光场转换装置以及激光显示设备制造方法及图纸

本发明专利技术属于激光显示领域，尤其涉及一种光场转换装置以及激光显示设备，其中，光场转换装置包括第一透镜、第二透镜和场镜，所述第一透镜、所述场镜和所述第二透镜沿光路依次设置，所述光场转换装置的第一焦平面设置于所述第一透镜与所述场镜之间。基于本发明专利技术的结构设计，缩短了整个光学系统的总长，在进行空间折叠时，有利于减少空间体积，并有利于整机设计与产品小型化。

Light field conversion device and laser display device

【技术实现步骤摘要】
光场转换装置以及激光显示设备
本专利技术属于激光显示领域，尤其涉及一种光场转换装置以及激光显示设备。
技术介绍
随着激光技术的不断发展，激光显示技术及设备相继进入人们的视野，目前主流的激光显示技术多是以投影显示技术为基础采用激光光源替换常规的LED光源或灯泡，具有高亮度、大色域、长寿命和低功耗等特点。在激光投影技术中会涉及到空间光调制器的激光匀场照明问题，即需保证空间光调制器有效工作区表面光场均匀且照明角度满足要求，为此需要采用光场转换装置来实现。现有光场转换装置一般采用3-4片透镜、相邻放置的2片反射镜、TIR棱镜的基本组成形式，由于相邻放置的2片反射镜引入导致透镜组之间必须留有足够的空间放置反射镜，这样会增加光场转换装置的体积，不利于产品的小型化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种光场转换装置，其旨在解决空间体积较大的问题。本专利技术是这样实现的：一种光场转换装置，包括第一透镜、第二透镜和场镜，所述第一透镜、所述场镜和所述第二透镜沿光路依次设置，所述光场转换装置的第一焦平面设置于所述第一透镜与所述场镜之间。可选地，所述场镜为一个双凸非球面透镜，其在光路方向上靠近所述第一透镜一侧的表面为球面，而在光路方向上靠近所述第二透镜一侧的表面为非球面。可选地，所述第一透镜的厚度为t1，5.3mm<t1<13.9mm；所述场镜的厚度为t2，5.3mm<t2<13.9mm；所述第二透镜的厚度为t3，5.3mm<t3<13.9mm。可选地，所述场镜包括两个在光路上依次设置的球面透镜；可选地，所述光场转换装置还包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜在光路方向上设置于所述第一透镜与所述场镜之间，所述第一反射镜的发射面用于将经所述第一透镜射出的光线反射至所述场镜，所述第二反射镜在光路方向上设置于所述场镜与所述第二透镜之间，所述第二反射镜的发射面用于将经所述场镜出的光线反射至所述第二透镜。可选地，所述第一反射镜位于所述第一透镜和所述光场转换装置的第一焦平面之间。可选地，所述第一透镜的折射率为n1，1.4<n1<1.68；所述场镜的折射率为n2，1.4<n2<1.68；所述第二透镜的折射率为n3，1.4<n3<1.68。可选地，所述光场转换装置还包括积分方棒，光线穿过所述积分方棒后，进入所述第一透镜。可选地，所述第一透镜为具有正光焦度的球面透镜，且其光焦度为0.03-0.04；所述第二透镜为具有正光焦度的双凸透镜，其光焦度为0.01-0.02。本专利技术还提供一种激光显示设备，其特征在于，包括激光光源、激光消散斑装置、空间光调制器、镜头以及上述的光场转换装置。由上可知，基于本专利技术的结构设计，缩短了整个光学系统的总长，在进行空间折叠时，有利于减少空间体积，并有利于整机设计与产品小型化。此外，由于光学总长的缩短，光学性能也得到有效提升，使得照明到空间光调制器的光场更加均匀。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的光场装换装置的光路展开示意图；图2是本专利技术实施例提供的光场装换装置的一种视角下的立体结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的光场装换装置的另一种视角下的立体结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的光场装换装置的再一种视角下的立体结构示意图。附图1至4标号说明：标号名称标号名称100第一透镜200场镜300第一反射镜400第二反射镜500第二透镜600TIR棱镜700空间光调制器800积分方棒具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种光场转换装置。