光元件11和第二发光元件12应当对应朝向其中一个非直角面1401设置，以在不同方向朝向合光元件14发出不同颜色的光线。

相邻的直角棱镜140的直角面1400可以胶合设置在一起，以使得由多块直角棱镜140拼接出的合光元件14的结构更为紧凑，并且直角面1400上可以根据第一发光元件11与第二发光元件12具体相对合光元件14的设置关系，设置有功能性不同的光处理层141，从而能够起到对第一发光元件11与第二发光元件12发出的红光和非红光进行合成的作用。

请参阅图1与图2，在某些实施方式中，光源组件100可以包括第三发光元件13，第三发光元件13与第二发光元件12相对设置，并且第三发光元件13与第一发光元件11间隔设置。第三发光元件13可以用于发出蓝光，第二发光元件12可以用于发出绿光。

多个光处理层141可以包括第一光处理层1412、第二光处理层1413、第三光处理层1414和第四光处理层1415，第一光处理层1412、第二光处理层1413、第三光处理层1414和第四光处理层1415分别设置在相邻的两个直角棱镜140的直角面1400之间。

其中，第一发光元件11位于第一光处理层1412和第二光处理层1413形成的夹角范围内，第二发光元件12位于第二光处理层1413和第三光处理层1414形成的夹角范围内，第三发光元件13位于第三光处理层1414和第四光处理层1415形成的夹角范围内。

第一发光元件11可以向第一光处理层1412的第二侧1411发出红光，并通过第一光处理层1412的第一侧1410透出；同时，第一发光元件11可以向第二光处理层1413的第二侧1411发出红光，并通过第二光处理层的第一侧1410透出；

第二发光元件12可以向第二光处理层1413的第一侧1410发出绿光，并通过第二光处理层1413的第一侧1410反射出；同时，第二发光元件12可以向第三光处理层1414的第二侧1411发出绿光，并通过第三光处理层1414的第一侧1410透出；

第三发光元件13可以向第一光处理层1412的第一侧1410发出蓝光，并通过第一光处理层1412的第一侧1410反射出；同时，第三发光元件13可以向第四光处理层1415的第二侧1411发出蓝光，并通过第四光处理层1415的第一侧1410透出；

另外，第一光处理层1412的第一侧1410透出的红光，能够通过第四光处理层1415的第一侧1410透出，第二光处理层1413的第一侧1410透出的红光，能够通过第三光处理层1414的第一侧1410透出，第三光处理层1414的第一侧1410透出的绿光，能够通过第四光处理层1415的第一侧1410反射出；第四光处理层1415的第一侧1410透出的蓝光，能够通过第三光处理层1414的第一侧1410反射出；

彩色光线可以自第三光处理层1414和第四光处理层1415之间出射。

如此，通过在相邻的两个直角棱镜140的直角面1400之间，对应第一发光元件11、第二发光元件12与第三发光元件13相对合光元件14的设置关系，设置有第一光处理层1412、第二光处理层1413、第三光处理层1414与第四光处理层1415，从而能够对第一发光元件11、第二发光元件12与第三发光元件13分别从不同方向对合光元件14发出的红光、绿光与蓝光进行合成以获得并出射彩色光线。

具体地，如图所示，第一发光元件11位于第一光处理层1412和第二光处理层1413形成的夹角范围内，第二发光元件12位于第二光处理层1413和第三光处理层1414形成的夹角范围内，第三发光元件13位于第三光处理层1414和第四光处理层1415形成的夹角范围内。

第一发光元件11、第二发光元件12、第三发光元件13分别是光源组件100中的三色图像源，三者像素位置呈对应关系，其中第一发光元件11发出的光从第二侧1411进入合光元件14后在光处理层141的第一侧1410透射出，第二发光元件12及第三发光元件13进入合光元件14后在合光元件14内部由光处理层141发生一次反射后从合光元件14的远离第一发光元件11的一侧再经由光处理层141的第一侧1410透射出，之后三色光线经过成像装置2000成像于无穷远处，第一发光元件11、第二发光元件12与第三发光元件13上不同位置像素发出的光以不同视场角的形式光线输出。

那么考虑到合光元件14上包括第二侧1411与第一侧1410的光处理层141的膜系特性与光的偏振特性有关，针对反射路径，光线的S偏振光可以由光处理层141实现高效率的反射，而P偏振光，只能实现较低效率反射；针对透射路径，无论是S偏振光还是P偏振光光处理层141均可以具有较高的透射率。因此透射光路径相比反射路径具有更高的光效率。

