CN113671782B - 一种投影设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影设备包括至少两个第一光学组件，第一光学组件包括光阀和反射元件，光阀的像素元件用于将入射光反射以及控制光的反射角度，反射元件用于将来自光阀的光反射进入投影镜头，投影镜头投射出的图像是各个光阀出射光对应图像拼接形成的图像。各个反射元件的位置、角度满足使各个光阀出射光通过投影镜头后投射出的图像满足投影图像要求。本发明使用多个光阀，通过各个光阀对应投射出图像拼接形成投影图像，来提高投影设备投射出图像的解析度，可以避免通过增加单个光阀分辨率来提高图像解析度，避免了光阀尺寸较大，加工工艺难度高。

Description

一种投影设备

技术领域

本发明涉及光学系统技术领域，特别是涉及一种投影设备。

背景技术

图像解析度是投影设备的一项非常重要的指标。现有技术中，通过使用数字微镜器件+振镜实现，但是若要实现较高的图像解析度，如果使用上述方式存在数字微镜器件尺寸较大、加工良率低的问题。因此，如何实现投影设备具有较高图像解析度，一直是本技术领域需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种投影设备，能够提高图像解析度，并且避免了光阀尺寸较大，加工工艺难度高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种投影设备，包括至少两个第一光学组件，所述第一光学组件包括光阀和反射元件，所述光阀的像素元件用于将入射光反射以及控制光的反射角度，所述反射元件用于将来自所述光阀的光反射进入投影镜头；

各个所述反射元件的位置、角度满足使各个所述光阀的出射光通过所述投影镜头后形成的图像满足投影图像要求。

优选的，还包括控制装置，分别与各个所述光阀相连，用于分别控制各个所述光阀的像素元件，使所述光阀的出射光对应图像与其它所述光阀的出射光对应图像之间的间距满足投影图像的像素间距要求。

优选的，所述控制装置具体用于分别控制各个所述光阀的像素元件，以控制相邻的各个所述光阀中的一个所述光阀或者多个所述光阀关闭对应图像重叠区域的像素，使相邻的各个所述光阀的出射光对应图像之间的间距满足投影图像的像素间距要求。

优选的，来自所述光阀的光在所述反射元件的入射角度为θ₀±Δθ度，满足Δx=dtan(Δθ)＜a，Δθ表示来自所述光阀的光在所述反射元件的入射角度偏差量，Δx表示来自所述光阀的光经过所述反射元件反射后，入射到所述投影镜头的位置偏差量，d表示来自所述光阀的光在所述反射元件上的入射位置到所述投影镜头的距离，a表示投影图像要求的像素间距。

优选的，在所述光阀与所述反射元件之间或者在所述反射元件与所述投影镜头之间，设置有用于压缩光束面积的预设光学组件。

优选的，所述预设光学组件包括用于将光束汇聚的第一透镜组件以及将第一透镜组件的出射光进行准直的第二透镜组件；

所述第二透镜组件到所述第一透镜组件的距离等于所述第一透镜组件的焦距和所述第二透镜组件的焦距之和，或者所述第一透镜组件位于所述第二透镜组件的焦点位置。

优选的，所述第一光学组件具体包括第一导光装置、第一光阀、第二导光装置和第二光阀以及还包括分光元件，所述分光元件用于将入射光至少分出一路光入射到所述第一导光装置以及一路光入射到所述第二导光装置；

所述第一导光装置用于将所述分光元件的出射光引导入射到所述第一光阀以及将来自所述第一光阀的光发射出，所述第二导光装置用于将所述分光元件的出射光引导入射到所述第二光阀以及将来自所述第二光阀的光发射出。

优选的，所述第一导光装置具体用于将来自所述第一光阀的光入射到反射元件，所述第二导光装置具体用于将来自所述第二光阀的光入射到所述投影镜头。

优选的，还包括第二光学组件，所述第二光学组件包括导光装置和光阀，光阀的像素元件用于将入射光反射以及控制光的反射角度，导光装置用于将入射光引导入射到光阀以及将来自光阀的光入射到所述投影镜头。

