CN221056819U - 投影光机和ar显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种投影光机和AR显示装置。投影光机包括：光源；照明组件，照明组件至少包括设置在光源出光侧的光准直透镜和第一透镜，光准直透镜的至少部分沿远离光源的方向呈喇叭状，光准直透镜具有入光曲面、侧壁曲面和出光面，出光面为第一微透镜阵列曲面，第一微透镜阵列曲面由多个第一微透镜曲面阵列而成；偏振组件位于第一透镜远离光源的一侧；显示芯片，显示芯片位于偏振组件的反射路径上；成像透镜组，成像透镜组位于偏振组件远离显示芯片的一侧，以使显示芯片反射的光透过偏振组件进入成像透镜组中。本实用新型解决了现有技术中的投影光机存在结构复杂、体积大和光能利用率低的问题。

Description

投影光机和AR显示装置

技术领域

本实用新型涉及光学显示设备技术领域，具体而言，涉及一种投影光机和AR显示装置。

背景技术

目前的投影光机一般由光源、照明组件、显示芯片和投影镜头组成。所用的光源主要有超高压汞灯、氙气灯、发光二极管LED、激光二极管LD等，而显示芯片分为CRT、LCD、DLP、LCOS等。照明组件用于把光源发出的光线进行会聚及匀化处理，使该光源的能量最大限度的被利用并且均匀地照射在显示芯片上。

在照明组件中，主流的匀光器件有积分棒和复眼透镜两种。积分棒的基本原理是光线在棒内经过多次反射后出射，从而形成多个光源镜像实现能量的角度重叠。复眼透镜是由一系列几何参数相近的微透镜单元组合而成，每个微透镜单元成像的分散光斑都在目标被照面上进行空间重叠。积分棒式的匀光器件还需要在显示芯片与积分棒出口之间设计一组光学透镜，将出口处的光斑成像到显示芯片上，从而实现均匀的矩形照明。复眼透镜式的匀光器件通常采用阵列间距等于微透镜焦距的双排复眼透镜阵列，搭配聚光透镜将多个细分子光束重叠会聚在像面上，实现均匀照明效果。上述两种匀光器件均可以在目标被照面上取得良好的照明效果，但是这些光学器件由于器件较多，增加了照明组件的结构复杂度，同时会增加投影光机的整体体积，难以实现小型化和轻量化，难以应用在小尺寸、便携式的设备中。另外，现有的方案使得光线在积分棒内的多次反射以及通过复眼透镜时会导致较多的能量损耗，降低投影光机的光能利用率。

也就是说，现有技术中的投影光机存在结构复杂、体积大和光能利用率低的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种投影光机和AR显示装置，以解决现有技术中的投影光机存在结构复杂、体积大和光能利用率低的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种投影光机，包括：光源；照明组件，照明组件至少包括设置在光源出光侧的光准直透镜和第一透镜，第一透镜位于光准直透镜远离光源的一侧，光准直透镜的至少部分沿远离光源的方向呈喇叭状，光准直透镜具有入光曲面、侧壁曲面和出光面，出光面为第一微透镜阵列曲面，第一微透镜阵列曲面由多个第一微透镜曲面阵列而成；偏振组件，偏振组件位于第一透镜远离光源的一侧，偏振组件用于把非偏振光转化为线偏振光，并实现后继光路的偏振分光；显示芯片，显示芯片位于偏振组件的反射路径上；成像透镜组，成像透镜组位于偏振组件远离显示芯片的一侧，以使显示芯片反射的光透过偏振组件进入成像透镜组中。

进一步地，入光曲面朝向靠近光源的一侧凸出设置，侧壁曲面为全反射面，光准直透镜的入光侧还包括折射面，折射面呈筒状布置，呈筒状布置的折射面沿远离光源的方向进行延伸，且呈筒状布置的折射面远离光源的一侧与入光曲面的外周侧连接。

