CN117897651A - 投影装置及显示系统 - Google Patents

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CN117897651A CN202280001931.6A CN202280001931A CN117897651A CN 117897651 A CN117897651 A CN 117897651A CN 202280001931 A CN202280001931 A CN 202280001931A CN 117897651 A CN117897651 A CN 117897651A
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王建
赵宇
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冯大伟
于志强
柳峰
陈翠玉
张宜驰
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Abstract

一种投影装置，其中，包括：发光部件，配置为产生光线；液晶显示面板，位于发光部件的出光侧，包括：第一基板、第二基板以及位于第一基板与第二基板之间的液晶层，液晶层包括胆甾相液晶，胆甾相液晶配置为在施加有电场作用时呈锥形螺旋织构，以反射与锥形螺旋织构的螺距相匹配的光线；光学部件，位于发光部件与液晶显示面板之间，配置为调整光线的传播方向，光学部件的光轴与液晶显示面板的法线所呈夹角为锐角；投射镜头，配置为接收液晶显示面板所反射的光线并进行投射。一种显示系统包含上述投影装置。

Description

投影装置及显示系统 技术领域
本发明涉及显示领域，特别涉及一种投影装置及显示系统。
背景技术
随着液晶显示技术的发展，显示屏在投影仪领域的应用越来越广泛。液晶显示屏由于具有尺寸及分辨率可定制设计、单液晶盒、单光路可实现彩色、成本低、应用于投影仪时光路简单等优点，近年来在投影仪领域的应用日益增强。
发明内容
第一方面，本公开实施例提供了一种投影装置，其中，包括：
发光部件，配置为产生光线；
液晶显示面板，位于所述发光部件的出光侧，包括：第一基板、第二基板以及位于所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层，所述液晶层包括胆甾相液晶，所述胆甾相液晶配置为在施加有电场作用时呈锥形螺旋织构，以反射与所述锥形螺旋织构的螺距相匹配的光线；
光学部件，位于所述发光部件与所述液晶显示面板之间，配置为调整光线的传播方向，所述光学部件的光轴与所述液晶显示面板的法线所呈夹角为锐角；
投射镜头，配置为接收所述液晶显示面板所反射的光线并进行投射。
在一些实施例中，所述光学部件包括：
准直取光部件，位于所述发光部件与所述液晶显示面板之间，配置为将入射到所述准直取光部件的光调整为准直光线并朝所述液晶显示面板出射。
在一些实施例中，所述准直取光部件包括第一菲涅尔透镜。
在一些实施例中，所述光学部件还包括：
第一聚光部件，位于所述发光部件与所述准直取光部件之间，配置为将入射到所述第一聚光部件的光线，汇聚至所述准直取光部件。
在一些实施例中，所述准直取光部件的光轴与所述第一聚光部件的光轴位于同一直线上。
在一些实施例中，所述投影装置还包括：
第二聚光部件，位于所述投射镜头与所述液晶显示面板之间，配置为将入射到所述第二聚光部件的光线，汇聚至所述投射镜头。
在一些实施例中，所述第二聚光部件的光轴与所述投射镜头的光轴平行。
在一些实施例中，所述第二聚光部件包括第二菲涅尔透镜。
在一些实施例中，所述第二聚光部件的光轴与所述液晶显示面板的法线平行。
在一些实施例中，所述准直取光部件包括第一菲涅尔透镜，所述第二聚光部件包括第二菲涅尔透镜；
所述第一菲涅尔透镜的直径为W1，所述第二菲涅尔透镜的直径为W2，W1与W2满足：W1≤W2。
在一些实施例中，所述液晶显示面板的显示区域的最大宽度为W0，W0、W1与W2满足：W1≤W0≤W2。
在一些实施例中，所述准直取光部件的光轴与所述液晶显示面板的法线所呈夹角为β，β为锐角；
所述第二聚光部件的光轴与液晶显示面板的法线所呈夹角的角度，与所述所述准直取光部件的光轴与所述液晶显示面板的法线所呈夹角的角度相等；
