CN116136640A - 投影装置、显示设备和交通工具 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种投影装置、显示设备和交通工具，属于显示技术领域，可应用于影音娱乐以及辅助驾驶等场景，例如向反射器件或者挡风玻璃等对象上投射光束，以形成图像供用户观看。该投影装置包括照明单元、偏振分光单元、光调制单元、汇聚单元和投影单元。所述照明单元用于提供第一光束。所述偏振分光单元用于对所述第一光束进行偏振分光，以及输出偏振分光得到的第二光束。所述汇聚单元用于对所述第二光束进行汇聚，以及将汇聚后的第二光束导向所述光调制单元。所述光调制单元用于对所述汇聚后的第二光束进行光调制，得到第三光束。所述投影单元用于投射所述第三光束。

Description

投影装置、显示设备和交通工具

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种投影装置、显示设备和交通工具。

背景技术

投影装置常用于将图像投射至目标对象上，供用户观看。

相关技术中，一种投影装置包括照明单元、偏振分光单元、光调制单元和投影单元。偏振分光单元用于对照明单元输出的第一光束进行偏振分光，以及输出第二光束；光调制单元用于对来自偏振分光单元的第二光束进行光调制，得到第三光束；投影单元用于输出该第三光束。

光调制单元需要对来自偏振分光单元的第二光束进行光调制，光调制单元的尺寸通常与第二光束照射到光调制单元上的光斑的大小相匹配，光调制单元的尺寸较大，导致投影装置的体积较大、成本增加。

发明内容

本申请提供了一种投影装置、显示设备和交通工具，有利于减小投影装置的体积。

一方面，本申请提供了一种投影装置。该投影装置包括照明单元、偏振分光单元、光调制单元、汇聚单元和投影单元。所述照明单元用于提供第一光束。所述偏振分光单元用于对所述第一光束进行偏振分光，以及输出偏振分光得到的第二光束。所述汇聚单元用于对所述第二光束进行汇聚，以及将汇聚后的第二光束导向所述光调制单元。所述光调制单元用于对所述汇聚后的第二光束进行光调制，得到第三光束。所述投影单元用于投射所述第三光束。

通过在偏振分光单元和光调制单元之间设置汇聚单元，使得汇聚单元输出的汇聚后的第二光束照射在光调制单元上所形成的光斑相对于偏振分光单元输出的第二光束直接照射在光调制单元上所形成的光斑的面积小，在偏振分光单元输出的第二光束的光束角度以及第二光束在偏振分光单元和光调制单元之间的传播距离一定的前提下，能够采用较小的光调制单元(即调制区域的面积较小的光调制单元)对第二光束进行调制，从而有利于减小投影装置的体积、以及降低成本。

在本申请实施例中，所述第二光束照射在所述汇聚单元上的第一光斑的第一面积大于照射在所述光调制单元上的第二光斑的第二面积。

在一些示例中，汇聚透镜为具有汇聚功能的积分透镜。由于该积分透镜除了具有汇聚功能之外，还能够保证在像面上边缘光束的光束角度对称，因此，采用该积分透镜有利于进一步提高投影装置的成像质量。当然，在另一些示例中，汇聚单元也可以采用普通的聚焦透镜。

在另一些示例中，汇聚单元包括聚焦透镜和积分透镜，聚焦透镜和积分透镜依次布置在偏振分光单元和光调制单元之间的光路上。需要说明的是，本申请对聚焦透镜和积分透镜在偏振分光单元和光调制单元之间的光路上的布置顺序不做限制，从偏振分光单元到光调制单元的方向上，聚焦透镜和积分透镜依次布置，或者，积分透镜和聚焦透镜依次布置。

在一些示例中，所述第一光束的光束角度不大于10°，所述光束角度为第一光束的边缘光线与所述第一光束的光轴之间的最大角度，所述第一光束的光轴与所述第一光束在所述偏振分光单元的入光面垂直。

由于偏振分光单元对入射光束的光束角度比较敏感，光束角度在预定范围内的入射光束的利用率较高，光束角度超出预定角度范围的入射光束的利用率较低。该预定角度范围与偏振分光单元的制备工艺水平相关。在本申请实施例中，由于在偏振分光单元和光调制单元之间存在汇聚单元，可以无需在偏振分光单元之前对光进行汇聚，即可保证足够的光通量，且可以使得偏振分光单元的损耗较小，光的利用率更高。

需要说明的是，在光源规格相同的情况下，在减小第一光束的光束角度时，需要增大光束口径，以保证第一光束的能量能够满足要求。而光束口径增大，会使得第一光束照射在偏振分光单元上形成的光斑和偏振分光单元输出的第二光束对应的光斑变大。如果不在光调制单元之前配置聚光单元，则需要对应增大光调制单元的调制区域的面积。而在增加了聚光单元的情况下，可以不用改变光调制单元的调制区域的面积。因此，本申请能够在光源规格相同且光调制单元的调制区域的面积相同的情况下，提高光的利用率，从而提高投影装置输出的第三光束的亮度。

可选地，第一光束的光束角度不大于8°，例如，不大于6°。

在一些示例中，第一光束为圆偏振光或者椭圆偏振光，所述偏振分光单元用于将所述第一光束分为两路第二光束。这两路第二光束均为线偏振光，且偏振方向正交。

在一种可能的实施方式中，所述照明单元包括光源和准直透镜。所述光源用于提供光束，所述光束为圆偏振光或者椭圆偏振光。所述准直透镜用于对所述光束进行准直，以及将准直后的光束导向所述偏振分光单元。通常光源输出的光束的光束角度较大，通过准直透镜能够减小光束的光束角度。

可选地，所述照明单元还包括匀光器件，所述匀光器件位于所述准直透镜和所述偏振分光单元之间的光路上，用于对所述准直后的光束进行匀光。

在一些示例中，该匀光器件除了能够起到匀光的作用之外，还可以用于对光束进行整形，以得到所需形状的光斑。例如，光束对应的光斑形状为圆形，而光调制单元的调制区域呈矩形，则该匀光器件用于对光束进行整形，以得到矩形的光斑。

在一些示例中，匀光器件与偏振分光单元时间的光路较长，为了避免匀光器件输出的第一光束过于发散，所述照明单元还包括积分透镜，所述积分透镜位于所述匀光器件和所述偏振分光单元之间的光路上，用于对匀光后的光束进行汇聚。