进一步地，光准直透镜沿远离光源的方向包括第一部分和第二部分，第一部分呈喇叭状设置，第二部分呈圆柱状设置。

进一步地，第一部分的出光侧沿平行于光源的方向的截面积小于第二部分的入光侧沿平行于光源的方向的截面积。

进一步地，第一透镜朝向光准直透镜的一侧表面为第二微透镜阵列曲面，第二微透镜阵列曲面由多个第二微透镜曲面阵列而成。

进一步地，多个第一微透镜曲面与多个第二微透镜曲面一一对应，且第一微透镜曲面和第二微透镜曲面朝向靠近彼此的方向凸出设置；和/或第一透镜的出光面为凸面。

进一步地，照明组件还包括位于偏振组件和显示芯片之间的第二透镜和第三透镜，第三透镜位于第二透镜朝向显示芯片的一侧。

进一步地，偏振组件包括线偏振片和偏振分光棱镜，偏振分光棱镜位于线偏振片远离光源的一侧。

进一步地，成像透镜组包括多个透镜，多个透镜至少包括第四透镜、第五透镜和第六透镜，第四透镜、第五透镜和第六透镜沿远离偏振组件的方向依序设置。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种AR显示装置，包括：光波导结构，光波导结构具有耦入口；上述的投影光机，投影光机发射的图像光通过耦入口进入光波导结构中。

应用本实用新型的技术方案，投影光机包括光源、照明组件、偏振组件、显示芯片和成像透镜组，照明组件至少包括设置在光源出光侧的光准直透镜和第一透镜，第一透镜位于光准直透镜远离光源的一侧，光准直透镜的至少部分沿远离光源的方向呈喇叭状，光准直透镜具有入光曲面、侧壁曲面和出光面，出光面为第一微透镜阵列曲面，第一微透镜阵列曲面由多个第一微透镜曲面阵列而成；偏振组件位于第一透镜远离光源的一侧，偏振组件用于把非偏振光转化为线偏振光；显示芯片位于偏振组件的反射路径上；成像透镜组位于偏振组件远离显示芯片的一侧，以使显示芯片反射的光透过偏振组件进入成像透镜组中。

通过设置光准直透镜的至少部分沿远离光源的方向呈喇叭状，光准直透镜具有入光曲面、侧壁曲面和出光面，出光面为第一微透镜阵列曲面，第一微透镜阵列曲面由多个第一微透镜曲面阵列而成，合理规划了光准直透镜的结构形状，使得光准直透镜能够接收光源发射的大部分光线并进行聚光和准直，使得侧壁曲面能够将光源发射的大角度光线进行全反射，从而避免光线的损失，有利于提高光能利用率，同时通过将出光面设置成第一微透镜阵列曲面，使得第一微透镜阵列曲面的多个第一微透镜曲面能够实现对入射光束的细分和整形，有利于后续的匀光效果，进而保证照射在显示芯片上的光束的均匀性。另外，光准直透镜和第一透镜的配合简化了照明组件的结构，节省了光学器件，降低了照明组件的结构复杂度，进一步压缩了投影光机的整体体积，有利于实现小型化。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的一个可选实施例的投影光机的结构示意图；

图2示出了图1中的投影光机的另一个角度的示意图；

图3示出了图1中的投影光机的光准直透镜到显示芯片的光路图；

图4示出了图3中A处的放大图；

图5示出了图1中的投影光机的整体光路图；

图6示出了图1中的光准直透镜的一个角度的示意图；

图7示出了图1中的光准直透镜的另一个角度的示意图；

图8示出了本实用新型的投影光机的显示芯片接收面的照度分布图；

图9示出了本实用新型的AR显示装置的光波导结构的耦入口处的光强度分布图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、光源；20、光准直透镜；21、第一部分；22、第二部分；23、入光曲面；24、折射面；25、侧壁曲面；26、第一微透镜阵列曲面；261、第一微透镜曲面；30、第一透镜；31、第二微透镜阵列曲面；311、第二微透镜曲面；41、线偏振片；42、偏振分光棱镜；50、第二透镜；60、第三透镜；70、玻璃盖板；80、显示芯片；90、第四透镜；100、第五透镜；110、第六透镜；120、耦入口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了解决现有技术中的投影光机存在结构复杂、体积大和光能利用率低的问题，本实用新型的提供了一种投影光机和AR显示装置。

