CN108459416B - 照明装置、显示设备及近眼显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种照明装置、显示设备及近眼显示系统。该照明装置设置于光反射面板与光束收集单元之间，其中，所述照明装置包括：光源；光分离模组，所述光分离模组接收所述光源所发出光，形成与所述光反射面板相对设置的点照明源，所述点照明源输出能够传输至所述光反射面板的入射光，所述光分离模组还用于接收所述入射光经所述光反射面板反射的反射光，将所述反射光传输至所述光束收集单元；其中，所述光分离模组所接收的反射光围绕所述点照明源。该照明装置能够解决现有技术的LCOS照明装置所采用的入射光束与出射光束相分离的方式，无法既能够达到较高能量率，又保证体积紧凑的问题。

Description

照明装置、显示设备及近眼显示系统
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其是指一种照明装置、显示设备及近眼显示系统。
背景技术
硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，简称为LCOS)属于新型的反射式微型液晶显示器(Micro Liquid Crystal Display，简称为Micro LCD)投影技术，其采用涂有液晶硅的互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称为CMOS)集成电路芯片作为反射式LCD的基片，采用先进工艺磨平后镀上铝当作反射镜，形成CMOS基板，然后将CMOS基板与含有透明电极之上的玻璃基板相贴合，再注入液晶封装，形成LCOS面板。
目前反射型硅基液晶应用于近眼全息技术，作为该技术中的关键器件，LCOS主要用于进行光调制，入射至LCOS面板的入射光经LCOS面板反射后传输至光束收集元件。现有技术为了使LCOS面板的出射光与入射光相分离，LCOS面板的出射光能够有效传输至光束收集元件，所设置光路传输结构或者占用很大空间，造成系统体积较大，或者系统功耗较大，无法在保证入射光束和出射光束有效分离的条件下，同时具有较高的能量利用率和紧凑体积的双重优点。
发明内容
本发明技术方案的目的是提供一种照明装置、显示设备及近眼显示系统，用于解决现有技术的LCOS照明装置所采用的入射光束与出射光束相分离的方式，无法既能够达到较高能量率，又保证体积紧凑的问题。
本发明实施例提供一种照明装置，设置于光反射面板与光束收集单元之间，其中，所述照明装置包括：
光源；
光分离模组，所述光分离模组接收所述光源所发出光，形成与所述光反射面板相对设置的点照明源，所述点照明源输出能够传输至所述光反射面板的入射光，所述光分离模组还用于接收所述入射光经所述光反射面板反射的反射光，将所述反射光传输至所述光束收集单元；
其中，所述光分离模组所接收的反射光围绕所述点照明源。
可选地，所述的照明装置，其中，所述光分离模组包括：
光分离元件，包括配置有照明源区域和反射光传输区域的光分离表面，其中所述反射光传输区域围绕所述照明源区域设置；
导光元件，用于将所述光源所发出光传导至所述照明源区域，在所述照明源区域处形成所述点照明源；
其中，所述反射光传输区域接收所述入射光经所述光反射面板反射的反射光，将所述反射光传输至所述光束收集单元。
可选地，所述的照明装置，其中，所述光源所发出光传导至所述照明源区域时，在所述照明源区域处通过光透射方式形成所述点照明源；所述反射光传输区域接收所述光反射面板反射的反射光，通过光反射方式将所述反射光传输至所述光束收集单元。
可选地，所述的照明装置，其中，所述光源所发出光传导至所述照明源区域时，在所述照明源区域处通过光反射方式形成所述点照明源；所述反射光传输区域接收所述光反射面板反射的反射光，通过光透射方式将所述反射光传输至所述光束收集单元。
可选地，所述的照明装置，其中，所述导光元件包括光纤，所述光源所发出光经所述光纤传导至所述照明源区域，在所述照明源区域处光透射，形成所述点照明源。
可选地，所述的照明装置，其中，所述光分离元件上设置有安装孔，所述光纤的光纤头固定于所述安装孔中，延伸至所述光分离表面。
