投影显示系统以及投影设备技术方案

本申请实施例提供了一种投影显示系统以及投影设备；其中，投影显示系统包括第一棱镜和第二棱镜，以及反射元件，第二棱镜位于第一棱镜与反射元件之间，且第一棱镜及第二棱镜中的至少一者为自由曲面棱镜；第一棱镜包括靠近像源面

【技术实现步骤摘要】
投影显示系统以及投影设备


[0001]本申请实施例涉及光学显示
，更具体地，本申请实施例涉及一种投影显示系统以及投影设备
。

技术介绍

[0002]在多种形式的投影产品中，以
AR
头戴设备为例，投影光学系统是其技术的关键
。
对于投影画面质量及整个设备的轻薄性是主要的考虑因素
。
现有的
AR(Augmented Reality)
头戴设备主要搭配的显示屏为
LCOS(Liquid Crystal on Silicon)。
但是，采用
LCOS
的投影光学系统由于是被动照明，导致整个系统的体积很大，不利于实现产品的小型化及轻薄化设计
。

技术实现思路

[0003]本申请的目的是提供一种投影显示系统以及投影设备的新技术方案
。
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种投影显示系统
。
所述投影显示系统，用于将投射至像源面
S1
的光线向投影面
S2
投影，其特征在于，包括：第一棱镜和第二棱镜，以及反射元件，所述第二棱镜位于所述第一棱镜与所述反射元件之间，且所述第一棱镜及所述第二棱镜中的至少一者为自由曲面棱镜；
[0005]所述第一棱镜包括靠近所述像源面
S1
的第一面
、
靠近所述投影面
S2
的第二面，以及与所述第一面和所述第二面连接的入射面，所述入射面用于供光线入射至所述第一棱镜中；
[0006]所述第二棱镜包括与所述第二面靠近设置的第三面
、
靠近所述反射元件的第四面，以及与所述第三面和所述第四面连接的反射面；
[0007]其中，所述第二面与所述第三面之间设置有分光元件及相位延迟器，且所述反射元件与所述像源面
S1
在位置上相对
。
[0008]可选地，所述投影显示系统还包括
LCOS
显示芯片，所述
LCOS
显示芯片所在的位置形成所述像源面
S1。
[0009]可选地，所述第一棱镜及所述第二棱镜包括至少一个自由曲面
。
[0010]可选地，所述第二棱镜的第四面为自由曲面
。
[0011]可选地，所述第一棱镜的第一面为自由曲面或非球面
。
[0012]可选地，所述第一棱镜的入射面及所述第二棱镜的反射面为非球面或自由曲面
。
[0013]可选地，所述第一面为光线全反射面；光线自所述入射面经所述第一棱镜投射至所述像源面
S1
的过程中经过两次反射，其中一次反射为全反射且发生在所述第一面
。
[0014]可选地，所述第四面为光线全反射面；光线在从所述像源面
S1
投射至所述投影面
S2
的过程中经过四次反射，其中一次反射为全反射且发生在所述第四面
。
[0015]可选地，所述第一棱镜的第二面与所述第二棱镜的第三面相互胶合，以形成胶合棱镜
。
[0016]可选地，在投射至所述入射面的光线为自然光的情况下，所述入射面上设置有偏光片，用以将自然光转变为线偏振光
。
[0017]可选地，所述像源面
S1
将经所述第一面出射的第一线偏振光反射后形成偏振方向转变的第二线偏振光；
[0018]所述第二线偏振光透过所述分光元件后，射向所述相位延迟器，所述相位延迟器将所述第二线偏振光转变为圆偏振光后，射向所述反射元件，所述反射元件将所述圆偏振光反射至所述第三面，所述圆偏振光透过所述相位延迟器时变为第二线偏振光，之后被所述分光元件反射至所述相位延迟器，所述相位延迟器将所述第二线偏振光转变为圆偏振光后从所述第三面射向所述第四面，所述圆偏振光被所述第四面全反射后，射向所述反射面，所述圆偏振光被所述反射面反射，穿透所述第四面，射向所述投影面
S2。
[0019]第二方面，本申请实施例提供了一种投影设备
。
所述投影设备包括：
[0020]外壳；
[0021]如第一方面所述的投影显示系统
。
[0022]本申请的有益效果为：
[0023]根据本申请实施例提供的投影光学系统，通过采用两个棱镜的组合，且其中至少一个棱镜为自由曲面棱镜，搭配新的光学架构，可以减少整个投影光学系统中镜片的使用数量，同时能够保证投影画面的质量，基于整个光学架构较为紧凑和光学镜片的使用数量较少，可以减小整个投影光学系统的体积，从而利于实现投影类产品的小型化及轻薄化设计