如图1至图9所示，投影光机包括光源10、照明组件、偏振组件、显示芯片80和成像透镜组，照明组件至少包括设置在光源10出光侧的光准直透镜20和第一透镜30，第一透镜30位于光准直透镜20远离光源10的一侧，光准直透镜20的至少部分沿远离光源10的方向呈喇叭状，光准直透镜20具有入光曲面23、侧壁曲面25和出光面，出光面为第一微透镜阵列曲面26，第一微透镜阵列曲面26由多个第一微透镜曲面261阵列而成；偏振组件位于第一透镜30远离光源10的一侧，偏振组件用于把非偏振光转化为线偏振光，并实现后继光路的偏振分光；显示芯片80位于偏振组件的反射路径上；成像透镜组位于偏振组件远离显示芯片80的一侧，以使显示芯片80反射的光透过偏振组件进入成像透镜组中。

通过设置光准直透镜20的至少部分沿远离光源10的方向呈喇叭状，光准直透镜20具有入光曲面23、侧壁曲面25和出光面，出光面为第一微透镜阵列曲面26，第一微透镜阵列曲面26由多个第一微透镜曲面261阵列而成，合理规划了光准直透镜20的结构形状，使得光准直透镜20能够接收光源10发射的大部分光线并进行聚光和准直，使得侧壁曲面25能够将光源10发射的大角度光线进行全反射，从而避免光线的损失，有利于提高光能利用率，同时通过将出光面设置成第一微透镜阵列曲面26，使得第一微透镜阵列曲面26的多个第一微透镜曲面261能够实现对入射光束的细分和整形，有利于后续的匀光效果，进而保证照射在显示芯片80上的光束的均匀性。另外，光准直透镜20和第一透镜30的配合简化了照明组件的结构，节省了光学器件，降低了照明组件的结构复杂度，进一步压缩了投影光机的整体体积，有利于实现小型化。

需要说明的是，上述光源10能够提供朗伯型红绿蓝三基色光束，能够出射红绿蓝三基色光。在本申请的一个可选实施例中，光源10包括三个呈线性排列的红色发光芯片、绿色发光芯片和蓝色发光芯片，或者光源10包括四个呈矩形排列的一个红色发光芯片、两个绿色发光芯片和一个蓝色发光芯片，以使得光源10提供半峰值光强全角为120°的光束。为降低后续光路串扰，增加有效传输能量，光源10对应入光曲面23的中心位置，所发出的大部分光经光准直透镜20的折反射后实现近似准直。

还需要说明的是，上述显示芯片80为硅基液晶LCOS显示芯片，包括其上的液晶反射层，显示芯片80与第三透镜60之间还设置有玻璃盖板70，玻璃盖板70用于对显示芯片80形成保护，显示芯片80通过控制电场可改变入射光的偏振方向，即工作状态下S偏振光入射，反射光为P偏振光。

如图1、图2、图6和图7所示，光准直透镜20为全内反射透镜，入光曲面23朝向靠近光源10的一侧凸出设置，侧壁曲面25为全反射面，光准直透镜20的入光侧还包括折射面24，折射面24呈筒状布置，呈筒状布置的折射面24沿远离光源10的方向进行延伸，且呈筒状布置的折射面24远离光源10的一侧与入光曲面23的外周侧连接，呈筒状布置的折射面24朝向光源10的一侧通过环状的端面与侧壁曲面25连接。第一微透镜曲面261朝向远离光源10的一侧凸出设置。光源10发射的中心光线通过入光曲面23的折射进入光准直透镜20中，进而通过第一微透镜阵列曲面26出射，光源10发射的边缘光线通过折射面24的折射进入光准直透镜20中，进而通过侧壁曲面25的全反射由第一微透镜阵列曲面26出射，这样设置使得光准直透镜20能够实现对光源10大角度光线的聚焦准直，避免光线损失。

具体的，光准直透镜20沿远离光源10的方向包括相互连接的第一部分21和第二部分22，第一部分21呈喇叭状设置，第二部分22呈圆柱状设置。第一部分21的出光侧沿平行于光源10的方向的截面积小于第二部分22的入光侧沿平行于光源10的方向的截面积，从而使得第一部分21与第二部分22之间通过一环状平面过渡连接。

