CN111158143B - 用于近眼显示设备的微型投影光引擎 - Google Patents

Abstract

一种用于近眼显示设备的微型投影光引擎。该微型投影光引擎包括用于沿着一预定方向发射具有同一偏振态的偏振光的光源***、用于将该偏振光调制成携带图像信息的偏振光的显示单元、用于投射携带图像信息的偏振光的成像***以及一中继***。该中继***被设置于该光源***、该显示单元以及该成像***之间，并且该光源***和该成像***分别位于该中继***的相对侧，其中该中继***用于改变来自该光源***的偏振光的传播方向，以使该偏振光传播至该显示单元；其中该中继***还用于改变来自该显示单元的携带图像信息的偏振光的传播方向，以使该携带图像信息的偏振光能够沿着该预定方向传播至该成像***。

Description

用于近眼显示设备的微型投影光引擎

技术领域

本发明涉及投影技术领域，特别是涉及一用于近眼显示设备的微型投影光引擎。

背景技术

近年来，微型显示芯片技术的出现，使得小型化和高分辨率的投影显示成为可能。随着投影显示技术的不断发展以及市场需求，大视场、高成像质量、小体积、可穿戴的微型投影光引擎越来越受到重视，尤其是在现如今发展火热的增强现实(Augmented reality,简称AR)、近眼显示(Near-eye display,简称NED)以及可穿戴等领域。

然而，现有的微型投影光引擎通常包括光源***、中继镜组、显示芯片以及投影成像***，其中该中继镜组位于该光源***的发射路径，并且该显示芯片和该投影成像***位于该中继镜组的相对侧，这导致该现有的微型投影光引擎的尺寸和体积较大，很难满足市场对小体积的微型投影光引擎的需求，尤其是无法在增强现实、近眼显示以及可穿戴等领域得到广泛应用和普及。

发明内容

本发明的一目的在于提供一用于近眼显示设备的微型投影光引擎，其能够满足市场对小体积的微型投影光引擎的需求。

本发明的另一目的在于提供一用于近眼显示设备的微型投影光引擎，其中，在本发明的一实施例中，所述微型投影光引擎采用创新的光路设计，以便达到体积小、重量轻的需求。

本发明的另一目的在于提供一用于近眼显示设备的微型投影光引擎，其中，在本发明的一实施例中，所述微型投影光引擎的中继***采用折反方式设计，有利于使所述中继***的结构紧凑、尺寸较小。

本发明的另一目的在于提供一用于近眼显示设备的微型投影光引擎，其中，在本发明的一实施例中，所述微型投影光引擎具有一折反式中继光路，以在确保提供足够长的中继光路的情况下，进一步减小所述微型投影光引擎的尺寸或体积。

本发明的另一目的在于提供一用于近眼显示设备的微型投影光引擎，其中，在本发明的一实施例中，所述微型投影光引擎的成像***采用折反方式设计，有利于使所述成像***的结构紧凑、尺寸较小。

本发明的另一目的在于提供一用于近眼显示设备的微型投影光引擎，其中，在本发明的一实施例中，所述微型投影光引擎具有一折反式成像光路，以在确保提供足够长的成像光路的情况下，减小所述微型投影光引擎的尺寸或体积。

本发明的另一目的在于提供一用于近眼显示设备的微型投影光引擎，其中，在本发明的一实施例中，所述微型投影光引擎的整体体积足够小，适于在增强现实、近眼显示以及可穿戴领域得到应用和普及。

本发明的另一目的在于提供一用于近眼显示设备的微型投影光引擎，其中，在本发明的一实施例中，所述微型投影光引擎具有直线型结构，有助于减小所述微型投影光引擎的横向尺寸。

本发明的另一目的在于提供一用于近眼显示设备的微型投影光引擎，其中，在本发明的一实施例中，所述微型投影光引擎具有可便携性，有助于在传统的投射领域得到广泛应用。

本发明的另一目的在于提供一用于近眼显示设备的微型投影光引擎，其中，在本发明的一实施例中，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该近眼显示设备的波导中，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。

