CN211857159U - 成像光学装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种成像光学装置和系统，包括第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜，其中，第一棱镜与第二棱镜胶合，胶合面为第一胶合面；第二棱镜与第三棱镜胶合，胶合面为第二胶合面；第一胶合面和第二胶合面镀有多层膜结构，用于进行偏振分光。本实用新型能够将照明部分和成像部分的偏振分光棱镜结合起来，构成一个整体光学结构，使其结构更加紧凑，减小了体积，节约了光学器件的数量，且光路设计中很好的解决了杂散光线和主光线并行的问题，避免了从照明部分到成像部分传输过程中向光输出面方向的直接漏光。

Description

成像光学装置和系统

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，特别涉及成像光学装置和系统。

背景技术

多数的折叠式投影装置分为两个模块，照明模块和成像模块，照明模块通常使用反射式照明装置，通常为立方体形式的偏振分光棱镜，成像模块用于把焦平面上的显示器显示的内容成像成为平行光线，通过人眼直接观察虚像，或者导入到光波导等装置中后投射到人眼中，通常的形态为立方体形式的偏振分光棱镜和球面镜的胶合结构，如图1所示。

传统的折叠式投影装置结构不够简洁，很难减小总的质量和体积。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种成像光学装置和系统。旨在解决现有技术中成像装置体积较大的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种成像光学装置，包括第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜，其中，

第一棱镜与第二棱镜胶合，胶合面为第一胶合面；

第二棱镜与第三棱镜胶合，胶合面为第二胶合面；

第一胶合面和第二胶合面镀有多层膜结构，用于进行偏振分光。

可选的，第一棱镜包括第一三棱镜，第一三棱镜的第一面为第一胶合面，第一三棱镜的第二面和第三面被设置为透射面。

可选的，第二棱镜包括第二三棱镜，第二三棱镜的第一面为第一胶合面，第二三棱镜的第二面为第二胶合面，第二三棱镜的第三面被设置为反射面。

可选的，第三棱镜包括第三三棱镜，第三三棱镜的第一面为第二胶合面，第三三棱镜的第二面被设置为反射面，第三三棱镜的第三面被设置为透射面。

可选的，射入成像光学装置的光束，与在成像光学装置中传输的光束不平行。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种成像光学系统，包括光源、图像源和如第一方面所述的任一种成像光学装置，其中，

光源，用于向成像光学装置发射光束；

图像源，用于接收成像光学装置出射的光束，并产生图像光束入射至成像光学装置；

成像光学装置，用于将图像光束射出。

可选的，图像源入射至成像光学装置的光束，与在成像光学装置中传输的光束不平行。

本实用新型实施例公开的技术方案，能够将照明部分和成像部分的偏振分光棱镜结合起来，构成一个整体光学结构，使其结构更加紧凑，减小了体积，节约了光学器件的数量，且光路设计中很好的解决了杂散光线和主光线并行的问题，避免了从照明部分到成像部分传输过程中向光输出面方向的直接漏光。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型实施例公开的一种现有技术中光学装置的示意图；

图2是本实用新型实施例公开的一种成像光学装置的示意图；

图3是本实用新型实施例公开的一种成像光学系统的示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本实用新型的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“实用新型”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的实用新型，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个实用新型或实用新型构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本实用新型实施例公开了一种成像光学装置，如图2所示，包括第一棱镜101、第二棱镜102和第三棱镜103，其中，

第一棱镜与第二棱镜胶合，胶合面为第一胶合面201；

第二棱镜与第三棱镜胶合，胶合面为第二胶合面202；

第一胶合面和第二胶合面镀有多层膜结构，用于进行偏振分光。

第一棱镜与第二棱镜胶合，可以组成一个偏振分光棱镜的结构，同样的，第二棱镜与第三棱镜胶合，也可以组成一个偏振分光棱镜的结构，故成像光学装置中，使用三个棱镜即实现了照明与成像的两部分光的偏振分光作用。

成像光学装置中，能够将照明部分和成像部分的偏振分光棱镜结合起来，构成一个整体光学结构，使其结构更加紧凑，减小了体积，节约了光学器件的数量。

具体的，第一棱镜可以包括第一三棱镜1011，第一三棱镜的第一面10111为第一胶合面，第一三棱镜的第二面10112和第三面10113被设置为透射面。

进一步的，第二棱镜包括第二三棱镜1021，第二三棱镜的第一面10211 为第一胶合面，第二三棱镜的第二面10212为第二胶合面，第二三棱镜的第三面10213被设置为反射面。

更进一步的，第三棱镜包括第三三棱镜1031，第三三棱镜的第一面 10311为第二胶合面，第三三棱镜的第二面10312被设置为反射面，第三三棱镜的第三面10313被设置为透射面。