在另一些示例中，匀光器件与偏振分光单元之间的光路较短，匀光器件输出的光束可以作为第一光束直接提供给偏振分光单元。

在又一些示例中，匀光器件和积分透镜可以集成为一个器件，以减少照明单元所包含的器件的数量，进一步减小体积。

为了进一步提高光的利用率，当偏振分光单元输出两路第二光束时，光调制单元包括两个空间光调制器。这两个空间光调制器分别用于对两路第二光束进行光调制，得到两路第三光束。

在一些示例中，两路第三光束对应相同的图像。在另一些示例中，两路第三光束对应不同的图像。

在一些示例中，当两路第三光束对应相同的图像或者不同的图像时，投影单元可以分别投射两路第三光束，从而形成两幅图像。

在另一些示例中，当两路第三光束对应相同的图像时，两个空间光调制器可以将两路第三光束导向光调制单元。光调制单元用于将接收到的两路第三光束合并，并将合并后的第三光束导向所述投影单元。投影单元用于投射合并后的第三光束，从而形成一幅图像。通过将两路第三光束合并，能够提高图像的亮度，且有利于提高光的利用率。

在一些示例中，两个空间光调制器均为反射型空间光调制器，所述两个反射型空间光调制器分别位于所述偏振分光单元的分光面的两侧。所述两个反射型空间光调制器分别用于对两个所述第二光束进行光调制，得到两个所述第三光束，并将两个所述第三光束导向所述偏振分光单元。所述偏振分光单元还用于将来自所述光调制单元的两个所述第三光束导向所述投影单元。两个第二光束中，一个第二光束为S光，对应的第三光束为P光；另一个第二光束为P光，对应的第三光束为S光。

也即是，所述两个反射型空间光调制器中的一个用于对所述偏振分光单元输出的S光进行光调制以及偏振方向转换，得到P光，并将P光导向所述偏振分光单元；所述两个反射型空间光调制器中的另一个用于对所述偏振分光单元输出的P光进行光调制以及偏振方向转换，得到S光，并将S光导向所述偏振分光单元。所述偏振分光单元用于将来自所述光调制单元的所述P光透射至所述投影单元以及将来自所述光调制单元的所述S光反射至所述投影单元。

示例性地，所述汇聚单元位于所述两个反射型空间光调制器中的至少一个与所述偏振分光单元之间的光路上。也即是，汇聚单元用于对偏振分光单元输出的一路或者两路线偏振光进行汇聚。

在另一些示例中，第一光束为一路线偏振光，所述偏振分光单元用于将第一光束导向光调制单元。光调制单元包括一个空间光调制器，该空间光调制器用于对该路线偏振光进行光调制。

示例性地，所述照明单元包括光源、准直透镜和偏振转换器件。所述光源用于提供光束，所述光束为圆偏振光或者椭圆片偏振光。所述准直透镜用于对所述光束进行准直，以及将准直后的光束导向所述偏振转换器件。所述偏振转换器件用于对所述准直后的光束进行偏振转换，以输出所述第一光束。

可选地，所述照明单元还包括匀光器件，所述匀光器件位于所述准直透镜和所述偏振转换器件之间的光路上，用于对所述准直后的光束进行匀光。

可选地，所述照明单元还包括：积分透镜，所述积分透镜位于所述偏振转换器件和所述偏振分光单元之间的光路上，用于对所述偏振转换器件输出的第一光束进行汇聚。当准直透镜和偏振分光单元之间设置有偏振转换器件或者设置有偏振转换器件和匀光器件时，光路较长，为了避免准直透镜输出的准直后的光束过于发散，可以布置积分透镜以保证照明单元输出的第一光束都入射到偏振分光单元。

可选地，该空间光调制器为反射型空间光调制器或者透射型空间光调制器。

在一些示例中，所述空间光调制器为反射型的空间光调制器且具有改变入射的线偏振光的偏振方向的功能，例如为硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCoS)。

例如，所述反射型空间光调制器和所述照明单元位于所述偏振分光单元的分光面的同一侧。所述偏振分光单元用于反射所述第一光束，以形成所述第二光束。所述反射型空间光调制器用于对来自所述偏振分光单元的所述第二光束进行光调制，得到所述第三光束以及将所述第三光束导向所述偏振分光单元。所述偏振分光单元还用于将来自所述光调制单元的所述第三光束透射至所述投影单元。其中，所述第一光束为S光，所述第二光束为S光，所述第三光束为P光。

又例如，所述反射型空间光调制器和所述照明单元位于所述偏振分光单元的分光面的两侧。所述偏振分光单元用于透射所述第一光束，以形成所述第二光束。所述反射型空间光调制器用于对来自所述偏振分光单元的所述第二光束进行光调制，得到所述第三光束以及将所述第三光束导向所述偏振分光单元。所述偏振分光单元还用于将来自所述光调制单元的所述第三光束反射至所述投影单元。其中，所述第一光束为P光，所述第二光束为P光，所述第三光束为S光。

在另一些示例中，所述空间光调制器为反射型的空间光调制器且不具有改变入射的线偏振光的偏振方向的功能，例如为微电子机械系统(micro-electro-mechanicalsystem，MEMS)或者数字微镜设备(digital micromirror device,DMD)。在这种情况下，光调制单元还包括1/4波片，1/4波片位于空间光调制器和汇聚透镜之间的光路上，用于改变线偏振光的偏振方向。

在又一些示例中，所述空间光调制器为透射型的空间光调制器，例如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等。采用反射型的空间光调制器与透射型的空间光调制器相比，光的利用效率较高，有利于节约能源。

示例性地，所述偏振分光单元包括偏振分光棱镜(polarization beam splitter，PBS)。匀光器件包括但不限于复眼透镜、自由曲面透镜和积分棒等。

另一方面，本申请提供了一种显示设备。该显示设备包括主处理器和投影装置，所述投影装置为前述任一种投影装置，所述主处理器用于向所述光调制单元发送图像数据。

在一些示例中，该显示设备还包括为所述主处理器和投影装置供电的电源。

在一些示例中，该显示设备具有光调制功能，以控制显示设备输出的图像内容或者控制显示设备的输出的光的亮度。

可选地，所述显示设备还包括反射器件，所述反射器件用于对所述投影装置投射的第三光束进行反射成像，以形成图像。

在一些示例中，该显示设备为投影仪，反射器件为光屏。在另一些示例中，显示设备为增强现实(augmented reality，AR)眼镜。在又一些示例中，显示设备为车灯等。