本发明的另一目的在于提供一用于近眼显示设备的微型投影光引擎，其中，为了达到上述目的，在本发明中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本发明成功和有效地提供一解决方案，不只提供一简单的用于近眼显示设备的微型投影光引擎，同时还增加了所述用于近眼显示设备的微型投影光引擎的实用性和可靠性。

为了实现上述至少一发明目的或其他目的和优点，本发明提供了一微型投影光引擎，包括：

一光源***，用于沿一预定方向发射具有同一偏振态的偏振光；

一显示单元，用于将偏振光调制成携带图像信息的偏振光；

一成像***，用于投射携带图像信息的偏振光；以及

一中继***，其中所述中继***被设置于所述光源***、所述显示单元以及所述成像***之间，并且所述光源***和所述成像***分别位于所述中继***的相对侧，其中所述中继***用于改变来自所述光源***的偏振光的传播方向，以使该偏振光传播至所述显示单元；其中所述中继***还用于改变来自所述显示单元的携带图像信息的偏振光的传播方向，以使该携带图像信息的偏振光能够沿着所述预定方向传播至所述成像***。

在本发明的一实施例中，所述中继***包括一中继偏振分束***和一中继折反***，其中所述中继偏振分束***被设置于所述光源***和所述成像***之间，并且所述显示单元和所述中继折反***分别位于所述中继偏振分束***的相对两侧，其中所述显示单元还用于将该携带图像信息的偏振光反射回所述中继偏振分束***，并且所述中继折反***用于将自所述中继偏振分束***射出的偏振光折反回所述中继偏振分束***，以在所述光源***和所述显示单元之间定义形成所述中继***的一折反式中继光路，使得该偏振光能够沿着所述折反式中继光路传播至所述显示单元。

在本发明的一实施例中，所述中继折反***包括一中继光转换元件和一中继光反射元件，其中所述中继光转换元件位于所述中继偏振分束***和所述中继光反射元件之间，其中所述中继光反射元件用于将自所述中继偏振分束***射出的偏振光反射回所述中继偏振分束***，以使该偏振光二次穿过所述中继光转换元件，其中所述中继光转换元件用于将二次穿过的偏振光转换成具有另一偏振态的偏振光。

在本发明的一实施例中，所述中继光转换元件为一1/4波片，所述中继光反射元件为一凹面反射镜。

在本发明的一实施例中，所述中继偏振分束***包括一第一中继直角棱镜、一第二中继直角棱镜以及一中继偏光分束膜，其中所述中继偏光分束膜被设置于所述第一中继直角棱镜的斜面和所述第二中继直角棱镜的斜面之间，以形成具有矩形横截面的所述中继偏振分束***，其中所述中继偏光分束膜用于允许P偏振光透过，并反射S偏振光以改变该S偏振光的传播方向。

在本发明的一实施例中，所述中继偏光分束膜为PBS膜。

在本发明的一实施例中，所述中继偏振分束***具有一中继入射面、一平行于所述中继入射面的中继出射面、一垂直于所述中继入射面的中继折反面以及一垂直于所述中继入射面的中继显示面，其中所述光源***对应于所述中继入射面；其中所述中继折反***对应于所述中继折反面；其中所述显示单元对应于所述中继显示面；其中所述成像***对应于所述中继出射面。

在本发明的一实施例中，所述中继偏振分束***的所述中继入射面和所述中继显示面相交于所述中继偏光分束膜，并且所述中继偏振分束***的所述中继出射面和所述中继折反面相交于所述中继偏光分束膜，使得来自所述光源***的S 偏振光先被所述中继偏光分束膜反射以自所述中继入射面弯折地传播至所述中继折反面，接着在被所述中继折反***转换成P偏振光，并被折反回所述中继折反面之后，该P偏振光穿过所述中继偏光分束膜以自所述中继折反面传播至位于所述中继显示面的所述显示单元。

在本发明的一实施例中，所述中继***还包括一中继透镜组件，其中所述中继透镜组件被设置于所述中继偏振分束***的所述中继入射面和所述光源***之间，用于调整来自所述光源***的偏振光的会聚程度。

在本发明的一实施例中，所述中继***还包括一中继偏振过滤单元，其中所述中继偏振过滤单元被设置于所述中继透镜组件和所述中继偏振分束***的所述中继入射面之间，用于过滤该S偏振光中的杂光。