可选地，所述的照明装置，其中，所述照明装置还包括光纤固定元件，与所述光分离表面贴合连接，所述光纤固定元件上设置有固定所述光纤的光纤头的安装孔，所述安装孔延伸至所述光分离表面。
可选地，所述的照明装置，其中，所述安装孔的直径小于等于150μm。
可选地，所述的照明装置，其中，在所述光分离表面上，所述反射光传输区域设置有反射层或者多个反光棱镜，用于将所述光反射面板反射的反射光反射至所述光束收集单元。
可选地，所述的照明装置，其中，所述导光元件包括耦合透镜，所述光源所发出光经所述耦合透镜汇聚至所述照明源区域处，经所述照明源区域反射形成所述点照明源。
可选地，所述的照明装置，其中，在所述光分离表面上，所述照明源区域设置有反射层或者多个反光棱镜，用于反射所述光源所发出传输至所述照明区域的光，形成所述点照明源。
可选地，所述的照明装置，其中，所述光分离元件与所述光反射面板分离设置，所述光分离元件朝向所述光反射面板的表面形成为所述光分离表面；或者，所述光分离元件与所述光反射面板贴合连接，所述光分离元件远离所述光反射面板的表面形成为所述光分离表面。
可选地，所述的照明装置，其中，所述光分离表面与所述光反射面板之间的角度小于90度。
可选地，所述的照明装置，其中，所述点照明源在所述光反射面板所照射面积的中心线与所述光反射面板的交点为所述光反射面板的中心点。
本发明实施例还提供一种显示设备，其中，包括如上任一项所述的照明装置。
可选地，所述的显示设备，其中，所述显示设备包括硅基液晶LCOS面板，所述LCOS面板形成为所述光反射面板。
本发明实施例还提供一种近眼显示系统，其中，包括如上任一项所述的照明装置。
本发明具体实施例上述技术方案中的至少一个具有以下有益效果：通过设置光分离模组，使光源所发出光从光分离模组上以点照明源形式传输至光反射面板，且被光反射面板所反射的反射光能够被光分离模组所接收并传输至光束收集单元，实现入射光与反射光的分离，因此可以应用于反射型LCOS，相较于现有技术LCOS实现入射光与反射光之间成角度设置的形式，采用本发明实施例所述照明装置，入射光与反射光之间的空间距离较小，因此使得整个照明装置的结构更加紧凑。另外，本发明所述照明装置中，对于光分离模组来说，接收反射光后只需要将将反射光传输至光束收集单元，因此，无需设置分光棱镜或者分束镜，能够保证光能量从光源传输至光束收集单元时的较高能量率。
附图说明
图1为用于使硅基液晶LCOS的入射光和出射光相分离的原理结构示意图之一；
图2为用于使硅基液晶LCOS的入射光和出射光相分离的原理结构示意图之二；
图3为本发明实施例所述照明装置的光路结构示意图；
图4为本发明实施例所述照明装置中，光分离模组的结构示意图；
图5为本发明第一实施例所述照明装置的结构示意图；
图6为本发明第二实施例所述照明装置的结构示意图；
图7为本发明第三实施例所述照明装置的结构示意图；
图8为本发明第四实施例所述照明装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例提供一种照明装置，通过设置光分离模组，使光源所发出光从光分离模组上以点照明源形式传输至光反射面板，且被光反射面板所反射的反射光能够被光分离模组所接收并传输至光束收集单元，由于光分离模组所接收的反射光形成为围绕点照明源设置的结构，因此整个照明装置的体积主要由光反射面板和光束收集单元的面积确定，不会占用过大空间，从而保证设置结构紧凑。进一步地，本发明实施例所述照明装置，经光反射面板所反射的反射光经光分离模组直接传输至光束收集单元，因此具有较高的能量利用率。
本发明实施例所述照明装置可以应用于反射型LCOS，参阅图1和图2，现有技术中，对于反射型LCOS，一般工作在线偏振状态，入射至LCOS和由LCOS出射的光束均为线偏振光。当前，为了使LCOS的入射光和出射光相分离，通常采用图1或图2所示的方式进行光学处理。在图1所示方式中，使入射光束倾斜，与出射光束之间具有一定夹角，经LCOS面板1反射的反射光束经过一定距离与入射光束实现空间分离，获得LCOS面板1的反射光束；图2所示方式中，LCOS面板1上设置分光棱镜或者分束镜，利用分光棱镜或者分束镜实现入射光束与出射光束分离，获得LCOS面板1的反射光束。
