CN215117004U

CN215117004U - 照明装置及头戴显示设备

Info

Publication number: CN215117004U
Application number: CN202121644112.2U
Authority: CN
Inventors: 马铭晨; 朱瑞; 惠晓辉; 李德华
Original assignee: Goertek Optical Technology Co Ltd
Current assignee: Goertek Optical Technology Co Ltd
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2021-07-19
Publication date: 2021-12-10
Anticipated expiration: 2031-07-19

Abstract

本实用新型提供一种照明装置及头戴显示设备，照明装置包括主光路组件、照明光路组件和消光光路组件，主光路组件包括依次设置的光源组、第一透镜组和反射镜组，照明光路组件包括第二透镜组和成像镜组，消光光路组件包括消光件；反射镜组用于旋转以将至少部分第一透镜组入射到反射镜组的光线折射到第二透镜组或消光件。该照明装置通过设置可以旋转调节的反射镜组，当照明光路处于正常工作状态时，反射镜组将光反射至第二透镜组，再经过显示芯片折射后射至成像镜组；当照明光路处于OFF状态时，反射镜组旋转将光线反射至消光件，将光线吸收，以有效防止有杂散光线进入成像镜组，以确保处于OFF状态时，成像画面的黑场纯净。

Description

照明装置及头戴显示设备

技术领域

本实用新型涉及照明装置领域，尤其涉及一种照明装置及头戴显示设备。

背景技术

DMD(英文全称Digital Micromirror Device，中文全称为数字微镜芯片)，DMD芯片上密密麻麻地排列了80万至100万面小镜子，而且每个小镜子都可以独立向正负方向翻转一定角度，并且能快速旋转，光线通过这些小镜子反射到成像光路上。现有技术中照明装置是通过DMD控制的，光线经过DMD调整后射入成像光路。当照明光路处于正常状态下，DMD芯片能够将光线全部反射至成像镜组。但当照明光路处于OFF状态时，相对于正常工作状态时，DMD的工作面会旋转，因此光经DMD和棱镜组反射后会形成杂散光进入成像光路，造成成像画面的黑场不纯净。

鉴于此，有必要提供一种新型的照明装置及头戴显示设备，以解决或至少缓解上述技术缺陷。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种照明装置及头戴显示设备，旨在解决现有技术中照明装置存在杂散光，造成成像画面的黑场不纯净的技术问题。

为实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种照明装置，包括：

主光路组件，所述主光路组件包括依次设置的光源组、第一透镜组和反射镜组，以使得从所述光源组发出的光线经所述第一透镜组射向所述反射镜组；

照明光路组件，所述照明光路组件包括第二透镜组和分别与所述第二透镜组相对设置的显示芯片和成像镜组，以使得入射到所述第二透镜组的光线经所述显示芯片折射后射入所述成像镜组；

消光光路组件，所述消光光路组件包括消光件；

所述反射镜组用于旋转以将至少部分所述第一透镜组入射到所述反射镜组的光线反射至所述第二透镜组或所述消光件。

可选地，所述消光件包括基板和形成于所述基板的多个蜂窝孔，多个所述蜂窝孔朝向所述反射镜组设置。

可选地，所述消光件为金属件或塑料件。

可选地，所述消光光路组件还包括散热件，所述散热件靠近所述消光件设置。

可选地，所述反射镜组包括相对设置的第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和所述第一透镜组面对设置，所述第二反射镜与所述第二透镜组相对设置，所述第一反射镜能够旋转以使得从整形透镜组照射出的光折射到所述第二反射镜或所述消光件。

可选地，所述反射镜组包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和所述第一透镜组面对设置，所述第二反射镜与所述第二透镜组相对设置，所述第二反射镜能够旋转以使得从第一反射镜照出的光折射到所述第二透镜组或所述消光件。

可选地，所述第二透镜组包括准直透镜、棱镜组和显示芯片，所述准直透镜与所述第二反射镜面对设置，从所述第二反射镜射出的光依次经过所述准直透镜、棱镜组折射至所述显示芯片，然后经所述显示芯片调整后从棱镜组照射至所述成像镜组。

可选地，所述光源组包括依次设置的激光器、荧光粉轮和滤色轮，所述激光器发射出的光依次经过所述荧光粉轮和所述滤色轮照射至所述第一透镜组。

可选地，所述激光器为蓝光激光器，所述荧光粉轮为黄色荧光粉轮。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括外壳和显示屏，还包括上述所述的照明装置，其中，成像镜组照射出的光投射到所述显示屏上。

