CN117111303A - 投影显示系统以及头戴显示设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种投影显示系统以及头戴显示设备；其中，所述投影显示系统包括光机组件及导光器件；所述光机组件包括照明光路部分，且所述照明光路部分相对于所述导光器件呈倾斜设置；所述导光器件具有耦入口和耦出口；其中，所述耦入口位于所述光机组件的出光路径上。本申请实施例，通过将照明光路部分进行倾斜设置的设计，可以对人眼两侧视野区域进行空间避让，可提高双眼视野的舒适度，从而提高用户体验感。

Description

投影显示系统以及头戴显示设备

技术领域

本申请实施例涉及光学显示技术领域，更具体地，本申请实施例涉及一种投影显示系统以及头戴显示设备。

背景技术

头戴显示设备能够解放双手，降低对屏幕的依赖，同时营造更好的视觉效果。对于头戴显示设备，近眼显示是其技术的关键，成像质量和轻薄性是主要的考虑因素。现有的基于衍射光波导方案的AR(Augmented Reality)头戴显示设备主要搭配的显示屏为LCOS(Liquid Crystal on Silicon)或DLP。但是，采用DLP和LCOS的系统由于是被动照明，导致整个投影光学部分的体积很大，成像时在人眼的视野区存在一定的遮挡问题，影响用户的观感。

发明内容

本申请的目的是提供一种投影显示系统以及头戴显示设备的新技术方案。

第一方面，本申请实施例提供了一种投影显示系统。所述投影显示系统包括光机组件及导光器件；所述光机组件包括照明光路部分，且所述照明光路部分相对于所述导光器件呈倾斜设置；