然而，采用图1所示方式时，由于入射光束与出射光束之间的夹角较小，两者完全分离会占用很大空间，造成系统体积较大；采用图2所示方式时，分光棱镜或者分束镜的设置使得光束能量损失多达75％，造成系统功耗较大。因此现有技术的LCOS面板的照明装置，无法在保证入射光束和出射光束有效分离的条件下，还具有较高的能量利用率和紧凑体积。
本发明实施例所述照明装置，参阅图3所示，设置于光反射面板100与光束收集单元200之间，其中，该照明装置包括：
光源10；
光分离模组20，该光分离模组20接收光源10所发出光，形成与光反射面板100相对设置的点照明源30，点照明源30输出能够传输至光反射面板100的入射光，光分离模组20还用于接收入射光经光反射面板100反射的反射光，将反射光传输至光束收集单元200；
其中，光分离模组20所接收的反射光围绕点照明源30。
上述结构的所述照明装置，能够将光源10所发出光形成点照明源30后传输至光反射面板100，光反射面板100对光进行反射获得反射光，相对于光分离模组20来说，在光分离模组20上，用于反射光接收的接收区域围绕点照明源30的设置区域，形成为反射光围绕入射光，反射光与入射光相分离的形式，从而实现光反射面板100的入射光与反射光的分离。
本发明实施例所述照明装置，能够将光源所发出光传输至光反射面板，并将光反射面板所反射的反射光传输至光束收集单元，实现入射光与反射光的分离，因此可以应用于反射型LCOS，用于使LCOS的入射光和出射光相分离，将LCOS所反射的反射光传输至对应的光接收器件。由于在光分离模组20上反射光围绕点照明源30，结合图1和图2，相较于现有技术LCOS实现入射光与反射光之间成角度设置的形式，采用本发明实施例所述照明装置，入射光与反射光之间的空间距离较小，因此使得整个照明装置的结构更加紧凑。另外，对于光分离模组20来说，接收反射光后只需要将将反射光传输至光束收集单元200，因此本发明所述照明装置中，无需设置分光棱镜或者分束镜，能够保证光能量从光源10传输至光束收集单元200时的较高能量率。
因此，采用本发明实施例所述照明装置，能够解决现有技术所采用LCOS照明装置用于入射光束与出射光束相分离的方式，无法既能够达到较高能量率，又保证体积紧凑的问题。
本发明实施例所述照明装置中，可选地，如图4所示，所述光分离模组包括：
光分离元件21，包括配置有照明源区域2111和反射光传输区域2112的光分离表面211，其中反射光传输区域2112围绕照明源区域2111设置；
导光元件22，用于将光源10所发出光传导至照明源区域2111，在照明源区域2111处形成点照明源30；
其中，反射光传输区域2112接收入射光经光反射面板反射的反射光，将反射光传输至光束收集单元。
上述结构的光分离模组中，通过导光元件22将光源所发出光传导至光分离元件21的照明源区域2111，光分离元件21的照明源区域2111用于接收光源所发出光形成点照明源，反射光传输区域2112用于接收光反射面板所反射的反射光，将反射光传输至光束收集单元。
如图4所示，本发明实施例中，光分离元件21上的反射光传输区域2112围绕照明源区域2111设置。
可选地，本发明实施例的其中一实施方式中，结合图3和图4，光源10所发出光传导至照明源区域2111时，在照明源区域2111处通过光透射方式形成点照明源30；反射光传输区域2112接收光反射面板100反射的反射光，通过光反射方式将反射光传输至光束收集单元200。
基于上述设置方式，光分离元件21的光分离表面211的中间为透光光源，形成为通过透光方式构成点照明源的照明源区域2111；围绕透光光源的为反射面，形成为通过反射方式传输反射光的反射光传输区域2112。
如图5为本发明第一实施例所述照明装置的结构示意图，其中在第一实施例中，光分离元件21的光分离表面211上，照明源区域2111处通过光透射方式形成点照明源30，反射光传输区域2112通过反射方式传输反射光。
参阅图5，本发明第一实施例中，所述照明装置包括：
光源10；
光分离模组20，包括光分离元件21和导光元件22。其中，导光元件22包括光纤，光源10与光纤相连接。