优选的，在所述光阀和所述反射元件之间光路上，和/或在所述反射元件和所述投影镜头之间光路上设置有振镜。

优选的，所述反射元件设置有使光透过的通孔。

优选的，所述第一光学组件还包括导光装置，所述导光装置具体用于将光反射而使光照射到所述光阀，或/和将来自所述光阀的光反射而将光发射出。

优选的，所述导光装置包括第一介质体和第二介质体，光照射到所述第一介质体和所述第二介质体的界面发生全反射，或/和来自所述光阀的光照射到所述第一介质体和所述第二介质体的界面发生全反射。

优选的，所述导光装置包括第三介质体，光照射到所述第三介质体和空气的界面发生全反射，或/和来自所述光阀的光照射到所述第三介质体和空气的界面发生全反射。

优选的，所述第一光学组件还包括光源装置，所述光源装置包括第一光源组件、第二光源组件和第三光源组件，所述光源装置将所述第一光源组件的出射光、所述第二光源组件的出射光和所述第三光源组件的出射光汇合发射出。

优选的，所述第一光学组件还包括光源装置，所述光源装置包括第一光源组件、第二光源组件、第三光源组件、第四光源组件、第一光学元件和第二光学元件，所述第一光学元件用于将所述第四光源组件发出的激发光照射到所述第一光源组件，以及将所述第一光源组件在激发光照射下发出的光、所述第二光源组件的出射光汇合发射出，所述第二光学元件用于将所述第一光学元件的出射光、所述第三光源组件的出射光汇合发射出。

由上述技术方案可知，本发明所提供的一种投影设备包括至少两个第一光学组件，第一光学组件包括光阀和反射元件，光阀的像素元件用于将入射光反射以及控制光的反射角度，反射元件用于将来自光阀的光反射进入投影镜头，投影镜头投射出的图像是各个光阀出射光对应图像拼接形成的图像，各个反射元件的位置、角度满足使各个光阀的出射光通过投影镜头后投射出的图像满足投影图像要求。

从而本发明的投影设备使用多个光阀，通过各个光阀对应投射出图像拼接形成投影图像，来提高投影设备投射出图像的解析度，可以避免通过增加单个光阀分辨率来提高图像解析度，避免了光阀尺寸较大，加工工艺难度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种投影设备的示意图；

图2为本发明实施例中反射元件的布置示意图；

图3为本发明又一实施例提供的一种投影设备的示意图；

图4为本发明又一实施例提供的一种投影设备的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种反射元件的示意图；

图6为本发明实施例中一种预设光学组件的示意图；

图7为本发明实施例中又一种预设光学组件的示意图；

图8为本发明一实施例提供的导光装置的光路示意图；

图9为本发明又一实施例提供的导光装置的光路示意图；

图10为本发明又一实施例提供的导光装置的光路示意图；

图11为本发明又一实施例提供的导光装置的光路示意图；

图12为本发明又一实施例提供的导光装置的光路示意图；

图13为本发明一实施例提供的光源装置的示意图；

图14为本发明又一实施例提供的光源装置的示意图；

图15为本发明又一实施例提供的光源装置的示意图。

【符号说明】

第一光源装置-100、200，第一光阀-101、202；

第一导光装置-102、203，第一反射元件-103、206；

第三光源装置-104、207，第三光阀-105、208；

第三导光装置-106、209，第三反射元件-107、210；

第二光阀-204，第二导光装置-205；

投影镜头-108、211；

分光元件-201；

第四光源装置-212，第四光阀-213，第四导光装置-214；

第一光学组件-1，第二光学组件-2；

反射元件-600、300，通孔-301；

第一透镜组件-601、603；

第二透镜组件-602、604；

光阀-400；

第一介质体-401、403、405；

第二介质体-402、404、406；

第三介质体-407；

导光装置-408；

第一光源组件-501、507；

第二光源组件-502、508；

第三光源组件-503、509；

第四光源组件-504；

第一光学元件-505；

第二光学元件-506；

第四光学元件-510；

第五光学元件-511；

第一散热元件-510，第一光源-511，第一整形元件-512和513；

第二散热元件-520，第二光源-521，第二整形元件-522和523；

第三散热元件-530，第三光源-531，第三整形元件-532和533；

第四散热元件-540，第四光源-541，第四整形元件-542和543。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本实施例提供一种投影设备，包括至少两个第一光学组件，所述第一光学组件包括光阀和反射元件，所述光阀的像素元件用于将入射光反射以及控制光的反射角度，所述反射元件用于将来自所述光阀的光反射进入投影镜头；

