一种增强投影画面亮度的系统的制作方法

1.本发明涉及背光源显示技术领域，尤其涉及一种增强投影画面亮度的系统。


背景技术：

2.抬头显示简称hud，又被叫做平行显示系统，是一种机载光学显示系统，最早出现在战斗机上，是一种飞行辅助仪器，它可以把飞机飞行信息(如飞行参数、姿态信息、导航信息等)投射到飞行员视野正前方的透视镜上，使飞行员保持平视状态时，在同一视野中兼顾仪表参数和外界物体。这项技术近些年也被引入到汽车里，它的作用，就是把时速、导航等重要的行车信息，投影到驾驶员前方，让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到时速、导航等重要的驾驶信息。但目前标配这一技术的量产车却寥寥无几，因显示效果差、成本高，使得hud技术未被普遍应用。随着ar(augmented reality)技术的成熟，让这一技术又重新焕发了生机，仅通过透明显示屏和投影技术就可以实现抬头显示功能。目前应用在hud上的投影技术，主要有lcd投影、dlp投影、激光扫描投影等，其中与其它投影技术相比，dlp投影具有亮度高、分辨率高、成像逼真等优势，尽管如此，由于hud应用在户外条件下，环境光强度较高，因此需要投影图像更高的亮度才能呈现较好的图像显示效果，但目前常规的产品亮度通常不能满足使用需求。
3.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种增强投影画面亮度的系统，旨在解决现有技术中投影亮度不够的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提出一种增强投影画面亮度的系统，所述系统包括反射模组和照明模组，所述反射模组包括第一三角棱镜、第二三角棱镜和中继镜，所述照明模组包括第一照明模块和第二照明模块；
6.所述第一照明模块的第一出射光线与所述第二照明模块的第二出射光线垂直；
7.所述中继镜设置于第一出射光线的光路上，且位于所述第一三角棱镜和所述第二三角棱镜之间；
8.所述第一三角棱镜位于所述第一照明模块与所述中继镜之间，且所述第一三角棱镜的任意直角边与所述第一出射光线平行；
9.所述第二三角棱镜设置于所述第一出射光线与所述第二出射光线的交汇处，以使所述第二出射光线经过所述第二三角棱镜的斜边反射后与所述第一出射光线的方向一致。
10.可选地，所述中继镜用于阻止所述第一出射光线的发散。
11.可选地，所述第一三角棱镜用于延长所述第一出射光线的光程。
12.可选地，所述第二三角棱镜用于改变所述第二出射光线的方向以使所述第二出射光线与所述第一出射光线重合。
13.可选地，所述第一照明模块和第二照明模块均包括照明光源、第一分色镜、第二分色镜和照明中继镜；
14.其中，所述照明光源包括绿色led光源，蓝色led光源和红色led光源；
15.所述绿色led光源的出射光线经过所述照明中继镜到达所述反射模组；
16.所述蓝色led光源的出射光线垂直于所述绿色led光源的出射光线且经过所述第一分色镜和所述照明中继镜到达所述反射模组；
17.所述红色led光源的出射光线垂直于所述绿色led光源的出射光线且经过所述第二分色镜和所述照明中继镜达到所述反射模组；
18.所述第一分色镜设置于所述蓝色led光源的出射光线的光路上，以使所述蓝色led光源的出射光线的方向与所述绿色led光源的出射光线的方向一致；
19.所述第二分色镜设置于所述红色led光源的出射光线的光路上，以使所述红色led光源的出射光线的方向与所述绿色led光源的出射光线的方向或所述蓝色led光源的出射光线的方向一致；
20.可选地，所述第一分色镜与所述第二分色镜用于筛选预设波长的光。
21.可选地，所述照明中继镜用于阻止所述绿色led光源的出射光线、所述蓝色led光源的出射光线以及所述红色led光源的出射光线的发散。
22.可选地，所述系统还包括：照明驱动电路，所述照明驱动电路与所述照明模组连接，用于驱动所述照明模组。
23.可选地，所述照明驱动电路的阳极分别与所述照明模组中照明光源的阳极连接，所述照明光源的阴极与所述照明驱动电路的阴极连接；
24.所述照明光源包括绿色led光源，蓝色led光源和红色led光源，所述绿色led光源，蓝色led光源和红色led光源中包含相互并联或串联的至少两个发光二极管。
25.可选地，所述系统还包括反射所述第一出射光线和所述第二出射光线的数字微反射镜。
26.本发明中，一种增强投影画面亮度的系统，所述系统包括反射模组和照明模组，所述反射模组包括第一三角棱镜、第二三角棱镜和中继镜，所述照明模组包括第一照明模块和所述第二照明模块；所述第一照明模块的第一出射光线与所述第二照明模块的第二出射光线垂直；所述中继镜设置于第一出射光线的光路上，且位于所述第一三角棱镜和所述第二三角棱镜之间；所述第一三角棱镜位于所述第一照明模块与所述中继镜之间，且所述第一三角棱镜的任意直角边与所述第一出射光线平行；所述第二三角棱镜设置于所述第一出射光线与所述第二出射光线的交汇处，以使所述第二出射光线经过所述第二三角棱镜的斜边反射后与所述第一出射光线的方向一致，通过三角棱镜的结构反射将两个照明模组汇聚成同一束光，提高了投影显示亮度。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
