微型投影光引擎和穿戴式显示设备制造技术

一种微型投影光引擎和穿戴式显示设备。该微型投影光引擎包括用于提供具有同一偏振态的偏振照明光的照明组件、用于将该偏振照明光调制成携带有图像信息的偏振图像光的显示芯片、用于投射该偏振图像光的成像组件以及偏振分光组件。该偏振分光组件具有与该照明组件对应的入射面，与该显示芯片对应的显示面以及与该成像组件对应的出射面，并且该偏振分光组件的该出射面相邻于该偏振分光组件的该入射面，使得该照明组件和该成像组件位于该偏振分光组件的相邻侧，其中该偏振分光组件用于将经由该照明组件提供的该偏振照明光传输至该显示芯片，并将经由该显示芯片调制成的该偏振图像光传输至该成像组件以投射成像。光传输至该成像组件以投射成像。光传输至该成像组件以投射成像。

【技术实现步骤摘要】
微型投影光引擎和穿戴式显示设备


[0001]本技术涉及微投影
，特别是涉及一种微型投影光引擎和穿戴式显示设备。

技术介绍

[0002]近年来，随着微型投影技术日趋成熟，微型投影早已走出了概念阶段，逐渐步入商品实用化的阶段，越来越多的小型便携式投影媒体播放器、投影手机、穿戴式显示设备(如AR眼镜等)开始面市，使得微投影技术的应用模式更加多样化，发展前景备受期待。
[0003]微型投影技术通常是基于微投显示芯片而开发的，目前主流的微投显示芯片有TFT
‑
LCD、LCoS以及DMD芯片。但在这三种显示芯片中：首先，基于TFT
‑
LCD芯片的光引擎的对比度较低、光能利用率低、亮度较低以及分辨率较低；其次，基于DMD芯片的光引擎虽然具有较高的对比度和光能利用率，但目前小尺寸领域内的物理分辨率比LCoS低，同时由于是独家技术，价格非常贵；最后，基于LCoS芯片的光引擎具有良好的物理分辨率和光能利用率，同时鉴于LCoS成熟的技术和良好的质量，即使相比于DMD芯片，LCoS芯片的价格也是具有明显的优势。因此，综合来看，在上述三种芯片中，LCoS芯片还是具有较高的性价比的。此外，对于AR应用领域的投影光机而言，由于大多数波导都是需要偏振光耦入的，而LCoS芯片本身就是偏振光调制器件，因此，从这一层面上来讲，LCoS芯片也具有先天性优势。
[0004]然而，目前微型投影光引擎所面临的挑战主要还是在于光引擎的体积和重量，特别是，大多数LCoS投影光引擎通常采用PBS分光棱镜，不仅需要将体积和尺寸较大的照明系统和投影镜头相对地设置于该PBS分光棱镜的左右两侧，而且还需要将体积和尺寸较小的LCoS芯片和偏振折返镜分别对应地设置于该PBS分光棱镜的其他对称侧，这使得现有的微型投影光引擎通常具有直线型结构，进而造成该现有的投影光引擎在长度方向上的尺寸较大，且重量也较大，难以满足市场对小尺寸、轻重量的光引擎需求。

