[发明专利]一种微型投影显示装置以及具有它的AR显示系统

说明书

本发明涉及一种微型投影显示装置，其特征在于，包括投影光源、PBS棱镜、投影镜头模组、以及LCOS成像芯片；投影光源用于出射第一偏振光；PBS棱镜用于将投影光源出射的第一偏振光透射至投影镜头模组；投影镜头模组用于将PBS棱镜透射出的第一偏振光聚焦至LCOS成像芯片；LCOS成像芯片用于将投影镜头模组聚焦后的第一偏振光调制成第二偏振光并将调制后的第二偏振光出射至PBS棱镜；PBS棱镜还用于将LCOS成像芯片出射的第二偏振光反射；投影光源、PBS棱镜、投影镜头模组、以及LCOS成像芯片依次沿一轴线设置。

技术领域

本发明涉及微型投影仪技术领域,特别是涉及一种微型投影显示装置以及具有它的AR显示系统。

背景技术

微型投影装置的设计核心就在于使用尽量少的镜片数，保证体积小的情况下，来满足像质要求。目前，LCOS微型投影仪通常包括投影照明系统、PBS偏振分光棱镜、LCOS成像芯片和投影镜头，通常投影照明系统和PBS偏振分光棱镜位于第一方向，而LCOS成像芯片、PBS偏振分光棱镜和投影镜头位于第二方向，并且第一方向和第二方向垂直，由于投影照明系统的体积和投影镜头的体积均较大，当投影照明系统和投影镜头垂直设置时，投影照明系统和投影镜头之间存在空间空余，造成大量空间浪费，同时导致微型投影仪体积较大，难以做到微型，不便于携带，更不便于切入到AR显示系统，并且在切入到AR显示系统时，在光路设计上需要额外设置直角棱镜，将经过LCOS成像芯片和投影镜头的偏振光反射到光波导，造成结构十分复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微型投影显示装置以及具有它的AR显示系统，以缩减投影系统中的空间浪费，同时使投影显示装置本身的空间体积更加扁平化。

本发明的目的是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种微型投影显示装置，包括投影光源、PBS棱镜、投影镜头模组、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棱镜用于将所述投影光源出射的所述第一偏振光透射至所述投影镜头模组；所述投影镜头模组用于将所述PBS棱镜透射出的所述第一偏振光聚焦至所述LCOS成像芯片；所述LCOS成像芯片用于将所述投影镜头模组聚焦后的所述第一偏振光调制成第二偏振光并将调制后的所述第二偏振光出射至所述PBS棱镜；所述PBS棱镜还用于将所述LCOS成像芯片出射的所述第二偏振光反射；所述投影光源、PBS棱镜、投影镜头模组、以及LCOS成像芯片依次沿一轴线设置。

本发明的目的还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的微型投影显示装置，其中所述投影光源包括LED光源组、LED准直透镜组、孔径光阑、以及偏振片；所述LED光源组用于产生光源；所述LED准直透镜组用于将所述LED光源组产生的所述光源准直；所述孔径光阑用于拦截经所述LED准直透镜组准直的所述光源中的无效光或杂光；所述偏振片用于将经过所述孔径光阑拦截的所述光源偏振成所述第一偏振光。

前述的微型投影显示装置，其中所述投影光源为能够出射所述第一偏振光的激光光源。

前述的微型投影显示装置，其中所述微型投影显示装置还包括1/4波片以及检偏器，所述1/4波片用于滤除所述PBS棱镜透射出的所述第一偏振光中的杂散光；所述检偏器用于检测经所述1/4波片滤除杂散光的所述第一偏振光，所述1/4波片、检偏器依次设置于所述PBS棱镜以及所述投影镜头模组之间。

前述的微型投影显示装置，其中所述LED光源组为LED白光光源组，所述LCOS成像芯片为带有颜色过滤器的LCOS成像芯片。

前述的微型投影显示装置，其中所述投影镜头模组还用于将所述LCOS成像芯片出射的所述第二偏振光投射至所述PBS棱镜并经所述PBS棱镜反射到目标屏幕或人眼上。