请参阅图1至图4，该光场转换装置包括第一透镜100、第二透镜500和场镜200。在此需要说明的是，第一透镜100用于压缩光束的发散角以及对该光束进行场曲矫正和畸变矫正，第二透镜500用于对第一透镜100出生的光束进行场曲矫正以及畸变矫正。在此还需要说明的是，该光场转换装置在正常使用过程中通常还配合使用有TIR(TotalInternalReflection，全内反射)棱镜，经TIR棱镜600将均匀光场照射到空间光调制器700。在本专利技术实施例中，第一透镜100、场镜200和第二透镜500沿光路依次设置，光场转换装置的第一焦平面设置于第一透镜100与场镜200之间。在此需要说明的是，如场镜200设置于第一透镜100与光场转换装置的第一焦平面之间，场镜200会增加第一透镜100到光场转换装置的第一焦平面的光路路径。而基于本专利技术的结构设计，由于场镜200位于光场转换装置的第一焦平面的后面，去除了场镜200对第一透镜100到光场转换装置的第一焦平面的光路路径的影响，缩短了第一透镜100到光场转换装置的第一焦平面的光路路径，这样，在进行空间折叠时，有利于减少空间体积，并有利于整机设计与产品小型化。此外，由于光学总长的缩短，光学性能也得到有效提升，使光调制器700的光场更加均匀。在此需要说明的是，焦平面是光场形成的，第一焦平面是第一透镜100与第二透镜500联合形成的，光场还包括第二焦平面，是由第二透镜500与后面的结构形成的。请参阅图1至图4，在本专利技术一个实施例中，场镜200为一个非球面透镜，其在光路方向上靠近第一透镜100一侧的表面为球面，而在光路方向上靠近第二透镜500一侧的表面为非球面。非球面透镜的镜片形状是通过精确计算并由精密机器研磨而成，在设计过程中充分考虑到上述各校正因素，可以改善镜片边缘部分对光的有效利用，从而使物体的成像更加细致，因而一片非球面透镜就能实现多个球面镜片校正像差的效果，用非球面透镜制造镜头可以有效减少镜片的数量并因此减小镜头的体积，还使得镜头的成像精度更佳，透光度更好，色彩还原更加准确。在本实施例中，非球面透镜的非球面为二次非球面，二次非球面系数k<0。进一步地，在本专利技术一个实施例中，第一透镜的厚度为t1，5.3mm<t1<13.9mm；场镜的厚度为t2，5.3mm<t2<13.9mm；第二透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光场转换装置，包括第一透镜、第二透镜和场镜，其特征在于，所述第一透镜、所述场镜和所述第二透镜沿光路依次设置，所述光场转换装置的第一焦平面设置于所述第一透镜与所述场镜之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种光场转换装置，包括第一透镜、第二透镜和场镜，其特征在于，所述第一透镜、所述场镜和所述第二透镜沿光路依次设置，所述光场转换装置的第一焦平面设置于所述第一透镜与所述场镜之间。


2.如权利要求1所述的光场转换装置，其特征在于，所述场镜为一个双凸非球面透镜，其在光路方向上靠近所述第一透镜一侧的表面为球面，而在光路方向上靠近所述第二透镜一侧的表面为非球面。


3.如权利要求2所述的光场转换装置，其特征在于，所述第一透镜的厚度为t1，5.3mm<t1<13.9mm；
所述场镜的厚度为t2，5.3mm<t2<13.9mm；
所述第二透镜的厚度为t3，5.3mm<t3<13.9mm。


4.如权利要求1所述的光场转换装置，其特征在于，所述场镜包括两个在光路上依次设置的球面透镜。


5.如权利要求1所述的光场转换装置，其特征在于，所述光场转换装置还包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜在光路方向上设置于所述第一透镜与所述场镜之间，所述第一反射镜的发射面用于将经所述第一透镜射出的光线反射至所述场镜，所述第二反射...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兴，
申请(专利权)人：TCL科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44