技术实现思路

[0005]本技术的一优势在于提供一种微型投影光引擎和穿戴式显示设备，其能够满足市场对小尺寸、轻重量的微型投影光引擎的需求。
[0006]本技术的另一优势在于提供一种微型投影光引擎和穿戴式显示设备，其中，在本技术的一实施例中，所述微型投影光引擎的偏振分光组件的入射面不平行于出射面，使得照明组件和成像组件分别位于所述偏振分光组件的相邻侧，有助于减小所述微型投影光引擎在长度方向上的尺寸。
[0007]本技术的另一优势在于提供一种微型投影光引擎和穿戴式显示设备，其中，在本技术的一实施例中，所述微型投影光引擎的体积足够小、重量足够轻，便于携带，适于在增强现实、虚拟现实以及近眼显示等可穿戴领域得到应用和普及。
[0008]本技术的另一优势在于提供一种微型投影光引擎和穿戴式显示设备，其中，在本技术的一实施例中，所述微型投影光引擎适于将携带图像信息的偏振光投射至穿
戴式显示设备的波导中，以通过波导将该携带图像信息的偏振光投射至人眼中成像。
[0009]本技术的另一优势在于提供一种微型投影光引擎和穿戴式显示设备，其中，在本技术的一实施例中，所述微型投影光引擎能够采用光路转折的照明方式，使得所述微型投影光引擎的整体长度在一定程度上得以压缩，使得整个光引擎的结构更加紧凑，有助于减小光引擎的体积和重量。
[0010]本技术的另一优势在于提供一种微型投影光引擎和穿戴式显示设备，其中，在本技术的一实施例中，所述微型投影光引擎中的准直合色组件能够在四个维度方向上进行位置的调整，有利于调整所述微型投影光引擎的形态以便在整机中装配。
[0011]本技术的另一优势在于提供一种微型投影光引擎和穿戴式显示设备，其中，在本技术的一实施例中，所述微型投影光引擎的所述准直合色组件能够进行单路合色，有助于进一步缩减所述微型投影光引擎的长度和重量。
[0012]本技术的另一优势在于提供一种微型投影光引擎和穿戴式显示设备，其中，在本技术的一实施例中，所述微型投影光引擎能够利用平面反射镜来实现照明光路的转折，以便压缩所述微型投影光引擎的长度和重量。
[0013]本技术的另一优势在于提供一种微型投影光引擎和穿戴式显示设备，其中，在本技术的一实施例中，所述微型投影光引擎能够利用直角棱镜来实现照明光路的转折，以便简化所述微型投影光引擎的装配难度，提高装配精度。
[0014]本技术的另一优势在于提供一种微型投影光引擎和穿戴式显示设备，其中，在本技术的一实施例中，所述微型投影光引擎具有L形结构，能够方便适配眼镜等整机架构。
[0015]本技术的另一优势在于提供一种微型投影光引擎和穿戴式显示设备，其中，在本技术的一实施例中，所述微型投影光引擎中的照明组件能够在四个维度方向上进行位置的调整，有利于调整所述微型投影光引擎的形态以便在整机中装配。
[0016]本技术的另一优势在于提供一种微型投影光引擎和穿戴式显示设备，其中，为了达到上述目的，在本技术中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本技术成功和有效地提供一解决方案，不只提供一简单的微型投影光引擎和穿戴式显示设备，同时还增加了所述微型投影光引擎和穿戴式显示设备的实用性和可靠性。
[0017]为了实现上述至少一优势或其他优势和目的，本技术提供了一种微型投影光引擎，包括：
[0018]照明组件，用于提供具有同一偏振态的偏振照明光；
[0019]显示芯片，用于将该偏振照明光调制成携带有图像信息的偏振图像光；
[0020]成像组件，用于投射该偏振图像光；以及
[0021]偏振分光组件，其中所述偏振分光组件具有与所述照明组件对应的入射面，与所述显示芯片对应的显示面以及与所述成像组件对应的出射面，并且所述偏振分光组件的所述出射面相邻于所述偏振分光组件的所述入射面，使得所述照明组件和所述成像组件位于所述偏振分光组件的相邻侧，其中所述偏振分光组件用于将经由所述照明组件提供的该偏振照明光传输至所述显示芯片，并将经由所述显示芯片调制成的该偏振图像光传输至所述成像组件以投射成像。
[0022]根据本申请的一实施例，所述偏振分光组件包括第一棱镜、第二棱镜以及偏振分
