CN216118359U - 投影设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种投影设备，包括偏振分光元件、第一波长分光元件、空间光调制器以及多个投影镜头，偏振分光元件用于接收入射光，并将入射光分离成第一偏振光以及第二偏振光，第一波长分光元件用于接收第一偏振光，并分离第一偏振光为基色光，空间光调制器包括多个液晶区域，每个液晶区域接收一种基色光或者第二偏振光，并调制后形成调制光。每个投影镜头接收一个液晶区域出射的调制光，并出射图像光，且多个投影镜头出射的图像光在投影面叠加形成图像。本申请实施例提供的投影设备可以提高光效率，并降低设备生产制造成本。

Description

投影设备

技术领域

本申请涉及投影技术领域，具体涉及一种投影设备。

背景技术

投影设备主要包括照明系统、光机系统、投影镜头、投影屏幕等主要部分。光机系统中空间光调制器(SLM)，也可以称为“光阀”，是至关重要的器件。光阀通常是像素化的平面设备，其每个像素可以通过透射或者反射的方式对入射入射光进行独立地调控，进而调控每个像素的光通量，形成显示图像。目前，投影设备中主要应用的空间光调制器有三种，基于MEMS技术的反射型数字微镜器件DMD(Digital Mirror Device)，反射型器件LCoS(Liquid Crystal on Silicon)，以及透射型器件LCD(Liquid Crystal Display)显示芯片。

现有的投影设备，由于光源需要采用单色光源，成本偏高，而采用白光光源的设备，又存在光效率偏低的问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种投影设备，以提高光利用率，降低设备成本。

第一方面，本申请实施例提供了一种投影设备，包括偏振分光元件、第一波长分光元件、空间光调制器以及多个投影镜头，偏振分光元件用于接收入射光，并将入射光分离成第一偏振光以及第二偏振光，第一波长分光元件用于接收第一偏振光，并分离第一偏振光为基色光，空间光调制器包括多个液晶区域，每个液晶区域接收一种基色光或者第二偏振光，并调制后形成调制光。每个投影镜头接收一个液晶区域出射的调制光，并出射图像光，且多个投影镜头出射的图像光在投影面叠加形成图像。

在一些实施方式中，每个投影镜头的光轴与对应的液晶区域出射的调制光的光轴同轴设置。

在一些实施方式中，入射光的光轴与投影镜头的光轴相互垂直。

在一些实施方式中，第一波长分光元件包括第一分光元件，第一分光元件用于接收第一偏振光，并分离第一偏振光为第一基色光和第二基色光，第一基色光和第二基色光分别被引导至不同的液晶区域。

在一些实施方式中，多个液晶区域中的至少一个还用于接收第三基色光，并调制后形成调制光。

在一些实施方式中，第一波长分光元件包括第一分光元件和第二分光元件，第一分光元件用于接收第一偏振光，并分离第一偏振光为第一基色光和第一过滤光。第二分光元件用于接收第一过滤光，并分离第一过滤光为第二基色光和第三基色光；其中，第一基色光、第二基色光以及第三基色光分别被引导至不同的液晶区域。

在一些实施方式中，投影设备还包括第二波长分光元件，第二波长分光元件用于接收第二偏振光，并分离第二偏振光为基色光，空间光调制器还用于接收由第二偏振光分离得到的基色光，并调制后形成调制光。

在一些实施方式中，第二波长分光元件包括第三分光元件和第四分光元件，第三分光元件用于接收第二偏振光，并分离第二偏振光得到第一基色光和第二过滤光。第四分光元件用于接收第二过滤光，并分离第二过滤光得到第二基色光和第三基色光；其中，第一基色光、第二基色光以及第三基色光分别被引导至不同的液晶区域。

在一些实施方式中，空间光调制器包括六个液晶区域，由第一偏振光分离得到的每种基色光，以及由第二偏振光分离得到的每种基色光，分别入射于不同的液晶区域。

在一些实施方式中，空间光调制器为低温多晶硅液晶显示器。

在一些实施方式中，空间光调制器包括多个独立的液晶面板，每个液晶面板作为一个液晶区域。

在一些实施方式中，空间光调制器包括基底以及形成于基底的多个液晶区域，多个液晶区域间隔设置。

在一些实施方式中，投影设备还包括检偏器，从空间光调制器出射后直接入射至检偏器，经检偏器检偏后入射至投影镜头。

本申请提供的投影设备，通过偏振分光元件对入射光进行偏振分光成第一偏振光和第二偏振光，再结合波长分光元件将其中的第一偏振光分离成基色光，并在后续光路中将基色光以及第二偏振光同时利用起来，进而提高了光利用率。同时由于通过波长分光元件进行分光处理形成各个颜色的基色光，因此不需要直接使用单色光源，降低了光源成本。