28.图1为本发明增强投影画面亮度的系统一实施例的光路原理图；
29.图2为本发明增强投影画面亮度的系统一实施例的结构图；
30.图3为本发明提高投影画面亮度的系统一实施例的结构透视图
31.附图标号说明：
32.标号名称标号名称10照明模组100红色led光源20反射模组110照明中继镜30第一照明模块120第一分色镜40第二照明模块130第二分色镜50第一三角棱
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60第二三角棱
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70中继镜
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80绿色led光源
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90蓝色led光源
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33.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
34.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
36.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
37.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
38.参照图1，图1为本发明增强投影画面亮度的系统一实施例的光路原理图，如图1所示，其光路结构图可参见图2。所述一种增强投影画面亮度的系统包括系统包括照明模组10和反射模组20，所述反射模组包括第一三角棱镜50、第二三角棱镜60和中继镜70，所述照明模组包括第一照明模块30和第二照明模块40；所述第一照明模块30的第一出射光线与所述第二照明模块40的第二出射光线垂直；所述中继镜70设置于第一出射光线的光路上，且位于所述第一三角棱镜50和所述第二三角棱镜60之间；所述第一三角棱镜50位于所述第一照明模块30与所述中继镜70之间，且所述第一三角棱镜70的任意直角边与所述第一出射光线平行；所述第二三角棱镜60设置于所述第一出射光线与所述第二出射光线的交汇处，以使
所述第二出射光线经过所述第二三角棱镜60的斜边反射后与所述第一出射光线的方向一致。
39.需要说明的是，所述照明模组10为提供光源的工作模组，照明模组为一个或者多个具有照明功能的led光源组成。
40.可以理解的是，所述反射模组20为具有反射结构的部件，通过将所述照明模组中10的光线进行处理以加强显示亮度。
41.需要说明的是，所述中继镜70可以是一种用于汇聚光线的光学元件，可防止光线在传播的过程中分散。
42.在具体实施中，所述第一三角棱镜50传递来自所述第一照明模块30的出射光线，通过三角棱镜50内部的结构延长所述第一照明模块30的出射光线的光程。
43.在具体实施中，所述第二三角棱镜60将所述第二照明模块40的出射光线进行反射，以使所述第二照明模块40的出射光线与所述第一照明模块30的出射光线一致，以达到增强投影亮度的效果。
44.进一步地，所述中继镜70可用来阻止所述第一出射光线的发散。
45.进一步地，所述第一三角棱镜50延长所述第一出射光线的光程，确保第一照明模块30射入所述第一三角棱镜50不同位置光(即整个光斑)的光程等长。同时，由于所述第一照明模块30距离dmd位置较所述第二照明模块40，光程更长，所以在中间增加一块中继镜70阻止光的扩散。
46.进一步地，所述第二三角棱镜40倾斜设置，用以改变所述第二出射光线的方向以使所述第二出射光线与所述第一出射光线重合。
47.在具体实施中，所述第一照明模块30和所述第二照明模块40同时发射出射光线以提供投影的光源，所述第一照明模块30的出射光线依次通过第一三角棱镜50、中继镜70以及所述第二三角棱镜60后照射到数字微反射镜上，同时第二照明模块40的出射光线通过所述第二三角棱镜60改变传播方向，在所述第二照明模块40同构所述第二三角棱镜60反射后其传播角度改变成与所述第一照明模块30的出射光线一致，由于位置的原因所述第二照明模块40的出射光线与所述第一照明模块30的出射光线汇聚成沿同一方向传播的光路。
48.进一步地，所述系统还包括：照明驱动电路，所述照明驱动电路与所述照明模组连接，用于驱动所述照明模组。
49.可以理解的是，所述照明驱动电路是设置在主板上的一种控制驱动，所述主板通过照明驱动向所述第一照明模块30和所述第二照明模块40提供工作所需要的电源。
50.需要说明的是，所述照明驱动电路的阳极分别与所述照明模组中照明光源的阳极连接，所述照明光源的阴极与所述照明驱动电路的阴极连接；所述照明光源包括绿色led光源，蓝色led光源和红色led光源，所述绿色led光源，蓝色led光源和红色led光源中包含相互并联或串联的至少两个发光二极管。