所述导光器件具有耦入口和耦出口；其中，所述耦入口位于所述光机组件的出光路径上。

可选地，所述照明光路部分包括照明模组及分光组件，且所述照明模组与所述分光组件的一侧为相邻设置；

其中，所述分光组件包括第一棱镜、第二棱镜及胶合设置在所述第一棱镜与所述第二棱镜之间的补偿镜，且所述分光组件相对于所述导光器件形成倾斜状态。

可选地，所述照明光路部分包括分光组件，且所述分光组件相对于所述导光器件形成倾斜状态。

可选地，所述分光组件包括第一棱镜、第二棱镜及胶合设置在所述第一棱镜与所述第二棱镜之间的补偿镜。

可选地，所述第一棱镜包括相互垂直的第一直角面和第二直角面，及与所述第一直角面和所述第二直角面连接的第一斜面；

所述第二棱镜包括相互垂直的第三直角面和第四直角面，及与所述第三直角面和所述第四直角面连接的第二斜面；

所述补偿镜位于所述第一直角面与所述第三直角面之间；

其中，所述第二直角面与所述第四直角面相对，所述第一斜面与所述第二斜面相对并与所述导光器件形成倾斜设置。

可选地，所述补偿镜包括第一表面及第二表面；

所述第一表面与所述第一直角面胶合，且二者之间设置有第一分光膜；所述第二表面与所述第三直角面胶合，且二者之间设置有第二分光膜；

所述第二直角面用于供照明光线入射；

所述第一斜面上设置有全反射膜；

所述第二斜面上设置有相位延迟器。

可选地，所述相位延迟器为四分之一波片。

可选地，所述照明光路部分还包括照明模组，所述照明模组用于发出照明光线；

所述照明模组靠近所述第二直角面设置；

所述照明模组与所述第一棱镜之间设置有偏振片。

可选地，所述补偿镜的第一表面及第二表面为平面或弧面。

可选地，所述分光组件还包括第一耦合透镜及第二耦合透镜；

所述第一耦合透镜胶合设置在所述第一棱镜与所述补偿镜之间、所述第二耦合透镜胶合设置在所述第二棱镜与所述补偿镜之间；

或者，

所述第一耦合透镜与所述第一棱镜为一体化结构、所述第二耦合透镜与所述第二棱镜为一体化结构。

可选地，所述第二直角面为弧面，或，所述第二直角面上胶合设置有透镜，以使所述第二直角面能够带有目标光焦度。

可选地，所述照明模组包括光源，经所述光源发出的光线被配置为能够垂直入射至所述所述第一棱镜的第二直角面。

可选地，所述照明模组还包括第三耦合透镜，所述第三耦合透镜设于所述光源与所述第一棱镜之间。

可选地，所述光机组件还包括成像模组，所述成像模组围设在所述分光组件的周侧，且所述分光组件位于所述成像模组的光路之间。

可选地，所述成像模组包括：第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组及LCOS芯片；

所述第一透镜组及所述LCOS芯片靠近所述第一斜面设置，且所述第一透镜组位于所述所述LCOS芯片与所述第一斜面之间；

所述第二透镜组靠近所述所述第二斜面设置；

所述第三透镜组靠近所述第四直角面设置。

可选地，所述第二透镜组远离所述LCOS芯片的一侧设有反射膜。

可选地，S光经所述第一棱镜的第二直角面入射，经所述第一棱镜的第一斜面反射后，透过所述第一棱镜及所述第一透镜组射向所述LCOS芯片，所述LCOS芯片将S光调制成P光并携带显示画面信息经过所述第一透镜组、所述分光组件、所述相位延迟器及所述第二透镜组，所述P光经所述相位延迟器后，成为圆偏振光，所述圆偏振光入射至所述第二透镜组后被反射，经过所述相位延迟器后，成为成S光，所述S光经所述第二棱镜的第二斜面反射，透过所述第三透镜组射入所述导光器件，所述导光器件对光线进行传导后耦出。

第二方面，本申请实施例提供了一种头戴显示设备。所述头戴显示设备包括：

外壳；

如第一方面所述的投影显示系统。

本申请的有益效果为：

根据本申请实施例提供的投影光学系统，可应用于基于衍射光波导方案的AR(Augmented Reality)头戴显示产品中，通过对光学架构进行新设计，具体为将照明光路部分相对于导光器件形成倾斜设置，可对人眼两侧视野区域进行空间避让，可提高双眼视野的舒适度，从而提高用户体验感。

通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本说明书的实施例，并且连同其说明一起用于解释本说明书的原理。

图1为本申请实施例提供的投影光学系统的结构示意图之一；

图2为本申请实施例提供的投影光学系统的结构示意图之二；

图3为本申请实施例提供的投影光学系统的结构示意图之三；

图4为本申请实施例提供的投影光学系统的结构示意图之四；

图5为本申请实施例提供的投影光学系统的结构示意图之五。

附图标记说明：

10、光机组件；20、照明模组；21、光源；22、第三耦合透镜；30、偏振片；40、分光组件；41、第一棱镜；411、第一斜面；412、第一直角面；413、第二直角面；42、补偿镜；43、第二棱镜；431、第二斜面；432、第三直角面；433、第四直角面；44、第一耦合透镜；45、第二耦合透镜；51、第一透镜组；52、第二透镜组；53、第三透镜组；60、LCOS芯片；70、相位延迟器；81、第一分光膜；82、第二分光膜；90、导光器件；91、耦入口；92、耦出口；01、左眼；02、右眼；03、头部框架。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

下面结合附图，对本申请实施例提供的投影显示系统以及头戴显示设备进行详细地描述。

根据本申请的一个实施例，提供了一种投影显示系统，其可应用于投影设备中，可将带有图像信息的光线投影成画面。所述投影设备例如为AR头戴显示设备(Head mounteddisplay，HMD)。

根据本申请实施例提供的投影显示系统，参见图1至图4，所述投影显示系统包括光机组件10及导光器件90。其中，所述光机组件10包括照明光路部分，且所述照明光路部分相对于所述导光器件90呈倾斜设置。所述导光器件90具有耦入口91和耦出口92；所述耦入口91位于所述光机组件10的出光路径上。

根据上述实施例，其中的导光器件90例如为衍射光波导器件。

所述导光器件90可用于将所述光机组件10出射的光线传导至人眼进行投影成像。

具体地，所述导光器件90的耦入口91，用于耦入经所述光机组件10投射出的光线，并使所述光线在所述导光器件90内全反射传播至所述耦出口92。所述导光器件90的耦出口92，用于将传播至所述耦出口92的光线耦出。如此，在所述耦出口92的一侧可以看到投影成像的画面。

根据上述实施例提供的投影显示系统，其可应用于基于衍射光波导方案的AR(Augmented Reality)头戴显示产品中，通过对光学架构进行新设计，具体为将照明光路部分相对于对应的导光器件90进行倾斜设置，参见图1至图4，如此，可以对人眼两侧视野区域进行空间避让，可以提高用户的左眼01及右眼02视野的舒适度，从而提高用户的视觉体验感。

