CN116263554A - 一种光源模组、光学显示装置及交通工具 - Google Patents

一种光源模组、光学显示装置及交通工具 Download PDF

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Abstract

一种光源模组、光学显示装置及交通工具，用于解决现有技术中光源模组输出的光束亮度低的问题。可应用于光学显示等领域。该光源模组包括：用于发射红色光束的第一光源、用于发射蓝色光束的第二光源、用于发射第三光束的第四光源和用于发射第一绿色光束和第二绿光束的第三光源及合光组件，第三光束用于激发第三光源发射第二绿色光束，合光组件将第三光束传播至第三光源，将红色光束、蓝色光束、第一绿色光束和第二绿色光束传播至空间区域以实现混合。通过第四光源与第一光源或第二光源一体封装，可减小光源模组的体积，通过第三光束可激发第三光源发射第二绿色光束，从而可提高绿色光束的亮度，进而可提高光源模组输出的光束的亮度。

Description

一种光源模组、光学显示装置及交通工具
技术领域
本申请涉及光源技术领域，尤其涉及一种光源模组、光学显示装置及交通工具。
背景技术
随着显示技术的发展，显示装置的应用越来越广泛，例如投影仪、抬头显示装置(head-up device，HUD)等。显示装置的光源模组通常采用发射红色光束的光源(可简称为R光源)、发射绿色光束的光源(可简称为G光源)和发射蓝色光束的光源(可简称为B光源)，通过对各个光源的时分复用或空分复用等方式，并通过光学设计进行混合可实现多彩显示，请参阅图1。
然而，光源的外量子效率与光源发射的光束的波长相关，目前光源发射绿色光束的外量子效率较低，从而导致“绿光鸿沟(Green Gap)”现象，即绿色光束的亮度相比红色光束和蓝色光束较低。因此，当进行红绿蓝白平衡配光后，绿色光束的亮度不足会降低光源模组出射的白光的整体亮度。其中，外量子效率是指当光子入射到光敏器材的表面时，部合光子会激发光敏材料产生电子空穴对，形成电流，把收集到的电子与所有入射的光子数之比称为外量子效率(external quantum efficiency，EQE))。
综上，如何提升绿色光束的亮度，是当前亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种光源模组、光学显示装置及交通工具，用于提高光源模组的亮度。
第一方面，本申请提供一种光源模组，该光源模组包括第一光源、第二光源、第三光源、第四光源和合光组件，其中，第四光源与第一光源一体封装，或者第四光源与第二光源一体封装。第一光源用于发射红色光束；第二光源用于发射蓝色光束；第四光源用于发射第三光束，第三光束用于激发第三光源发射第二绿色光束；第三光源用于发射第一绿色光束以及第二绿光束；合光组件，用于将第三光束传播至第三光源、以及将红色光束、蓝色光束、第一绿色光束和第二绿色光束传播至空间区域，红色光束、蓝色光束、第一绿色光束和第二绿色光束在空间区域混合。
基于上述方案，通过将第四光源与第一光源封装于一体、或者第四光源与第二光源封装于一体，有助于减小光源模组的体积。而且，第四光源与第一光源可以共用一套光学***(如下述介绍的透镜组)，或者第四光源与第二光源可以共用一套光学***，从而有助于进一步减小光源模组的体积。进一步，通过合光组件可将第四光源发射的第三光束传播至第三光源，可以实现双面激发第三光源，从而可使得第三光源发射第一绿色光束和第二绿色光束，从而可提高绿色光束的亮度，进而可提高光源模组输出的光束的亮度。也可以理解为，基于上述光源模组，可以在不增大光源模组的体积的情况下，提高光源模组输出的混合后的光束的亮度。
在一种可能的实现方式中，第三光束可以为深蓝光。进一步，可选的，第三光束的主波长为445±5纳米(nm)，第三光束的半高全宽为20±5nm。示例性地，第三光束的主波长为445nm、或者448nm等。
在一种可能的实现方式中，红色光束的主波长为617±10nm，对应的半高全宽为20±5nm；和/或，第一绿色光束和第二绿色光束的主波长均为545±10nm，对应的半高全宽为100±10nm；和/或，蓝色光束的主波长为455±5nm，对应的半高全宽为20±5nm。
在一种可能的实现方式中，合光组件例如可以为X型三色合光棱镜(X-shapetrichromatic composite prism，X-cube)。进一步，X-cube包括三个分光元件。
一种结构中，合光组件包括第一合光元件、第二合光元件和第三合光元件。其中，第一合光元件用于反射蓝色光束，以及透射红色光束、第一绿色光束和第二绿色光束；第二合光元件用于反射蓝色光束，以及透射第三光束、第一绿色光束和第二绿色光束；第三合光元件用于反射红色光束和第三光束，以及透射第一绿色光束、第二绿色光束和蓝色光束。
通过该分光组件，可以实现将第三光束传播至第三光源以激发第三光源发射第二绿色光束，以及将来自第一光源的红色光束、来自第二光源的蓝色光束、来自第三光源第一绿色光束和第二绿色光束传播至空间区域。
进一步，可选的，第三合光元件的第一面用于反射红色光束，第三合光元件的第二面用于反射第三光束以及蓝色光束中与第三光束的波长重合的部分。
由于蓝色光束中存在部分波长范围与第三光束的部分波长范围重合，因此，第三合光元件的第二面还可用于反射第二光源发射的蓝色光束中与第三光束的波长重合的部分。由于短波长光束容易对光学元器件产生损伤，通过第三合光元件的第二面可以将蓝色光束中较小波长范围的(即与第三光束的波长重合的部分)成分反射进入第三光源，从而可进一步激发第三光源发射第二绿色光束、且可有效保护后端(如匀光***)及匀光***之后的光路中的光学元器件。
示例性地，第一合光元件的第一面镀制的膜层的T50波长为450nm，T10波长为455nm～480nm，T90波长为420nm～445nm。第二合光元件的第一面镀制的膜层的T50波长为450nm，T10波长为455nm～480nm，T90波长为420nm～445nm。第三合光元件的第一面镀制的膜层的T50波长为600nm，T10波长为605nm～680nm，T90波长为420nm～595nm，第三合光元件8053的第二面镀制的膜层的T50波长为450nm，T10波长为420nm～445nm，T90波长为455nm～680nm。需要说明的是，第二合光元件的第二面和第一合光元件的第二面未镀制膜层。
在一种可能的实现方式中，第一合光元件的一端与第三合光元件的第一面的中间区域粘合，第二合光元件一端与第三合光元件的第二面的中间区域粘合。
通过第一合光元件和第二合光元件粘合在第三合光元件的中间区域，有助于尽可能的减小合光组件的体积，从而可进一步减小光源模组的体积。
在一种可能的实现方式中，光源模组还包括第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组。其中，第一透镜组用于将红色光束准直为平行光，第二透镜组用于将蓝色光束和第三光束准直为平行光，第三透镜组用于将第一绿色光束和第二绿色光束准直为平行光。
通过透镜组，可以尽可能的收集各个光源发射的光束。
另一种结构中，合光组件包括第四合光元件、第五合光元件和第六合光元件。其中，第四合光元件用于反射红色光束和第三光束，以及透射蓝色光束、第一绿色光束和第二绿色光束；第五合光元件用于反射红色光束和第三光束，以及透射第一绿色光束和第二绿色光束；第六合光元件用于反射蓝色光束，以及透射红色光束、第一绿色光束、第二绿色光束和第三光束。
通过该分光组件，可以实现将第三光束传播至第三光源以激发第三光源发射第二绿色光束，以及将来自第一光源的红色光束、来自第二光源的蓝色光束、来自第三光源第一绿色光束和第二绿色光束传播至空间区域。
进一步，可选的，第四合光元件的第一面用于反射红色光束，第四合光元件的第二面用于反射第三光束、以及蓝色光束中与第三光束的波长重合的部分；第五合光元件的第一面用于反射红色光束，第五合光元件的第二面用于发射第三光束。
由于短波长光束容易对光学元器件产生损伤，通过第三合光元件的第二面可以将蓝色光束中较小波长范围的(即与第三光束的波长重合的部分)成分反射进入第三光源，从而可进一步激发第三光源发射第二绿色光束、且可有效保护后端(如匀光***)及匀光***之后的光路中的光学元器件。
示例性地，第四合光元件的第一面镀制的膜层的T50波长为600nm，T10波长为605nm～680nm，T90波长为420nm～595nm。第四合光元件的第二面镀制的膜层的T50波长为450nm，T10波长为420nm～445nm，T90波长为455nm～680nm。第五合光元件的第一面镀制的膜层的T50波长为600nm，T10波长为605nm～680nm，T90波长为420nm～595nm。第五合光元件的第二面镀制的膜层的T50波长为450nm，T10波长为420nm～445nm，T90波长为455nm～680nm。第六合光元件的第一面镀制的膜层的T50波长为450nm，T10波长为455nm～480nm，T90波长为420nm～445nm。需要说明的是，第六合光元件的第二面未镀制膜层。
