光学投影系统以及电子设备技术方案

本申请实施例公开了一种光学投影系统以及电子设备；其中，所述光学投影系统包括：光源模组、增亮装置、第一导光器件以及成像模组；所述光源模组用于产生投影光线；所述增亮装置位于所述光源模组的光路传输路径上，能够将所述投影光线转化为用于投影成像的目标光线；所述第一导光器件位于所述目标光线的传输路径上；所述成像模组位于所述第一导光器件的耦出光线传输路径上，经所述第一导光器件耦出的光线直接进入所述成像模组，所述光线在所述成像模组内经多次反射后形成带有图像信息的光线后出射。本申请实施例提供的方案，可以实现光学投影系统的小体积及高亮度设计。投影系统的小体积及高亮度设计。投影系统的小体积及高亮度设计。

【技术实现步骤摘要】
光学投影系统以及电子设备


[0001]本申请属于光学投影
，具体地，本申请涉及一种光学投影系统以及电子设备。

技术介绍

[0002]近年来，智能穿戴设备作为电子设备的一个大类，越来越得到消费者的关注和青睐。目前，智能穿戴设备包括增强现实设备(AR，Augmented ReaHity)、虚拟现实设备(VR，VirtuaH ReaHity)及介导现实设备(MR，Mediated ReaHity)及XR设备等。以AR设备为例，现有的用于AR领域的LCOS光机普遍具有体积大，而且光效率低的缺陷，使其无法在户外使用。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种光学投影系统以及电子设备的新技术方案，至少解决了现有光学投影系统体积较大且光效率较低的问题。
[0004]根据本申请的第一方面，提供了一种光学投影系统。所述光学投影系统包括：
[0005]光源模组，所述光源模组用于产生投影光线；
[0006]增亮装置，所述增亮装置位于所述光源模组的光路传输路径上，能够将所述投影光线转化为用于投影成像的目标光线；
[0007]第一导光器件，所述第一导光器件位于所述目标光线的传输路径上；以及，
[0008]成像模组，所述成像模组位于所述第一导光器件的耦出光线传输路径上，经所述第一导光器件耦出的光线直接进入所述成像模组，所述光线在所述成像模组内经多次反射后形成带有图像信息的光线后出射。
[0009]可选地，所述光学投影系统还包括亮度调节器，所述亮度调节器为线偏振片；<br/>[0010]所述亮度调节器位于所述成像模组的出光路径上，经所述成像模组出射的光线可进入所述亮度调节器内，所述亮度调节器能够根据外界环境光亮度调节出光强度。
[0011]可选地，所述增亮装置包括分光元件、反射元件及第一相位延迟器，所述投影光线打在所述分光元件上，所述分光元件能够将所述投影光线中的S光进行反射同时透过P光，所述P光传播至所述反射元件，经所述反射元件反射至所述第一相位延迟器，透过所述第一相位延迟器后出射S光，以将所述投影光线全部转化为S光后进入所述成像模组中；其中，所述S光为所述目标光线。
[0012]可选地，所述第一相位延迟器为半波片。
[0013]可选地，所述光学投影系统还包括第二导光器件，所述第二导光器件位于所述亮度调节器背离所述成像模组的一侧；
[0014]所述第二导光器件为成像波导片，用于将经所述成像模组出射的带有图像信息的光线进行传递，并在出射后形成投影图像。
[0015]可选地，所述第一导光器件包括波导基底，以及设于所述波导基底上的耦入区和耦出区，所述投影光线可经所述耦入区射入所述波导基底，并全反射传播至所述耦出区，再
以与入射角度相同的角度从所述耦出区出射；
[0016]所述耦入区与所述增亮装置为相邻且间隔设置，在所述耦入区与所述增亮装置之间设置有匀光元件；
[0017]所述耦出区位于所述成像模组的入光路径上。
[0018]可选地，所述匀光元件与所述耦入区为相对设置；所述匀光元件包括复眼镜片。
[0019]可选地，所述成像模组包括偏振元件、分光器件、LCOS芯片及透镜组；
[0020]所述偏振元件位于所述成像模组的入光路径上；
[0021]所述分光器件位于所述透镜组的光路中；
[0022]所述LCOS芯片位于所述分光器件的一侧，所述LCOS芯片能够转换光线的偏振态，产生图像源。
[0023]可选地，所述分光器件为分光棱镜，所述分光棱镜包括相互连接两个棱镜，且所述两个棱镜之间设置有分光膜；
[0024]所述分光棱镜包括入光面、出射面，第一透光面以及第二透光面；
[0025]所述偏振元件与所述入光面为相邻设置，所述分光棱镜具有三个面与所述透镜组为相邻设置。
[0026]可选地，所述透镜组包括位于所述出射面一侧的第一镜片、位于所述第一透光面的第二镜片及位于所述第二透光面一侧的胶合镜组，且所述胶合镜组位于所述第二透光面与所述LCOS芯片之间；
[0027]所述第二镜片为反射镜，所述第二镜片与所述第一透光面之间设有第二相位延迟器；
[0028]所述胶合镜组包括相互胶合的第三镜片及第四镜片，所述第三镜片靠近所述第二透光面，所述第四镜片靠近所述LCOS芯片，所述第三镜片为正透镜，所述第四镜片为负透镜。
[0029]可选地，所述分光器件为呈45
°
倾斜设置的分光片，所述分光片包括玻璃基体及设于所述玻璃基体上的分光膜材料。
[0030]可选地，所述增亮装置及所述成像镜组位于所述第一导光器件的同一侧。
[0031]可选地，所述光源模组包括光源，所述光源包括多个不同的发光芯片，能发射不同波段的光；
[0032]在所述发光芯片的光路传输路径上依次设置有准直器件及合光器件；
[0033]其中，所述合光器件为滤光片或者棱镜。
