CN212623373U - 光学模组及点阵投影设备 - Google Patents
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Abstract
一种光学模组及点阵投影设备，该光学模组包括包括：光源模块、设于所述光源模块出光侧的晶状体、至少两个第一镜面、至少两个第二镜面以及设于所述晶状体出光侧的衍射光学组件，所述第一镜面与所述第二镜面均设置于所述晶状体内部，所述第一镜面与所述第二镜面沿光线的传输路径交替排列，使得光线在所述第一镜面与所述第二镜面之间传输方向经过多次改变。本实用新型提供的光学模组及点阵投影设备通过改变镜面组在晶状体内的排布组合方式，使光线实现多次折叠延长光程，满足光斑大小及能量的最优化，有利于减小整个模组的体积，从而便于产品的轻小化、微型化设计。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学显示技术领域，尤其涉及一种光学模组及点阵投影设备。
背景技术
随着“人脸识别”技术的发展，以智能手机为代表的消费电子、汽车、工业、医疗和通信等领域的广泛应用，该技术在未来的发展趋势将越来越重要；作为“人脸识别”技术中的重要模块——点阵投影仪模组(Dot projector)，根据市场需求的差异，相关技术也在日新月异。
目前的点阵投影仪模组的光程较短，难以满足光斑大小及能量的最优化，因此现有技术通过增大晶状体(Lens)的体积来延长光程，然而，这种设计会增加产品整体的体积，不便于轻小化、微型化设计。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种光学模组及点阵投影设备，可满足减小光学模组体积，使其便于轻小化、微型化设计。
本实用新型首先提供了一种光学模组，包括：光源模块、设于所述光源模块出光侧的晶状体、至少两个第一镜面、至少两个第二镜面以及设于所述晶状体出光侧的衍射光学组件，所述第一镜面与所述第二镜面均设置于所述晶状体内部，所述第一镜面与所述第二镜面沿光线的传输路径交替排列，使得光线在所述第一镜面与所述第二镜面之间传输方向经过多次改变。
进一步，所述第一镜面与所述第二镜面均为平面镜面。
进一步，每一所述第一镜面与位于所述传输路径的下一个所述第二镜面平行设置。
进一步，所述第一镜面与所述第二镜面均为全反射镜面。
进一步，所述光学模组还包括至少一个第一透镜与至少两个第二透镜，每一所述第一透镜包括两个所述第一镜面。
进一步，相邻两所述第一镜面之间呈第一角度设置，相邻两所述第二镜面之间呈第二角度设置。
进一步，所述第一角度与所述第二角度均为90°。
进一步，所述晶状体包括朝向所述光源模块的底表面，位于所述传输路径上的首个所述第一镜面和首个所述第二镜面均与所述底表面呈第三角度设置。
进一步，所述光学模组还包括一基底，所述光源模块固定在所述基底上。
所述光源模块为点光源。
本实用新型还提供一种点阵投影设备，包括如上所述的光学模组。
相较于现有技术，本实用新型提供的光学模组及点阵投影设备在晶状体内部设置两组透镜，通过两组透镜对光线的多次折叠处理后达到延长光程的目的；通过改变两组透镜在晶状体内部的排布和组合的方式，能够使光线在相对较小的空间内实现多次反射，满足光斑大小及能量的最优化，同时有利于减小整个模组的体积，从而便于产品的轻小化、微型化设计，使光学模组由传统的长方体结构趋向于正方体结构，使整个模组的体积减小约10％以上；使本实用新型的光学模组能够适用于很多场合，进而扩大了其应用范围。
附图说明
图1是本实用新型实施方式提供的一种光学模组的结构图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“平行的”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的。
以下所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由同一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1所示，为本实用新型实施例的光学模组100。所述光学模组100包括：光源模块1、晶状体2、至少两个第一镜面31、至少两个第二镜面41及衍射光学组件5，所述晶状体2位于所述光源模块1的出光侧，所述衍射光学组件5位于所述晶状体2的出光侧。所述第一镜面31与所述第二镜面41均位于所述晶状体2的内部，所述第一镜面31与所述第二镜面41沿光线的传输路径交替排列，使得光线在所述第一镜面31与所述第二镜面41之间传输方向经过多次调整。所述光源模块1产生图像光线a，所述图像光线a进入所述晶状体2内部，在所述第一镜面31和所述第二镜面41之间经过多次路径改变延长光程后从所述衍射光学组件5射出。
本实施方式中，所述第一镜面31和所述第二镜面41均位于所述晶状体2内部，在所述晶状体2的体积较小的情况下，通过改变所述第一镜面31和所述第二镜面41在所述晶状体2内的排布组合形式，使光线在有限的空间内经过所述第一镜面31和所述第二镜面41的多次路径改变，从而达到延长出射光光程的目的，进而满足光斑大小及能量的最优化，同时有利于减小整个模组的体积，从而便于产品的轻小化、微型化设计，使得所述光学模组100由传统的长方体结构趋向于正方体结构，有效减小了整个模组的体积，模组的体积约减小10％以上。其中，本实施方式中，所述光学模组100可用于但不限于点阵投影设备中，具体地还可以应用于手机、pad前后摄像头，或具有人脸识别的设备等。
所述光源模块1，用于提供图像光线a，所述光源模块1可以根据实际需要进行选择，具体地，本实施例中，所述光源模块1为点光源，从而使得所述光源模组可以应用于点阵投影设备中。
所述晶状体2，设于所述光源模块1的出光侧，用于固定和保护所述第一镜面31和所述第二镜面41，同时这里所述晶状体2的透光率非常高，能够有效保证所述图像光线a在传输过程中的能量不会衰减。