所述第二聚光部件的光轴与所述准直取光部件的光轴相交于第一节 点，从所述第一节点沿所述第二聚光部件的光轴指向所述第二聚光部件的射线，与从所述第一节点沿所述准直取光部件的光轴指向所述准直取光部件的射线，两条射线所呈夹角为2β。
在一些实施例中，所述第一节点为所述液晶显示面板的显示区域的中心点。
在一些实施例中，所述准直取光部件包括第一菲涅尔透镜，所述第二聚光部件包括第二菲涅尔透镜；
所述第一菲涅尔透镜的直径为W1，所述第二菲涅尔透镜的直径为W2，W1与W2满足：W2≤W1。
在一些实施例中，所述液晶显示面板的显示区域的最大宽度为W0，W0、W1与W2满足：W2≤W1≤W0。
在一些实施例中，所述第二聚光部件接收所述液晶显示面板所反射的准直光线与所述液晶显示面板的法线所呈夹角，与所述准直取光部件朝所述液晶显示面板出射的准直光线与所述液晶显示面板的法线所呈夹角，二者相等。
在一些实施例中，所述准直取光部件朝所述液晶显示面板出射的准直光线与所述液晶显示面板的法线所呈夹角为θ，θ满足：0°＜θ≤80°。
在一些实施例中，θ满足：30°≤θ≤70°。
在一些实施例中，θ满足：45°≤θ≤60°。
在一些实施例中，所述准直取光部件的光轴与所述液晶显示面板的法线所呈夹角为β，β＝θ。
在一些实施例中，所述第一基板包括：第一衬底基板、位于第一衬底基板朝向所述第二基板一侧的第一电极、位于所述第一电极背向所述第一衬底基板一侧的第一取向层；
所述第二基板包括：第二衬底基板、位于所述第二衬底基板朝向所 述第一基板一侧驱动功能层、位于所述驱动功能层背向所述第二衬底基板一侧的多个第二电极、位于所述第二电极背向所述第二衬底基板一侧的第二取向层；
所述驱动功能层包括与所述第二电极一一对应的多个驱动电路，所述驱动电路与对应的所述第二电极连接，所述驱动电路配置为向对应的所述第二电极提供像素电压。
在一些实施例中，所述胆甾相液晶包括：向列相液晶、手性添加剂和弯曲型齐聚物。
第二方面，本公开实施例还提供了一种显示系统，其中，包括：如第一方面中提供的所述投影装置。
在一些实施例中，显示系统还包括：
投影屏幕，位于所述投影镜头的出光侧。
附图说明
图1为本公开实施例提供的一种投影装置的结构示意图；
图2为本公开实施例中液晶显示面板的一种截面示意图；
图3为本公开实施例中胆甾相液晶呈焦锥织构时的示意图；
图4为本公开实施例中胆甾相液晶呈锥形螺旋织构时的示意图；
图5A为本公开实施例提供的另一种投影装置的结构示意图；
图5B为图5A所示投影装置的一种光路示意图；
图6为本公开实施例中不同入射光角度下反射光角度与色域的关系曲线示意图；
图7A和图7B为本公开实施例中实现光线大角度入射至液晶显示面板的两种示意图；
图8A为本公开实施例提供的又一种投影装置的结构示意图；
图8B为图8A所示投影装置的一种光路示意图；
图9A为本公开实施例提供的再一种投影装置的结构示意图；
图9B为图9A所示投影装置的一种光路示意图；
图10为本公开实施例提供的一种显示系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细参照本发明的示例性实施方式，在附图中示出这些实施方式的示例。在任何可能的地方，在整个附图中，将使用相同的参考标号表示相同或类似的部件。
通过下面参照附图描述的实施方式，将阐明本发明的优点和特征及其实现方法。然而，本发明可以用不同形式实施并且不应该被理解为限于本文阐明的实施方式。相反，提供这些实施方式，使得本公开将是彻底和完全的，并且将把本发明的范围充分传达给本领域的技术人员。另外，本发明只由权利要求书的范围限定。
用于描述本发明的实施方式的附图中公开的形状、尺寸、比率、角度和数量只是示例，因此，本发明不限于图示的细节。类似的参考标号始终表示类似的元件。在下面的描述中，当确定对与相关已知功能或构造的详细描述不必要地混淆了本发明的要点时，将省略详细描述。
在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包括”的情况下，除非使用“只”，否则可添加其它部分。单数形式的术语可包括复数形式，除非做相反描述。
在解释元件时，该元件被解释为包括误差范围，尽管没有明确描述。