在一种可能的实现方式中，第四合光元件的一端与第六合光元件的第一面的中间区域粘合，第五合光元件的一端与第六合光元件的第二面的中间区域粘合。
通过第四合光元件和第五合光元件粘合在第六合光元件的中间区域，有助于尽可能的减小合光组件的体积，从而可进一步减小光源模组的体积。
在一种可能的实现方式中，第四光源的发光面积与第二光源的发光面积之和小于或等于第一光源的发光面积；和/或，第四光源的发光面积与第二光源的发光面积之和小于或等于第三光源的发光面积。
通过减小与第四光源一体封装的第一光源的发光面积，可以在增加第四光源后不增加光源模组的体积。
在一种可能的实现方式中，光源模组还包括第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组。其中，第一透镜组用于将红色光束准直为平行光，第二透镜组用于将蓝色光束和第三光束准直为平行光，第三透镜组用于将第一绿色光束和第二绿色光束准直为平行光。
通过透镜组，可以尽可能的收集各个光源发射的光束。
又一种结构中，合光组件包括第七合光元件、第八合光元件和第九合光元件。其中，第七合光元件用于反射红色光束，以及透射蓝色光束、第一绿色光束和第二绿色光束；第八合光元件用于反射红色光束，以及透射第三光束、第一绿色光束和第二绿色光束；第九合光元件用于反射蓝色光束和第三光束，以及透射第一绿色光束、第二绿色光束和红色光束。
通过该分光组件，可以实现将第三光束传播至第三光源以激发第三光源发射第二绿色光束，以及将来自第一光源的红色光束、来自第二光源的蓝色光束、来自第三光源第一绿色光束和第二绿色光束传播至空间区域。
进一步，可选的，第九合光元件的第一面用于反射蓝色光束，第九合光元件的第二面用于反射第三光束。
示例性的，第七合光元件的第一面镀制的膜层的T50波长为600nm，T10波长为605nm～680nm，T90波长为420nm～595nm。第八合光元件的第一面镀制的膜层的T50波长为600nm，T10波长为605nm～680nm，T90波长为420nm～595nm。第九合光元件的第一面和第二面的镀制的膜层的T50波长为490nm，T10波长为420nm～485nm，T90波长为495nm～680nm。需要说明的是，第七合光元件的第二面和第八合光元件的第二面均未镀制膜层。
在一种可能的实现方式中，第七合光元件的一端与第九合光元件的第一面的中间区域粘合，第八合光元件的一端与第九合光元件的第二面的中间区域粘合。
通过第七合光元件和第八合光元件粘合在第九合光元件的中间区域，有助于尽可能的减小合光组件的体积，从而可进一步减小光源模组的体积。
在一种可能的实现方式中，第一光源的发光面积与第四光源的发光面积之和小于或等于第二光源的发光面积；和/或，第一光源的发光面积与第四光源的发光面积之和小于或等于第三光源的发光面积。
通过减小与第四光源一体封装的第二光源的发光面积，可以在增加第四光源后不增加光源模组的体积。
在一种可能的实现方式中，第一光源、第二光源和第四光源为半导体光源，第三光源为荧光材料的光源。其中，半导体光源是指光源是基于半导体材料发光的。
通常半导体材料的第一光源、第二光源和第四光源，可以使得第一光源、第二光源和第四光源具有电光转换效率高、可靠性好、寿命长、且体积小等的优点。通过荧光材料的第三光源，可以使得第三光源发射的绿光具有更高的亮度，且具有实现双面激发的能力。
在一种可能的实现方式中，光源模组还包括第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组。其中，第一透镜组用于将红色光束和第三光束准直为平行光；第二透镜组用于将蓝色光束准直为平行光；第三透镜组用于将第一绿色光束和第二绿色光束准直为平行光。
通过透镜组，可以尽可能的收集各个光源发射的光束。
在一种可能的实现方式中，光源模组还包括匀光***，用于将接收到红色光束、蓝色光束、第一绿色光束和第二绿色光束进行匀光后传播至空间区域。
第二方面，本申请提供一种光学显示装置，该光学显示装置可包括显示元件及第一方面或第一方面中的任意一种光源模组，其中，显示元件用于根据光源模组输出的混合后的光束显示图像。
在一种可能的实现方式中，显示元件可以包括但不限于硅基液晶(liquidcrystal on silicon，LCoS)显示器、液晶显示器(liquid crystal display，LCD)、数字光处理(digital light procession，DLP)显示器、或激光线扫描(laser beam scanning，LBS)显示器等。
示例性地，光学显示可以包括但不限于抬头显示装置(head-up device，HUD)、投影机、车载显示屏、增强现实(augmented reality)设备、(virtual reality，VR)设备、或智能车灯等。
第三方面，本申请提供一种交通工具，该交通工具包括上述第二方面或第二方面中的任意一种光学显示装置。
上述第二方面至第三面中任一方面可以达到的技术效果可以参照上述第一方面中有益效果的描述，此处不再重复赘述。
附图说明
图1为现有技术中的一种光源模组的结构示意图；
图2a～图2e为本申请提供的可能的应用场景示意图；
图3为本申请提供的一种光源模组的结构示意图；
图4a为本申请提供的一种四种光源的位置关系示意图；
图4b为本申请提供的另一种四种光源的位置关系示意图；
图5为本申请提供的一种合光组件的结构示意图；
图6为本申请提供的一种透镜组的结构示意图；
图7为本申请提供的一种匀光***的结构示意图；
图8为本申请提供的又一种光源模组的结构示意图；
图9为本申请提供的又一种光源模组的结构示意图；
图10为本申请提供的又一种光源模组的结构示意图；
图11为本申请提供的一种光学显示装置的电路示意图；
图12为本申请提供的又一种交通工具的可能的功能框架示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请实施例进行详细描述。
以下，对本申请中的部分用语进行解释说明。需要说明的是，这些解释是为了便于本领域技术人员理解，并不是对本申请所要求的保护范围构成限定。
一、主波长
主波长通常是指眼睛能看到光源发出的主要光的颜色所对应的波长。任何一个颜色都可以看作为用某一个光谱色按一定比例与一个参照光源(如CIE标准光源A、B、C等，等能光源E，标准照明体D65等)相混合而匹配出来的颜色，这个光谱色就是颜色的主波长。通常，主波长用于描述非纯色光的颜色所对应的某个纯色光波长的颜色。
二、半高全宽(full width at half maxima，FWHM)
半高全宽也可称为半峰全宽、半宽度、半峰宽或半高宽等，是指光谱峰值一半处的峰宽度。也可以理解为，半高全宽是指光谱峰值两侧强度下降到峰值一半时所对应的波长差。
三、T10、T50和T90
T10表示透射率(transmission)不大于10％，T50表示透射率和反射率相同，均等于50％，T90表示透射率不小于90％。示例性地，T10波长为455nm～480nm表示波长在455nm～480nm的光的透射率不大于10％，换言之，波长在455nm～480nm的光的大部分被反射；T90波长为420nm～445nm表示波长在420nm～445nm的光的透射率不小于90％，换言之，波长在420nm～445nm的光大部分被透射。此处不再一一列举。
前文介绍了本申请所涉及到的一些用语，下面介绍本申请可能的应用场景。
在一种可能的应用场景中，本申请中的光源模组也可以集成于近眼显示(neareye display，NED)设备，NED设备例如可以是AR设备或VR设备，AR设备可以包括但不限于AR眼镜或AR头盔，VR设备可以包括但不限于VR眼镜或VR头盔。请参阅图2a，以AR眼镜为例示例，用户可佩戴AR眼镜设备进行游戏、观看视频、参加虚拟会议、或视频购物等。
在另一种可能应用场景中，本申请中的光源模组可以集成于投影仪，请参阅图2b，投影仪可以将图像投影到墙面或投影屏幕上。
在又一种可能的应用场景中，本申请中的光源模组也可以集成于抬头显示装置(head-up device，HUD)，请参阅图2c。图2c以HUD安装于车辆为例介绍的。HUD可将形成的图像(称为HUD虚像)投射在驾驶员的前方视野范围，并与真实路面信息融合起来，从而可增强驾驶员对于实际驾驶环境的感知。例如，HUD可以将携带导航信息和/或仪表信息(如行驶速度、行驶里程、转速、温度、油量、车灯状态等信息)的HUD虚像叠加在交通工具外的真实环境上，使得驾驶员可获得增强现实的视觉效果。具体可应用于增强现实(augmented reality，AR)导航、自适应巡航、车道偏离预警等场景。其中，HUD包括但不限于挡风玻璃(Windshield，W)-HUD、增强现实抬头显示器(augmented reality head up display，AR-HUD)等。
在又一种可能的实现方式中，本申请中的光源模组也可以集成于车载显示屏，请参阅图2d，车载显示屏可以安装在交通工具的座椅后背或副驾驶位置等，本申请对车载显示屏安装的位置不作限定。
应理解，上述给出的可能的应用场景仅是举例，本申请提供的光源模组还可以应用在其它可能的场景，而不限于上述示例出的场景。例如还可应用于显示器，作为背光源，请参阅图2e。再比如，还可以应用于智能车灯等。