本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请第一实施例提供的一种投影设备的结构示意图。

图2是本申请第一实施例提供的另一种投影设备的结构示意图。

图3是本申请第一实施例提供的一种投影设备的投影界面示意图。

图4是本申请第二实施例提供的一种投影设备的结构示意图。

图5是本申请第三实施例提供的一种投影设备的结构示意图。

图6是本申请第三实施例提供的另一种投影设备的结构示意图。

附图中，W指白光，Y指黄光，G指绿光，R指红光，B指蓝光，S指S偏振态光，P指P偏振态光。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

对于单光阀器件的投影设备，具有结构简单、系统尺寸较小的优点。但单光阀器件由于是通过时序方式控制光线进行显示，因此会存在“彩虹效应”。目前的单光阀器件的投影设备，存在以下缺陷：1)若使用白光光源，在任意时刻均只有红、蓝、绿中的一种单色光被利用，光学效率低；2)若使用彩色光光源，又需要多个彩色光源能够进行快速切换，即需要光阀器件的刷新率足够快。因此出现了一些三片式光阀器件的投影设备，这类投影设备可以从根本上解决彩虹效应的问题。但是三片式光阀器件的投影设备，存在光路系统复杂、硬件成本高、系统体积大等问题。此外，由于要通过对三个单色图像的合光处理进行单彩色图像的显示，对三片光阀各自的亮度均匀性以及之间的装配工精度要求很高，进一步提高了生产成本。

近年来出现了采用单片式彩色液晶的投影设备，将彩色液晶面板上的每组红、绿、蓝三个子像素作为一个整体的显示单元，形成彩色显示图像。由于在同一时刻下，彩色液晶面板会同时显示红、绿、蓝三种颜色的像素，因此原理上避免了“彩虹效应”；并且，得益于彩色液晶面板的广泛应用，其成本得到大幅度降低，具有极高的成本优势，但目前的采用单片式彩色液晶的投影设备，由于光源需要采用多个单色光源的形式，光效率仍然偏低，且成本仍然偏高。

但是，单片彩色液晶板作为光阀器件应用在投影设备中这种方案仍然存在以下问题：

(1)入射光将采用白色光源，通过彩色液晶板上层的彩色滤光膜形成不同颜色的子像素。由于彩色滤光膜只让特定颜色的光透过，其他波长的光将全部被吸收，会造成大量的光能量损失(60％以上)。同时被吸收光将转换为热量，使彩色液晶面板的温度升高，进一步影响显示效果和显示芯片的寿命；

(2)LCD面板的制造有LTPS(低温多晶硅)和HTPS(高温多晶硅)两种工艺，其中HTPS工艺精度较高，液晶像素尺寸可以达到10um以下，但是对工艺要求高，因此成本较高。彩色液晶面板通常采用的是LTPS工艺。LTPS工艺的成本虽然较低，但是精度较低，像素尺寸较大(通常在25um以上)。在同样分辨率的情况下，采用LTPS工艺的整个LCD面板尺寸较大，使得后续的镜头尺寸大，最终导致整个投影设备尺寸较大；

(3)彩色液晶板上的彩色像素是相互分离的，虽然在电视、电脑显示器或者手机屏幕显示中，考虑到人眼角分辨率限制以及观察距离，观察者无法分辨出空间上的彩色分离。但是在投影显示中，由于投影的尺寸通常远大于实体显示屏幕，会导致彩色像素分离的现象更加明显，影响观看效果。

对于微型投影设备来说，在保证一定应用亮度的情况下，小尺寸带来的便携性、低成本都是非常重要的。单片式彩色液晶面板虽然有低成本的优势(LTPS工艺的LCD面板是上述几种空间光调制器中成本最低的)，但是由于LCD面板尺寸较大，为保证输出亮度，后续的投影镜头组的口径和长度都会比较大，导致整个投影设备在长宽高三个维度的尺寸上，都很大。

并且，由于使用液晶面板作为空间光调制器，需要为液晶面板提供单色光源，现有的单色光源设备成本高昂，不利于推广应用。也有部分投影设备采用白光进行波长分光处理后作为单色光源，但这类单色光源在后续光路中利用时，会进行偏振态调制，部分偏振态的光线无法被利用，造成光效率低下。