在本发明的一实施例中，所述中继偏振过滤单元为一S偏振片。

在本发明的一实施例中，所述成像***包括一成像偏振分束***和一成像折反***，其中所述成像偏振分束***位于所述成像折反***和所述中继***之间，其中所述成像折反***用于将自所述成像偏振分束***射出的携带图像信息的偏振光折反回所述成像偏振分束***，以通过所述中继***和所述成像***定义形成所述成像***的一折反式成像光路，使得所述微型投影光引擎能够沿着所述折反式成像光路投射该携带图像信息的偏振光。

在本发明的一实施例中，所述成像折反***包括一成像光转换元件和一成像光反射元件，其中所述成像光转换元件位于所述成像光反射元件和所述成像偏振分束***之间，其中所述成像光反射元件用于将自所述成像偏振分束***射出的该携带图像信息的偏振光反射回所述成像偏振分束***，以使该携带图像信息的偏振光二次穿过所述成像光转换元件，其中所述成像光转换元件用于将二次穿过的该携带图像信息的偏振光转换成该携带图像信息的具有另一偏振态的偏振光。

在本发明的一实施例中，所述成像光转换元件为一1/4波片，所述成像光反射元件为一凹面反射镜。

在本发明的一实施例中，所述成像偏振分束***包括一第一成像直角棱镜、一第二成像直角棱镜以及一成像偏光分束膜，其中所述成像偏光分束膜被设置于所述第一成像直角棱镜的斜面和所述第二成像直角棱镜的斜面之间，以形成具有矩形横截面的所述成像偏振分束***，其中所述成像偏光分束膜用于允许携带图像信息的P偏振光透过，并反射携带图像信息的S偏振光以使该携带图像信息的 S偏振光转向。

在本发明的一实施例中，所述成像偏振分束***具有一成像入射面、一垂直于所述成像入射面的成像出射面以及一垂直于所述成像入射面的成像折反面，其中所述成像折反***对应于所述成像折反面，并且所述中继***对应于所述成像入射面，其中所述折反式成像光路先自所述中继显示面弯折地延伸至所述中继出射面，再自所述中继出射面延伸至所述成像入射面，接着，所述折反式成像光路被所述成像偏光分束膜反射以自所述成像入射面弯折地延伸至所述成像折反面，最后在被所述中继折反***折反回所述成像折反面之后，再穿过所述成像偏光分束膜以自所述成像折反面延伸至所述成像出射面。

在本发明的一实施例中，所述成像***还包括一成像偏振过滤单元，其中所述成像偏振过滤单元被设置于所述中继***和所述成像偏振分束***的所述成像入射面之间，用于过滤来自所述中继***的携带图像信息的S偏振光中的杂光。

在本发明的一实施例中，所述成像偏振过滤单元为一S偏振片。

在本发明的一实施例中，所述成像偏振分束***具有一成像入射面、一垂直于所述成像入射面的成像出射面以及一平行于所述成像入射面的成像折反面，其中所述成像折反***对应于所述成像折反面，并且所述中继***对应于所述成像入射面，其中所述折反式成像光路先自所述中继显示面弯折地延伸至所述中继出射面，再自所述中继出射面延伸至所述成像入射面，接着，所述折反式成像光路穿过所述成像偏光分束膜以自所述成像入射面延伸至所述成像折反面，最后在被所述成像折反***折反回所述成像折反面之后，再被所述成像偏光分束膜反射以自所述成像折反面弯折地延伸至所述成像出射面。

在本发明的一实施例中，所述成像***还包括一成像转换单元，其中所述成像转换单元被设置于所述成像偏振分束***的所述成像入射面和所述中继***之间，用于将来自所述中继***的携带图像信息的S偏振光转换成自所述成像入射面射入的该携带图像信息的P偏振光。

在本发明的一实施例中，所述成像转换单元为一1/2波片或一对1/4波片。

在本发明的一实施例中，所述成像***还包括一成像透镜组件，其中所述成像透镜组件包括一第一成像透镜组和一第二成像透镜组，其中所述第一成像透镜组被设置于所述中继***和所述成像转换单元之间，并且所述第二成像透镜组被设置于所述成像偏振分束***的所述成像出射面。