光分离元件21包括光分离表面211，光分离表面211包括照明源区域2111和反射光传输区域2112，其中反射光传输区域2112围绕照明源区域2111设置。
本发明第一实施例中，光分离元件21与光反射面板100分离设置，光分离元件21朝向光反射面板100的表面形成为光分离表面211。
本发明第一实施例中，反射光传输区域2112形成为具备高反射率的反射面，另外光分离元件21上设置有安装孔，反射光传输区域2112围绕安装孔设置，与光源10相连接光纤的光纤头插设于光分离元件21上的安装孔中，形成点照明源。
基于上述设置结构，光分离元件21上的安装孔穿透光分离表面211，安装孔中所设置的光纤头能够将光源10所发出光传输至安装孔处，在光分离表面211上形成点照明源。因此，对于光分离元件21来说，在安装孔处通过光透射方式形成点照明源，光分离表面211上安装孔的设置区域形成为照明源区域2111。
本发明第一实施例中，可以利用一高反射率反射镜制备光分离元件21，高反射率反射镜的反射面形成为光分离表面211，通过在高反射率反射镜上制成穿透至反射面的安装孔，并在安装孔中插设连接至光源10的光纤头形成照明源区域2111。
可选地，光分离元件21上可以通过镀铝或者其他高反射率薄膜形成反射面。
可选地，本发明实施例中，安装孔仅能容纳单根光纤穿设，直径小于等于150μm，且较佳地，安装孔的中心线垂直于光反射面板100，也即使安装孔内所设置的光纤垂直于光反射面板100，且光纤头在光反射面板100上投影的中心与光反射面板100的中心相重合，以方便光分离元件21安装时的对位，并保证光反射面板100所接收入射光的对称性。另外，可选地，安装孔内的光纤头相对于光分离表面211稍微露出，且露出长度不超过100μm。
另外，本发明第一实施例中，光源10所发出光耦入光纤内部，经光纤传输至光分离元件21上的照明源区域2111(也即安装孔的设置区域)，经照明源区域2111的光纤头输出后发散传输至光反射面板100。其中，照明源区域2111的光纤头所输出光线为偏振光，且偏振方向与光反射面板100的有效偏振方向一致。
本发明实施例中，上述结构的照明装置在安装于光反射面板100与光束收集单元200之间时，光分离元件21的光分离表面211与光反射面板100之间具有倾斜角度α，可选地，该倾斜角度α小于90度，且光反射面板100的中垂线与光分离表面211的交点为照明源区域2111的中心点。设置于照明源区域2111处的光纤头所发出光经发散后传输至光反射面板100，且通过调整光分离表面211与光反射面板100之间的倾斜角度和距离，保证光纤头所发出光能够传输至整个光反射面板100。经光反射面板100所反射的反射光相较于光纤头传输至光反射面板100的入射光，面积进一步扩大，到达光分离表面211的光传输区域2112，经光传输区域2112反射后被光束收集单元200所接收。
本发明第一实施例中，光束收集单元200设置于光反射面板100和光分离元件21的一侧，只要保证光束收集单元200能够接收到经光分离元件21所反射的反射光即可。
第一实施例所述的照明装置中，在光分离元件21上，照明源区域2111的面积相较于反射光传输区域2112的面积极小，因此经光反射面板100所反射的反射光绝大部分能够被光分离元件21反射至光束收集单元200，因此光的利用率极高。
如图6所示，本发明还提供第二实施例的照明装置，其中在第二实施例中，与第一实施例相同，光分离元件21的光分离表面211上，照明源区域2111处通过光透射方式形成点照明源30，反射光传输区域2112通过反射方式传输反射光。
参阅图6所示，本发明第二实施例中，所述照明装置包括：
光源10；
光分离模组20，包括光分离元件21和导光元件22。其中，导光元件22包括光纤，光源10与光纤相连接。
光分离元件21包括光分离表面211，光分离表面211包括照明源区域2111和反射光传输区域2112，其中反射光传输区域2112围绕照明源区域2111设置。
本发明第二实施例中，如图6所示，光分离元件21与光反射面板100贴合连接，其中光分离元件21远离光反射面板100的表面形成为光分离表面211。
进一步地，如图6所示，所述照明装置还包括：
光纤固定元件40，与光分离表面211贴合连接，光纤固定元件40上设置有固定光纤的光纤头的安装孔，安装孔延伸至光分离表面211。