基于此，本申请的发明人提出了本申请实施例中的投影设备，以改善目前的投影设备光效率低、成本过高的缺陷。下面将结合附图具体描述本申请的各实施例。

第一实施例

参阅图1，图1示出了一种投影设备10的结构示意图，投影设备10包括偏振分光元件100、第一波长分光元件200、空间光调制器300以及多个投影镜头400，其中入射光入射于偏振分光元件100后被分离形成第一偏振光和第二偏振光，第一偏振光进入第一波长分光元件200，第二偏振光以及被第一波长分光元件200分光后的第一偏振光进入空间光调制器300并被空间光调制器300调制后形成调制光出射，并经由投影镜头400投射到投影面进行显示。

具体地，偏振分光元件100用于接收入射光，并将入射光分离成第一偏振光以及第二偏振光，第一偏振光例如可以是P偏振光，此时第二偏振光为S偏振光，第一偏振光也可以是S偏振光，此时，第二偏振光为P偏振光。投影设备10还可以包括一光源装置(未示出)，入射光可以来自于光源装置，本实施例中，投影设备10包括光源装置(图未示出)，光源装置为白光光源，光源装置出射白光作为入射光，其中光源装置可以是灯泡光源、LED光源或者激光荧光光源等，本实施例中，光源装置为激光荧光光源，通过激光激发产生白色荧光作为入射光。如图1所示，偏振分光元件100将入射光分离成第一偏振光和第二偏振光后，第一偏振光被反射，第二偏振光透过偏振分光元件100后出射，出射的第一偏振光的出射方向和第二偏振光的出射方向大致呈90°。本实施例中，以入射光的出射方向为X，第一偏振光的出射方向为Y，其中方向X与方向Y相互垂直，第二偏振光继续沿方向X出射。

可以理解的是，在其他的一些实施方式中，也可以是第二偏振光沿方向Y出射，第一偏振光继续沿方向X出射。

第一波长分光元件200用于接收第一偏振光，并分离第一偏振光为基色光，此处的基色光是指组成第一偏振光的基色光，例如入射光为白光，则分离得到的基色光为红光、蓝光和绿光；若入射光为黄光，则分离得到的基色光为红光和绿光。在此不对分离得到的基色光的颜色或数量做限定。本实施例中，由于入射光为白光，因此分离得到的第一偏振光在分离后形成的基色光为红光、蓝光以及绿光。

具体的，第一波长分光元件200包括第一分光元件210和第二分光元件220，第一分光元件210和第二分光元件220均可以是二向色片，第一分光元件210和第二分光元件220沿方向Y并排设置，且在一些实施方式中，第一分光元件210和第二分光元件220可以邻近设置，并可以贴合在一起，以减小第一波长分光元件200的体积。第一分光元件210用于接收第一偏振光，并分离第一偏振光为第一基色光和第一过滤光，第一基色光被朝向方向X反射，第一过滤光沿方向Y透过第一分光元件210，进入第二分光元件220。第二分光元件220用于接收第一过滤光，并分离第一过滤光为第二基色光和第三基色光，其中，第二基色光被朝向方向X反射，第三基色光沿方向Y透过第二分光元件220。

这种布置方式，由于第一基色光、第二基色光以及第三基色光均由入射光分离得到，因此入射光可以选用白光作为光源，尤其是可以选用激光激发产生的白色荧光作为入射光，这样可以使得入射光具有更强的光能量。相比于采用LED背光照明的投影设备而言，具有更高的显示亮度。

第一波长分光元件200还可以包括第一光引导件230，第一光引导件230用于接收第三基色光，并将第三基色光引导至第三基色光至空间光调制器300，第一光引导件230可以是反射镜、棱镜或者其他光学元件。本实施例中，第一光引导件230与第二分光元件220并排设置，且将第三基色光沿方向X反射。这样第二偏振光、第一基色光、第二基色光以及第三基色光均朝向方向X传播并进入空间光调制器300。需要说明的是，第一基色光可以是红光、蓝光或绿光，第二基色光也可以是红光、蓝光或绿光，第三基色光也可以是红光、蓝光或绿光，且第一基色光、第二基色光以及第三基色光为不同颜色的光线。本实施例中，第一基色光为蓝光、第二基色光为红光、第三基色光为绿光。由于蓝光的波长更短，能量相比于红光和绿光更高，因此先分离蓝光，可以使分离得到的各种基色光的纯度更高。

需要说明的是，在第一波长分光元件200对第一偏振光进行分离时，各个基色光的分离顺序可以任意调整，本实施例不做限定。

在一些实施方式中，偏振分光元件100与波长分光元件200之间，以及第一波长分光元件200中的第一分光元件210、第二分光元件220以及第一光引导件230之间的界面间隙均可以由高折射率材料填充，高折射率材料的折射率例如可以是≥2，通过设置高折射率材料，可以使得光线经过两者之间的界面时，可以发生全反射，进而对光线进行角度修正，避免光线在传播过程中向周围逸散，损失光能量，提高光效。

