[發明專利]用于近眼顯示設備的微型投影光引擎

有效

• 申請號: 201811322526.6
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN111158143B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 鄭光;陳杭;郝希應;陳遠;胡增新
• 申請（專利權）人: 舜宇光學（浙江）研究院有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B27/28
• 代理公司: 寧波理文知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33244
• 代理人: 羅京;孟湘明

1.一用于近眼顯示設備的微型投影光引擎，其特征在于，包括：

一光源系統，用于沿一預定方向發射具有同一偏振態的偏振光；

一顯示單元，用于將偏振光調制成攜帶圖像信息的偏振光；

一成像系統，用于投射攜帶圖像信息的偏振光；以及

一中繼系統，其中所述中繼系統被設置于所述光源系統、所述顯示單元以及所述成像系統之間，并且所述光源系統和所述成像系統分別位于所述中繼系統的相對側，其中所述中繼系統用于改變來自所述光源系統的偏振光的傳播方向，以使該偏振光傳播至所述顯示單元；其中所述中繼系統還用于改變來自所述顯示單元的攜帶圖像信息的偏振光的傳播方向，以使該攜帶圖像信息的偏振光能夠沿著所述預定方向傳播至所述成像系統；

其中所述成像系統包括一成像偏振分束系統和一成像折反系統，其中所述成像偏振分束系統位于所述成像折反系統和所述中繼系統之間，其中所述成像折反系統用于將自所述成像偏振分束系統射出的攜帶圖像信息的偏振光折反回所述成像偏振分束系統，以通過所述中繼系統和所述成像系統定義形成所述成像系統的一折反式成像光路，使得所述微型投影光引擎能夠沿著所述折反式成像光路投射該攜帶圖像信息的偏振光；

其中所述成像系統還包括一成像透鏡組件，其中所述成像透鏡組件包括一第一成像透鏡組和一第二成像透鏡組，其中所述第一成像透鏡組被設置于所述中繼系統和所述成像偏振分束系統之間，并且所述第二成像透鏡組被設置于所述成像偏振分束系統的成像出射面。

2.如權利要求1所述的微型投影光引擎，其中，所述中繼系統包括一中繼偏振分束系統和一中繼折反系統，其中所述中繼偏振分束系統被設置于所述光源系統和所述成像系統之間，并且所述顯示單元和所述中繼折反系統分別位于所述中繼偏振分束系統的相對兩側，其中所述顯示單元還用于將該攜帶圖像信息的偏振光反射回所述中繼偏振分束系統，并且所述中繼折反系統用于將自所述中繼偏振分束系統射出的偏振光折反回所述中繼偏振分束系統，以在所述光源系統和所述顯示單元之間定義形成所述中繼系統的一折反式中繼光路，使得該偏振光能夠沿著所述折反式中繼光路傳播至所述顯示單元。

3.如權利要求2所述的微型投影光引擎，其中，所述中繼折反系統包括一中繼光轉換元件和一中繼光反射元件，其中所述中繼光轉換元件位于所述中繼偏振分束系統和所述中繼光反射元件之間，其中所述中繼光反射元件用于將自所述中繼偏振分束系統射出的偏振光反射回所述中繼偏振分束系統，以使該偏振光二次穿過所述中繼光轉換元件，其中所述中繼光轉換元件用于將二次穿過的偏振光轉換成具有另一偏振態的偏振光。

4.如權利要求3所述的微型投影光引擎，其中，所述中繼光轉換元件為一1/4波片，所述中繼光反射元件為一凹面反射鏡。

5.如權利要求4所述的微型投影光引擎，其中，所述中繼偏振分束系統包括一第一中繼直角棱鏡、一第二中繼直角棱鏡以及一中繼偏光分束膜，其中所述中繼偏光分束膜被設置于所述第一中繼直角棱鏡的斜面和所述第二中繼直角棱鏡的斜面之間，以形成具有矩形橫截面的所述中繼偏振分束系統，其中所述中繼偏光分束膜用于允許P偏振光透過，并反射S偏振光以改變該S偏振光的傳播方向。

6.如權利要求5所述的微型投影光引擎，其中，所述中繼偏光分束膜為PBS膜。

7.如權利要求5所述的微型投影光引擎，其中，所述中繼偏振分束系統具有一中繼入射面、一平行于所述中繼入射面的中繼出射面、一垂直于所述中繼入射面的中繼折反面以及一垂直于所述中繼入射面的中繼顯示面，其中所述光源系統對應于所述中繼入射面；其中所述中繼折反系統對應于所述中繼折反面；其中所述顯示單元對應于所述中繼顯示面；其中所述成像系統對應于所述中繼出射面。