CN216748286U - 投影装置、抬头显示系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种投影装置、抬头显示系统及车辆，投影装置包括：光源系统；准直透镜，准直透镜位于光源系统发出的光束的传输路径上；第一成像组件，第一成像组件包括第一显示芯片，第一显示芯片用于调制第一偏振光以形成第一像；相位延迟器，相位延迟器设于第一成像组件的远离光源系统的一侧，并且用于将第二偏振光转换为第一偏振光；第二成像组件，第二成像组件包括第二显示芯片，第二成像组件设于相位延迟器的远离第一成像组件的一侧，并且用于调制经相位延迟器转换后的第一偏振光以形成第二像。本申请的投影装置，在不增加成本和体积的前提下，通过一套光源系统就能同时显示两个画面，满足用户的不同需求，提升用户使用体验。

Description

投影装置、抬头显示系统及车辆

技术领域

本申请涉及投影显示技术领域，更具体地，涉及一种投影装置、抬头显示系统及车辆。

背景技术

HUD(Head Up Display，中文译为抬头显示器)可以直接在车辆的挡风玻璃上进行成像显示，使得驾驶员在驾驶过程中，无需低头观看仪表盘，就可以查看车辆的行车信息。

随着驾驶需求的提升，HUD通常需要投影显示一幅距离相对较远的导航画面，同时还需要显示一幅距离相对较近的具有车速等驾驶信息的画面。而现有的投影显示装置通常需要采用两套光源系统显示两个画面，增加投影显示装置的成本和占用体积。

实用新型内容

本申请的一个目的是提供一种投影装置的新技术方案，至少能够解决现有技术中的投影显示装置应采用两套光源系统分别显示两个画面而导致成本增加，体积增大的问题。

根据本申请的第一方面，提供了一种投影装置，包括：光源系统；准直透镜，所述准直透镜位于所述光源系统发出的光束的传输路径上；第一成像组件，所述第一成像组件包括第一显示芯片，所述第一显示芯片用于调制第一偏振光以形成第一像；相位延迟器，所述相位延迟器设于所述第一成像组件的远离所述光源系统的一侧，并且用于将第二偏振光转换为第一偏振光；第二成像组件，所述第二成像组件包括第二显示芯片，所述第二成像组件设于所述相位延迟器的远离所述第一成像组件的一侧，并且用于调制经所述相位延迟器转换后的第一偏振光以形成第二像。

可选地，所述第一显示芯片和所述第二显示芯片为LCOS芯片。

可选地，所述第一成像组件还包括：第一分光元件和第一镜头；所述第一分光元件设于所述第一显示芯片与第一镜头之间，并用于反射所述第一偏振光，同时透过所述第二偏振光；所述第一显示芯片调制后形成第二偏振光经所述第一镜头成第一像。

可选地，所述第一分光元件为PBS棱镜。

可选地，所述第二成像组件包括：第二分光元件和第二镜头；所述第二分光元件设于所述第二显示芯片与第二镜头之间，并用于反射所述第一偏振光，同时透过所述第二偏振光；所述第二显示芯片调制后形成第二偏振光经所述第二镜头成第二像。

可选地，所述第二分光元件为PBS棱镜。

可选地，所述相位延迟器为半波片。

可选地，所述第一镜头和所述第二镜头的焦距不同。

根据本申请的第二方面，提供一种抬头显示系统，包括上述实施例中所述的投影装置及反射镜。

根据本申请的第三方面，提供一种车辆，包括挡风玻璃及上述实施例中所述的抬头显示系统。

根据本实用新型实施例的投影装置，设置有一套光源系统，第一成像组件设置在光源系统的光线传输路径上，第一成像组件能够利用光源系统中发出的第一偏振光，并通过第一显示芯片调制第一偏振光形成第一像。第二成像组件和第一成像组件之间设置有相位延迟器，相位延迟器能够将光源系统发出的第二偏振光转换为第一偏振光，并通过第二成像组件中的第二显示芯片调至由第二偏振光转换成的第一偏振光，并形成第二像。本实用新型的投影装置，充分利用了光源系统产生的第二偏振光，在不增加成本和体积的前提下，通过一套光源系统就能同时显示两个画面，满足用户的不同需求，提升用户使用体验。

以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请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申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1是本实用新型实施例的投影装置的光线传输路径图。