在另一些示例中，所述显示设备为抬头显示设备。所述投影装置用于将第三光束投射到挡风玻璃，以形成图像。

又一方面，本申请提供了一种交通工具，该交通工具包括前述任一种显示设备。示例性地，交通工具包括但不限于汽车、飞机、火车或者轮船等。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种投影装置的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种投影装置的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的第一光束的光束角度的示意图；

图4是本申请实施例提供的积分透镜的光学原理示意图；

图5是本申请实施例提供的又一种投影装置的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的又一种投影装置的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的又一种投影装置的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种白光光源的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的一种显示设备的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的另一种显示设备的结构示意图；

图11是是本申请实施例提供的一种显示设备的电路示意图；

图12是本申请实施例提供的一种交通工具的功能框架示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例提供的投影装置进行进行详细介绍。

本申请实施例提供的投影装置可以单独使用，也可以作为部件集成在显示设备中，显示设备包括但不限于投影仪、抬头显示设备和车灯等。也即是，该投影装置可以应用于影音娱乐以及辅助驾驶等场景。示例性地，该投影装置为抬头显示设备的图像生成装置(picture generation unit，PGU)等，PGU又称光机。

图1是本申请实施例提供的一种投影装置的结构示意图。如图1所示，该投影装置包括照明单元110、偏振分光单元120、光调制单元130、汇聚单元140和投影单元150。照明单元110用于提供第一光束。偏振分光单元120用于对第一光束进行偏振分光，以及输出偏振分光得到的第二光束。汇聚单元130用于对第二光束进行汇聚，以及将汇聚后的第二光束导向光调制单元140。光调制单元140用于对汇聚后的第二光束进行光调制，得到第三光束。投影单元150用于投射第三光束。

通过在偏振分光单元和光调制单元之间设置汇聚单元，使得汇聚单元输出的汇聚后的第二光束照射在光调制单元上所形成的光斑相对于偏振分光单元输出的第二光束直接照射在光调制单元上所形成的光斑的面积小，在偏振分光单元输出的第二光束的光束角度以及第二光束在偏振分光单元和光调制单元之间的传播距离一定的前提下，能够采用较小的光调制单元对第二光束进行调制，从而有利于减小投影装置的体积、以及降低成本。

在一些示例中，汇聚单元130为具有汇聚功能的积分透镜。由于该积分透镜除了具有汇聚功能之外，还能够保证在像面上边缘光束的光束角度对称，因此，采用该积分透镜有利于进一步提高投影装置的成像质量。当然，在另一些示例中，汇聚单元130也可以采用普通的聚焦透镜。

在另一些示例中，汇聚单元130包括聚焦透镜和积分透镜，聚焦透镜和积分透镜依次布置在偏振分光单元和光调制单元之间的光路上。需要说明的是，本申请对聚焦透镜和积分透镜在偏振分光单元和光调制单元之间的光路上的布置顺序不做限制，从偏振分光单元到光调制单元的方向上，聚焦透镜和积分透镜依次布置，或者，积分透镜和聚焦透镜依次布置。

在一些示例中，照明单元110提供的第一光束为圆偏振光或者椭圆偏振光。偏振分光单元120用于将第一光束分为两路线偏振光，这两路线偏振光分别为一个第二光束。这两路线偏振光的偏振方向正交。例如，一路线偏振光为S光，另一路线偏振光为P光。光调制单元130包括两个空间光调制器，两个空间光调制器分别用于对这两路线偏振光进行光调制。

可选地，两个空间光调制器输出的第三光束均导向偏振分光单元120，由偏振分光单元120合并后导向投影单元150进行投射，从而形成一幅图像。在这种情况下，两路第三光束对应相同的图像。

可选地，两个空间光调制器输出的第三光束分别导向投影单元150，投影单元150将两路第三光束分别输出，从而形成两幅图像。这种情况下，两路第三光束对应相同或者不同的图像。

在另一些示例中，照明单元110提供的第一光束为一路线偏振光，偏振分光单元120用于反射或者透射第一光束，以将一路线偏振光导向光调制单元130。该路线偏振光即为一个第二光束。光调制单元130包括一个空间光调制器，用于对该路线偏振光进行光调制。

下面对偏振分光单元120基于一个第一光束输出两路线偏振光和一路线偏振光的情况分别进行详细说明。

图2是本申请实施例提供的一种投影装置的结构示意图。如图2所示，该投影装置包括照明单元110、偏振分光单元120、光调制单元130、汇聚单元140和投影单元150。照明单元110用于提供第一光束。偏振分光单元120用于对第一光束进行偏振分光，以及输出偏振分光得到的第二光束。汇聚单元130用于对第二光束进行汇聚，以及将汇聚后的第二光束导向光调制单元140。光调制单元140用于对汇聚后的第二光束进行光调制，得到第三光束。投影单元150用于投射第三光束。

在图2所示实施例中，照明单元110包括光源111和准直透镜112。光源111用于提供光束，光束111为圆偏振光或者椭圆偏振光。准直透镜112用于对光束进行准直，以及将准直后的光束导向偏振分光单元120。通过准直透镜112将光束变为平行光，能够减小光束的光束角度。

可选地，照明单元还可以包括匀光器件(图中未示出)，匀光器件位于准直透镜112和偏振分光单元120之间的光路上，用于对准直后的光束进行匀光。

在一些示例中，该匀光器件除了能够起到匀光的作用之外，还可以用于对光束进行整形，以得到所需形状的光斑。例如，光束对应的光斑形状为圆形，而光调制单元的调制区域呈矩形，则该匀光器件用于对光束进行整形，以得到矩形的光斑。

在本申请实施例中，匀光器件包括但不限于复眼透镜、自由曲面透镜和积分棒等。本申请实施例对匀光器件的类型不做限制，只要能够实现匀光的功能即可。

在图2所示实施例中，第一光束为圆偏振光或者椭圆偏振光，偏振分光单元120用于对一个第一光束进行偏振分光，得到两路线偏振光，以及输出两路线偏振光。这两路线偏振光分别为一个第二光束。示例性地，这两路线偏振光的偏振方向正交，一路为P光，另一路为S光。并且，这两路线偏振光的传播方向垂直，例如，S光向上传播，P光向右传播。

在本申请实施例中，偏振分光单元120包括偏振分光棱镜。偏振分光棱镜能够透射入射的第一光束中的P光，以及反射入射的第一光束中的S光，从而将第一光束分为两个第二光束。