在基色光以及第二偏振光的出射光路上，还可以设置匀光装置600，用于匀化、准直光线，匀化装置600可以是单面透镜、双面透镜、凸透镜、凹透镜或其组合等，在此不做限定。

空间光调制器300包括多个液晶区域310，每个液晶区域310接收一种基色光或者第二偏振光，并调制后透射形成调制光。因此每个液晶区域310在进行调制时形成的调制光的颜色也不相同。液晶区域310的数量与光源装置的数量相同，且一一对应设置，本实施例中，液晶区域310为4个，4个液晶区域310分别与第二偏振光、第一基色光、第二基色光以及第三基色光对应设置，第二偏振光、第一基色光、第二基色光以及第三基色光分别被引导至不同的液晶区域310。本实施例中，第二偏振光为白光，第一基色光、第二基色光以及第三基色光分别为蓝光、红光和绿光，因此空间光调制器300可以调制形成RGBW的四通道调制光，其中第二偏振光可以提高投影显示亮度，并且由于第二偏振光也得到应用，因此入射光的光效率也得到显著增加。

本实施例中，空间光调制器300可以是低温多晶硅液晶显示器(LTPS-LCD)，其中低温多晶硅液晶显示器由于制程温度低，因此生产成本更低。当然，可以理解的是，空间光调制器300也可以是高温多晶硅液晶显示器(HTPS-LCD)。

作为一种实施方式，空间光调制器300包括多个独立的液晶面板，每个液晶面板作为一个液晶区域310，此时多个液晶面板之间可以间隔设置，且每个液晶面板对应于一种基色光或者第二偏振光设置，使得第二偏振光、第一基色光、第二基色光以及第三基色光能直接入射至液晶区域310。

作为另一种实施方式，空间光调制器300包括基底以及形成于基底的多个液晶区域310，多个液晶区域310间隔设置，即空间光调制器300为一整体的液晶面板，每个液晶区域310对应于一种基色光或者第二偏振光设置，使得第二偏振光、第一基色光、第二基色光以及第三基色光能直接入射至液晶区域310。

作为一种实施方式，第二偏振光、第一基色光、第二基色光以及第三基色光可以以垂直于对应的液晶区域310的方式入射至空间光调制器300，这样不需要额外的光元件引导第二偏振光、第一基色光、第二基色光以及第三基色光，进而缩短整个投影设备10在X方向的厚度。

投影镜头400的数量与液晶区域310的数量相同，每个投影镜头400接收一个液晶区域310出射的调制光，并出射图像光，且多个投影镜头400出射的图像光在投影面叠加形成图像。本实施例中，投影镜头400的数量为四个，且每个投影镜头400与一个液晶区域310对应设置。

本实施例中的多个投影镜头400采用相同的结构，这样在进行安装调试投影镜头400的位置时，可以降低成本，降低安装难度，提高良率。

本实施例中，每个投影镜头400的光轴与对应的液晶区域310出射的调制光的光轴同轴设置，也即是投影镜头400与与之对应的液晶区域310是完全对应的，投影镜头400不设置偏移量，此处的偏移是指沿垂直于投影镜头400的光轴方向(也即投影设备10的厚度方向X)的方向Y上的偏移。这样设置的好处在于：由于投影镜头400不设置偏移量，相邻的投影镜头400之间不会形成干涉，因此不需要对镜头沿厚度方向做拉长设置，因此可以降低投影设备10的厚度方向X的尺寸。可以理解的是，在其他的一些实施方式中，投影镜头400也可以在沿垂直于投影镜头400的光轴方向上适当偏移，这样可以减小边缘像素的损失。

进一步地，入射光的光轴也可以与投影镜头的光轴相互平行，这种设置方式，入射光在经过偏振分光元件分光时，第二偏振光可以在分光后保持原有出射方向直接入射于空间光调制器300的一个液晶区域，且在被调制成调制光后可以继续沿其光路入射至投影镜头400，因此不需要设置其他的光引导件。同时第一偏振光在其传播方向上依次被分离成第一基色光、第二基色光以及第三基色光的过程中，也只需要经过一次反射就可以使得第一基色光、第二基色光以及第三基色光沿投影镜头400的光轴方向入射至空间光调制器300的一个液晶区域310上，减少零部件的同时进一步的压缩投影设备10厚度方向X上的尺寸。