各个所述反射元件的位置、角度满足使各个所述光阀的出射光通过所述投影镜头后形成的图像满足投影图像要求。

在第一光学组件中，光阀的像素元件将入射光反射以及控制光的反射角度，使得入射光通过光阀后能够携带图像信息，能够投射形成图像。光阀的像素元件角度改变，能够改变照射到该像素元件光的反射角度，从而控制光阀出射光对应形成的图像中对应像素的开启或者关闭。

反射元件将来自光阀的光反射进入投影镜头。通过调整反射元件的位置、角度可控制对应光阀进入到投影镜头的光线位置和角度。

来自各个光阀的光分别进入投影镜头，投影镜头投射出的图像是各个光阀对应投射出图像拼接形成的图像。通过布置各个光阀的位置以及各个反射元件的位置、角度，使各个光阀的出射光通过投影镜头后，投影镜头投射出的图像即由各个光阀投射的图像拼接形成的图像满足投影图像要求。

本实施例的投影设备使用多个光阀，通过各个光阀对应投射出图像拼接形成投影图像，来提高投影设备投射出图像的解析度，可以避免通过增加单个光阀分辨率来提高图像解析度，避免了光阀有较大尺寸和加工工艺难度高。

本实施例中对光阀的结构不进行限定，能够满足能产生符合要求的图像即可，比如可采用数字微镜器件、液晶附硅（Liquid Crystal on Silicon，LCOS）芯片、液晶（LiquidCrystal Display，LCD）芯片等。反射元件对光具有反射作用，能够改变光的传播方向。可选的，反射元件可采用反射镜或者棱镜，由棱镜界面形成反射面。

形成的图像满足投影图像要求至少包括形成的图像的像素间距满足投影图像要求。可通过布置各个第一光学组件的光阀位置，或者利用各个第一光学组件的反射元件对光阀出射光的反射作用，通过布置各个反射元件大小和角度，实现由各个光阀出射光对应图像拼接形成投影图像，并且形成的投影图像的像素间距满足要求，使得拼接的两图像之间间距不会过宽或者过窄，或者不会存在图像重叠，而导致图像上出现黑色区域或者亮光区域。同时各个反射元件之间的间距需要精确控制，从而控制各光阀出射图像的拼接之间的间隙。在实际使用中，像素之间间隙一般都是um量级。

请参考图1，图1为一实施例提供的一种投影设备的示意图，图1所示投影设备是以包括两个第一光学组件为例说明的。如图所示其中一个第一光学组件包括第一光源装置100、第一光阀101、第一导光装置102和第一反射元件103，另一第一光学组件包括第三光源装置104、第三光阀105、第三导光装置106和第三反射元件107。各个第一光学组件的出射光分别入射进入投影镜头108，通过投影镜头108向屏幕上投射出图像。

在实际应用中，投影设备包括的第一光学组件数量不限于两个，可以采用更多数量的第一光学组件，可以根据实际情况选择使用第一光学组件的数量。

可通过布置各个第一光学组件的光阀位置，实现各个第一光学组件的光阀出射光都进入投影镜头，由各个光阀出射光对应图像拼接形成投影图像，并且形成的投影图像满足投影图像要求，具体可以使得投影图像中邻接的两个光阀图像之间的间距满足投影图像的像素间距要求。在图1所示的投影设备中，两个光阀的出射光并行排列进入投影镜头108，投影图像由两个光阀对应图像并行排列拼接形成。在其它实施例中，可以包括更多数量的第一光学组件，各个光阀的出射光可以是成行排布或者成列排布，或者各个光阀的出射光以阵列形式排布，比如以方形阵列、圆形阵列或者是其它形状的阵列排布，使通过投影镜头投射出由各个光阀图像拼接形成的投影图像。

光源装置的出射光满足相应的光线角度和光斑尺寸要求，照射到导光装置。在远心系统中主光线基本为平行光，因此本设备中可采用反射元件对主光线进行反射，使光线进入投影镜头。

可利用各个第一光学组件的反射元件对光阀出射光的反射作用，通过布置各个反射元件大小、位置和角度，控制投影图像中邻接的两个光阀图像之间的间距，使得邻接的两图像之间间距满足投影图像的像素间距要求，不会过大或者过小。