光元件，其中所述第一棱镜的第一斜面和所述第二棱镜的第二斜面被相对地布置，并且所述至少一偏振分光元件被设置于所述第一棱镜的所述第一斜面和所述第二棱镜的所述第二斜面之间，其中所述第一棱镜的两个第一侧面分别作为所述偏振分光组件的所述入射面和所述显示面，并且所述第二棱镜上与所述入射面相邻的第二侧面作为所述偏振分光组件的所述出射面，其中所述偏振分光元件用于反射具有第一偏振态的偏振光，并透射具有第二偏振态的偏振光，其中该第一偏振态的偏振方向垂直于该第二偏振态的偏振方向。
[0023]根据本申请的一实施例，所述偏振分光组件包括第一棱镜、第二棱镜以及偏振分光元件，其中所述第一棱镜的第一斜面和所述第二棱镜的第二斜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微型投影光引擎，其特征在于，包括：照明组件，用于提供具有同一偏振态的偏振照明光；显示芯片，用于将该偏振照明光调制成携带有图像信息的偏振图像光；成像组件，用于投射该偏振图像光；以及偏振分光组件，其中所述偏振分光组件具有与所述照明组件对应的入射面，与所述显示芯片对应的显示面以及与所述成像组件对应的出射面，并且所述偏振分光组件的所述出射面相邻于所述偏振分光组件的所述入射面，使得所述照明组件和所述成像组件位于所述偏振分光组件的相邻侧，其中所述偏振分光组件用于将经由所述照明组件提供的该偏振照明光传输至所述显示芯片，并将经由所述显示芯片调制成的该偏振图像光传输至所述成像组件以投射成像。2.如权利要求1所述的微型投影光引擎，其中，所述偏振分光组件包括第一棱镜、第二棱镜以及偏振分光元件，其中所述第一棱镜的第一斜面和所述第二棱镜的第二斜面被相对地布置，并且所述至少一偏振分光元件被设置于所述第一棱镜的所述第一斜面和所述第二棱镜的所述第二斜面之间，其中所述第一棱镜的两个第一侧面分别作为所述偏振分光组件的所述入射面和所述显示面，并且所述第二棱镜上与所述入射面相邻的第二侧面作为所述偏振分光组件的所述出射面，其中所述偏振分光元件用于反射具有第一偏振态的偏振光，并透射具有第二偏振态的偏振光，其中该第一偏振态的偏振方向垂直于该第二偏振态的偏振方向。3.如权利要求1所述的微型投影光引擎，其中，所述偏振分光组件包括第一棱镜、第二棱镜以及偏振分光元件，其中所述第一棱镜的第一斜面和所述第二棱镜的第二斜面被相对地布置，并且所述至少一偏振分光元件被设置于所述第一棱镜的所述第一斜面和所述第二棱镜的所述第二斜面之间，其中所述第二棱镜的两个第二侧面分别作为所述偏振分光组件的所述出射面和所述显示面，并且所述第一棱镜上与所述出射面相邻的第一侧面作为所述偏振分光组件的所述入射面，其中所述偏振分光元件用于反射具有第二偏振态的偏振光，并透射具有第一偏振态的偏振光，其中该第一偏振态的偏振方向垂直于该第二偏振态的偏振方向。4.如权利要求2或3所述的微型投影光引擎，其中，所述照明组件包括用于发射多路单色照明光的照明光源、准直合色组件以及起偏器件，其中所述准直合色组件被设置于所述照明光源和所述起偏器件之间的光路中，用于将经由所述照明光源发射的该多路单色照明光准直合成一路合色照明光，其中所述起偏器件被对应地设置于所述偏振分光组件的所述入射面，用于将该合色照明光起偏成该偏振图像光。5.如权利要求4所述的微型投影光引擎，其中，所述起偏器件为第一偏振片，其中所述第一偏振片被贴附于所述偏振分光组件的所述入射面，并且所述第一偏振片用于允许具有该第一偏振态的偏振光通过，并阻止具有该第二偏振态的偏振光通过。6.如权利要求5所述的微型投影光引擎，其中，所述照明组件包括反射元件，其中所述反射元件被设置于所述准直合色组件和所述起偏器件之间的光路中，并且所述反射元件用于反射该合色照明光以改变该合色照明光的传播方向。7.如权利要求6所述的微型投...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杭，郝希应，张倩，王雁茹，李弼华，胡增新，
申请(专利权)人：舜宇光学浙江研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：