本申请公开了一种投影装置、显示设备和交通工具，属于显示技术领域，可应用于影音娱乐以及辅助驾驶等场景，例如向反射器件或者挡风玻璃等对象上投射光束，以形成图像供用户观看。该投影装置包括照明单元、偏振分光单元、光调制单元、汇聚单元和投影单元。所述照明单元用于提供第一光束。所述偏振分光单元用于对所述第一光束进行偏振分光，以及输出偏振分光得到的第二光束。所述汇聚单元用于对所述第二光束进行汇聚，以及将汇聚后的第二光束导向所述光调制单元。所述光调制单元用于对所述汇聚后的第二光束进行光调制，得到第三光束。所述投影单元用于投射所述第三光束。影单元用于投射所述第三光束。影单元用于投射所述第三光束。
【技术实现步骤摘要】
投影装置、显示设备和交通工具
[0001]本申请涉及显示
，特别涉及一种投影装置、显示设备和交通工具。
技术介绍
[0002]投影装置常用于将图像投射至目标对象上，供用户观看。
[0003]相关技术中，一种投影装置包括照明单元、偏振分光单元、光调制单元和投影单元。偏振分光单元用于对照明单元输出的第一光束进行偏振分光，以及输出第二光束；光调制单元用于对来自偏振分光单元的第二光束进行光调制，得到第三光束；投影单元用于输出该第三光束。
[0004]光调制单元需要对来自偏振分光单元的第二光束进行光调制，光调制单元的尺寸通常与第二光束照射到光调制单元上的光斑的大小相匹配，光调制单元的尺寸较大，导致投影装置的体积较大、成本增加。
技术实现思路
[0005]本申请提供了一种投影装置、显示设备和交通工具，有利于减小投影装置的体积。
[0006]一方面，本申请提供了一种投影装置。该投影装置包括照明单元、偏振分光单元、光调制单元、汇聚单元和投影单元。所述照明单元用于提供第一光束。所述偏振分光单元用于对所述第一光束进行偏振分光，以及输出偏振分光得到的第二光束。所述汇聚单元用于对所述第二光束进行汇聚，以及将汇聚后的第二光束导向所述光调制单元。所述光调制单元用于对所述汇聚后的第二光束进行光调制，得到第三光束。所述投影单元用于投射所述第三光束。
[0007]通过在偏振分光单元和光调制单元之间设置汇聚单元，使得汇聚单元输出的汇聚后的第二光束照射在光调制单元上所形成的光斑相对于偏振分光单元输出的第二光束直接照射在光调制单元上所形成的光斑的面积小，在偏振分光单元输出的第二光束的光束角度以及第二光束在偏振分光单元和光调制单元之间的传播距离一定的前提下，能够采用较小的光调制单元(即调制区域的面积较小的光调制单元)对第二光束进行调制，从而有利于减小投影装置的体积、以及降低成本。
[0008]在本申请实施例中，所述第二光束照射在所述汇聚单元上的第一光斑的第一面积大于照射在所述光调制单元上的第二光斑的第二面积。
[0009]在一些示例中，汇聚透镜为具有汇聚功能的积分透镜。由于该积分透镜除了具有汇聚功能之外，还能够保证在像面上边缘光束的光束角度对称，因此，采用该积分透镜有利于进一步提高投影装置的成像质量。当然，在另一些示例中，汇聚单元也可以采用普通的聚焦透镜。
[0010]在另一些示例中，汇聚单元包括聚焦透镜和积分透镜，聚焦透镜和积分透镜依次布置在偏振分光单元和光调制单元之间的光路上。需要说明的是，本申请对聚焦透镜和积分透镜在偏振分光单元和光调制单元之间的光路上的布置顺序不做限制，从偏振分光单元
到光调制单元的方向上，聚焦透镜和积分透镜依次布置，或者，积分透镜和聚焦透镜依次布置。
[0011]在一些示例中，所述第一光束的光束角度不大于10
°
，所述光束角度为第一光束的边缘光线与所述第一光束的光轴之间的最大角度，所述第一光束的光轴与所述第一光束在所述偏振分光单元的入光面垂直。
[0012]由于偏振分光单元对入射光束的光束角度比较敏感，光束角度在预定范围内的入射光束的利用率较高，光束角度超出预定角度范围的入射光束的利用率较低。该预定角度范围与偏振分光单元的制备工艺水平相关。在本申请实施例中，由于在偏振分光单元和光调制单元之间存在汇聚单元，可以无需在偏振分光单元之前对光进行汇聚，即可保证足够的光通量，且可以使得偏振分光单元的损耗较小，光的利用率更高。
[0013]需要说明的是，在光源规格相同的情况下，在减小第一光束的光束角度时，需要增大光束口径，以保证第一光束的能量能够满足要求。而光束口径增大，会使得第一光束照射在偏振分光单元上形成的光斑和偏振分光单元输出的第二光束对应的光斑变大。如果不在光调制单元之前配置聚光单元，则需要对应增大光调制单元的调制区域的面积。而在增加了聚光单元的情况下，可以不用改变光调制单元的调制区域的面积。因此，本申请能够在光源规格相同且光调制单元的调制区域的面积相同的情况下，提高光的利用率，从而提高投影装置输出的第三光束的亮度。
[0014]可选地，第一光束的光束角度不大于8
°
，例如，不大于6
°
。
[0015]在一些示例中，第一光束为圆偏振光或者椭圆偏振光，所述偏振分光单元用于将所述第一光束分为两路第二光束。这两路第二光束均为线偏振光，且偏振方向正交。
[0016]在一种可能的实施方式中，所述照明单元包括光源和准直透镜。所述光源用于提供光束，所述光束为圆偏振光或者椭圆偏振光。所述准直透镜用于对所述光束进行准直，以及将准直后的光束导向所述偏振分光单元。通常光源输出的光束的光束角度较大，通过准直透镜能够减小光束的光束角度。