而现在的MicroLED等自发光微型光源中，绿光亮度足够高且有余量，蓝光可以基本满足要求，红光亮度较低，难以满足当前需求。如果将第一发光元件11与第三发光元件13位于合光元件14两侧的反射光路位置，第二发光元件12位于合光元件14的透射光路位置的方案，红光亮度将会不足。

因此结合上述讨论，考虑到多个光处理层141与第一发光元件11、第二发光元件12和第三发光元件13的设置位置关系，以及基于将用于发出红光的第一发光元件11置于透射光路位置以提高红光效率这一原理，可以将第一光处理层1412与第三光处理层1414均设计为具有透射红光和绿光、反射蓝光的特性的功能性镀膜，并将第二光处理层1413与第四光处理层1415均设计为具有透射红光和蓝光、反射绿光的特性的功能性镀膜。

特别地，第一发光元件11可以向上述全部的光处理层141的第二侧1411发出红光。这样，能够在保证红光亮度足够的情况下，对第一发光元件11、第二发光元件12与第三发光元件13分别从不同方向对合光元件14发出的红光、绿光与蓝光进行合成以获得并出射彩色光线。

可以理解，第一光处理层1412和第三光处理层1414为蓝光反射、红光绿光透射膜，第一光处理层1412与第三光处理层1414可以采用二氧化硅、氧化钛等材料镀制在相邻的直角棱镜140的两个直角面1400之间。镀膜性能优先保证红光有效角度范围内的透过率，可以适当牺牲绿光及蓝光的有效角度范围，即边界角度时绿光的透过率及蓝光的反射率。

例如，一种实施例的透过率曲线示意图可以如图4、图5、图6所示，横坐标为波长，单位为纳米，纵坐标为反射率。其中，图4为中心角度，即45°的透过率曲线，图5为小角度，即37°的透过率曲线，图6为大角度，即53°的透过率曲线。

实施例中，红光波段为600-660nm，绿光波段是500-560nm，蓝光波段为410-460nm。有效入射角度范围为37°-53°，中心角度为45°。

图示中S曲线代表光线的S偏振光在第一光处理层1412与第三光处理层1414上的波长与反射率关系，P代表光线的P偏振光的波长与反射率关系，Ave曲线则表示S偏振光与P偏振光的平均化而得的波长与反射率关系。

第二光处理层1413和第四光处理层1415为绿光反射、红光蓝光透射膜，第二光处理层1413与第四光处理层1415可以由二氧化硅、氧化钛等材料用真空沉积法交替镀制在相邻的直角棱镜140的两个直角面1400之间。镀膜性能优先保证红光有效角度范围内的透过率，可以适当牺牲绿光及蓝光的有效角度范围，即边界角度时蓝光的透过率及绿光的反射率。

此时透过率曲线示意图可以如图7、图8、图9所示，同样，横坐标为波长，单位为纳米，纵坐标为反射率。其中，图7为中心角度，即45°的透过率曲线，图8为小角度，即37°的透过率曲线，图9为大角度，即53°的透过率曲线。

图示中S曲线代表光线的S偏振光在第二光处理层1413与第四光处理层1415上的波长与反射率关系，P代表光线的P偏振光的波长与反射率关系，Ave曲线则表示S偏振光与P偏振光的平均化而得的波长与反射率关系。

那么可以得出，采用所有的光处理层141的均具有红光透射的特性，在入射角度为边界角度时，例如37°与53°，适当牺牲绿光的透过率以及蓝光的反射率，可以保证红光在有效角度范围内(37°-53°)的透过率，从而可以提高第一发光元件11的红光效率，以使得第一发光元件11、第二发光元件12和第三发光元件13可以配合合光元件14，在没有彩色显示芯片的情况下，将合成的彩色光线可以自第三光处理层1414和第四光处理层1415之间出射，实现显示效果较好的彩色图像显示功能。

优选地，在其中一个直角面1400设置了具有相背的第二侧1411与第一侧1410的光处理层141的情况下，可以在直角棱镜140的另一个直角面1400上设置具有减小反射功能的薄膜，从而进一步增加合光元件14的透光量，以及减少或消除其他杂散光。

请参阅图10，在某些实施方式中，光源组件100可以包括光调节结构15，光调节结构15可以设置在第一发光元件11朝向合光元件14的一侧，光调节结构15可以包括朝向第一发光元件11的光表面150，其中光表面150具有负光焦度。

如此，通过设置具有负光焦度的光调节结构15与第一发光元件11配合，可以在保证第一发光元件11、第二发光元件12与第三发光元件13经合光元件14所合成的彩色图像均匀显示的同时，提高第一发光元件11发出的红光的通量。