在一些实施方式中，请继续参阅图1，为了进一步地对空间光调制器300调制后的调制光的偏振态进行选择，投影设备10还可以包括检偏器500，检偏器500设置于调制光的光路上，并位于空间光调制器300与投影镜头400之间。检偏器500可以供指定偏振态的光线通过，进而对入射至投影镜头400的调制光的偏振状态进行选择。检偏器500可以与空间光调制器300间隔设置，这样有利于空间光调制器300的散热。进一步地，为了进一步缩小投影设备10的厚度尺寸，可以将检偏器500与液晶面板的出光面邻接设置，如直接贴设于液晶面板的出光面，液晶面板的出光面是指液晶面板的朝向投影镜头400的表面。

本实施例中，由于第一波长分光元件200已经将第一偏振光分离形成基色光，空间光调制器300调制入射光后形成的调制光从液晶区域310出射后直接入射至检偏器500上，空间光调制器300与检偏器500之间无需设置滤光膜片，这样可以降低设备成本，同时进一步压缩投影设备10在厚度方向上的尺寸。此外，由于不需要设置滤光膜片，因此白光可以完全透过，进一步地提升投影设备10的投影显示亮度。

本实施例提供的投影设备10的工作原理是：

入射光入射于偏振分光元件100被分离成第一偏振光和第二偏振光，第一偏振光进入第一波长分光元件200后被分离成基色光，第二偏振光与基色光均进入空间光调制器300被调制成调制光，并经由一个独立的投影镜头400投射在投影面，叠加形成图像。因此光源仅需使用白光光源，可以降低光源成本，同时入射光中被分离得到的第一偏振光和第二偏振光均可以被利用，可以提高光的利用率。

在另一种实施方式中，如图2所示，光源装置出射的入射光的光轴可以与投影镜头的光轴相互垂直，结合图2，光源装置出射的入射光沿Y方向出射，投影镜头的光轴方向沿X方向，与入射光的光轴方向相互垂直。光源装置出射的入射光经过偏振分光元件100后被分离成第一偏振光和第二偏振光，第一偏振光透过偏振分光元件100后继续沿方向Y出射，并被第一波长分光元件200分离形成基色光，第二偏振光被偏振分光元件100沿方向X朝向空间光调制器300的液晶区域310反射。

这种设置方式的好处在于：由于光源装置出射的入射光沿方向Y出射，光源装置可以与偏振分光元件100、第一波长分光元件200并排设置，因此光源装置不需要占用投影设备10在厚度方向(即X方向)的空间，可以进一步的压缩投影设备10的厚度尺寸，实现超薄化设计的目的。

如图3所示，在多个投影镜头400形成的图像光在投影面上叠加形成图像的过程中，由于本实施例中的投影镜头400未进行偏移，因此在投影面形成的图像区域中，多个投影镜头400形成的图像区域的像素并不完全重合，会形成图像的偏移，此时只需适当牺牲四个投影镜头400的显示区域的边缘像素，就可以使得在有效区域内显示目标的图像信息。每个区域需要牺牲的像素数可以采用如下公式计算：

每个投影区域需要牺牲的像素数＝(相邻两个投影区域的中心距离×2)/单个投影区域的投影宽度×每个投影区域的总像素数

由上式可见，投影画面的尺寸越大，需要牺牲的像素数量就会减少。虽然损失了部分像素，但采用这种方式，可以使得投影设备10的镜头组尺寸减小，整个投影设备10的尺寸减小。

本实施例提供的投影设备10，可以直接使用白光作为入射光源，因此可以降低光源成本，同时，通过偏振分光元件100与第一波长分光元件200结合应用，可以使得入射光全部被利用，进而提高了光源的光效。且在投影设备10的厚度方向上的尺寸可以得到降低，有利减小投影设备10的厚度尺寸。

第二实施例

参阅图4，本实施例提供一种投影设备10，投影设备10包括偏振分光元件100、第一波长分光元件200、空间光调制器300以及多个投影镜头400，偏振分光元件100用于接收入射光，并将入射光分离成第一偏振光以及第二偏振光，本实施例中，以入射光的出射方向为X，第一偏振光的出射方向为Y，其中方向X与方向Y相互垂直，第二偏振光继续沿方向X出射。本实施例中，入射光为黄光，黄光是由红光和绿光两种基色光组成的。在经过偏振分光元件100后，得到的第一偏振光和第二偏振光均为黄光。