[0034]可选地，所述光源包括依次设置的红光芯片、绿光芯片及蓝光芯片；
[0035]在所述红光芯片的光路传输路径上依次设有第一准直器件及第一滤光片，在所述绿光芯片的光路传输路径上依次设有第二准直器件及第二滤光片，在所述蓝光芯片的光路传输路径上依次设有第三准直器件及第三滤光片；
[0036]其中，所述第一滤光片能反射红光同时能透射蓝光和绿光；所述第二滤光片能反射绿光同时能透过蓝光；所述第三滤光片能反射蓝光；所述第一滤光片、所述第二滤光片及所述第三滤光片能够将三种不同波段的光合成一束光线。
[0037]可选地，所述光源包括依次设置的红光芯片、绿光芯片及蓝光芯片；
[0038]在所述红光芯片的光路传输路径上依次设有第一准直器件及棱镜A，在所述绿光
芯片的光路传输路径上依次设有第二准直器件及棱镜B，在所述蓝光芯片的光路传输路径上依次设有第三准直器件及棱镜C，且所述棱镜A、所述棱镜B及所述棱镜C依次胶合形成胶合棱镜，在所述棱镜A与所述棱镜B的胶合面上设有反蓝透红膜，在所述棱镜B与所述棱镜C的胶合面上设有反绿透红蓝膜；所述胶合棱镜能够将三种不同波段的光合成一束光线。
[0039]根据本申请的第二方面，还提供了一种电子设备。所述电子设备包括：
[0040]壳体；以及
[0041]如第一方面所述的光学投影系统。
[0042]本申请的有益效果在于：
[0043]本申请实施例提出的光学投影系统，其为一种体积小巧的LCOS投影光学构架，通过在照明光路与成像光路之间引入增亮装置及导光器件，使得照明与成像可以共用光路，省去了二者之间原本复杂且体积较大中继部分设计，在保证体积较小的情况下，能在额定功耗下具有较高的光通量极大的提高了光学投影系统的光效率。本申请实施例提供的光学构架，在小体积的同时能够提升光学性能，利于提升用户的使用体验感，为AR设备的小型化及高亮度设计提供了发展方向。
[0044]通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学投影系统，其特征在于，包括：光源模组(1)，所述光源模组(1)用于产生投影光线；增亮装置(2)，所述增亮装置(2)位于所述光源模组(1)的光路传输路径上，能够将所述投影光线转化为用于投影成像的目标光线；第一导光器件(3)，所述第一导光器件(3)位于所述目标光线的传输路径上；以及，成像模组，所述成像模组位于所述第一导光器件(3)的耦出光线传输路径上，经所述第一导光器件(3)耦出的光线直接进入所述成像模组，所述光线在所述成像模组内经多次反射后形成带有图像信息的光线后出射。2.根据权利要求1所述的光学投影系统，其特征在于，所述光学投影系统还包括亮度调节器(4)，所述亮度调节器(4)为线偏振片；所述亮度调节器(4)位于所述成像模组的出光路径上，经所述成像模组出射的光线可进入所述亮度调节器(4)内，所述亮度调节器(4)能够根据外界环境光亮度调节出光强度。3.根据权利要求1所述的光学投影系统，其特征在于，所述增亮装置(2)包括分光元件(204)、反射元件(205)及第一相位延迟器(206)，所述投影光线打在所述分光元件(204)上，所述分光元件(204)能够将所述投影光线中的S光进行反射同时透过P光，所述P光传播至所述反射元件(205)，经所述反射元件(205)反射至所述第一相位延迟器(206)，透过所述第一相位延迟器(206)后出射S光，以将所述投影光线全部转化为S光后进入所述成像模组中；其中，所述S光为所述目标光线。4.根据权利要求3所述的光学投影系统，其特征在于，所述第一相位延迟器(206)为半波片。5.根据权利要求2所述的光学投影系统，其特征在于，所述光学投影系统还包括第二导光器件(5)，所述第二导光器件(5)位于所述亮度调节器(4)背离所述成像模组的一侧；所述第二导光器件(5)为成像波导片，用于将经所述成像模组出射的带有图像信息的光线进行传递，并在出射后形成投影图像。6.根据权利要求1所述的光学投影系统，其特征在于，所述第一导光器件(3)包括波导基底(301)，以及设于所述波导基底(301)上的耦入区(302)和耦出区(303)，所述投影光线可经所述耦入区(302)射入所述波导基底(301)，并全反射传播至所述耦出区(303)，再以与入射角度相同的角度从所述耦出区(303)出射；所述耦入区(302)与所述增亮装置(2)为相邻且间隔设置，在所述耦入区(302)与所述增亮装置(2)之间设置有匀光元件(6)；所述耦出区(303)位于所述成像模组的入光路径上。7.根据权利要求6所述的光学投影系统，其特征在于，所述匀光元件(6)与所述耦入区(302)为相对设置；所述匀光元件(6)包括复眼镜片。8.根据权利要求1所述的光学投影系统，其特征在于，所述成像模组包括偏振元件(7)、分光器件(8)、LCOS芯片(9)及透镜组；所述偏振元件(7)位于所述成像模组的入光路径上；所述分光器件(8)位于所述透镜组的光路中；所述LCOS芯片(9)位于所述分光器件(8)的一侧，所述LCOS芯片(9)能够转换光线的偏振态，产生图像源。
9.根据权利要求8所述的光学投影系统，其特征在于，所述分光器件(8)为分光棱镜，所述分光棱镜包括相互连接两个棱镜，且所述两个棱镜之间设置有分光膜(15)；所述分光棱镜包括入光面(801)、出射面(802)，第一透光...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁公涛，赵云，
申请(专利权)人：歌尔光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：