[發明專利]一種微型投影顯示裝置以及具有它的AR顯示系統

在審

• 申請號: 202110395250.X
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN112987473A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 許禮強;程琳;管亮;秦建濤;吳險峰
• 申請（專利權）人: 杭州靈伴科技有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 徐民;壽寧

本發明涉及一種微型投影顯示裝置，其特征在于，包括投影光源、PBS棱鏡、投影鏡頭模組、以及LCOS成像芯片；投影光源用于出射第一偏振光；PBS棱鏡用于將投影光源出射的第一偏振光透射至投影鏡頭模組；投影鏡頭模組用于將PBS棱鏡透射出的第一偏振光聚焦至LCOS成像芯片；LCOS成像芯片用于將投影鏡頭模組聚焦后的第一偏振光調制成第二偏振光并將調制后的第二偏振光出射至PBS棱鏡；PBS棱鏡還用于將LCOS成像芯片出射的第二偏振光反射；投影光源、PBS棱鏡、投影鏡頭模組、以及LCOS成像芯片依次沿一軸線設置。

技術領域

本發明涉及微型投影儀技術領域,特別是涉及一種微型投影顯示裝置以及具有它的AR顯示系統。

背景技術

微型投影裝置的設計核心就在于使用盡量少的鏡片數，保證體積小的情況下，來滿足像質要求。目前，LCOS微型投影儀通常包括投影照明系統、PBS偏振分光棱鏡、LCOS成像芯片和投影鏡頭，通常投影照明系統和PBS偏振分光棱鏡位于第一方向，而LCOS成像芯片、PBS偏振分光棱鏡和投影鏡頭位于第二方向，并且第一方向和第二方向垂直，由于投影照明系統的體積和投影鏡頭的體積均較大，當投影照明系統和投影鏡頭垂直設置時，投影照明系統和投影鏡頭之間存在空間空余，造成大量空間浪費，同時導致微型投影儀體積較大，難以做到微型，不便于攜帶，更不便于切入到AR顯示系統，并且在切入到AR顯示系統時，在光路設計上需要額外設置直角棱鏡，將經過LCOS成像芯片和投影鏡頭的偏振光反射到光波導，造成結構十分復雜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種微型投影顯示裝置以及具有它的AR顯示系統，以縮減投影系統中的空間浪費，同時使投影顯示裝置本身的空間體積更加扁平化。

本發明的目的是采用以下的技術方案來實現的。依據本發明提出的一種微型投影顯示裝置，包括投影光源、PBS棱鏡、投影鏡頭模組、以及LCOS成像芯片；所述投影光源用于出射第一偏振光；所述PBS棱鏡用于將所述投影光源出射的所述第一偏振光透射至所述投影鏡頭模組；所述投影鏡頭模組用于將所述PBS棱鏡透射出的所述第一偏振光聚焦至所述LCOS成像芯片；所述LCOS成像芯片用于將所述投影鏡頭模組聚焦后的所述第一偏振光調制成第二偏振光并將調制后的所述第二偏振光出射至所述PBS棱鏡；所述PBS棱鏡還用于將所述LCOS成像芯片出射的所述第二偏振光反射；所述投影光源、PBS棱鏡、投影鏡頭模組、以及LCOS成像芯片依次沿一軸線設置。

本發明的目的還可以采用以下的技術措施來進一步實現。

前述的微型投影顯示裝置，其中所述投影光源包括LED光源組、LED準直透鏡組、孔徑光闌、以及偏振片；所述LED光源組用于產生光源；所述LED準直透鏡組用于將所述LED光源組產生的所述光源準直；所述孔徑光闌用于攔截經所述LED準直透鏡組準直的所述光源中的無效光或雜光；所述偏振片用于將經過所述孔徑光闌攔截的所述光源偏振成所述第一偏振光。

前述的微型投影顯示裝置，其中所述投影光源為能夠出射所述第一偏振光的激光光源。

前述的微型投影顯示裝置，其中所述微型投影顯示裝置還包括1/4波片以及檢偏器，所述1/4波片用于濾除所述PBS棱鏡透射出的所述第一偏振光中的雜散光；所述檢偏器用于檢測經所述1/4波片濾除雜散光的所述第一偏振光，所述1/4波片、檢偏器依次設置于所述PBS棱鏡以及所述投影鏡頭模組之間。

前述的微型投影顯示裝置，其中所述LED光源組為LED白光光源組，所述LCOS成像芯片為帶有顏色過濾器的LCOS成像芯片。

前述的微型投影顯示裝置，其中所述投影鏡頭模組還用于將所述LCOS成像芯片出射的所述第二偏振光投射至所述PBS棱鏡并經所述PBS棱鏡反射到目標屏幕或人眼上。