CN216748287U - 投影装置、抬头显示系统及交通工具 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了一种投影装置、抬头显示系统及交通工具，所述投影装置包括：光源系统；分光装置，所述分光装置被构造为能将所述光源系统发出的一部分光进行透射，以形成第一偏振光，以及将所述光源系统发出的另一部分光进行反射，以形成第二偏振光；第一成像组件，所述第一成像组件包括第一显示芯片，所述第一显示芯片被构造为用于调制所述第一偏振光，以形成第一像；以及第二成像组件，所述第二成像组件包括第二显示芯片，所述第二显示芯片被构造为用于调制所述第二偏振光，并将所述第二偏振光转换为所述第一偏振光，以形成第二像。

Description

投影装置、抬头显示系统及交通工具

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，更具体地，本申请涉及一种投影装置、抬头显示系统及交通工具。

背景技术

抬头显示器是投影装置的一种，HUD可在交通工具的挡风玻璃上成像。其起初用于战斗机中。HUD能够将仪表盘或是导航信息在挡风玻璃上成像。

目前，由于驾驶需求的多样化，常常需要在挡风玻璃上形成至少两个虚像。为了形成多个虚像，并且多个虚像所显示的内容不同，通常是在投影装置内设置多个光源系统。这样，会造成投影装置体积大，不利于投影装置的小型化，在投影装置内设置多个光源系统。

此外，现有的LCOS(硅基液晶)投影装置只利用光源系统发出的一部分光能，另一部分光能自棱镜透射后而不再进行利用。这样，造成了能源的浪费。

实用新型内容

本公开的一个目的是提供一种投影装置、成像组件及交通工具的新技术方案。

在本公开的一个实施例中，提供了一种投影装置，所述投影装置包括：光源系统；分光装置，所述分光装置被构造为能将所述光源系统发出的一部分光进行透射，以形成第一偏振光，以及将所述光源系统发出的另一部分光进行反射，以形成第二偏振光；第一成像组件，所述第一成像组件包括第一显示芯片，所述第一显示芯片被构造为用于调制所述第一偏振光，以形成第一像；以及第二成像组件，所述第二成像组件包括第二显示芯片，所述第二显示芯片被构造为用于调制所述第二偏振光，并将所述第二偏振光转换为所述第一偏振光，以形成第二像。

可选地，所述第一显示芯片为DMD芯片，所述第二显示芯片为LCOS 芯片。

可选地，所述投影装置包括准直透镜，所述准直透镜位于所述光源系统和所述分光装置之间。

可选地，所述第一成像组件包括匀光组件、中继组件和棱镜，所述匀光组件位于所述分光装置和所述中继组件之间，所述中继组件位于所述棱镜和所述匀光组件之间。

可选地，所述中继组件包括第一中继镜和第二中继镜，所述第一中继镜靠近所述匀光组件，所述第二中继镜靠近所述棱镜设置。

可选地，所述第一成像组件包括第一镜头，所述第二成像组件包括第二镜头，所述第一镜头与所述第二镜头并列设置，所述第一镜头与所述第一显示芯片相对，所述第二镜头与所述第二显示芯片相对，所述分光装置位于所述第二镜头与所述第二显示芯片之间。

可选地，所述第一镜头与所述第二镜头的焦距不同。

可选地，所述分光装置为PBS偏振分光棱镜。

在本公开的一个实施例中，提供了一种抬头显示系统，所述抬头显示系统包括所述投影装置及反射镜。

在本公开的一个实施例中，提供了一种交通工具，所述交通工具包括所述投影装置及挡风元件，所述第一成像组件和所述第二成像组件与所述挡风元件相对设置。

通过这样的方式，能够通过一个光源系统形成两个虚像。有效地减小了投影装置的体积，减小了投影装置占用的面积，提高了投影装置的应用场景。与此同时，避免了偏振光的浪费，增加了光源系统的利用率。

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为本公开实施例的成像组件的结构示意图；

图2为本公开实施例的光源系统的结构示意图之一；

图3为本公开实施例的光源系统的结构示意图之二；

图4为本公开实施例的光源系统的结构示意图之三。

附图标记说明：

10、光源系统；20、分光装置；31、第一镜头；32、匀光组件；33、棱镜；34、第一显示芯片；35、第二显示芯片；36、第二镜头；37、第一中继镜；38、第二中继镜；39、准直透镜；

11、第一光源；12、第二光源；13、第三光源；14、第一分光片；15、激发光源；16、第四光源；17、第二分光片；18、第三分光片。

具体实施方式

下面将详细描述本公开的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和装置可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和装置应当被视为说明书的一部分。

本公开的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

根据本公开的一个实施例，提供了一种投影装置。如图1所示，投影装置包括：光源系统10、分光装置20、第一成像组件及第二成像组件。分光装置20被构造为能将光源系统10发出的一部分光进行透射，以形成第一偏振光；以及将光源系统10发出的另一部分光进行反射，以形成第二偏振光。第一成像组件包括第一显示芯片34。第一显示芯片34被构造为用于调制第一偏振光，以形成第一像。第二成像组件包括第二显示芯片35。第二显示芯片35被构造为用于调制第二偏振光，并将第二偏振光转换为第一偏振光，以形成第二像。