所述第一镜面31和所述第二镜面41均设置于所述晶状体2的内部，两者配合用于对所述光源模块1射出的所述图像光线a进行多次路径改变从而延长光程，以满足所述图像光线a的光斑大小及能量的最优化的需求。本实施方式通过改变所述第一镜面31和所述第二镜面41在所述晶状体2内部的排布方式，同时配合所述第一镜面31和所述第二镜面41之间的组合方式来调整光线路径，使所述图像光线a在两组镜面内部实现多次方向改变，进而达到延长光程的目的。能够使光线在较小的空间内实现多次方向改变的方式有很多，可以通过调整所述第一镜面31和所述第二镜面41之间的组合排布方式使光线发生透射、折射、反射等实现所述图像光线a的光程延长。
本实施方式中，所述第一镜面31和第二镜面41均为平面全反射镜面，通过不同数量的组合，使所述图像光线a在这两者之间发生多次全反射，进而延长光程。其中，可以根据实际应用中不同场景对光线的光斑大小及能量要求的不同进行多种设计。这里涉及到的数量和排布方式具体包括：所述第一镜面31与所述第二镜面41相互配合的数量、两组镜面在所述晶状体2内的布局形式以及摆放的角度等，只要能够实现所述图像光线a在两组镜面之间的多次反射传输最后出射进入所述衍射光学组件5内即可。进一步地，需要使所述图像光线a经过多次反射射出后的能量不会衰减。
本实施方式中，所述光学模组100还包括至少一个第一透镜3和至少两个第二透镜4，每个所述第一透镜3包括两个所述第一镜面31，两个所述第一镜面31形成于所述第一透镜3的两个表面，其中，两个所述第一镜面31之间呈第一角度α设置。每个所述第二透镜4包含一个所述第二镜面41，为与所述第一透镜3上的两所述第一镜面31相配合，两所述第二镜面41之间呈第二角度β设置。具体地，本实施方式中，所述第一角度α与所述第二角度β均为90°，也即所述第一镜面31与位于所述传输路径的下一个所述第二镜面41平行设置，平行设置能够保证光线的最佳传输。
所述晶状体2包括朝向所述光源模块1的底表面7，位于所述传输路径上的首个所述第一镜面31和首个所述第二镜面41均与所述底表面7呈第三角度γ设置，具体地，所述第三角度γ为45°时，能够更有利于光线的传播。
本实施方式中，所述图像光线a所经历的光程段分别为M1、M2、M3…M5,则总光程长度为：M1+M2+M3+M4+M5。
衍射光学组件5，设于所述晶状体2的出光侧，用于将所述图像光线a进行衍射射出。所述衍射光学组件5通过衍射关系，将不同波长的光成像在不同位置，从而实现分光的作用，所述衍射光学组件5的具体结构组成这里不做详细阐述。
另外，所述光学模组100还包括一基底6,所述光源模块1位于所述基底6与所述晶状体2之间，用于对所述光源模块1起到支撑固定的作用，同时还可以防止漏光。
在其它实施方式中，所述第一镜面31和第二镜面41的数量继续增加时，则总光程长度为：S1+S2+S3+S4+S5+…+Sn(图未示)。当所需要的图像光线的光斑大小及能够相同的前提下，则需要总的光程是相等的，也即M1+M2+M3+M4+M5＝S1+S2+S3+S4+S5+…+Sn，那么通过所述第一镜面31与第二镜面41不同数量不同排布方式的设计，便可以充分利用所述晶状体2的内部空间，缩短单光程段的距离，增加光程段的数量，来减小所述晶状体2的体积，进而减小整体光学模组的体积。
本实用新型还提供一种点阵投影设备，包括如上所述的光学模组。
相较于现有技术，本实用新型提供的光学模组及点阵投影设备在晶状体内部设置两组透镜，通过两组透镜对光线的多次折叠处理后达到延长光程的目的；通过改变两组透镜在晶状体内部的排布和组合的方式，能够使光线在相对较小的空间内实现多次反射，满足光斑大小及能量的最优化，同时有利于减小整个模组的体积，从而便于产品的轻小化、微型化设计，使光学模组由传统的长方体结构趋向于正方体结构，使整个模组的体积减小约10％以上；使本实用新型的光学模组能够适用于很多场合，进而扩大了其应用范围。
另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种光学模组，其特征在于，包括：光源模块、设于所述光源模块出光侧的晶状体、至少两个第一镜面、至少两个第二镜面以及设于所述晶状体出光侧的衍射光学组件，所述第一镜面与所述第二镜面均设置于所述晶状体内部，所述第一镜面与所述第二镜面沿光线的传输路径交替排列，使得光线在所述第一镜面与所述第二镜面之间传输方向经过多次改变。
2.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一镜面与所述第二镜面均为平面镜面。
3.如权利要求2所述的光学模组，其特征在于，每一所述第一镜面与位于所述传输路径的下一个所述第二镜面平行设置。
4.如权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述第一镜面与所述第二镜面均为全反射镜面。
5.如权利要求1至4任一项所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括至少一个第一透镜与至少两个第二透镜，每一所述第一透镜包括两个所述第一镜面。
6.如权利要求5所述的光学模组，其特征在于，相邻两所述第一镜面之间呈第一角度设置，相邻两所述第二镜面之间呈第二角度设置。
7.如权利要求6所述的光学模组，其特征在于，所述第一角度与所述第二角度均为90°。
8.如权利要求7所述的光学模组，其特征在于，所述晶状体包括朝向所述光源模块的底表面，位于所述传输路径上的首个所述第一镜面和首个所述第二镜面均与所述底表面呈第三角度设置。
9.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括一基底，所述光源模块固定在所述基底上；
所述光源模块为点光源。
10.一种点阵投影设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的光学模组。
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