在本发明的一实施例中，所述成像***还包括一成像偏振过滤单元，其中所述成像偏振过滤单元被设置于所述成像转换单元和所述成像偏振分束***的所述成像入射面之间，用于过滤通过所述成像转换单元转换成的该携带图像信息的 P偏振光中的杂光。

在本发明的一实施例中，所述成像偏振过滤单元为一P偏振片。

在本发明的一实施例中，所述光源***包括至少二发光单元、一合色***以及一偏光复用***，其中每所述发光单元用于发射单色光，其中所述合色***位于所述至少二发光单元和所述偏光复用***之间，用于将通过所述至少二发光单元发射的该单色光合成一合色光，其中所述偏光复用***用于将该合色光转换成 S偏振光。

在本发明的一实施例中，所述光源***还包括至少二准直***和一匀光***，其中每所述准直***被设置于相应的所述发光单元和所述合色***之间，用于准直通过相应的所述发光单元发射的该单色光；其中所述匀光***被设置于所述合色***和所述偏光复用***之间，用于均匀化处理该合色光。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1是根据本发明的一较佳实施例的一微型投影光引擎的***示意图。

图2是根据本发明的上述较佳实施例的所述微型投影光引擎的结构示意图。

图3是根据本发明的上述较佳实施例的所述微型投影光引擎的光路示意图。

图4是根据本发明的上述较佳实施例的所述微型投影光引擎的一中继***的放大示意图。

图5A是根据本发明的上述较佳实施例的所述微型投影光引擎的一成像***的放大示意图。

图5B示出了根据本发明的上述较佳实施例的所述成像***的一个变形实施方式。

图6A是根据本发明的一近眼显示设备的示意图。

图6B是根据本发明的另一近眼显示设备的示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，权利要求和说明书中术语“一”应理解为“一个或多个”，即在一个实施例，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个。除非在本发明的揭露中明确示意该元件的数量只有一个，否则术语“一”并不能理解为唯一或单一，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，属于“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过媒介间接连结。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

近年来，随着微型显示芯片技术的出现，使得小型化和高分辨率的投影显示成为可能。然而，为了获得较高的投影成像质量，现有的微型投影光引擎不得不做的很大，这就导致该现有的微型投影光引擎因自身尺寸或体积较大而无法满足目前的增强现实、近眼显示以及可穿戴产品对体积和重量的严苛要求。因此，目前急需一种足够小体积、轻重量而又具有高成像质量的微型投影光引擎，才能满足市场需求。

参考附图之图1至图5A所示，根据本发明的一较佳实施例的一微型投影光引擎被阐明。如图1至图3所示，所述微型投影光引擎1包括一光源***10、一中继***20、一成像***30以及一显示单元40，其中所述中继***20被设置于所述光源***10、所述成像***30以及所述显示单元40之间，并且所述光源***10和所述成像***30分别位于所述中继***20的相对侧。所述光源***10用于沿着一预定方向发射具有一特定偏振态的偏振光。所述中继***20 用于改变来自所述光源***10的偏振光的传播方向，以使该偏振光传播至所述显示单元40。所述显示单元40用于将该偏振光调制成一携带图像信息的偏振光，并将该携带图像信息的偏振光反射回所述中继***20。所述中继***20还用于改变该携带图像信息的偏振光的传播方向，以使该携带图像信息的偏振光能够沿着所述预定方向传播至所述成像***30。所述成像***30用于投射该携带图像信息的偏振光。

这样，自所述中继***20射出的该携带图像信息的偏振光的传播方向与自所述中继***20射入的该偏振光的传播方向保持一致，也就是说，所述光源***10、所述中继***20以及所述成像***30处于同一直线上，使得所述微型投影光引擎1具有直线型结构，以便减小所述微型投影光引擎1的体积或尺寸，有助于满足市场对小体积的微型投影光引擎的需求。

值得注意的是，在本发明中，具有S偏振态的偏振光被简称为S偏振光，而具有P偏振态的偏振光被简称为P偏振光。例如，所述光源***10所发射的该具有特定偏振态的偏振光可以被实施为一S偏振光，而该携带图像信息的偏振光可以但不限于被实施为一携带图像信息的S偏振光。当然，在本发明的其他示例中，该携带图像信息的偏振光也可以被实施为一携带图像信息的P偏振光。

