CN109799616A - 一种投影显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影显示装置，包括：图像源，用于发射形成M个图像的混合光束，M为大于等于2的整数；分光器，设置在所述图像源的出射光路上，用于对M个所述图像的混合光束进行分离，并将M个所述图像的光束分别向不同方向投影。上述方案的目的在于通过一个投影仪实现多屏幕投影，提供一种新的多屏幕投影方式。

Description

一种投影显示装置

技术领域

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种投影显示装置。

背景技术

投影仪，又称投影机，是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备，可以通过自身处理器和存储直接播放视频信号，也可以通过不同的接口同计算机、DVD(英文全称：Digital Video Disc；中文全称：高密度数字视频光盘)、游戏机等相连接播放相应的视频信号。投影仪目前广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所，根据工作方式不同，有LCD(英文全称：Liquid Crystal Display；中文名称：液晶显示器)，DLP(英文全称：Digital LightProcessing；中文名称：数字光处理)等不同类型。

目前的投影仪，主要结构由光源、调制器、投影物镜组成，其投影出射的图像仅有一副，在很多场景下，需要同时进行多屏幕投影，例如：分屏显示，三折幕投影等等，每增加投影一副图像，就需要增加一个投影仪，这种投影方式成本太高，并且，不利用设备的便携性，可见，如何通过其它方式实现多屏幕投影，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种投影显示装置，用以提供一种新的多屏幕投影方式。

为了实现上述发明目的，本发明实施例第一方面提供一种投影显示装置，包括：

图像源，用于发射形成M个图像的混合光束，M为大于等于2的整数；

分光器，设置在所述图像源的出射光路上，用于对M个所述图像的混合光束进行分离，并将M个所述图像的光束分别向不同方向投影。

可选的，所述图像源通过拼接的方式调制出M个所述图像的混合光束；所述分光器包括按照预定方式排布的M个反射面；M个所述反射面与M个所述图像的光束出射光路一一对应。

可选的，所述分光器包括2-4个反射面。

可选的，所述分光器包括第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和所述第二反射面之间的夹角为90°。

可选的，所述分光器为四棱锥型，所述分光器包括四个反射面，所述四棱锥型的四个侧面作为四个所述反射面。

可选的，所述M个反射面中的至少一个反射面具有偏振选择性，所述具有偏振选择性的反射面被配置为反射自身敏感的偏振态的光束，并透射其他偏振态的光束；所述图像源通过偏振复用的方式调制出所述具有偏振选择性的反射面对应的图像和其它图像的混合光束。

可选的，所述分光器包括N个偏振分光器，N为小于等于M的正整数，每个所述偏振分光器被配置为反射自身敏感的偏振态的光束，并透射其他偏振态的光束，在N≥2时，所述N个偏振分光器沿光路依次设置；所述图像源通过偏振复用的方式调制出M个图像的混合光束，使得每个图像的光束具有不同的偏振态。

可选的，所述分光器包括P个波分复用分光器，P为小于等于M的正整数，每个所述波分复用分光器被配置为反射一组波长的光束，并透射其它波长的光束，在P≥2时，所述P个波分复用分光器沿光路依次设置；所述图像源通过波分复用的方式调制出多个所述图像的多组光束，多组光束中相同色彩通道的光束的波长不同。

可选的，所述M个图像为相同的图像或不同的图像；在所述M个图像为不同的图像时，所述M个图像可以为相互独立的图像，或者所述M个图像为同一幅图像的不同部分。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

本发明实施例的方案中，投影显示装置包括图像源和分光器，图像源用于发射形成M个图像的混合光束，M为大于等于2的整数；分光器，设置在所述图像源的出射光路上，用于对M个所述图像的混合光束进行分离，分离出每个图像的光束，并将M个图像的光束向不同的方向投影，从而通过一个投影仪实现多屏幕投影，提供一种新的多屏幕投影方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本发明实施例提供的投影显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第一种可能的投影显示装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的分光器为双面反射棱镜的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的反射面夹角为直角的示意图；