51.在具体实施中，所述第一照明模块30中的led光源和所述第二照明模块40的led光源存在串联和并联两种方式。两种方式各有利弊，要根据实际情况进行评估选择，在不同的实施环境中需要考虑具体的布线、连接以及散热情况来对驱动链接方式进行部署。
52.进一步地，所述系统还包括反射所述第一出射光线和所述第二出射光线的数字微反射镜。
53.需要说明的是，dmd(digital micromirror device)上有许多小的微镜，微镜是一种微机械电子器件，有两种稳定的状态，“关”状态将光源发出的光反射到光吸收体上，画面对应的像素位置无光，呈暗态；“开”状态时将光源发出的光反射到投影镜头上，从而将光打在对应像素的位置上，呈亮态。每一个微小振镜都可以单独被控制，通过将不同颜色的光依次反射到不同的方向上去，从而产生一幅图像画面。
54.本实施例中，一种增强投影画面亮度的系统，所述系统包括反射模组和照明模组，所述反射模组包括第一三角棱镜、第二三角棱镜和中继镜，所述照明模组包括第一照明模块和所述第二照明模块；所述第一照明模块的第一出射光线与所述第二照明模块的第二出射光线垂直；所述中继镜设置于第一出射光线的光路上，且位于所述第一三角棱镜和所述第二三角棱镜之间；所述第一三角棱镜位于所述第一照明模块与所述中继镜之间，且所述第一三角棱镜的任意直角边与所述第一出射光线平行；所述第二三角棱镜设置于所述第一出射光线与所述第二出射光线的交汇处，以使所述第二出射光线经过所述第二三角棱镜的斜边反射后与所述第一出射光线的方向一致，通过三角棱镜的结构反射将两个照明模组汇聚成同一束光，提高了投影显示亮度。
55.参照图3，图3为本发明提高投影画面亮度的系统一实施例的结构透视图。基于上述第一实施例，提出本发明提高投影画面亮度的系统第二实施例。
56.在第二实施例中，所述照明模组10和照明模块20包括：照明光源、第一分色镜120、第二分色镜130和照明中继镜110；其中所述照明光源包括：绿色led光源80，蓝色led光源90和红色led光源100。
57.可以理解的是，分色镜是一种非常精确的滤色片，用于选择性地传递小范围颜色的光，同时反射其他颜色。相比之下，二向色镜和二向色反射镜往往以其反射的光的颜色为特征，而不是它们通过的颜色。
58.在具体实施中，所述绿色led光源80的出射光线经过所述照明中继镜到达所述反射模组，是通过照明中继镜汇聚绿色led光源80的光线减少能量的消耗。
59.在具体实施中，所述蓝色led光源90的出射光线垂直于所述绿色led光源的出射光线且经过所述第一分色镜120和所述照明中继镜110到达所述反射模组，蓝色led光源90通过所述第一分色镜120进行蓝色光相关波长的过滤同时通过所述第一分色镜120的反射以达到与所述绿色led光源80的出射光线在同一光路上。
60.在具体实施中，所述红色led光源100的出射光线垂直于所述绿色led光源的出射光线且经过所述第二分色镜130和所述照明中继镜110到达所述反射模组，红色led光源100通过所述第二分色镜130进行红色光相关波长的过滤同时通过所述第二分色镜130的反射以达到与所述绿色led光源80的出射光线在同一光路上。
61.进一步地，所述第一分色镜120位于所述蓝色led光源90的出射光线的光路上，以使所述蓝色led光源90的出射光线的方向与所述绿色led光源80的出射光线的方向一致。
62.进一步地的，所述第二分色镜130位于所述红色led光源100的出射光线的光路上，以使所述红色led光源100的出射光线的方向与所述绿色led光源80的出射光线的方向或所述蓝色led光源90的出射光线的方向一致。
63.在具体实施中，所述第一分色镜120与所述第二分色镜130用于筛选预设波长的光。
64.在具体实施中，所述照明中继镜用于阻止所述绿色led光源的出射光线、所述蓝色led光源的出射光线以及所述红色led光源的出射光线的发散。
65.在第二实施例中，第一照明模块和第二照明模块均包括照明光源、第一分色镜、第二分色镜和照明中继镜；其中，所述照明光源包括绿色led光源，蓝色led光源和红色led光源；所述绿色led光源的出射光线经过所述照明中继镜到达所述反射模组；所述蓝色led光源的出射光线垂直于所述绿色led光源的出射光线且经过所述第一分色镜和所述照明中继镜到达所述反射模组；所述红色led光源的出射光线垂直于所述绿色led光源的出射光线且经过所述第二分色镜和所述照明中继镜达到所述反射模组；所述第一分色镜设置于所述蓝色led光源的出射光线的光路上，以使所述蓝色led光源的出射光线的方向与所述绿色led光源的出射光线的方向一致；所述第二分色镜设置于所述红色led光源的出射光线的光路上，以使所述红色led光源的出射光线的方向与所述绿色led光源的出射光线的方向或所述蓝色led光源的出射光线的方向一致，通过将三色led光源利用分光片以及所述照明中继镜进行光线的聚合保证了所述第一照明模块30以及所述第二照明模块40光源亮度不易在传播过程中损失，提高了投影画面的亮度。
66.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。