偏振分光棱镜包括两个直角棱镜和介质层，两个直角棱镜的斜面相对，介质层夹设在直角棱镜之间。该介质层可以采用镀膜工艺制备。受到镀膜工艺水平的限制，偏振分光棱镜在入射光束的光束角度较小时，具有较高的光学效率，而在入射光束的光束角度较大时，光学效率较低。

为了提高偏振分光单元120的光学效率，在本申请实施例中，入射至偏振分光单元120的第一光束的光束角度不大于10°，第一光束的光束角度为第一光束的边缘光线与第一光束的光轴之间的最大角度。通过限制第一光束的光束角度，能够提高光的利用率。在本申请实施例中，第一光束的光轴垂直于偏振分光棱镜的入光面，即一个直角棱镜的一个直角面。

可选地，第一光束的光束角度不大于8°，例如，不大于6°。

图3为本申请实施例中提供的第一光束的光束角度的示意图。图3中，P为偏振分光棱镜的入光面，L为第一光束的边缘光线，O为第一光束的光轴，垂直于P，S为O的平行线，L和S之间的夹角为第一光束的光束角度。

在光源规格相同的情况下，在减小第一光束的光束角度时，需要增大光束口径，以保证第一光束的能量能够满足要求。而光束口径增大，会使得第一光束照射在偏振分光单元上形成的光斑和偏振分光单元输出的第二光束对应的光斑变大。如果不在光调制单元之前配置聚光单元，则需要对应增大光调制单元的调制区域的面积。而在增加了聚光单元的情况下，可以不用改变光调制单元的调制区域的面积。因此，本申请能够在光源规格相同且光调制单元的调制区域的面积相同的情况下，提高光的利用率，从而提高投影装置输出的第三光束的亮度。

示例性地，光调制单元130包括两个空间光调制器，分别为第一空间光调制器131和第二空间光调制器132。两个空间光调制器均为反射型空间光调制器，且具有改变入射的线偏振光的偏振方向的功能。也即是，空间光调制器的入射光和出射光的偏振方向不同，例如呈90°夹角。例如，空间光调制器为LCoS。

在一些示例中，LCoS可以包括阵列基板、玻璃盖板以及设置在两者之间的液晶。阵列基板包括控制电路阵列层和反射层。控制电路阵列层用于控制液晶的偏转，以改变接收到的线偏振光的偏振方向，而该反射层能够反射接收到的线偏振光，改变线偏振光的传播方向。

第一空间光调制器131和第二空间光调制器132分别位于偏振分光单元120的分光面(即前述介质层)的两侧。第一空间光调制器131用于对偏振分光单元120输出的S光(第二光束)进行光调制以及偏振方向转换，得到P光(第三光束)，并将P光导向偏振分光单元120；第二空间光调制器132用于对偏振分光单元120输出的P光(第二光束)进行光调制以及偏振方向转换，得到S光(第三光束)，并将S光导向偏振分光单元120。这里，光调制可以是指将图像信息携带在第二光束上，得到第三光束。

偏振分光单元120透射来自第一空间光调制器131的P光，以及反射来自第二空间光调制器132的S光，从而将来自第一空间光调制器131的P光与来自第二空间光调制器132的S光合并，然后通过投影单元150输出，从而形成一幅图像。在这种情况下，来自第一空间光调制器131的P光和来自第二空间光调制器132的S光携带的图像内容相同。通过将两路第三光束合并，能够提高图像的亮度，且有利于提高光的利用率。

在图2所示实施例中，汇聚单元140包括两个子汇聚单元。两个子汇聚单元分别位于两个反射型空间光调制器131与偏振分光单元120之间的光路上。

需要说明的是，在其他实施例中，汇聚单元也可以包括一个子汇聚单元，该子汇聚单元位于两个反射型空间光调制器中的一个与偏振分光单元中间的光路上。

示例性地，每个子汇聚单元均采用具有汇聚功能的积分透镜。由于该积分透镜除了具有汇聚功能之外，还能够保证在像面上边缘光束的光束角度对称，因此，采用该积分透镜有利于进一步提高投影装置的成像质量。可替代地，在另一些示例中，子汇聚单元也可以采用普通的聚焦透镜。或者，每个子汇聚单元均包括聚焦透镜和积分透镜，聚焦透镜和积分透镜依次布置在偏振分光单元和光调制单元之间的光路上。

下面结合图4对积分透镜的光学原理进行说明。如图4所示，当主光束B0经过积分透镜141后，会形成多个子光束B1，每个子光束B1的光轴B1均与主光束B0的光轴O0平行，且每个子光束B1对应的光斑近似为中心对称图形，即每个子光束B1中，位于光轴O1两侧的两条边缘光线B11与对应的光轴O1之间的夹角基本相等。这多个子光束B1均聚焦在光调制单元130处。

在本申请实施例中，投影单元150包括镜头。镜头包括镜筒和位于镜筒中的镜片组。镜片组包括一个或多个光学镜片。本申请实施例对镜片组的结构不做限制，可以根据实际需要设置。

图5是本申请实施例提供的一种投影装置的结构示意图。如图5所示，该投影装置包括：照明单元110、偏振分光单元120、光调制单元130、汇聚单元140和投影单元150。照明单元110用于提供第一光束。偏振分光单元120用于对第一光束进行偏振分光，以及输出第二光束。汇聚单元130用于对第二光束进行汇聚，以及将汇聚后的第二光束导向光调制单元140。光调制单元140用于对汇聚后的第二光束进行光调制，得到第三光束。投影单元150用于投射第三光束。

照明单元110包括光源111、准直透镜112和偏振转换器件113。光源111用于提供光束，光束为圆偏振光或者椭圆片偏振光。准直透镜112用于对光束进行准直，以及将准直后的光束导向偏振转换器件113。偏振转换器件113用于对准直后的光束进行偏振转换，以输出第一光束。该第一光束为线偏振光，例如为P光。

示例性地，偏振转换器件113包括多个偏光分离膜和多个1/2波片。多个偏光分离膜平行布置，且与准直透镜112输出的准直后的光束的中心线成45°夹角。多个1/2波片间隔布置在同一平面上，且1/2波片的主光轴与准直后的光束的中心线的方向相同。

准直后的光束中的P光透过对应的偏光分离膜，从相邻的两个1/2波片之间的间隙之间出射。准直后的光束中的S光被对应的偏光分离膜反射至相邻的偏光分离膜，然后被该相邻的偏光分离膜再次反射，经过1/2波片后，变为P光从偏振转换器件113出射。这样，该偏振转换器件将光束转换为P光出射。