图5为本发明实施例提供的分光器为四棱锥型的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种可能的图像拼接方式的示意图；

图7为本发明实施例提供的一种可能的多面反射棱镜的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种可能的偏振分光器的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种可能的偏振分光器的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的第三种可能的偏振分光器的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种可能的波分复用分光器的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的另一种可能的波分复用分光器的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的一种可能的投影显示系统的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的两个投影显示装置配合投影的示意图；

图15为本发明实施例提供的一种可能的反射分光器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的投影显示装置的结构示意图，投影显示装置包括图像源10和分光器20，图像源10用于发射形成M个图像的混合光束40，M为大于等于2的整数，分光器20设置在图像源10的出射光路上，分光器20用于对M个图像的混合光束40进行分离，分离出多个图像的光束401，光束402和光束403，并将M个图像的光束分别向不同方向投影，从而利用分光器20，通过一个投影仪同时实现多屏幕投影。

其中，三束光束只是举例说明，并不做限制。本发明实施例中，M的取值为大于等于2的整数，例如：M可以取2-4，或者M可以取2-6等，本发明对此不做限制。请继续参考图1，假设M的取值为3，图像源10通过特定的光调制方式调制并输出3个图像的混合光束40，混合光束40入射至分光器20后，分光器20从混合光束40中分离出单个图像的光束401，光束402和光束403，然后，将单个图像的光束401，光束402和光束403分别投影至屏幕301，屏幕302和屏幕303上，从而利用一个图像源10和一个分光器20，通过一个投影仪实现多个图像向不同方向投影。

本发明实施例中，分光器20设置在图像源10的出射光路上，图像源10出射的源图像光，即M个图像的混合光束40进入分光器20后，分光器20将源图像光分为两束或两束以上独立的图像光，每个独立的图像光投射后均形成一个独立完整图像，或者向不同方向投影的图像拼接成完整的图像，每个图像光所携载的图像信息必然小于源图像光所携载的图像信息，由于M个图像可以共用一个图像源10、一个投影镜组和一个分光器20，使得本发明增加的硬件很少，满足便携和低成本的要求，并且，通过一个图像源10便能够投影多个图像，大大节省成本，且投射方向可任意定义。

本发明实施例中，图像源10可以为光纤扫描模组、DMD(英文全称：Digital Micromirror Device；中文名称：电子微镜器)、MEMS(英文全称：Micro-Electro-MechanicalSystem；中文名称：微机电系统)、LCD等各种图像显示器，在使用时，图像源10的光调制方式与本发明实施例中的分光器20所采用结构相互匹配，在本发明后续实施例中会进行说明。

本发明实施例中，所述M个图像可以为相同的图像或不同的图像。在所述M个图像为不同的图像时，所述M个图像可以为相互独立的图像，或者所述M个图像为同一幅图像的不同部分。也就是说，出射后的多个图像之间可以互相独立，也可以互相拼接形成一幅完整的图像，图像的形状可以为三角形、方形、圆形、椭圆形等等，本发明对此不做限制。

本发明实施例中，图像源10可采用不同的图像调制的方式，对应的，可采用与图像源10的图像调制方式匹配的分光器结构，本发明实施例中，对以下几种可能的实施方式进行说明，在具体实施过程中，不限于以下几种实施方式。

第一种可能的实施方式，如图2-图5所示，所述分光器20包括按照预定方式排布的M个反射面；所述图像源10通过拼接的方式调制出M个所述图像的混合光束40；M个所述反射面与M个图像的光束出射光路一一对应。

