照明系统以及光机系统技术方案

本申请实施例提供了一种照明系统，包括光波导件和耦出光栅，光波导件用于接收入射光，并以全反射方式传导入射光。耦出光栅设置于光波导件，耦出光栅的光栅周期沿预定方向渐变设置，以使从耦出光栅耦出的光线向耦出光栅的中心收敛。通过采用厚度尺寸更小的光波导件以及耦出光栅进行光照明，因此可以使得照明系统更加轻薄，利于应用于虚拟显示设备等对体积和重量要求较高的光机系统中。此外，本申请实施例还提供了一种光机系统。还提供了一种光机系统。还提供了一种光机系统。

Lighting system and optical mechanical system

【技术实现步骤摘要】
照明系统以及光机系统


[0001]本申请涉及投影
，具体涉及一种照明系统以及光机系统。

技术介绍

[0002]增强现实(Augmented Reality，AR)是一种实时采集现实世界信息，并将虚拟信息、图像等与现实世界相结合的显示技术，有望成为继个人电脑、智能手机后的新一代信息交互终端，具有广阔的市场规模和想象空间。首先在信息显示上，AR将不再受限于实体屏幕，而是可以在整个物理空间中显示，采用虚实结合的方式，在物理实体的基础上实时显示虚拟信息，即为增强现实显示；其次在人机交互上，指令采集可以突破实体的操作界面，使用更加自然便捷的交互方式，如语音、手势、图像等，使得人机交互模式更像是与人的自然交流。
[0003]AR设备中的光机系统用于生成投影显示图像，其中主要有基于LCoS或 DMD的投影系统。
[0004]硅基液晶(Liquid Crustal On Silicon,LCoS)是一种新型的结合了半导体与 LCD技术的新型微显示技术。其通常需要设置体积较大的一个或多个PBS棱镜作为照明系统的一部分，因此，设备的整体的体积和重量均较大。DLP投影显示技术是以DMD器件为核心的投影显示技术，应用DMD芯片构成投影显示系统，DLP投影系统通常采用具有椭球形反光碗的光源和方棒照明系统，这类照明系统存在体积普遍较大的问题。
[0005]对于AR设备等光机系统而言，现有技术中的光机系统的投影光斑过大，不能很好的与AR设备匹配，因此有必要设计更为轻薄化的光机系统。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种照明系统以及光机系统，以改善上述问题。
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种照明系统，包括光波导件和耦出光栅，光波导件用于接收入射光，并以全反射方式传导入射光。耦出光栅设置于光波导件，耦出光栅的光栅周期沿预定方向渐变设置，以使从耦出光栅耦出的光线向耦出光栅的中心收敛。
[0008]在一些实施方式中，耦出光栅为直光栅。
[0009]在一些实施方式中，耦出光栅的光栅周期沿单一方向逐渐增大或逐渐减小。
[0010]在一些实施方式中，耦出光栅的光栅周期沿入射光在光波导件内的行进方向逐渐增大。
[0011]在一些实施方式中，耦出光栅的光栅周期沿多个不同方向逐渐增大或逐渐减小。
[0012]在一些实施方式中，以耦出光栅的中心为圆点，耦出光栅的光栅周期沿圆点的径向逐渐增大或逐渐减小。
[0013]在一些实施方式中，照明系统还包括耦入装置，耦入装置用于接收入射光，并将入射光耦入光波导件，以使入射光在光波导件内发生全反射。
[0014]第二方面，本申请实施例还提供了一种光机系统，包括上述的照明系统、空间光调
制器、以及投影镜头，空间光调制器接收并调制照明系统出射的照明光，形成图像光，投影镜头用于显示图像光。
[0015]在一些实施方式中，空间光调制器与投影镜头位于光波导件的相背的两侧，空间光调制器调制照明光形成的图像光透过光波导件后，进入投影镜头。
[0016]在一些实施方式中，光机系统还包括偏振件，偏振件用于滤过图像光，投影镜头用于显示透过偏振件后的图像光。
[0017]本申请提供的照明系统以及光机系统，采用厚度尺寸更小的光波导件进行光照明，因此可以使得照明系统更加轻薄，利于应用于虚拟显示设备等对体积和重量要求较高的光机系统中。
[0018]本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