反射元件的角度改变，来自光阀的光在反射元件的反射角度改变，改变反射元件的角度能够调整通过投影镜头投射出的图像中两个光阀出射光对应图像的间距。优选的，要求图像的像素间距为a，请参考图2所示，来自光阀的光入射到反射元件600，反射元件600角度为θ₀±Δθ度，入射光在反射元件600的入射角度为θ₀±Δθ度，满足Δx=d tan(Δθ)＜a，Δθ表示来自光阀的光在反射元件600的入射角度偏差量，Δx表示来自光阀的光经过反射元件600反射后，入射到投影镜头的位置偏差量，d表示来自光阀的光在反射元件600上的入射位置到投影镜头的距离。那么要求来自光阀的光在反射元件的入射角度偏差量满足上述关系式，这样保证在限定的角度偏差范围内投影设备投射出的图像能保持满足投影图像要求。在实际应用中可采用a=5.4±0.2微米，θ₀=45度。

在实际应用中，反射元件为可调部件，反射元件的角度可微调，以满足系统的公差要求。

优选的，可以在导光装置和光阀之间光路上，和/或导光装置和反射元件之间光路上，和/或反射元件和投影镜头之间光路上设置振镜，通过振镜摆动实现像素移动，能够提高所投射出图像的分辨率，进一步提高图像解析度。

进一步优选的，投影设备还包括控制装置，分别与各个所述光阀相连，用于分别控制各个所述光阀的像素元件，使所述光阀的出射光对应图像与其它所述光阀的出射光对应图像之间的间距满足投影图像的像素间距要求。

若通过布置各个光阀的位置以及各个反射元件的位置、角度不能很好地达到邻接的光阀图像之间间隙达到投影图像的像素间距要求，可以将邻接的两个图像部分重叠。若投影镜头投射出的图像中两个光阀出射光对应图像存在重叠区域，会导致存在图像重叠使得不满足像素间距要求，导致投射出的图像存在问题，针对此，本投影设备通过控制装置控制各个光阀的像素元件，使两个光阀出射光对应图像的重叠区域满足投影图像的像素间距要求，使投影设备投射出的图像质量满足要求。

消除图像重叠区域包括步骤：建立原始图像和光阀的映射关系；采集投射的图像；对采集的投射的图像进行图像处理获取重叠区域；根据采集图像的摄像头坐标系和投影仪坐标系的映射关系、原始图像和光阀的映射关系以及重叠区域，确定重叠区域对应的光阀对应的像素元件；控制对应光阀的像素元件完成关闭重叠区域。图像处理包括灰度处理、二值化、滤波、阈值比较、像素比对、像素间距比对等手段。

在实际应用中，可以在预先对投影设备进行设计时，控制各个光阀分别投射出不同的图像，根据投影设备投射到屏幕上的投影图像，可以确定光阀与投影图像中各部分拼接图像的对应关系。比如，对于投影设备的两个光阀包括光阀A和光阀B，分别投射出红光图像、蓝光图像，根据投射到屏幕上的放大图像中找出红光图像、蓝光图像，则可以得到光阀A与投影图像中对应部分图像的对应关系，光阀B与投影图像中对应部分图像的对应关系。另外，如果光阀A和光阀B的图像相邻，根据投射到屏幕上的放大图像中红光图像、蓝光图像，也可以得到红光图像和蓝光图像之间的间距大小，判断是否满足像素间距要求，或者可以得到红光图像和蓝光图像是否有重叠区域。

可选的，控制装置可具体用于分别控制各个所述光阀的像素元件，以控制相邻的各个所述光阀中的一个所述光阀或者多个所述光阀关闭对应图像重叠区域的像素，使相邻的各个所述光阀的出射光对应图像之间的间距满足投影图像的像素间距要求。比如，相邻的两个光阀对应图像存在重叠区域，可以控制其中一个光阀关闭对应图像重叠区域的像素，从而消除两个光阀图像的重叠情况，使重叠区域满足投影图像的像素间距要求。比如相邻的三个光阀之间存在图像重叠，对于由三个光阀图像重叠的区域，可以控制其中的两个光阀关闭对应重叠区域的像素，这样消除图像重叠情况，使最终投射出的图像满足像素间距要求。