本发明第二实施例中，如图6所示，光纤固定元件40与光分离表面211的其中一部分贴合连接，在光分离表面211上，对应光纤固定元件40上安装孔的位置形成为照明源区域2111，围绕照明源区域2111设置的区域对应形成为反射光传输区域2112。
基于上述设置结构，光纤固定元件40的安装孔内部设置的光纤头能够将光源10所发出光传输至光分离元件21的照明源区域2111处，在光分离表面211上形成点照明源。点照明源处所发出光透过照明源区域2111并在光分离元件21的内部传输后，能够传输至光反射面板100，被光反射面板100所接收并反射。因此，对于光分离元件21来说，在光纤固定元件40的安装孔所对应的照明源区域2111处通过光透射方式形成点照明源。
进一步地，光分离元件21上的反射光传输区域2112设置有多个反光棱镜该些反光棱镜围绕照明源区域2111设置，用于反射通过光反射面板100所反射的反射光。其中，经光反射面板100所反射的反射光在光分离元件21的内部传输后到达光分离表面211的反射光传输区域2112，利用反光棱镜的反射作用，进一步接反射光反射至光束收集单元200的位置处。
可选地，本发明实施例中，光纤固定元件40的安装孔仅能容纳单根光纤穿设，直径小于等于150μm。另外，较佳地，安装孔的中心线垂直于光反射面板100，也即使安装孔内所设置的光纤垂直于光反射面板100，且光纤头在光反射面板100上的投影点为光反射面板100的中心线，以方便光分离元件21安装时的对位，并保证光反射面板100所接收入射光的对称性。
可选地，本发明第二实施例中，光纤固定元件40的安装孔内的光纤头相对于光纤固定元件40稍微露出，且露出长度不超过100μm，而光分离元件21上、与安装孔对应的照明源区域2111上设置有凹槽，以使光纤固定元件40上露出的光纤部分插设于凹槽中，保证光纤处所发出光能够有效地传输至光反射面板100上。
另外，本发明第二实施例中，光源10所发出光耦入光纤内部，经光纤固定元件40内部的光纤传输至光分离元件21上的照明源区域2111，在光分离元件21的内部发散传输至光反射面板100。其中，照明源区域2111的光纤头所输出光线为偏振光，且偏振方向与光反射面板100的有效偏振方向一致。
本发明实施例中，上述结构的照明装置在安装于光反射面板100与光束收集单元200之间时，光分离元件21的光分离表面211与光反射面板100之间具有倾斜角度α，可选地，该倾斜角度α小于90度，且光反射面板100的中垂线与光分离表面211的交点为照明源区域2111的中心点。设置于照明源区域2111处的光纤头所发出光经发散后传输至光反射面板100，需要保证光纤头所发出光能够传输至整个光反射面板100。经光反射面板100所反射的反射光相较于光纤头传输至光反射面板100的入射光，面积进一步扩大，到达光分离表面211的光传输区域2112，经光传输区域2112反射后被光束收集单元200所接收。
本发明第二实施例中，光束收集单元200设置于光反射面板100和光分离元件21的一侧，只要保证光束收集单元200能够接收到经光分离元件21所反射的反射光即可。
第二实施例所述的照明装置中，在光分离元件21上，照明源区域2111的面积相较于反射光传输区域2112的面积极小，因此经光反射面板100所反射的反射光绝大部分能够被光分离元件21反射至光束收集单元200，因此光的利用率极高。
进一步地，第二实施例中，光反射面板100可以与光分离元件21粘贴为一体，整个装置无需外部机械结构支撑，使得结构更加紧凑。
另外，本发明还提供另一实施结构的照明装置。结合图3和图4，光源10所发出光传导至照明源区域2111时，在照明源区域2111处通过光反射方式形成点照明源30；反射光传输区域2112接收光反射面板100反射的反射光，通过光透射方式将反射光传输至光束收集单元200。
基于上述设置方式，光分离元件21的光分离表面211的中间为反光区域，形成为通过反光方式构成点照明源的照明源区域2111；围绕透光光源的为透光面，形成为通过透光方式传输反射光的反射光传输区域2112。
参阅图7，本发明第三实施例所述照明装置中，所述照明装置包括：
光源10；