如背景技术描述，由于“绿光鸿沟(Green Gap)”现象，从而会导致光源模组输出的混合后的光束的亮度较低。
鉴于此，本申请提出一种光源模组，该光源模组可以在不增大光源模组的体积的情况下，提高光源模组输出的光束的亮度。
基于上述内容，下面结合附图3至附图11，对本申请提出的光源模组进行具体阐述。
如图3所示，为本申请提供的一种光源模组的结构示意图。该光源模组可包括第一光源301、第二光源302、第三光源303、第四光源304和合光组件305，第四光源304与第一光源301封装于一体(即第四光源304发射的第三光束与第二光源302发射的蓝色光束共用通道)，或者第四光源304与第二光源302封装于一体。图3中是以者第四光源304与第二光源302封装于一体为例示例的。第一光源301用于发射红色光束；第二光源302用于发射蓝色光束；第四光源304用于发射第三光束，其中，第三光束用于激发第三光源发射第二绿色光束。第三光束例如可以为深蓝光束。第三光源303用于发射第一绿色光束以及第二绿光束。合光组件305用于将第三光束传播至第三光源303，将红色光束、蓝色光束、第一绿色光束和第二绿色光束传播至空间区域，其中，红色光束、蓝色光束、第一绿色光束和第二绿色光束在空间区域混合。
基于上述光源模组，通过第四光源与第一光源封装于一体、或者第四光源与第二光源封装于一体，有助于减小光源模组的体积。而且，第四光源与第一光源可以共用一套光学***(如下述介绍的透镜组)，或者第四光源与第二光源可以共用一套光学***，从而有助于进一步减小光源模组的体积。进一步，通过合光组件可将第四光源发射的第三光束传播至第三光源，可以实现双面激发第三光源，从而可使得第三光源发射第一绿色光束和第二绿色光束，从而可提高绿色光束的亮度，进而可提高光源模组输出的光束的亮度。也可以理解为，基于上述光源模组，可以在不增大光源模组的体积的情况下，提高光源模组输出的混合后的光束的亮度。
需要说明的是，上述绿色光束(包括第一绿色光束和第二绿色光束)、红色光束、蓝色光束以及第三光束对应的是波长范围。可以理解的是，第一绿色光束和第二绿色光束的波长范围是相同的。
在一种可能的实现方式中，第三光束的主波长为445±5nm，第三光束的半高全宽可为20±5nm。换言之，第三光束的大部分波长位于439nm-454nm范围。例如，第三光束的主波长为445nm或447nm或448nm等。红色光束的主波长为617±10nm范围，对应的半高全宽为20±5nm。也就是说，红色光束的大部分波长位于610-625nm范围。绿色光束的主波长均为545±10nm，对应的半高全宽为100±10nm。也就是说，绿色光束的大部分波长位于495-595nm范围。蓝色光束的主波长为455±5nm，对应的半高全宽为20±5nm。也就是说，蓝色光束的大部分波长位于451-466nm范围。
下面对图3所示的各个功能组件和结构分别进行介绍说明，以给出示例性的具体实现方案。为方便说明，下文中的第一光源、第二光源、第三光源、第四光源和合光组件均未加数字标识。
一、光源
本申请中，光源包括第一光源、第二光源、第三光源和第四光源。其中，第一光源也可以称为红光光源(可简称为R光源)、第二光源也可称为蓝光光源(可简称为B光源)、第三光源也可称为绿光光源(可简称为G光源)、第四光源也可称为深蓝光光源。
在一种可能的实现方式中，第一光源、第二光源和第四光源可为半导体光源，其中，半导体光源是指光源是基于半导体材料发光的。具体的，可以包括但不限于激光二极管(laser diode，LD)、发光二极管(light emitting diode，LED)、或有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)等。其中，激光二极管例如可以是垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser，VCSEL)、边缘发射激光器(edgeemitting laser，EEL)、或全固态半导体激光器(diode pumped solid state laser，DPSS)。通常半导体光源具有电光转换效率高、可靠性好、寿命长、且体积小等的优点。
进一步，可选的，第一光源可以是磷化铝镓铟(AlGaInP)基的半导体光源，第二光源可以是氮化镓(GaN)基的半导体光源。其中，GaN基的半导体光源的外量子效率随着发光波长的增加而下降，AlGaInP基的半导体光源的外量子效率随着发光波长的增加而上升。
在一种可能的实现方式中，第三光源为荧光材料的光源。具体的，可以包括但不限于稀土掺杂的磷酸盐系列、稀土掺杂的铝酸盐系列、或稀土掺杂硼酸盐系列等。
如下示例性的给出了四种光源可能的两种位置关系。
示例一
如图4a所示，为本申请提供的一种四种光源的位置关系示意图。该示例中是以第四光源与第二光源封装于一体为例示例的。第一光源位于一体封装的第四光源和第二光源的对侧。也可以理解为，第一光源与一体封装的第四光源和第二光源位于合光组件的两侧。进一步，可选的，第三光源位于合光组件的除第一光源、一体封装的第四光源和第二光源外的一侧。
在一种可能的实现方式中，第四光源的发光面积与第二光源的发光面积之和小于或等于第一光源的发光面积。例如，第四光源的发光面积等于第一光源的发光面积的一半，第二光源的发光面积也等于第一光源的发光面积的一半。再比如，第四光源的发光面积小于第一光源的发光面积的一半，第二光源的发光面积大于第一光源的发光面积的一半。再比如，第四光源的发光面积小于第一光源的发光面积的一半，第二光源的发光面积也小于第一光源的发光面积的一半。再比如，第四光源的发光面积大于第一光源的发光面积的一半，第二光源的发光面积小于第一光源的发光面积的一半。基于此，通过在第二光源的通道中增加第四光源，可以不增加光源模组的体积。
在又一种可能的实现方式中，第四光源的发光面积与第二光源的发光面积之和小于或等于第三光源的发光面积。可能的示例可参见前述第四光源、第二光源和第一光源的发光面积的介绍，此处不再赘述。
需要说明的是，上述对第一光源、第二光源、第三光源和第四光源的发光面积的介绍仅是一种可能的示例，本申请对此不作限定。例如，第四光源的发光面积也可以大于第三光源的发光面积，或者也可以大于第一光源的发光面积。
示例二
如图4b所示，为本申请提供的另一种四种光源的位置关系示意图。该示例中是以第四光源与第一光源封装于一体为例示例的。第二光源位于一体封装的第四光源和第一光源的对侧。换言之，第二光源与一体封装的第四光源和第一光源位于合光组件的两侧。进一步，可选的，第三光源位于合光组件除第二光源、一体封装的第四光源和第一光源外的一侧。
在一种可能的实现方式中，第一光源的发光面积与第四光源的发光面积之和小于或等于第二光源的发光面积；和/或，第一光源的发光面积与第四光源的发光面积之和小于或等于第三光源的发光面积。具体可参见上述示例一中类似的介绍，此处不再赘述。
需要说明的是，上述给出的第一光源、第二光源、第三光源和第四光源的位置关系仅是以在除第三光源外的第一光源和第二光源中的任一个光源的通道中增加第四光源为例示例的，本申请对此不作限定，凡是可以实现上述图3所示光束传播光路的位置关系均在本申请的保护范围。
二、合光组件
在一种可能的实现方式中，合光组件可以对不同波长的光束进行反射或透射等。例如，合光组件例如可以是X型三色合光棱镜(X-shape trichromatic composite prism，X-cube)。
在一种可能的实现方式中，合光组件可以包括三个合光元件。请参阅图5，为本申请提供的一种合光组件的结构示意图。该合光组件包括合光元件A、合光元件B和合光元件C其中，合光元件A、合光元件B和合光元件C形成X型。其中，合光元件A的一端与合光元件C第一面的中间区域粘合，合光元件B的一端与合光元件C的第二面的中间区域粘合。具体的粘合方式可以包括但不限于胶粘。通过合光元件A和合光元件B粘合在合光元件C的中间区域，有助于尽可能的减小合光组件的体积，从而可进一步减小光源模组的体积。
具体的，合光元件例如可以是透反件。透反件的工作部分可以是镀制膜层的平面。例如，可以是在透明的平面基板上镀制合光膜形成透反件。其中，合光膜的合光原理是基于波长合光的。需要说明的是，透反件可以根据具体的需求选择合光膜的反射的波长范围和透射波长范围。示例性地，合光元件可以包括但不限于二向镜(或称为双色镜或二向色镜或合光镜等)。二向镜的特点是对一定波长范围的光束几乎完全透过，而对另一些波长范围的光束几乎完全反射。例如二向镜1可透过蓝光，反射绿光；也就是说，蓝光射向该二向镜1可几乎完全透过，绿光经该二向镜1几乎被完全反射。再比如，二向镜2可透过蓝光和绿光，反射红光；也就是说，蓝光和绿光射向二向镜2可几乎完全透过，红光经二向镜2可几乎被完全反射。本申请中对二向镜透射哪些波长的光、以及反射哪些波长的光不作限定，可根据实际需求进行选择二向镜。
需要说明的是，合光元件的名称也可能是其它的，本申请对此不作限定。