第一波长分光元件200用于接收第一偏振光，并分离第一偏振光为基色光，呈前述，第一波长分光元件200将第一偏振光分离成红光和绿光两种基色光。具体地，本实施例中，第一波长分光元件200包括第一分光元件210，第一分光元件210用于接收第一偏振光，并分离第一偏振光为第一基色光和第二基色光，第一基色光被朝向方向X反射，第二基色光透过第一分光元件210继续沿方向Y出射。其中，第一基色光可以是红光或绿光，第二基色光可以是绿光或红光，第一基色光和第二基色光为不相同的光线。

第一波长分光元件200还可以包括第一光引导件230，第一光引导件230用于接收第二基色光，并反射第二基色光至空间光调制器300，本实施例中，第一光引导件230与第一分光元件210并排设置，且将第二基色光沿方向X反射。这样第二偏振光、第一基色光以及第二基色光均朝向方向X传播并进入空间光调制器300。

空间光调制器300包括多个液晶区域310，每个液晶区域310接收一种基色光或者第二偏振光，并调制后形成调制光。本实施例中，每个液晶区域310接收第一基色光或第二基色光或者第二偏振光，并调制后形成调制光，第一基色光、第二基色光以及第二偏振光被引导至不同的液晶区域310。本实施例中，第一基色光为绿光，第二基色光为红光，第一基色光、第二基色光以及第二偏振光可以组合形成其他颜色的光线。

在一些实施方式中，请继续参阅图3，空间光调制器300的多个液晶区域310中的至少一个还用于接收第三基色光，并调制后形成调制光，本实施例中，第三基色光为蓝光，这样空间光调制器300可以接收蓝光、红光、绿光以及黄光，进行可以组合出色彩更为多样的光线进行显示。其中此时，投影设备10还可以包括一单色光源(未示出)，单色光源出射第三基色光，且第三基色光可以沿方向X直接入射于空间光调制器300。

需要说明的是，本实施例中的入射光、第一基色光、第二基色光以及第三基色光均可以根据需要进行调整，例如：当入射光为紫光时，第一基色光和第二基色光可以是红光和蓝光，第二基色光可以是绿光，即入射光可以是由第一基色光和第二基色光合成的光线，第三基色光为与第一基色光和第二基色光不同的光线。

每个投影镜头400接收一个液晶区域310出射的调制光，并出射图像光，且多个投影镜头400出射的图像光在投影面叠加形成图像。本实施例中，投影镜头400的数量为四个，且每个投影镜头400与一个液晶区域310对应设置。且每个投影镜头400的光轴与对应的液晶区域310出射的调制光的光轴同轴设置，也即是投影镜头400与与之对应的液晶区域310是完全对应的，投影镜头400不设置偏移量，此处的偏移是指沿垂直于投影镜头400的光轴方向(也即投影设备10的厚度方向X)的方向Y上的偏移。这样设置的好处在于：由于投影镜头400不设置偏移量，相邻的投影镜头400之间不会形成干涉，因此不需要对镜头沿厚度方向做拉长设置，因此可以降低投影设备10的厚度方向的尺寸。可以理解的是，在其他的一些实施方式中，投影镜头400也可以在沿垂直于投影镜头400的光轴方向上适当偏移，这样可以减小边缘像素的损失。

同样的，本实施例中的入射光的光轴方向可以与投影镜头400的光轴相互平行，也可以与投影镜头400的光轴相互垂直。其中，未在本实施例中详尽的内容可以参考第一实施例的相关内容，在此不再赘述。

本实施例中提供的投影设备10，可以使用非白光光源出射入射光，例如黄光、紫光等作为入射光光源，扩大光源的种类，且由于入射光中的第一偏振光和第二偏振光均得到利用，因此提高了光效；同时，由于采用的第一波长分光元件200的数量更少，有利于缩小投影设备10的体积。

第三实施例

参阅图5，本实施例提供一种投影设备10，其与第一实施例中提供的投影设备10相比，区别在于本实施例中，投影设备10还包括第二波长分光元件250，相同的部分可以参阅第一实施例的相关内容，在此不再赘述。

具体的，第二波长分光元件250用于接收第二偏振光，并分离第二偏振光为基色光，此处的基色光是指组成第二偏振光的基色光，空间光调制器300还用于接收由第二偏振光分离得到的基色光，例如入射光为白光，偏振分光元件100分离入射光得到的第一偏振光为S偏振态光，第二偏振光为P偏振态光，第二波长分光元件250分离第二偏振光得到的基色光为红光、蓝光和绿光；若入射光为黄光，则分离第二偏振光得到的基色光为红光和绿光。在此不对分离得到的基色光的颜色或数量做限定。并调制后形成调制光，调制后形成的调制光同样进入投影镜头400进行投射。