具体而言，根据上述实施例提供的投影显示系统，其可以包括两个光机组件10，也即对应左眼01的左眼光机组件，及对应右眼02的右眼光机组件。在此基础上，形成所述投影显示系统还可以包含两个导光器件90，其中的一个导光器件90用于对应左眼光机组件，而另一个导光器件90用于对应右眼光机组件，参见图1至图4。

请继续参见图1至图4，各图展示了用户使用本申请实施例提供的投影显示系统的示意图，可以看出：用户的头部框架03上有左眼01和右眼02，设计左眼光机组件与左眼01对应，右眼光机组件与右眼02对应。这样，经左眼光机组件出射的光线投射至位于左侧的导光器件90，经右眼光机组件出射的光线投射至位于右侧的导光器件90，最终实现双目成像。

传统投影显示系统的光学架构，其中的照明光路部分是垂直于导光器件的。对比传统投影显示系统的光学构架，本申请上述实施例提供的光学构架，将照明光路部分相对于导光器件90进行了一定程度的倾斜，可以有效地对人眼两侧视野区域进行空间避让，这样能够提升AR产品架构方案设计的便利性及提高用户的左眼01和右眼02视野的舒适度，尤其是不会在成像时在视野两侧产生任何遮挡。

参见图5，为了进一步说明本申请实施例提供的投影显示系统的光学构架与传统投影显示系统的光学构架是有区别的。具体而言，图5中展示的右眼光机组件为本申请实施例提供的光学构架，左眼光机组件为传统投影显示系统的光学构架，需要强调的是，将两者放置在一起以便说明，实际使用时左眼光机组件及右眼光机组件的方案应一致。根据图5可以确定的是，右眼光机组件可以有效地对右眼的视野区域进行空间避让，但是，左眼光机组件明显对左眼的视野区域存在一定的遮挡。

在本申请的一些示例中，参见图1至图3，所述照明光路部分包括分光组件40，且所述分光组件40相对于所述导光器件90形成倾斜状态。

这样设计主要为了对人眼的视野区域可以形成一定避让，避免光学架构中的分光组件40在投影成像后对形成的画面存在遮挡。

在本申请的一些示例中，参见图1至图3，所述分光组件40包括第一棱镜41、第二棱镜43及胶合设置在所述第一棱镜41与所述第二棱镜43之间的补偿镜42。

根据上述示例，所述分光组件40主要由第一棱镜41、补偿镜42及第二棱镜43依次胶合组成，参见图1至图3，最终形成的分光组件40结构较为紧凑且使其相对于所述导光器件90形成了倾斜的状态。需要说明的是，由于人眼是垂直对应导光器件90的，因此分光组件40就相对于人眼形成了倾斜，以对人眼两侧视野区域进行空间避让。

并且，在所述第一棱镜41与所述第二棱镜43之间引入了一补偿镜42，所述补偿镜42可以补偿光线在所述第一棱镜41与所述第二棱镜43之间输送时产生的角度差异，能够提高分光组件40的光学性能。

在本申请的一些示例中，参见图1至图3，所述第一棱镜41包括相互垂直的第一直角面412和第二直角面413，及与所述第一直角面412和所述第二直角面413连接的第一斜面411。所述第二棱镜43包括相互垂直的第三直角面432和第四直角面433，及与所述第三直角面和所述第四直角面连接的第二斜面431。所述补偿镜42位于所述第一直角面412与所述第三直角面432之间。其中，所述第二直角面413与所述第四直角面433相对，所述第一斜面411与所述第二斜面431相对并与所述导光器件90形成倾斜设置。

根据上述示例，参见图1至图3，所述第一棱镜41和所述第二棱镜43均为分光棱镜(PBS棱镜)，且均可以采用直角三棱镜。

其中，所述补偿镜42被胶合设置在所述第一棱镜41与所述第二棱镜43的两个直角面之间。所述第一棱镜41的第一斜面411及所述第二棱镜43的第二斜面431，二者在位置上是相对且相互平行，该两个斜面相对于所述导光器件90是倾斜的，这使得整个所述分光组件40相对于所述导光器件90呈现倾斜态。本申请实施例提供的分光组件40，其外形例如呈现出类似平行四边形。