在实际应用中，可以在预先对投影设备进行设计时，可以控制各个光阀分别投射出不同的图像，采集投射出的投影图像，通过对采集的投影图像处理以及根据前期确定的光阀和图像的对应关系，确定采集图像的摄像头坐标系下的投影图像待处理区域，投影图像待处理区域对应是两个光阀图像的重叠区域。进一步，根据采集投影图像的摄像头坐标系与投影光机坐标系的映射关系，确定光机坐标系下原始光阀图像的待处理区域。若是需要消除重叠区域，则原始光阀图像的待处理区域的像素需要消除，即控制光阀中对应像素处于OFF状态。

优选的在一种实施方式中，第一光学组件可具体包括第一导光装置、第一光阀、第二导光装置和第二光阀以及还包括分光元件，所述分光元件用于将入射光至少分出一路光入射到所述第一导光装置以及一路光入射到所述第二导光装置，所述第一导光装置用于将所述分光元件的出射光引导入射到所述第一光阀以及将来自所述第一光阀的光发射出，所述第二导光装置用于将所述分光元件的出射光引导入射到所述第二光阀以及将来自所述第二光阀的光发射出。

在第一光学组件中采用分光元件将入射光分出至少两路光分别入射到两个光阀，通过第一光学组件的两个光阀形成图像能够提高图像解析度。

第一导光装置或者第二导光装置可以将来自光阀的光入射到反射元件，通过反射元件将光反射进入投影镜头，或者，第一导光装置或者第二导光装置可以将来自第一光阀的光不经过反射元件而入射到投影镜头。需要说明的是，第一导光装置或者第二导光装置中至少有一个将来自光阀的光入射到反射元件而使光进入投影镜头。

可选的，分光元件可通过将入射光一部分能量透射以及将另一部分能量反射实现将光分出两路光。比如可采用半透半反元件，将入射光50%能量透射以及50%能量反射。

请参考图3，图3为又一实施例提供的一种投影设备的示意图，其中是以包括两个第一光学组件为例说明的。如图所示第一光学组件1包括第一光源装置200、分光元件201、第一导光装置203、第一光阀202、第二导光装置205、第二光阀204以及第一反射元件206。分光元件201将第一光源装置200的出射光分出一路光入射到第一导光装置203以及一路光入射到第二导光装置205。第一导光装置203将来自第一光阀202的光入射到第一反射元件206，第一反射元件206将光反射进入投影镜头211；第二导光装置205将来自第二光阀204的光入射进入投影镜头211。

另一第一光学组件1包括第三光源装置207、第三导光装置209、第三光阀208和第三反射元件210，第三光源装置207的出射光经过第三光阀208反射以及第三反射元件210反射后进入投影镜头211。

通过设计和布置各个光阀位置、各个导光装置位置以及各个反射元件大小、位置和角度，实现由各个光阀出射光对应图像拼接形成投影镜头211投射出的图像，并且投射出的图像满足投影图像要求。

图3所示仅是本投影设备的光学结构以及光路布置的一种示例，在实际应用中，可以根据实际情况相应设计投影设备的光学结构以及光路，其中可以根据实际情况选择使用第一光学组件1或者第一光学组件2的数量。

优选的，在图3所示投影设备中，可以在第一光阀202和第一导光装置203之间光路上，和/或在第一导光装置203和第一反射元件206之间光路上，和/或在第一反射元件206和投影镜头211之间光路上，和/或在第二光阀204和第二导光装置205之间光路上，和/或在第二导光装置205和投影镜头211之间光路上设置振镜，能够进一步提高图像解析度。

本实施例中，若投影镜头投射出的图像中两个光阀出射光对应图像存在重叠的问题，可以参考上面描述的方法进行解决，可以通过软件控制各个光阀的像素元件，来避免图像重叠问题。

优选的在一种实施方式中，所述投影镜头还可包括第二光学组件，所述第二光学组件包括导光装置和光阀，光阀的像素元件用于将入射光反射以及控制光的反射角度，导光装置用于将入射光引导入射到光阀以及将来自光阀的光入射到所述投影镜头。

请参考图4，图4为又一实施例提供的一种投影设备的示意图，其中是以包括两个第一光学组件和一个第二光学组件为例说明的。如图所示在图3所示投影设备的基础上，图4所示投影设备还包括第二光学组件2，第二光学组件2包括第四光源装置212、第四导光装置214和第四光阀213，第四导光装置214将来自第四光阀213的光入射进入投影镜头211。使得第二光学组件2的出射光和第一光学组件1的出射光、第一光学组件1的出射光分别进入投影镜头211内。投影镜头211投射出图像为各光阀出射光对应图像拼接的图像。