本实施例中，入射光为白光，因此经过偏振分光元件100之后形成的第一偏振光和第二偏振光均为白光。此时，第二波长分光元件250包括第三分光元件260和第四分光元件270，第三分光元件260和第四分光元件270沿方向Y并排设置，且在一些实施方式中，第三分光元件260和第四分光元件270可以邻近设置，并可以贴合在一起，以减小第二波长分光元件250的体积。本实施例中，第二波长分光元件250与第一波长分光元件200分别位于偏振分光元件100的两侧，即第二波长分光元件250、偏振分光元件100以及第一波长分光元件200沿Y向并排设置，这种设置方式不会增加投影设备10的X向的厚度。

第三分光元件260用于接收第二偏振光，并分离第二偏振光为第一基色光和第二过滤光，第一基色光被朝向方向X反射，第二过滤光沿方向Y透过第三分光元件260，进入第四分光元件270。第四分光元件270用于接收第二过滤光，并分离第二过滤光为第二基色光和第三基色光，其中，第二基色光被朝向方向X反射，第三基色光沿方向Y透过第四分光元件270。

第二波长分光元件250还可以包括第二光引导件280，第二光引导件280用于接收第三基色光，并反射第三基色光至空间光调制器300，本实施例中，第二光引导件280与第四分光元件270并排设置，且将第三基色光沿方向X反射。这样分离第二偏振光得到的第一基色光、第二基色光以及第三基色光均朝向方向X传播并进入空间光调制器300。需要说明的是，第一基色光可以是红光、蓝光或绿光，第二基色光也可以是红光、蓝光或绿光，第三基色光也可以是红光、蓝光或绿光，且第一基色光、第二基色光以及第三基色光为不同颜色的光线。本实施例中，第一基色光为蓝光、第二基色光为红光、第三基色光为绿光。

在其他的实施方式中，入射光可以是非白光，例如入射光为黄光，此时第二波长分光元件250分离的第二偏振光仅包括红光和绿光两种基色光，此时第二波长分光元件250可以仅包括第三分光元件260。其设置方式可以参考第二实施例的方式。

空间光调制器300包括多个液晶区域310，其中多个液晶区域310可以接收由第一偏振光分离而来的第一基色光、第二基色光以及第三基色光，同时接收由第二偏振光分离而来的第一基色光、第二基色光以及第三基色光，且由第一偏振光分离而来的第一基色光、第二基色光以及第三基色光，和由第二偏振光分离而来的第一基色光、第二基色光以及第三基色光中的每一者，在入射于空间光调制器300时，是入射于不同的液晶区域310的。

投影镜头400接收空间光调制器300调制后形成的调制光，并投射于投影面形成图像，图像是由多个投影镜头400形成的图像进行叠加后形成的。具体地，每个投影镜头400接收一个液晶区域310出射的调制光，并出射图像光，且多个投影镜头400出射的图像光在投影面叠加形成图像。且本实施例中，投影镜头400的数量为六个，且每个投影镜头400与一个液晶区域310对应设置。且每个投影镜头400的光轴与对应的液晶区域310出射的调制光的光轴同轴设置，也即是投影镜头400与与之对应的液晶区域310是完全对应的，投影镜头400不设置偏移量，此处的偏移是指沿垂直于投影镜头400的光轴方向(也即投影设备10的厚度方向X)的方向Y上的偏移。这样设置的好处在于：由于投影镜头400不设置偏移量，相邻的投影镜头400之间不会形成干涉，因此不需要对镜头沿厚度方向做拉长设置，因此可以降低投影设备10的厚度方向的尺寸。可以理解的是，在其他的一些实施方式中，投影镜头400也可以在沿垂直于投影镜头400的光轴方向上适当偏移，这样可以减小边缘像素的损失。

由于本实施例中，入射光经过偏振分光元件100、第一波长分光元件200以及第二波长分光元件250后，第一波长分光元件200可以形成一组RGB三通道显示区域，第二波长分光元件250可以形成一组RGB三通道显示区域，总计可以形成RGBRGB的六通道显示区域，每一组RGB区域可以进行区域重叠，形成彩色显示画面，两组RGB图像之间，可以采用拼接排列，实现2倍本征分辨率的效果，获得2倍于液晶面板分辨率的高分辨率显示图像。

本实施例提供的投影设备10，可以直接使用白光作为入射光源，因此可以降低光源成本，同时，通过偏振分光元件100与第一波长分光元件200、第二波长分光元件250结合应用，可以使得入射光全部被利用，进而提高了光源的光效以及显示图像的分辨率。且在投影设备10的厚度方向上的尺寸可以得到降低，有利减小投影设备10的厚度尺寸。