本实用新型的上述技术方案中，照明装置包括主光路组件、照明光路组件和消光光路组件，主光路组件包括依次设置的光源组、第一透镜组和反射镜组，以使得从光源组发出的光线经第一透镜组射向反射镜；照明光路组件包括第二透镜组和成像镜组，以使得入射到第二透镜组的光线经显示芯片调整后射入成像镜组；消光光路组件包括消光件；反射镜组用于旋转以将至少部分第一透镜组入射到反射镜组的光线折射到第二透镜组或消光件。该实用新型通过设置可以旋转调节的反射镜组，当照明光路处于正常工作状态时，反射镜组将光反射至第二透镜组，再经过显示芯片调整后反射至成像镜组；当照明光路处于OFF状态时，反射镜组旋转将光线反射至消光件，将光线吸收，以有效防止有杂散光线进入成像镜组，确保处于OFF状态时，成像画面的黑场纯净。该实用新型具有能够实现在画面显示黑场的状态下营造纯黑状态的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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实用新型的一些实施方式，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例照明光路组件的结构示意图；

图2为本实用新型实施例消光件的结构示意图；

图3为本实用新型照明光路组件工作状态下光路走向示意图；

图4为现有技术中照明光路组件OFF状态下的光路走向示意图。

附图标号说明：

1、光源组；11、激光器；12、荧光粉轮；13、滤色轮；2、第一透镜组；21、整形透镜；22、复眼透镜；3、反射镜组；31、第一反射镜；32、第二反射镜；41、准直透镜；42、棱镜组；5、成像镜组；6、消光件；61、基板；62、蜂窝孔；7、显示芯片。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本实用新型各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参见图1，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种照明装置，包括：

主光路组件，主光路组件包括依次设置的光源组1、第一透镜组2和反射镜组3，以使得从光源组1发出的光线经第一透镜组2射向反射镜组3；

照明光路组件，照明光路组件包括第二透镜组4和分别面对所述第二透镜组4设置的显示芯片7和成像镜组5，以使得入射到第二透镜组4的光线经显示芯片7折射后射入成像镜组5；

消光光路组件，消光光路组件包括消光件6；

反射镜组3用于旋转以将至少部分经第一透镜组2入射到反射镜组3的光线反射至第二透镜组4或消光件6。

显示芯片7可以是DMD(英文全称Digital Micromirror Device，中文全称为数字微镜芯片)，照明光路组件至少包括两种状态：正常工作状态和OFF状态。请参照图3，当照明光路组件处于正常工作状态时，从光源组1射出的光依次经过第一透镜组2、反射镜组3、第二透镜组4和显示芯片7进入成像镜组5；参照图4，当照明光路处于OFF状态时，相对于正常工作状态时，DMD的工作面会旋转，因此光经DMD和棱镜组42反射后会形成杂散光进入成像镜组5，造成成像画面的黑场不纯净。该实施例通过设置可以旋转调节的反射镜组3，当照明光路处于正常工作状态时，反射镜组3将光反射至第二透镜组4，再经过显示芯片7折射后射至成像镜组5；当照明光路处于OFF状态时，反射镜组3旋转将光线反射至消光件6，将光线吸收，以有效防止有杂散光线进入成像镜组5，确保处于OFF状态时，成像画面的黑场纯净。该实施例具有能够实现在画面显示黑场的状态下营造纯黑状态的效果。

在一实施例中，参照图2，消光件6包括基板61和形成于基板61的多个蜂窝孔62，多个蜂窝孔62朝向反射镜组3设置。消光件6可以为设置有多个蜂窝孔62的基板61，设置蜂窝孔62可以有效吸收光线。消光件6可以由金属或塑料件制成。当光线亮度较大时，可以采用金属材料制成，以提高吸收效率；当光线亮度较小时，可以采用塑料制成，以降低生产成本。为了进一步提高消光件6的吸光效果，还可以在消光件6上涂覆一层黑色涂料。

在一实施例中，消光光路组件还包括散热件，散热件靠近消光件6设置。因消光件6吸收光能会升温，为避免消光件6温度过高，可以在靠近消光件6的位置设置一个散热风扇，对消光件6起到降温作用。

在一实施例中，参照图1，反射镜组3包括相对设置的第一反射镜31和第二反射镜32，第一反射镜31和第一透镜组2面对设置，第二反射镜32与第二透镜组4相对设置，第一反射镜31能够旋转以使得从整形透镜组21照射出的光折射到第二反射镜32或消光件6。此时当照明装置正常工作状态下，从光源组1发出的光依次经过第一透镜组2、第一反射镜31、第二反射镜32进入照明光路组件；当照明装置处于OFF状态时，从光源组1发出的光依次经过第一透镜组2、第一反射镜31折射至消光件6。另外，设置相对设置的两个反射镜可以反向改变光的方向，避免所有光学元件在一条直线上，合理利用空间，减小照明装置的体积。具体地，本领域技术人员可以理解，第一反射镜31可以包括电磁线圈，通过电磁线圈产生的电磁力控制第一反射镜31的反射面旋转，并可以通过电流的大小调节旋转的角度。