本申请中，光源模组还可包括第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组。具体的，第一透镜组用于将红色光束准直为平行光，第二透镜组用于将蓝色光束和第三光束准直为平行光，第三透镜组用于将第一绿色光束和第二绿色光束准直为平行光；或者，第一透镜组用于将红色光束和第三光束准直为平行光，第二透镜组用于将蓝色光束准直为平行光，第三透镜组用于将第一绿色光束和第二绿色光束准直为平行光。由于光源发射的光束通常为发散光(例如半角为75°)，通过透镜组，可以尽可能的收集各个光源发射的光束，从而有助于提高光源发射的光束的利用率。
如图6所示，为本申请提供的一种透镜组的结构示意图。该透镜组可以是第一透镜组、或者也可以是第二透镜组、或者也可以是第三透镜组。其中，透镜组可包括至少一个镜片。图6是以包括2个透镜为例示例的。要说明的是，本申请对透镜组包括的镜片的数量不作限定，可以比上述图6更多，或者也可以比上述图6更少，且本申请对镜片的类型也不作限定，镜片也可以包括其它透镜或其它透镜的组合，例如平凸透镜、平凹透镜等。此外，透镜组可以是绕透镜组的光轴旋转对称的。例如，透镜组中的镜片可以是单片的球面透镜，也可以是多片球面透镜的组合。或者，透镜组也可以是非旋转对称的。例如，透镜组中的镜片可以是单片的非球面透镜，也可以是多片非球面透镜的组合。通过多片球面透镜和/或非球面透镜的组合，有助于提高透镜组的成像质量，降低透镜组的像差。
在一种可能的实现方式中，透镜组中的镜片的材料可以是玻璃、树脂或者晶体等光学材料。当镜片的材料为树脂时，有助于减轻光源模组的质量。当镜片的材料为玻璃时，有助于进一步提高光源模组的成像质量。进一步，为了有效抑制温漂，透镜组中包括至少一个玻璃材料的镜片。
需要说明的是，为了尽量减小光源模组的体积(如减小垂直于透镜组的主光轴的方向)，透镜组中的镜片在垂直于透镜组的主光轴的方向上可做切割，如采用I-cut方式。
为了提高光源模组输出的混合后的光束的质量，从而提高显示图像的均匀度(例如图像的亮度的均匀度)，光源模组还可以包括匀光***。具体的，各种颜色的光合成后形成的光线先经过匀光***进行匀光。匀光***可以是一系列(如两个或者两个以上)的透镜(或称为子眼)组成的复眼透镜(可参见图7)，以实现将光线的角度进行压缩，从而可使得将射向合光模组的光线变得更均匀一些。
需要说明的是，图7中所示的复眼透镜包括的透镜的数量仅是示例，本申请中复眼透镜可以包括比图7多的透镜，也可以比图7少的透镜，本申请对此不作限定。应理解，复眼透镜包括的子眼越多，匀光效果越好。此外，复眼透镜可以是一个，也可以是多个，本申请对此也不作限定。
需要说明的是，图7给出的匀光***仅是示例，本申请中凡是可以实现将混合后形成的光进行匀光的结构均在本申请的保护范围内。例如，匀光***还可以是光棒等。
基于上述内容，下面给出上述光源模组的三种可能的具体结构，以便于进一步理解上述光源模组如何在不增加光源模组体积的情况下，提高输出的混合光束的亮度的过程。需要说明的是，上述给出各个模块中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，根据其内在的逻辑关系可以组合形成其它可能的光源模组。下面给出的三种光源模组仅是示例。
如图8所示，为本申请提供的一种光源模组的结构示意图。该光源模组可包括第一光源801、第二光源802、第三光源803、第四光源804和合光组件805。进一步，可选的，该光源模组还可包括第一透镜组806、第二透镜组807和第三透镜组808。其中，第二光源802与第四光源804封装于一体。合光组件805包括第一合光元件8051、第二合光元件8052和第三合光元件8053。进一步，第四光源804的发光面积与第二光源802的发光面积之和小于或等于第一光源801的发光面积；和/或第四光源804的发光面积与第二光源802的发光面积之和小于或等于第三光源803的发光面积。该示例中是以第二光源802的发光面积小于第一光源的801的发光面积，第四光源804的发光面积小于第一光源的801的发光面积为例，且第二光源802的发光面积小于第三光源803的发光面积，第四光源804的发光面积小于第三光源803的发光面积为例的。
其中，第一合光元件8051用于反射第二光源802发射的蓝色光束，以及透射第一光源801发射的红色光束、透射第三光源803发射的第一绿色光束和第二绿色光束。第二合光元件8052用于反射第二光源802发射的蓝色光束，以及透射第四光源804发射的第三光束、透射第三光源803发射的第一绿色光束和第二绿色光束。第三合光元件8053用于反射第一光源801发射的红色光束和第四光源804发射的第三光束，以及透射第三光源803发射的第一绿色光束、第二绿色光束和第二光源802发射的蓝色光束。进一步，第三合光元件8053的第一面用于反射第一光源801发射的红色光束，第三合光元件的第二面用于反射第四光源804发射的第三光束。由于蓝色光束中存在部分波长范围与第三光束的部分波长范围重合，因此，第三合光元件8053的第二面还可用于反射第二光源802发射的蓝色光束中与第三光束的波长重合的部分。由于短波长光束容易对光学元器件产生损伤，通过第三合光元件8053的第二面可以将蓝色光束中较小波长范围的(即与第三光束的波长重合的部分)成分反射进入第三光源，从而可进一步激发第三光源发射第二绿色光束、且可有效保护后端匀光***及匀光***之后的光路中的光学元器件。
在一种可能的实现方式中，第一合光元件8051的第一面的T50波长为450nm，T10波长为455nm～480nm，T90波长为420nm～445nm。示例性地，第一合光元件8051的第一面镀制的膜层的T50波长为450nm，T10波长为455nm～480nm，T90波长为420nm～445nm。需要说明的是，第一合光元件8051的第二面未镀制膜层。基于此，第一合光元件8051的第一面可以透射红色光束和绿色光束，以及反射蓝色光束。
第二合光元件8052的第一面的T50波长为450nm，T10波长为455nm～480nm，T90波长为420nm～445nm。示例性地，第二合光元件8052的第一面镀制的膜层的T50波长为450nm，T10波长为455nm～480nm，T90波长为420nm～445nm。需要说明的是，第二合光元件8052的第二面未镀制膜层。基于此，第二合光元件8052的第一面可以反射蓝色光束、透射绿色光束和第三光束。
第三合光元件8053的第一面的T50波长为600nm，T10波长为605nm～680nm，T90波长为420nm～595nm；第三合光元件8053的第二面的T50波长为450nm，T10波长为420nm～445nm，T90波长为455nm～680nm。示例性地，第三合光元件8053的第一面镀制的膜层的T50波长为600nm，T10波长为605nm～680nm，T90波长为420nm～595nm，第三合光元件8053的第二面镀制的膜层的T50波长为450nm，T10波长为420nm～445nm，T90波长为455nm～680nm。基于此，第三合光元件8053的第一面可以反射红色光束，第三合光元件8053的第二面可以反射第三光束，第三合光元件8053的第一面和第二面可以均透射绿色光束和蓝色光束。
在一种可能的实现方式中，第一透镜组806用于将红色光束准直为平行光；第二透镜组807用于将蓝色光束和第三光束准直为平行光；第三透镜组808用于将第一绿色光束和第二绿色光束准直为平行光。
需要说明的是，图8中各个功能组件和结构的其它可能的介绍，可参见前述相关描述，此处不再赘述。
基于图8所示的光源模组，通过减小第二光源的发光面积，在第二光源的通道中增加第四光源，通过第四光源发射的第三光束可以再次激发第三光源发射绿色光束，实现了在三个通道的情况下，双面激发第三光源，从而有助于提高绿光的亮度，进而可提高光源模组的亮度。进一步，将第二光源与第四光源封装在一起，还可以共用同一套第二透镜组，有助于减小光源模组的体积。也可以理解为，基于图8所示的光源模组，可以在不增加光源模组的体积的情况下，可提高光源模组输出的混合后的光束亮度。
如图9所示，为本申请提供的一种光源模组的结构示意图。该光源模组可包括第一光源901、第二光源902、第三光源903、第四光源904和合光组件905。进一步，可选的，该光源模组还可包括第一透镜组906、第二透镜组907和第三透镜组908。其中，第二光源902与第四光源904封装于一体。合光组件905包括第四合光元件9051、第五合光元件9052和第六合光元件9053。与上述图8相比，相当于将上述图8中的第一光源801与一体封装的第二光源802和第四光源804的位置互换。关于第一光源901、第二光源902、第三光源903、第四光源904的面积关系可参见上述图8的介绍，此处不再赘述。