本发明实施例中，图像源10通过拼接的方式调制出M个图像的混合光束40，M个图像的拼接的方式可以为左右拼接、上下拼接等等。以下实施例中，以图像源10为光纤扫描模组进行说明，如图2所示，图2为本发明实施例提供的第一种可能的投影显示装置的结构示意图，光纤扫描模组一般包括输入光源(图中未示出)、扫描致动器101、扫描光纤102(可以是一根或多个光纤)和投影镜组50，扫描致动器101用于带动扫描光纤102在三维空间中振动，使得扫描光纤102出射的光斑在屏幕30上形成图像。

本发明实施例中，M个反射面的排布方式可以有很多种，本发明实施例中，对以下几种可能的排布方式进行说明，在具体实施过程中，不限于以下几种方式。

第一种方式，如图3所示，假设M的取值为2，图像源需要发射形成2个图像的混合光束40，则图像源可以通过左右拼接的方式调制出2个图像的混合光束40，使得混合光束40中每个图像的光束出射光路不同。对应的，分光器20包括第一反射面201和第二反射面202，源图像60包括第一图像601和第二图像602，第一反射面201与第一图像601的光束出射光路对应，第一反射面201从混合光束40中分离出第一图像601的光束，使得第一图像601的光束投影至屏幕上形成第一图像601，第二反射面202与第二图像602的光束出射光路对应，第二反射面202从混合光束40中分离出第二图像602的光束，使得第二图像602的光束投影至屏幕上形成第二图像602。

本发明实施例中，分光器20可以为双面反射棱镜，双面反射棱镜包括两个反射面，且结构简单。当然，在实际应用中，也可以采用其他结构，本发明对此不做限制。

本发明实施例中，在分光器20包括第一反射面201和第二反射面202时，第一反射面201和第二反射面202可以呈任意角度，只要满足将不同图像的光从混合光束40中分离出来，并向不同方向投影形成图像即可。在一种可选的实施方式中，第一反射面201和第二反射面202之间的角度可以为90°，请参考图4，图4为本发明实施例提供的反射面的示意图，假设第一反射面201和第二反射面202之间的角度为90°，图像源发射的混合光束40以45°入射角入射至第一反射面201和第二反射面202，混合光束40经分光器20分束后，第一图像的光束401向图中的左侧水平出射，第二图像的光束402向图中的右侧水平出射，这种方式适合在两个平行的平面上进行投影。

本发明实施例中，图像源出射的多个图像可以是相同图像，也可以是不同图像，在图像源进行图像编辑过程中便根据情况分割好图像，使打在第一反射面201上的图像为第一图像601对应的图像光，打在第二反射面202上的图像为第二图像602对应的图像光。如图3所示，虚线600为第一图像601和第二图像602的分割线，虚线600由第一反射面201和第二反射面202的交线与源图像的相对位置决定。

上述实施例中，只采用一个图像源便可实现向两个方向投射图像，节省了光源；并且，通过单光源实现多方位投影，仅对单个光源进行调制便可实现多图像不同方向投影，简化了图像调制，且两个图像互相之间的位置角度关系能够维持稳定不变，使投影图像更为稳定。

第二种方式，假设M的取值为4，图像源需要发射形成4个图像的混合光束，则图像源可以通过上下左右拼接的方式调制出4个图像的混合光束，使得混合光束中每个图像的光束出射光路不同。在一种可能的实施方式中，请参考图5，分光器20可以四棱锥型，所述分光器20包括四个反射面，分别为第一反射面201，第二反射面202，第三反射面203和第四反射面204，所述四棱锥型的四个侧面作为四个所述反射面。图像源需要显示的源图像60包括四个图像，分别为第一图像601，第二图像602，第三图像603和第四图像604，虚线600为分割线。通过分光器20的四个反射面对图像源发射的混合光束40进行分离，分离出四个图像各自的光束，并向不同方向出射，从而通过一个图像源投影显示四幅图像。在实际应用中，分光器20的四个反射面还可以采用其他排布方式，只要满足能够将图像源出射的四个图像的图像光从混合光束40中分离出来，并向不同的方向投影即可，本发明对此不做限制。