同样的，入射光的光轴也可以与投影镜头的光轴相互平行，这样可以在减少零部件的同时进一步的压缩投影设备10厚度方向X上的尺寸。

在另外的一种实施方式中，如图6所示，光源装置出射的入射光的光轴可以与投影镜头的光轴相互垂直，结合图2，光源装置出射的入射光沿Y方向出射，投影镜头的光轴方向沿X方向，与入射光的光轴方向相互垂直。光源装置出射的入射光经过偏振分光元件100后被分离成第一偏振光和第二偏振光，第一偏振光透过偏振分光元件100后继续沿方向Y出射，并被波长分光元件200分离形成基色光，第二偏振光被偏振分光元件100沿方向X朝向第二波长分光元件250方向反射，并最终被第二波长分光元件250分离成基色光，基色光沿方向X朝向液晶区域310出射。

这种设置方式的好处在于：由于光源装置出射的入射光沿方向Y出射，光源装置可以与偏振分光元件100、第一波长分光元件200并排设置，因此光源装置不需要占用投影设备10在厚度方向(即X方向)的空间，并且光源装置可以与第二波长分光元件250在X方向上并排设置，可以进一步的压缩投影设备10的厚度尺寸，实现超薄化设计的目的。

其中，未在本实施例中详尽的内容可以参考第一实施例的相关内容，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，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 (13)

1.一种投影设备，其特征在于，包括：

偏振分光元件，用于接收入射光，并将所述入射光分离成第一偏振光以及第二偏振光；

第一波长分光元件，用于接收第一偏振光，并分离所述第一偏振光为基色光；

空间光调制器，所述空间光调制器包括多个液晶区域，每个液晶区域接收一种基色光或者所述第二偏振光，并调制后形成调制光；以及

多个投影镜头，每个所述投影镜头接收一个所述液晶区域出射的调制光，并出射图像光，且所述多个投影镜头出射的图像光在投影面叠加形成图像。

2.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，每个所述投影镜头的光轴与对应的所述液晶区域出射的调制光的光轴同轴设置。

3.根据权利要求1或2所述的投影设备，其特征在于，所述入射光的光轴与所述投影镜头的光轴相互垂直。

4.根据权利要求1或2所述的投影设备，其特征在于，所述第一波长分光元件包括：

第一分光元件，用于接收所述第一偏振光，并分离所述第一偏振光为第一基色光和第二基色光，所述第一基色光和所述第二基色光分别被引导至不同的所述液晶区域。

5.根据权利要求4所述的投影设备，其特征在于，所述多个液晶区域中的至少一个还用于接收第三基色光，并调制后形成所述调制光。

6.根据权利要求1或2所述的投影设备，其特征在于，所述第一波长分光元件包括：

第一分光元件，用于接收所述第一偏振光，并分离所述第一偏振光为第一基色光和第一过滤光；以及

第二分光元件，用于接收所述第一过滤光，并分离所述第一过滤光为第二基色光和第三基色光；其中，所述第一基色光、所述第二基色光以及所述第三基色光分别被引导至不同的所述液晶区域。

7.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述投影设备还包括第二波长分光元件，所述第二波长分光元件用于接收所述第二偏振光，并分离所述第二偏振光为基色光，所述空间光调制器还用于接收由所述第二偏振光分离得到的基色光，并调制后形成调制光。

8.根据权利要求7所述的投影设备，其特征在于，所述第二波长分光元件包括：

第三分光元件，用于接收所述第二偏振光，并分离所述第二偏振光得到第一基色光和第二过滤光；以及

第四分光元件，用于接收所述第二过滤光，并分离所述第二过滤光得到第二基色光和第三基色光；其中，所述第一基色光、所述第二基色光以及所述第三基色光分别被引导至不同的所述液晶区域。

9.根据权利要求8所述的投影设备，其特征在于，所述空间光调制器包括六个所述液晶区域，由所述第一偏振光分离得到的每种基色光，以及由第二偏振光分离得到的每种基色光，分别入射于不同的液晶区域。

10.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述空间光调制器为低温多晶硅液晶显示器。

11.根据权利要求10所述的投影设备，其特征在于，所述空间光调制器包括多个独立的液晶面板，每个所述液晶面板作为一个所述液晶区域。

12.根据权利要求10所述的投影设备，其特征在于，所述空间光调制器包括基底以及形成于所述基底的多个所述液晶区域，多个所述液晶区域间隔设置。

13.根据权利要求10-12任一项所述的投影设备，其特征在于，所述投影设备还包括检偏器，所述调制光从所述空间光调制器出射后直接入射至所述检偏器，经所述检偏器检偏后入射至所述投影镜头。

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