其中，第四合光元件9051用于反射第一光源901发射的红色光束和第四光源904发射的第三光束，以及透射第二光源902发射的蓝色光束、透射第三光源903发射的第一绿色光束和第二绿色光束。进一步，可选的，第四合光元件9051的第一面用于反射第一光源901发射的红色光束，第四合光元件9051的第二面用于反射第四光源904发射的第三光束。其中，第四合光元件9051的第二面还用于反射第四光源904发射的蓝色光束中与第三光束的波长重合的部分。由于短波长光束容易对光学元器件产生损伤，通过第四合光元件的第二面可以将蓝色光束中较小波长范围的(即与第三光束的波长重合的部分)成分反射进入第三光源，从而可有效保护后端匀光***及匀光***之后的光路中的光学元器件。第五合光元件9052用于反射第一光源901发射的红色光束和第四光源904发射的第三光束，以及透射第三光源903发射的第一绿色光束和第二绿色光束。进一步，可选的，第五合光元件的第一面用于反射红色光束，第五合光元件的第二面用于发射第三光束。第六合光元件9053用于反射第二光源902发射的蓝色光束，以及透射第一光源901发射的红色光束、透射第三光源903发射的第一绿色光束和第二绿色光束、透射第四光源904发射的第三光束。
在一种可能的实现方式中，第四合光元件9051的第一面的T50波长为600nm，T10波长为605nm～680nm，T90波长为420nm～595nm。第四合光元件9051的第二面的T50波长为450nm，T10波长为420nm～445nm，T90波长为455nm～680nm。示例性的，第四合光元件9051的第一面镀制的膜层的T50波长为600nm，T10波长为605nm～680nm，T90波长为420nm～595nm。第四合光元件9051的第二面镀制的膜层的T50波长为450nm，T10波长为420nm～445nm，T90波长为455nm～680nm。基于此，第四合光元件9051的第一面反射红色光束、第四合光元件9051的第二面反射第三光束、以及蓝色光束中与第三光束的波长重合的部分。第四合光元件9051的第一面和第二可透射第一绿光、第二绿光和蓝色光束。
第五合光元件9052的第一面的T50波长为600nm，T10波长为605nm～680nm，T90波长为420nm～595nm。第五合光元件9052的第二面的T50波长为450nm，T10波长为420nm～445nm，T90波长为455nm～680nm。示例性地，第五合光元件9052的第一面镀制的膜层的T50波长为600nm，T10波长为605nm～680nm，T90波长为420nm～595nm。第五合光元件9052的第二面镀制的膜层的T50波长为450nm，T10波长为420nm～445nm，T90波长为455nm～680nm。基于此，第五合光元件9052的第一面反射红色光束，第五合光元件9052的第二面发射第三光束。第五合光元件9052的第一面和第二面均可透射第一绿色光束和第二绿色光束。
第六合光元件9053的第一面的T50波长为450nm，T10波长为455nm～480nm，T90波长为420nm～445nm。示例性的，第六合光元件9053的第一面镀制的膜层的T50波长为450nm，T10波长为455nm～480nm，T90波长为420nm～445nm。需要说明的是，第六合光元件9053的第二面未镀制膜层。基于此，第六合光元件9053的第一面反射蓝色光束。
在一种可能的实现方式中，第一透镜组906用于将红色光束准直为平行光；第二透镜组907用于将蓝色光束和第三光束准直为平行光；第三透镜组908用于将第一绿色光束和第二绿色光束准直为平行光。
需要说明的是，图9中各个功能组件和结构的其它可能的介绍，可参见前述相关描述，此处不再赘述。上述图9所示光源模组的有益效果可参见上述图8的介绍，此处不再赘述。
如图10所示，为本申请提供的一种光源模组的结构示意图。该光源模组可包括第一光源1001、第二光源1002、第三光源1003、第四光源1004和合光组件1005。进一步，可选地，该光源模组还可包括第一透镜组1006、第二透镜组1007和第三透镜组1008。其中，第一光源1001与第四光源1004封装于一体。合光组件1005包括第七合光元件10051、第八合光元件10052和第九合光元件10053。与上述图8相比，该实施例中是以第一光源1001与第四光源1004封装于一体为例介绍的。进一步，第四光源1004的发光面积与第一光源1001的发光面积之和小于或等于第二光源1002的发光面积；和/或第四光源1004的发光面积与第一光源1001的发光面积之和小于或等于第三光源1003的发光面积。该示例中是以第一光源1001的发光面积小于第二光源的1002的发光面积，第四光源1004的发光面积小于第一光源的1001的发光面积为例，且第一光源1001的发光面积小于第三光源1003的发光面积，第四光源1004的发光面积小于第三光源1003的发光面积为例的。
其中，第七合光元件10051用于反射第一光源1001发射的红色光束，以及透射第二光源1002发射的蓝色光束、透射第三光源1003发射的第一绿色光束和第二绿色光束。第八合光元件10052用于反射第一光源1001发射的红色光束，以及透射第四光源1004发射的第三光束、透射第三光源1003发射的第一绿色光束和第二绿色光束。第九合光元件10053用于反射第二光源1002发射的蓝色光束和第四光源1004发射的第三光束，以及透射第三光源1003发射的第一绿色光束和第二绿色光束、透射第一光源1001发射的红色光束。进一步，可选的，第九合光元件10053的第一面用于反射第二光源1002发射的蓝色光束，第九合光元件的第二面用于反射第四光源1004发射的第三光束。
在一种可能的实现方式中，第七合光元件11051的第一面的T50波长为600nm，T10波长为605nm～680nm，T90波长为420nm～595nm。示例性地，第七合光元件11051的第一面镀制的膜层的T50波长为600nm，T10波长为605nm～680nm，T90波长为420nm～595nm。需要说明的是，第七合光元件11051的第二面未镀制膜层。第八合光元件11052的第一面的T50波长为600nm，T10波长为605nm～680nm，T90波长为420nm～595nm。示例性地，第八合光元件11052的第一面镀制的膜层的T50波长为600nm，T10波长为605nm～680nm，T90波长为420nm～595nm。需要说明的是，第八合光元件11052的第二面未镀制膜层。第九合光元件11053的第一面和第二面的T50波长为490nm，T10波长为420nm～485nm，T90波长为495nm～680nm。示例性地，第九合光元件11053的第一面和第二面的镀制的膜层的T50波长为490nm，T10波长为420nm～485nm，T90波长为495nm～680nm。
在一种可能的实现方式中，第一透镜组1006用于将红色光束和第三光束准直为平行光；第二透镜组1007用于将蓝色光束准直为平行光；第三透镜组1008用于将第一绿色光束和第二绿色光束准直为平行光。
需要说明的是，图10中各个功能组件和结构的其它可能的介绍，可参见前述相关描述，此处不再赘述。
基于图10所示的光源模组，通过减小第一光源的发光面积，在第一光源的通道中增加第四光源，通过第四光源发射的第三光束可以再次激发第三光源发射绿色光束，实现了在三个通道的情况下，双面激发第三光源，从而有助于提高绿光的亮度，进而可提高光源模组的亮度。进一步，将第一光源与第四光源封装在一起，还可以共用同一套第一透镜组，有助于减小光源模组的体积。也可以理解为，基于图10所示的光源模组，可以在不增加光源模组的体积的情况下，可提高光源模组输出的混合后的光束亮度。
基于上述描述的光源模组的结构和功能原理，本申请还提供一种光学显示装置。该光学显示装置可包括上述任一实施例中的光源模组，进一步，还可包括显示元件。其中，显示元件用于根据光源模组输出的混合后的光束显示图像。
在一种可能的实现方式中，显示元件例如可以包括图像源(或称为调制器)。图像源用于对光源模组输出的混合后的光束进行调制，得到携带图像信息的图像光。具体的，图像源可对光源模组输出的混合后的光束进行空间相位调制。其中，图像源可以包括但不限于：硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCoS)显示器、液晶显示器(liquid crystaldisplay，LCD)、数字光处理(digital light procession，DLP)显示器、或激光线扫描(laser beam scanning，LBS)显示器等。需要说明的是，上述给出的显示元件仅是示例，其它可以根据光源模组输出的混合后的光束显示图像的元件也在本申请的保护范围。
可以理解的是，光学显示装置还可以包括其它可能的结构，本申请对此不作限定。请参阅图11，为本申请提供的一种光学显示装置的电路示意图。该光学显示装置中的电路主要包括包含主处理器(host CPU)1101，外部存储器接口1102，内部存储器1103，音频模块1104，视频模块1105，电源模块1106，无线通信模块1107，I/O接口1108、视频接口1109、显示电路1110和调制器1111等。其中，主处理器1101与其周边的元件，例如外部存储器接口1102，内部存储器1103，音频模块1104，视频模块1105，电源模块1106，无线通信模块1107，I/O接口1108、视频接口1109、显示电路1110可以通过总线连接。主处理器1101可以称为前端处理器。