在对本发明的实施方式的描述中，当结构(例如，电极、线、布线、层或接触件)被描述为形成在另一个结构的上部部分/下部部分或其它结构的上面/下面时，这个描述应该被理解为包括这些结构彼此接触的情况，此外还包括在其间设置第三结构的情况。
在描述时间关系的过程中，例如，当时间次序被描述为“之后”、 “随后”、“接下来”和“之前”时，除非使用“正好”或“紧接”，否则可包括不连续的情况。
应该理解，尽管术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不应该受这些术语限制。这些术语只是用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，类似地，第二元件可被称为第一元件。
本发明的各种实施方式的特征可部分地或整体彼此连接或组合，并且可按各种方式相互操作并且按技术驱动，如本领域的技术人员可充分理解的。本发明的实施方式可彼此独立地执行，或者可按相互依赖的关系一起执行。
下文中，将参照附图详细描述本发明的示例实施方式。
在相关技术中，将液晶显示面板(Liquid Crystal Display，简称LCD)应用至投影仪时，投影画面中的彩色是通过LCD中的彩色滤光膜(Color Filter)来实现，为实现高色域显示，通常会将彩色滤光膜厚度设计较厚而导致透过率较低，从而导致光利用率较低；与此同时，使用偏光片实现灰阶调节，进一步降低了光利用率。此外，由于彩色滤光膜实现彩色原理为吸收互补波长的光线，在光源亮度较高的情况下，彩色滤光膜吸收的热量会使得液晶显示面板的温度升高，影响液晶显示面板性能。
为有效改善相关技术中存在的至少之一的技术问题，本公开提供了一种基于LCD的新投影装置，可在无需设置彩色滤光膜的情况下实现高色域彩色显示；同时，该投影装置还具有较高的光利用率。
图1为本公开实施例提供的一种投影装置的结构示意图。图2为本公开实施例中液晶显示面板的一种截面示意图。图3为本公开实施例中胆甾相液晶呈焦锥织构时的示意图。图4为本公开实施例中胆甾相液晶呈锥形螺旋织构时的示意图。如图1至图4所示，该投影装置包括：发 光部件1、液晶显示面板2和透射镜头。
发光部件1，配置为产生光线。
液晶显示面板2，位于发光部件1的出光侧，包括：第一基板21、第二基板22以及位于第一基板21与第二基板22之间的液晶层23，液晶层23包括胆甾相液晶，胆甾相液晶配置为在施加有电场作用时呈锥形螺旋织构，以反射与锥形螺旋织构的螺距相匹配的光线。
光学部件100，位于发光部件与液晶显示面板之间，光学部件100配置为调整光线的传播方向，光学部件100的光轴与液晶显示面板的法线所呈夹角为锐角。
投射镜头3，配置为接收液晶显示面板2所反射的光线并进行投射。
在本公开实施例中，液晶显示面板2为基于胆甾相液晶层所实现的液晶显示面板2。胆甾相液晶包含着许多层分子，每层分子的排列方向相同，但相邻两层分子排列方向稍有旋转，层层叠成螺旋结构，当分子的排列旋转了360°而又回到原来方向为一个螺距。在胆甾相液晶呈锥形螺旋织构时，胆甾相液晶具有选择性镜面反射特性，具体地，胆甾相液晶遵从布拉格定律：λ＝n*p，其中，n为胆甾相液晶的平均折射率，n＝(n o+n e)/2，p为胆甾相液晶的螺距。反射的波长宽度为△λ＝△n*p，△n＝n e-n o，n e为胆甾相液晶的非寻常光折射率，n o为胆甾相液晶的寻常光折射率，在胆甾相液晶的螺距一定时，就会反射与该螺距相对应的特定波长段的光，从而呈现出对应颜色。由此可见，通过调整胆甾相液晶的螺距，可以实现对胆甾相液晶所反射光的颜色的控制(不同螺距，可以反射不同颜色的光)。
在本公开实施例中，可利用电场来控制液晶显示面板2内胆甾相液晶呈锥形螺旋织构时的螺距，从而可对胆甾相液晶进行镜面反射的出光颜色进行控制，实现彩色显示。由于此发明中胆甾相液晶特殊的锥形螺旋结构，当在入射光的镜面反射角度观察时，具有最好的光学特性(参 见后面对图6的相关描述)，如反射率和颜色。故基于胆甾相液晶的镜面反射来实现对出光颜色的控制，也具备较高的光利用率。
本公开实施例所提供的投影装置进行彩色画面投射的过程如下：发光部件1可以发出可见光；可见光照射至胆甾相液晶显示面板2后，胆甾相液晶显示面板2内各位置处的胆甾相液晶根据所呈锥形螺旋织构的螺距来对可见光中波长与螺距相匹配的光进行反射，以呈现高色域的彩色显示画面；投射镜头3接收液晶显示面板2所反射的光线并进行投射，即实现画面投射。