本发明实施例中，源图像60还可以采用其他的拼接方式，如图6所示，第一图像601，第二图像602，第三图像603和第四图像604分别位于源图像60的左上、右上、左下和右下的对应位置上，图像源通过这种拼接方式显示四个图像，并发射形成上述4个图像的混合光束，进一步，分光器20的多个反射面按照与拼接方式对应的排布方式进行设置，使多个反射面能够与4个图像的光束出射光路一一对应，从而从4个图像的混合光束中分离出每个图像的光束并进行投影。

第三种方式，请参考图7，假设M的取值为3，图像源需要发射形成3个图像的混合光束40，则图像源可以通过左中右拼接的方式调制出3个图像的混合光束40，使得混合光束40中每个图像的光束出射光路不同。对应的，分光器20可以为多面反射棱镜，包括第一反射面201、第二反射面202和第三反射面203，第一反射面201和第二反射面202分别位于第三反射面203的两侧，源图像60包括第一图像601、第二图像602和第三图像603，第一反射面201从混合光束40中分离出第一图像601的光束，并将第一图像601的光束投影至屏幕上形成第一图像601，第二反射面202从混合光束40中分离出第二图像602的光束，并将第二图像602的光束投影至屏幕上形成第二图像602，第三反射面203从混合光束40中分离出第三图像603的光束，并将第三图像603的光束投影至屏幕上形成第三图像603，从而通过一个图像源投影显示三幅图像，其中，虚线600为图像的分割线。

从上述实施例也可以看出，本发明实施例中，可以根据实际需要任意定制反射面的数量、形状、互相位置及角度关系等，使得本发明实施例中的投影显示装置满足不同数量，不同场景的多屏幕投影，本发明对此不做限制。

第二种可能的实施方式，如图8-图9所示，所述分光器20包括N个偏振分光器205，N为小于等于M的正整数，每个所述偏振分光器205被配置为反射自身敏感的偏振态的光束，并透射其他偏振态的光束；所述图像源通过偏振复用的方式调制出M个图像的混合光束40，使得每个图像的光束具有不同的偏振态。

其中，假设M的取值为2，图像源出射的混合光束40包含有第一偏振态的光和第二偏振态的光，偏振分光器205可以为镀有偏振选择膜的反射面，偏振选择膜反射第一偏振态的光，并透射第二偏振态的光。

如图8所示，假设图像源出射的源图像60的混合光束40中包括第一图像601和第二图像602对应的光束，第一图像601的光束的偏振态为偏振分光器205敏感的偏振态，第二图像602的光束的偏振态不是偏振分光器205敏感的偏振态，则图像源出射的混合光束40入射到偏振分光器205时，偏振分光器205仅反射自身敏感的偏振态的光束，即第一图像601的光束，并投影形成第一图像601，并投射其他偏振态的光束，即第二图像602的光束，并投影形成第二图像602，两个图像最终成像的位置关系由偏振分光器205的设置角度决定。

在图8对应的实施例的基础上，如图9所示，分光器20还可以包括反射面206，反射面206可以为普通的反射面，也可以具有偏振选择性的反射面，在第二图像602对应的光束从偏振分光器205透射后，反射面206用于改变第二图像602的投影方向，从而利用偏振分光器205来朝向两侧投射不同偏振态的图像，偏振选择器205反射第一偏振态的光以形成第一图像601的同时，透射第二偏振态的光，反射面206反射第二偏振态的光以形成第二图像602。在实际应用中，还可以采用其他类型的偏振分光器205，以实现不同数量的图像向不同方向投影，为了说明书的简洁，本发明在此不再例举。

接下来，对二种可能的实施方式中的图像源进行说明。图像源可以为光纤扫描模组，也可以为DMD、LCD等，本发明对此不做限制。

在图像源为光纤扫描模组时，光纤扫描模组包括光纤扫描器和输入光源，由光纤扫描器出射包括有第一偏振态和第二偏振态的源图像光，光纤扫描器的扫描光纤优选采用保偏光纤，以保证第一偏振态的光束和第二偏振态的光束的稳定。

