投影照明光学模组、投影显示系统以及可穿戴设备技术方案

本申请实施例公开了一种投影照明光学模组、投影显示系统以及可穿戴设备；其中，光源模组包括准直组件，偏振分光器及匀光器件；准直组件包括光源及准直器件，准直器件位于光源的光路传输路径上；偏振分光器包括分光棱镜、反射棱镜及第一相位延迟器；反射棱镜包括第一直角面和第二直角面，第一直角面与分光棱镜为相邻设置；第一相位延迟器设于第一直角面与分光棱镜之间或者设于第二直角面；匀光器件位于偏振分光器的出光侧；偏振分光器件能将光源发出的投影光线中的S偏振光反射至匀光器件，且能将投影光线中的P偏振光转变为S偏振光后反射至匀光器件。本申请实施例提供的投影照明光学模组，能够在小体积的情况下提高光的利用率，从而提升亮度。从而提升亮度。从而提升亮度。

【技术实现步骤摘要】
投影照明光学模组、投影显示系统以及可穿戴设备


[0001]本申请属于光学投影
，具体地，本申请涉及一种投影照明光学模组、投影显示系统以及可穿戴设备。

技术介绍

[0002]在光学投影技术中，以LCOS(Liquid Crystal on Silicon，液晶附硅或硅基液晶)显示装置为例，其为一种新型的反射式投影显示装置，其是采用半导体硅晶技术控制液晶，进而“投射”彩色画面的液晶显示装置。与穿透式LCD(Liquid Crystal Display)显示装置等相比，LCOS显示装置具有光路可折叠、体积小、开口率高及制造技术成熟等优点，可以很容易实现高分辨率和充分的色彩表现。基于LCOS显示装置具有上述的优点，使得LCOS技术在例如AR(Augmented Reality)设备等具有投影显示功能的投影显示类产品中广泛应用。
[0003]在现有技术中，LCOS显示装置只利用了一种偏振光，这使得至少一半的光损失浪费，导致光的利用率较低，亮度较低。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种投影照明光学模组、投影显示系统以及可穿戴设备的新技术方案，可以提高光的利用率，从而提升亮度。
[0005]根据本申请的第一方面，提供了一种投影照明光学模组，所述投影照明光学模组包括：
[0006]准直组件，所述准直组件包括光源及准直器件，所述准直器件位于所述光源的光路传输路径上；
[0007]偏振分光器，所述偏振分光器包括分光棱镜、反射棱镜及第一相位延迟器；其中，所述反射棱镜包括第一直角面和第二直角面，且所述第一直角面与所述分光棱镜为相邻设置；所述第一相位延迟器设于所述第一直角面与所述分光棱镜之间，或者设于所述第二直角面；以及
[0008]匀光器件，所述匀光器件位于所述偏振分光器的出光侧；
[0009]所述偏振分光器件能将所述光源发出的投影光线中的S偏振光反射至所述匀光器件，且能将所述投影光线中的P偏振光转变为S偏振光后反射至所述匀光器件。
[0010]可选地，所述第一相位延迟器包括二分之一波片，能够用于将所述投影光线中的P偏振光转化为S偏振光。
[0011]可选地，所述分光棱镜包括相互胶合的两个三角棱镜，所述两个三角棱镜相互胶合的面为斜面，且所述胶合面上设置有分光膜；
[0012]所述分光棱镜能够透射P偏振光，同时能够反射S偏振光。
[0013]可选地，所述匀光器件包括沿同一光轴依次设置的复眼前透镜、复眼透镜及中继透镜，经所述匀光器件出射的光线为S偏振光。
[0014]可选地，所述复眼前透镜包括柱面镜或者球面镜，用以将光线整形并控制光线角
度。
[0015]可选地，所述光源能够发出不同波段的光线；
[0016]所述准直器件包括准直镜组或者反光杯；其中，所述准直镜组包括沿同一光轴且间隔设置的至少两个准直镜片。