基于上述内容可见，本公开的技术方案可在无需设置彩色滤光膜的情况下，实现高色域的彩色画面投射；另外，呈锥形螺旋织构的胆甾相液晶对所选择波长的光具有较高的反射率(接近50％)，因此整个投影装置具备较高的光利用率。
在本公开实施例中，发光部件1可以包括多个发光元件。在一些实施例中，发光元件可以包括：发光二极管(Light Emitting Diode，LED)。例如，可以采用尺寸较小的LED，如微型发光二极管(Micro Light-Emitting Diode，MicroLED)或次毫米发光发光二极管(Mini Light-Emitting Diode，MiniLED)，可使发光元件具有较高的准直度。其中，发光部件1中发光元件的数量、尺寸和排列方式等，可由本领域技术人员根据实际情况来设置，本公开对此不作限制。
在一些实施例中，为实现全彩显示，发光部件1所发出的光为白光，白光为混合光，波长范围是390nm到770nm的可见光区。
参见图2所示，在一些实施例中，第一基板21包括：第一衬底基板201、位于第一衬底基板201朝向第二基板22一侧的第一电极202、位于第一电极202背向第一衬底基板201一侧的第一取向层203；第二基板22包括：第二衬底基板204、位于第二衬底基板204朝向第一基板21一侧驱动功能层205、位于驱动功能层205背向第二衬底基板204一侧 的多个第二电极206、位于第二电极206背向第二衬底基板204一侧的第二取向层207；驱动功能层205包括与第二电极206一一对应的多个驱动电路(未示出)，驱动电路与对应的第二电极206连接，驱动电路配置为向对应的第二电极提供像素电压。
一般地，在第一基板21和第二基板22之间还设置有隔垫物24。
其中，第一衬底基板201和第二衬底基板204可以分别独立选择为硬质衬底基板或柔性衬底基板。其中，硬质衬底基板可以为玻璃基板，柔性衬底基板可以为树脂基板。
在本公开实施例中，第一电极202位于第一衬底基板201上，第二电极206位于第二衬底基板204上。作为一个具体示例，第一电极202可以为面状电极，即第一电极202呈面状整层铺设，第一电极202可用作公共电极；第二电极206可以为板状电极，多个第二电极206在第二衬底基板上呈阵列排布，第二电极206可用作像素电极，此时液晶显示面板2的显示模式为扭曲向列型(Twisted Nematic，TN)显示模式。第一电极202和第二电极206中的每个可以是透明电极，例如采用金属氧化物(例如，ITO、IZO、IGZO等)所制备的透明电极。
参见图3所示，当第一电极202和第二电极206之间未形成电场时，胆甾相液晶呈现焦锥织构，散射入射光；参见图4所示，当第一电极202和第二电极206之间加载有不同电压以形成电场时，位于电场中的胆甾相液晶由焦锥织构转变为锥形螺旋织构，从而可以反射与其螺距相匹配的入射可见光，在不同电场的作用下可以反射不同颜色的可见光，从而实现彩色显示。
与对应的第二电极206相连的驱动电路一般由薄膜晶体管和存储电容所构成，用于将数据线所提供的像素电压写入至对应的第二电极206中。本公开的技术方案对于驱动电路的具体电路结构不作限定。
在一些实施例中，胆甾相液晶为混合物，胆甾相液晶混合物包括： 向列相液晶、手性添加剂和弯曲型齐聚物。通过在向列相液晶中添加手性添加剂和弯曲型齐聚物，可使得液晶分子取向扭曲，由向列相转变为胆甾相。
在一些实施例中，向列相液晶可包括：5CB、7CB、8CB等CB类液晶，也可以是常规显示用向列相混晶。
在一些实施例中，弯曲型齐聚物可以为一些低分子量的弯曲型齐聚物，例如弯曲型二聚体、弯曲型三聚体。
作为一个示例，胆甾相液晶混合物中包括两种弯曲型二聚体化合物(分别称为第一弯曲型二聚体化合物和第二弯曲型二聚体化合物)和一种弯曲型三聚体化合物。
作为一可选示例，第一弯曲型二聚体化合物的分子式可以如下：
第二弯曲型二聚体化合物的分子式可以如下：
弯曲型三聚体化合物的分子式可以如下：
手性添加剂的分子式可以如下：
作为一种示例，可以将上述的第一弯曲型二聚体化合物、第二弯曲型二聚体化合物、弯曲型三聚体化合物、手性添加剂、向列相液晶混合物SLC1717，按质量比例38％/5％/7％/5％/45％混合均匀，可以得到胆甾相液晶混合物。
在一些实施例中，第一基板21上还设置有第一取向层203，第二基板22上还设置有第二取向层207，第一取向层203和第二取向层207可以采用垂直取向或平行取向。
