[發明專利]光學系統及消除色邊的方法

有效

• 申請號: 201911206562.0
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN112882230B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 楊佳;桑鵬鵬;王國玉;蔡尚;張恩鑫;郎海濤
• 申請（專利權）人: 寧波舜宇車載光學技術有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;F21S41/275;F21S41/37
• 代理公司: 上海隆天律師事務所 31282
• 代理人: 潘一諾

本發明提供了一種光學系統及消除色邊的方法，所述光學系統，包括：光源組件；光學組件，包括至少一光學鏡片，所述光學鏡片的至少一個表面設置有微結構；成像元件；以及投影鏡頭；其中，所述光源組件發出的光線依次經由所述光學組件、所述成像元件到達所述投影鏡頭，以由所述投影鏡頭發射，所述微結構改變經由所述光學鏡片透射或反射的光線的傳播參數，從而消除所述成像元件出現的色邊。本發明提供的光學系統及消除色邊的方法能夠消除所述成像元件出現的色邊，從而改善投影圖像的顯示效果。

技術領域

本發明涉及光路控制技術領域，具體涉及一種光學系統及消除色邊的方法。

背景技術

隨著汽車技術的發展，汽車領域內諸如平視顯示器(Head?Up?Display，HUD)和智能大燈(智能前照燈光系統)等光學系統成為未來的發展趨勢。對于這類需要投影系統投影成像的光學系統而言，由于光源光程或光源中的不同波長在介質中的折射率不同的問題，使其在投影之后在投影圖像邊緣易產生色邊。

例如，在平視顯示器的應用領域中，圖像生成單元(Projection?Graphic?Unit，PGU)系統是平視顯示器中的核心部分。圖像生成單元會將圖像投影在自由曲面鏡上，并有風擋反射至人眼。圖像生成單元主要由照明部分和投影部分組成，照明部分一般是用一定配比的RGB(Red?Green?Blue)三色光源，經由光路控制，將RGB三色光均勻的照射在數字微鏡器件(Digital?Micro?mirror?Device，DMD)，再經過投影鏡頭投影出相應的影像畫面。但是，在照明部分由于RGB位置的不同，引起不同顏色的光出射的光程不同，導致了RGB三色光照射在DMD上出現3種不同尺寸的疊加光斑，使數字微鏡器件出現局部色邊。

又例如，在智能大燈的應用領域中，主要采用基于EVIYOS?LED芯片和基于數字微鏡器件的數字光處理(Digital?Light?Processing，DLP)大燈。在性能上，采用數字微鏡器件芯片的數字光處理式投影大燈，在性能上有著明顯的優勢。在整機的光路中，需要借助準直系統和反射系統對LED發出的光進行整形，使光束聚集在數字微鏡器件的有效區域。但是，由于LED采用的白光LED，不同波長的光譜在透鏡中的折射率不同，造成不同顏色的光發散角不一(其中藍紫光發散角最大)，在經過透鏡系統后，勢必在邊緣區域產生色邊。在實際投影中，整體畫面會出現畫面不均勻或者色邊加重的情況的情況。

由此，如何消除投影圖像產生的色邊，是本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明的目的在于提供一種光學系統及消除色邊的方法，消除所述成像元件出現的色邊，從而改善投影圖像的顯示效果。

根據本發明的一個方面，提供一種光學系統，包括：光源組件；光學組件，包括至少一光學鏡片，所述光學鏡片的至少一個表面設置有微結構；成像元件；以及投影鏡頭；其中，所述光源組件發出的光線依次經由所述光學組件、所述成像元件到達所述投影鏡頭，以由所述投影鏡頭發射，所述微結構改變經由所述光學鏡片透射或反射的光線的傳播參數，從而消除所述成像元件出現的色邊。

在本發明的一些實施例中，所述光學組件包括至少一準直組件，所述準直組件包括第一準直鏡片及第二準直鏡片，其中，所述光源發出的光線依次經由所述第二準直鏡片的入射面、第二準直鏡片的出射面、第一準直鏡片的入射面，從所述第一準直鏡片的出射面出射。

在本發明的一些實施例中，設置所述微結構的表面為所述第一準直鏡片的出射面、所述第一準直鏡片的入射面、所述第二準直鏡片的出射面、所述第二準直鏡片的入射面或它們的任意組合。。

在本發明的一些實施例中，所述微結構設置于其所在表面的邊緣；或者所述微結構覆蓋其所在表面。