此外，为了便于清晰地表达出在所述微型投影光引擎1的光路中光的各种偏振态的变化，在本发明的附图中：用S表示该S偏振光；用S^*表示该携带图像信息的S偏振光；用P表示该P偏振光；用P^*表示该携带图像信息的P偏振光；以及用S+P表示非偏振光(该非偏振光可以是自然光、单色光或部分偏振光等等)。

具体地，在本发明的所述较佳实施例中，如图2和图3所示，所述微型投影光引擎1的所述中继***20包括一中继偏振分束***21和一中继折反***22，其中所述显示单元40和所述中继折反***22分别被设置于所述中继偏振分束***21 的相对侧。所述显示单元40用于将该偏振光调制成携带图像信息的偏振光，并将该携带图像信息的偏振光反射回所述中继偏振分束***21 。所述中继折反***22用于将自所述中继偏振分束***21 射出的该偏振光折反回所述中继偏振分束***21 ，以在所述光源***10和所述显示单元40之间定义形成一折反式中继光路200，使得来自所述光源***10的该偏振光沿着所述折反式中继光路 200传播至所述显示单元40。这样，所述折反式中继光路200能够使所述中继***20在较小的体积内提供足够长的中继光路，以便在确保所述微型投影光引擎 1具有较高成像质量的情况下，进一步减小所述微型投影光引擎1的体积或尺寸，有助于满足市场对小体积的微型投影光引擎的需求。

值得注意的是，所述显示单元40可以但不限于被实施为一反射型Lcos面板，用于将该偏振光调制成携带图像信息的偏振光，并反射该携带图像信息的偏振光。当然，在本发明的其他示例中，所述显示单元40也可以被实施为其他类型的显示芯片，只要能够调制并反射该偏振光即可，本发明对此不作进一步限制。

示例性地，在本发明的所述较佳实施例中，如图3和图4所示，所述中继***20的所述中继折反***22包括一中继光转换元件221和一中继光反射元件 222，其中所述中继光转换元件221被设置于所述中继光反射元件222和所述中继偏振分束***22之间。所述中继光反射元件222用于将自所述中继光转换元件221射出的P或S偏振光反射回所述中继光转换元件221，以使该P或S偏振光二次穿过所述中继光转换元件221。所述中继光转换元件221用于将二次穿过的该P或S偏振光转换成S或P偏振光。

值得注意的是，在本发明的所述较佳实施例中，所述中继光转换元件221 可以但不限于被实施为一1/4波片；所述中继光反射元件222可以但不限于被实施为一凹面反射镜。当然，在本发明的其他示例中，所述中继光转换元件221 还可以被实施为其他类型的波片或光转换件，只要能够将二次穿过的该P或S 偏振光转换成该S或P偏振光即可；所述中继光反射元件222也可以被实施为其他类型的反射镜或光反射件，只要能够将自所述中继偏振分束***21射出的该 P或S偏振光反射回所述中继偏振分束***21，以使该P或S偏振光二次穿过所述中继光转换元件221即可，本发明对此不作进一步限制。

此外，由于所述显示单元40用于将P或S偏振光调制成携带图像信息的S 或P偏振光，并以反射的方式将该携带图像信息的S或P偏振光折反回所述中继偏振分束***21。而所述中继偏振分束***21用于反射S偏振光以改变该S偏振光的传播方向，并允许P偏振光透过而不改变该P偏振光传播方向。因此，这样就可以根据所述显示单元40、所述中继偏振分束***21以及所述中继折反***22的上述特性来设计出合理的所述折反式中继光路200，以实现在较小体积内获得足够长的中继光路，从而在确保所述微型投影光引擎1具有较高成像质量的情况下，减小所述微型投影光引擎1的体积或尺寸。

示例性地，如图4所示，所述中继***20的所述中继偏振分束***21具有一中继入射面2101、一平行于所述中继入射面2101的中继出射面2102、一垂直于所述中继入射面2101的中继折反面2103以及一垂直于所述中继入射面2101 的中继显示面2104，其中所述中继折反***22的所述中继光转换元件221被设置于所述中继折反***22的所述中继光反射元件222和所述中继偏振分束*** 21的所述中继折反面2103之间，其中所述显示单元40被设置于所述中继偏振分束***21的所述中继显示面2104，以通过所述中继偏振分束***21和所述中继折反***22定义出所述折反式中继路径200。