其中，所述第二直角面413用于形成所述分光组件40的入光侧，所述第四直角面433用于形成所述分光组件40的出光侧。用于投影成像的照明光线可以经所述第二直角面413入射至所述分光组件40中，之后经所述第四直角面433出射，出射的光线被射向所述导光器件90中，所述导光器件90可以对光线进行传导后出射，最终投影成像。

其中，所述分光组件40的入光侧与出光侧相对，利于使得整个投影显示系统的布局紧凑。

在本申请的一些示例中，参见图1至图3，所述补偿镜42包括第一表面及第二表面。所述第一表面与所述第一直角面412胶合，且二者之间设置有第一分光膜81。所述第二表面与所述第三直角面432胶合，且二者之间设置有第二分光膜82。所述第二直角面413用于供照明光线入射。所述第一斜面411上设置有全反射膜。所述第二斜面431上设置有相位延迟器70。

参见图1至图3，所述第一斜面411上设置有全反射膜。照明光线经过所述第二直角面413透射后，射向所述第一斜面411，此时，照明光线会被全反射至所述第一直角面412。

在上述示例中，所述第一棱镜41与所述补偿镜42的胶合面之间设置有第一分光膜81，且所述第二棱镜43与所述补偿镜42的胶合面之间设置有第二分光膜82。所述第一分光膜81及所述第二分光膜82均可以透射P偏振光，反射S偏振光。并且，在所述第二棱镜43上还设置有相位延迟器70。这使得进入所述分光组件40的光线可以形成折反射式光路。

可选的是，所述相位延迟器70例如为四分之一波片。可用于将线偏振光转变为圆偏振光，及圆偏振光转变为线偏振光。

根据上述示例，通过采用异形的分光组件40对照明光路进行折反射式设计，可以大大压缩照明光路部分中的中继系统的长度和体积，尤其是可以省去设置中继部分。根据这一光学架构，利于缩小投影显示系统的体积，提升系统的综合性能。

具体而言，照明光线投射至所述分光组件40中，所述分光组件40可以直接将光线收聚到成像模组中，再经成像光路将经例如LCOS芯片调制的像成像到无穷远，从而使得用户可以看到投影成像的画面。整个系统中可以不引入中继部分。

本申请实施例提供的投影显示系统适用于LCOS投影光学方案，特别是，可以进一步压缩基于LCOS投影光学方案的投影光学系统的体积。

在本申请的一些示例中，参见图1至图3，所述照明光路部分还包括照明模组20，所述照明模组20用于发出照明光线；所述照明模组20靠近所述第二直角面413设置。所述照明模组20与所述第一棱镜41之间设置有偏振片30。

根据上述示例，所述照明模组20用于发出照明光线，其被安排位于所述分光组件40的入光侧也即靠近所述第二直角面413。其中，所述照明光线例如为可见光，其包括至少一种波段的光线。

例如，所述照明光线可以为RGB光线，以使得最终的投影画面为彩色画面。

当然，所述照明光线还可以包括更多种不同波段的光线，本申请对此不做限制。

入射至所述分光组件40的光线应当为S偏振光(也即S光)。因此，可以选择性地在所述照明模组20与所述第一棱镜41的第二直角面413(也即入光侧)之间引入偏振片(POL)30，能够用以将外界入射到所述分光组件40内的例如自然光转换为S偏振光。

也就是说，所述偏振片30可以将经所述照明模组20发射出的光线形成带有偏振特性的S偏振光(也即S光)。

可选的是，将所述偏振片30设置在所述第一棱镜41的第二直角面413上。当然，所述偏振片30也可以被安排设置所述照明模组20中，这样所述照明模组20可以直接发出例如S偏振光。

在本申请的一些示例中，参见图1至图3，所述补偿镜42的第一表面第二表面为平面或弧面。

根据本申请实施例提供的分光组件40，在所述第一棱镜41及所述第二棱镜43之间引入了一个补偿镜42，该补偿镜42例如可以为一透光平板，当然也可以为一透镜，可以根据具体需要进行设计。

参见图1，当所述补偿镜42的表面为弧面时，可使其带有一定的光焦度。这利于提高系统光的收集能力，从而能提高投影显示系统的光学性能。

在本申请的一些示例中，参见图4及图5，所述分光组件40还包括第一耦合透镜44及第二耦合透镜45。所述第一耦合透镜44胶合设置在所述第一棱镜41与所述补偿镜42之间，所述第二耦合透镜45胶合设置在所述第二棱镜43与所述补偿镜42之间；或者，所述第一耦合透镜44与所述第一棱镜41为一体化结构，所述第二耦合透镜45与所述第二棱镜43为一体化结构。

