微型投影系统技术方案

本申请提供一种微型投影系统，微型投影系统包括：光源、偏振折转装置、LCOS面板以及镜头。振折转装置包括交叉设置的第一折转面和第二折转面，第一折转面反射第一偏振光、透射第二偏振光，第二折转面反射第二偏振光、透射第一偏振光，且第一偏振光和第二偏振光的偏振方向相互垂直。LCOS面板用于将第一偏振光调制成为第二偏振光后射出。镜头用于接收第二偏振光并形成投影图像。通过设置偏振折转装置，并且偏振折转装置包括交叉设置的第一折转面以及第二折转面，使用第一折转面与第二折转面对不同的偏振光选择性地透射或反射，配合LCOS面板将光束射入镜头内，提高了微型投影系统对光学传输路径的调制能力。传输路径的调制能力。传输路径的调制能力。

【技术实现步骤摘要】
微型投影系统


[0001]本申请涉及投影设备
，具体而言，涉及一种微型投影系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着增强现实(Augmented Reality，AR)技术的日渐成熟，微型投影逐渐步入商品化阶段。AR系统的微型投影技术通常是基于显示芯片开发的。主流的被动发光显示芯片有液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、硅基液晶(Liquid Crustal On Silicon,LCOS)、数字微镜设备(Digital Micromirror Device，DMD)芯片。在这三种显示芯片中：基于DMD芯片的光引擎虽然具有较高的对比度和光利用率，但是其物理分辨率偏低，且为独家技术、价格昂贵；而基于LCD芯片的光引擎的对比度比较低、效率低、亮度低；对于LCOS芯片的光引擎具有较好的分辨率和光效，相比于DMD芯片具有较高性价比。此外对于AR领域，主流的光组合器都是采用衍射光波导技术，需要偏振光耦入。
[0003]LCOS芯片本身就是一个偏振调制器件，需要工作在偏振光条件。从这一层面上讲，LCOS芯片具有较大的优势。但是对于借助LCOS芯片的成像技术和光学架构的设计对于整个LCOS产业的发展还是一块短板。
[0004]常规的LCOS投影光引擎采用的是普通的偏振分光(Polarizing Beam splitter,PBS)棱镜，只有一个偏振折转选择面，对光学传输路径的调制能力较为单一。这将导致整个LCOS面板和周边产品的组合体积较大，在AR眼镜领域里，形态和眼镜架不匹配等问题。或者再借助其他器件，牺牲效率、对比度、体积、对系统复杂性做加法来换取形态上的匹配。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提出了一种微型投影系统，以解决上述技术问题。
[0006]本申请实施例通过以下技术方案来实现上述目的。
[0007]本申请提供一种微型投影系统，包括：光源、偏振折转装置、LCOS面板以及镜头。光源用于发出第一偏振光。偏振折转装置包括交叉设置的第一折转面和第二折转面，所述第一折转面反射第一偏振光、透射第二偏振光，所述第二折转面反射第二偏振光、透射第一偏振光，且所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向相互垂直。LCOS面板用于将所述第一偏振光调制成为第二偏振光后射出。镜头用于接收所述第二偏振光并形成投影图像。其中，所述光源发出的光束依次经过所述偏振折转装置、所述LCOS面板、所述偏振折转装置进入所述镜头。
[0008]在一种实施方式中，所述光源、所述偏振折转装置以及所述镜头沿第一直线方向排布。
[0009]在一种实施方式中，所述偏振折转装置与所述LCOS面板沿第二直线方向排布，所述第一直线方向垂直于所述第二直线方向。
[0010]在一种实施方式中，所述微型投影系统还包括：收束透镜组，所述收束透镜组设置于所述光源与所述偏振折转装置之间。
Diode，Micro LED)等。光学组合器的作用是将实际环境光线和图像光线进行组合，使得人眼同时能够观察到环境和光机产生的图像信息。AR显示系统由于其产品的属性，小体积是至关重要的因素。
[0025]而且AR设备的微型光机通常是和眼镜耦合到一起。配合眼镜架的形态，需要将微型光机做成长条形的形态。而传统的LCOS面板，由于其常规的PBS分光棱镜，只有一个偏振折转选择面。仅依靠PBS分光棱镜，光源、镜头、PBS分光棱镜的连线为正交关系。这种光学架构一方面形态上呈现为大块矩形形态，且加上周边装置，体积较大。
[0026]为了解决该问题，有方案提出在原有的常规PBS分光棱镜的基础上，增加1/4波长波片和反射器件进行偏振调制，使得进PBS光束方向和进入显示系统的方向为同一方向，最后LCOS镜头形态为长条形形态。但这种方法会导致装置的效率低、光机高度方向变高、对比度低等问题。