本发明实施例中，以光纤扫描模组出射两种不同偏振态的光为例进行说明，可以采用以下两种实施方式，在具体实施过程中，不限于以下两种实施方式。

在一种可能的实施方式中，第一图像对应第一偏振光，第二图像对应第二偏振光，两种不同偏振态的图像光分别对准保偏光纤的两个偏振轴后入射，两个图像光互不干扰，独立传播。当然，光纤扫描器也可以包括两根保偏光纤，两根扫描光纤分别出射第一偏振光和第二偏振光。

在另一种可能的实施方式中，可以采用时分复用的方式来输入并传输两种偏振态的光，例如扫描光纤的输入光源(即来源光纤)中耦合有偏振调制器(例如偏振开关)，在T1时间段将光调制为第一偏振态，在T2时间段将光调制为第二偏振态，T3时间段再将光调制为第一偏振态，在T4时间段将光调制为第二偏振态，依次循环或也可以顺序任意，只要保证第一偏振态和第二偏振态的相隔时间分别满足人眼暂态效应条件，使人眼观看图像连贯即可；当然，图像调制需要与偏振调制器相配合，例如T1时间段输入第一图像的光，T2时间段输入第二图像的光，T3时间段再输入第一图像的光，T4时间段再输入第二图像光，以此类推，使得最终出射的第一图像对应的光束为第一偏振态，第二种图像对应的光束为第二偏振态。本发明实施例中，第一图像、第二图像可以是相同图像或不同的图像，本发明对此不做限制。

本发明实施例中，图像源还可以采用传统显示屏，如DMD、LCD等等，以LCD为例，同样可以采用时分复用的方式来显示两种偏振态的光，例如显示屏的光源中耦合有偏振调制器(例如偏振开关)，在T1时间段将光调制为第一偏振态，在T2时间段将光调制为第二偏振态，T3时间段再将光调制为第一偏振态，在T4时间段将光调制为第二偏振态，依次循环或也可以顺序任意，只要保证第一偏振态和第二偏振态的相隔时间分别满足人眼暂态效应条件，使人眼观看图像连贯即可；当然，图像调制需要与偏振调制器相配合，例如T1时间段输入第一图像的光，T2时间段输入第二图像的光，T3时间段在输入第一图像的光，T4时间段输入第二图像光，以此类推，使得最终出射的第一图像对应的光束为第一偏振态，第二种图像对应的光束为第二偏振态。本发明实施例中，第一图像、第二图像可以是相同图像或不同的图像，本发明对此不做限制。

本发明实施例中，可以在图3-图6对应的实施例的基础上结合第二种可能的实施方式，也就是说，分光器20的M个反射面中的至少一个反射面具有偏振选择性，具有偏振选择性的反射面仅反射自身敏感的偏振态的光束，并透射其他偏振态的光束；所述图像源通过偏振复用的方式调制出具有偏振选择性的反射面对应的图像和其它图像的混合光束，使得在图3-图6对应的实施例的基础上，通过以偏振复用的方式，可以增加投射出额外一副图像。

请参考图10，源图像60包括第一图像601、第二图像602和第三图像603，图像源可以通过拼接的方式调制出第一图像601和第二图像602的光束，第一图像601和第二图像602具有第一偏振态，然后图像源通过偏振复用的方式调制出第三图像603的光束，第三图像603具有与第一偏振态不同的第二偏振态，分光器20包括第一反射面201和第二反射面202，第一反射面201和第二反射面中具有偏振选择性，使得第一图像601、第二图像602和第三图像603的混合光束40经分光器20后，第一图像601的光束被第一反射面201反射，向图中左侧投影以形成第一图像601，第二图像602的光束被第二反射面202反射，向图中右侧投影以形成第二图像602，而第三图像603的光束透射过第一反射面201和第二反射面202，向图中上方投影以形成第三图像603。

