[發明專利]光成像系統及具有該光成像系統的投影成像系統

有效

• 申請號: 201410235485.2
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN103995420A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 張佳;康棟;李關
• 申請（專利權）人: 深圳市矽韋氏科技有限公司
• 主分類號: G03B21/14
• 分類號: G03B21/14;G02B3/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于光學設備技術領域，尤其涉及一種光成像系統及具有該光成像系統的投影成像系統。

背景技術

目前，微型投影成像系統，其大多利用LED(發光二極管)作為光源，光利用率低下，不利于明亮場合使用。

激光單色性好，方向性強，亮度高。使用激光作為投影顯示光源，具有色彩逼真，圖像清晰，適用于大、小畫面顯示的優點，能得到高亮度圖像。但是，現有技術中，在激光作為顯示光源的成像系統中，一般所使用投影膜為投影系統的成像系統，這樣必然會產生一些擴散，與激光散斑效應，導致圖像亮度減弱與分辨率下降。對于小尺寸畫面，激光的擴散與散斑對圖像分辨率影響更為明顯。針對使用微投影儀作為圖像源系統的投影成像系統，必須有一個圖像成像系統，接收微投影儀的投射光，形成對人眼可視的圖像。投影膜一般可分為反射式、透射式兩類；反射式用于正投，透射式用于背投；無論是前投還是背投，都是基于光的擴散原理，使帶有圖像信息的光源進入人眼。透射式投影膜：光源透過投影膜時，損失一部分光強度，有甚者高達40％，這就直接導致圖像的亮度減弱，光的使用效率低。激光通過投影膜時，使得光發生許多折射、反射與散射的現象，達到光學擴散的效果。由于散光顆粒擴散的作用，會使光輻射面積增大，但是降低了單位面積的光強度，即減低光亮度。同時，激光照射到光學粗糙表面(即平均起伏大于波長數量級的表面)上時，由于表面上大量無規則分布面元所散射的子波相干疊加的結果，形成的反射光場具有隨機的空間光強分布，呈現顆粒狀的結構，即激光散斑效應，也導致圖像的分辨率的降低，使圖像、字體邊緣模糊化，清晰度降低。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供了一種光成像系統及具有該光成像系統的投影成像系統，其成像分辨率高、清晰度高，成像效果好。

本發明的技術方案是：一種光成像系統，包括第一微凸透鏡陣列和第二微凸透鏡陣列，所述第一微凸透鏡陣列、第二微凸透鏡陣列相向間距設置或背向間距設置，各所述第一微凸透鏡陣列、第二微凸透鏡陣列微單元透鏡結構參數相同且焦距相等，所述第一微凸透鏡陣列中各所述微凸透鏡的光軸和所述第二微凸透鏡陣列中微凸透鏡的光軸一一對應并重合，第一微凸透鏡陣列和第二微凸透鏡陣列之間的距離為微凸透鏡陣列的焦距的兩倍或同一單位量級。

可選地，所述第一微凸透鏡陣列和第二微凸透鏡陣列分設于第一基板和第二基板上相向的一面上。

可選地，所述第一微凸透鏡陣列和第二微凸透鏡陣列分設于同一基板的兩面上。

可選地，所述基板的厚度為第一微凸透鏡陣列或第二微凸透鏡陣列的焦距的兩倍或同一單位量級。

可選地，所述第一基板、第二基板的表面鍍設有增透膜。

可選地，所述基板的表面鍍設有增透膜。

可選地，所述第一微凸透鏡陣列、第二微凸透鏡陣列的微結構單元呈正方形、長方形或六邊形。

本發明還提供了一種投影成像系統，包括光投射系統和反射成虛像系統，還包括上述的且用于將光投射系統中的光線折射至所述反射成虛像系統的光成像系統。

可選地，所述光投射系統為光源采用RGB三色激光二極管的微投影儀。

可選地，所述反射成虛像系統包括用于將圖像反射至眼睛的曲面反射鏡或反射鏡組合或反射鏡組合和擋風玻璃。

本發明提供了的光成像系統及具有該光成像系統的投影成像系統，其第一微凸透鏡陣列和第二微凸透鏡陣列不僅具有傳統透鏡的聚焦、成像等基本功能，而且具有單元尺寸小、集成度高的特點，使得它能夠完成傳統光學元件無法完成的功能。光通過第一微凸透鏡陣列和第二微凸透鏡陣列后，光得到一定的擴散，這就保證了人眼可接收觀察到圖像。但是其擴散角可控、不像普通的擴散膜的無規則擴散、擴散角不可控。通過第一微凸透鏡陣列和第二微凸透鏡陣列，可知當光斑的發散角光斑更加集中，從而獲得高亮度、高對比度、高清晰度的圖像，為下一步的光學系統(反射系統、反射成虛像系統)提供良好的圖像源，圖像的分辨率高、避免了激光散斑效應，圖像、字體邊緣清晰，顯像效果佳。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的光成像系統的平面示意圖；

圖2是本發明實施例提供的光成像系統的部分光路示意圖；

圖3是本發明實施例提供的光成像系統的部分光路示意圖；