其中，所述第一耦合透镜44及所述第二耦合透镜45中的任一者可以带有一定的光焦度，可以提高系统光的收集能力，从而提高整个投影显示系统的光学性能，方便后续光机组件的小型化设计及AR眼镜一体化设计。

可以将所述第一棱镜41的第一直角面412及第二直角面413直接加工出一定的面型，使其带有一定的光焦度，这种方式形成的第一棱镜41的外形整体性好。这就形成了上述示例中的耦合透镜与棱镜形成一体化设计。

当然，也可以将设定面型的耦合透镜与棱镜进行胶合，这可以降低分光组件40的加工难度和生产成本。

在本申请的一些示例中，所述第二直角面413为弧面，或，所述第二直角面413上胶合设置有透镜，以使所述第二直角面413带有目标光焦度。

所述第一棱镜41的第二直角面413形成的是整个分光组件40的入光侧，其可以为平面，也可以为弧面。

例如，图1中所展示的，所述第二直角面413就为弧面。

又例如，图2至图4中所展示，所述第二直角面413就为平面。

将所述第二直角面413也即是整个分光组件40的入光侧设计为弧面，可以使该面带有一定的光焦度(屈光度)，这能提高系统光的收集能力，系统中就可以完全省去中继组件。

需要说明的是，为了使所述第一棱镜41的第二直角面413带有一定的光焦度，可以将其直接加工为弧面，但是直接加工成弧面在工艺上存在一定的难度。因此，也可以采用在平面上贴装透镜的方式，以此也可以使所述第二直角面413带有一定的光焦度。

可选的是，当所述第一棱镜41的第二直角面413为平面时，可选择性的将所述偏振片30贴装在第二直角面413上，这利于降低贴膜的难度。

在本申请的一些示例中，参见图1至图3，所述照明模组20包括光源21，经所述光源21发出的光线被配置为能够垂直入射至所述所述第一棱镜41的第二直角面413。

其中，所述第二直角面413可以为平面也可以为弧面。

可选的是，参见图4，所述照明模组20还包括第三耦合透镜22，所述第三耦合透镜22设于所述光源21与所述第一棱镜41之间。

其中，所述光源21可以设计，其发出的光线能够垂直入射，而无需引入转角棱镜，这样可以省去转角棱镜，节省成本。

在本申请的一些示例中，参见图1至图4，所述光机组件10还包括成像模组，所述成像模组围设在所述分光组件40的周侧，且所述分光组件40位于所述成像模组的光路之间。

从图1至图4中示出的光学架构来看，所述照明模组20及所述成像模组均是围设在所述分光组件40四周的，整体布局较紧凑。

例如，所述照明模组位于所述分光镜组的一侧，而所述成像模组围设在所述分光镜组的其余三侧。

本申请实施例提出的投影显示系统，其整体可以形成一种更加微型化的LCOS光学构架。

在本申请的一些示例中，参见图1至图4，所述成像模组包括：第一透镜组51、第二透镜组52、第三透镜组53及LCOS芯片60。所述第一透镜组51及所述LCOS芯片60靠近所述第一斜面411设置，且所述第一透镜组51位于所述所述LCOS芯片60与所述第一斜面411之间。所述第二透镜组52靠近所述所述第二斜面431设置，所述第三透镜组53靠近所述第四直角面433设置。

根据上述示例，所述成像模组包括多个镜片及LCOS芯片60；其中的多个镜片包括上述的第一透镜组51、第二透镜组52及第三透镜组53，该三个透镜组围设在所述分光组件40的三侧，整体的布局紧凑，并且使得所述分光组件40位于所述成像模组的成像光路之间。