[0017]可选地，在所述第一相位延迟器设于所述第一直角面与所述分光棱镜之间的情况下，由所述光源发出的投影光线经所述准直器件准直后投射至所述偏振分光器，经所述分光棱镜将所述投影光线中的S偏振光反射至所述匀光器件中，同时所述投影光线中的P偏振光透过所述分光棱镜，并在经过所述第一相位延迟器后变成S偏振光，所述S偏振光经所述反射棱镜反射至所述匀光器件中，所述匀光器件对所述S偏振光进行匀光后出射，出射的光线为S偏振光。
[0018]可选地，在所述第一相位延迟器设于所述第二直角面的情况下，由所述光源发出的投影光线经所述准直器件准直后投射至所述偏振分光器，所述投影光线中的S偏振光反射至所述匀光器件中，所述投影光线中的P偏振光透过所述分光棱镜，经所述反射棱镜反射，经过所述第一相位延迟器后变成S偏振光，所述S偏振光投射至所述匀光器件，所述匀光器件对所述S偏振光进行匀光后出射，出射的光线为S偏振光。
[0019]根据本申请的第二方面，还提供了一种投影显示系统。所述投影显示系统包括：
[0020]如第一方面所述的投影照明光学模组；以及
[0021]投影模组，所述投影模组位于所述匀光器件的出光路径上，经所述匀光器件出射的S偏振光直接进入所述投影模组中进行投影成像。
[0022]可选地，所述投影模组包括：
[0023]分光器件，所述分光器件包括入光面、出射面，第一透光面以及第二透光面；以及
[0024]投影镜组，所述分光器件位于所述投影镜组的投影光路中，且分光器件至少具有两个面与所述投影镜组为相邻设置。
[0025]可选地，所述分光器件包括相互胶合的两个三角棱镜，所述两个三角棱镜相互胶合的面为斜面，且所述胶合面上设置有分光膜；
[0026]所述入光面与所述匀光器件为相邻且间隔设置；
[0027]所述投影镜组包括位于所述出射面一侧的透镜组、位于所述第一透光面一侧的反射镜及位于所述第二透光面一侧的第四透镜；所述第一透光面与所述反射镜之间设有第二相位延迟器，所述第四透镜背离所述第二透光面的一侧设置有投影芯片。
[0028]可选地，所述第二相位延迟器为四分之一波片；
[0029]所述反射镜为凹面反射镜；
[0030]所述透镜组包括胶合镜组及第三透镜；其中，所述胶合镜组位于所述出射面与所述第三透镜之间。
[0031]可选地，所述入光面与所述出射面为相对设置；
[0032]经所述匀光器件出射的S偏振光投射至所述投影模组中，所述S偏振光经所述分光器件反射至所述第四透镜，所述S偏振光透过所述第四透镜后入射至所述投影芯片，所述投影芯片为LCOS芯片，所述S偏振光经所述LCOS芯片反射转变为P偏振光，所述P偏振光透过所述分光器件，经所述第二相位延迟器投射至所述反射镜，经过所述反射镜的凹面反射，所述P偏振光再次经过所述第二相位延迟器变为S偏振光，所述S偏振光经所述分光器件反射至
所述透镜组，再经所述透镜组出射后投影成像。
[0033]可选地，所述入光面与所述出射面为相邻设置，且在所述入光面上设有第三相位延迟器，所述第三相位延迟器为二分之一波片；
[0034]经所述匀光器件出射的S偏振光投射至所述投影模组中，所述S偏振光先经所述第三相位延迟器变成P偏振光，再透过所述分光器件进入所述投影芯片，所述投影芯片为LCOS芯片，所述P偏振光经所述LCOS芯片反射后转变为S偏振光，所述S偏振光经所述分光器件反射，再经所述第二相位延迟器变成P偏振光，所述P偏振光透过所述分光器件，经所述透镜组出射后投影成像。
[0035]根据本申请的第三方面，还提供了一种可穿戴设备。所述可穿戴设备包括：
[0036]壳体；以及
[0037]如第二方面所述的投影显示系统
[0038]本申请的有益效果在于：