其中，反射面和透射面也可以进行镀膜，以实现更好的光学性能。

特别的，在如图1所示的现有技术中，从图像源出射的光线，与后续在光学装置中传播的光线或从光学装置中出射的光线相互平行，在具体实施过程中，会降低成像光学装置的成像质量。

如图2所示的成像光学装置中，射入成像光学装置的光束，与从成像光学装置射出的光束可以不平行。

进一步的，射入成像光学装置的光束，可以与后续在光学装置中传播的光线均不平行，示例性的，可以与经过第一次反射后的所有光线均不平行。

具体的，成像光学装置的入光口的平面，与出光口的平面可以不平行，但本实用新型并不限定第一胶合面和第二胶合面的方向，当第二棱镜包括立方体棱镜等时，第一胶合面和第二胶合面可以相互平行。基于如图2所示的成像光学装置，本实用新型实施例还公开了一种成像光学系统，如图3 所示，包括光源、图像源和成像光学装置，其中，

光源201，用于向成像光学装置发射光束；

图像源202，用于接收成像光学装置出射的光束，并产生图像光束入射至成像光学装置；

成像光学装置203，用于将图像光束射出。

一般的，光源出射的光束可以通过第一三棱镜的第二面透射进入成像光学装置，经第一三棱镜的第一面进行反射后，经第一三棱镜的第三面透射射出，并照射在图像源上，经图像源反射成像后，光束再次经第一三棱镜的第三面透射进入成像光学装置，并经第一三棱镜的第一面透射后，进入第二三棱镜。

进一步的，进入第二三棱镜的光束，经第二三棱镜的第三面反射后，从第二三棱镜的第二面透射进入第三三棱镜。

更进一步的，进入第三三棱镜的光束，经第三三棱镜的第二面反射后，射向第三三棱镜的第一面，即第二胶合面，反射后从第三三棱镜的第三面透射射出。

成像光学系统中，光源可以包括但不限于发光二极管(Light Emitting Diode，LED)等，图像源可以包括但不限于硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)显示器等，本领域技术人员可以在具体实施过程中，选择合适的光源和图像源。

在图3所示的成像光学系统中，图像源入射至成像光学装置的光束，可以与从成像光学装置射出的光束不平行。

进一步的，图像源入射至成像光学装置的光束，可以与后续在光学装置中传播的光线均不平行，示例性的，可以与经过第一次反射后的所有光线均不平行。

成像光学系统包括的图像源所出射的光线，透射进入第二棱镜，并经第二棱镜的第三面反射，此后的所有光线的传播方向均与图像源出射光线的方向不同，避免了从照明部分到成像部分传输过程中向光输出面方向的直接漏光，在光路设计中很好的解决了杂散光线和主光线并行的问题，有效提升了成像光学系统的成像质量。本实用新型实施例公开的成像光学系统中，避免了从照明部分到成像部分时光线直接朝向输出端射出，因此能够阻止杂散光线进入显示系统，提高成像质量。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种成像光学装置，包括第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜，其中，

所述第一棱镜与所述第二棱镜胶合，胶合面为第一胶合面；

所述第二棱镜与所述第三棱镜胶合，胶合面为第二胶合面；

所述第一胶合面和所述第二胶合面镀有多层膜结构，用于进行偏振分光。

2.如权利要求1所述的成像光学装置，其特征在于，

所述第一棱镜包括第一三棱镜，所述第一三棱镜的第一面为所述第一胶合面，所述第一三棱镜的第二面和第三面被设置为透射面。

3.如权利要求1所述的成像光学装置，其特征在于，

所述第二棱镜包括第二三棱镜，所述第二三棱镜的第一面为所述第一胶合面，所述第二三棱镜的第二面为所述第二胶合面，所述第二三棱镜的第三面被设置为反射面。

4.如权利要求1所述的成像光学装置，其特征在于，

所述第三棱镜包括第三三棱镜，所述第三三棱镜的第一面为所述第二胶合面，所述第三三棱镜的第二面被设置为反射面，所述第三三棱镜的第三面被设置为透射面。

5.如权利要求1所述的成像光学装置，其特征在于，射入所述成像光学装置的光束，与在所述成像光学装置中传输的光束不平行。

6.一种成像光学系统，包括光源、图像源和如权利要求1-4所述的任一种成像光学装置，其中，

所述光源，用于向所述成像光学装置发射光束；

所述图像源，用于接收所述成像光学装置出射的光束，并产生图像光束入射至所述成像光学装置；

所述成像光学装置，用于将图像光束射出。

7.如权利要求6所述的成像光学系统，其特征在于，所述图像源入射至所述成像光学装置的光束，与在所述成像光学装置中传输的光束不平行。

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