此外，所述中继偏振分束***21的所述中继入射面2101对应于所述光源***10，并且所述中继出射面2102对应于所述成像***30，以形成具有直线型结构的所述微型投影光引擎1，有助于减小所述微型投影光引擎1的尺寸。

这样，当来自所述光源***10的S偏振光自所述中继入射面2101射入所述中继偏振分束***21时，该S偏振光被所述中继偏振分束***21反射以自所述中继折反面2103射出；接着，自所述中继折反面2103射出的该S偏振光被所述中继光反射元件222反射回所述中继折反面2103，以使该S偏振光二次穿过所述中继光转换元件221；与此同时，该S偏振光被所述中继光转换元件221转换为P偏振光，以使被转换成的该P偏振光自所述中继折反面2103射入所述中继偏振分束***21；之后，自所述中继折反面2103射入的该P偏振光穿过所述中继偏振分束***21以自所述中继显示面2104射出；最后，在自所述中继显示面 2104射出的该P偏振光被所述显示单元40调制成携带图像信息的S偏振光后，该携带图像信息的S偏振光被所述显示单元40反射回所述中继显示面2104。

换句话说，所述中继***20的所述折反式中继光路200首先被所述中继偏振分束***21反射以自所述中继偏振分束***21的所述中继入射面2101弯折地延伸至所述中继折反面2103；接着，所述折反式中继光路200在被所述中继折反***22折反回所述中继折反面2103之后，再穿过所述中继偏振分束*** 21以自所述中继折反面2103延伸至所述中继显示面2104，使得该偏振光能够沿着所述折反式中继光路200折反地传播至所述显示单元40，以被所述显示单元 40调制成携带图像信息的偏振光，从而实现在较小的空间内获得足够长的中继光路。

值得注意的是，如图3所示，在该携带图像信息的S偏振光被所述显示单元 40反射回所述中继显示面2104之后，该携带图像信息的S偏振光被所述中继偏振分束***21反射以自所述中继显示面2104弯折地传播至所述中继出射面 2102，并自所述中继出射面2102射出而传播至所述成像***30，以在所述显示单元40和所述成像***30之间定义形成一折反式成像光路300的一部分，也能够延长所述微型投射光引擎1的成像光路，以进一步提高所述微型投射光引擎1 的成像质量。

更具体地，如图3和图4所示，所述中继***20的所述中继偏振分束*** 21包括一第一中继直角棱镜211、一第二中继直角棱镜212以及一中继偏光分束膜213，其中所述中继偏光分束膜213被设置于所述第一中继直角棱镜211的斜面和所述第二中继直角棱镜212的斜面之间，以形成具有矩形结构的所述中继偏振分束***21。所述中继偏光分束膜213用于允许P偏振光透过，并且用于反射S偏振光和携带图像信息的S偏振光，以使该S偏振光和该携带图像信息的S 偏振光转向。

所述第一中继直角棱镜211的两直角面分别被定义为所述中继偏振分束***21的所述中继入射面2101和所述中继折反面2103，而所述第二中继直角棱镜212的两直角面分别被定义为所述中继偏振分束***21的所述中继出射面 2102和所述中继显示面2104。此时，所述中继出射面2102平行于所述中继入射面2101，并且所述中继折反面2103平行于所述中继显示面2104，而所述中继出射面2102和所述中继折反面2103相交于所述中继偏光分束膜213，并且所述中继入射面2101和所述中继显示面2104相交于所述中继偏光分束膜213。

值得注意的是，所述中继偏振分束膜213可以但不限于被实施为一PBS膜，用于允许P偏振光透过，并且阻止S偏振光和携带图像信息的S偏振光透过，以反射该S偏振光和该携带图像信息的S偏振光而改变该S偏振光和该和携带图像信息的S偏振光的传播方向。