可选地，照明单元110还包括匀光器件114，匀光器件114位于准直透镜112和偏振转换器件113之间的光路上，用于对准直后的光束进行匀光。在本申请实施例中，匀光器件114包括但不限于复眼透镜、自由曲面透镜和积分棒等。本申请实施例对匀光器件的类型不做限制，只要能够实现匀光的功能即可。

可选地，照明单元110还包括积分透镜115，积分透镜115位于偏振转换器件113和偏振分光单元120之间的光路上，用于对偏振转换器件113输出的第一光束进行汇聚。

由于入射到偏振分光单元120的第一光束为线偏振光，因此，偏振分光单元120主要用于将第一光束导向光调制单元130。

偏振分光单元120采用的器件结构和功能参见图2所示实施例，在此省略详细描述。

如图5所示，第一光束为S光，偏振分光单元120反射第一光束，以形成第二光束，并将第二光束导向光调制单元130。该第二光束同样为S光。

示例性地，光调制单元130包括一个空间光调制器，该空间光调制器用于对该第二光束进行光调制，得到第三光束，并将第三光束导向偏振分光单元120。

图5中的空间光调制器为反射型空间光调制器且具有改变入射的线偏振光的偏振方向的功能，因此，空间光调制器输出的第三光束为P光。也即是，该反射型空间光调制器用于对来自偏振分光单元120的S光进行光调制以及偏振方向转换，得到P光以及将P光导向偏振分光单元120；偏振分光单元120还用于透射来自光调制单元130的P光，从而将该路P光从投影单元150透射出去。

投影单元150的相关内容参见图2所示实施例，在此省略详细说明。

图6是本申请实施例提供的另一种投影装置的结构示意图。与图5所示实施例的不同之处在于，光源111输出的第一光束为P光。反射型空间光调制器和照明单元110位于偏振分光单元120的分光面的两侧。偏振分光单元120用于透射第一光束，以形成第二光束，并将第二光束导向反射型空间光调制器。反射型空间光调制器用于对第二光束进行光调制，得到第三光束，并将第三光束导向偏振分光单元120。其中，该第二光束为P光，第三光束为S光。也即是，反射型空间光调制器用于将来自偏振分光单元120的P光进行光调制以及偏振方向转换，得到S光以及将S光导向偏振分光单元120；偏振分光单元120还用于将来自光调制单元130的S光反射至投影单元150。

在图5和图6所示实施例中，通过在照明单元110中设置偏振转换器件113，使得偏振分光单元120只需要包括一个偏振分光棱镜，且光调制单元130只需要包括一个空间光调制器，减少了投影装置的所包含的器件数量，有利于进一步减小投影装置的体积。

图7是本申请实施例提供的另一种投影装置的结构示意图。如图7所示，该投影装置包括照明单元110、偏振分光单元120、光调制单元130、汇聚单元140和投影单元150。与图2-4所示的实施例的不同之处在于照明单元110的结构、偏振分光单元120中偏振分光棱镜的数量以及光调制单元130中空间光调制器的数量。

除了光源111和准直透镜112之外，照明单元110还包括两个分色反射镜116和一个反射镜117。光源111提供的白光经过第一个分色反射镜116，白光中的红光被反射至反射镜117，由反射镜117反射至偏振分光单元120，白光中的蓝绿透过该第一个分色反射镜116并传播至第二个分色反射镜116。该第二个分色反射镜116透射蓝绿光中的蓝光，使得蓝光传播至偏振分光单元120，并且，该第二个分色反射镜116反射蓝绿光中的绿光，使得绿光传播至偏振分光单元120。该照明单元110能够将光源111提供的光束分为三个子光束。每个子光束为一个第一光束。

偏振分光单元120包括三个偏振分光棱镜121，分别用于对一个第一光束进行偏振分光，并将第二光束导向光调制单元130。

光调制单元130包括三个空间光调制器131，分别对对应的第二光束进行光调制，然后分别输出一个第三光束。同样地，三个第三光束分别对应蓝光、红光和绿光。

该投影装置还包括合成单元160，合成单元160用于将光调制单元输出的多路第三光束合成后，通过投影单元150输出合成单元160。在图7所示实施例中，合成单元160用于将三个空间光调制器131输出的三个第三光束合成后，通过投影单元150输出。

示例性地，合成单元160包括分色棱镜。该分色棱镜用于透光绿光、反射红光和蓝光。

需要说明的是，图2至图7所示示例中，均以具有改变入射的线偏振光的偏振方向的功能的反射型空间光调制器为例进行了说明。在其他实施例中，具有改变入射的线偏振光的偏振方向的功能的反射型空间光调制器均可以被替换为不具有改变入射的线偏振光的偏振方向的功能的反射型的空间光调制器与1/4波片的组合。示例性地，不具有改变入射的线偏振光的偏振方向的功能的反射型的空间光调制器，例如为微电子机械系统(micro-electro-mechanical system，MEMS)或者数字微镜设备(digital micromirror device,DMD)。1/4波片位于对应的空间光调制器和汇聚单元140之间的光路上，用于改变线偏振光的偏振方向。

可选地，光源111为白光光源，用于提供白光；或者，光源111为单色光光源，用于提供红光、蓝光或者绿光。

图8为本申请提供的一种白光光源的结构示意图。如图8所示，在一些示例中，光源111包括多个发光结构1111和合光结构1112。每个发光结构1111用于发出不同颜色的光。例如，光源111包括三个发光结构1111，这三个发光结构1111分别为用于发出红光的红光发光结构R、用于发出绿光的绿光发光结构G和用于发出蓝光的蓝光发光结构B。合光结构1112用于将多个发光结构1111发出的不同颜色的光进行混合，得到一束白光并输出该白光。

示例性地，每个发光结构1111包括至少一个发光器件1111a，发光器件1111a为半导体发光器件，包括但不限于发光二极管(light emitting diode，LED)器件或激光二极管(laser diode，LD)。可选地，每个发光结构1111还包括准直透镜1111b，用于对对应的发光器件1111a发出的光进行准直。