光分离模组20，包括光分离元件21和导光元件22。其中，导光元件22包括耦合透镜，光源10所发出光经耦合透镜汇聚至光分离元件21上。
光分离元件21包括光分离表面211，光分离表面211包括照明源区域2111和反射光传输区域2112，反射光传输区域2112围绕照明源区域2111设置。其中光源10所发出光经耦合透镜汇聚至光分离元件21的照明源区域2111处，经照明源区域2111反射形成点照明源。
本发明第三实施例中，光分离元件21与光反射面板100分离设置，光分离元件21朝向光反射面板100的表面形成为光分离表面211。
本发明第三实施例中，照明源区域2111通过光反射方式形成点照明源，具体可以通过镀铝或者其他高反射薄膜制成，以形成具有高反射率的反射面。可选地，本发明实施例中，照明源区域2111的直径小于等于50μm，且较佳地，照明源区域2111在光反射面板100上投影的中心与光反射面板100的中心相重合，以方便光分离元件21安装时的对位，并保证光反射面板100所接收入射光的对称性。
进一步较佳地，耦合透镜的光轴与光反射面板100的中垂线关于经过照明源区域2111的中心点的光分离表面211的垂线对称。
另外，本发明第三实施例中，光分离元件21上的反射光传输区域2112形成为透光部分，接收光反射面板100所反射的反射光，通过光透射方式将反射光传输至光束收集单元200。
本发明第三实施例中，可以利用一透射玻璃薄板制备光分离元件21，具体通过在透射玻璃薄板的其中一表面的中心区域镀铝或者其他高反射薄膜制成反射面，形成上述的照明源区域2111，完成光分离元件21的制备，其中光分离元件21上围绕照明源区域2111的外围区域即形成为反射光传输区域2112，能够使所入射光透过。
基于上述设置结构，光源10所发出光经耦合透镜汇聚至光分离元件21的照明源区域2111处，且光源10所发出光线为偏振光，经照明源区域2111所反射的反射光传输至光反射面板100，且偏振方向与光反射面板100的有效偏振方向一致。
本发明实施例中，上述结构的照明装置在安装于光反射面板100与光束收集单元200之间时，光分离元件21的光分离表面211与光反射面板100之间具有倾斜角度α，可选地，该倾斜角度α小于90度，且光反射面板100的中垂线与光分离表面211的交点为照明源区域2111的中心点。光源10所发出光在照明源区域2111处汇聚，经照明源区域2111反射并发散传输至光反射面板100，通过调整光分离表面211与光反射面板100之间的倾斜角度和距离，保证照明源区域2111处的反射光能够传输至整个光反射面板100。经光反射面板100所反射的反射光相较于传输至光反射面板100的入射光，面积进一步扩大，到达光分离表面211的光传输区域2112，经光传输区域2112透射后传输至光束收集单元200处，被光束收集单元200所接收。
本发明第三实施例中，光束收集单元200与光反射面板100相对设置，也即光分离元件21设置于光束收集单元200与光反射面板100之间，使通过光反射面板100所反射的反射光能够透过光分离元件21传输至光束收集单元。
第三实施例所述的照明装置中，在光分离元件21上，照明源区域2111的面积相较于反射光传输区域2112的面积极小，因此经光反射面板100所反射的反射光绝大部分能够被光分离元件21反射至光束收集单元200，因此光的利用率极高。
如图8所示，本发明还提供第四实施例的照明装置，其中在第四实施例中，与第三实施例相同，光分离元件21的光分离表面211的中间为反光区域，形成为通过反光方式构成点照明源的照明源区域2111；围绕透光光源的为透光面，形成为通过透光方式传输反射光的反射光传输区域2112。
参阅图8所示，本发明第四实施例中，所述照明装置包括：
光源10；
光分离模组20，包括光分离元件21和导光元件22。其中，导光元件22包括耦合透镜，光源10所发出光经耦合透镜汇聚至光分离元件21上。
光分离元件21包括光分离表面211，光分离表面211包括照明源区域2111和反射光传输区域2112，反射光传输区域2112围绕照明源区域2111设置。其中光源10所发出光经耦合透镜汇聚至光分离元件21的照明源区域2111处，经照明源区域2111反射形成点照明源。