在另一实施例中，反射镜组3包括第一反射镜31和第二反射镜32，第一反射镜31和第一透镜组2面对设置，第二反射镜32与第二透镜组4相对设置，第二反射镜32能够旋转以使得从第一反射镜31照出的光折射到第二透镜组4或消光件6。作为上述实施例的另一种实施方式，当照明装置处于OFF状态时，可以使得从光源组1发出的光依次经过第一透镜组2、第一反射镜31和第二反射镜32折射至消光件6，通过第二反射镜32将光折射至消光件6。这样可以根据不同的需求，灵活设置消光件6的位置。

在一实施例中，参照图1，第二透镜组4包括准直透镜41、棱镜组42和显示芯片7，准直透镜41与第二反射镜32面对设置，从第二反射镜32射出的光依次经过准直透镜41、棱镜组42折射至显示芯片7，然后经显示芯片7调整后从棱镜组42照射至成像镜组5。准直透镜41用于将从第二反射镜32射出的光线平行射入棱镜组42中，光纤经第二棱镜组42折射至DMD芯片，经DMD芯片调整后再垂直通过棱镜组42射入成像镜组5。具体地，成像镜组5包括相对设置的两块透镜。

进一步地，参照图1，光源组1包括依次设置的激光器11、荧光粉轮12和滤色轮13，激光器11发射出的光依次经过荧光粉轮12和滤色轮13照射至第一透镜组2。荧光粉轮12经激光照射后可以激发出不同波长的光，滤色轮13可以滤出需要颜色的光。激光器11可以为蓝光激光器11，荧光粉轮12为黄色荧光粉轮。由于蓝光激光器以及荧光粉轮12形成的光源启动时间较长，无法通过控制激光器11电源时序而在短时间内断路营造黑场画面，因此，本实用新型尤其适用于为蓝色激光器营造纯黑场画面。

此外，第一透镜组2可以包括相对设置的两个整形透镜21和设置于两个整形透镜21之间的复眼透镜22，第一透镜组2主要用于对光的亮度和出射路径进行调节。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供一种头戴显示设备，头戴显示设备包括外壳和显示屏，还包括上述的照明装置，其中，成像镜组5照射出的光投射到显示屏上成像。由于头戴显示设备包括了上述照明装置的所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述全部技术方案带来的全部有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的技术构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围。

Claims

1.一种照明装置，其特征在于，包括：

消光光路组件，所述消光光路组件包括消光件；

所述反射镜组用于旋转以将至少部分经所述第一透镜组入射到所述反射镜组的光线反射至所述第二透镜组或所述消光件。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述消光件包括基板和形成于所述基板的多个蜂窝孔，多个所述蜂窝孔朝向所述反射镜组设置。

3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，所述消光件为金属件或塑料件。

4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述消光光路组件还包括散热件，所述散热件靠近所述消光件设置。

5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述反射镜组包括相对设置的第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和所述第一透镜组面对设置，所述第二反射镜与所述第二透镜组相对设置，所述第一反射镜能够旋转以使得从整形透镜组照射出的光折射到所述第二反射镜或所述消光件。

6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述反射镜组包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和所述第一透镜组面对设置，所述第二反射镜与所述第二透镜组相对设置，所述第二反射镜能够旋转以使得从第一反射镜照出的光折射到所述第二透镜组或所述消光件。

7.根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于，所述第二透镜组包括准直透镜和棱镜组，所述准直透镜与所述第二反射镜面对设置，从所述第二反射镜射出的光依次经过所述准直透镜、棱镜组折射至所述显示芯片，然后经所述显示芯片调整后从棱镜组照射至所述成像镜组。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的照明装置，其特征在于，所述光源组包括依次设置的激光器、荧光粉轮和滤色轮，所述激光器发射出的光依次经过所述荧光粉轮和所述滤色轮照射至所述第一透镜组。

9.根据权利要求8所述的照明装置，其特征在于，所述激光器为蓝光激光器，所述荧光粉轮为黄色荧光粉轮。

10.一种头戴显示设备，其特征在于，所述头戴显示设备包括外壳和显示屏，还包括权利要求1-9中任一项所述的照明装置，其中，成像镜组照射出的光投射到所述显示屏上。