在图10对应的实施例中，假设图像源为光纤扫描模组，光纤扫描器的扫描光纤采用保偏光纤，在通过图像源出射两种不同偏振态的三个图像的光束，同样可以采用以下两种方式，但在实际应用中，不限于以下两种方式。

在一种可能的实施方式中，第一图像和第二图像对应第一偏振态的光，第三图像对应第二偏振态的光，两种不同偏振态的图像光分别对准保偏光纤的两个偏振轴后入射，两个图像光互不干扰，独立传播。当然，光纤扫描器也可以包括两根保偏光纤，两根扫描光纤分别出射第一偏振光和第二偏振光。

在另一种可能的实施方式中，可以采用时分复用的方式来输入并传输两种偏振态的光，例如扫描光纤的输入光源(即来源光纤)中耦合有偏振调制器(例如偏振开关)，在T1时间段将光调制为第一偏振态，在T2时间段调制为第二偏振态，T3时间段再将光调制为第一偏振态，在T4时间段调制为第二偏振态，依次循环或也可以顺序任意，只要保证两个相隔时间段的第一偏振态或第二偏振态的相隔时间满足人眼暂态效应条件，使人眼观看图像连贯即可；当然，图像调制需要与偏振调制器相配合，例如T1时间段为第一偏振态的第一图像和第二图像，T2时间段为第二偏振态的第三图像，T3时间段为第一偏振态的第一图像和第二图像，T4时间段为第二偏振态的第三图像。其中，第一图像、第二图像、第三图像可以是相同图像或互不相同，本发明对此不做限制。

通过上述实施例中，采用偏振复用的方式使单个图像源出射至少三幅图像，并通过分光器实现至少三幅图像分别向不同的方向投影，从而实现一些特定的应用场景，比如三折幕或多折幕投影。

本发明实施例中，偏振分光器可以通过在反射面上镀偏振选择膜实现，使得反射面具有偏振选择性，能够反射自身敏感的偏振态的光束，并透射其他偏振态的光束，在实际应用中，偏振分光器也可以采用其他实现方式，本发明对此不做限制。

第三种可能的实施方式，所述分光器包括P个波分复用分光器，P为小于等于M的正整数，每个所述波分复用分光器被配置为反射一组波长的光束，并透射其它波长的光束；所述图像源通过波分复用的方式调制出多个所述图像的多组光束，多组光束中相同色彩通道的光束的波长不同。

本发明实施例中，波分复用分光器可以通过在反射面上镀滤光膜的方式实现，滤光膜可以是带通滤光膜、带阻滤光膜、光栅等波长敏感的滤光膜，滤光膜的作用为反射一组波长的光同时透射其它波长的光。每组光束至少包括RGB三个波段中的一个波段，被透射和被反射的两组光的波长互不相同。需要说明的是，本发明实施例中，波长和波段意义分别为：波长指特定某个数值的波长，波段指某个颜色范围。举例来讲，假设图像光为RGB光，第一图像光的波长分别为R1、B1、G1，第二图像光的波长分别为R2、G2、B2，其中，R1≠R2，G1≠G2，B1≠B2，使得波分复用分光器可以反射R1、B1、G1组成的第一图像，透射R2、G2、B2组成的第二图像光或者，反射R2、G2、B2组成的第一图像，透射R1、B1、G1组成的第二图像光。