本发明第四实施例中，光分离元件21与光反射面板100贴合连接，其中光分离元件21远离光反射面板100的表面形成为光分离表面211。
本发明第四实施例中，可以通过在光分离元件21的光分离表面211上制成多个反光棱镜形成照明源区域2111，当光源10所发出光经耦合透镜汇聚至照明源区域2111处时，利用照明源区域2111内的多个反光棱镜将光线反射至光反射面板100，因此照明源区域2111处形成点照明源。
可选地，本发明实施例中，照明源区域2111的直径小于等于50μm，且较佳地，照明源区域2111在光反射面板100上投影的中心与光反射面板100的中心相重合，以方便光分离元件21安装时的对位，并保证光反射面板100所接收入射光的对称性。
进一步较佳地，耦合透镜的光轴与光反射面板100的中垂线关于经过照明源区域2111的中心点的光分离表面211的垂线对称。
另外，本发明第四实施例中，光分离元件21上的反射光传输区域2112形成为透光部分，接收光反射面板100所反射的反射光，通过光透射方式将反射光传输至光束收集单元200。
本发明第四实施例所述照明装置，可以利用棱镜系统制备光分离元件21，具体地棱镜系统的中心区域包括多个反光棱镜，用于实现对光的反射，形成照明源区域2111。可选地，如图8所示，所述照明装置还可以进一步包括配合透镜50，包括与光分离元件21的光分离表面211配合连接的表面，该表面与光分离表面211贴合连接，用于使通过光分离元件21透出的光透过。
基于上述设置结构，光源10所发出光经耦合透镜汇聚至光分离元件21的照明源区域2111处，且光源10所发出光线为偏振光，经照明源区域2111所反射的反射光传输至光反射面板100，且偏振方向与光反射面板100的有效偏振方向一致。
本发明实施例中，上述结构的照明装置在安装于光反射面板100与光束收集单元200之间时，光分离元件21的光分离表面211与光反射面板100之间具有倾斜角度α，可选地，该倾斜角度α小于90度，且光反射面板100的中垂线与光分离表面211的交点为照明源区域2111的中心点。
光源10所发出光在照明源区域2111处汇聚，经照明源区域2111反射并在光分离元件21的内部发散传输至光反射面板100，其中，经光反射面板100所反射的反射光在光分离元件21的内部传输后到达光分离表面211的反射光传输区域2112，经反射光传输区域2112透射后进入配合透镜50，并穿透配合透镜50后传输至光束收集单元200的位置处。
本发明第四实施例中，光束收集单元200与光反射面板100相对设置，也即光分离元件21设置于光束收集单元200与光反射面板100之间，使通过光反射面板100所反射的反射光能够透过光分离元件21传输至光束收集单元200。
第四实施例所述的照明装置中，在光分离元件21上，照明源区域2111的面积相较于反射光传输区域2112的面积极小，因此经光反射面板100所反射的反射光绝大部分能够被光分离元件21反射至光束收集单元200，因此光的利用率极高。
进一步地，第四实施例中，光反射面板100可以与光分离元件21粘贴为一体，整个装置无需外部机械结构支撑，使得结构更加紧凑。
本发明具体实施例所述照明装置，可以应用于反射型LCOS，用于使LCOS的入射光和出射光相分离，也即光反射面板100可以为LCOS面板。
根据上述第一至第四实施例所述的照明装置，当光反射面板100为LCOS面板时，在光分离元件21上，照明源区域2111的面积相较于反射光传输区域2112的面积极小，因此在照明源区域2111处未能被反射的光学信息相对光反射面板100的整体光学信息量极小，对于成像不会造成明显的影响。
另外，参阅图5至图8，当光反射面板100为LCOS面板时，所述照明装置还包括吸收光阑60，围绕LCOS面板设置，用于实现对LCOS面板周围干扰光的吸收。
本发明具体实施例另一方面还提供一种显示设备，该显示设备包括上述任一结构的照明装置。
可选地，本发明实施例所述显示设备的其中一实施结构中，显示设备包括硅基液晶LCOS面板，所述LCOS面板形成为所述光反射面板。
本发明实施例还提供一种近眼显示系统，其中，包括如上任一项所述的照明装置。其中该近眼显示系统包括硅基液晶LCOS面板，该LCOS面板形成为所述光反射面板。