如图4所示，第一透镜30朝向光准直透镜20的一侧表面为第二微透镜阵列曲面31，第二微透镜阵列曲面31由多个第二微透镜曲面311阵列而成。多个第一微透镜曲面261与多个第二微透镜曲面311一一对应且中心对准，且第一微透镜曲面261和第二微透镜曲面311朝向靠近彼此的方向凸出设置；第一透镜30的出光面为凸面。这样设置使得多个第二微透镜曲面311能够一一对应承接多个第一微透镜曲面261的光线，从而实现细分并扩散整形，实现混色匀光；出光面为凸面，搭配第二透镜50与第三透镜60的曲面，对上述多束光线进行会聚并在空间上重叠匀光，均匀照亮显示芯片80。

具体的，第一微透镜曲面261和第二微透镜曲面311均为具有相同或相近几何参数的球面、非球面或自由曲面，其焦距大于对应的一组第一微透镜曲面261和第二微透镜曲面311的间隔距离，可减少光以大角度入射时的光路串扰。可选的，第一微透镜曲面261和第二微透镜曲面311的焦距大于等于0.4mm且小于等于0.7mm。

如图4所示，本申请通过规划光准直透镜20的出光面和第一透镜30的入光面，设置多个第一微透镜曲面261与多个第二微透镜曲面311一一对应且中心对准，能够实现类似柯勒照明系统的混色匀光功能。宽的近准直光束经光准直透镜20出光面上的多个第一微透镜曲面261聚焦，可细分为阵列排布的多个子光束，即整个光源10被细分为成像在第一透镜30的入光面附近的多个子光源10。子光束经第一透镜30的入光面上相对设置的多个第二微透镜曲面311出射，由后续第一透镜30的出光面、第二透镜50以及第三透镜60的会聚，所产生的子光斑相互叠加。基于子光束的阵列对称性，子光束自身的能量及颜色的不均匀性相互抵消，最终在显示芯片80表面形成较均匀的目标光斑。本申请的光准直透镜20和第一透镜30能够替代现有技术常见的独立复眼元件，结合后续聚光透镜，达成类似柯勒照明系统的匀光功能，降低了系统结构的复杂程度，有助于实现投影光机的小型化和紧凑化；且本申请借助光准直透镜20实现全内反射对朗伯光源10进行聚焦准直，在相同尺寸限制条件下，具有更高的光能利用率。

如图1所示，照明组件还包括位于偏振组件和显示芯片80之间的第二透镜50和第三透镜60，第三透镜60位于第二透镜50朝向显示芯片80的一侧。第二透镜50、第三透镜60与第一透镜30搭配，可对入射的偏振光束进行会聚，从而将光线会聚至显示芯片80上，提升进入显示芯片80有效窗口区域的光能量比例。具体的，第二透镜50远离显示芯片80的一侧表面为凸面，第二透镜50朝向显示芯片80的一侧表面为凹面，第三透镜60远离显示芯片80的一侧表面为凸面，第三透镜60朝向显示芯片80的一侧表面为凹面。

如图1和图2所示，偏振组件包括线偏振片41和偏振分光棱镜42，偏振分光棱镜42位于线偏振片41远离光源10的一侧。也就是说，线偏振片41位于第一透镜30与偏振分光棱镜42之间，第二透镜50、第三透镜60和显示芯片80沿远离偏振分光棱镜42的方向依序设置在偏振分光棱镜42的反射路径上，第四透镜90、第五透镜100和第六透镜110沿远离偏振分光棱镜42的方向依序设置在偏振分光棱镜42的透射路径上，第二透镜50和第四透镜90分别位于偏振分光棱镜42的两侧。第一透镜30到偏振分光棱镜42的连线分别与偏振分光棱镜42到第二透镜50的连线、偏振分光棱镜42到第四透镜90的连线垂直，且第二透镜50、第三透镜60、显示芯片80、第四透镜90、第五透镜100和第六透镜110位于同一个光轴上。偏振组件用于将第一透镜30出射的非偏振光转化成线偏振光，并实现后继光路的偏振分光。线偏振片41从第一透镜30出射的非偏振光中分离出S偏振光，减少其他偏振方向的杂散光进入，避免影响成像质量，提高图像对比度；偏振分光棱镜42由两片直角棱镜贴合而成，在贴合斜面上镀偏振分光膜层或贴附偏振分光膜片，实现反射S偏振光和透射P偏振光的分光功能。