通过设计和布置各个光阀位置、各个导光装置位置以及各个反射元件大小、位置和角度，实现由各个光阀出射光对应图像拼接形成投影镜头211投射出的图像，并且投射出的图像满足投影图像要求。

另外，若投影镜头投射出的图像中两个光阀出射光对应图像存在重叠，可以通过软件控制各个光阀的像素元件来避免图像重叠问题。

优选的，图4所示投影设备中可以在第四导光装置214和第四光阀213之间光路上，和/或在第四导光装置214和投影镜头211之间光路上设置振镜，能够进一步提高图像解析度。

图4所示仅是本投影设备的光学结构以及光路布置的一种示例，在实际应用中，可以根据实际情况相应设计投影设备的光学结构以及光路，其中可以根据实际情况选择使用第一光学组件1或者第二光学组件2的数量。

可选的，反射元件可设置有使光透过的通孔。请参考图5，图5为本实施例提供的一种反射元件的示意图，如图所示，反射元件300设置有使光透过的通孔301，将反射元件300布置在光路中，反射元件300可以将对应光阀的出射光反射进入投影镜头，来自反射元件300后方的其它光学组件的出射光可以通过反射元件300上通孔301透过而进入投影镜头，从而通过使用反射元件，将各个光阀的出射光分别都进入投影镜头，由各个光阀出射光拼接形成投影图像，并且形成的投影图像满足投影图像的像素间距要求。

进一步优选的，在以上各实施例中，在所述光阀与所述反射元件之间或者在所述反射元件与所述投影镜头之间，可设置有用于压缩光束面积的预设光学组件。通过设置预设光学组件压缩光阀发射出的光束面积，使得在相同空间范围内，能够使更多数量光阀的出射光束合并进入投影镜头，提高投影镜头投射出图像的解析度。使光阀可采用较大像素间距，通过对光束压缩后可得到较小间距的分辨率，增加像素数量同时缩小了像素间距，具有更高解析度。

可选的，预设光学组件包括用于将光束汇聚的第一透镜组件以及将第一透镜组件的出射光进行准直的第二透镜组件；所述第二透镜组件到所述第一透镜组件的距离等于所述第一透镜组件的焦距和所述第二透镜组件的焦距之和，或者所述第一透镜组件位于所述第二透镜组件的焦点位置。

示例性的请参考图6，图6为本实施例中一种预设光学组件的示意图，如图所示预设光学组件包括第一透镜组件601和第二透镜组件602，第一透镜组件601将光束汇聚，第二透镜组件602将第一透镜组件601的出射光进行准直。第一透镜组件601位于第二透镜组件602的焦点位置，使得第一透镜组件601的出射光入射到第二透镜组件602后成为准直光。

示例性的请参考图7，图7为本实施例中又一种预设光学组件的示意图，如图所示第二透镜组件604到第一透镜组件603的距离等于第一透镜组件603的焦距和第二透镜组件604的焦距之和。

进一步优选的，在以上各实施例中第一光学组件还包括导光装置，导光装置将光引导入射到光阀以及将来自光阀的光发射出。导光装置可具体用于将光反射而使光照射到光阀，以及将来自光阀的光透射而将光发射出。或者，导光装置可具体用于将光透射而使光照射到光阀，以及将来自光阀的光反射而将光发射出。或者，导光装置将光照射到光阀的过程中使光经历了反射，以及将来自光阀的光引导入射到投影镜头的过程中经历了反射。

优选的，导光装置使光发生反射可具体是使光发生全反射，可以对导光装置进行光学设计使得光尽可能多地以大于临界角入射到导光装置的反射面发生全反射。全反射对光能量损失小，能够提高系统的光利用率。

可选的，导光装置可包括第一介质体和第二介质体，光照射到所述第一介质体和所述第二介质体的界面发生全反射，或/和来自所述光阀的光照射到所述第一介质体和所述第二介质体的界面发生全反射。

示例性的请参考图8，图8为一实施例提供的导光装置的光路示意图，如图所示导光装置包括第一介质体401和第二介质体402，入射光进入第一介质体401后入射到两介质体的界面，在界面发生全反射，而后反射光照射到光阀400。光阀400的反射光透射过第一介质体401和第二介质体402后发射出。

