[发明专利]基于数字光处理的照明模块及增强现实设备

说明书

本发明公开了基于数字光处理的照明模块，所述照明模块包括：具有导光板的面光源、三角棱镜和直角棱镜；所述三角棱镜包括底边、第一边和第二边；所述直角棱镜包括斜边、第一直角边和第二直角边；所述底边与所述斜边贴合，所述第一边与所述面光源贴合，所述第二边与所述数字光处理的部件相邻。在本发明中，面光源通过导光板对自身发出的三色光线进行混色匀光，三角棱镜和直角棱镜组合成全反射棱镜，将面光源的照明光线进行汇率，缩小了照明模块的体积。

技术领域

本发明涉及光学领域，特别涉及基于数字光处理(Digital Light Process， 英文缩写DLP)的照明模块及增强现实(Augmented Reality，英文缩写AR) 设备。

背景技术

AR显示技术是将信息以虚像的方式投影到人眼，使得虚拟信息与现实 环境叠加在一起同时呈献给人眼。在户外等高亮度环境下，显示的信息亮 度直接影响使用者对信息的获取，而DLP由于其投影的高亮度和高对比度， 可以解决AR显示亮度的问题。

图1是现有技术中DLP的原理图。每个像素为一片微型反射镜，该反 射镜可以在两个角度值之间切换。以图1为例，DLP成像具有如下三个状 态：

1、照明光线从光源以-24°入射，当反射镜翻转至超向光源一侧的-12° 时，照明光线被反射成0°，与镜头光轴平行，此时反射光线进入成像光路， 即反射光线进入成像镜头，这个状态像素为点亮状态，将这个状态称为“on” 态；

2、当反射镜翻转至光源另一侧的12°时，照明光线被发射成48°，偏离 光轴，反射光线不能进入成像光路，即反射光线不能进入成像镜头，这个 状态像素为黑，将这个状态称为“off”态；

3、在“off”态时，DLP保护窗的反射面法线为0°，反射光线为24°， 此时的反射光线称为“flat”态光线。

可以看出，为避免更多的杂散光进入成像镜头，DLP照明技术将照明 光线汇聚成光锥，同时因为DLP中采用红、黄、蓝三色混合照明，混色部 分和汇聚光线部分都需要有相应的部件来实现功能，造成照明模块体积庞 大。

发明内容

本发明实施例提供了基于DLP的成像镜头及AR设备。为了对披露的 实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部 分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的 保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详 细说明的序言。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于DLP的照明模块，所述照明 模块包括：具有导光板的面光源、三角棱镜和直角棱镜；

所述三角棱镜包括底边、第一边和第二边；

所述直角棱镜包括斜边、第一直角边和第二直角边；

所述底边与所述斜边贴合，所述第一边与所述面光源贴合，所述第二 边与所述数字光处理的部件相邻。

基于所述照明模块，作为可选的第一实施例，所述底边与所述斜边之 间，具有空气间隙。

基于所述照明模块，作为可选的第二实施例，所述底边与所述第二边 的夹角α，满足如下公式：

α＝ф-γ′；

其中，ф＝asin(1/n)，ф是所述三角棱镜的全反射角，n是所述三角棱镜 的折射率；

γ′＝asin(sin(γ)/n)＝asin(sin(θ)/n)，γ＝θ，γ′是所述面光源的边缘光束在射出 所述三角棱镜前的角度，γ是所述面光源射出的光束光锥在二维平面展开的 扇形光线最靠近所述数字光处理法线一侧的边缘光束的角度，2θ是所述面 光源的主光束的入射角度。

基于所述第二实施例，作为可选的第三实施例，所述面光源的主光束 在射出所述三角棱镜前的角度η′，满足如下公式：