光源系统10能够发出非偏振光。

非偏振光由分光装置20透射以形成的第一偏振光，例如，第一偏振光为P光；由分光装置20反射以形成的第二偏振光，例如，第二偏振光为 S光。

例如，第一显示芯片34能够将P光调制，以形成第一像。第二显示芯片35将S光首先调制成P光，再将P光经过分光装置20透射，以形成第二像。

通过这样的方式，能够通过一个光源系统10形成两个虚像。有效地减小了投影装置的体积，减小了投影装置占用的面积，提高了投影装置的应用场景。与此同时，避免了偏振光的浪费，利用第二光路形成一个虚像，增加了光源系统10的利用率。

需要指出的是，本公开利用了被分光装置20透射的P光，将P光通过第一成像组件形成另一个虚像。这改变了人们对于偏振光的可利用性的偏见。在现有的投影装置中，由于需要通过调节S光的明暗的方式以形成设定的影像，因此，通常不再利用P光。而本公开利用了P光，通过在P 光的延伸方向设置第一成像组件，以将P光形成另一个虚像。这样，能够使得一个光源系统10形成两个虚像，缩小了投影装置的尺寸。此外，对本领域技术人员放弃使用的P光加以利用，使P光形成第二虚像，增加了能源的利用率。

例如，分光装置20为PBS偏振分光棱镜33。PBS偏振分光棱镜33是将一束非偏振光分成传播方向相互垂直的P光和S光的光学元件。

可以理解的是，对分光装置20的具体种类在这里不做具体的限定，以能够实现将一束非偏振光分为两个偏振光即可。本领域技术人员可根据需要，自行选择。

例如，第一显示芯片34为DMD芯片，第二显示芯片35为LCOS芯片。

DMD芯片能够将P光进行调制，以形成第一像。

LCOS芯片将被分光装置20反射出的S光首先调制成P光，再将P光经过分光装置20透射，以形成第二像。

通过这样的方式，投影装置只需要设置一个光源系统10，便可以形成两个光束，通过设置两个显示芯片，将两个光束形成两个像。这样，减小了投影装置的体积，有利于投影装置的小型化。

此外，通过这样的方式，降低了投影装置的热累积，也避免了多个光源系统10之间的干扰，提高了投影装置的性能。

在一个例子中，如图1所示，投影装置包括准直透镜39，准直透镜 39位于光源系统10和分光装置20之间。

来自光源系统10的光束首先入射至准直透镜39，再经过准直透镜39 被调制为平行的光束后，再入射至分光系统。

这样，准直透镜39能够收集来自光源系统10的光，并且将来自光源系统10的光调制成平行的光束，能够增加来自光源系统10的光的利用率。

在一个例子中，如图1所示，第一成像组件包括匀光组件32、中继组件和棱镜33。匀光组件32位于分光装置20和中继组件之间，中继组件位于棱镜33和匀光组件32之间。

例如，匀光组件32为复眼透镜，通过复眼透镜将来自分光装置20的 P光调制成符合第一显示芯片34形状的光束。

通过这样的方式，能够对第一偏振光即P光的光束在入射至第一显示芯片34之前通过匀光组件32、中继组件和棱镜33进行聚光和准直。

这样，能够提高第一像的成像品质。

例如，如图1所示，中继组件包括第一中继镜37和第二中继镜38，第一中继镜37靠近匀光组件32，第二中继镜38靠近棱镜33设置。

这样，能够进一步提高第一像的成像品质。

可以理解的是，本领域技术人员能够根据需要调整匀光组件32、中继组件的个数。

在一个例子中，第一成像组件包括第一镜头31，第二成像组件包括第二镜头36。第一镜头31与第二镜头36并列设置。第一镜头31与第一显示芯片34相对。第二镜头36与第二显示芯片35相对。分光装置20位于第二镜头36与第二显示芯片35之间。

具体地，第一镜头31的入射端与第一显示芯片34相对，以接收被第一显示芯片34反射的第一像，第一像经过第一镜头31后，自第一镜头31 的出射端射出。第二镜头36的入射端与第二显示芯片35相对，以接收被第二显示芯片35反射的第二像，第二像经过第二镜头36后，自第二镜头 36的出射端射出。第一像通过第一镜头31射出，第二像通过第二镜头36 射出。

分光装置20位于第二镜头36与第二显示芯片35之间，分光装置20 能够将来自第二显示芯片35的光束透射至第二镜头36的入射端。

这样，能够进一步地缩小投影装置的体积。

在一个例子中，第一镜头31与第二镜头36的焦距不同。

第一镜头31的焦距与第二镜头36的焦距不同，自第一镜头31射出的第一像与自第二镜头36射出的第二像给观察者的视觉距离不同。

这样，能够形成两个不同纵深度的画面。纵深度为虚像所表现出的空间深度。即，当观察者观察投影装置所形成的多个虚像时，观察者观察到的多个虚像与观察者之间距离的远近。这样，在使用投影装置时，可以根据两个像的纵深需要来选择第一镜头31和第二镜头36的焦距。