其中，所述第一透镜组51、所述第二透镜组52及所述第三透镜组53中包含的镜片例如可以采用玻璃材质，可使所述成像模组的耐温性能较好。

其中，所述第一透镜组51放置在所述分光组件与所述LCOS芯片60之间，能起到矫正畸变和球差的作用，这利于提升成像画面质量。

其中，所述第二透镜组52例如包括一个镜片，该镜片包括两个表面，分别为第一面及第二面，所述第一面靠近所述分光组件40，所述第二面远离所述分光组件40。在所述第一面与所述分光组件40之间设有相位延迟器70。所述相位延迟器70例如为四分之一波片。在此基础上，所述第一面形成透射面，所述第二表面形成反射面。进一步地，进入所述分光组件40的可用投影光线可以透过相位延迟器70，此时光线第一次经过相位延迟器70，之后透过所述第一面，再经所述第二面反射至所述相位延迟器70，此时光线为第二次经过相位延迟器70，该可用的投影光线在两次穿过所述相位延迟器70后，使得所述投影光线的偏振方向旋转90°，之后光线经所述分光组件40反射后经出射并透过所述第三透镜组53，最终用户可以看到成像画面。

可选的是，所述第二透镜组52远离所述LCOS芯片60的一侧设有反射膜。

其中，所述反射膜例如为高反膜，可以提高反射率。并且，基于折叠光程的设计还可以提高模组的光学效能。

在本申请的一些示例中，参见图1至图4，S光经所述第一棱镜41的第二直角面413入射，经所述第一棱镜41的第一斜面411反射后，透过所述第一棱镜41及所述第一透镜组51射向所述LCOS芯片60，所述LCOS芯片60将S光调制成P光并携带显示画面信息经过所述第一透镜组51、所述分光组件40、所述相位延迟器70及所述第二透镜组52，所述P光经所述相位延迟器70后，成为圆偏振光，所述圆偏振光入射至所述第二透镜组52后被反射，经过所述相位延迟器70后，成为成S光，所述S光经所述第二棱镜43的第二斜面431反射，透过所述第三透镜组53射入所述导光器件90，所述导光器件90对光线进行传导后耦出。

需要说明的是，射向所述导光器件90的光线，是经所述导光器件90的耦入口91进入所述导光器件90中，之后从所述耦出口92出射光线，在耦出口92的一侧能观测到显示画面信息。

其中，经所述LCOS芯片60反射的光线在经过所述补偿镜42的第一表面及第二表面后，能够对光线进行偏折角度补偿以使光线能够垂直投射至所述第二透镜组52。

在所述第一棱镜41与所述第二棱镜43之间引入了补偿镜42，所述补偿镜42可以补偿光线在所述第一棱镜41与所述第二棱镜43之间输送时产生的角度差异。这样，经所述LCOS芯片60反射的光线透过所述分光组件40后可以垂直投射至所述第二透镜组52。利于提升最终的投影成像质量。

根据本申请的另一个实施例，提供了一种头戴显示设备。所述头戴显示设备包括外壳以及如上述所述的投影显示系统。

所述AR头戴显示设备的形式例如为AR眼镜或者AR头盔等，本申请实施例中对于头戴显示设备的具体形式对此不做限制。

需要说明的是，对于所述头戴显示设备而言，其中应当包括两个光机组件10及两个导光器件90，且光机组件10与导光器件90为一一对应设置，以对应用户的左眼01及右眼02。

本申请实施例提供的头戴显示设备的具体实施方式可以参照上述光机照明模组及投影显示系统的各实施例，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过示例对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (17)

1.一种投影显示系统，其特征在于，包括光机组件(10)及导光器件(90)；所述光机组件(10)包括照明光路部分，且所述照明光路部分相对于所述导光器件(90)呈倾斜设置；

所述导光器件(90)具有耦入口(91)和耦出口(92)；其中，所述耦入口(91)位于所述光机组件(10)的出光路径上。

2.根据权利要求1所述的投影显示系统，其特征在于，所述照明光路部分包括分光组件(40)，且所述分光组件(40)相对于所述导光器件(90)形成倾斜状态。

3.根据权利要求2所述的投影显示系统，其特征在于，所述分光组件(40)包括第一棱镜(41)、第二棱镜(43)及胶合设置在所述第一棱镜(41)与所述第二棱镜(43)之间的补偿镜(42)。

4.根据权利要求3所述的投影显示系统，其特征在于，所述第一棱镜(41)包括相互垂直的第一直角面(412)和第二直角面(413)，及与所述第一直角面(412)和所述第二直角面(413)连接的第一斜面(411)；