示例性的请参考图9，图9为又一实施例提供的导光装置的光路示意图，如图所示导光装置包括第一介质体403和第二介质体404，入射光进入第一介质体403后透射过第一介质体403和第二介质体404，照射到光阀400。光阀400的反射光入射到两介质体的界面发生全反射，反射光从第二介质体403发射出。

示例性的请参考图10，图10为又一实施例提供的导光装置的光路示意图，如图所示导光装置包括第一介质体405和第二介质体406，入射光进入第一介质体405入射到两介质体的界面，在界面发生全反射，而后又经过反射和折射后照射到光阀400。光阀400的反射光进入介质体入射到两介质体的界面发生全反射，反射光从第二介质体406发射出。

可选的，导光装置可包括第三介质体，入射光照射到所述第三介质体和空气的界面发生全反射，或/和来自所述光阀的光照射到所述第三介质体和空气的界面发生全反射。

示例性的请参考图11，图11为又一实施例提供的导光装置的光路示意图，如图所示导光装置包括第三介质体407，入射光进入第三介质体407后入射到第三介质体407和空气的界面发生全反射，反射光照射到光阀400。光阀400的反射光透射过第三介质体407后发射出。

示例性的如图12所示，入射光可以透射过导光装置408后照射到光阀400。光阀400的反射光入射到导光装置408和空气的界面发生全反射，反射光从导光装置408发射出。

在以上各实施例中，介质体为使光能够在其内部传播的介质，具有一定折射率。可采用但不限于棱镜。在实际应用中，可以对介质体进行光学设计以使得光在界面处能够发生全反射。

进一步的，在以上各实施例中第一光学组件还包括光源装置。

可选的，光源装置包括第一光源组件、第二光源组件和第三光源组件，所述光源装置将所述第一光源组件的出射光、所述第二光源组件的出射光和所述第三光源组件的出射光汇合发射出。第一光源组件出射光、第二光源组件出射光、第三光源组件出射光分别为三种原色光。

请参考图13，图13为一实施例提供的光源装置的示意图，如图所示光源装置包括第一光源组件507、第二光源组件508、第三光源组件509、第四光学元件510和第五光学元件511，第四光学元件510用于将第一光源组件507的出射光、第二光源组件508的出射光汇合发射出，第五光学元件511将第四光学元件510的出射光、第三光源组件509的出射光汇合发射出。

优选的请参考图14，图14为又一实施例提供的光源装置的示意图，如图所示光源装置可包括第一光源组件501、第二光源组件502、第三光源组件503、第四光源组件504、第一光学元件505和第二光学元件506。所述第一光学元件505用于将所述第四光源组件504发出的激发光照射到所述第一光源组件501，以及将所述第一光源组件501在激发光照射下发出的光、所述第二光源组件502的出射光汇合发射出，所述第二光学元件506用于将所述第一光学元件505的出射光、所述第三光源组件503的出射光汇合发射出。从而由各个光源组件的出射光汇合形成光源装置的出射光。

可选的，第一光源组件501的出射光、第二光源组件502的出射光和第三光源组件503的出射光分别为三种原色光。

优选的，请参考图15，图15为又一实施例提供的光源装置的示意图，如图所示，第四光源组件504可包括第四光源541、第四整形元件（包括542和543），第一光源组件501可包括第一光源511、第一整形元件（包括512和513），第二光源组件502可包括第二光源521、第二整形元件（包括522和523），第三光源组件503可包括第三光源531、第三整形元件（包括532和533）。其中，第一光源511设置有第一散热元件510，第二光源521设置有第二散热元件520，第三光源531设置有第三散热元件530，第四光源541设置有第四散热元件540。

以上对本发明所提供的一种投影设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (15)

1.一种投影设备，其特征在于，包括至少两个第一光学组件，所述第一光学组件包括光阀和反射元件，所述光阀的像素元件用于将入射光反射以及控制光的反射角度，所述反射元件用于将来自所述光阀的光反射进入投影镜头；