附图标记：

光源系统10；

准直透镜20；

第一显示芯片31；第一分光元件32；第一镜头33；

相位延迟器40；

第二显示芯片51；第二分光元件52；第二镜头53。

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、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法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。

下面结合附图具体描述根据本实用新型实施例的投影装置。

如图1所示，根据本实用新型实施例的投影装置包括光源系统10、准直透镜20、第一成像组件、相位延迟器40和第二成像组件。

具体而言，准直透镜20位于光源系统10发出的光束的传输路径上。第一成像组件包括第一显示芯片31，第一显示芯片31用于调制第一偏振光以形成第一像。相位延迟器40设于第一成像组件的远离光源系统10的一侧，并且用于将第二偏振光转换为第一偏振光。第二成像组件包括第二显示芯片51，第二成像组件设于相位延迟器40的远离第一成像组件的一侧，并且用于调制经相位延迟器40转换后的第一偏振光以形成第二像。

换言之，参见图1，根据本实用新型实施例的投影装置主要由光源系统10、准直透镜20、第一成像组件、相位延迟器40和第二成像组件组成。其中，光源系统10能够发出光线，光源系统10发出的光线中包含第一偏振光和第二偏振光。在本申请的下述实施例中，以第一偏振光为S光，第二偏振光为P光为例进行具体说明。S光也就是S偏振光，P光也就是P偏振光，当光线以非垂直角度穿透光学元件(如分光镜)的表面时，反射和透射特性均依赖于偏振现象。这种情况下，使用的坐标系是用含有输入和反射光束的那个平面定义的。如果光线的偏振矢量在这个平面内，则称为p-偏振(P光)，如果偏振矢量垂直于该平面，则称为s-偏振(S光)。任何一种输入偏振状态都可以表示为s和p分量的矢量和。当然，对于S光和P光的具体定义和原理，本领域技术人员是可以理解的，在本申请中不再详细赘述。

准直透镜20设置在光源系统10发出的光束的传输路径上。准直透镜20能够对光源系统10发出的光束进行准直，提高投影装置的整体光效。第一成像组件包括第一显示芯片31，第一显示芯片31用于调制第一偏振光并形成第一像。第一成像组件能够对第一偏振光进行反射，同时能够透过第二偏振光。相位延迟器40设在第一成像组件的远离光源系统10的一侧，相位延迟器40位于第一成像组件中透过的第二偏振光的光束传输路径上。相位延迟器40能够将第二偏振光转换为第一偏振光，对透过第一成像组件的第二偏振光进行合理用，避免光源系统10中发出的第二偏振光的浪费。

第二成像组件包括第二显示芯片51，第二成像组件设置在相位延迟器40的远离第一成像组件的一侧，第二成像组件位于相位延迟器40的光线传输路径上。第二显示芯片51与第一显示芯片31的作用相同，第二显示芯片51能够调制经相位延迟器40转换后的第一偏振光并形成第二像，实现一个光源系统10成两个像。

由此，根据本实用新型实施例的投影装置，设置有一套光源系统10，第一成像组件设置在光源系统10的光线传输路径上，第一成像组件能够利用光源系统10中发出的第一偏振光，并通过第一显示芯片31调制第一偏振光形成第一像。第二成像组件和第一成像组件之间设置有相位延迟器40，相位延迟器40能够将光源系统10发出的第二偏振光转换为第一偏振光，并通过第二成像组件中的第二显示芯片51调至由第二偏振光转换成的第一偏振光，并形成第二像。本实用新型的投影装置，充分利用了光源系统10产生的第二偏振光，在不增加成本和体积的前提下，通过一套光源系统10就能同时显示两个画面，满足用户的不同需求，提升用户使用体验。

根据本实用新型的一个实施例，第一显示芯片31和第二显示芯片51为LCOS芯片。

也就是说，如图1所示，第一显示芯片31和第二显示芯片51均可以采用LCOS芯片(Liquid Crystal on Silicon，硅基液晶)。LCOS芯片能够将第一偏振光(S光)转换为第二偏振光(P光)，并进行调制成像。本申请通过合理运用第一偏振光和第二偏振光的不同特性，充分利用光源系统10发出的第一偏振光和第二偏振光，避免光源系统10中第二偏振光的浪费，在不增加成本和体积的前提下，通过一套光源系统10就能同时显示两个画面，满足用户的不同需求，提升用户使用体验。