所述第二棱镜(43)包括相互垂直的第三直角面(432)和第四直角面(433)，及与所述第三直角面和所述第四直角面连接的第二斜面(431)；

所述补偿镜(42)位于所述第一直角面(412)与所述第三直角面(432)之间；

其中，所述第二直角面(413)与所述第四直角面(433)相对，所述第一斜面(411)与所述第二斜面(431)相对并与所述导光器件(90)形成倾斜设置。

5.根据权利要求4所述的投影显示系统，其特征在于，所述补偿镜(42)包括第一表面及第二表面；

所述第一表面与所述第一直角面(412)胶合，且二者之间设置有第一分光膜(81)；所述第二表面与所述第三直角面(432)胶合，且二者之间设置有第二分光膜(82)；

所述第二直角面(413)用于供照明光线入射；

所述第一斜面(411)上设置有全反射膜；

所述第二斜面(431)上设置有相位延迟器(70)。

6.根据权利要求5所述的投影显示系统，其特征在于，所述相位延迟器(70)为四分之一波片。

7.根据权利要求5所述的投影显示系统，其特征在于，所述照明光路部分还包括照明模组(20)，所述照明模组(20)用于发出照明光线；

所述照明模组(20)靠近所述第二直角面(413)设置；

所述照明模组(20)与所述第一棱镜(41)之间设置有偏振片(30)。

8.根据权利要求5所述的投影显示系统，其特征在于，所述补偿镜(42)的第一表面及第二表面为平面或弧面。

9.根据权利要求5所述的投影显示系统，其特征在于，所述分光组件(40)还包括第一耦合透镜(44)及第二耦合透镜(45)；

所述第一耦合透镜(44)胶合设置在所述第一棱镜(41)与所述补偿镜(42)之间、所述第二耦合透镜(45)胶合设置在所述第二棱镜(43)与所述补偿镜(42)之间；

或者，

所述第一耦合透镜(44)与所述第一棱镜(41)为一体化结构、所述第二耦合透镜(45)与所述第二棱镜(43)为一体化结构。

10.根据权利要求5-9中任一项所述的投影显示系统，其特征在于，所述第二直角面(413)为弧面，或，所述第二直角面(413)上胶合设置有透镜，以使所述第二直角面(413)能够带有目标光焦度。

11.根据权利要求7所述的投影显示系统，其特征在于，所述照明模组(20)包括光源(21)，经所述光源(21)发出的光线被配置为能够垂直入射至所述所述第一棱镜(41)的第二直角面(413)。

12.根据权利要求11所述的投影显示系统，其特征在于，所述照明模组(20)还包括第三耦合透镜(22)，所述第三耦合透镜(22)设于所述光源(21)与所述第一棱镜(41)之间。

13.根据权利要求10所述的投影显示系统，其特征在于，所述光机组件(10)还包括成像模组，所述成像模组围设在所述分光组件(40)的周侧，且所述分光组件(40)位于所述成像模组的光路之间。

14.根据权利要求13所述的投影显示系统，其特征在于，所述成像模组包括：第一透镜组(51)、第二透镜组(52)、第三透镜组(53)及LCOS芯片(60)；

所述第一透镜组(51)及所述LCOS芯片(60)靠近所述第一斜面(411)设置，且所述第一透镜组(51)位于所述所述LCOS芯片(60)与所述第一斜面(411)之间；

所述第二透镜组(52)靠近所述第二斜面(431)设置；

所述第三透镜组(53)靠近所述第四直角面(433)设置。

15.根据权利要求14所述的投影显示系统，其特征在于，所述第二透镜组(52)远离所述LCOS芯片(60)的一侧设有反射膜。

16.根据权利要求15所述的投影显示系统，其特征在于，S光经所述第一棱镜(41)的第二直角面(413)入射，经所述第一棱镜(41)的第一斜面(411)反射后，透过所述第一棱镜(41)及所述第一透镜组(51)射向所述LCOS芯片(60)，所述LCOS芯片(60)将S光调制成P光并携带显示画面信息经过所述第一透镜组(51)、所述分光组件(40)、所述相位延迟器(70)及所述第二透镜组(52)，所述P光经所述相位延迟器(70)后，成为圆偏振光，所述圆偏振光入射至所述第二透镜组(52)后被反射，经过所述相位延迟器(70)后，成为成S光，所述S光经所述第二棱镜(43)的第二斜面(431)反射，透过所述第三透镜组(53)射入所述导光器件(90)，所述导光器件(90)对光线进行传导后耦出。

17.一种头戴显示设备，其特征在于，包括：

外壳；及

如权利要求1-16中任一项所述的投影显示系统。