一种投影镜头及投影系统技术方案

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投影系统。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其朝第二方向出射；透镜元件组，用于接收并透射引导显示元件组输出的投影光束；反射光学元件组，包括：第一偏振分光元件、四分之一波片和曲面反射镜，第一偏振分光元件设于透镜元件组的出光侧，四分之一波片、曲面反射镜设于第一偏振分光元件的一侧，四分之一波片设于第一偏振分光元件和曲面反射镜之间。通过以上方式，本实施例能够减少装置的光学总长度，并保证满足大视角等成像质量。

A Projection Lens and Projection System

【技术实现步骤摘要】
一种投影镜头及投影系统
本技术实施例涉及光学投影
，特别是涉及一种投影镜头及投影系统。
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：目前的波导式投影镜头或者其他的近眼显示装置应用需要满足大视角的成像要求，常规的方法是通过增加透镜数量等方式满足大视角等成像质量，使得装置的光学总长度增加，不利于镜头的小型化。
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投影系统，能够减少装置的光学总长度，并保证满足大视角等成像质量。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；反射光学元件组，包括：第一偏振分光元件、四分之一波片和曲面反射镜，所述第一偏振分光元件设于所述透镜元件组的出光侧，所述四分之一波片、所述曲面反射镜设于所述第一偏振分光元件的一侧，所述四分之一波片设于所述第一偏振分光元件和所述曲面反射镜之间；所述第一偏振分光元件用于反射所述投影光束的第一偏振光，所述四分之一波片用于使所述第一偏振光产生附加光程差，所述曲面反射镜用于将所述四分之一波片输出的所述第一偏振光反射回所述四分之一波片，所述四分之一波片还用于使所述曲面反射镜反射的所述第一偏振光产生附加光程差，使其转换为所述投影光束的第二偏振光，所述第一偏振分光元件还用于透过所述第二偏振光，以使所述第二偏振光朝第三方向出射。可选地，所述反射光学元件组还包括：会聚透镜；所述会聚透镜设于所述第一偏振分光元件远离所述四分之一波片的一侧，所述会聚透镜用于接收所述第一偏振分光元件输出的所述第二偏振光，并会聚所述第二偏振光，以使会聚后的所述第二偏振光朝所述第三方向出射。可选地，所述反射光学元件组还包括：光阑，所述光阑设于所述会聚透镜的出光侧。可选地，所述光阑、所述会聚透镜、所述四分之一波片和所述曲面反射镜的设置方向与所述透镜元件组的出光方向垂直；所述光阑、所述会聚透镜、所述四分之一波片和所述曲面反射镜的中心光轴重合，并与所述透镜元件组的中心光轴垂直。可选地，所述四分之一波片、所述曲面反射镜和所述第一偏振分光元件胶合。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，所述第一方向与所述第二方向的夹角大于0°小于等于90°，所述第二方向与所述第三方向垂直。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：提供一种投影系统，包括照明装置以及上述的投影镜头，所述照明装置用于为所述投影镜头提供照明光束。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使得沿第一方向入射的照明光束转换为投影光束，并朝第二方向出射，通过反射光学元件组使沿第二方向传输的投影光束朝第三方向出射，从而能够减少装置的光学总长度，并且保证满足大视角等成像质量。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1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2为图1的投影镜头的反射光学元件组的另一结构示意图；图3a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3b为图3a投影镜头的透镜元件组的另一结构示意图；图4为本技术实施例提供的一种投影系统的结构示意图。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”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本技术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，不是用于限制本技术。本说明书所使用的术语“和/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。此外，下面所描述的本技术不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。本技术实施例中的投影镜头，通过改变光束方向，能够减少装置的光学总长度，并保证满足大视角等成像质量。本技术实施例中的投影镜头，能够应用于本实施例中的投影系统，以减小投影系统的体积。具体地，下面将通过实施例对投影镜头和投影系统进行阐述。实施例一请参阅图1，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。如图1所示，投影镜头100包括引导显示元件组110、透镜元件组120和反射光学元件组130。其中，透镜元件组120设于引导显示元件组110和反射光学元件组130之间，引导显示元件组110用于将从第一方向入射的照明光束转换为投影光束本文档来自技高网...

【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；反射光学元件组，包括：第一偏振分光元件、四分之一波片和曲面反射镜，所述第一偏振分光元件设于所述透镜元件组的出光侧，所述四分之一波片、所述曲面反射镜设于所述第一偏振分光元件的一侧，所述四分之一波片设于所述第一偏振分光元件和所述曲面反射镜之间；所述第一偏振分光元件用于反射所述投影光束的第一偏振光，所述四分之一波片用于使所述第一偏振光产生附加光程差，所述曲面反射镜用于将所述四分之一波片输出的所述第一偏振光反射回所述四分之一波片，所述四分之一波片还用于使所述曲面反射镜反射的所述第一偏振光产生附加光程差，使其转换为所述投影光束的第二偏振光，所述第一偏振分光元件还用于透过所述第二偏振光，以使所述第二偏振光朝第三方向出射。

【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；反射光学元件组，包括：第一偏振分光元件、四分之一波片和曲面反射镜，所述第一偏振分光元件设于所述透镜元件组的出光侧，所述四分之一波片、所述曲面反射镜设于所述第一偏振分光元件的一侧，所述四分之一波片设于所述第一偏振分光元件和所述曲面反射镜之间；所述第一偏振分光元件用于反射所述投影光束的第一偏振光，所述四分之一波片用于使所述第一偏振光产生附加光程差，所述曲面反射镜用于将所述四分之一波片输出的所述第一偏振光反射回所述四分之一波片，所述四分之一波片还用于使所述曲面反射镜反射的所述第一偏振光产生附加光程差，使其转换为所述投影光束的第二偏振光，所述第一偏振分光元件还用于透过所述第二偏振光，以使所述第二偏振光朝第三方向出射。2.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述反射光学元件组还包括：会聚透镜；所述会聚透镜设于所述第一偏振分光元件远离所述四分之一波片的一侧，所述会聚透镜用于接收所述第一偏振分光元件输出的所述第二偏振光，并会聚所述第二偏振光，以使会聚后的所述第二偏振光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，所述反射光学元件组还包括：光阑，所述光阑设于所述会聚透镜的出光侧。4.根据权利要求3所述的投影镜头，其特征在于，所述光阑、所述会聚透镜、所述四分之一波片和所述曲面反射镜的设置方向与所述透镜元件组的出光方向垂直；所述光阑、所述会聚透镜、所述四分之一波片和所述曲面反射镜的中心光轴重合，并与所述透镜元件组的中心光轴垂直。5.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述四分之一波...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志强，杨伟樑，赵远，林清云，蒲小凤，
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