根据本实用新型的一个实施例，第一成像组件还包括第一分光元件32和第一镜头33。

具体地，第一分光元件32设于第一显示芯片31与第一镜头33之间，并用于反射第一偏振光，同时透过第二偏振光。第一显示芯片31调制后形成第二偏振光经第一镜头33成第一像。

换句话说，如图1所示，第一成像组件还包括第一分光元件32和第一镜头33。其中，第一分光元件32设置在第一显示芯片31与第一镜头33之间，第一分光元件32能够反射第一偏振光(S光)，同时透过第二偏振光(P光)。可选地，第一分光元件32可以采用PBS棱镜(分光棱镜)，PBS棱镜(分光棱镜)能够透过P光，同时对S光进行反射。光源系统10发出的光线经准直透镜20准直后，射入第一分光元件32，第一分光元件32对第一偏振光进行反射，同时第二偏振光可以直接透过第一分光元件32。经第一分光元件32反射的第一偏振光被反射至第一显示芯片31，经第一显示芯片31调制后形成第二偏振光，并射入第一分光元件32，最后经第一镜头33成第一像。同样地，光源系统10中的第二偏振光透过第一分光元件32后射入相位延迟器40，可以经第二成像组件调制形成第二像。因此，本申请通过合理运用第一偏振光和第二偏振光的不同特性，充分利用光源系统10发出的第一偏振光和第二偏振光，避免光源系统10中第二偏振光的浪费，在不增加成本和体积的前提下，通过一套光源系统10就能同时显示两个画面，满足用户的不同需求，提升用户使用体验。

根据本实用新型的一个实施例，第二成像组件包括第二分光元件52和第二镜头53。

具体地，第二分光元件52设于第二显示芯片51与第二镜头53之间，并用于反射第一偏振光，同时透过第二偏振光。第二显示芯片51调制后形成第二偏振光经第二镜头53成第二像。

也就是说，如图1所示，第二成像组件还包括第二分光元件52和第二镜头53。第二成像组件与第一成像组件的工作原理相同。其中，第二分光元件52设置在第二显示芯片51与第二镜头53之间，第二分光元件52能够反射第一偏振光(S光)，同时透过第二偏振光(P光)。可选地，第二分光元件52可以采用PBS棱镜(分光棱镜)，PBS棱镜(分光棱镜)能够透过P光，同时对S光进行反射。光源系统10中的第二偏振光透过第一分光元件32后射入相位延迟器40，经相位延迟器40将第二偏振光转换为第一偏振光。经相位延迟器40转换的第一偏振光射入第二分光元件52，通过第二分光元件52反射给第二显示芯片51，通过第二显示芯片51调制后形成第二偏振光，并再次射入第二分光元件52，最后经第二镜头53成第一像。可选地，相位延迟器40可以采用半波片，半波片能够将P光转换成S光。

因此，本申请通过设置一套光源系统10，第一成像组件设置在光源系统10的光线传输路径上，第一成像组件能够利用光源系统10中发出的第一偏振光，并通过第一显示芯片31调制第一偏振光形成第一像。第二成像组件和第一成像组件之间设置有相位延迟器40，半波片能够将光源系统10发出的第二偏振光转换为第一偏振光，并通过第二成像组件中的第二显示芯片51调至由第二偏振光转换成的第一偏振光，并形成第二像。本申请的投影装置，充分利用了光源系统10产生的第二偏振光，在不增加成本和体积的前提下，通过一套光源系统10就能同时显示两个画面，满足用户的不同需求，提升用户使用体验。

在本实用新型的一些具体实施方式中，第一镜头33和第二镜头53的焦距不同。

换句话说，如图1所示，第一镜头33和第二镜头53的焦距不同，通过采用两个不同焦距的第一镜头33和第二镜头53，在投影装置中，通过一套光源系统10就能够同时投射出两个成像距离不同的图像，实现远近处同时成像，满足用户的不同需求，极大地提升了用户使用体验。

当然，对于本领域技术人员来说，投影装置的其他结构及其工作原理是可以理解并且能够实现的，在本申请中不再详细赘述。

总而言之，根据本实用新型实施例的投影装置，通过设置一套光源系统10，第一成像组件设置在光源系统10的光线传输路径上，第一成像组件能够利用光源系统10中发出的第一偏振光，并通过第一显示芯片31调制第一偏振光形成第一像。第二成像组件和第一成像组件之间设置有相位延迟器40，半波片能够将光源系统10发出的第二偏振光转换为第一偏振光，并通过第二成像组件中的第二显示芯片51调至由第二偏振光转换成的第一偏振光，并形成第二像。本申请的投影装置，充分利用了光源系统10产生的第二偏振光，在不增加成本和体积的前提下，通过一套光源系统10就能同时显示两个不同成像距离的画面，满足用户的不同需求，提升用户使用体验。