[0039]本申请实施例提供的投影照明光学模组，在准直器件与匀光器件之间引入了偏振分光器，该偏振分光器可以将投影光线中的S偏振光反射至匀光器件，且能将投影光线中的P偏振光转变为S偏振光后反射至匀光器件，当将该照明光学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种投影照明光学模组，其特征在于，包括：准直组件，所述准直组件包括光源(1)及准直器件(2)，所述准直器件(2)位于所述光源(1)的光路传输路径上；偏振分光器，所述偏振分光器包括分光棱镜(3)、反射棱镜(4)及第一相位延迟器(5)；其中，所述反射棱镜(4)包括第一直角面(401)和第二直角面(402)，且所述第一直角面(401)与所述分光棱镜(3)为相邻设置；所述第一相位延迟器(5)设于所述第一直角面(401)与所述分光棱镜(3)之间，或者设于所述第二直角面(402)；以及匀光器件(6)，所述匀光器件(6)位于所述偏振分光器的出光侧；所述偏振分光器件能将所述光源(1)发出的投影光线中的S偏振光反射至所述匀光器件(6)，且能将所述投影光线中的P偏振光转变为S偏振光后反射至所述匀光器件(6)。2.根据权利要求1所述的投影照明光学模组，其特征在于，所述第一相位延迟器(5)包括二分之一波片，能够用于将所述投影光线中的P偏振光转化为S偏振光。3.根据权利要求1所述的投影照明光学模组，其特征在于，所述分光棱镜(3)包括相互胶合的两个三角棱镜，所述两个三角棱镜相互胶合的面为斜面，且所述胶合面上设置有分光膜；所述分光棱镜(3)能够透射P偏振光，同时能够反射S偏振光。4.根据权利要求1所述的投影照明光学模组，其特征在于，所述匀光器件(6)包括沿同一光轴依次设置的复眼前透镜(7)、复眼透镜(8)及中继透镜(9)，经所述匀光器件(6)出射的光线为S偏振光。5.根据权利要求4所述的投影照明光学模组，其特征在于，所述复眼前透镜(7)包括柱面镜或者球面镜，用以将光线整形并控制光线角度。6.根据权利要求1所述的投影照明光学模组，其特征在于，所述光源(1)能够发出不同波段的光线；所述准直器件(2)包括准直镜组(201)或者反光杯(202)；其中，所述准直镜组(201)包括沿同一光轴且间隔设置的至少两个准直镜片。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的投影照明光学模组，其特征在于，在所述第一相位延迟器(5)设于所述第一直角面(401)与所述分光棱镜(3)之间的情况下，由所述光源(1)发出的投影光线经所述准直器件(2)准直后投射至所述偏振分光器，经所述分光棱镜(3)将所述投影光线中的S偏振光反射至所述匀光器件(6)中，同时所述投影光线中的P偏振光透过所述分光棱镜(3)，并在经过所述第一相位延迟器(5)后变成S偏振光，所述S偏振光经所述反射棱镜(4)反射至所述匀光器件(6)中，所述匀光器件(6)对所述S偏振光进行匀光后出射，出射的光线为S偏振光。8.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的投影照明光学模组，其特征在于，在所述第一相位延迟器(5)设于所述第二直角面(402)的情况下，由所述光源(1)发出的投影光线经所述准直器件(2)准直后投射至所述偏振分光器，所述投影光线中的S偏振光反射至所述匀光器件(6)中，所述投影光线中的P偏振光透过所述分光棱镜(3)，经所述反射棱镜(4)反射，经过所述第一相位延迟器(5)后变成S偏振光，所述S偏振光投射至所述匀光器件(6)，所述匀光器件(6)对所述S偏振光进行匀光后出射，出射的光线为S偏振光。9.一种投影显示系统，其特征在于，包括：
如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王显彬，丁卫涛，
申请(专利权)人：歌尔光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：