具体地，光焦度表征光学系统中对入射平行光束的屈折本领，光焦度的数值越大，平行光束屈折得越厉害，在光焦度为正时，屈折是会聚性的，在光焦度为负时，屈折是发散性的，在光焦度为零时，则对应于平面折射。

在一个实施例中，光调节结构15朝向第一发光元件11的光表面150具有负光焦度，则代表着光调节结构15为平凹透镜，且朝向第一发光元件11的光表面150为凹陷的一面。光调节结构15可以是单片平凹透镜，或者组合的负光焦度镜组。

特别地，在引入了光调节结构15的情况下，对应光调节结构15的光表面150设置的第一发光元件11相比第二发光元件12与第三发光元件13，具有相同的像素数量及阵列，但第一发光元件11的单像元具有更大的发光面110积，因此，此时第一发光元件11具有更大的有效发光区域尺寸。

由于在一定尺寸范围内，像元越大，发光效率越高，因此在不增加第二发光元件12与第三发光元件13的尺寸的前提下，通过设置光调节结构15，便可以仅仅适当增大第一发光元件11的有效发光区域尺寸，做到提高第一发光元件11发出的红光的通量，在不影响最终合光元件14合成的彩色光线的均匀度的前提下，使得整个投影光机模块具有更高的白光功率。

请参阅图11与图12，其中，光调节结构15自身的焦距关系与原理如下：

在引入光调节结构15后，使用的大尺寸的第一发光元件11B经光调节结构15成像后，可以等效为原有的小尺寸的第一发光元件11A。第一发光元件11B相比第二发光元件12与第三发光元件13，具有相同的像素数量及阵列，但第一发光元件11B的单像元具有更大的发光面110积，因此，此时第一发光元件11B具有更大的有效发光区域尺寸。

由于，第一发光元件11B经光调节结构15成像后可等效为第一发光元件11A，使得避免在更换了大尺寸的第一发光元件11B后，会使得最终透出的红光光线的比例远大于绿光与蓝光，造成合光元件14合成的彩色光线均匀度不足偏色的情况。

这样，由于需要提高第一发光元件11的红光通量，同时，需要维持光源组件100的小尺寸设计，那么通过设置光调节结构15，则可以通过只增大第一发光元件11的尺寸，达到上述效果。

在前文所述的方案中，当不存在光调节结构15时，第一发光元件11与第二发光元件12和第三发光元件13具有相同的尺寸，此时，第一发光元件11(第一发光元件11A)的发光面110与合光元件14之间的距离设置为b。

当第一发光元件11B经光调节结构15成像后可等效为第一发光元件11A时，光调节结构15的主面(即图11中虚线所示)与合光元件14之间的距离设置为a，主面与第一发光元件11B的距离记做L1，主面与第一发光元件11B之间的距离记做L1.

特别地，第一发光元件11B与其像第一发光元件11A有效显示区域关系如图所示，二者中心相同，其中第一发光元件11A的二维尺寸分别是x和y，第一发光元件11B的二维尺寸分别是x’和y’，二者长宽比例相同，即存在

那么，光调节结构15的焦距需要满足以下关系式：

并且存在，L1＝b-a，以及

这样，便可以在第一发光元件11与第二发光元件12以及第三发光元件13具有不同有效发光区域尺寸的情况下，实现具有相同的成像视场，并且，由于第一发光元件11的像元更大，发光效率更高，因此可以提高红光的通量。

请参阅图10，在某些实施方式中，光调节结构15可以设置在合光元件14与第一发光元件11之间。

如此，通过将具有负的光焦度的光调节结构15设置在合光元件14与第一发光元件11之间，使得光调节结构15可以与第一发光元件11配合，从而提高第一发光元件11发出的红光效率。

具体地，光调节结构15设置在合光元件14与第一发光元件11之间，即光调节结构15的光表面150朝向第一发光元件11设置，光调节结构15的另一表面朝向合光元件14设置，从而实现负光焦度的光调节结构15可以与第一发光元件11配合成像在第一发光元件11前。

这样，使得在增大了第一发光元件11的有效发光区域尺寸的情况下，与第二发光元件12以及第三发光元件13具有相同的成像视场。

请参阅图10、图13与图14，在某些实施方式中，光调节结构15可以贴合合光元件14设置，或者，光调节结构15可以与合光元件14以及第一发光元件11间隔设置，又或者，光调节结构15可以贴合第一发光元件11设置。

如此，通过将光调节结构15与合光元件14贴合在一起，或者光调节结构15与第一发光元件11贴合在一起，使得可以光源组件100的整体结构更加紧凑，充分节省光源组件100的设计空间；通过将光调节结构15与合光元件14以及第一发光元件11间隔设置，易于维护更换光源组件100。

