[go: up one dir, main page]

CN117108944B - 光源模组及显示装置 - Google Patents

光源模组及显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN117108944B
CN117108944B CN202310859511.8A CN202310859511A CN117108944B CN 117108944 B CN117108944 B CN 117108944B CN 202310859511 A CN202310859511 A CN 202310859511A CN 117108944 B CN117108944 B CN 117108944B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
light source
prism
gap
source module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310859511.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117108944A (zh
Inventor
蔡英宏
黄彦衡
范振龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rongyu Technology Co ltd
Rongyu Technology Chengdu Co ltd
Original Assignee
Rongyu Technology Co ltd
Rongyu Technology Chengdu Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rongyu Technology Co ltd, Rongyu Technology Chengdu Co ltd filed Critical Rongyu Technology Co ltd
Priority to CN202310859511.8A priority Critical patent/CN117108944B/zh
Priority to US18/235,637 priority patent/US20250020312A1/en
Publication of CN117108944A publication Critical patent/CN117108944A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117108944B publication Critical patent/CN117108944B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/20—Dichroic filters, i.e. devices operating on the principle of wave interference to pass specific ranges of wavelengths while cancelling others
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/69—Details of refractors forming part of the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/002—Refractors for light sources using microoptical elements for redirecting or diffusing light
    • F21V5/005—Refractors for light sources using microoptical elements for redirecting or diffusing light using microprisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/02—Refractors for light sources of prismatic shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/048—Refractors for light sources of lens shape the lens being a simple lens adapted to cooperate with a point-like source for emitting mainly in one direction and having an axis coincident with the main light transmission direction, e.g. convergent or divergent lenses, plano-concave or plano-convex lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133526—Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/35—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being liquid crystals
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/37—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being movable elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00—Combination of light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

本申请实施例涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种光源模组及显示装置。所述光源模组包括用于发出第一光的第一光源、用于发出第二光的第二光源、合光组件和透光介质。所述第二光沿不同于所述第一光的光路传播。所述合光组件设置于所述第一光和所述第二光的光路上，并用于将所述第一光和所述第二光合光。所述透光介质填充于所述第一光源与所述合光组件的间隙，以及所述第二光源与所述合光组件的间隙。所述透光介质与所述合光组件的折射率差值的绝对值小于空气介质与所述合光组件的折射率差值的绝对值。所述显示装置包括所述光源模组。