具体的，成像透镜组用于将显示芯片80反射的图像光投影成像。成像透镜组包括多个透镜，多个透镜至少包括第四透镜90、第五透镜100和第六透镜110，第四透镜90、第五透镜100和第六透镜110沿远离偏振组件的方向依序设置。显示芯片80反射的图像信息依次通过玻璃盖板70、第三透镜60、第二透镜50、偏振分光棱镜42、第四透镜90、第五透镜100和第六透镜110投影成像在光波导结构的耦入口120内。第四透镜90朝向显示芯片80的一侧表面为凹面，远离显示芯片80的一侧表面为凸面；第五透镜100朝向显示芯片80的一侧表面为凹面，远离显示芯片80的一侧表面为凸面，第六透镜110的两侧表面均为凸面。照明组件和成像透镜组的第一透镜30至第六透镜110的表面可以是球面、非球面或自由曲面，用来控制光线走向。具体的，可在透镜表面上镀增透膜以提升透射效率。通过设计优化各透镜面型，可在显示芯片80上实现良好的照明均匀性，另外，在耦入口120也能获得适宜的投影图像质量。第一透镜30至第六透镜110可使用PC、PMMA等透明塑料进行注塑，也可选用火石玻璃或冕牌玻璃材料，通过玻璃模压、冷加工等一种或几种工艺进行加工。

具体的，偏振分光棱镜42可使入射光中的S光偏振分量在偏振分光斜面上发生反射，经第二透镜50、第三透镜60到达显示芯片80，而少量P光偏振分量则透过分光棱镜被涂黑表面吸收；经显示芯片80的偏振转换后，反射光中的P偏振分量再次穿过第三透镜60、第二透镜50及偏振分光棱镜42，从第四透镜90、第五透镜100及第六透镜110透射而出，而少量S偏振分量则发生反射离开成像光路。

此外，行业内常采用凸透镜或菲涅尔透镜来会聚光源10光束，但受透镜面型及空间尺寸的限制，往往无法有效控制较大发光角度方向上的能量，从而造成光能损失。在本申请中，光源10所发出的红绿蓝三基色光，通过光准直透镜20能够完成大角度光束的聚焦准直，最后从第一微透镜阵列曲面26射出。借助光准直透镜20对朗伯光源10进行聚焦准直，具有更高的光能利用率，比凸透镜或菲涅尔透镜方案效率提升10％左右。同时，第一微透镜阵列曲面26能够对入射光束进行细分并扩散整形，类似产生阵列排布的若干小光源10。继而，上述细分子光束经第一透镜30的第二微透镜阵列曲面31，然后由后续第一透镜30的出光面、第二透镜50及第三透镜60会聚，在空间上重叠匀光，使出射光场分布与匀光设计目标相匹配，均匀照亮显示芯片80。

另外，根据投影光机外观体积及下游成像透镜组通光口径的约束，合理控制照明组件各透镜的结构尺寸，以保证投影光机具有较小的结构体积。对于体积较小的紧凑型投影光机，照明组件的各透镜的外径通常限制在3mm～8mm。基于显示芯片80的有效区域范围以及适当的光能利用率，照射光斑一般呈矩形或方形，且其长宽比应与显示芯片80一致，如DMD芯片长宽比通常为4：3或16：9。在某一具体实施例中，为实现方形光斑，第一微透镜阵列曲面26和第二微透镜阵列曲面31均呈矩形阵列排布，以使各曲面对应的小通光口径为方形。光斑大小与各曲面口径成正比，通过调整阵列曲面的行列间距，可控制曲面口径，进而获得不同大小的照射光斑，以满足均匀照明显示芯片80的目的，具体的，比如第一微透镜阵列曲面26和第二微透镜阵列曲面31的行列间距均取值0.17mm。

如图8和图9所示，本申请的投影光机在一个可选的实施例中，光源10发射的光最终能够以适当光束角度入射到显示芯片80，例如在某一实施例中光束角度应小于20°。在显示芯片80表面的接收窗口内呈现出较均匀的方形光斑，照度均匀性可达85％以上，并且颜色均匀，图8为显示芯片80接收面的照度分布图。显示芯片80反射的偏振图像光束通过成像透镜组整形后输出，在光波导结构的耦入口120上的强度分布如图9所示，散射角约为10.7*10.7°。显示芯片80的有效窗口的光接收效率约为35.7％，光波导结构的耦入口120的光接收效率约为14.5％，具有性能优势。

