CN221039644U - 一种光源模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光源模组，所述光源模组包括输入光源和光纤，一路所述输入光源对应两根光纤，一路所述输入光源至少包括R、G、B三种发光单元，所述R、G、B三种发光单元中的至少一种发光单元的数量为一个，且数量为一个的发光单元发射的光经分光器件分束后，分别耦入所述两根光纤，对应两个扫描器，从而实现AR双目显示，通过减少发光单元的数量，缓解现有技术中存在的，AR光源模组中一只扫描器搭配一套RGB光源，会造成光源能量和成本浪费的技术问题。

Description

一种光源模组

技术领域

本实用新型涉及投影显示领域，尤其涉及一种光源模组。

背景技术

现有应用于增强现实(Augmented Reality，AR)领域的光源模组，常规的RGB合束模组，一只扫描器搭配一套RGB光源，要实现双目显示，则需要两套独立的光源合束模块。

对于大多数AR显示场景而言，如果左眼和右眼显示一样的图像，则左眼和右眼光源输出完全一致，两套独立光源会造成能量和成本浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光源模组，用于缓解现有技术中存在的，AR光源模组中一只扫描器搭配一套RGB光源，会造成光源能量和成本浪费的技术问题。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供一种光源模组，所述光源模组包括输入光源和光纤，一路所述输入光源对应两根光纤，一路所述输入光源至少包括R、G、B三种发光单元，所述R、G、B三种发光单元中的至少一种发光单元的数量为一个，且数量为一个的发光单元发射的光经分光器件分束后，分别耦入所述两根光纤。

可选的，所述R发光单元位于靠近所述光纤耦入端的位置。

可选的，所述分光器件为能够实现全透射或全反射功能的电控滤波片。

可选的，所述光源模组包括一个R发光单元、一个G发光单元、一个B发光单元，所述分光器件为RGB波段的半反半透滤波片；所述G发光单元和所述B发光单元发射的光合束后的G、B合束光，以及所述R发光单元输出的R光入射至所述RGB波段的半反半透滤波片时，分为两束R、G、B光束，分别耦入所述两根光纤。

可选的，所述光源模组包括一个R发光单元、一个G发光单元、一个B发光单元，所述分光器件为半反半透滤波片；所述R、G、B三种发光单元发射的光经合束后，R、G、B合束光入射至所述半反半透滤波片时，分为两束R、G、B光束，分别耦入所述两根光纤。

可选的，所述半反半透滤波片与所述R、G、B合束光的入射光轴之间的角度为不等于零的任意角度。

可选的，所述光源模组包括两个R发光单元、一个G发光单元和一个B发光单元；两个R发光单元发射的光分别耦入所述两根光纤，所述G发光单元和所述B发光单元发射的光分束后，分别耦入所述两根光纤。

可选的，所述G发光单元对应的G通道滤波片包括B全透、G半反半透滤波片和全反射滤波片，所述G发光单元发射的光入射至所述B全透、G半反半透滤波片时，一束光耦入第一根光纤，另一束光经所全反射滤波片转折输出至第二根光纤；

所述B发光单元对应的B通道滤波片包括B半反半透滤波片和B全反、G全透滤波片；所述B发光单元发射的光入射至所述B半反半透滤波片时，一束光耦入第一根光纤，另一束经B全反、G全透滤波片耦入所述第二根光纤。

可选的，所述光源模组包括两个R发光单元、两个G发光单元和一个B发光单元；两个R发光单元发射的光，以及两个G发光单元发射的光分别耦入所述两根光纤，所述B发光单元发射的光分束后，分别耦入所述两根光纤。

可选的，所述B发光单元对应的B通道包括半反半透滤波片和全反射滤波片，所述B发光单元输出的光入射至所述半反半透滤波片时，一束光与一个R发光单元和一个G发光单元输出的光合束后耦入第一根光纤，另一束光经所述全反射滤波片转折后，与另一个R发光单元和另一个G发光单元输出的光合束后耦入第二根光纤。