如图8所示，绿光发光结构G和红光发光结构R沿蓝光发光结构B的出光方向依次布置，且绿光发光结构G的出光方向和红光发光结构R的出光方向均与蓝光发光结构B的出光方向垂直，即绿光的传播方向和红光的传播方向均垂直于蓝光的传播方向。合光结构1112包括第一二向色镜1112a和第二二向色镜1112b。第一二向色镜1112a布置在蓝光发光结构B发出的蓝光和绿光发光结构G发出的绿光的交汇处，且第一二向色镜1112a与蓝光的传播方向和绿光的传播方向之间的夹角均为45°。第一二向色镜1112a用于透射蓝光以及反射绿光，以将蓝光和绿光的混合光导向第二二向色镜1112b。第二二向色镜1112b布置在红光发光结构R发出的红光和第一二向色镜11a输出的蓝光和绿光的混合光的交汇处，且第二二向色镜1112b与第一二向色镜1112a平行。第二二向色镜1112b用于透过蓝光和绿光以及反射红光，以将蓝光、绿光和红光混合得到白光，以及将白光导向输出结构113。

在另一些示例中，光源111还可以直接采用发白光的LED器件。这种情况下，则无需使用合光结构。需要说明的是，本申请对光源的结构不做限制，任何能够提供白光光束的光源均可被使用。

本申请实施例还提供了一种显示设备，该显示设备包括主处理器和投影装置，投影装置为前述任一种投影装置。该主处理器用于向投影装置发送图像数据。

在本申请实施例中，该显示设备具有光调制功能，以控制显示设备输出的图像内容或者控制显示设备的输出的光的亮度。例如，将某个区域的光的亮度调暗等。

可选地，该显示设备还包括反射器件，该投影装置用于将第三光束投射在反射器件上，该反射器件用于对投影装置投射的第三光束进行反射成像，以形成对应的图像。

可选地，该显示设备还包括为所述主处理器和PGU供电的电源。

在一些示例中，如图9所示，显示设备为投影仪100a，反射器件为光屏，例如投影屏幕1。在另一些示例中，显示设备为AR眼镜。在又一些示例中，显示设备为车灯等。

在一些示例中，该显示设备中的投影装置用于将第三光束投射到挡风玻璃2上，以形成图像S1。示例性地，如图10所示，显示设备为HUD100b。

示例性地，挡风玻璃为交通工具的挡风玻璃。交通工具包括但不限于汽车、飞机、火车或者轮船等。

在一些示例中，图像为增强现实显示图像，用于显示外界物体的指示信息、导航信息等信息。外界物体的指示信息包括但不限于安全车距、周围障碍物和倒车影像等。导航信息包括但不限于方向箭头、距离和行驶时间等。

在另一些示例中，图像为状态显示图像，用于显示交通工具的状态信息。以汽车为例，交通工具的状态信息包括但不限于行驶速度、行驶里程、燃油量、水温和车灯状态等信息。

在又一些示例中，图像包括增强现实显示图像和状态显示图像。

可选地，为了将投影装置输出的第三光束投射到挡风玻璃上合适的位置，HUD还包括空间光路结构，用于将两路第三光束导向挡风玻璃的不同位置。空间光路结构包括以下光学器件中的一种或多种：透镜、平面反射镜、曲面反射镜等等。

本申请实施例还提供了一种交通工具，该交通工具前述任一种HUD设备和挡风玻璃，所述挡风玻璃用于将来自HUD的第三光束反射至眼盒形成所述第一虚像对应的第一图像，所述眼盒为驾驶员的双目所处的区域。

示例性地，交通工具包括但不限于汽车、飞机、火车或者轮船等。

图11是本申请实施例提供的显示设备的电路示意图。如图11所示，显示设备中的电路主要包括包含主处理器(host CPU)1101，外部存储器接口1102，内部存储器1103，音频模块1104，视频模块1105，电源模块1106，无线通信模块1107，I/O接口1108、视频接口1109、显示电路1110和调制器1111等。其中，主处理器1101与其周边的元件，例如外部存储器接口1102，内部存储器1103，音频模块1104，视频模块1105，电源模块1106，无线通信模块1107，I/O接口1108、视频接口1109、显示电路1110可以通过总线连接。主处理器1101可以称为前端处理器。

另外，本申请实施例示意的电路图并不构成对显示设备的具体限定。在本申请另一些实施例中，显示设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

其中，主处理器1101包括一个或多个处理单元，例如：主处理器1101可以包括应用处理器(Application Processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)，图像信号处理器(Image Signal Processor，ISP)，控制器，视频编解码器，数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(Neural-Network Processing Unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。

主处理器1101中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，主处理器1101中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存主处理器1101刚用过或循环使用的指令或数据。如果主处理器1101需要再次使用该指令或数据，可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了主处理器1101的等待时间，因而提高了系统的效率。

在一些实施例中，显示设备还可以包括多个连接到主处理器1101的输入输出(Input/Output，I/O)接口1108。接口1108可以包括集成电路(Inter-Integrated Circuit，I2C)接口，集成电路内置音频(Inter-Integrated Circuit Sound，I2S)接口，脉冲编码调制(Pulse Code Modulation，PCM)接口，通用异步收发传输器(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，UART)接口，移动产业处理器接口(Mobile Industry ProcessorInterface，MIPI)，通用输入输出(General-Purpose Input/Output，GPIO)接口，用户标识模块(Subscriber Identity Module，SIM)接口，和/或通用串行总线(Universal SerialBus，USB)接口等。上述I/O接口1108可以连接鼠标、触摸板、键盘、摄像头、扬声器/喇叭、麦克风等设备，也可以连接显示设备上的物理按键(例如音量键、亮度调节键、开关机键等)。

外部存储器接口1102可以用于连接外部存储卡，例如Micro SD卡，实现扩展显示设备的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口1102与主处理器1101通信，实现数据存储功能。

内部存储器1103可以用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。内部存储器1103可以包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作系统，至少一个功能所需的应用程序(比如通话功能，时间设置功能等)等。存储数据区可存储显示设备使用过程中所创建的数据(比如电话簿，世界时间等)等。此外，内部存储器1103可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件，闪存器件，通用闪存存储器(Universal Flash Storage，UFS)等。主处理器1101通过运行存储在内部存储器1103的指令，和/或存储在设置于主处理器1101中的存储器的指令，执行显示设备的各种功能应用以及数据处理。

显示设备可以通过音频模块1104以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放，通话等。

音频模块1104用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出，也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块1104还可以用于对音频信号编码和解码，例如进行放音或录音。在一些实施例中，音频模块1104可以设置于处理器101中，或将音频模块1104的部分功能模块设置于处理器101中。