Description

光源模组及显示装置
技术领域
本申请实施例涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种光源模组及一种应用所述光源模组的显示装置。
背景技术
传统的光源模组通常包括多个不同功能的光学组件，这些光学组件的间隙为空气介质，而光学组件的材料通常为玻璃、树脂等介质。在光学物理特性中，当光线从一种介质传播到另一种具有不同折射率的介质时，就会发生折射现象，表现为光线在不同介质的交界处发生偏折，即传播方向改变。因此，在所述光源模组中，所述光学组件和所述空气介质的交界处会发生折射现象，导致所述光源模组用于显示装置成像时产生的真实成像扭曲变形。
发明内容
本申请第一方面提供一种光源模组。所述光源模组包括：
第一光源，用于发出第一光；
第二光源，用于发出第二光，所述第二光沿不同于所述第一光的光路传播；
合光组件，设置于所述第一光和所述第二光的光路上，用于将所述第一光和所述第二光合光；以及
透光介质，填充于所述第一光源与所述合光组件的间隙，以及所述第二光源与所述合光组件的间隙；
其中，所述透光介质与所述合光组件的折射率差值的绝对值小于空气介质与所述合光组件的折射率差值的绝对值。
本申请实施例提供的光源模组，填充所述透光介质在所述第一光源和所述合光组件的间隙、所述第二光源和所述合光组件的间隙中，且所述透光介质的折射率相比于空气介质更接近于所述合光组件，这使得所述第一光与所述第二光在经过所述合光组件与所述透光介质的交界面时，由于不同介质的折射率间存在差异而产生的折射现象有所改善。
本申请第二方面提供一种显示装置。所述显示装置包括：
如上述第一方面所述的光源模组；以及
调光组件，用于将所述光源模组发出的第四光转化为用于显示的图像光，所述图像光包含图像信息。
本申请实施例提供的显示装置，利用所述光源模组进行发光，并结合所述光源模组借助填充所述透光介质改善折射现象的优势，进而提高所述显示装置成像的真实性，使所述显示装置可广泛应用于虚拟现实和增强现实等显示技术领域。
附图说明
图1为本申请一实施例的光源模组的结构示意图。
图2为图1中X部的局部放大图。
图3为本申请一实施例的显示装置的结构示意图。
主要元件符号说明：
光源模组 100
发光组件 10
第一光源 11
第二光源 12
第三光源 13
合光组件 20
第一棱镜 21
第二棱镜 22
入光面 211，221
出光面 212，222
第一增反膜 23
第二增反膜 24
准直组件 30
第一准直镜 31
第二准直镜 32
透光介质 40
壳体 50
空腔 51
透光部 53
第一光 L1
第二光 L2
第三光 L3
第四光 L4
图像光 L5
第一侧 A
第二侧 B
入射角 θ
出射角
显示装置 200
调光组件 220
具体实施方式
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，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
本申请实施例提供一种光源模组。请参阅图1，光源模组100包括发光组件10、合光组件20、准直组件30、透光介质40以及密闭中空的壳体50。
在本实施例中，发光组件10包括第一光源11、第二光源12以及第三光源13。其中，第一光源11用于发出第一光L1；第二光源12用于发出第二光L2，第二光L2沿不同于第一光L1的光路传播；第三光源13用于发出第三光L3，第三光L3沿不同于第一光L1及第二光L2的光路传播，为方便理解与简化光路，图1中仅分别示出第一光L1、第二光L2以及第三光L3的一束光线。具体而言，第一光L1、第二光L2以及第三光L3的传播光路两两不同，由于第一光源11、第二光源12以及第三光源13分别设置于光源模组100中不同的位置，导致第一光L1、第二光L2以及第三光L3到达合光组件20之前的光路不同。
在本实施例中，发光组件10以发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)作为发光源，发光组件10包括多颗LED。其中，第一光源11、第二光源12以及第三光源13分别包括至少一颗LED。当被应用于不同的产品时，LED的尺寸大小不同，除了常规尺寸大小的LED，也可以采用次毫米发光二极管(Mini-LED)和微型发光二极管(Micro-LED)。
在其他实施例中，发光组件10以激光器作为发光源，发光组件10包括多个激光器。其中，第一光源11、第二光源12以及第三光源13分别包括至少一个激光器。