。
[0024]通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚
。
附图说明
[0025]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本说明书的实施例，并且连同其说明一起用于解释本说明书的原理
。
[0026]图1为本申请实施例提供的投影光学系统的结构示意图之一；
[0027]图2为本申请实施例提供的投影光学系统的结构示意图之二
。
[0028]附图标记说明：
[0029]1、
第一棱镜；
2、
第二棱镜；
3、
反射元件；
4、LCOS
显示芯片；
5、
分光元件；
6、
相位延迟器；
7、
偏光片；
8、
光源；
[0030]11、
第一面；
12、
第二面；
13、
入射面；
[0031]21、
第三面；
22、
第四面；
23、
反射面
[0032]01、
第一线偏振光；
02、
第二线偏振光；
03、
圆偏振光；
[0033]S1、
像源面；
S2、
投影面
。
具体实施方式
[0034]现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例
。
应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置
、
数字表达式和数值不限制本申请的范围
。
[0035]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制
。
[0036]对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分
。
[0037]在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制
。
因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值
。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种投影显示系统，用于将投射至像源面
S1
的光线向投影面
S2
投影，其特征在于，包括：第一棱镜
(1)
和第二棱镜
(2)
，以及反射元件
(3)
，所述第二棱镜
(2)
位于所述第一棱镜
(1)
与所述反射元件
(3)
之间，且所述第一棱镜
(1)
及所述第二棱镜
(2)
中的至少一者为自由曲面棱镜；所述第一棱镜
(1)
包括靠近所述像源面
S1
的第一面
(11)、
靠近所述投影面
S2
的第二面
(12)
，以及与所述第一面
(11)
和所述第二面
(12)
连接的入射面
(13)
，所述入射面
(13)
用于供光线入射至所述第一棱镜
(1)
中；所述第二棱镜
(2)
包括与所述第二面
(12)
靠近设置的第三面
(21)、
靠近所述反射元件
(3)
的第四面
(22)
，以及与所述第三面
(21)
和所述第四面
(22)
连接的反射面
(23)
；其中，所述第二面
(12)
与所述第三面
(21)
之间设置有分光元件
(5)
及相位延迟器
(6)
，且所述反射元件
(3)
与所述像源面
S1
在位置上相对
。2.
根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述投影显示系统还包括
LCOS
显示芯片
(4)
，所述
LCOS
显示芯片
(4)
所在的位置形成所述像源面
S1。3.
根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述第一棱镜
(1)
及所述第二棱镜
(2)
包括至少一个自由曲面
。4.
根据权利要求1‑3中任一项所述的投影显示系统，其特征在于，所述第二棱镜
(2)
的第四面
(22)
为自由曲面
。5.
根据权利要求4所述的投影显示系统，其特征在于，所述第一棱镜
(1)
的第一面
(11)
为自由曲面或非球面
。6.
根据权利要求5所述的投影显示系统，其特征在于，所述第一棱镜
(1)
的入射面
(13)
及所述第二棱镜
(2)
的反射面
(23)
为非球面或自由曲面
。7.
根据权利要求5所述的投影显示系统，其特征在于，所述第一面<...

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