本实用新型实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

本实用新型实施例的方案中，一路输入光源对应两根光纤，一路所述输入光源至少包括R、G、B三种发光单元，所述R、G、B三种发光单元中的至少一种发光单元的数量为一个，且数量为一个的发光单元发射的光经分光器件分束后，分别耦入两根光纤，对应两个扫描器，从而实现AR双目显示，通过减少发光单元的数量，缓解现有技术中存在的，AR光源模组中一只扫描器搭配一套RGB光源，会造成光源能量和成本浪费的技术问题，实现降低光源功耗和器件成本的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1-图8为本实用新型实施例提供的几种可能的光源模组的示意图。

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作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。

请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的一种可能的光源模组的示意图，光源模组包括一个R发光单元、一个G发光单元和一个B发光单元，在RGB已经完成合束、共轴之后，再经过一个半反半透滤波片101实现分光，分光后的两束RGB光束分别耦入光纤102和光纤103，以上光源模组加工工艺简单，可以同时对RGB合束光进行对准耦合。

上述方案中，通过减少发光单元的数量，能够降低光源功耗和器件成本，并且，在发光单元采用激光二极管LD时，还可以降低激光二极管LD的静态功(即激光二极管LD的阈值附近驱动的功耗)。

本实用新型实施例中，根据不同的应用、集成需求，RGB三种发光单元的顺序可以任意排列。根据配色原理，R光的功率要求最大，G光和B光的能量需求远低于R光，以及在发光单元采用光激光二极管LD时，由于可见光激光二极管LD可选规格很少，单模组中G光和B光处于性能过剩的状态，因此，通常将R通道排布在最靠前，即最靠近光纤耦入端(即尾纤)的位置，避免R光经过更多的光学元件，从而减少损耗。在其他实施例中，发光单元也可以采用发光二极管LED，本实用新型对此不做限制。

请参考图2，图2为本实用新型实施例提供的第二种可能的光源模组的示意图，光源模组包括一个R发光单元、一个G发光单元和一个B发光单元，采用的分光器件为RGB波段的半反半透滤波片201，G发光单元和所述B发光单元发射的光合束后的G、B合束光，以及所述R发光单元发射的R光入射至所述RGB波段的半反半透滤波片时，分成两束R、G、B光束，如此，将会在光纤203处分得一半的能量，再经过聚焦镜头，耦合进入光纤203，使得一个光源模组可以通过两根光纤202、203分别连接两个扫描器，对应于左右眼光纤扫描器显示通道，从而实现AR双目显示。采用一路输入光源对应两根光纤，可以提升双目色彩一致性，避免采用两套光源时可能存在的波长差异。

请参考图3，图3为本实用新型实施例提供的第三种可能的光源模组的示意图，与图1对应的实施例不同的是，分光器件301外置成为一个独立的分束功能模组，实现合束光一分为二的功能，两束光束分别耦入光纤302、303。该方案的好处在于分束功能模组作为独立组件单独进行生产，具有较好的设计兼容性；同时，RGB合束模块具备工艺兼容性，能够兼容现有工艺，灵活性高。

请参考图4，图4为本实用新型实施例提供的第四种可能的光源模组的示意图，本实用新型实施例中，根据不同的集成需求，光纤的朝向具有任意角度的设计方案，因而，半反半透滤波片401的放置角度可以不必设置为常规设计的45°，半反半透滤波片401与所述R、G、B合束光的入射光轴之间的角度可以为不等于零的任意角度，透过半反半透滤波片401的透射光耦入光纤402，反射光耦入光纤403，当然，对于不同角度设计的光纤方案，需要针对的设计相应匹配的半反半透滤波片401。此外，在其他实施例中，可以根据实际需要，光纤403的光路方向也不必是在图中平面，可以是任意的。

在其他实施例中，请参考图5，图5为本实用新型实施例提供的第五种可能的光源模组的示意图，针对不同角度走向的光纤502、503，也可以设计如图版本，RGB波段的半反半透滤波片501可以根据光纤502、503的走向进行设计，以减少额外的滤波片的使用，节省成本和增加集成紧凑度。

本实用新型实施例中，对于一些应用场景下，显示亮度主要受限于R发光单元的能量，而G和B属于性能过剩，因此，如图6所示，可以采用RBGR共计4颗激光二极管LD实现双向输出，不同之处在于：G发光单元对应的G通道滤波片包括B全透、G半反半透滤波片601和全反射滤波片602，所述G发光单元发射的光入射至所述B全透、G半反半透滤波片601时，一束光耦入第一根光纤603，另一束光经所全反射滤波片602转折输出至第一根光纤604；所述B发光单元对应的B通道滤波片包括B半反半透滤波片605和B全反、G全透滤波片606；所述B发光单元发射的光入射至所述B半反半透滤波片605时，一束光耦入第一根光纤603，另一束经B全反、G全透滤波片606耦入所述第二根光纤604。