在本实施例中，合光组件20包括第一棱镜21和第二棱镜22，第一棱镜21包括入光面211和出光面212，第二棱镜22包括入光面221和出光面222，其中第一棱镜21的出光面212和第二棱镜22的入光面221相对。合光组件20还具有不同的第一侧A和第二侧B。其中，第一光源11设置于合光组件20的第一侧A，且第二光源12和第三光源13设置于合光组件20的第二侧B。具体而言，当发光组件10发光时，第一光源11向第一棱镜21的入光面211发出第一光L1，第二光源12向第二棱镜22的出光面222发出第二光L2，第三光源13向第一棱镜21的出光面212发出第三光L3。在到达合光组件20之前，第一光L1的光路分别与第二光L2和第三光L3的光路互相垂直，第二光L2的光路和第三光L3的光路互相平行。合光组件20设置于第一光L1、第二光L2以及第三光L3的光路上，用于对光进行透射或者反射作用，将第一光L1、第二光L2以及第三光L3合光，使之光路交汇重叠而混合为第四光L4。
第一棱镜21用于透射第一光L1，并反射第三光L3。第二棱镜22用于透射第一光L1和第三光L3，并反射第二光L2。更具体地，第一光源11发出的第一光L1依次透射经过第一棱镜21的入光面211、出光面212以及第二棱镜22的入光面221、出光面222而射出。第二光源12发出的第二光L2被第二棱镜的出光面222反射而与第一光L1的光路重合。第三光源13发出的第三光L3依次透射经过第二棱镜的出光面222和入光面221而射出至第一棱镜21的出光面212，又被出光面212反射而与第一光L1以及第二光L2的光路重合。第一光L1、第二光L2以及第三光L3合成第四光L4。
在本实施例中，第一光L1为绿光，第二光L2为红光，第三光L3为蓝光。可选地，在其他实施例中，第一光L1、第二光L2以及第三光L3任意选择其中之一为绿光，另一为红光，再一为蓝光。由此可得，第四光L4由红光、绿光及蓝光按一定的光通量比例混合组成为白光，在其他实施例中还能够为各种光色，换而言之，红光、绿光及蓝光的混合比例不同，第四光L4的颜色亦随之不同。在本实施例中，透光介质40填充于发光组件10与合光组件20的间隙。具体地，透光介质40填充第一光源11与第一棱镜21的间隙、第二光源12与第二棱镜22的间隙、以及第三光源13与第二棱镜22的间隙。另，透光介质40还填充于第一棱镜21与第二棱镜22的间隙。更具体地，透光介质40与合光组件20的折射率差值的绝对值，小于空气介质(折射率为1)与合光组件20的折射率差值的绝对值。可选地，合光组件20中第一棱镜21和第二棱镜22的材料包括玻璃或树脂。故，为使透光介质40和合光组件20中第一棱镜21和第二棱镜22的折射率相近，透光介质40的折射率大于1，且包括介于1.48至1.53之间的取值范围。可选地，透光介质40的材料包括光学透明树脂(Optical Clear Resin，OCR)和光学透明胶(Optical Clear Adhesive，OCA)，OCR和OCA都具有高透光率的特性，亦可认为雾度(haze)低至较为理想的程度。第一棱镜21和第二棱镜22的折射率相同，但不限于此。
理论上，透光介质40与合光组件20的折射率差值的绝对值越小，光在两者交界处传播时发生的折射现象越不显着。请参阅图2，当第一光源11发出的第一光L1透过透光介质40被第一棱镜21接收时，第一光L1穿透第一棱镜21的入光面211，入光面211相当于透光介质40与第一棱镜21的交界面。假设N-N’线为入光面211的法线，透光介质40的折射率为n1，第一棱镜21的折射率为n2，入射角θ与出射角示出在图2中，则根据斯涅尔定律(Snell’sLaw)可得：
由关系式(1)可知，当n1与n2在数值上越接近时，的值越趋向于1，说明入射角θ与出射角的角度差距越小，第一光L1的光路由于折射而偏转的现象有所好转。当n1/n2的值无限趋向于1时，合光组件20和透光介质40的折射率相等，即根据关系式(1)可得的值无限趋向于1，则第一光L1在透光介质40以及第一棱镜21中的传播速度相同，且入射角θ与出射角的大小相等且互为对顶角，故第一光L1在透光介质40和第一棱镜21的交界面不偏折，即不发生折射现象。第一光L1经过透光介质40与第二棱镜22的交界面时、第二光L2和第三光L3经过透光介质40与第一棱镜21的交界面时、第二光L2和第三光L3经过透光介质40与第二棱镜22的交界面时也同理。
另，当第一光L1从折射率为n1的透光介质40向折射率为n2的第一棱镜21传播并穿透入光面211时，同时发生透射和反射。
在本实施例中，第一光L1无偏振态，故第一光L1包括等量的s偏振光和p偏振光。其中，p偏振光的偏振矢量平行于入光面211，s偏振光的偏振矢量垂直于入光面211。第一光L1的反射率R等于s偏振光的反射率Rs和p偏振光的反射率Rp的平均值，第一光L1的反射率R和透射率T的和等于1，可得：
T＝1-R(3)
同时，根据菲涅尔方程(Fresnel's Formula)，可得s偏振光的反射率Rs和p偏振光的反射率Rp分别与入射角θ、折射率n1以及折射率n2的关系式为：