另外，本申请实施例示意的电路图并不构成对光学显示装置的具体限定。在本申请另一些实施例中，光学显示装置可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
其中，主处理器1101包括一个或多个处理单元，例如：主处理器1101可以包括应用处理器(Application Processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)，图像信号处理器(Image Signal Processor，ISP)，控制器，视频编解码器，数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(Neural-Network Processing Unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。
主处理器1101中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，主处理器1101中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存主处理器1101刚用过或循环使用的指令或数据。如果主处理器1101需要再次使用该指令或数据，可从存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了主处理器1101的等待时间，因而提高了光学显示装置的效率。其中，主处理器1101可以执行存储的指令。
在一些实施例中，光学显示装置还可以包括多个连接到主处理器1101的输入输出(Input/Output，I/O)接口1108。接口1108可以包括集成电路(Inter-Integrated Circuit，I2C)接口，集成电路内置音频(Inter-Integrated Circuit Sound，I2S)接口，脉冲编码调制(Pulse Code Modulation，PCM)接口，通用异步收发传输器(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，UART)接口，移动产业处理器接口(Mobile Industry ProcessorInterface，MIPI)，通用输入输出(General-Purpose Input/Output，GPIO)接口，用户标识模块(Subscriber Identity Module，SIM)接口，和/或通用串行总线(Universal SerialBus，USB)接口等。上述I/O接口1108可以连接鼠标、触摸板、键盘、摄像头、扬声器/喇叭、麦克风等设备，也可以连接光学显示装置上的物理按键(例如音量键、亮度调节键、开关机键等)。
外部存储器接口1102可以用于连接外部存储卡，例如Micro SD卡，实现扩展光学显示装置的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口1102与主处理器1101通信，实现数据存储功能。
内部存储器1103可以用于存储计算机可执行程序代码，可执行程序代码包括指令。内部存储器1103可以包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作***，至少一个功能所需的应用程序(比如通话功能，时间设置功能等)等。存储数据区可存储光学显示装置使用过程中所创建的数据(比如电话簿，世界时间等)等。此外，内部存储器1103可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件，闪存器件，通用闪存存储器(Universal Flash Storage，UFS)等。主处理器1101通过运行存储在内部存储器1103的指令，和/或存储在设置于主处理器1101中的存储器的指令，执行光学显示装置的各种功能应用以及数据处理。
光学显示装置可以通过音频模块1104以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放，通话等。
音频模块1104用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出，也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块1104还可以用于对音频信号编码和解码，例如进行放音或录音。在一些实施例中，音频模块1104可以设置于处理器1101中，或将音频模块1104的部分功能模块设置于处理器1101中。
视频接口1109可以接收外部输入的音视频信号，其具体可以为高清晰多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)，数字视频接口(Digital VisualInterface，DVI)，视频图形阵列(Video Graphics Array，VGA)，显示端口(Display port，DP)等，视频接口1109还可以向外输出视频。当光学显示装置作为抬头显示使用时，视频接口1109可以接收周边设备输入的速度信号、电量信号，还可以接收外部输入的AR视频信号。当光学显示装置作为投影仪使用时，视频接口1109可以接收外部电脑或终端设备输入的视频信号。
视频模块1105可以对视频接口1109输入的视频进行解码，例如进行H.264解码。视频模块还可以对光学显示装置采集到的视频进行编码，例如对外接的摄像头采集到的视频进行H.264编码。此外，主处理器1101也可以对视频接口1109输入的视频进行解码，然后将解码后的图像信号输出到显示电路1110。
显示电路1110和调制器1111用于显示对应的图像。在本实施例中，视频接口1109接收外部输入的视频源信号，视频模块1105进行解码和/或数字化处理后输出一路或多路图像信号至显示电路1110，显示电路1110根据输入的图像信号驱动调制器1111将入射的偏振光进行成像，进而输出至少两路图像光。此外，主处理器1101也可以向显示电路1110输出一路或多路图像信号。
在本实施例中，显示电路1110以及调制器1111属于调制单元230中的电子元件，显示电路1110可以称为驱动电路。
电源模块1106用于根据输入的电力(例如直流电)为主处理器1101和光源1112提供电源，电源模块1106中可以包括可充电电池，可充电电池可以为主处理器1101和光源1112提供电源。光源1112发出的光可以传输到调制器(或称为图像源)1111进行成像，从而形成图像光。此处，光源1112可以为上述任一实施例中的光源模组。
无线通信模块1107可以使得光学显示装置与外界进行无线通信，其可以提供无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)(如无线保真(Wireless Fidelity，Wi-Fi)网络)，蓝牙(Bluetooth，BT)，全球导航卫星***(Global Navigation Satellite System，GNSS)，调频(Frequency Modulation，FM)，近距离无线通信技术(Near FieldCommunication，NFC)，红外技术(Infrared，IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块1107可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块1107经由天线接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到主处理器1101。无线通信模块1107还可以从主处理器1101接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线转为电磁波辐射出去。
另外，视频模块1105进行解码的视频数据除了通过视频接口1109输入之外，还可以通过无线通信模块1107以无线的方式接收或从外部存储器中读取，例如光学显示装置可以通过车内的无线局域网从终端设备或车载娱乐***接收视频数据，光学显示装置还可以读取外部存储器中存储的音视频数据。
示例性地，光学显示装置可以包括但不限于HUD、投影机、显示器、车载显示屏、AR设备、VR设备、或智能车灯等，其中，AR设备可以包括但不限于AR眼镜或AR头盔等，VR设备可以包括但不限于VR眼镜或VR头盔等。
基于上述描述的光学显示装置的结构和功能原理，本申请还可以提供一种交通工具。请参见图12，为本申请提供的一种交通工具的可能的功能框架示意图。耦合到交通工具100或包括在交通工具100中的组件可以包括推进***110、传感器***120、控制***130、***设备140、电源150、计算机***160、用户接口170以及抬头显示***180。交通工具100的组件可以被配置为以与彼此互连和/或与耦合到各***的其它组件互连的方式工作。例如，电源150可以向交通工具100的所有组件提供电力。计算机***160可以被配置为从推进***110、传感器***120、控制***130和***设备140接收数据并对它们进行控制。计算机***160还可以被配置为在用户接口170上生成图像的显示并从用户接口170接收输入。