需要说明的是，在本公开实施例所提供的液晶显示面板2中不包括偏光片，因此不会存在相关技术中因设置偏光片而导致产品的光利用率下降的问题。
图5A为本公开实施例提供的另一种投影装置的结构示意图。图5B为图5A所示投影装置的一种光路示意图。如图5A和图5B所示，在一些实施例中，光学部件100包括：准直取光部件4，准直取光部件4位于发光部件1与液晶显示面板2之间，配置为将入射到准直取光部件4的光调整为准直光线并朝液晶显示面板2出射。
需要说明的是，在本公开实施例中发散角度小于或等于10°的光线均可以为本公开实施例中的准直光线。
在本公开实施例中，通过准直取光部件4可以使得发光部件1发出的光线中的绝大部分光线均准直出射，可以有效提高发光元件的光利用率。
在一些实施例中，准直取光部件4包括第一菲涅尔透镜。第一菲涅尔透镜可以包括：与菲涅尔波带中心的圆形对应的中心部以及与菲涅尔 波带的环形对应的环状部。
在一些实施例中，以准直取光部件4为菲涅尔透镜为例，发光元件可以位于准直取光部件4(即菲涅尔透镜)的焦点处。这里，由透镜的基本性质可知，由焦点处发出的光线经过准直取光部件4(即菲涅尔透镜)之后可以准直出射，并且准直效果最佳。
图6为本公开实施例中不同入射光角度下反射光角度与色域的关系曲线示意图。如图6所示，在本公开实施例中，对液晶显示面板2进行光学测试，测试在不同入射光角度下不同反射光角度所得到的色域的关系，其中本公开中所描述的入射光角度或反射光角度均是指光线与液晶显示面板2的发现所呈角度。
需要说明的是，在固定入射光角度下，测试不同反射光角度所得到的色域的过程大致如下：将液晶显示面板水平放置光学检测设备的基台上，入射光从一定角度(如30°、45°、60°等角度)入射到Panel上，从不同的角度接收反射光信号以测试色坐标，然后基于检测到的色坐标通过公式计算出不同接收角度所对应的色域。
在上述测试中，液晶显示面板2内液晶层中各组分的质量百分比为：向列相液晶55％，弯曲型齐聚物混合物40％，手性掺杂剂5％。
参见图6所示，在入射光角度为30°时，反射光角度为30°时可以得到最大色域，约为31％NTSC色域；在入射光角度为45°时，反射光角度为40°时可以得到最大色域，约为58％NTSC色域；在入射光角度为60°时，反射光角度为60°时可以得到最大色域，约为75％NTSC色域。
基于上述测试结果可见，在准直取光部件4朝液晶显示面板2出射的准直光线与液晶显示面板2的法线所呈夹角(即入射光角度)为θ时，接收反射光角度为θ的光线可以得到最大色域。其中，θ角越大，接收反射光角度为θ的光线所得到最大色域越大。
图7A和图7B为本公开实施例中实现光线大角度入射至液晶显示面 板的两种示意图，如图7A和图7B所示，在实际应用中，为实现较大的入射光角度θ，一般有如下两种方式：
参见图7A所示。方式一、将准直取光部件4的光轴4a设置为与液晶显示面板2的法线呈一个小于θ的角度θ’，然后将发光部件1的出光面1a设置为与准直取光部件4的光轴4a呈一定夹角γ，以实现准直取光部件4所射出的准直光线的入射光角度为θ。此时，准直取光部件4所射出的准直光线与准直取光部件4的光轴4a也呈一定角度。
参见图7B所示。方式二，将准直取光部件4的光轴4a设置为与液晶显示面板2的法线呈θ角度，然后将发光部件1的出光面1a设置为与准直取光部件4的光轴4a垂直，以实现准直取光部件4所射出的准直光线的入射光角度为θ。此时，准直取光部件4所射出的准直光线与准直取光部件4的光轴4a平行或基本平行。
在上述方式一中，由于发光部件1的出光面1a设置为与偏离准直取光部件4的光轴4a不垂直，这会导致一方面光线的利用率偏低，另一方面准直取光部件4最终所出射光线的发散程度偏高(准直效果较差)，影响最终显示效果。
在上述方式二中，虽然将发光部件1的出光面1a设置为与准直取光部件4的光轴4垂直，可以解决光利用率低、出射光线的发散程度偏高的问题，但是由于将准直取光部件4的光轴与液晶显示面板2的法线呈一个较大角，这就需要将准直取光部件4设置在与液晶显示面板2距离较远的位置(若距离较近，则准直取光部件4所出射光线难以完全覆盖整个液晶显示面板2)，从而会导致整个投影装置的整体尺寸过大。