[0027]基于上述问题，请参阅图1，本申请提供一种微型投影系统1，包括：光源10、偏振折转装置20、LCOS面板30以及镜头40。
[0028]光源10用于发出光束。在一些实施方式中，光源10可以包括发光光源(图未示)以及偏转调控器件(图未示)，上述的偏转调控器件可以是偏振片，偏转调控器件用于使光源10发出的光线为偏振光线，可以理解的是，光源10也可以直接发出偏振光，除此之外光源10还可以包括对光束的整形方向使光束折转的调控器件，如透镜、方棒、膜片等。
[0029]偏振折转装置20用于对不同的偏振光选择性地透射或反射，请同时参照图2，偏振折转装置20可以包括交叉设置的第一折转面230和第二折转面240，所述第一折转面230反射第一偏振光、透射第二偏振光，所述第二折转面240反射第二偏振光、透射第一偏振光，且所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向相互垂直。例如，第一折转面230可以使S光透过，使P光反射，第二折转面240可以使P光透过，使S光反射，当然第一折转面230也可以使P光透过，使S光反射，第二折转面240也可以使S光透过，使P光反射。
[0030]LCOS面板30对光束进行调制后射出，使光束再次进入所述偏振折转装置20。
[0031]镜头40用于输出画面。在本实施方式中，LCOS面板30用于改变光的属性，如将入射至LCOS面板30的S光，改变成从LCOS面板30出射的P光。
[0032]其中，所述光源10发出的光束依次经过所述偏振折转装置20、所述LCOS面板30、所述偏振折转装置20进入所述镜头40。
[0033]本申请实施例提供的微型投影系统1，通过设置偏振折转装置20，并且偏振折转装置20包括交叉设置的第一折转面230以及第二折转面240，使用第一折转面230与第二折转面240对不同的偏振光选择性地透射或反射，配合LCOS面板30将光束射入镜头40内，提高了微型投影系统1对光学传输路径的调制能力，减小了镜头40和周边产品的组合体积，解决了现有技术中常规的LCOS投影光引擎采用的是普通的偏振分光棱镜，只有一个偏振折转选择面，对光学传输路径的调制能力较为单一，这将导致整个LCOS镜头40和周边产品的组合体积较大，在AR眼镜领域里，形态和眼镜架不匹配等问题。
[0034]在一些实施方式中，所述光源10、所述偏振折转装置20以及所述镜头40可以沿第一直线方向排布。当该微型投影系统1应用于AR眼镜时，上述的光源10、偏振折转装置20以及镜头40设置为长条型，能更加贴合眼镜镜腿的结构。
[0035]所述偏振折转装置20与所述LCOS面板30可以设置在第二方向上，所述第一方向可
以垂直于所述第二方向。上述的光源10与偏振折转装置20、偏振折转装置20与LCOS面板30的位置关系有助于进一步缩小微型投影系统1的体积。
[0036]请参照图2，在一些实施方式中，偏振折转装置20可以为PBS棱镜，所述第一折转面230以及所述第二折转面240分别设置在所述PBS棱镜内部，PBS棱镜可以由多个棱镜贴合形成，例如偏振折转装置20可以为由四个三棱镜拼接成的方形结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型投影系统，其特征在于，包括：光源，用于发出第一偏振光；偏振折转装置，包括交叉设置的第一折转面和第二折转面，所述第一折转面反射第一偏振光、透射第二偏振光，所述第二折转面反射第二偏振光、透射第一偏振光，且所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向相互垂直；LCOS面板，用于将所述第一偏振光调制成为第二偏振光后射出；以及镜头，用于接收所述第二偏振光并形成投影图像；其中，所述光源发出的光束依次经过所述偏振折转装置、所述LCOS面板、所述偏振折转装置进入所述镜头。2.如权利要求1所述的微型投影系统，其特征在于，所述光源、所述偏振折转装置以及所述镜头沿第一直线方向排布。3.如权利要求2所述的微型投影系统，其特征在于，所述偏振折转装置与所述LCOS面板沿第二直线方向排布，所述第一直线方向垂直于所述第二直线方向。4.如权利要求1所述的微型投影系...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳烁，陈佳男，赵鹏，李屹，
申请(专利权)人：深圳光峰科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：