[0017]可选地，所述照明单元还包括匀光器件，所述匀光器件位于所述准直透镜和所述偏振分光单元之间的光路上，用于对所述准直后的光束进行匀光。
[0018]在一些示例中，该匀光器件除了能够起到匀光的作用之外，还可以用于对光束进行整形，以得到所需形状的光斑。例如，光束对应的光斑形状为圆形，而光调制单元的调制区域呈矩形，则该匀光器件用于对光束进行整形，以得到矩形的光斑。
[0019]在一些示例中，匀光器件与偏振分光单元时间的光路较长，为了避免匀光器件输出的第一光束过于发散，所述照明单元还包括积分透镜，所述积分透镜位于所述匀光器件和所述偏振分光单元之间的光路上，用于对匀光后的光束进行汇聚。
[0020]在另一些示例中，匀光器件与偏振分光单元之间的光路较短，匀光器件输出的光束可以作为第一光束直接提供给偏振分光单元。
[0021]在又一些示例中，匀光器件和积分透镜可以集成为一个器件，以减少照明单元所包含的器件的数量，进一步减小体积。
[0022]为了进一步提高光的利用率，当偏振分光单元输出两路第二光束时，光调制单元包括两个空间光调制器。这两个空间光调制器分别用于对两路第二光束进行光调制，得到两路第三光束。
[0023]在一些示例中，两路第三光束对应相同的图像。在另一些示例中，两路第三光束对应不同的图像。
[0024]在一些示例中，当两路第三光束对应相同的图像或者不同的图像时，投影单元可以分别投射两路第三光束，从而形成两幅图像。
[0025]在另一些示例中，当两路第三光束对应相同的图像时，两个空间光调制器可以将两路第三光束导向光调制单元。光调制单元用于将接收到的两路第三光束合并，并将合并后的第三光束导向所述投影单元。投影单元用于投射合并后的第三光束，从而形成一幅图像。通过将两路第三光束合并，能够提高图像的亮度，且有利于提高光的利用率。
[0026]在一些示例中，两个空间光调制器均为反射型空间光调制器，所述两个反射型空间光调制器分别位于所述偏振分光单元的分光面的两侧。所述两个反射型空间光调制器分别用于对两个所述第二光束进行光调制，得到两个所述第三光束，并将两个所述第三光束导向所述偏振分光单元。所述偏振分光单元还用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种投影装置，其特征在于，包括：照明单元、偏振分光单元、光调制单元、汇聚单元和投影单元；所述照明单元用于提供第一光束；所述偏振分光单元用于对所述第一光束进行偏振分光，以及输出偏振分光得到的第二光束；所述汇聚单元用于对所述第二光束进行汇聚，以及将汇聚后的第二光束导向所述光调制单元；所述光调制单元用于对所述汇聚后的第二光束进行光调制，得到第三光束；所述投影单元用于投射所述第三光束。2.根据权利要求1所述投影装置，其特征在于，所述汇聚单元包括具有汇聚功能的积分透镜，或者，所述汇聚单元包括聚焦透镜，或者，所述汇聚单元包括依次布置在所述偏振分光单元和所述光调制单元之间的光路上的聚焦透镜和积分透镜。3.根据权利要求1或2所述的投影装置，其特征在于，所述第一光束的光束角度不大于10
°
，所述光束角度为第一光束的边缘光线与所述第一光束的光轴之间的最大角度，所述第一光束的光轴与所述第一光束在所述偏振分光单元的入光面垂直。4.根据权利要求1至3任一项所述的投影装置，其特征在于，所述照明单元包括光源和准直透镜；所述光源用于提供光束，所述光束为圆偏振光或者椭圆偏振光；所述准直透镜用于对所述光束进行准直，以及将准直后的光束导向所述偏振分光单元。5.根据权利要求4所述的投影装置，其特征在于，所述照明单元还包括匀光器件，所述匀光器件位于所述准直透镜和所述偏振分光单元之间的光路上，用于对所述准直后的光束进行匀光。6.根据权利要求5所述的投影装置，其特征在于，所述照明单元还包括积分透镜，所述照明单元中的积分透镜位于所述匀光器件和所述偏振分光单元之间的光路上，用于对匀光后的光束进行汇聚。7.根据权利要求4至6任一项所述的投影装置，其特征在于，所述偏振分光单元用于将所述第一光束分为两个所述第二光束，两个所述第二光束均为线偏振光且偏振方向垂直；所述光调制单元包括两个反射型空间光调制器，所述两个反射型空间光调制器分别位于所述偏振分光单元的分光面的两侧；所述两个反射型空间光调制器分别用于对两个所述第二光束进行光调制，得到两个所述第三光束，并将两个所述第三光束导向所述偏振分光单元，其中，一个所述第二光束为P光且对应的所述第三光束为S光，另一个所述第二光束为S光且对应的所述第三光束为P光；所述偏振分光单元还用于将来自所述光调制单元的所述P光透射至所述投影单元以及将来自所述光调制单元的所述S光反射至所述投影单元；所述汇聚单元位于所述两个反射型空间光调制器中的至少一个与所述偏振分光单元之间的光路上。8.根据权利要求1至3任一项所述的投影装置，其特征在于，所述照明单元包括光源、准直透镜和偏振转换器件，
所述光源用于提供光束，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王金蕾，赵晗，蔡春龙，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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