推进***110可以为交通工具100提供动力运动。推进***110可以包括引擎/发动机114、能量源113、传动装置(transmission)112和车轮/轮胎111。另外，推进***110可以额外地或可替换地包括除了图12所示出的组件以外的其他组件。本申请对此不做具体限定。
传感器***120可以包括用于感测关于交通工具100所位于的环境的信息等的若干个传感器。示例性地，传感器***120的传感器可以包括但不限于全球定位***(GlobalPositioningSystem，GPS)126、惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)125、毫米波雷达124、激光雷达123、相机122以及用于修改传感器的位置和/或朝向的制动器121。毫米波雷达124可利用无线电信号来感测交通工具100的周边环境内的目标。在一些实施例中，除了感测目标以外，毫米波雷达124还可用于感测目标的速度和/或前进方向。激光雷达123可利用激光来感测交通工具100所位于的环境中的目标。在一些实施例中，激光雷达123可包括一个或多个激光源、扫描器以及一个或多个探测器，以及其他***组件。相机122可用于捕捉交通工具100的周边环境的多个图像。相机122可以是静态相机或视频相机。
传感器***120还可包括被监视交通工具100的内部***的传感器(例如，车内空气质量监测器、燃油量表、机油温度表等)。来自这些传感器中的一个或多个的传感器数据可用于检测对象及其相应特性(位置、形状、方向、速度等)。这种检测和识别是交通工具100的安全操作的关键功能。传感器***120还可以包括其它传感器。本申请对此不做具体限定。
GPS 126可以为用于估计交通工具100的地理位置的任何传感器。为此，GPS 126可以包括收发器，基于卫星定位数据估计交通工具100相对于地球的位置。在示例中，计算机***160可以用于结合地图数据使用GPS 126来估计交通工具100行驶的道路。IMU 125可以用于基于惯性加速度及其任意组合来感测交通工具100的位置和朝向变化。在一些示例中，IMU125中传感器的组合可包括例如加速度计和陀螺仪。另外，IMU 125中传感器的其它组合也是可能的。
控制***130为控制交通工具100及其组件的操作。控制***130可包括各种元件，其中包括转向单元136、油门135、制动单元134、传感器融合算法133、计算机视觉***132、路线控制***131以及障碍物避免***137。转向***136可操作来调整交通工具100的前进方向。例如在一个实施例中可以为方向盘***。油门135用于控制引擎114的操作速度并进而控制交通工具100的速度。控制***130可以额外地或可替换地包括除了图12所示出的组件以外的其他组件。本申请对此不做具体限定。
制动单元134用于控制交通工具100减速。制动单元134可使用摩擦力来减慢车轮111。在其他实施例中，制动单元134可将车轮111的动能转换为电流。制动单元134也可采取其他形式来减慢车轮111转速从而控制交通工具100的速度。计算机视觉***132可以操作来处理和分析由相机122捕捉的图像以便识别交通工具100周边环境中的目标和/或特征。目标和/或特征可包括交通信号、道路边界和障碍物。计算机视觉***132可使用目标识别算法、运动中恢复结构(structure from motion，SFM)算法、视频跟踪和其他计算机视觉技术。在一些实施例中，计算机视觉***132可以用于为环境绘制地图、跟踪目标、估计目标的速度等等。路线控制***131用于确定交通工具100的行驶路线。在一些实施例中，路线控制***142可结合来自传感器***120、GPS 126和一个或多个预定地图的数据以为交通工具100确定行驶路线。障碍物避免***137用于识别、评估和避免或者以其他方式越过交通工具100的环境中的潜在障碍物。当然，在一个实例中，控制***130可以增加或替换地包括除了所示出和描述的那些以外的组件。或者也可以减少一部分上述示出的组件。
***设备140可以被配置为允许交通工具100与外部传感器、其它交通工具和/或用户交互。为此，***设备140可以包括例如无线通信***144、触摸屏143、麦克风142和/或扬声器141。***设备140可以额外地或可替换地包括除了图12所示出的组件以外的其他组件。本申请对此不做具体限定。
在一些实施例中，***设备140提供交通工具100的用户与用户接口170交互的手段。例如，触摸屏143可向交通工具100的用户提供信息。用户接口170还可操作触摸屏143来接收用户的输入。在其他情况中，***设备140可提供用于交通工具100与位于车内的其它设备通信的手段。例如，麦克风142可从交通工具100的用户接收音频(例如，语音命令或其他音频输入)。类似地，扬声器141可向交通工具100的用户输出音频。
无线通信***144可以直接地或者经由通信网络来与一个或多个设备无线通信。例如，无线通信***144可使用3G蜂窝通信，例如码分多址(code division multipleaccess，CDMA)、EVD0、全球移动通信***(global system for mobile communications，GSM)/通用分组无线服务技术(general packet radio service，GPRS)，或者4G蜂窝通信，例如长期演进(long term evolution，LTE)，或者5G蜂窝通信。无线通信***144可利用WiFi与无线局域网(wireless local area network，WLAN)通信。在一些实施例中，无线通信***144可利用红外链路、蓝牙或ZigBee与设备直接通信。其他无线协议，例如各种交通工具通信***，例如，无线通信***144可包括一个或多个专用短程通信(dedicated shortrange communications，DSRC)设备，这些设备可包括交通工具和/或路边台站之间的公共和/或私有数据通信。
电源150可以被配置为向交通工具100的一些或全部组件提供电力。为此，电源150可以包括例如可再充电锂离子或铅酸电池。在一些示例中，一个或多个电池组可被配置为提供电力。其它电源材料和配置也是可能的。在一些示例中，电源150和能量源113可以一起实现，如一些全电动车中那样。交通工具100的组件可以被配置为以与在其各自的***内部和/或外部的其它组件互连的方式工作。为此，交通工具100的组件和***可以通过***总线、网络和/或其它连接机制通信地链接在一起。
交通工具100的部分或所有功能受计算机***160控制。计算机***160可包括至少一个处理器161，处理器161执行存储在例如存储器163这样的非暂态计算机可读介质中的指令1631。计算机***160还可以是采用分布式方式控制交通工具100的个体组件或子***的多个计算设备。
处理器161可以是任何常规的处理器，诸如中央处理器(central processingunit，CPU)。可选地，该处理器可以是诸如专用集成电路(application specificintegrated circuits,ASIC)或其它基于硬件的处理器的专用设备。尽管图12功能性地图示了处理器、存储器、和在相同块中的计算机***160的其它元件，但是本领域的普通技术人员应该理解该处理器、计算机、或存储器实际上可以包括可以或者可以不存储在相同的物理外壳内的多个处理器、计算机、或存储器。例如，存储器可以是硬盘驱动器或位于不同于计算机***160的外壳内的其它存储介质。因此，对处理器或计算机的引用将被理解为包括对可以或者可以不并行操作的处理器或计算机或存储器的集合的引用。不同于使用单一的处理器来执行此处所描述的步骤，诸如转向组件和减速组件的一些组件每个都可以具有其自己的处理器，处理器只执行与特定于组件的功能相关的计算。
在此处所描述的各个方面中，处理器可以位于远离该交通工具并且与该交通工具进行无线通信。在其它方面中，此处所描述的过程中的一些在布置于交通工具内的处理器上执行而其它则由远程处理器执行，包括采取执行单一操纵的必要步骤。
在一些实施例中，存储器163可包含指令1631(例如，程序逻辑)，指令1631可被处理器161执行来执行交通工具100的各种功能，包括以上描述的那些功能。存储器163也可包含额外的指令，包括向推进***110、传感器***120、控制***130和***设备140中的一个或多个发送数据、从其接收数据、与其交互和/或对其进行控制的指令。
除了指令1631以外，存储器163还可存储数据，例如道路地图，路线信息，传感器检测到的数据，交通工具的位置、方向、速度以及其它这样的交通工具数据，以及其他信息。这种信息可在交通工具100在自主、半自主和/或手动模式中操作期间被交通工具100和计算机***160使用。
