一种投影镜头及近眼显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例涉及光学投影技术领域，公开了一种投影镜头及近眼显示装置。其中，该投影镜头包括：引导显示元件组，用于将从第一方向入射的照明光束转换为投影光束，并使所述投影光束朝第二方向出射；透镜元件组，其中心光轴与所述第二方向重合，用于接收并透射所述引导显示元件组输出的投影光束；转向光学元件，用于对所述投影光束进行至少两次折射，以使所述投影光束转向和聚拢，并使其朝第三方向出射。通过以上方式，本实施例能够不改变光束平行光的特性，同时缩小镜头的长度，使得体积较小。

A Projection Lens and Near-Eye Display Device

【技术实现步骤摘要】
一种投影镜头及近眼显示装置
本技术实施例涉及光学投影
，特别是涉及一种投影镜头及近眼显示装置。
技术介绍
近年来，增强现实技术等近眼显示技术得到快速发展，例如，微软的HoloLens(一种不受线缆限制的全息计算机设备)、索尼的全息透视技术眼镜等等。增强现实近眼显示技术是一种将光场成像在现实空间的技术，能够实现虚拟世界与现实世界的互动。目前，通过光学波导实现增强现实技术的方案被广泛应用，该方案能够在减小设备体积、减轻质量的同时，并且实现光线的定向传导。本技术的专利技术人在实现本技术实施例的过程中发现：目前的投影镜头采用平面反射镜或者曲面反射镜对光束进行装转向，如图1a所示，曲面反射镜反射后会得到非平行光，容易引起像差，如图1b所示，平面反射镜虽然能得到平行光但会使得整个空间增大，从而使得装置体积增大。
技术实现思路
本技术实施例主要解决的技术问题是提供一种投影镜头及近眼显示装置，能够不改变光束平行光的特性，同时缩小镜头的长度，使得体积较小。为解决上述技术问题，本技术实施例采用的一个技术方案是：提供一种投影镜头，包括:引导显示元件组，用于将从第一方向入射的照明光束转换为投影光束，并使所述投影光束朝第二方向出射；透镜元件组，其中心光轴与所述第二方向重合，用于接收并透射所述引导显示元件组输出的投影光束；转向光学元件，用于对所述投影光束进行至少两次折射，以使所述投影光束转向和聚拢，并使其朝第三方向出射。可选地，所述转向光学元件包括：透镜本体、第一折射面和第二折射面，所述第一折射面和所述第二折射面分别设于所述透镜本体的两端；当所述投影光束入射至所述第一折射面，所述第一折射面将所述投影光束折射至所述透镜本体，所述透镜本体透射所述投影光束至所述第二折射面，所述第二折射面折射所述投影光束，以使所述投影光束朝所述第三方向出射。可选地，所述透镜本体由两个或者多个不同折射率的光楔组成，进而有效的消除所述投影光束的色差。可选地，所述转向光学元件具体用于：对所述投影光束进行至少两次折射和至少一次反射，以使所述投影光束转向和聚拢，并使其朝第三方向出射。可选地，所述转向光学元件包括：透镜本体、第一折射面、第二折射面和第一反射面，所述第一折射面和所述第二折射面分别设于所述透镜本体的两端，所述第一反射面设于所述透镜本体的一侧，并分别与所述第一折射面、所述第二折射面相交；当所述投影光束入射至所述第一折射面，所述第一折射面将所述投影光束折射至所述透镜本体，所述透镜本体透射所述投影光束至所述第一反射面，所述第一反射面反射所述投影光束，所述透镜本体透射反射后的所述投影光束至所述第二折射面，所述第二折射面折射所述投影光束，以使所述投影光束朝所述第三方向出射。可选地，所述转向光学元件包括：透镜本体、第一折射面、第二折射面、第一反射面和第二反射面，所述第一折射面和所述第二折射面分别设于所述透镜本体的两端，所述第一反射面设于所述透镜本体的一侧，所述第二反射面设于所述透镜本体的另一侧，所述第一反射面、所述第二反射面均与所述第一折射面、所述第二折射面相交；当所述投影光束入射至所述第一折射面，所述第一折射面将所述投影光束折射至所述透镜本体，所述透镜本体透射所述投影光束至所述第一反射面，所述第一反射面反射所述投影光束，所述透镜本体透射第一次反射后的所述投影光束至所述第二反射面，所述第二反射面反射所述投影光束，所述透镜本体透射第二次反射后的所述投影光束至所述第二折射面，所述第二折射面折射所述投影光束，以使所述投影光束朝所述第三方向出射。可选地，所述引导显示元件组包括第一显示芯片和棱镜；所述棱镜用于接收并透过所述照明光束，以使其输出至所述第一显示芯片；所述第一显示芯片用于将所述棱镜输出的所述照明光束转换为所述投影光束，并使其输出至所述棱镜；所述棱镜还用于反射所述第一显示芯片输出的所述投影光束，以使所述投影光束朝所述第二方向出射。可选地，所述引导显示元件组包括：第二显示芯片和第二偏振分光元件；所述第二偏振分光元件用于接收并透过部分所述照明光束，以使其输出至所述第二显示芯片；所述第二显示芯片用于将所述第二偏振分光元件输出的部分所述照明光束转换为所述投影光束，并使其输出至所述第二偏振分光元件；所述第二偏振分光元件还用于反射所述第二显示芯片输出的所述投影光束，以使所述投影光束朝所述第二方向出射。可选地，所述透镜元件组包括：第一透镜、第二透镜和第三透镜；所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜沿所述透镜元件组的中心光轴按照从所述引导显示元件组至所述反射光学元件组的方向依序排列；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述投影镜头的焦距满足：0.8＜|F1/F|＜1.3,0.5＜|F2/F|＜1.0；其中，F1为所述第一透镜的焦距，F2为所述第二透镜和所述第三透镜组合后的焦距，F为所述投影镜头的焦距。可选地，所述投影镜头还包括：会聚透镜；所述会聚透镜设于所述转向光学元件的出光侧，所述会聚透镜用于接收所述转向光学元件输出的所述投影光束，并会聚所述投影光束以及消除色差，以使会聚后的所述投影光束朝所述第三方向出射。可选地，所述投影镜头还包括：光阑，所述光阑设于所述会聚透镜的出光侧，所述光阑的中心光轴与所述会聚透镜的中心光轴重合。为解决上述技术问题，本技术实施例采用的另一个技术方案是：提供一种近眼显示装置，包括照明模块、衍射波导以及上述的投影镜头，所述照明模块设于所述投影镜头的入光侧，所述衍射波导设于所述投影镜头的出光侧。本技术实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术实施例提供一种投影镜头通过引导显示元件组将入射的照明光束转换为投影光束，透镜元件组对透镜光束进行处理和透射，以保证投影镜头的成像质量，转向光学元件对投影光束进行折射，以进行转向和聚拢，从而能够不改变光束平行光的特性，同时缩小镜头的长度，使得体积较小。附图说明一个或多个实施通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1a为现有技术中曲面反射镜对光束转向的示意图；图1b为现有技术中平面反射镜对光束转向的示意图；图2为本技术其中一实施例提供的一种投影镜头的结构示意图；图3a为图2的投影镜头的转向光学元件的结构示意图；图3b为图2的投影镜头的转向光学元件的另一结构示意图；图3c为图2的投影镜头的转向光学元件的又一结构示意图；图4a为图2的投影镜头的转向光学元件的另又一结构示意图；图4b为图3a的转向光学元件的结构示意图；图5a为本技术另一实施例提供的一种投影镜头的结构示意图；图5b为图5a投影镜头的处理模块的另一结构示意图；图6为本技术实施例提供的一种近眼显示装置的结构示意图。具体实施方式为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施例，对本技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投影镜头，其特征在于，包括：引导显示元件组，用于将从第一方向入射的照明光束转换为投影光束，并使所述投影光束朝第二方向出射；透镜元件组，其中心光轴与所述第二方向重合，用于接收并透射所述引导显示元件组输出的投影光束；转向光学元件，用于对所述投影光束进行至少两次折射，以使所述投影光束转向和聚拢，并使其朝第三方向出射。