根据本申请的第二方面，提供一种抬头显示系统，包括上述实施例中的投影装置和反射镜。本申请的抬头显示系统包括投影装置和反射镜，抬头显示系统也可以称为抬头显示器(HUD，Head Up Display)。抬头显示系统可以应用于战斗机、车辆等不同领域，例如，抬头显示系统可以直接车辆的挡风玻璃上进行成像显示。由于根据本实用新型实施例的投影装置具有上述技术效果，因此，根据本实用新型实施例的抬头显示设备也应具有相应的技术效果。本申请的抬头显示系统，通过采用该投影装置，如图1所示，充分利用了光源系统10产生的第二偏振光，在不增加成本和体积的前提下，通过一套光源系统10就能同时显示两个不同成像距离的画面，满足用户的不同需求，提升用户使用体验。

当然，对于本领域技术人员来说，抬头显示系统的其他结构及其工作原理是可以理解并且能够实现的，在本申请中不再详细赘述。

根据本申请的第二方面，提供一种车辆，其特征在于，包括挡风玻璃及上述实施例中的抬头显示系统。由于根据本实用新型实施例的投影装置具有上述技术效果，因此，根据本实用新型实施例的车辆也应具有相应的技术效果。本申请的车辆，通过采用该投影装置，车辆中的驾驶员不需要低头查看仪表盘，即可充挡风玻璃上获得车速、驾驶路线等信息。同时，投影装置能够同时在挡风玻璃上显示两个不同成像距离的显示画面。其中，距离较远的成像画面可以用于显示导航画面，距离较近的成像画面可以用于显示车速等驾驶信息画面。如图1所示，本申请的车辆中的投影装置充分利用了光源系统10产生的第二偏振光，在不增加成本和体积的前提下，通过一套光源系统10就能同时显示两个不同成像距离的画面，降低车辆成本，减少车辆的内部占用空间，满足用户的不同需求，提升用户使用体验。

当然，对于本领域技术人员来说，车辆的其他结构及其工作原理是可以理解并且能够实现的，在本申请中不再详细赘述。

虽然已经通过例子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，以上例子仅是为了进行说明，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 (10)

1.一种投影装置，其特征在于，包括：

光源系统；

准直透镜，所述准直透镜位于所述光源系统发出的光束的传输路径上；

第一成像组件，所述第一成像组件包括第一显示芯片，所述第一显示芯片用于调制第一偏振光以形成第一像；

相位延迟器，所述相位延迟器设于所述第一成像组件的远离所述光源系统的一侧，并且用于将第二偏振光转换为第一偏振光；

第二成像组件，所述第二成像组件包括第二显示芯片，所述第二成像组件设于所述相位延迟器的远离所述第一成像组件的一侧，并且用于调制经所述相位延迟器转换后的第一偏振光以形成第二像。

2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述第一显示芯片和所述第二显示芯片为LCOS芯片。

3.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述第一成像组件还包括：第一分光元件和第一镜头；

所述第一分光元件设于所述第一显示芯片与第一镜头之间，并用于反射所述第一偏振光，同时透过所述第二偏振光；

所述第一显示芯片调制后形成第二偏振光经所述第一镜头成第一像。

4.根据权利要求3所述的投影装置，其特征在于，所述第一分光元件为PBS棱镜。

5.根据权利要求3所述的投影装置，其特征在于，所述第二成像组件还包括：第二分光元件和第二镜头；

所述第二分光元件设于所述第二显示芯片与第二镜头之间，并用于反射所述第一偏振光，同时透过所述第二偏振光；

所述第二显示芯片调制后形成第二偏振光经所述第二镜头成第二像。

6.根据权利要求5所述的投影装置，其特征在于，所述第二分光元件为PBS棱镜。

7.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述相位延迟器为半波片。

8.根据权利要求5所述的投影装置，其特征在于，所述第一镜头和所述第二镜头的焦距不同。

9.一种抬头显示系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的投影装置及反射镜。

10.一种车辆，其特征在于，包括挡风玻璃及权利要求9所述的抬头显示系统。

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