用户接口170，用于向交通工具100的用户提供信息或从其接收信息。可选地，用户接口170可包括在***设备140的集合内的一个或多个输入/输出设备，例如无线通信***144、触摸屏143、麦克风142和扬声器141。
计算机***160可基于从各种子***(例如，推进***110、传感器***120和控制***130)以及从用户接口170接收的输入来控制交通工具100的功能。例如，计算机***160可利用来自控制***130的输入以便控制转向单元136来避免由传感器***120和障碍物避免***137检测到的障碍物。在一些实施例中，计算机***160可操作来对交通工具100及其子***的许多方面提供控制。
抬头显示***180可包括若干元件，例如前挡玻璃，控制器和抬头显示器。控制器用于根据用户指令生成图像(例如生成包含车速、电量/油量等交通工具状态的图像以及增强现实AR内容的图像)，并将该图像发送至抬头显示器进行显示；抬头显示器可以包括图像生成单元、反射镜组合，前挡玻璃用于配合抬头显示器以实现抬头显示***的光路，以使在驾驶员前方呈现目标图像。需要说明的是，抬头显示***中的部分元件的功能也可以由交通工具的其它子***来实现，例如，控制器也可以为控制***中的元件。
可选地，上述这些组件中的一个或多个可与交通工具100分开安装或关联。例如，存储器163可以部分或完全地与交通工具100分开存在。上述组件可以按有线和/或无线方式来通信地耦合在一起。
需要说明的是，图12给出的交通工具功能框架只是一个示例，在其它示例中，交通工具100可以包括更多、更少或不同的***，并且每个***可以包括更多、更少或不同的组件。此外，示出的***和组件可以按任意种的方式进行组合或划分，本申请对此不做具体限定。
上述交通工具100可以为轿车、卡车、摩托车、公共汽车、船、飞机、直升飞机、割草机、娱乐车、游乐场车辆、施工设备、电车、高尔夫球车、火车、和手推车等，本申请对此不作限定。
在本申请的各个实施例中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。
本申请中，“均匀”不是指绝对的均匀，可以允许有一定工程上的误差。“垂直”不是指绝对的垂直，可以允许有一定工程上的误差。“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。在本申请的文字描述中，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。在本申请的公式中，字符“/”，表示前后关联对象是一种“相除”的关系。另外，在本申请中，“示例性地”一词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。或者可理解为，使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念，并不对本申请构成限定。
可以理解的是，在本申请中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定。术语“第一”、“第二”等类似表述，是用于分区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

Claims (17)

1.一种光源模组，其特征在于，包括：第一光源、第二光源、第三光源、第四光源和合光组件，所述第四光源与所述第一光源或所述第二光源封装于一体；
所述第一光源，用于发射红色光束；
所述第二光源，用于发射蓝色光束；
所述第四光源，用于发射第三光束，所述第三光束用于激发所述第三光源发射第二绿色光束；
所述第三光源，用于发射第一绿色光束、以及所述第二绿光束；
所述合光组件，用于将所述第三光束传播至所述第三光源、以及将所述红色光束、所述蓝色光束、所述第一绿色光束和所述第二绿色光束传播至空间区域，所述红色光束、所述蓝色光束、所述第一绿色光束和所述第二绿色光束在所述空间区域混合。
2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述合光组件包括第一合光元件、第二合光元件和第三合光元件；
所述第一合光元件，用于反射所述蓝色光束，以及透射所述红色光束、所述第一绿色光束和所述第二绿色光束；
所述第二合光元件，用于反射所述蓝色光束，以及透射所述第三光束、所述第一绿色光束和所述第二绿色光束；
所述第三合光元件，用于反射所述红色光束和所述第三光束，以及透射所述第一绿色光束、所述第二绿色光束和所述蓝色光束。
3.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，所述第三合光元件的第一面用于反射所述红色光束，所述第三合光元件的第二面用于反射所述第三光束以及所述蓝色光束中与所述第三光束的波长重合的部分。
4.如权利要求2或3所述的光源模组，其特征在于，所述第一合光元件的一端与所述第三合光元件的第一面的中间区域粘合，所述第二合光元件一端与所述第三合光元件的第二面的中间区域粘合。
5.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述合光组件包括第四合光元件、第五合光元件和第六合光元件；
所述第四合光元件，用于反射所述红色光束和所述第三光束，以及透射所述蓝色光束、所述第一绿色光束和所述第二绿色光束；
所述第五合光元件，用于反射所述红色光束和所述第三光束，以及透射所述第一绿色光束和所述第二绿色光束；
所述第六合光元件，用于反射所述蓝色光束，以及透射所述红色光束、所述第一绿色光束、所述第二绿色光束和所述第三光束。
6.如权利要求5所述的光源模组，其特征在于，所述第四合光元件的第一面用于反射所述红色光束，所述第四合光元件的第二面用于反射所述第三光束、以及所述蓝色光束中与所述第三光束的波长重合的部分；
所述第五合光元件的第一面用于反射所述红色光束，所述第五合光元件的第二面用于发射所述第三光束。
7.如权利要求5或6所述的光源模组，其特征在于，所述第四合光元件的一端与所述第六合光元件的第一面的中间区域粘合，所述第五合光元件的一端与所述第六合光元件的第二面的中间区域粘合。
8.如权利要求1～7任一项所述的光源模组，其特征在于，所述第四光源的发光面积与所述第二光源的发光面积之和小于或等于所述第一光源的发光面积；和/或，
所述第四光源的发光面积与所述第二光源的发光面积之和小于或等于所述第三光源的发光面积。
9.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述合光组件包括第七合光元件、第八合光元件和第九合光元件；
所述第七合光元件，用于反射所述红色光束，以及透射所述蓝色光束、所述第一绿色光束和所述第二绿色光束；
所述第八合光元件，用于反射所述红色光束，以及透射所述第三光束、所述第一绿色光束和所述第二绿色光束；
所述第九合光元件，用于反射所述蓝色光束和所述第三光束，以及透射所述第一绿色光束、所述第二绿色光束和所述红色光束。
10.如权利要求9所述的光源模组，其特征在于，所述第九合光元件的第一面用于反射所述蓝色光束，所述第九合光元件的第二面用于反射所述第三光束。
11.如权利要求10所述的光源模组，其特征在于，所述第七合光元件的一端与所述第九合光元件的第一面的中间区域粘合，所述第八合光元件的一端与所述第九合光元件的第二面的中间区域粘合。
12.如权利要求9～11任一项所述的光源模组，其特征在于，所述第一光源的发光面积与所述第四光源的发光面积之和小于或等于所述第二光源的发光面积；和/或，
所述第一光源的发光面积与所述第四光源的发光面积之和小于或等于所述第三光源的发光面积。
13.如权利要求1～12任一项所述的光源模组，其特征在于，所述第一光源、所述第二光源和所述第四光源为半导体光源，所述第三光源为荧光材料的光源。
14.如权利要求1～13任一项所述的光源模组，其特征在于，所述光源模组还包括第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组；
所述第一透镜组用于将所述红色光束准直为平行光；所述第二透镜组用于将所述蓝色光束和所述第三光束准直为平行光；所述第三透镜组用于将所述第一绿色光束和所述第二绿色光束准直为平行光；
或者；
所述第一透镜组用于将所述红色光束和所述第三光束准直为平行光；所述第二透镜组用于将所述蓝色光束准直为平行光；所述第三透镜组用于将所述第一绿色光束和所述第二绿色光束准直为平行光。
15.如权利要求1～14任一项所述的光源模组，其特征在于，所述光源模组还包括匀光***；
所述匀光***，用于将接收到所述红色光束、所述蓝色光束、所述第一绿色光束和所述第二绿色光束进行匀光后传播至所述空间区域。
16.一种光学显示装置，其特征在于，包括显示元件及如权利要求1～15任一项所述的光源模组、所述显示元件用于根据所述光源模组输出的混合后的光束显示图像。
17.一种交通工具，其特征在于，包括如权利要求16所述的光学显示装置。
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