来自各个所述光阀的光分别进入所述投影镜头，各个所述反射元件的位置、角度满足使各个所述光阀的出射光通过所述投影镜头后形成的图像满足投影图像要求；

来自所述光阀的光在所述反射元件的入射角度为θ₀±Δθ度，满足Δx=d* tan(Δθ)＜a，Δθ表示来自所述光阀的光在所述反射元件的入射角度偏差量，Δx表示来自所述光阀的光经过所述反射元件反射后，入射到所述投影镜头的位置偏差量，d表示来自所述光阀的光在所述反射元件上的入射位置到所述投影镜头的距离，a表示投影图像要求的像素间距。

2.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，还包括控制装置，分别与各个所述光阀相连，用于分别控制各个所述光阀的像素元件，使所述光阀的出射光对应图像与其它所述光阀的出射光对应图像之间的间距满足投影图像的像素间距要求。

3.根据权利要求2所述的投影设备，其特征在于，所述控制装置具体用于分别控制各个所述光阀的像素元件，以控制相邻的各个所述光阀中的一个所述光阀或者多个所述光阀关闭对应图像重叠区域的像素，使相邻的各个所述光阀的出射光对应图像之间的间距满足投影图像的像素间距要求。

4.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，在所述光阀与所述反射元件之间或者在所述反射元件与所述投影镜头之间，设置有用于压缩光束面积的预设光学组件。

5.根据权利要求4所述的投影设备，其特征在于，所述预设光学组件包括用于将光束汇聚的第一透镜组件以及将第一透镜组件的出射光进行准直的第二透镜组件；

所述第二透镜组件到所述第一透镜组件的距离等于所述第一透镜组件的焦距和所述第二透镜组件的焦距之和，或者所述第一透镜组件位于所述第二透镜组件的焦点位置。

6.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述第一光学组件具体包括第一导光装置、第一光阀、第二导光装置和第二光阀以及还包括分光元件，所述分光元件用于将入射光至少分出一路光入射到所述第一导光装置以及一路光入射到所述第二导光装置；

所述第一导光装置用于将所述分光元件的出射光引导入射到所述第一光阀以及将来自所述第一光阀的光发射出，所述第二导光装置用于将所述分光元件的出射光引导入射到所述第二光阀以及将来自所述第二光阀的光发射出。

7.根据权利要求6所述的投影设备，其特征在于，所述第一导光装置具体用于将来自所述第一光阀的光入射到反射元件，所述第二导光装置具体用于将来自所述第二光阀的光入射到所述投影镜头。

8.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，还包括第二光学组件，所述第二光学组件包括导光装置和光阀，光阀的像素元件用于将入射光反射以及改变光的反射角度，导光装置用于将入射光引导入射到光阀以及将来自光阀的光入射到所述投影镜头。

9.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，在所述光阀和所述反射元件之间光路上，和/或在所述反射元件和所述投影镜头之间光路上设置有振镜。

10.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述反射元件设置有使光透过的通孔。

11.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述第一光学组件还包括导光装置，所述导光装置具体用于将光反射而使光照射到所述光阀，或/和将来自所述光阀的光反射而将光发射出。

12.根据权利要求11所述的投影设备，其特征在于，所述导光装置包括第一介质体和第二介质体，光照射到所述第一介质体和所述第二介质体的界面发生全反射，或/和来自所述光阀的光照射到所述第一介质体和所述第二介质体的界面发生全反射。

13.根据权利要求11所述的投影设备，其特征在于，所述导光装置包括第三介质体，光照射到所述第三介质体和空气的界面发生全反射，或/和来自所述光阀的光照射到所述第三介质体和空气的界面发生全反射。

14.根据权利要求1-13任一项所述的投影设备，其特征在于，所述第一光学组件还包括光源装置，所述光源装置包括第一光源组件、第二光源组件和第三光源组件，所述光源装置将所述第一光源组件的出射光、所述第二光源组件的出射光和所述第三光源组件的出射光汇合发射出。

15.根据权利要求1-13任一项所述的投影设备，其特征在于，所述第一光学组件还包括光源装置，所述光源装置包括第一光源组件、第二光源组件、第三光源组件、第四光源组件、第一光学元件和第二光学元件，所述第一光学元件用于将所述第四光源组件发出的激发光照射到所述第一光源组件，以及将所述第一光源组件在激发光照射下发出的光、所述第二光源组件的出射光汇合发射出，所述第二光学元件用于将所述第一光学元件的出射光、所述第三光源组件的出射光汇合发射出。

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