本申请还提供了一种AR显示装置，包括光波导结构和上述的投影光机，光波导结构具有耦入口120；投影光机发射的图像光通过耦入口120进入光波导结构中。AR投影装置可以是头戴式设备，也可以是车载抬头显示设备。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种投影光机，其特征在于，包括：

光源(10)；

照明组件，所述照明组件至少包括设置在所述光源(10)出光侧的光准直透镜(20)和第一透镜(30)，所述第一透镜(30)位于所述光准直透镜(20)远离所述光源(10)的一侧，所述光准直透镜(20)的至少部分沿远离所述光源(10)的方向呈喇叭状，所述光准直透镜(20)具有入光曲面(23)、侧壁曲面(25)和出光面，所述出光面为第一微透镜阵列曲面(26)，所述第一微透镜阵列曲面(26)由多个第一微透镜曲面(261)阵列而成；

偏振组件，所述偏振组件位于所述第一透镜(30)远离所述光源(10)的一侧，所述偏振组件用于把非偏振光转化为线偏振光，并实现后继光路的偏振分光；

显示芯片(80)，所述显示芯片(80)位于所述偏振组件的反射路径上；

成像透镜组，所述成像透镜组位于所述偏振组件远离所述显示芯片(80)的一侧，以使所述显示芯片(80)反射的光透过所述偏振组件进入所述成像透镜组中。

2.根据权利要求1所述的投影光机，其特征在于，所述入光曲面(23)朝向靠近所述光源(10)的一侧凸出设置，所述侧壁曲面(25)为全反射面，所述光准直透镜(20)的入光侧还包括折射面(24)，所述折射面(24)呈筒状布置，呈筒状布置的所述折射面(24)沿远离所述光源(10)的方向进行延伸，且呈筒状布置的所述折射面(24)远离所述光源(10)的一侧与所述入光曲面(23)的外周侧连接。

3.根据权利要求1所述的投影光机，其特征在于，所述光准直透镜(20)沿远离所述光源(10)的方向包括第一部分(21)和第二部分(22)，所述第一部分(21)呈喇叭状设置，所述第二部分(22)呈圆柱状设置。

4.根据权利要求3所述的投影光机，其特征在于，所述第一部分(21)的出光侧沿平行于所述光源(10)的方向的截面积小于所述第二部分(22)的入光侧沿平行于所述光源(10)的方向的截面积。

5.根据权利要求1所述的投影光机，其特征在于，所述第一透镜(30)朝向所述光准直透镜(20)的一侧表面为第二微透镜阵列曲面(31)，所述第二微透镜阵列曲面(31)由多个第二微透镜曲面(311)阵列而成。

6.根据权利要求5所述的投影光机，其特征在于，多个所述第一微透镜曲面(261)与多个所述第二微透镜曲面(311)一一对应，且所述第一微透镜曲面(261)和所述第二微透镜曲面(311)朝向靠近彼此的方向凸出设置；和/或所述第一透镜(30)的出光面为凸面。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的投影光机，其特征在于，所述照明组件还包括位于所述偏振组件和所述显示芯片(80)之间的第二透镜(50)和第三透镜(60)，所述第三透镜(60)位于所述第二透镜(50)朝向所述显示芯片(80)的一侧。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的投影光机，其特征在于，所述偏振组件包括线偏振片(41)和偏振分光棱镜(42)，所述偏振分光棱镜(42)位于所述线偏振片(41)远离所述光源(10)的一侧。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的投影光机，其特征在于，所述成像透镜组包括多个透镜，所述多个透镜至少包括第四透镜(90)、第五透镜(100)和第六透镜(110)，所述第四透镜(90)、所述第五透镜(100)和所述第六透镜(110)沿远离所述偏振组件的方向依序设置。

10.一种AR显示装置，其特征在于，包括：

光波导结构，所述光波导结构具有耦入口(120)；

权利要求1至9中任一项所述的投影光机，所述投影光机发射的图像光通过所述耦入口(120)进入所述光波导结构中。