【技术特征摘要】
1.一种投影镜头，其特征在于，包括：引导显示元件组，用于将从第一方向入射的照明光束转换为投影光束，并使所述投影光束朝第二方向出射；透镜元件组，其中心光轴与所述第二方向重合，用于接收并透射所述引导显示元件组输出的投影光束；转向光学元件，用于对所述投影光束进行至少两次折射，以使所述投影光束转向和聚拢，并使其朝第三方向出射。2.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述转向光学元件包括：透镜本体、第一折射面和第二折射面，所述第一折射面和所述第二折射面分别设于所述透镜本体的两端；当所述投影光束入射至所述第一折射面，所述第一折射面将所述投影光束折射至所述透镜本体，所述透镜本体透射所述投影光束至所述第二折射面，所述第二折射面折射所述投影光束，以使所述投影光束朝所述第三方向出射。3.根据权利要求2所述的投影镜头，其特征在于，所述透镜本体由两个或者多个不同折射率的光楔组成，进而有效的消除所述投影光束的色差。4.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述转向光学元件具体用于：对所述投影光束进行至少两次折射和至少一次反射，以使所述投影光束转向和聚拢，并使其朝第三方向出射。5.根据权利要求4所述的投影镜头，其特征在于，所述转向光学元件包括：透镜本体、第一折射面、第二折射面和第一反射面，所述第一折射面和所述第二折射面分别设于所述透镜本体的两端，所述第一反射面设于所述透镜本体的一侧，并分别与所述第一折射面、所述第二折射面相交；当所述投影光束入射至所述第一折射面，所述第一折射面将所述投影光束折射至所述透镜本体，所述透镜本体透射所述投影光束至所述第一反射面，所述第一反射面反射所述投影光束，所述透镜本体透射反射后的所述投影光束至所述第二折射面，所述第二折射面折射所述投影光束，以使所述投影光束朝所述第三方向出射。6.根据权利要求4所述的投影镜头，其特征在于，所述转向光学元件包括：透镜本体、第一折射面、第二折射面、第一反射面和第二反射面，所述第一折射面和所述第二折射面分别设于所述透镜本体的两端，所述第一反射面设于所述透镜本体的一侧，所述第二反射面设于所述透镜本体的另一侧，所述第一反射面、所述第二反射面均与所述第一折射面、所述第二折射面相交；当所述投影光束入射至所述第一折射面，所述第一折射面将所述投影光束折射至所述透镜本体，所述透镜本体透射所述投影光束至所述第一反射面，所述第一反射面反射所述投影光束，所述透镜本...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志强，杨伟樑，赵远，林清云，
申请(专利权)人：广景视睿科技深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44