[0020]图1是本申请实施例示出的一种衍射光栅的衍射原理图。
[0021]图2是本申请实施例提供的一种光机系统的结构示意图。
[0022]图3是本申请实施例提供的另一种光机系统的结构示意图。
[0023]图4是本申请实施例中提供的一种耦入装置的结构示意图。
[0024]图5是本申请实施例中提供的另一种耦入装置的结构示意图。
[0025]图6是本申请实施例中提供的又一种耦入装置的结构示意图。
[0026]图7是入射光在不同光栅周期的衍射光栅发生衍射时的光路示意图。
[0027]图8是本申请实施例中提供的一种耦出光栅的光路图。
[0028]图9是本申请实施例中提供的一种耦出光栅的光栅周期分布示意图。
[0029]图10是本申请实施例中提供的另一种耦出光栅的光栅周期分布示意图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0031]下面将结合附图具体描述本申请的各实施例。
[0032]图1示出了当入射光入射于衍射光栅时，各级次衍射光线的出射路径，其中 d是光栅结构的周期，θ
m
为衍射角度，m为衍射级次，λ为光束波长，则其光栅方程可以表示为dsinθ
m
＝mλ。
[0033]从光栅方程中，可以看出，波长λ不变时，周期d越大，各级次衍射光线的衍射角度θ
m
越小。
[0034]第一实施例
[0035]参阅图2，本实施例提供一种光机系统10，光机系统10包括照明系统20、空间光调制器30以及投影镜头50，其中照明系统20用于生成照明光，空间光调制器30接收照明光并调制成图像光，图像光进入投影镜头50进行显示。
[0036]具体的，照明系统20包括光波导件100以及耦出光栅300，耦出光栅300 设置于光波导件100。光波导件100包括相背的第一表面110以及第二表面120，第一表面110与第二表面120大致相互平行，光波导件100可以供传播光线，具体的，当入射光进入光波导件后，以全反射的形式在光波导件内进行传播。
[0037]其中入射光可以是偏振光，例如S偏振态光，入射光可以由光源生成，在一种实施方式中，光源可以是线偏振激光器。在另一种实施方式中，光源可以包括LED光源或其他类型激光器以及偏振片，LED光源或其他类型激光器出射的光束通过偏振片后，经准直匀化形成均匀的光斑，作为单一偏振态的入射光。其中光源出射的入射光可以是白光或者单色光，在此不做具体限定。
[0038]在一些实施方式中，如图3所示，照明系统20还可以包括耦入装置200，耦入装置200用于接收入射光，并将入射光耦入光波导件100，以使入射光在光波导件100内发生全反射，发生全反射的入射光向耦出光栅300方向传播。通过改变入射光入射于光波导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种照明系统，其特征在于，所述照明系统包括：光波导件，用于接收入射光，并以全反射方式传导所述入射光；设置于所述光波导件的耦出光栅，所述耦出光栅的光栅周期沿预定方向渐变设置，以使从所述耦出光栅耦出的光线向所述耦出光栅的中心收敛。2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述耦出光栅为直光栅。3.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述耦出光栅的光栅周期沿单一方向逐渐增大或逐渐减小。4.根据权利要求3所述的照明系统，其特征在于，所述耦出光栅的光栅周期沿所述入射光在所述光波导件内的行进方向逐渐增大。5.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述耦出光栅的光栅周期沿多个不同方向逐渐增大或逐渐减小。6.根据权利要求5所述的照明系统，其特征在于，以所述耦出光栅的中心为圆点，所述耦出光栅的光栅周期沿圆点的径向逐渐增大或逐渐减小。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏，朴妍玲，严子深，李屹，
申请(专利权)人：深圳光峰科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：