本实用新型实施例中，对于R和G能量同时受限，不足以满足两个通道公用的场景，如图7所示，可以采用RGBGR组合，共计5颗激光二极管LD实现双向输出。不同之处在于：所述B发光单元对应的B通道包括半反半透滤波片701和全反射滤波片702，所述B发光单元输出的光入射至所述半反半透滤波片701时，一束光与一个R发光单元和一个G发光单元输出的光合束后耦入第一根光纤703，另一束光经所述全反射滤波片702转折后，与另一个R发光单元和另一个G发光单元输出的光合束后耦入第二根光纤704。

在实际应用中，还可以将两个光纤803、804放置在同一侧，如图8所示，两根光纤的方向可以平行，也可以不平行，而是根据需求设计成一定角度。与图7对应实施例中不同的是，B通道包括半反半透滤波片801和透RG、反B滤波片802。

本实用新型实施例中，对于需要左右眼显示不同内容的应用场景，如拼接实现更大的双目视场，则可将实现分束功能的滤片换成电控功能的滤片，然后，通断电实现全透射、全反射功能等，以实现双通道的分时屏蔽。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种光源模组，其特征在于，所述光源模组包括输入光源和光纤，一路所述输入光源对应两根光纤，一路所述输入光源至少包括R、G、B三种发光单元，所述R、G、B三种发光单元中的至少一种发光单元的数量为一个，且数量为一个的发光单元发射的光经分光器件分束后，分别耦入所述两根光纤。

2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述R发光单元位于靠近所述光纤耦入端的位置。

3.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述分光器件为能够实现全透射或全反射功能的电控滤波片。

4.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述光源模组包括一个R发光单元、一个G发光单元、一个B发光单元，所述分光器件为RGB波段的半反半透滤波片；所述G发光单元和所述B发光单元发射的光合束后的G、B合束光，以及所述R发光单元输出的R光入射至所述RGB波段的半反半透滤波片时，分为两束R、G、B光束，分别耦入所述两根光纤。

5.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，所述光源模组包括一个R发光单元、一个G发光单元、一个B发光单元，所述分光器件为半反半透滤波片；所述R、G、B三种发光单元发射的光经合束后，R、G、B合束光入射至所述半反半透滤波片时，分为两束R、G、B光束，分别耦入所述两根光纤。

6.如权利要求5所述的光源模组，其特征在于，所述半反半透滤波片与所述R、G、B合束光的入射光轴之间的角度为不等于零的任意角度。

7.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述光源模组包括两个R发光单元、一个G发光单元和一个B发光单元；两个R发光单元发射的光分别耦入所述两根光纤，所述G发光单元和所述B发光单元发射的光分束后，分别耦入所述两根光纤。

8.如权利要求7所述的光源模组，其特征在于，所述G发光单元对应的G通道滤波片包括B全透、G半反半透滤波片和全反射滤波片，所述G发光单元发射的光入射至所述B全透、G半反半透滤波片时，一束光耦入第一根光纤，另一束光经所全反射滤波片转折输出至第二根光纤；

所述B发光单元对应的B通道滤波片包括B半反半透滤波片和B全反、G全透滤波片；所述B发光单元发射的光入射至所述B半反半透滤波片时，一束光耦入第一根光纤，另一束经所述B全反、G全透滤波片耦入所述第二根光纤。

9.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，所述光源模组包括两个R发光单元、两个G发光单元和一个B发光单元；两个R发光单元发射的光，以及两个G发光单元发射的光分别耦入所述两根光纤，所述B发光单元发射的光分束后，分别耦入所述两根光纤。

10.如权利要求9所述光源模组，其特征在于，所述B发光单元对应的B通道包括半反半透滤波片和全反射滤波片，所述B发光单元输出的光入射至所述半反半透滤波片时，一束光与一个R发光单元和一个G发光单元输出的光合束后耦入第一根光纤，另一束光经所述全反射滤波片转折后，与另一个R发光单元和另一个G发光单元输出的光合束后耦入第二根光纤。