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CN218567814U - 投影光机、显示设备和交通工具 - Google Patents

投影光机、显示设备和交通工具 Download PDF

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CN218567814U CN202220679658.XU CN202220679658U CN218567814U CN 218567814 U CN218567814 U CN 218567814U CN 202220679658 U CN202220679658 U CN 202220679658U CN 218567814 U CN218567814 U CN 218567814U
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Abstract

本申请提供了一种投影光机、显示设备和交通工具，属于图像显示技术领域。该投影光机包括第一匀光器件、红绿光提供组件、第一二向色镜、第二匀光器件、蓝光提供组件、汇聚透镜和成像组件。第一匀光器件位于红绿光提供组件与第一二向色镜之间的光路上，第二匀光器件位于第一二向色镜与蓝光提供组件之间的光路上，其中，红绿光提供组件提供的红绿光光束和蓝光提供组件提供的蓝光光束分别经过第一二向色镜的透射和反射合为一束。汇聚透镜位于第一二向色镜与成像组件之间的光路上。

Description

投影光机、显示设备和交通工具
技术领域
本申请涉及图像显示技术领域，特别涉及一种投影光机、显示设备和交通工具。
背景技术
投影光机是使用照明光给到空间光调制器产生图像光，再由镜头成像后投射到屏幕上的设备。
相关技术中，投影光机包括三色光收集和准直组件、二向色镜、匀光器件、汇聚透镜和成像组件，成像组件包括偏振分光器件、空间光调制器和镜头。三色光收集和准直组件将三色光进行准直，二向色镜将准直后的三色光合并为一个光束，匀光器件对该光束进行匀光处理，汇聚透镜将匀光处理后的光束汇聚后传输至成像组件，该光束作为成像组件的照明光用于成像组件进行成像。由于在三色光合为一束后才进行匀光处理，且匀光器件与汇聚透镜需要保持一定的间距，所以会导致投影光机的体积比较大。
实用新型内容
本申请提供了一种投影光机、显示设备和交通工具，能够使得投影光机的体积比较小。
第一方面，本申请提供了一种投影光机，该投影光机包括第一匀光器件、红绿光提供组件、第一二向色镜、第二匀光器件、蓝光提供组件、汇聚透镜和成像组件；该第一匀光器件位于该红绿光提供组件与该第一二向色镜之间的光路上；该第二匀光器件位于该第一二向色镜与该蓝光提供组件之间的光路上，其中，该红绿光提供组件提供的红绿光光束和该蓝光提供组件提供的蓝光光束分别经过该第一二向色镜合的透射和反射为一束；该汇聚透镜位于该第一二向色镜与该成像组件之间的光路上。成像组件用于对汇聚透镜输出的光进行成像，并输出成像光。其中，投影光机可以称为投影设备。
本申请所示的方案中，红绿光和蓝光分别对应有第一匀光器件和第二匀光器件，将蓝光提供组件、第二匀光器件和第一二向色镜设置在第一匀光器件与汇聚透镜之间。这样，在第一匀光器件与汇聚透镜之间保持一定的间距的情况下，充分利用这段间距设置了蓝光提供组件、第二匀光器件和第一二向色镜，使得投影光机的体积比较小。而且蓝光光束单独通过第二匀光器件，即使第二匀光器件出现蓝光老化问题，影响的也只有蓝光光束，能够减少蓝光老化造成的影响。
在一种可能的实现方式中，该投影光机还包括第一偏振转换系统(polarizationconversion system，PCS)和第二偏振转换系统；该第一偏振转换系统位于该第一匀光器件与该第一二向色镜之间的光路上；该第二偏振转换系统位于该第二匀光器件与该第一二向色镜之间的光路上。
本申请所示的方案中，在红绿光提供组件输出的红绿光光束是自然光的情况下，通过设置第一偏振转换系统，将红绿光光束转为偏振光，能够使得后续经过偏振分束器件时，减少光损失。在蓝光提供组件输出的蓝光光束是自然光的情况，通过设置第二偏振转换系统，将蓝光光束转为偏振光，能够使得后续经过偏振分束器件时，减少光损失。
在一种可能的实现方式中，该投影光机还包括第一偏振转换系统；该第一偏振转换系统位于该第一匀光器件与该第一二向色镜之间的光路上。
本申请所示的方案中，在红绿光提供组件输出的红绿光光束是自然光的情况下，通过设置第一偏振转换系统，将红绿光光束转为偏振光，能够使得后续经过偏振分束器件时，减少红绿光损失。而且由于蓝光光束占比比较低，所以即使经过偏振分束器件后造成蓝光损失，对投影光机的光效率影响较小。
在一种可能的实现方式中，该第一匀光器件为复眼透镜、自由曲面透镜或积分棒；该第二匀光器件为复眼透镜、自由曲面透镜或积分棒。这样，能够提供多种形式的匀光器件。
在一种可能的实现方式中，该红绿光提供组件包括第一收集透镜组、红光光源、第二二向色镜、第二收集透镜组和绿光光源；该第一收集透镜组位于该红光光源与该第二二向色镜之间的光路上；该第二收集透镜组位于该绿光光源与该第二二向色镜之间的光路上；其中，该红光光源提供的红光光束与该绿光光源提供的绿光光束经过该第二二向色镜合为该红绿光光束；该红光光源为激光二极管(laserdiode，LD)光源或发光二极管(lightemitting diode， LED)光源，该绿光光源为LD光源或LED光源。
本申请所示的方案中，红光光源提供红光光束，绿光光源提供绿光光束，通过一个二向色镜将红光光束和蓝光光束合并为红绿光光束。
在一种可能的实现方式中，该蓝光提供组件包括蓝光光源和第三收集透镜组；其中，该蓝光光源为LD光源或LED光源。这样，提供了一种蓝光提供组件。
在一种可能的实现方式中，该汇聚透镜包括积分透镜和/或聚焦透镜。
在一种可能的实现方式中，该成像组件包括分光器件、反射型空间光调制器和镜头；该分光器件位于该汇聚透镜与该反射型空间光调制器之间的光路上，且位于该反射型空间光调制器与该镜头之间的光路上。这样，提供了一种成像组件。
在一种可能的实现方式中，该分光器件为偏振分束器件，该反射型空间光调制器为硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCOS)；或者，该分光器件为分光棱镜，该反射型空间光调制器为数字微镜设备(digital micro-mirror device，DMD)。
本申请所示的方案，有多种分光器件和反射型空间光调制器能够应用于投影光机。
在一种可能的实现方式中，该偏振分束器件为金属线栅偏振分束器(wire-gridpolarization beam splitter，WGP)。
本申请所示的方案中，偏振分束器件采用WGP，由于WGP对入射光的入射角度敏感度比较低，入射角度的变化对投影光机的对比度影响比较小，所以能够使得投影光机的对比度比较稳定。
在一种可能的实现方式中，该成像组件包括镜头和液晶显示器(liquid crystaldisplay， LCD)；该LCD位于该汇聚透镜与该镜头之间的光路上。这样，成像组件还可以使用LCD和镜头实现。
第二方面，本申请提供了一种显示设备，包括如第一方面或任一种可能的实现方式中所示的该投影光机和用于反射该投影光机输出的光束的反射部件。
在一种可能的实现方式中，该显示设备还包括扩散屏，扩散屏位于该投影光机和该反射部件之间的光路上，用于对该投影光机输出的成像光进行扩散。这样，采用扩散屏能够使得成像的图像视场角比较大。
第三方面，本申请提供了一种交通工具，包括风挡玻璃和如第一方面或其可能的实现方式中所示的该显示设备。示例性的，交通工具包括但不限于汽车、飞机、火车或者轮船等。
附图说明
图1是本申请一个示例性实施例提供的投影光机的结构示意图；
图2是本申请一个示例性实施例提供的投影光机的结构示意图；
图3是本申请一个示例性实施例提供的投影光机的结构示意图；
图4是本申请一个示例性实施例提供的投影光机的结构示意图；
图5是本申请一个示例性实施例提供的投影光机的结构示意图；
图6是本申请一个示例性实施例提供的投影光机的结构示意图；
图7是本申请一个示例性实施例提供的投影光机的结构示意图；
图8是本申请一个示例性实施例提供的投影光机的结构示意图；
图9是本申请一个示例性实施例提供的投影光机的结构示意图；
图10是本申请一个示例性实施例提供的显示设备的结构示意图；
图11是本申请一个示例性实施例提供的交通工具的结构示意图。
图示说明
1、第一匀光器件；2、红绿光提供组件；3、第一二向色镜；4、第二匀光器件；5、蓝光提供组件；6、汇聚透镜；7、成像组件；8、第一偏振转换系统；9、第二偏振转换系统；
21、第一收集透镜组；22、红光光源；23、第二二向色镜；24、第二收集透镜组；25、绿光光源；
51、蓝光光源；52、第三收集透镜组；
71、分光器件；72、反射型空间光调制器；73、镜头；74、LCD；
01、反射部件；02、扩散屏；10、风挡玻璃。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
本申请实施例提供了一种投影光机，投影光机可以应用于影音娱乐以及辅助驾驶场景中。该投影光机可以单独使用，也可以作为部件集成在其它设备中。例如，该投影光机可以集成在交通工具的抬头显示(head up display，HUD)设备中，还可以集成在头盔显示(head-mounted display)设备中，还可以集成在光桌面显示设备中，投影光机集成在这些设备中，可以作为这些设备的图像生成装置(picturegenerationunit，PGU)。
图1提供了投影光机的结构示意图。参见图1，投影光机包括第一匀光器件1、红绿光提供组件2、第一二向色镜3、第二匀光器件4、蓝光提供组件5、汇聚透镜6和成像组件7。第一匀光器件1位于红绿光组件2与第一二向色镜3之间的光路上。第二匀光器件4位于第一二向色镜3与蓝光提供组件5之间光路上。汇聚透镜6位于第一二向色镜3与成像组件7 之间的光路上。
其中，红绿光提供组件2输出包括红光和绿光的红绿光光束，该红绿光光束入射至第一匀光器件1。第一匀光器件1对该红绿光光束进行匀光处理，使得该红绿光光束更均匀。红绿光光束入射至第一二向色镜3。并且蓝光提供组件5输出蓝光光束，蓝光光束入射至第二匀光器件4。第二匀光器件4对该蓝光光束进行匀光处理，使得该蓝光光束更均匀。匀光处理后的蓝光光束入射至第一二向色镜3。第一二向色镜3用于透射红绿光光束，反射蓝光光束。红绿光光束从第一二向色镜3透射，蓝光光束被第一二向色镜3反射，经过第一二向色镜3透射的红绿光光束和经过第一二向色镜3反射的蓝光光束合为一束合束光，该一束合束光包括红光、绿光和蓝光。该一束合束光入射至汇聚透镜6，汇聚透镜6用于对该一束合束光进行汇聚。该一束合束光经过汇聚透镜6入射至成像组件7。该一束合束光作为成像组件7 的照明光，该成像组件7将图像内容调制到照明光后，输出调制有图像内容的照明光，调制有图像内容的照明光也可以称为是成像光。
图1所示的投影光机中，在匀光器件与汇聚透镜6之间的距离需要保持适当距离的情况下，红绿光束和蓝光光束分别进行匀光处理后，再进行合束，在第一匀光器件1与汇聚透镜 6之间设置了第一二向色镜3、第二匀光器件4和蓝光提供组件5，使得投影光机在红光、绿光和蓝光合束后光束的传输方向上尺寸减少，因此能够使得投影光机的体积减小。而且蓝光在白光中的占比比较低，蓝光单独通过第二匀光器件4进行匀光处理，在第二匀光器件4出现蓝光老化问题后，也仅会影响蓝光的输出，而不会影响红绿光的输出。
示例性的，在红绿光提供组件2提供的红绿光光束为自然光，蓝光提供组件5提供的蓝光光束为自然光的情况下，考虑到成像组件7使用的是偏振光，为了提高光效率，将红绿光光束和蓝光光束在入射至成像组件7之前改变为偏振光。图2提供了投影光机的另一种结构示意图。参见图2，投影光机还包括第一偏振转换系统8和第二偏振转换系统9。第一偏振转换系统8位于第一匀光器件1与第一二向色镜3之间的光路上，第二偏振转换系统9位于第二匀光器件4与第一二向色镜3之间的光路上。第一偏振转换系统8和第二偏振转换系统9用于将光束改变为偏振光。
其中，红绿光提供组件2输出包括红光和绿光的红绿光光束，该红绿光光束入射至第一匀光器件1。第一匀光器件1对该红绿光光束进行匀光处理，使得该红绿光光束更均匀。红绿光光束入射至第一偏振转换系统8，第一偏振转换系统8将红绿光光束改变为偏振光。改变为偏振光后的红绿光光束入射至第一二向色镜3。并且蓝光提供组件5输出包括蓝光光束，蓝光光束入射至第二匀光器件4。第二匀光器件4对该蓝光光束进行匀光处理，使得该蓝光光束更均匀。匀光处理后的蓝光光束入射至第二偏振转换系统9，第二偏振转换系统9将蓝光光束改变为偏振光。改变为偏振光后的蓝光光束入射至第一二向色镜3。红绿光光束和蓝光光束经过第一二向色镜3合并为一束合束光，该一束合束光包括红光、绿光和蓝光。该一束合束光入射至汇聚透镜6，汇聚透镜6用于对该一束合束光进行汇聚。该一束合束光经过汇聚透镜6入射至成像组件7。该一束合束光作为成像组件7的照明光，该成像组件7将图像内容调制到照明光后，进行输出。
这样，在投影光机有偏振需求时，通过PCS将自然光改变为偏振光，满足3D以及HUD等场景的偏振需求。尤其在成像组件7中光调制器为LCOS时，入射成像组件7的光束改变为偏振光，一方面能够提高光效率，另一方面不需要增加起偏器来提升投影光机的对比度，该对比度指投影光机成像后图像的对比度。
示例性的，第一匀光器件1为复眼透镜、自由曲面透镜或积分棒，第二匀光器件4为复眼透镜、自由曲面透镜或积分棒。其中，在对偏振光进行匀光处理时，第一匀光器件1和第二匀光器件4为复眼透镜。
示例性的，在红绿光提供组件2提供的红绿光光束为自然光，蓝光提供组件5提供的蓝光光束为自然光的情况下，考虑到成像组件7使用的是偏振光，为了提高光效率，红绿光光束在入射至成像组件7之前改变为偏振光，蓝光光束未改变为偏振光，蓝光光束在成像组件 7中会损失一半，由于蓝光在白光系统中占比比较低，所以蓝光亮度低对投影光机的对比度的影响较小。另外，还可以增加蓝光亮度(如增加蓝光光源的电流等)，来弥补蓝光光束在成像组件7中的损失。或者，蓝光光源为激光光源，输出的蓝光光束为偏振光。图3提供了投影光机的另一种结构示意图。参见图3，投影光机还包括第一偏振转换系统8。第一偏振转换系统8位于第一匀光器件1与第一二向色镜3之间的光路上。
其中，红绿光提供组件2输出包括红光和绿光的红绿光光束，该红绿光光束入射至第一匀光器件1。第一匀光器件1对该红绿光光束进行匀光处理，使得该红绿光光束更均匀。红绿光光束入射至第一偏振转换系统8，第一偏振转换系统8将红绿光光束改变为偏振光。改变为偏振光后的红绿光光束入射至第一二向色镜3。并且蓝光提供组件5输出蓝光光束，蓝光光束入射至第二匀光器件4。第二匀光器件4对该蓝光光束进行匀光处理，使得该蓝光光束更均匀。匀光处理后的蓝光光束入射至第一二向色镜3。红绿光光束和蓝光光束经过第一二向色镜3合并为一束合束光，该一束合束光包括红光、绿光和蓝光。该一束合束光入射至汇聚透镜6，汇聚透镜6用于对该一束合束光进行汇聚。该一束合束光经过汇聚透镜6入射至成像组件7。该一束合束光作为成像组件7的照明光，该成像组件7将图像内容调制到照明光后，进行输出。
示例性的，红绿光提供组件2可以包括第一收集透镜组21、红光光源22、第二二向色镜 23、第二收集透镜组24和绿光光源25。第一收集透镜组21位于红光光源22与第二二向色镜23之间的光路上，第二收集透镜组24位于绿光光源25与第二二向色镜23之间的光路上，第二二向色镜23位于红光光源22与第一匀光器件1之间的光路上。
其中，红光光源22用于输出红光光束，红光光源22可以为LED光源，或者LD光源。红光光源22输出红光光束，该红光光束经过第一收集透镜组21入射至第二二向色镜23，第一收集透镜组21中包括一个或多个透镜，用于对红光光束进行聚焦和准直。绿光光源25用于输出绿光光束，绿光光源25可以为LED光源，或者LD光源。绿光光源25输出绿光光束，该绿光光束经过第二收集透镜组24入射至第二二向色镜23，第二收集透镜组24中包括一个或多个透镜，用于对绿光光束进行聚焦和准直。红光光束和绿光光束经过第二二向色镜23后合并为一路红绿光光束，入射至第一匀光器件1。
在一种实现中，第二二向色镜23用于反射红光光束，透射绿光光束。红光光束被第二二向色镜23反射，绿光光束被第二二向色镜23透镜，经过第二二向色镜23反射的红光光束和经过第二二向色镜23透射的绿光光束合为红绿光光束，参见图4。
在另一种实现中，第二二向色镜23用于透射红光光束，反射绿光光束。红光光束从第二二向色镜23透射，绿光光束被第二二向色镜23反射，经过第二二向色镜23透射的红光光束和经过第二二向色镜23反射的绿光光束合为红绿光光束，参见图5。
需要说明的是，LED光源输出的光为自然光，LD光源输出的光为偏振光。
示例性的，参见图4和图5，蓝光提供组件5包括蓝光光源51和第三收集透镜组52。蓝光光源51用于输出蓝光光束，蓝光光源51可以为LED光源，或者LD光源。第三收集透镜组52包括一个或多个透镜，用于对蓝光光束进行聚焦和准直。
这样，红绿光光束入射至第一匀光器件1之前仅使用了一片二向色镜，合光后的光束随着距离拉长的发散相对较低，无需增加透镜来提升收集效率。而且由于红光光束、绿光光束和蓝光光束入射至汇聚透镜6前经过的路径长度差不多，因此第一收集透镜组21、第二收集透镜组24和第三收集透镜组52可以使用相同的收集透镜组，减少差异光学器件的引入，进而降低制作难度。
示例性的，汇聚透镜6包括积分透镜和/或聚焦透镜。其中，积分透镜中镜片的数目可以为一个或多个，具体的镜片数目可以根据实际需要设计。在本申请实施例中的附图中，仅示出一个镜片。聚焦透镜可以为一个或多个。
示例性的，成像组件7能够存在多种结构，如下提供了两种可行的结构。
在一种实现中，成像组件7包括分光器件71、反射型空间光调制器72和镜头73。分光器件71位于汇聚透镜6与反射型空间光调制器72之间的光路上，且位于反射型空间光调制器72与镜头73之间的光路上。其中，分光器件71用于将合束光束输出至反射型空间光调制器72，反射型空间光调制器72用于将图像内容调制到该合束光束，分光器件71还用于将调制有图像内容的光束输出至镜头73，镜头73用于成像，输出成像光。
这样，进入分光器件71的合束光束(合束光束包括红光光束、绿光光束和蓝光光束)入射至反射型空间光调制器72，反射型空间光调制器72将图像内容调制到入射的合束光束后，将调制有图像内容的合束光束反射至分光器件71，分光器件71将调制有图像内容的合束光束输出至镜头73，镜头73将调制有图像内容的合束光成像后，输出成像光。
可选地，图6提供了投影光机的另一种结构示意图。参见图6，分光器件71为偏振分束器件，反射型空间光调制器72为LCOS。入射至偏振分束器件的光束从偏振分束器件透射，该光束入射至LCOS。LCOS将图像内容调制到该光束上，LCOS将调制有图像内容的光束输出至偏振分束器件，偏振分束器件反射调制有图像内容的光束至镜头73。需要说明的是，若入射至汇聚透镜6的合束光的偏振态为P偏振态，则该合束光可以全部从偏振分束器件透射，若该合束光为自然光，则该合束光中只有P偏振态的光能够从偏振分束器件透射。入射至LCOS的光束为P偏振态，LCOS输出的光束的偏振态为S偏振态，使得调制有图像内容的光束被偏振分束器件反射至镜头73。
或者，图7提供了投影光机的另一种结构示意图。参见图7，分光器件71为偏振分束器件，反射型空间光调制器72为LCOS。入射至偏振分束器件的光束被偏振分束器件反射，该光束入射至LCOS。LCOS将图像内容调制到该光束上，LCOS将调制有图像内容的光束输出至偏振分束器件，偏振分束器件透射调制有图像内容的光束至镜头73。需要说明的是，若入射至汇聚透镜6的合束光的偏振态为S偏振态，则该合束光可以全部被偏振分束器件反射，若入射至汇聚透镜6的合束光为自然光，则该合束光中只有S偏振态的光能够被偏振分束器件反射。入射至LCOS的光束为S偏振态，LCOS输出的光束的偏振态为P偏振态，使得调制有图像内容的光束从偏振分束器件透射至镜头73。
其中，偏振分束器件可以为偏振分光器件(polarization beam splitter，PBS)，也可以为 WGP。其中，在偏振分束器件采用WGP实现偏振分光时，WGP对入射光的入射角度的敏感度较低，进而使得入射角度的改变对投影光机的对比度影响比较低。
可选地，图8提供了投影光机的另一种结构示意图。参见图8，分光器件71为分光棱镜，反射型空间光调制器72为DMD。入射至分光棱镜的光束被分光棱镜反射，该光束入射至DMD，DMD将图像内容调制到该光束上，DMD将调制有图像内容的光束输出至分光棱镜，分光棱镜透射调制有图像内容的光束至镜头73。
或者，分光器件71为分光棱镜，反射型空间光调制器72为DMD。入射至分光棱镜的光束从分光棱镜透射，该光束入射至DMD，DMD将图像内容调制到该光束上，DMD将调制有图像内容的光束输出至分光棱镜，分光棱镜反射调制有图像内容的光束至镜头73。
需要说明的是，在上述图6至图8所示的投影光机中，蓝光提供组件5和镜头73位于同一侧，具体指位于汇聚透镜6与反射型空间光调制器72之间的光路的同一侧。这样，在蓝光光束经过第一二向色镜3被反射的情况下，蓝光提供组件5、第二匀光器件4均与镜头73位于同一侧，蓝光提供组件5和第二匀光器件4在蓝光提供组件5所在的方向的高度小于镜头73在该方向的高度，投影光机在蓝光提供组件5所在的方向的尺寸也不会增加。
在另一种实现中，图9提供了投影光机的另一种结构示意图。参见图9，成像组件7包括镜头73和LCD74，LCD74位于汇聚透镜6和镜头73之间的光路上。经过汇聚透镜6的合束光入射至LCD74，LCD74将图像内容调制到该合束光上，将调制有图像内容的光束输出至镜头73，镜头73对调制有图像内容的光束进行成像，输出成像光。
本申请实施例中还提供了一种显示设备，图10提供了显示设备的结构示意图。参见图 10，显示设备包括前文中描述的投影光机和用于反射该投影光机输出的光束的反射部件01。
投影光机输出光束至反射部件01，反射部件01对该光束进行反射，以形成对应的图像。
可选地，参见图10，显示设备还包括扩展屏02，扩展屏02位于投影光机与反射部件01 之间的光路上。扩展屏02用于接收投影光机输出的光束，对该光束进行扩散。反射部件01 反射扩散屏02输出的光束，以形成图像。由于扩散屏02对光束进行扩散，所以形成的图像视场角比较大。
此处，对于成像组件7包括LCOS，或者DMD的情况，显示设备可以包括扩散屏02，而对于成像组件7包括LCD的情况，显示设备可以不包括扩散屏02。
可选的，反射部件01可以为反射镜等。例如，反射部件01为曲面反射镜。
可选地，反射部件01可以为风挡玻璃(也称为是挡风玻璃)，以形成图像。风挡玻璃为交通工具的风挡玻璃。交通工具包括但不限于汽车、飞机、火车或者轮船等。上述显示设备可以为HUD、桌面显示器、车载显示器等。
本申请实施例还提供了一种交通工具，图11提供了交通工具的结构示意图。参见图11，该交通工具包括前文中所示的任一种显示设备和风挡玻璃10，风挡玻璃10用于将投影光机输出的光束反射，以在驾驶员的前方形成图像，该图像为虚像。若显示设备输出调制有多个不同图像内容的光束，则会分别形成该多个不同图像内容的图像。在图11中，示出了两个图像内容对应的图像，即虚像1和虚像2。
可选地，图像为增强现实显示图像，用于显示外界物体的指示信息、导航信息等信息。外界物体的指示信息包括但不限于安全车距、周围障碍物和倒车影像等。导航信息包括但不限于方向箭头、距离和行驶时间等。
可选地，图像为状态显示图像，用于显示交通工具的状态信息。以汽车为例，交通工具的状态信息包括但不限于行驶速度、行驶里程、燃油量、水温和车灯状态等信息。
可选地，图像包括增强现实显示图像和状态显示图像。
示例性的，交通工具包括轿车、卡车、摩托车、公共汽车、船、飞机、直升飞机、割草机、娱乐车、游乐场车辆、施工设备、电车、高尔夫球车、火车和手推车等。
需要说明的是，上述各个部分在不违反逻辑的情况下，可以任意组合，本申请实施例不进行限定。
本申请中术语“第一”、“第二”等字样用于对作用和功能基本相同的相同项或相似项进行区分，应理解，“第一”、“第二”之间不具有逻辑或时序上的依赖关系，也不对数量和执行顺序进行限定。还应理解，尽管以下描述使用术语第一、第二等来描述各种元素，但这些元素不应受术语的限制。这些术语只是用于将一元素与另一元素区别分开。例如，在不脱离各种示例的范围的情况下，第一收集透镜组可以被称为第二收集透镜组，并且类似地，第二收集透镜组可以被称为第一收集透镜组。第一收集透镜组和第二收集透镜组都可以为收集透镜组，并且在某些情况下，可以为单独且不同的收集透镜组。
本申请中术语“A和/或B”的含义是指A、B以及A和B三种情况。
以上描述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种投影光机，其特征在于，包括第一匀光器件(1)、红绿光提供组件(2)、第一二向色镜(3)、第二匀光器件(4)、蓝光提供组件(5)、汇聚透镜(6)和成像组件(7)；
所述第一匀光器件(1)位于所述红绿光提供组件(2)与所述第一二向色镜(3)之间的光路上；
所述第二匀光器件(4)位于所述蓝光提供组件(5)与所述第一二向色镜(3)之间的光路上，其中，所述红绿光提供组件(2)提供的红绿光光束和所述蓝光提供组件(5)提供的蓝光光束分别经过所述第一二向色镜(3)的透射和反射合为一束；
所述汇聚透镜(6)位于所述第一二向色镜(3)与所述成像组件(7)之间的光路上；
所述成像组件(7)用于对所述汇聚透镜(6)输出的光进行成像，并输出成像光。
2.根据权利要求1所述的投影光机，其特征在于，所述投影光机还包括第一偏振转换系统(8)和第二偏振转换系统(9)；
所述第一偏振转换系统(8)位于所述第一匀光器件(1)与所述第一二向色镜(3)之间的光路上；
所述第二偏振转换系统(9)位于所述第二匀光器件(4)与所述第一二向色镜(3)之间的光路上。
3.根据权利要求1所述的投影光机，其特征在于，所述投影光机还包括第一偏振转换系统(8)；
所述第一偏振转换系统(8)位于所述第一匀光器件(1)与所述第一二向色镜(3)之间的光路上。
4.根据权利要求1所述的投影光机，其特征在于，所述第一匀光器件(1)为复眼透镜、自由曲面透镜或积分棒；
所述第二匀光器件(4)为复眼透镜、自由曲面透镜或积分棒。
5.根据权利要求1至4任一项所述的投影光机，其特征在于，所述红绿光提供组件(2)包括第一收集透镜组(21)、红光光源(22)、第二二向色镜(23)、第二收集透镜组(24)和绿光光源(25)；
所述第一收集透镜组(21)位于所述红光光源(22)与所述第二二向色镜(23)之间的光路上；
所述第二收集透镜组(24)位于所述绿光光源(25)与所述第二二向色镜(23)之间的光路上；
其中，所述红光光源(22)提供的红光光束与所述绿光光源(25)提供的绿光光束经过所述第二二向色镜(23)合为所述红绿光光束；
所述红光光源(22)为激光二极管LD光源或发光二极管LED光源，所述绿光光源(25) 为LD光源或LED光源。
6.根据权利要求1至4任一项所述的投影光机，其特征在于，所述蓝光提供组件(5)包括蓝光光源(51)和第三收集透镜组(52)；
其中，所述蓝光光源(51)为LD光源或LED光源。
7.根据权利要求1至4任一项所述的投影光机，其特征在于，所述汇聚透镜(6)包括积分透镜和/或聚焦透镜。
8.根据权利要求1至4任一项所述的投影光机，其特征在于，所述成像组件(7)包括分光器件(71)、反射型空间光调制器(72)和镜头(73)；
所述分光器件(71)位于所述汇聚透镜(6)与所述反射型空间光调制器(72)之间的光路上，且位于所述反射型空间光调制器(72)与所述镜头(73)之间的光路上。
9.根据权利要求8所述的投影光机，其特征在于，所述分光器件(71)为偏振分束器件，所述反射型空间光调制器(72)为硅基液晶LCOS；或者，
所述分光器件(71)为分光棱镜，所述反射型空间光调制器(72)为数字微镜设备DMD。
10.根据权利要求9所述的投影光机，其特征在于，所述偏振分束器件为金属线栅偏振分束器WGP。
11.根据权利要求1至4任一项所述的投影光机，其特征在于，所述成像组件(7)包括镜头(73)和液晶显示器LCD(74)；
所述LCD(74)位于所述汇聚透镜(6)与所述镜头(73)之间的光路上。
12.一种显示设备，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述的投影光机和用于反射所述投影光机输出的光束的反射部件(01)。
13.根据权利要求12所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备还包括扩散屏(02)，所述扩散屏(02)位于所述投影光机和所述反射部件(01)之间的光路上，用于对所述投影光机输出的成像光进行扩散。
14.一种交通工具，其特征在于，包括风挡玻璃(10)和如权利要求12或13所述的显示设备。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10345433A1 (de) * 2003-09-30 2005-04-21 Zeiss Carl Jena Gmbh Projektionsvorrichtung
CN201780448U (zh) * 2009-09-21 2011-03-30 红蝶科技(深圳)有限公司 一种图像均匀清晰的投影光学引擎
JP2012088451A (ja) * 2010-10-18 2012-05-10 Sony Corp 照明装置および表示装置
JP2012145756A (ja) * 2011-01-12 2012-08-02 Sanyo Electric Co Ltd 投写型映像表示装置および光源装置
JP5368501B2 (ja) * 2011-03-29 2013-12-18 旭化成イーマテリアルズ株式会社 偏光ビームスプリッタ及び投影装置
CN102169234A (zh) * 2011-04-30 2011-08-31 成都光升科技有限公司 采用rgb形式led照明的lcos微型投影机光学系统
JP6128008B2 (ja) * 2013-08-26 2017-05-17 ソニー株式会社 投射型表示装置
CN203811978U (zh) * 2014-05-15 2014-09-03 广景科技有限公司 Dlp 微型投影机
CN203909463U (zh) * 2014-06-26 2014-10-29 深圳市安华光电技术有限公司 一种投影照明光路
JP2016206289A (ja) * 2015-04-17 2016-12-08 三菱電機株式会社 車両用表示装置
CN205003434U (zh) * 2015-09-21 2016-01-27 广景视睿科技（深圳）有限公司 一种投影照明光路及其投影模组
CN204964979U (zh) * 2015-09-22 2016-01-13 广景视睿科技（深圳）有限公司 一种投影照明光路
JPWO2017061000A1 (ja) * 2015-10-08 2018-06-28 マクセル株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
CN205691928U (zh) * 2016-06-17 2016-11-16 广景视睿科技（深圳）有限公司 一种投影照明光路
CN109435849A (zh) * 2018-10-10 2019-03-08 浙江零跑科技有限公司 一种车用抬头显示系统
JP7236642B2 (ja) * 2019-02-05 2023-03-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源装置及び投写型映像表示装置
CN109696750B (zh) * 2019-03-13 2024-03-15 合肥全色光显科技有限公司 立体投影显示装置以及立体投影显示方法
CN114077139A (zh) * 2020-08-21 2022-02-22 成都极米科技股份有限公司 一种三色光源设备和投影显示设备
CN114153071A (zh) * 2021-10-25 2022-03-08 江苏泽景汽车电子股份有限公司 一种ar-hud

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