根据关系式(1)至(5)，当n1与n2的数值相等时，可得：
Rs＝Rp＝0
R＝0,T＝1
综上所述，在本实施例中，第一光L1在穿过入光面211时的透射率为100％，反射率为0％；相当于，第一光L1在穿过入光面211时只发生透射，不被入光面211反射，相当于减少了第一光L1用于合光的光损耗，第二光L2和第三光L3在穿过合光组件20和透光介质40的交界面时也同理。
在本实施例中，合光组件20还包括第一增反膜23和第二增反膜24，第一增反膜23设置于第一棱镜21的出光面212，第二增反膜24设置于第二棱镜22的出光面222。具体而言，第一增反膜23用于增大第一棱镜21的出光面212对第三光L3的反射，第二增反膜24用于增大第二棱镜22的出光面222对第二光L2的反射。可选地，当第三光L3为蓝光时，第一增反膜23为蓝光增反膜；当第二光L2为红光时，第二增反膜24为红光增反膜。
在本实施例中，准直组件30包括设置于第一光源11与第一棱镜21之间的第一准直镜31以及设置于第二光源12、第三光源13与第二棱镜22之间的第二准直镜32。准直组件30用于将发光组件10发出的光准直，其中，第一准直镜31用于准直第一光L1，第二准直镜32用于准直第二光L2和第三光L3。
另，透光介质40还填充于发光组件10与准直组件30的间隙，以及合光组件20与准直组件30的间隙。具体地，透光介质40还填充于第一准直镜31与第一光源11的间隙、第二准直镜32与第二光源12的间隙、第二准直镜32与第三光源13的间隙、第一准直镜31与第一棱镜21的间隙、第二准直镜32与第二棱镜22的间隙。同时，准直组件30与透光介质40的折射率不同，使得准直组件30在透光介质40的包裹中仍可对光准直。
在本实施例中，壳体50包括空腔51，发光组件10、合光组件20、准直组件30以及透光介质40都容置于空腔51。更具体地，空腔51被发光组件10、合光组件20、准直组件30以及透光介质40完全充满，不含有空气介质。具体地，透光介质40还填充于第一光源11与壳体50的间隙，填充于第二光源12与壳体50的间隙，填充于第三光源13与壳体50的间隙，填充于合光组件20与壳体50的间隙，以及准直组件30与壳体50的间隙。
另，壳体50还包括透光部53，透光部53由可透光材料制成的，并靠近第二棱镜22的出光面222。透光部53用于让第四光L4透过，第四光L4从第二棱镜22的出光面222传播到透光部53，而射出到壳体50之外。
本申请实施例提供的光源模组100，填充透光介质40在第一光源11和合光组件20的间隙、第二光源12和合光组件20的间隙以及第三光源13和合光组件20的间隙，且透光介质40的折射率相比于空气介质更接近于合光组件20，这使得第一光L1、第二光L2以及第三光L3在经过合光组件20与透光介质40的交界面时，由于不同介质的折射率间存在差异而产生的折射现象有所改善，进而提高光源模组100用于显示装置成像的真实性，使光源模组100可广泛应用于虚拟现实和增强现实等显示技术领域。
本申请实施例还提供一种显示装置。请参阅图3，显示装置200包括光源模组100、调光组件220。其中，光源模组100用于发出第四光L4；调光组件220位于第四光L4的光路上，用于接收并调节第四光L4，并将第四光L4转化为用于显示的图像光L5。
在本实施例中，显示装置200为微型显示器，例如透射式的液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)、反射式的硅基液晶(Liquid Crystal On Silicon，LCoS)显示器；还例如使用数字微镜器件(Digital Micromirror Devices，DMD)的显示装置和基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)技术的激光束扫描(Laser BeamScanning，LBS)显示器，但不限于此。
可选地，当显示装置200为LCD时，调光组件220包括偏光片、滤光片、非球面透镜以及液晶分子层等光学组件，用于调整第四光L4的物理性质，转化为用于显示的图像光L5，图像光L5具有图像信息。
可选地，多个显示装置200组合成增强现实(Augmented Reality，AR)设备中的近眼显示系统，但不限于此。具体而言，每个显示装置200使用至少一个光源模组100作为光源，并发出图像光L5投射到人眼中。显示装置200发出的一组或者多组图像光L5合为虚拟图像，并通过“层叠”的形式在人眼中与现实场景融为一体。
在其他实施例中，当显示装置200为LBS显示器时，光源模组100中的第一光源11、第二光源12以及第三光源13为RGB激光器，调光组件220包括MEMS。