请参考图11，分光器20的一个面207上镀有滤光膜，源图像60对应的混合光束40中包含有两组波长互不相同的图像光：第一图像光和第二图像光，第一图像光所含两个波段的波长分别为为R1、B1，第二图像光所含三个波段的波长分别为R2、G2、B2，滤光膜的透反性质可以设置为反射R1、B1的光，并透射R2、G2、B2的光，这样，第一图像光和第二图像光便分别射向不同方向，从而投影形成第一图像601和第二图像602。当然，也可以是两组图像光的波长分别是R1、G1、B1和R2、G2、B2，随之滤光膜的透反性质便设置为反射R1、G1、B1的光并透射R2、G2、B2的光，这样，第一图像光和第二图像光便分别射向不同方向，从而投影形成第一图像601和第二图像602；在实际应用中，第一图像光和第二图像光还可以采用其他波段组合，本发明对此不做限制。

又例如：请参考图12，分光器20的表面208和表面209上分别镀有第一滤光膜和第二滤光膜，源图像60中包含有两组波长互不相同的图像光：第一图像光和第二图像光，其分别所含波长为R1、B1、G1和R2、B2、G2，第一滤光膜的透反性质设置为反射R1、B1、G1的光并透射R2、B2、G2的光，第二滤光膜的透反性质设置为反射R2、B2、G2的光，当然第二滤光膜可以直接设置为反射膜，反射膜也属于滤光膜所涵盖的范围。这样第一图像光和第二图像光便被分向两个方向以形成第一图像601和第二图像602。同样的，第一图像光和第二图像光的波长也可以是其他波段组合，在此不做限定。

再例如，在图12对应的实施例的基础上，还有在分光器20的表面上设置第三滤光膜(图中未示出)，则源图像中包含有三组波长互不相同的图像光：第一图像光、第二图像光、第三图像光，其分别所含波长为R1、B1、G1和R2、B2、G2和R3、B3、G3。第一滤光膜的透反性质设置为反射R1、B1、G1的光并透射R2、B2、G2的光，第二滤光膜的透反性质设置为反射R2、B2、G2的光并透射R3、B3、G3的光，第三滤光膜透反性质为反射R3、B3、G3的光，三个镀有滤光膜的反射方向可根据需求设计，这样三个图像光便被分别射向三个方向，从而实现同时投影三幅图像。

本发明实施例中，上述图1-图12对应实施例中，任一实施例中的投影显示装置可以多个组合使用，组成一个投影系统。以图像源为光纤扫描模组为例进行说明，则该投影系统主要包括多个光纤扫描模组和分光器，光纤扫描模组主要包括致动器、扫描光纤、投影物镜，光纤扫描模组出射多幅图像光组成的源图像光进入分光器后，分光器将源图像光分为两束或两束以上独立图像光，每个图像光投射后均形成一个完整独立图像，每个图像光所携载的图像信息必然小于源图像光所携载的图像信息。

上述实施例中，由于光纤扫描器的体积小，非常利于大量的光纤扫描器互相拼接，从而实现高分辨、大画幅的多屏幕投影。

举例来讲，请参考图13，通过投影显示装置1和投影显示装置2配合实现四个方向的投影，其中，投影显示装置1的分光器包括第一反射面201和第二反射面202，图像源向分光器出射第一源图像60对应的光束(包括第一图像601和第二图像602的混合光束)，第一反射面201向左侧投影显示第一图像601，第二反射面向右侧投影显示第二图像602，投影显示装置2的分光器包括第三反射面203和第四反射面204，图像源向分光器出射第二源图像70对应的光束(包括第三图像603和第四图像604的混合光束)，第三反射面向前投影显示第三图像703，第四反射面向后投影显示第四图像704，从而通过两个投影显示装置的配合实现四个方向上的投影。

又例如：请参考图14，通过投影显示装置1和投影显示装置2配合实现六个方向的投影，投影显示装置1的分光器包括三个反射面，投影显示装置1通过分光器出射第一图像601、第二图像602和第三图像603，三者互相横向拼接。同样的，投影显示装置2的分光器也包括3个反射面，投影显示装置2通过分光器出射第四图像704、第五图像705和第六图像706，三者互相拼接，两个投影显示装置出射的子图像再做拼接。以投影显示装置1为例，投影显示装置1的图像源10位于分光器20垂直于画面向内的一侧，图像源10出射光的方向为垂直于画面向外。