具体地，如图13所示，光调节结构15中与光表面150相背的面，可以与合光元件14中朝向第一发光元件11的直角棱镜140的非直角面1401胶合在一起，从而使得光调节结构15设置在合光元件14与第一发光元件11之间；如图14所示，光调节机构的光表面150，还可以与第一发光元件11部分胶合在一起，以贴合第一发光元件11设置。这样，使得可以光源组件100的整体结构更加紧凑，可以充分节省光源组件100的设计空间。

如图10所示，光调节结构15还可以与合光元件14和第一发光元件11间隔设置，其中，光表面150朝向第一发光元件11。设置时，光调节结构15分别与合光元件14与第一发光元件11胶合连接在一起形成完成的整体。这样，使得易于维护更换光源组件100。

请参阅图15，在某些实施方式中，光调节结构15可以形成在合光元件14上。

如此，通过将光调节结构15直接形成在合光元件14上，使得光源组件100的结构能够更为紧凑，体积更小，从而节省了电子装置1000内部的设计空间。

具体地，合光元件14包括多块直角棱镜140，光调节结构15可以不独立设置存在，而是直接集成在朝向第一发光元件11设置的直角棱镜140的非直角面1401上，即改变了直角棱镜140的形状，使得直角棱镜140自身同时也是光调节结构15，可以起到与第一发光元件11配合提高红光通量的作用。同时也使得光源组件100的占用体积减小，结构更加紧凑，节省了电子装置1000内部的设计空间

请参阅图1，本申请实施方式提供一种成像装置2000，成像装置2000可以包括上述任一实施方式的光源组件100和成像镜头200，特别地，成像镜头200设置在合光元件14的出光侧。

如此，通过成像装置2000中的光源组件100可以提供彩色光线，彩色光线经由成像装置2000中设置在合光元件14的出光侧的成像镜头200，使得可以对入射的彩色光线进行准直及聚焦处理，即入射的彩色光线在成像镜头200的作用下以不同视场对应不同角度的平行光的形式经由投影光机模块的出瞳出射。

具体地，成像装置2000可以包括上述任一实施方式的光源组件100，用以提供彩色光线。成像装置2000还包括成像镜头200，其中成像镜头200可以包括多片透镜，成像镜头200的内部光路可以是全玻璃镜片组合、全塑料镜片组合或玻璃塑料镜片混合的组合，其面型可以是球面、非球面或自由曲面等形态。

成像镜头200可以对入射的彩色光线进行准直及聚焦处理，即入射的彩色光线在成像镜头200的作用下以不同视场对应不同角度的平行光的形式经由投影光机模块的出瞳处出射，从而为使用者提供清晰、亮度高，显示效果好的彩色图像。

请参阅图16，本申请实施方式提供一种电子装置1000，电子装置1000包括壳体3000与上述实施方式中的成像装置2000，其中，成像装置2000设置在壳体3000上。

如此，通过将上述实施方式中的成像装置2000设置在壳体3000上，使得用户使用电子装置1000时，成像装置2000可以为用户提供彩色的虚拟现实图像或者增强显示图像，从而增强用户体验。

具体地，电子装置1000可以为AR眼镜、AR头盔、AR头环等增强现实智能穿戴设备以及其他具有虚拟画面与现实场景结合功能的设备。本申请以电子装置1000为AR眼镜为例进行说明，可以理解电子装置1000的具体形式并不限于AR眼镜。

在电子装置1000为AR眼镜时，壳体3000可以包括镜框与镜腿。成像装置2000可以设置在壳体3000上，即设置在镜框上。可以理解成像装置2000的数量可以为多个，例如成像装置2000的数量为两个，以分别被设置在壳体3000的左右两侧。

壳体3000可以采用树脂制成，从而使得壳体3000重量较轻，成本较低制造简便；壳体3000也可以采用记忆合金等复合材料制成，使得壳体3000具有一定强度足以保护成像装置2000。

本申请实施方式中的电子装置1000包括成像装置2000，成像装置2000包括光源组件100与成像镜头200，其中光源组件100包括第一发光元件11与第二发光元件12以及合光元件14，光源组件100用以配合合光元件14为成像镜头200提供彩色光线，成像镜头200可以对入射的彩色光线进行准直及聚焦处理，即入射的彩色光线在成像镜头200的作用下以不同视场对应不同角度的平行光的形式经由投影光机模块的出瞳处出射，从而为使用者提供清晰、亮度高，显示效果好的彩色图像。