本申请实施例提供的显示装置200，利用光源模组100进行发光，并结合光源模组100借助填充透光介质40改善折射现象的优势，进而提高显示装置200成像的真实性，使显示装置200可广泛应用于虚拟现实和增强现实等显示技术领域。
以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种光源模组，其特征在于，包括：
第一光源，用于发出第一光；
第二光源，用于发出第二光，所述第二光沿不同于所述第一光的光路传播；
第三光源，用于发出第三光，所述第三光沿不同于所述第一光及所述第二光的光路传播；
合光组件，同时位于所述第一光、所述第二光和所述第三光的光路上；所述合光组件包括第一棱镜和第二棱镜，所述第一棱镜用于透射所述第一光，并反射所述第三光，所述第二棱镜用于透射所述第一光和所述第三光，并反射所述第二光，从而将所述第三光与所述第一光和所述第二光合光为第四光；以及
透光介质，填充于所述第一光源与所述合光组件的间隙，以及所述第二光源与所述合光组件的间隙，所述透光介质还填充于所述第一棱镜与所述第二棱镜的间隙；
其中，所述透光介质与所述第一棱镜和所述第二棱镜的折射率差值的绝对值小于空气介质与所述第一棱镜和所述第二棱镜的折射率差值的绝对值。
2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述合光组件的材料包括玻璃或树脂，所述透光介质的折射率大于1。
3.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，所述透光介质的折射率介于1.48至1.53之间。
4.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述透光介质还填充于所述第三光源与所述合光组件的间隙。
5.如权利要求4所述的光源模组，其特征在于，所述合光组件具有不同的第一侧和第二侧；其中，所述第一光源设置于所述第一侧，所述第二光源和所述第三光源设置于第二侧，所述第一光源发光的光路分别与所述第二光源和所述第三光源发光的光路互相垂直，所述第二光源发光的光路与所述第三光源发光的光路互相平行。
6.如权利要求5所述的光源模组，其特征在于，所述光源模组还包括准直组件，所述准直组件包括第一准直镜和第二准直镜；所述第一准直镜设置于所述第一光源与所述第一棱镜之间；所述第二准直镜设置于所述第二光源、所述第三光源与所述第二棱镜之间；其中，所述第一准直镜用于准直所述第一光，所述第二准直镜用于准直所述第二光和第三光。
7.如权利要求6所述的光源模组，其特征在于，所述透光介质还填充于所述第一准直镜与所述第一光源的间隙、所述第二准直镜与所述第二光源的间隙、所述第二准直镜与所述第三光源的间隙、所述第一准直镜与所述第一棱镜的间隙以及所述第二准直镜与所述第二棱镜的间隙。
8.如权利要求6所述的光源模组，其特征在于，还包括中空的壳体，所述壳体用于容置所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源、所述合光组件、所述准直组件以及所述透光介质；所述透光介质还填充于所述第一光源与所述壳体的间隙、所述第二光源与所述壳体的间隙、所述第三光源与所述壳体的间隙、所述合光组件与所述壳体的间隙以及所述准直组件与所述壳体的间隙。
9.一种显示装置，其特征在于，包括：
如权利要求1至8任意一项所述的光源模组；以及
调光组件，用于将所述光源模组发出的第四光转化为用于显示的图像光，所述图像光包含图像信息。
CN202310859511.8A 2023-07-13 2023-07-13 光源模组及显示装置 Active CN117108944B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310859511.8A CN117108944B (zh) 2023-07-13 2023-07-13 光源模组及显示装置
US18/235,637 US20250020312A1 (en) 2023-07-13 2023-08-18 Light source module and display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310859511.8A CN117108944B (zh) 2023-07-13 2023-07-13 光源模组及显示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117108944A CN117108944A (zh) 2023-11-24
CN117108944B true CN117108944B (zh) 2024-08-20