故，在实际应用中，准直取光部件4朝液晶显示面板2出射的准直光线与液晶显示面板2的法线所呈夹角θ不宜过大。在一些实施例中，θ满足：0°＜θ≤80°。可选地，θ满足：30°≤θ≤70°。再结合实际色域需求以及投影装置尺寸的实际需求，进一步可选地，θ满足：45 °≤θ≤60°。
在一些实施例中，准直取光部件4的光轴4a与液晶显示面板2的法线所呈夹角为β，β＝θ。也就是说，是采用上述方式二中所示设计方式，此时发光部件1的出光面设置为与准直取光部件4的光轴4a垂直，准直取光部件4所射出的准直光线与准直取光部件4的光轴4a平行或基本平行，可以有效提升光利用率。
在一些实施例中，光学部件100还包括：第一聚光部件5，第一聚光部件5位于发光部件1与准直取光部件4之间，第一聚光部件5配置为将入射到第一聚光部件5的光线，汇聚至准直取光部件4。
在一些实施例中，第一聚光部件5可以为一凸透镜。
在本公开实施例中，通过在发光部件1与准直取光部件4设置第一聚光部件5，以对发光部件1所发出的光先进行汇聚，以使得光线只能以发散程度较小的光束朝向近准直取光部件4的方向出射，其一方面可以有效提升光利用率，另一方面有利于准直取光部件4尺寸的缩小，进而有利于产品整体的小尺寸化和轻薄化。
在一些实施例中，准直取光部件4的光轴4a与第一聚光部件5的光轴位于同一直线上。通过将准直取光部件4与第一聚光部件5该两个光学器件的光轴4a和5a设置于同一直线上(两者对应同一光轴)，有利于提升光利用率。
需要说明的是，当在准直取光部件4与发光部件1之间存在第一聚光部件5时，第一聚光部件5的出光面中心可位于准直取光部件4的焦点处；与此同时，发光部件1的出光面中心也可以位于第一聚光部件5的焦点处。
图8A为本公开实施例提供的又一种投影装置的结构示意图。图8B为图8A所示投影装置的一种光路示意图。如图8A和图8B所示，在一些实施例中，投影装置还包括：第二聚光部件6，第二聚光部件6位于投 射镜头3与液晶显示面板2之间，配置为将入射到第二聚光部件6的光线，汇聚至投射镜头3。
在本公开实施例中，通过在投射镜头3与液晶显示面板2之间设置第二聚光部件6，其一方面可以有效提升光利用率，另一方面有利于投射镜头3的小尺寸化。
在一些实施例中，第二聚光部件6接收液晶显示面板2所反射出的准直光线与液晶显示面板2的法线所呈夹角(即反射光角度)，与准直取光部件4朝液晶显示面板2出射的准直光线与液晶显示面板2的法线所呈夹角(即入射光角度)，二者相等。
基于前面对图6的描述可见，在液晶显示面板2的入射光角度θ一定的情况下，通过获取反射光角度为θ的光线可以得到最大色域。故，通过上述设计，有利于实现高色域。
在一些实施例中，第二聚光部件6的光轴6a与投射镜头3的光轴3a平行。通过该设计，有利于提高光利用率。
在一些实施例中，第二聚光部件6包括第二菲涅尔透镜。其中，第二菲涅尔透镜可以包括：与菲涅尔波带中心的圆形对应的中心部以及与菲涅尔波带的环形对应的环状部。
继续参见图8A和图8B所示，在一些实施中，第二聚光部件6的光轴6a与液晶显示面板2的法线平行。也就是说，上述第二菲涅尔透镜整体与液晶显示面板2平行，通过该设计，使得液晶显示面板2所呈现画面能够完整、可靠的被第二菲涅尔透镜所接收。然而，由于此时液晶显示面板2的反射光线与第二聚光部件6的光轴6a不平行，故该种方案会对光利用率有一定影响。
在一些实施例中，准直取光部件4包括第一菲涅尔透镜，第二聚光部件6包括第二菲涅尔透镜。第一菲涅尔透镜的直径为W1，第二菲涅尔透镜的直径为W2，W1与W2满足：W1≤W2。
进一步可选地，液晶显示面板2的显示区域的最大宽度为W0，W0、W1与W2满足：W1≤W0≤W2。
在图8A所示方案中，液晶显示面板2所需的入射光束是以一定角度θ入射，此时液晶显示面板2所需的入射光束的最小宽度为W0*sinθ，因此第一菲涅尔透镜的最小直径可设置为W0*sinθ，故W1可设计为小于或等于W0。与此同时，为保证第二菲涅尔透镜能够完整的接收液晶显示面板2各位置所反射光线，故第一菲涅尔透镜的最小直径可设置W0，故W2可设计为小于或等于W0。也就是说，W0、W1与W2三者可满足：W1≤W0≤W2。