视频接口1109可以接收外部输入的音视频信号，其具体可以为高清晰多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)，数字视频接口(Digital VisualInterface，DVI)，视频图形阵列(Video Graphics Array，VGA)，显示端口(Display port，DP)等，视频接口1109还可以向外输出视频。当显示设备作为抬头显示使用时，视频接口1109可以接收周边设备输入的速度信号、电量信号，还可以接收外部输入的AR视频信号。当显示设备作为投影仪使用时，视频接口1109可以接收外部电脑或终端设备输入的视频信号。

视频模块1105可以对视频接口1109输入的视频进行解码，例如进行H.264解码。视频模块还可以对显示设备采集到的视频进行编码，例如对外接的摄像头采集到的视频进行H.264编码。此外，主处理器1101也可以对视频接口1109输入的视频进行解码，然后将解码后的图像信号输出到显示电路1110。

显示电路1110和调制器1111用于显示对应的图像。在本实施例中，视频接口1109接收外部输入的视频源信号，视频模块1105进行解码和/或数字化处理后输出一路或多路图像信号至显示电路1110，显示电路1110根据输入的图像信号驱动调制器1111将入射的偏振光进行成像，进而输出至少两路第三光束。此外，主处理器1101也可以向显示电路1110输出一路或多路图像信号。

在本实施例中，显示电路1110以及调制器1111属于调制单元230中的电子元件，显示电路1110可以称为驱动电路。

电源模块1106用于根据输入的电力(例如直流电)为主处理器1101和光源111提供电源，电源模块1106中可以包括可充电电池，可充电电池可以为主处理器1101和光源111提供电源。光源111发出的光可以传输到调制器1111进行成像，从而形成图像光信号。

无线通信模块1107可以使得显示设备与外界进行无线通信，其可以提供无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)(如无线保真(Wireless Fidelity，Wi-Fi)网络)，蓝牙(Bluetooth，BT)，全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)，调频(Frequency Modulation，FM)，近距离无线通信技术(Near FieldCommunication，NFC)，红外技术(Infrared，IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块1107可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块1107经由天线接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到主处理器1101。无线通信模块1107还可以从主处理器1101接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线转为电磁波辐射出去。

另外，视频模块1105进行解码的视频数据除了通过视频接口1109输入之外，还可以通过无线通信模块1107以无线的方式接收或从外部存储器中读取，例如显示设备可以通过车内的无线局域网从终端设备或车载娱乐系统接收视频数据，显示设备还可以读取外部存储器中存储的音视频数据。

上述显示设备可以安装在交通工具上，请参见图12，图12是本申请实施例提供的一种交通工具的一种可能的功能框架示意图。

如图12所示，交通工具的功能框架中可包括各种子系统，例如图示中的传感器系统12、控制系统14、一个或多个外围设备16(图示以一个为例示出)、电源18、计算机系统20和抬头显示系统32。可选地，交通工具还可包括其他功能系统，例如为交通工具提供动力的引擎系统等等，本申请这里不做限定。

其中，传感器系统12可包括若干检测装置，这些检测装置能感受到被测量的信息，并将感受到的信息按照一定规律将其转换为电信号或者其他所需形式的信息输出。如图示出，这些检测装置可包括全球定位系统(global positioning system，GPS)、车速传感器、惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)、雷达单元、激光测距仪、摄像装置、轮速传感器、转向传感器、档位传感器、或者其他用于自动检测的元件等等，本申请并不做限定。

控制系统14可包括若干元件，例如图示出的转向单元、制动单元、照明系统、自动驾驶系统、地图导航系统、网络对时系统和障碍规避系统。可选地，控制系统14还可包括诸如用于控制车辆行驶速度的油门控制器及发动机控制器等元件，本申请不做限定。

外围设备16可包括若干元件，例如图示中的通信系统、触摸屏、用户接口、麦克风以及扬声器等等。其中，通信系统用于实现交通工具和除交通工具之外的其他设备之间的网络通信。在实际应用中，通信系统可采用无线通信技术或有线通信技术实现交通工具和其他设备之间的网络通信。该有线通信技术可以是指车辆和其他设备之间通过网线或光纤等方式通信。

电源18代表为车辆提供电力或能源的系统，其可包括但不限于再充电的锂电池或铅酸电池等。在实际应用中，电源中的一个或多个电池组件用于提供车辆启动的电能或能量，电源的种类和材料本申请并不限定。

交通工具的若干功能均由计算机系统20控制实现。计算机系统20可包括一个或多个处理器2001(图示以一个处理器为例示出)和存储器2002(也可称为存储装置)。在实际应用中，该存储器2002也在计算机系统20内部，也可在计算机系统20外部，例如作为交通工具中的缓存等，本申请不做限定。其中，

处理器2001可包括一个或多个通用处理器，例如图形处理器(graphicprocessing unit，GPU)。处理器2001可用于运行存储器2002中存储的相关程序或程序对应的指令，以实现车辆的相应功能。

存储器2002可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如RAM；存储器也可以包括非易失性存储器(non-vlatile memory)，例如ROM、快闪存储器(flash memory)、HDD或固态硬盘SSD；存储器2002还可以包括上述种类的存储器的组合。存储器2002可用于存储一组程序代码或程序代码对应的指令，以便于处理器2001调用存储器2002中存储的程序代码或指令以实现车辆的相应功能。该功能包括但不限于图12所示的车辆功能框架示意图中的部分功能或全部功能。本申请中，存储器2002中可存储一组用于车辆控制的程序代码，处理器2001调用该程序代码可控制车辆安全行驶，关于如何实现车辆安全行驶具体在本申请下文详述。

可选地，存储器2002除了存储程序代码或指令之外，还可存储诸如道路地图、驾驶线路、传感器数据等信息。计算机系统20可以结合车辆功能框架示意图中的其他元件，例如传感器系统中的传感器、GPS等，实现车辆的相关功能。例如，计算机系统20可基于传感器系统12的数据输入控制交通工具的行驶方向或行驶速度等，本申请不做限定。

抬头显示系统32可包括若干元件，例如前挡玻璃，控制器和抬头显示器(即前述抬头显示设备)。控制器用于根据用户指令生成图像(例如生成包含车速、电量/油量等车辆状态的图像以及增强现实AR内容的图像)，并将该图像发送至抬头显示器进行显示；抬头显示器可以包括图像生成单元、反射反射组件，前挡玻璃用于配合抬头显示器以实现抬头显示系统的光路，以使在驾驶员前方呈现目标图像。需要说明的是，抬头显示系统中的部分元件的功能也可以由车辆的其它子系统来实现，例如，控制器也可以为控制系统中的元件。