结合附图以及以上的详细描述，本领域技术人员应该能够了解采用本发明实施例所述照明装置的显示设备和近眼显示系统的具体结构，在此不再赘述。
本发明所述照明装置、显示设备及近眼显示系统，能够将光源所发出光形成点光源后传输至光反射面板，光反射面板对光进行反射获得反射光，反射光围绕点照明源，形成为反射光围绕入射光，反射光与入射光相分离的形式，而且由于反射光围绕点照明源，使得整个照明装置的结构更加紧凑，而且该结构无需采用分光棱镜，能够达较高的能量利用率。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述原理前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种显示设备，包括光反射面板和照明装置，所述照明装置设置于所述光反射面板与光束收集单元之间，其特征在于，所述照明装置包括：
光源；
光分离模组，所述光分离模组接收所述光源所发出光，形成与所述光反射面板相对设置的点照明源，所述点照明源输出能够传输至所述光反射面板的入射光，所述光分离模组还用于接收所述入射光经所述光反射面板反射的反射光，将所述反射光传输至所述光束收集单元；
其中，所述光分离模组所接收的反射光围绕所述点照明源；所述光反射面板为硅基液晶LCOS面板；
其中，所述光分离模组包括：
光分离元件，包括配置有照明源区域和反射光传输区域的光分离表面，其中所述反射光传输区域围绕所述照明源区域设置；
导光元件，用于将所述光源所发出光传导至所述照明源区域，通过光透射方式或者光反射方式在所述照明源区域处形成所述点照明源；
其中，所述反射光传输区域接收所述入射光经所述光反射面板反射的反射光，通过光反射方式或者光透射方式将所述反射光传输至所述光束收集单元。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述导光元件包括光纤，所述光源所发出光经所述光纤传导至所述照明源区域，在所述照明源区域处光透射，形成所述点照明源。
3.根据权利要求2所述的显示设备，其特征在于，所述光分离元件上设置有安装孔，所述光纤的光纤头固定于所述安装孔中，延伸至所述光分离表面。
4.根据权利要求2所述的显示设备，其特征在于，所述照明装置还包括光纤固定元件，与所述光分离表面贴合连接，所述光纤固定元件上设置有固定所述光纤的光纤头的安装孔，所述安装孔延伸至所述光分离表面。
5.根据权利要求3或4所述的显示设备，其特征在于，所述安装孔的直径小于等于150μm。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，在所述光分离表面上，所述反射光传输区域设置有反射层或者多个反光棱镜，用于将所述光反射面板反射的反射光反射至所述光束收集单元。
7.根据权利要求2所述的显示设备，其特征在于，所述导光元件包括耦合透镜，所述光源所发出光经所述耦合透镜汇聚至所述照明源区域处，经所述照明源区域反射形成所述点照明源。
8.根据权利要求2所述的显示设备，其特征在于，在所述光分离表面上，所述照明源区域设置有反射层或者多个反光棱镜，用于反射所述光源所发出传输至所述照明源 区域的光，形成所述点照明源。
9.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述光分离元件与所述光反射面板分离设置，所述光分离元件朝向所述光反射面板的表面形成为所述光分离表面；或者，所述光分离元件与所述光反射面板贴合连接，所述光分离元件远离所述光反射面板的表面形成为所述光分离表面。
10.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述光分离表面与所述光反射面板之间的角度小于90度。
11.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述点照明源在所述光反射面板所照射面积的中心线与所述光反射面板的交点为所述光反射面板的中心点。
12.一种近眼显示系统，其特征在于，包括权利要求1至11任一项所述的显示设备。
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