图9A为本公开实施例提供的再一种投影装置的结构示意图。图9B为图9A所示投影装置的一种光路示意图。如图9A和图9B所示，与图8A所示准直取光部件4的光轴4a与液晶显示面板2的法线相平行的方案所不同，在图9A所示方案中，准直取光部件4的光轴4a与液晶显示面板2的法线所呈夹角为β，β为锐角，第二聚光部件6的光轴6a与液晶显示面板2的法线呈预设角度β；第二聚光部件6的光轴6a与准直取光部件4的光轴4a相交于第一节点N1，从第一节点N1沿第二聚光部件6的光轴6a指向第二聚光部件6的射线，与从第一节点N1沿准直取光部件4的光轴4a指向准直取光部件4的射线，两条射线所呈夹角为2β。
在本公开实施例中，通过上述设置，可使得液晶显示面板2的入射光线与准直取光部件4的光轴4a平行，液晶显示面板2的反射光线与第二聚光部件6的光轴6a平行。
相较于图8A中所示液晶显示面板2的反射光线与第二聚光部件6的光轴6a不平行，图9A中液晶显示面板2的反射光线与第二聚光部件6的光轴6a平行的技术方案，可有效提升光利用率。
在一些实施例中，第一节点N1为液晶显示面板2的中心点。也就是说，第二聚光部件6的光轴6a与准直取光部件4的光轴4a相交于液晶 显示面板2的中心点，通过上述设置，有利于第二聚光部件6和准直取光部件4的小尺寸化，后面将作详细描述。
在一些实施例中，准直取光部件4包括第一菲涅尔透镜，第二聚光部件6包括第二菲涅尔透镜；第一菲涅尔透镜的直径为W1，第二菲涅尔透镜的直径为W2，W1与W2满足：W2≤W1。
进一步可选地，液晶显示面板2的显示区域的最大宽度为W0，W0、W1与W2满足：W2≤W1≤W0。
在图9A所示方案中，液晶显示面板2所需的入射光束是以一定角度θ入射，此时液晶显示面板2所需的入射光束的最小宽度为W0*sinθ，因此第一菲涅尔透镜的最小直径可设置为W0*sinθ，故W1可设计为小于或等于W0。其中，当第一菲涅尔透镜的光轴经过液晶显示面板2的中心点时，第一菲涅尔透镜的直径可设置为最小值W0*sinθ，即第一菲涅尔透镜实现尺寸最小化。
另外，液晶显示面板2所反射出的反射光束的宽度为W0*sinθ，因此第二菲涅尔透镜的最小直径可设置为W0*sinθ，故W2可设计为小于或等于W0。其中，当第二菲涅尔透镜的光轴经过液晶显示面板2的中心点时，第二菲涅尔透镜的直径可设置为最小值W0*sinθ，即第二菲涅尔透镜实现尺寸最小化。
在一些实施例中，投影设备可以为投影光机。
在一些实施例中，该投影装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、导航仪等任何具有显示和投影功能的产品或部件。这里，本公开实施例对投影装置的类型不做限定。对于该投影装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本公开的限制。
图10为本公开实施例提供的一种显示系统的结构示意图。如图10所示，该显示系统包括投影装置11，该投影装置11可以上述任一实施 例中所提供的投影装置11，对于该投影装置11的具体描述，可参见前面实施例中的内容，此处不再赘述。
在一些实施例中，该显示系统还包括投影屏幕12，投影屏幕12位于投影镜头的出光侧。在一些实施例中，投影屏幕所处平面与投射镜头的光轴垂直；通过该设置，有利于提升光利用率。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (24)

  1. 一种投影装置，其中，包括：
    发光部件，配置为产生光线；
    液晶显示面板，位于所述发光部件的出光侧，包括：第一基板、第二基板以及位于所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层，所述液晶层包括胆甾相液晶，所述胆甾相液晶配置为在施加有电场作用时呈锥形螺旋织构，以反射与所述锥形螺旋织构的螺距相匹配的光线；
    光学部件，位于所述发光部件与所述液晶显示面板之间，配置为调整光线的传播方向，所述光学部件的光轴与所述液晶显示面板的法线所呈夹角为锐角；
    投射镜头，配置为接收所述液晶显示面板所反射的光线并进行投射。
  2. 根据权利要求1所述的投影装置，其中，所述光学部件包括：
    准直取光部件，位于所述发光部件与所述液晶显示面板之间，配置为将入射到所述准直取光部件的光调整为准直光线并朝所述液晶显示面板出射。
  3. 根据权利要求2所述的投影装置，其中，所述准直取光部件包括第一菲涅尔透镜。
  4. 根据权利要求2或3所述的投影装置，其中，所述光学部件还包括：