Family

ID=88806330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310859511.8A Active CN117108944B (zh) 2023-07-13 2023-07-13 光源模组及显示装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20250020312A1 (zh)
CN (1) CN117108944B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0580321A (ja) * 1991-09-24 1993-04-02 Hitachi Ltd 投写形液晶表示装置
JP2005257872A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Seiko Epson Corp 照明装置及びプロジェクタ

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE501054C (de) * 1926-09-08 1930-06-27 Narciso Desirello Optische Einrichtung zur Vereinigung des Spektrums einer Lichtquelle
JPH0561130A (ja) * 1991-09-03 1993-03-12 Pioneer Electron Corp スクリーン投射型画像表示装置
JPH08211357A (ja) * 1995-02-06 1996-08-20 Pioneer Electron Corp 液浸光学装置
JP4308204B2 (ja) * 2004-01-09 2009-08-05 三菱電機株式会社 光ヘッド装置
US20050213471A1 (en) * 2004-03-25 2005-09-29 Konica Minolta Opto, Inc. Reflecting optical element and optical pickup device
TWI274190B (en) * 2006-01-11 2007-02-21 Delta Electronics Inc Light coupling apparatus for use in an optical equipment
JP5047735B2 (ja) * 2007-08-30 2012-10-10 株式会社リコー 照明装置および画像表示装置
CN101493207B (zh) * 2008-01-23 2011-11-23 曹嘉灿 固态光源装置、采用该装置的投影系统及集束照明灯具
TWI375855B (en) * 2008-11-21 2012-11-01 Young Optics Inc Illumination system and projection apparatus
US8870384B2 (en) * 2009-09-28 2014-10-28 Nec Corporation Projection display device having light source device with color synthesis unit
TWI403821B (zh) * 2009-10-28 2013-08-01 Young Optics Inc 照明系統及投影裝置
US20110222024A1 (en) * 2010-03-15 2011-09-15 Walsin Lihwa Corporation Illumination system for projection display
MY187212A (en) * 2014-11-07 2021-09-10 Uvlrx Therapeutics Inc High efficiency optical combiner for multiple non-coherent light sources
JP6665532B2 (ja) * 2016-01-06 2020-03-13 セイコーエプソン株式会社 光源装置、照明装置及びプロジェクター
JP6968339B2 (ja) * 2017-11-17 2021-11-17 ウシオ電機株式会社 蛍光光源装置
CN109839793B (zh) * 2017-11-28 2021-01-29 中强光电股份有限公司 投影机及其照明系统
CN208384331U (zh) * 2018-07-26 2019-01-15 广景视睿科技（深圳）有限公司 一种投影照明光路及投影模组
CN219016710U (zh) * 2022-11-11 2023-05-12 深圳市灵境微视科技有限公司 微型光引擎及近眼显示设备

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0580321A (ja) * 1991-09-24 1993-04-02 Hitachi Ltd 投写形液晶表示装置
JP2005257872A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Seiko Epson Corp 照明装置及びプロジェクタ

Also Published As

Publication number Publication date
US20250020312A1 (en) 2025-01-16
CN117108944A (zh) 2023-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112969955B (zh) 具有二向色分束器颜色组合器的光学装置和系统
US9341883B2 (en) Display module and light guide device
JP5047735B2 (ja) 照明装置および画像表示装置
CN104251464B (zh) 显示模块与光导引装置
CN111487837A (zh) 一种基于dlp技术的微型投影光引擎
CN102193294A (zh) 照明系统
WO2021128952A1 (zh) 微镜激光扫描近眼显示系统
CN108693691A (zh) 光源装置以及投影仪
CN110426849A (zh) 一种投影系统及增强现实装置
US20090067072A1 (en) Prism system with prism spacer
CN102591020B (zh) 投影系统
CN114488538A (zh) Ar光机和头戴显示设备
US20250004277A1 (en) Virtual image display device and optical unit
CN109031879A (zh) 投影屏幕和投影系统
CN117108944B (zh) 光源模组及显示装置
TWI859973B (zh) 光源模組及顯示裝置
JP4815301B2 (ja) 光源モジュール及び投影型表示装置
JP5043520B2 (ja) 光学素子、画像投射光学系および画像投射装置
KR20220089621A (ko) 프로젝션 장치
CN112130407A (zh) 波长转换元件、光源装置以及投影仪
CN111812766A (zh) 前光显示器
US11454875B2 (en) Prism architecture
CN220064597U (zh) 匀光器件、发光装置以及投影设备
TWI556025B (zh) 顯示模組和導光裝置
CN218068459U (zh) 增强现实装置及ar眼镜

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant