投影显示设备的制作方法

1.本技术的实施例涉及一种投影显示设备，属于显示技术领域。


背景技术：

2.硅基液晶(liquid crystal on silicon，lcos)投影显示设备是一种反射式投影显示装置，其为采用半导体硅晶技术控制液晶而投射彩色画面的液晶显示装置。硅基液晶投影显示设备具有光利用率高，体积小，开口率高等优点，可以很容易实现高分辨率和充分的色彩表现。目前，还存在投影显示设备的体积与匀光性难以兼顾的问题。


技术实现要素：

3.本技术的实施例的目的在于提供一种投影显示设备，用于解决目前投影显示设备的体积与匀光性难以兼顾的问题。
4.为达到上述目的，本技术的实施例提供了如下的技术方案：
5.一方面，提供一种投影显示设备。投影显示设备包括光源组件、光源调制组件和成像组件。光源组件用于发出照明光束；光源调制组件包括第一透镜和第二透镜；第一透镜位于光源组件与成像组件之间的光路上；第二透镜位于第一透镜与成像组件之间的光路上；第一透镜用于对来自光源组件的照明光束进行扩散；第二透镜用于对来自第一透镜的照明光束进行准直；第一透镜的球差和第二透镜的球差相反；成像组件用于对来自第二透镜的照明光束进行调制，形成投影光束。
6.上述实施例中的投影显示设备，投影显示设备包括光源组件、光源调制组件和成像组件，光源调制组件包括第一透镜和第二透镜，第一透镜位于光源组件与成像组件之间的光路上，第二透镜位于第一透镜与成像组件之间的光路上，第一透镜用于对来自光源组件的照明光束进行扩散，第二透镜用于对来自第一透镜的照明光束进行准直。通过设置第一透镜和第二透镜，来自光源组件的照明光束，先经第一透镜扩散后，再经第二透镜准直射出，进而将照明光束调整为均匀且平行的光束，有利于提高投影显示设备的对比度。
7.第一透镜的球差和第二透镜的球差相反。当出现球差时，光线通过镜头后，到达画面时的中心光线和边缘光线不一致，进而出现中心部分画面清晰但边缘部分画面模糊不清的现象。通过使第一透镜的球差和第二透镜的球差相反，以使第一透镜的球差和第二透镜的球差可以相互抵消，进一步使照明光束的边缘位置和中心位置的光强分布均匀，进而使得照明光束的光强均匀化，同时有利于简化投影显示设备的结构，缩小体积，提高结构可靠性，使得投影显示设备能够兼顾体积和匀光性。通过设置第一透镜和第二透镜，还有利于避免影响照明光束的线偏振度，进而提高投影显示设备的光能利用率。
8.在一些实施例中，第一透镜的球差与第二透镜的球差的绝对值相等。如此设置，可以使第一透镜的球差和第二透镜的球差完全抵消，有利于进一步提高照明光束的光强的均匀性，从而进一步提高投影显示设备的照度均匀性。
9.在一些实施例中，第一透镜的主光轴与第二透镜的主光轴重合。如此设置，以使光
线在第一透镜后形成的焦点和光线在第二透镜后形成的焦点位于同一延伸线上，有利于进一步提高投影显示设备的成像质量，并且提升投影显示设备的显示效果。
10.在一些实施例中，第一透镜包括鲍威尔棱镜，鲍威尔棱镜的屋脊部所在的表面为入光面。如此设置，以使第一透镜的球差为负，且第一透镜能够将照明光束按一定扇形角进行扩散，从而保证第一透镜的扩散效果。
11.在一些实施例中，第一透镜包括两个鲍威尔棱镜，两个鲍威尔棱镜沿光源组件与成像组件之间的光路依次设置；两个鲍威尔棱镜的屋脊部在参考面上的正投影相交叉，参考面垂直于鲍威尔棱镜的主光轴。如此设置，通过上述设置，来自光源组件的照明光束经前一个鲍威尔棱镜投射后，按一定扇形角进行扩散至后一个鲍威尔棱镜，由于两个鲍威尔棱镜的屋脊部在参考面上的正投影相交叉，再经后一个鲍威尔棱镜扩散后，扩散范围在空间上进一步扩大，有利于进一步提高第一透镜的扩散效果。
12.在一些实施例中，第一透镜包括第一柱体，所述第一柱体沿其主光轴方向，且靠近所述光源组件一个端面为第一入光面，第一入光面为锥形面。如此设置，以使第一透镜的球差为负，且第一透镜可以实现对照明光线进行二维扩束，进而进一步扩大照明光束的扩散范围
13.在一些实施例中，第一入光面为圆锥面；第一入光面上各点的坐标值均满足如下面型公式：
[0014][0015]
其中，r为第一入光面上各点在第一坐标轴上的坐标值，第一坐标轴垂直于第一透镜的主光轴；z为第一入光面上各点在第二坐标轴上的坐标值，第二坐标轴与第一透镜的主光轴重合，且第一坐标轴与第二坐标轴的公共原点位于第一入光面的顶点；c1＝1/r1，r1为第一入光面上各点的曲率半径；k1为圆锥系数，k1＜-1，且0.25＜|c1k1|＜50。如此设置，通过限定上述面型公式中圆锥系数以及第一入光面上各点的曲率半径，有利于限定出第一入光面的形状，从而进一步限定第一透镜对照明光束的扩散效果。照明光束通过第一透镜与第二透镜整形调节以后，有利于进一步提高照明光束的匀光性，进而提升投影显示设备的光效。
[0016]
在一些实施例中，第二透镜沿其轴向方向的靠近第一透镜的端面为第二入光面，第二入光面为非球面。如此设置，以使第二透镜的球差为正，同时，有利于进一步限定第二透镜对来自第一透镜的照明光束的准直效果。
[0017]
在一些实施例中，成像组件包括偏振分光棱镜和显示芯片，偏振分光棱镜位于显示芯片和第二透镜之间的光路上；偏振分光棱镜用于，将来自第二透镜照明光束反射至显示芯片；显示芯片用于改变来自偏振分光棱镜的至少部分照明光束的偏振态，以形成投影光束，并将投影光束反射至偏振分光棱镜；偏振分光棱镜还用于对来自显示芯片的投影光束进行透射。如此设置，当显示芯片关闭时，投影显示设备不显示投影画面；当显示芯片开启时，来自偏振分光棱镜的照明光束反射至显示芯片，照明光束经显示芯片反射后偏振方向改变，来自显示芯片的投影光束经偏振分光棱镜透射出去，进行显示成像。
[0018]
在一些实施例中，投影显示设备还包括镜头组件，镜头组件位于偏振分光棱镜背
离显示芯片的光路上；镜头组件用于对投影光束进行放大成像，并向投影显示设备的外部投射。如此设置，当显示芯片开启时，来自偏振分光棱镜的投影光束经镜头组件投射后，以使投影显示设备能够投影成像。
[0019]
在一些实施例中，光源组件包括第一激光器、第二激光器、第三激光器、第一二向色镜以及第二二向色镜。第一激光器，第一激光器用于发出第一激光；第二激光器，第二激光器用于发出第二激光；第三激光器，第三激光器用于发出第三激光；第一二向色镜设置在第一激光与第二激光的交汇处，第一二向色镜用于反射第二激光，透射第一激光；第二二向色镜设置在第三激光以及来自第一二向色镜的第一激光和第二激光的交汇处，第二二向色镜用于反射第三激光，透射第一激光和第二激光，第一激光、第二激光与第三激光共同构成照明光束。如此设置，第一二向色镜和第二二向色镜对第一激光、第二激光和第三激光进行混合，有利于减少部件，降低光源组件的组装难度，提高制作效率。同时，由于激光器具有能量利用效率高、能耗较低、使用寿命较长的优点，也有利于使光源组件的能量利用效率提高、能耗降低、工作寿命延长。进一步地，使用第一激光、第二激光以及第三激光共同构成照明光束，还有利于提高照明光束的色域范围，并使照明光束的亮度增强，进而提升投影显示设备的显示亮度。
[0020]
在一些实施例中，还包括恒流模块和射频模块；恒流模块分别与第一激光器、第二激光器以及第三激光器电连接，恒流模块用于发射恒流信号，射频模块用于发射调制信号，第一激光器、第二激光器以及第三激光器还用于根据恒流信号和调制信号，调节第一激光、第二激光以及第三激光的相干性。如此设置，可以分别对第一激光器、第二激光器以及第三激光器进行相干性的调节，进而克服激光散斑效应的产生，提高投影显示设备的显示效果。
附图说明
[0021]
图1为根据一些实施例的一种投影显示设备的结构图；
[0022]
图2为一种的光源调制组件的结构图；
[0023]
图3为根据一些实施例的第一透镜包括鲍威尔棱镜的结构图；
[0024]
图4为根据一些实施例的第一透镜包括两个鲍威尔棱镜的结构图；
[0025]
图5为根据一些实施例的又一种第一透镜的结构图；
[0026]
图6为根据一些实施例的第一入光面为圆锥面的面型曲线图；
[0027]
图7为图1中的第二透镜的第二入光面的面型曲线图；
[0028]
图8为根据一些实施例的另一种投影显示设备的结构图；
[0029]
图9为根据一些实施例的恒流模块和射频模块的框图。
具体实施方式
[0030]
下面将结合附图，对本技术一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0031]
除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例性实施例”、“示例”或“一些示例”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特
征、结构、材料或特性包括在本技术的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。
[0032]
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“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。在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0033]
在描述一些实施例时，可能使用了“连接”及其衍伸的表达。例如，描述一些实施例时可能使用了术语“连接”以表明两个或两个以上部件彼此间有直接物理接触或电接触。
[0034]
如本文中所使用，根据上下文，术语“如果”任选地被解释为意思是“当
……
时”或“在
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，根据上下文，短语“如果确定
……”
或“如果检测到[所陈述的条件或事件]”任选地被解释为是指“在确定
……
时”或“响应于确定
……”
或“在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。
[0035]
本文中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言，其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。
[0036]
另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。
[0037]
如本文所使用的那样，“约”、“大致”或“近似”包括所阐述的值以及处于特定值的可接受偏差范围内的平均值，其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定。
[0038]
如本文所使用的那样，“平行”、“垂直”、“相等”、“重合”包括所阐述的情况以及与所阐述的情况相近似的情况，该相近似的情况的范围处于可接受偏差范围内，其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定。例如，“平行”包括绝对平行和近似平行，其中近似平行的可接受偏差范围例如可以是5
°
以内偏差；“垂直”包括绝对垂直和近似垂直，其中近似垂直的可接受偏差范围例如也可以是5
°
以内偏差。“相等”包括绝对相等和近似相等，其中近似相等的可接受偏差范围内例如可以是相等的两者之间的差值小于或等于其中任一者的5％。“重合”包括绝对重合和近似重合，其中近似重合的可接受偏差范围内例如可以是重合的两者之间的差值小于或等于其中任一者的5％。
[0039]
图1为根据一些实施例的一种投影显示设备的结构图。如图1所示，本技术一些实施例提供的一种投影显示设备100，预期所述实施例可实施在多种电子装置中或与多种电子装置关联，所述多种电子装置例如(但不限于)投影仪系统、增强现实(augmented reality，ar)/虚拟现实(virtual reality，vr)显示装置(例如，抬头数字显示仪(head up display，hud)、投影机、增强现实眼镜、虚拟现实眼镜等)。投影显示设备100包括光源组件10、光源调制组件20和成像组件30。
[0040]
其中，光源组件10用于发出照明光束b1。由于三基色原理说明了所有颜色都可以看作是红、绿、蓝的不同组合，因此，一般通过该三原色构成图像所需的显示出来的颜色，例如，光源组件10可以通过使红色基色光、绿色基色光和蓝色基色光这三种基色光切换发射，
以使照明光束b1具有色彩。在一些实施例中，光源组件10例如可以包括卤素灯、发光二极管(light emitting diode，led)灯等照明元件，本实施例对此不进行限定。
[0041]
光源调制组件20可以位于光源组件10和成像组件30之间的光路上，光源调制组件20用于对来自光源组件10的照明光束b1进行调节，以使照明光束b1匀化并且准直的射出。其中，来自光源组件10的照明光束b1水平出射，光强分布呈高斯分布化。照明光束b1使经光源调制组件20调节后，照明光束b1被整形成均匀且平行的光束。
[0042]
成像组件30用于对来自光源调制组件20的照明光束b1进行调制，形成投影光束b2，以便形成投影图像。成像组件30可以包括光阀，光阀用于调制光束，并使调制后的投影光束b2进行成像。根据投影架构的不同，光阀可以包括很多种，在一些实施例中，光阀例如可以包括数字微镜元件芯片(digital micromirror device，dmd)，数字微镜元件芯片为光学半导体模块，数字微镜元件芯片以数字方式对照明光束b1进行处理和投影。
[0043]
在一些实施例中，投影显示设备100还包括镜头组件33，镜头组件33位于偏振分光棱镜32背离光源调制组件20的光路上。镜头组件33用于对投影光束b2进行放大成像，并向投影显示设备100的外部投射。投影显示设备100可以为超短焦投影显示设备。在超短焦投影设备中，镜头组件33为超短焦投影镜头，超短焦投影镜头通常包括折射镜组和反射镜组，用于接收数字微镜元件芯片反射出的光束以进行成像。进一步地，投影显示设备100还可以包括投影屏幕(图中并未示出)，来自镜头组件33的投影光束b2投射至投影屏幕上，有利于提高投影成像的质量。
[0044]
图2为一种光源调制组件90的结构图。如图2所示，光源调制组件90可以包括会聚透镜91、匀光棒92以及准直透镜93，其中，会聚透镜91位于光源组件和准直透镜93之间，匀光棒92位于会聚透镜91和准直透镜93之间。来自光源组件的照明光束c1经由会聚透镜91聚合后射出，然后经匀光棒92进行匀化，然后经准直透镜93进行准直后射出。通过上述设置，将来自光源组件的照明光束c1匀化并且准直的射出。然而，上述设置在空间受限的情况下，照明光束c1均匀性将降低，也即导致投影显示设备存在体积与匀光性难以兼顾的问题。
[0045]
基于此，本技术一些实施例中提供了一种投影显示设备100，其中，光源调制组件20包括第一透镜21和第二透镜22，第一透镜21位于光源组件10与成像组件30之间的光路上，第二透镜22位于第一透镜21与成像组件30之间的光路上，第一透镜21用于对来自光源组件10的照明光束b1进行扩散，第二透镜22用于对来自第一透镜21的照明光束b1进行准直。通过设置第一透镜21和第二透镜22，来自光源组件10的照明光束b1，先经第一透镜21扩散后，再经第二透镜22准直射出，以使照明光束b1整形成均匀且平行的光束。
[0046]
第一透镜21的球差和第二透镜22的球差相反。其中，球差，也称为球面像差，为光线透过球面透镜所产生的成像误差。当出现球差时，光线通过镜头后，到达画面时的中心光线和边缘光线不一致，进而出现中心部分画面清晰但边缘部分画面模糊不清的现象。其中，如果边缘光线的焦点位于近轴焦点的左方，则球差为正；如果边缘光线的焦点位于近轴焦点的右方，则球差为负。通过设置第一透镜21的球差和第二透镜22的球差相反，以使第一透镜21的球差和第二透镜22的球差可以相互抵消，进一步地使照明光束b1在边缘位置和中心位置的光强分布均匀，进而使照明光束b1的光强均匀化。同时，相比于使用匀光棒92，通过设置第一透镜21和第二透镜22还有利于简化结构，缩小体积，也即使得投影显示设备100能够兼顾体积和光强均匀化。
[0047]
此外，由于第一透镜21的球差和第二透镜22的球差相反，使得照明光束b1对波长不敏感，使得光源调制组件20对照明光束b1中不同波长的光束同时实现光强均匀化和准直效果，有利于进一步提高投影显示设备100的色彩显示效果。
[0048]
在一些实施例中，第一透镜21的球差可以与第二透镜22的球差的绝对值相等。例如，第一透镜21的球差为负，第二透镜22的球差为正，且第一透镜21与第二透镜22的球差的绝对值相等，可以使第一透镜21的球差和第二透镜22的球差完全抵消，有利于进一步提高照明光束b1的光强的均匀性，从而进一步提高投影显示设备100的光效。同时，第一透镜21的球差和第二透镜22的球差完全抵消，还有利于提高第一透镜21的球差和第二透镜22的照度均匀性。
[0049]
继续参照图1，第一透镜21的主光轴可以与第二透镜22的主光轴重合。例如，第一透镜21的主光轴和第二透镜22的主光轴重合于延伸线l，以使光线在第一透镜21后形成的焦点和光线在第二透镜22后形成的焦点位于同一延伸线l上，有利于进一步提高投影显示设备100的成像质量，并且提升投影显示设备100的显示效果。
[0050]
图3为根据一些实施例的第一透镜21包括鲍威尔棱镜的结构图。参照图3，第一透镜21可以包括鲍威尔棱镜。其中，鲍威尔棱镜是一种光学划线棱镜，鲍威尔棱镜能使激光束通过后可以最优化成光密度均匀、稳定性好、直线性好的一条直线。鲍威尔棱镜包括棱镜本体211，棱镜本体211为柱状结构，且柱状结构的中心线s1即为鲍威尔棱镜的主光轴；鲍威尔棱镜的屋脊部201所在的表面为入光面213，入光面213位于沿其主光轴方向，并靠近光源组件10的一个端面，且棱镜本体211的入光面213为非球面。结合图3和图1，通过设置鲍威尔棱镜，以使第一透镜21的球差为负，且第一透镜21能够将照明光束b1按一定扇形角θ进行扩散，从而保证第一透镜21的扩散效果。其中，通过调节入光面213的形状，可以调节照明光束b1形成扩散成的扇形角θ，进而调节照明光束b1的扩散范围。
[0051]
图4为根据一些实施例的第一透镜21包括两个鲍威尔棱镜的结构图。参照图4，第一透镜21包括两个鲍威尔棱镜，两个鲍威尔棱镜沿光源组件10与成像组件30之间的光路依次设置。两个鲍威尔棱镜的屋脊部201在参考面104上的正投影相交叉，参考面104垂直于一个鲍威尔棱镜的主光轴。通过上述设置，来自光源组件10的照明光束b1经前一个鲍威尔棱镜投射后，按一定扇形角进行扩散至后一个鲍威尔棱镜，由于两个鲍威尔棱镜的屋脊部201在参考面104上的正投影相交叉，再经后一个鲍威尔棱镜扩散后，扩散范围在空间上进一步扩大，有利于进一步提高第一透镜21的扩散效果。示例性的，两个鲍威尔棱镜的主光轴重合于中心线s2，且两个鲍威尔棱镜的屋脊部201在参考面104上的正投影可以相互垂直，以使来自光源组件10的照明光束b1经两个鲍威尔棱镜透射后，进一步提高在空间上的扩散范围。
[0052]
图5为根据一些实施例的又一种第一透镜21的结构图。参照图5，第一透镜21可以包括第一柱体212，第一柱体212沿其轴向方向的一个端面为第一入光面214，第一入光面214为锥形面。示例性的，第一柱体212为圆柱结构，且第一柱体212的中心线s3即为第一透镜21的主光轴，第一入光面214为朝向光源组件10的端面，第一入光面214的中心线与第一柱体212的中心线s3重合。其中，由于锥形面也为一种非球面，锥形面相当于将两个鲍威尔棱镜的入光面合并在一起，形成了一种二维鲍威尔棱镜。相对于鲍威尔棱镜能够对照明光线进行一维扩束，通过将第一入光面214设置为圆锥面，第一透镜21的球差为负，且第一透
镜21可以实现对照明光线进行二维扩束，进而进一步扩大照明光束b1的扩散范围。
[0053]
图6为根据一些实施例的第一入光面214为圆锥面的面型曲线图。参照图6，第一入光面214可以为圆锥面，第一入光面214上各点的坐标值均满足如下面型公式：
[0054][0055]
其中，r为第一入光面214上各点在第一坐标轴x1上的坐标值，第一坐标轴x1垂直于第一透镜21的主光轴；z为第一入光面214上各点在第二坐标轴y1上的坐标值，第二坐标轴y1与第一透镜21的主光轴重合，且第一坐标轴x1与第二坐标轴y1的公共原点位于第一入光面214的顶点p1；c1＝1/r1，r1为第一入光面214上各点的曲率半径；k1为圆锥系数，k1＜-1，且0.25＜|k1c1|＜50。
[0056]
示例性的，以第一入光面214上的m点为例，m点在第一坐标轴x1上的坐标值为r1，m点在第二坐标轴y1上的坐标值为z1，且m点的坐标满足上述面型公式。
[0057]
通过上述设置，通过限定上述面型公式中圆锥系数k1以及第一入光面214上各点的曲率半径r1，有利于限定出第一入光面214的形状，从而进一步限定第一透镜21对照明光束b1的扩散效果。照明光束b1通过第一透镜21与第二透镜22整形调节以后，有利于进一步提高照明光束b1的匀光性，进一步提高投影显示设备100的照度均匀性。并且，照明光束b1通过第一透镜21与第二透镜22整形调节以后，还有利于提高照明光束b1的准直度，进而提高投影显示设备100的投影图像对比度。
[0058]
继续参照图1，第二透镜22沿其主光轴方向的靠近第一透镜21的端面为第二入光面221，第二入光面221为非球面。也即，第二透镜22也为非球面透镜。图7为图1中的第二透镜22的第二入光面221的面型曲线图。参照图7，第二入光面221上各点的坐标值均满足如下的面型公式：
[0059][0060]
其中，m为第二入光面221上各点在第三坐标轴x2上的坐标值，第三坐标轴x2垂直于第二透镜22的主光轴；n为第二入光面221上各点在第四坐标轴y2上的坐标值，第四坐标轴y2与第二透镜22的主光轴重合，且第三坐标轴x2与第四坐标轴y2的公共原点位于第二入光面221的顶点p2；c2＝1/r2，r2为第一入光面214上各点的曲率半径；k2为圆锥系数；ai为多项式系数。
[0061]
示例性的，以第一入光面214上的f点为例，m点在第三坐标轴x2上的坐标值为m1，f点在第四坐标轴y2上的坐标值为n1，且f点的坐标满足上述面型公式。
[0062]
通过限定上述面型公式中圆锥系数k2、第二入光面221上各点的曲率半径r2以及多项式系数ai，有利于限定出第二入光面221的形状，并使第二透镜22的球差为正，同时，有利于进一步限定第二透镜22对来自第一透镜21的照明光束b1的准直效果。其中，上述面型公式中的圆锥系数k2、第二入光面221上各点的曲率半径r2以及多项式系数ai，应根据第一入光面214的形状进行相应的设置，以使第二透镜22能够对来自第一透镜21的照明光束b1具有准直效果，并使第二透镜22的球差与第一透镜21的球差相反。
[0063]
综上所述，通过设置第一透镜21和第二透镜22，并使第一透镜21用于对来自光源
组件10的照明光束b1进行扩散，第二透镜22用于对来自第一透镜21的照明光束b1进行准直，第一透镜21的球差和第二透镜22的球差相反，有利于使来自光源组件10的照明光束b1的光强的均匀性提高、准直度提升。照明光束b1的光强的均匀性提高，以使提高投影显示设备100的照度均匀性；照明光束b1的准直性提升，以使投影显示设备100的对比度提升，进而提高投影显示设备100的显示效果。
[0064]
同时，相较于一些实施例中的光源调制组件20的多个部件，本技术实施例中的光源调制组件20仅包括第一透镜21和第二透镜22，结构相对简单，组装制作过程简化，结构可靠性提高、可制造性提高，能够同时兼顾体积与匀光性。进一步地，光源调制组件20仅包括第一透镜21和第二透镜22，还有利于降低制作成本。
[0065]
图8为根据一些实施例的另一种投影显示设备的结构图。参照图8，光源组件10包括：第一激光器111、第二激光器112、第三激光器113、第一二向色镜121和第二二向色镜122。
[0066]
其中，第一激光器111可以设置在垂直于第一透镜21的主光轴的第一平面101上，第一激光器111用于发出与第一透镜21的主光轴平行的第一激光a1；第二激光器112可以设置在垂直于第一平面101的第二平面102上，第二激光器112用于发出与第一透镜21的主光轴垂直的第二激光a2；第三激光器113可以在第二平面102上与第二激光器112并列设置，第三激光器113相对第二激光器112远离第一激光器111，第三激光器113用于发出与第一透镜21的主光轴垂直的第三激光a3。通过上述设置，以使第一激光器111、第二激光器112以及第三激光器113的排布相对紧凑，进而减小占用空间，有利于进一步减小透镜显示设备100的结构。
[0067]
示例性的，第一激光a1可以为绿色激光，绿色激光为长波长的激光；第二激光a2可以为蓝色激光，蓝色激光为短波长的激光；第三激光a3可以为红色激光，红色激光为长波长的激光。通过上述设置，以使光源组件10发出的照明光束b1具有红蓝绿三色激光，从而实现投影显示设备100的色彩显示。当然，本实施例中，第一激光a1、第二激光a2和第三激光a3的颜色不进行具体限定。进一步地，第一激光器111、第二激光器112以及第三激光器113可以选用具有高线偏振度的激光器，从而有利于提高投影显示设备100的光效。
[0068]
其中，第一二向色镜121可以设置在第一激光a1与第二激光a2的交汇处，第一二向色镜121可以用于反射第二激光a2，透射第一激光a1；第二二向色镜122可以设置在第三激光a3以及来自第一二向色镜121的第一激光a1和第二激光a2的交汇处，第二二向色镜122可以用于反射第三激光a3，透射第一激光a1和第二激光a2。
[0069]
示例性的，第一二向色镜121可以位于第一激光器111与第一透镜21之间，且第一二向色镜121与第二激光器112相对设置，以便第一二向色镜121位于第一激光a1与第二激光a2的交汇处。第二二向色镜122可以位于第一二向色镜121与第一透镜21之间，且第二二向色镜122与第三激光器113相对设置，以便第二二向色镜122设置在第三激光a3以及来自第一二向色镜121的第一激光a1和第二激光a2的交汇处。
[0070]
其中，二向色镜根据波长范围将光束分成透射光和反射光，实现光谱分光。在一些实施例中，第一二向色镜121用于反射短波长的激光，透射长波长的激光，以便第一二向色镜121用于反射第二激光a2，透射第一激光a1；第二二向色镜122用于反射长波长的激光，透射短波长的激光，以便第二二向色镜122用于反射第三激光a3，透射第一激光a1和第二激光
a2。
[0071]
以下简要描述，光源组件10内形成照明光束b1的过程。
[0072]
来自第一激光器111的第一激光a1的延伸方向与第一透镜21的主光轴平行，第一激光a1经第一二向色镜121透射出去，且经第一二向色镜121透射后的第一激光a1的延伸方向不变。
[0073]
来自第二激光器112的第二激光a2的延伸方向与第一透镜21的主光轴垂直，第二激光a2经第一二向色镜121反射出去，且经第一二向色镜121反射后的第二激光a2的延伸方向与第一透镜21的主光轴平行。其中，经第一二向色镜121透镜的第一激光a1与经第一二向色镜121反射的第二激光a2混合后形成第四激光a4，第四激光a4为蓝绿激光，蓝绿激光为短波长的激光。来自第一二向色镜121的第四激光a4的延伸方向与第一透镜21的主光轴平行，第四激光a4经第二二向色镜122透射出去，且经第二二向色镜122透射后的第四激光a4的延伸方向不变。
[0074]
来自第三激光器113的第三激光a3的延伸方向与第一透镜21的主光轴垂直，第三激光a3经第二二向色镜122反射出去，且经第二二向色镜122反射后的第三激光a3的延伸方向与第一透镜21的主光轴平行。其中，经第二二向色镜122反射后的第三激光a3与经第二二向色镜122透射后的第四激光a4混合后形成照明光束b1。也即，第一激光a1、第二激光a2与第三激光a3共同构成照明光束b1。
[0075]
综上所述，通过设置第一二向色镜121和第二二向色镜122对第一激光a1、第二激光a2和第三激光a3进行混合，有利于减少部件，降低光源组件10的组装难度，提高制作效率。同时，由于激光器具有能量利用效率高、能耗较低、使用寿命较长的优点，也有利于使光源组件10的能量利用效率提高、能耗降低、工作寿命延长。进一步地，使用第一激光a1、第二激光a2以及第三激光a3共同构成照明光束b1，还有利于提高照明光束b1的色域范围，并使照明光束b1的亮度增强，进而提升投影显示设备100的显示亮度。
[0076]
在一些其他的实施例中，光源组件10还可以包括同时具有红蓝绿三色激光的激光器，该激光器设置在垂直于第一透镜21的主光轴的平面上，以使该激光器发射出的激光与第一透镜21的主光轴平行，该激光器发射出的激光即为照明光束b1。
[0077]
图9为根据一些实施例的恒流模块41和射频模块42的框图。参照图9，投影显示设备100还包括恒流模块41和射频模块42，恒流模块41分别与第一激光器111、第二激光器112以及第三激光器113电连接，射频模块42分别与第一激光器111、第二激光器112以及第三激光器113电连接。其中，恒流模块41用于提供恒流信号，射频模块42用于提供调制信号，第一激光器111、第二激光器112以及第三激光器113用于根据所述恒流信号和调制信号，对输出的第一激光a1、第二激光a2以及第三激光a3的相干性进行调制。
[0078]
以下仅以第一激光器111为例说明恒流模块41和射频模块42的工作过程：
[0079]
恒流模块41向第一激光器111发射恒流信号，以使第一激光器111内的供电电流恒定；射频模块42向第一激光器111发射调制信号，以对第一激光器111的供电电流进行调制。通过改变调制信号的调制强度和调制频率，进而改变第一激光器111的输出光谱的频率分布，从而进一步改变第一激光器111的输出光谱在时域上的相干长度，也即，通过改变的射频模块42发出的调制信号的调制强度和调制频率，能够调节第一激光器111的发出的第一激光a1的相干性。
[0080]
示例性的，如果不改变调制信号的调制强度，随着调制频率的增加，第一激光器111发出的第一激光a1的相干性降低；如果不改变调制信号的调制频率，随着调制强度的增加，第一激光器111发出的第一激光a1的相干性降低。
[0081]
恒流模块41以及射频模块42作用于第二激光器112和第三激光器113的过程与原理，同上述恒流模块41以及射频模块42作用于第一激光器111的过程与原理相同，在此不再赘述。
[0082]
其中，由于激光的相干长度较长，激光照射在较为粗糙的表面上发生散射后，散射光之间会发生干涉，进而在粗糙表面形成颗粒状的明暗相间的斑点，导致形成的投影图像劣化，也即产生激光散斑效应。通过设置恒流模块41和射频模块42，可以分别对第一激光器111、第二激光器112以及第三激光器113进行相干性的调节，进而克服激光散斑效应的产生，提高投影显示设备100的显示效果。
[0083]
同时，参照图2，对比于一些实施例中，在光源组件10与调光组件之间设置旋转的扩散轮94，对照明光线进行动态扩散，进而实现去相干；通过设置恒流模块41和射频模块42，避免了使用转动机械部件，有利于提升结构的可靠性，降低了投影显示设备100的噪音和功耗。
[0084]
继续参照图8，成像组件30可以包括偏振分光棱镜32和显示芯片31，偏振分光棱镜32位于显示芯片31和第二透镜22之间的光路上。偏振分光棱镜32用于将来自第二透镜22照明光束b1反射至显示芯片31；显示芯片31用于改变来自偏振分光棱镜32的至少部分照明光束b1的偏振态，以形成投影光束b2，并将投影光束b2反射至偏振分光棱镜32；偏振分光棱镜32还用于对来自显示芯片31的投影光束b2进行透射。
[0085]
其中，线偏振光包括s光和p光，其中，s光的光线的偏振矢量垂直于入射平面。p光的光线的偏振矢量在入射平面内。如图8所示，入射平面即为第三平面103，第三平面103、第一平面101以及第二平面102两两垂直。
[0086]
第一激光器111、第二激光器112以及第三激光器113发射出的激光为线偏振光，且第一激光a1、第二激光a2以及第三激光a3均为p光。来自照明组件的照明光束b1经第一透镜21扩散透射至第二透镜22，来自第一透镜21的照明光束b1经第二透镜22准直透射至偏振分光棱镜32。
[0087]
偏振分光棱镜32(polarizing beam splitter，pbs)，偏振分光棱镜32能将入射的非偏振光分成两束垂直的线偏光，其中s光通过，而p光以45度角被反射出去，且p光的出射方向与s光的夹角为直角。来自第二透镜22的照明光束b1为p光，且p光经偏振分光棱镜32反射至显示芯片31。
[0088]
在一些实施例中，显示芯片31可以为硅基液晶(liquid crystal on silicon，lcos)显示芯片。硅基液晶显示芯片可以包括依次层叠设置的玻璃底层、液晶层、电极层以及驱动层。当电极层外加的电压为0时，也即硅基液晶显示芯片关闭时，输入硅基液晶显示芯片的p光经液晶层后，偏振方向不发生偏转，p光经硅基液晶显示芯片反射出去；当电极层外加的电压不为0，也即硅基液晶显示芯片开启时，输入硅基液晶显示芯片的p光经液晶层后，偏振方向偏转为s光，s光经硅基液晶显示芯片反射出去。其中，偏振方向转变后的s光即为投影光束b2，投影光束b2用于后续投影成像。
[0089]
基于上述硅基液晶显示芯片的工作原理，当硅基液晶显示芯片关闭时，来自偏振
分光棱镜32的p光反射至硅基液晶显示芯片，p光经硅基液晶显示芯片反射后偏振方向不发生改变，来自硅基液晶显示芯片的p光经偏振分光棱镜32反射回光源调制组件20。也即，当硅基液晶显示芯片关闭时，投影显示设备100不显示投影画面。当硅基液晶显示芯片开启时，来自偏振分光棱镜32的p光反射至硅基液晶显示芯片，p光经硅基液晶显示芯片反射后偏振方向改变，来自硅基液晶显示芯片的s光(也即投影光束b2)经偏振分光棱镜32透射出去。
[0090]
示例性的，镜头组件33可以位于偏振分光棱镜32背离显示芯片31的光路上。来自偏振分光棱镜32的s光(也即投影光束b2)经镜头组件33投射后，进行显示成像。也即，当硅基液晶显示芯片开启时，投影显示设备100能够投影成像。
[0091]
其中，通过控制硅基液晶显示芯片的开关时序，以及通过分时调制电路控制光源组件10，结合人眼的余晖效应，可以实现不同颜色、不同灰阶的投影图像显示。硅基液晶显示芯片应用于抬头数字显示仪时，还能够克服阳光倒灌造成的面板灼伤的问题。同时，硅基液晶显示芯片具有光能利用率高、光路可逆的优点，硅基液晶显示芯片的成像画面具有高分辨率、高亮度、对比度高的优点，在有利于进一步提高投影显示设备100的显示效果。
[0092]
同时，相较于一些实施例中的设置多个硅基液晶显示芯片，本技术实施例中仅使用一个硅基液晶显示芯片，结构相对简单，组装制作过程简化，结构可靠性提高、可制造性提高，还有利于降低制作成本。
[0093]
进一步地，使用硅基液晶显示芯片的一些实施例中，使用匀光棒92进行匀光，会影响照明光束b1的线偏振度，进而影响照明光束b1的光效。本技术实施例通过设置第一透镜21和第二透镜22，还有利于避免照明光束b1的线偏振度，进而提高照明光束b1的光效。
[0094]
综上所述，由于激光器产生的激光具有很好的线偏振性，而硅基液晶显示芯片具有p光入射后，以s光出射的特性，使得具有激光器和硅基液晶显示芯片的组合的投影显示设备100，无需进行p光的转换，光能效率较高。相比于一些实施例中的成像组件30需设置p光转化为s光的元件，本技术实施例有利于降低成本，提高光效。
[0095]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。