在图14对应的实施例的基础上，如图15所示，上述两个投影显示装置的分光器可以是具有三个反射面的任意形状的几何体，如图15中的第一反射面201、第二反射面202和第三反射面203，三个反射面优选为矩形以使投射出的子图像为矩形，免去矫正过程。

本发明实施例中，通过两个投影显示装置实现拼接式的多折幕投影，其分辨率更高，画幅更大。在实际应用中，可以是两个投影显示装置配合投影，也可以为更多数量的投影显示装置配合投影，本发明对此不做限制，并且，投影显示装置1和投影显示装置2可以是两个分立的装置，也可以为集成在一起的装置，本发明对此不做限制。

上述实施例只是举例说明，在实际应用中，可以选择任一种图像源的图像调制方式(如：拼接式调制方式、偏振复用调制方式和波分复用调制方式等等)以及对应的分光器的实现方式，并根据实际情况选择投影图像的数量和方向，本发明对此均不做限制。

本发明实施例中，一个投影显示装置出射的图像可以为完整独立的图像，在另一种可能的实施方式中，一个投影显示装置也可以出射多个子图像，其中，子图像为一副完整的图像的一部分，最终由不同投影显示装置出射的所有子图像拼接为多个完整图像。

本发明实施例中，在上述任一种可能的实施方式中，可以采用正投的投影方式，也可以采用背投的投影方式，本发明对此不做限制。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

本发明实施例的方案中，投影显示装置包括图像源和分光器，图像源用于发射形成M个图像的混合光束，M为大于等于2的整数；分光器，设置在所述图像源的出射光路上，用于对M个所述图像的混合光束进行分离，分离出每个图像的光束，并将M个图像的光束向不同的方向投影，从而通过一个投影仪实现多屏幕投影，提供一种新的多屏幕投影方式。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (9)

1.一种投影显示装置，其特征在于，包括：

图像源，用于发射形成M个图像的混合光束，M为大于等于2的整数；

分光器，设置在所述图像源的出射光路上，用于对M个所述图像的混合光束进行分离，并将M个所述图像的光束分别向不同方向投影。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像源通过拼接的方式调制出M个所述图像的混合光束；所述分光器包括按照预定方式排布的M个反射面；M个所述反射面与M个所述图像的光束出射光路一一对应。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述分光器包括2-4个反射面。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述分光器包括第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和所述第二反射面之间的夹角为90°。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述分光器为四棱锥型，所述分光器包括四个反射面，所述四棱锥型的四个侧面作为四个所述反射面。

6.如权利要求2-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述M个反射面中的至少一个反射面具有偏振选择性，所述具有偏振选择性的反射面被配置为反射自身敏感的偏振态的光束，并透射其他偏振态的光束；所述图像源通过偏振复用的方式调制出所述具有偏振选择性的反射面对应的图像和其它图像的混合光束。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分光器包括N个偏振分光器，N为小于等于M的正整数，每个所述偏振分光器被配置为反射自身敏感的偏振态的光束，并透射其他偏振态的光束，在N≥2时，所述N个偏振分光器沿光路依次设置；所述图像源通过偏振复用的方式调制出M个图像的混合光束，使得每个图像的光束具有不同的偏振态。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分光器包括P个波分复用分光器，P为小于等于M的正整数，每个所述波分复用分光器被配置为反射一组波长的光束，并透射其它波长的光束，在P≥2时，所述P个波分复用分光器沿光路依次设置；所述图像源通过波分复用的方式调制出多个所述图像的多组光束，多组光束中相同色彩通道的光束的波长不同。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述M个图像为相同的图像或不同的图像；在所述M个图像为不同的图像时，所述M个图像可以为相互独立的图像，或者所述M个图像为同一幅图像的不同部分。