其中，本申请图12示出包括四个子系统，传感器系统12、控制系统14、计算机系统20和抬头显示系统32仅为示例，并不构成限定。在实际应用中，交通工具可根据不同功能对车辆中的若干元件进行组合，从而得到相应不同功能的子系统。在实际应用中，交通工具可包括更多或更少的系统或元件，本申请不做限定。

上述交通工具可以为轿车、卡车、摩托车、公共汽车、船、飞机、直升飞机、割草机、娱乐车、游乐场车辆、施工设备、电车、高尔夫球车、火车、和手推车等，本申请实施例不做特别的限定。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。

以上所述仅为本申请一个实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的基础上所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种投影装置，其特征在于，包括：照明单元、偏振分光单元、光调制单元、汇聚单元和投影单元；

所述照明单元用于提供第一光束；

所述偏振分光单元用于对所述第一光束进行偏振分光，以及输出偏振分光得到的第二光束；

所述汇聚单元用于对所述第二光束进行汇聚，以及将汇聚后的第二光束导向所述光调制单元；

所述光调制单元用于对所述汇聚后的第二光束进行光调制，得到第三光束；

所述投影单元用于投射所述第三光束。

2.根据权利要求1所述投影装置，其特征在于，所述汇聚单元包括具有汇聚功能的积分透镜，或者，所述汇聚单元包括聚焦透镜，或者，所述汇聚单元包括依次布置在所述偏振分光单元和所述光调制单元之间的光路上的聚焦透镜和积分透镜。

3.根据权利要求1或2所述的投影装置，其特征在于，所述第一光束的光束角度不大于10°，所述光束角度为第一光束的边缘光线与所述第一光束的光轴之间的最大角度，所述第一光束的光轴与所述第一光束在所述偏振分光单元的入光面垂直。

4.根据权利要求1至3任一项所述的投影装置，其特征在于，所述照明单元包括光源和准直透镜；

所述光源用于提供光束，所述光束为圆偏振光或者椭圆偏振光；

所述准直透镜用于对所述光束进行准直，以及将准直后的光束导向所述偏振分光单元。

5.根据权利要求4所述的投影装置，其特征在于，所述照明单元还包括匀光器件，所述匀光器件位于所述准直透镜和所述偏振分光单元之间的光路上，用于对所述准直后的光束进行匀光。

6.根据权利要求5所述的投影装置，其特征在于，所述照明单元还包括积分透镜，所述照明单元中的积分透镜位于所述匀光器件和所述偏振分光单元之间的光路上，用于对匀光后的光束进行汇聚。

7.根据权利要求4至6任一项所述的投影装置，其特征在于，所述偏振分光单元用于将所述第一光束分为两个所述第二光束，两个所述第二光束均为线偏振光且偏振方向垂直；

所述光调制单元包括两个反射型空间光调制器，所述两个反射型空间光调制器分别位于所述偏振分光单元的分光面的两侧；

所述两个反射型空间光调制器分别用于对两个所述第二光束进行光调制，得到两个所述第三光束，并将两个所述第三光束导向所述偏振分光单元，其中，一个所述第二光束为P光且对应的所述第三光束为S光，另一个所述第二光束为S光且对应的所述第三光束为P光；

所述偏振分光单元还用于将来自所述光调制单元的所述P光透射至所述投影单元以及将来自所述光调制单元的所述S光反射至所述投影单元；

所述汇聚单元位于所述两个反射型空间光调制器中的至少一个与所述偏振分光单元之间的光路上。

8.根据权利要求1至3任一项所述的投影装置，其特征在于，所述照明单元包括光源、准直透镜和偏振转换器件，

所述光源用于提供光束，所述光束为圆偏振光或者椭圆片偏振光；

所述准直透镜用于对所述光束进行准直，以及将准直后的光束导向所述偏振转换器件；

所述偏振转换器件用于对所述准直后的光束进行偏振转换，以输出所述第一光束。

9.根据权利要求8所述的投影装置，其特征在于，所述照明单元还包括匀光器件，所述匀光器件位于所述准直透镜和所述偏振转换器件之间的光路上，用于对所述准直后的光束进行匀光。

10.根据权利要求8或9所述的投影装置，其特征在于，所述照明单元还包括：积分透镜，所述照明单元中的积分透镜位于所述偏振转换器件和所述偏振分光单元之间的光路上，用于对所述偏振转换器件输出的第一光束进行汇聚。

11.根据权利要求8至10任一项所述的投影装置，其特征在于，所述光调制单元包括一个反射型空间光调制器，所述反射型空间光调制器和所述照明单元位于所述偏振分光单元的分光面的同一侧；

所述偏振分光单元用于反射所述第一光束，以形成所述第二光束；

所述反射型空间光调制器用于对来自所述偏振分光单元的所述第二光束进行光调制，得到所述第三光束以及将所述第三光束导向所述偏振分光单元；

所述偏振分光单元还用于将来自所述光调制单元的所述第三光束透射至所述投影单元；

其中，所述第一光束为S光，所述第二光束为S光，所述第三光束为P光。

12.根据权利要求8至10任一项所述的投影装置，其特征在于，所述光调制单元包括一个反射型空间光调制器，所述反射型空间光调制器和所述照明单元位于所述偏振分光单元的分光面的两侧；

所述偏振分光单元用于透射所述第一光束，以形成所述第二光束；

所述反射型空间光调制器用于对来自所述偏振分光单元的所述第二光束进行光调制，得到所述第三光束以及将所述第三光束导向所述偏振分光单元；

所述偏振分光单元还用于将来自所述光调制单元的所述第三光束反射至所述投影单元；

其中，所述第一光束为P光，所述第二光束为P光，所述第三光束为S光。

13.根据权利要求7或11或12所述的投影装置，其特征在于，所述反射型空间光调制器为硅基液晶。

14.根据权利要求1至13任一项所述的投影装置，其特征在于，所述偏振分光单元包括偏振分光棱镜。

15.一种显示设备，其特征在于，包括主处理器以及如权利要求1至14任一项所述的投影装置，所述主处理器用于向所述光调制单元发送图像数据。

16.根据权利要求15所述的显示设备，其特征在于，还包括：

反射器件，所述反射器件用于对所述投影装置投射的第三光束进行反射成像，以形成图像。

17.根据权利要求15所述的显示设备，其特征在于，所述投影装置用于将第三光束投射到挡风玻璃，以形成图像。

18.一种交通工具，其特征在于，包括如权利要求15-17任一项所述的显示设备。

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