在一个例子中，光源系统10为LED点光源。例如，所述光源系统10 包括能够发出第一波长光的第一光源11、能够发出第二波长光的第二光源 12及能够发出第三波长光的第三光源13，及分色元件。所述分色元件包括第一分光片14和第二分光片17。所述第一分光片14位于第一波长光和第二波长光的交叉位置。所述第二分光片17位于第一波长光和第三波长光的交叉位置。

如图2所示，例如第一光源11为绿色光源，第二光源12为蓝色光源，第三光源13为红色光源。

分色元件包括第一分光片14和第二分光片17。第一分光片14位于绿色光源发出的第一波长光与蓝色光源的发出的第二波长光的交叉位置，第二分光片17位于绿色光源发出的第一波长光和红色光源发出的第三波长光的交叉位置，第一分光片14与第二分光片17沿绿色光源的光路并列设置，蓝色光源和红色光源位于绿色光源光路的同一侧。

这样，能够使得光源系统10发出设定颜色的光束，例如白色光束。

可选地，蓝色光源与红色光源相对设置，第一分光片14与第二分光片17交叉设置。

这样，能够减小光源系统10的体积。有利于投影装置的小型化。

在一个例子中，光源系统10还包括激发光源15。如图4所示，所述激发光源15位于所述第二光源12的相对侧。

例如，第二光源12为蓝色光源，第一光源11为绿色光源。激发光源 15位于蓝光的相对侧。激发光源15为泵浦灯，泵浦灯发出的光束反射到第一光源11上，即绿色光源上，第一光源11表面的荧光粉被激发，发出绿色光。

这样，能够为绿灯补光，增加绿光的亮度，并且能够增加第一像和第二像的亮度。

在这里，不对激发光源15的发光颜色做出具体的限定，以能够实现激发设定光源发出设定的颜色的光为准。

在一个例子中，所述光源系统10包括第四光源16。如图4所示，所述第四光源16位于所述第三光源13的相对侧。

分光元件还包括第三分光片18。在第四光源16所发出的第四波长光与第一光源11发出的第一波长光交叉处，设置有第三分光片18。第三分光片18与第二分光片17交叉设置。

例如，第三光源13为红色光源，第四光源16为深红色光源。

这样，能够增加红光的亮度，从而进一步增加第一像和第二像的亮度。

在这里，不对第四光源16的发光颜色进行限定，以能增加设定颜色的光的亮度为准，本领域技术人员可以根据需要自行选择。

根据本公开的一个实施例，提供了一种抬头显示系统，抬头显示系统包括上述投影装置及反射镜。反射镜能够将由投影装置中出射的第一像和第二像以设定角度反射出去。

根据本公开的一个实施例，提供了一种交通工具。如图1所示，交通工具包括投影装置及挡风元件，第一成像组件和第二成像组件与挡风元件相对设置。

例如，交通工具为汽车、摩托车、飞机等。挡风元件为交通工具的挡风玻璃。第一镜头31和第二镜头36与挡风玻璃相对，以在挡风玻璃上形成观察者可见的第一像和第二像。

这样，投影装置能够通过一个光源系统10组件形成的一束光束形成两个虚像，第一虚像和第二虚像能够实现不同内容的成像。此外，第一虚像与第二虚像能够具有不同的纵深度。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本公开的实施例。本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本公开的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。本公开的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种投影装置，其特征在于，包括：

光源系统；

分光装置，所述分光装置被构造为能将所述光源系统发出的一部分光进行透射，以形成第一偏振光，以及将所述光源系统发出的另一部分光进行反射，以形成第二偏振光；

第一成像组件，所述第一成像组件包括第一显示芯片，所述第一显示芯片被构造为用于调制所述第一偏振光，以形成第一像；以及

第二成像组件，所述第二成像组件包括第二显示芯片，所述第二显示芯片被构造为用于调制所述第二偏振光，并将所述第二偏振光转换为所述第一偏振光，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，所述第一显示芯片为DMD芯片，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，所述投影装置包括准直透镜，所述准直透镜位于所述光源系统和所述分光装置之间。

4.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述第一成像组件包括匀光组件、中继组件和棱镜，所述匀光组件位于所述分光装置和所述中继组件之间，所述中继组件位于所述棱镜和所述匀光组件之间。

5.根据权利要求4所述的投影装置，其特征在于，所述中继组件包括第一中继镜和第二中继镜，所述第一中继镜靠近所述匀光组件，所述第二中继镜靠近所述棱镜设置。

6.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述第一成像组件包括第一镜头，所述第二成像组件包括第二镜头，所述第一镜头与所述第二镜头并列设置，所述第一镜头与所述第一显示芯片相对，所述第二镜头与所述第二显示芯片相对，所述分光装置位于所述第二镜头与所述第二显示芯片之间。

7.根据权利要求6所述的投影装置，其特征在于，所述第一镜头与所述第二镜头的焦距不同。

8.根据权利要求7所述的投影装置，其特征在于，所述分光装置为PBS偏振分光棱镜。

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。

10.一种交通工具，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的投影装置及挡风元件，所述第一成像组件和所述第二成像组件与所述挡风元件相对设置。

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