    第一聚光部件，位于所述发光部件与所述准直取光部件之间，配置为将入射到所述第一聚光部件的光线，汇聚至所述准直取光部件。
  5. 根据权利要求4所述的投影装置，其中，所述准直取光部件的光轴与所述第一聚光部件的光轴位于同一直线上。
  6. 根据权利要求2至5中任一所述的投影装置，其中，还包括：
    第二聚光部件，位于所述投射镜头与所述液晶显示面板之间，配置为将入射到所述第二聚光部件的光线，汇聚至所述投射镜头。
  7. 根据权利要求6所述的投影装置，其中，所述第二聚光部件的光轴与所述投射镜头的光轴平行。
  8. 根据权利要求7所述的投影装置，其中，所述第二聚光部件包括第二菲涅尔透镜。
  9. 根据权利要求6至8中任一所述的投影装置，其中，所述第二聚光部件的光轴与所述液晶显示面板的法线平行。
  10. 根据权利要求9所述的投影装置，其中，所述准直取光部件包括第一菲涅尔透镜，所述第二聚光部件包括第二菲涅尔透镜；
    所述第一菲涅尔透镜的直径为W1，所述第二菲涅尔透镜的直径为W2，W1与W2满足：W1≤W2。
  11. 根据权利要求17所述的投影装置，其中，所述液晶显示面板的显示区域的最大宽度为W0，W0、W1与W2满足：W1≤W0≤W2。
  12. 根据权利要求6至8中任一所述投影装置，其中，所述准直取光部件的光轴与所述液晶显示面板的法线所呈夹角为β，β为锐角；
    所述第二聚光部件的光轴与液晶显示面板的法线所呈夹角的角度，与所述所述准直取光部件的光轴与所述液晶显示面板的法线所呈夹角的角度相等；
    所述第二聚光部件的光轴与所述准直取光部件的光轴相交于第一节点，从所述第一节点沿所述第二聚光部件的光轴指向所述第二聚光部件的射线，与从所述第一节点沿所述准直取光部件的光轴指向所述准直取光部件的射线，两条射线所呈夹角为2β。
  13. 根据权利要求12所述的投影装置，其中，所述第一节点为所述液晶显示面板的显示区域的中心点。
  14. 根据权利要求12或13所述的投影装置，其中，所述准直取光部件包括第一菲涅尔透镜，所述第二聚光部件包括第二菲涅尔透镜；
    所述第一菲涅尔透镜的直径为W1，所述第二菲涅尔透镜的直径为W2，W1与W2满足：W2≤W1。
  15. 根据权利要求14所述的投影装置，其中，所述液晶显示面板的显示区域的最大宽度为W0，W0、W1与W2满足：W2≤W1≤W0。
  16. 根据权利要求6至15中任一所述的投影装置，其中，所述第二聚光部件接收所述液晶显示面板所反射的准直光线与所述液晶显示面板的法线所呈夹角，与所述准直取光部件朝所述液晶显示面板出射的准直光线与所述液晶显示面板的法线所呈夹角，二者相等。
  17. 根据权利要求2至16中任一所述的投影装置，其中，所述准直取光部件朝所述液晶显示面板出射的准直光线与所述液晶显示面板的法 线所呈夹角为θ，θ满足：0°＜θ≤80°。
  18. 根据权利要求17所述的投影装置，其中，θ满足：30°≤θ≤70°。
  19. 根据权利要求18所述的投影装置，其中，θ满足：45°≤θ≤60°。
  20. 根据权利要求17至19中任一所述的投影装置，其中，所述准直取光部件的光轴与所述液晶显示面板的法线所呈夹角为β，β＝θ。
  21. 根据权利要求1至20中任一所述的投影装置，其中，所述第一基板包括：第一衬底基板、位于第一衬底基板朝向所述第二基板一侧的第一电极、位于所述第一电极背向所述第一衬底基板一侧的第一取向层；
    所述第二基板包括：第二衬底基板、位于所述第二衬底基板朝向所述第一基板一侧驱动功能层、位于所述驱动功能层背向所述第二衬底基板一侧的多个第二电极、位于所述第二电极背向所述第二衬底基板一侧的第二取向层；
    所述驱动功能层包括与所述第二电极一一对应的多个驱动电路，所述驱动电路与对应的所述第二电极连接，所述驱动电路配置为向对应的所述第二电极提供像素电压。
  22. 根据权利要求1所述的投影装置，其中，所述胆甾相液晶包括：向列相液晶、手性添加剂和弯曲型齐聚物。
  23. 一种显示系统，其中，包括：如权利要求1至22中任一所述投 影装置。
  24. 根据权利要求1所述的显示系统，其中，还包括：
    投影屏幕，位于所述投影镜头的出光侧。
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