这样，自所述中继入射面2101射入的该S偏振光被所述中继偏光分束膜213 反射以自所述中继折反面2103射出；接着，自所述中继折反面2103射出的该S 偏振光被所述中继折反***21转换成该P偏振光，并将该P偏振光反射回所述中继折反面2103；之后，自所述中继折反面2103射入的该P偏振光透过所述中继偏光分束膜213以自所述中继显示面2104射出；最后，自所述中继显示面2104 射出的该P偏振光被所述显示单元40调制成该携带图像信息的S偏振光。

换句话说，所述折反式中继光路200在自所述中继入射面2101延伸至所述中继偏光分束膜213后，再自所述中继偏光分束膜213延伸至所述中继折反面 2103；接着，所述折反式中继光路200自所述中继折反面2103折反地延伸至所述中继显示面2104，以便通过折反的方式来延长所述折反式中继光路200的长度，有助于进一步减小所述微型投影光引擎1的体积或尺寸。

值得注意的是，如图3和图4所示，通过所述显示单元40调制成的该携带图像信息的S偏振光将被所述显示单元40反射回所述中继显示面2104，接着，自所述中继显示面2104射入的该携带图像信息的S偏振光被所述中继偏光分束膜213反射以自所述中继出射面2102射出，以便传播至所述成像***30。换句话说，所述折反式成像光路300的一部分先被所述中继偏光分束膜213反射以自所述中继显示面2104弯折地延伸至所述中继出射面2102，再自所述中继出射面 2102延伸至所述成像***30，以便延长所述折反式成像光路300的长度，有助于进一步减小所述微型投影光引擎1的体积或尺寸。

优选地，所述第一和第二中继直角棱镜211、212均被实施为一等腰直角棱镜，以使所述中继偏光分束膜213与所述中继入射面2101之间的夹角为45度。这样，所述中继偏振分束膜213与所述中继出射面2102、所述中继折反面2103 以及所述中继显示面2104之间的夹角也为45度，使得垂直地射入所述中继入射面2101的该S偏振光被所述中继偏光分束膜213反射以垂直地射出所述中继折反面2103，并且使得垂直地射入所述中继显示面2104的该携带图像信息的S偏振光被所述中继偏光分束膜213反射以垂直地射出所述中继出射面2104，有助于减小偏振光在沿着所述折反式中继光路200和所述折反式成像光路300传播的过程中产生的光能损失。

根据本发明的所述较佳实施例，如图3所示，所述中继***20还包括一中继透镜组件23，其中所述中继透镜组件23被设置于所述中继偏振分束***21 的所述中继入射面2101和所述光源***10之间，用于调整来自所述光源*** 10的该S偏振光的会聚程度，以使该S偏振光满足所述显示单元40所需的照射面积。

此外，在根据本发明的所述较佳实施例中，如图4所示，所述中继***20 还包括一中继偏振过滤单元24，其中所述中继偏振过滤单元24被设置于所述中继透镜组件23和所述中继偏振分束***21的所述中继入射面2101之间，用于过滤在来自该光源***10的该S偏振光中的杂光(即非S偏振光)，以确保自所述中继入射面2101射入的该S偏振光具有较高的纯度，有助于提高所述微型投影光引擎1的成像质量。

示例性地，所述中继偏振过滤单元24可以但不限于被实施为一S偏振片，用于仅允许S偏振光通过，并阻挡P偏振光或/和其他杂光通过，以过滤在来自该光源***10的该S偏振光中的P偏振光或/和其他杂光。

值得一提的是，在本发明的其他示例中，在所述显示单元40和所述中继***20的所述中继偏振分束***21之间还设有一1/4波片(图中未示出)，用于改善***的对比度，有助于进一步提高所述微型投影光引擎1的成像质量。

然而，现有的微型投影光引擎通常包括光源***、中继镜组、显示芯片以及投影成像***，其中该中继镜组位于该光源***的发射路径，并且该显示芯片和该投影成像***位于该中继镜组的相对侧，以通过该显示芯片和该投影成像***定义形成直线式成像光路。而为了获得高质量的投影效果，该现有的微型投影光引擎需要提供足够长的成像光路，这也会导致该现有的微型投影光引擎的尺寸和体积较大，很难满足市场对小体积的微型投影光引擎的需求，尤其是无法在增强现实、近眼显示以及可穿戴等领域得到广泛应用和普及。