特别地，第一发光元件11与第二发光元件12均为微型发光元件，使得光源组件100的尺寸可以做到较小。合光元件14上设置有多个光处理层141，光处理层141包括相背的第二侧1411与第一侧1410，其中第一发光元件11可以向全部光处理层141的第二侧1411发出红光，从而接收到红光后由于全部光处理层141均具有红光透射特性，红光可以从第一侧1410能够透出，使得能够提高第一发光元件11的红光效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种光源组件，其特征在于，所述光源组件包括：

合光元件，所述合光元件上设置有多个光处理层，所述光处理层包括相背的第一侧和第二侧；

邻近所述合光元件设置的第一发光元件，所述第一发光元件用于向全部的所述光处理层的所述第二侧发出红光；

邻近所述合光元件设置的第二发光元件，所述第二发光元件与所述第一发光元件间隔设置，所述第二发光元件用于向至少一个所述光处理层的所述第一侧发出非红光，所述合光元件用于对所述红光和所述非红光进行合光以形成并出射彩色光线。

2.根据权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述光源组件包括第三发光元件，所述第三发光元件与所述第二发光元件相对设置并与所述第一发光元件间隔设置，所述第三发光元件用于向至少一个所述光处理层的所述第一侧发出蓝光，所述第二发光元件用于发出绿光。

3.根据权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述第一发光元件和所述第二发光元件均为微型发光元件。

4.根据权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述合光元件包括多块直角棱镜，所述直角棱镜包括两个直角面和连接所述两个直角面的一个非直角面，所述第一发光元件和所述第二发光元件对应朝向其中一个所述非直角面设置，相邻的所述直角棱镜的所述直角面拼接在一起，所述光处理层设置在相对的两个所述直角面之间。

5.根据权利要求4所述的光源组件，其特征在于，所述光源组件包括第三发光元件，所述第三发光元件与所述第二发光元件相对设置并与所述第一发光元件间隔设置，所述第三发光元件用于发出蓝光，所述第二发光元件用于发出绿光；

所述多个光处理层包括第一光处理层、第二光处理层、第三光处理层和第四光处理层，所述第一光处理层、所述第二光处理层、所述第三光处理层和所述第四光处理层分别设置在相邻的两个所述直角棱镜的直角面之间；

所述第一发光元件位于所述第一光处理层和所述第二光处理层形成的夹角范围内，所述第二发光元件位于所述第二光处理层和所述第三光处理层形成的夹角范围内，所述第三发光元件位于所述第三光处理层和所述第四光处理层形成的夹角范围内；

所述第一发光元件向所述第一光处理层的第二侧发出红光，并通过所述第一光处理层的第一侧透出，向所述第二光处理层的第二侧发出红光，并通过所述第二光处理层的第一侧透出；

所述第二发光元件向所述第二光处理层的第一侧发出绿光，并通过所述第二光处理层的第一侧反射出，向所述第三光处理层的第二侧发出绿光，并通过所述第三光处理层的第一侧透出；

所述第三发光元件向所述第一光处理层的第一侧发出蓝光，并通过所述第一光处理层的第一侧反射出，向所述第四光处理层的第二侧发出蓝光，并通过所述第四光处理层的第一侧透出；

所述第一光处理层的第一侧透出的红光，能够通过所述第四光处理层的第一侧透出，所述第二光处理层的第一侧透出的红光，能够通过所述第三光处理层的第一侧透出，所述第三光处理层的第一侧透出的绿光，能够通过所述第四光处理层的第一侧反射出；所述第四光处理层的第一侧透出的蓝光，能够通过所述第三光处理层的第一侧反射出；

所述彩色光线自所述第三光处理层和所述第四光处理层之间出射。

6.根据权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述光源组件包括设置在所述第一发光元件朝向所述合光元件一侧的光调节结构，所述光调节结构包括朝向所述第一发光元件的光表面，所述光表面具有负光焦度。

7.根据权利要求6所述的光源组件，其特征在于，所述光调节结构设置在所述合光元件与所述第一发光元件之间。

8.根据权利要求7所述的光源组件，其特征在于，所述光调节结构贴合所述合光元件设置；或者

所述光调节结构与所述合光元件及所述第一发光元件间隔设置；或者

所述光调节结构贴合所述第一发光元件设置。

9.根据权利要求7所述的光源组件，其特征在于，所述光调节结构形成在所述合光元件上。

10.一种成像装置，其特征在于，包括：

权利要求1-9任一项所述的光源组件；和

设置在所述合光元件的出光侧的成像镜头。

11.一种电子装置，其特征在于，包括：

壳体；和

权利要求10所述的成像装置，所述成像装置设置在所述壳体上。

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