因此，在本发明的所述较佳实施例中，所述成像***30包括一成像偏振分束***31和一成像折反***32，其中所述成像折反***32用于将自所述成像偏振分束***31射出的该携带图像信息的偏振光折反回所述成像偏振分束*** 31，以在所述成像***30内定义形成所述折反式成像光路300的另一部分，使得所述微型投影光引擎1能够沿着所述折反式成像光路300投射该携带图像信息的偏振光。这样，所述折反式成像光路300能够使所述成像***30能够在较小的体积内提供足够长的成像光路，以便在确保所述微型投影光引擎1具有较高成像质量的情况下，减小所述微型投影光引擎1的体积或尺寸，有助于满足市场对小体积的微型投影光引擎的需求。

具体地，如图2和图3所示，所述成像***30的所述成像折反***32包括一成像光转换元件321和一成像光反射元件322，其中所述成像光转换元件321 被设置于所述成像光反射元件322和所述成像偏振分束***31之间。所述成像光反射元件322用于将自所述成像偏振分束***31射出的该携带图像信息的P 或S偏振光反射回所述成像偏振分束***31，以使该携带图像信息的P或S偏振光二次穿过所述成像光转换元件321。所述成像光转换元件321用于将二次穿过的该携带图像信息的P或S偏振光转换成该携带图像信息的S或P偏振光。

值得注意的是，在本发明的所述较佳实施例中，所述成像光转换元件321 可以但不限于被实施为一1/4波片；所述成像光反射元件322可以但不限于被实施为一凹面反射镜。当然，在本发明的其他示例中，所述成像光转换元件321 还可以被实施为其他类型的波片或光转换件，只要能够将二次穿过的该携带图像信息的P或S偏振光转换成该携带图像信息的S或P偏振光即可；所述成像光反射元件322也可以被实施为其他类型的反射镜或光反射件，只要能够将自所述成像偏振分束***31射出的该携带图像信息的P或S偏振光反射回所述成像偏振分束***31，以使该携带图像信息的P或S偏振光二次穿过所述成像光转换元件321即可，本发明对此不作进一步限制。

此外，所述成像***30的所述成像偏振分束***31用于反射该携带图像信息的S偏振光以改变该携带图像信息的S偏振光的传播方向，并允许该携带图像信息的P偏振光透过而不改变该携带图像信息的P偏振光传播方向。这样就可以根据所述成像偏振分束***31和所述成像折反***32的上述特性来设计出合理的所述折反式成像光路300的所述另一部分，以实现在较小体积内获得足够长的成像光路，从而在确保所述微型投影光引擎1具有较高成像质量的情况下，进一步减小所述微型投影光引擎1的体积或尺寸。

示例性地，如图5A所示，所述成像***30的所述成像偏振分束***31具有一成像入射面3101、一垂直于所述成像入射面3101的成像出射面3102以及一平行于所述成像入射面3101的成像折反面3103，其中所述成像折反***32 的所述成像光转换元件321被设置于所述成像折反***32的所述成像光反射元件322和所述成像偏振分束***31的所述成像折反面3103之间，以通过所述成像偏振分束***31和所述成像折反***32的所述成像光反射元件322定义出所述折反式成像路径300的所述另一部分。

这样，当携带图像信息的P偏振光自所述成像入射面3101射入所述成像偏振分束***31时，该携带图像信息的P偏振光穿过所述成像偏振分束***31 以自所述成像折反面3103射出；接着，自所述成像折反面3103射出的该携带图像信息的P偏振光被所述成像光反射元件322反射回所述成像折反面3103，以使该携带图像信息的P偏振光二次穿过所述成像光转换元件321；与此同时，该携带图像信息的P偏振光被所述成像光转换元件321转换为携带图像信息的S 偏振光，以使被转换成的该携带图像信息的S偏振光自所述成像折反面3103射入所述成像偏振分束***31；最后，自所述成像折反面3103射入的该携带图像信息的S偏振光被所述成像偏振分束***31反射以自所述成像出射面3102射出以投影成像，从而实现将该携带图像信息的P偏振光沿着所述折反式成像光路 300的所述另一部分投射成像的效果。

换句话说，在所述成像***30中，所述折反式成像光路300的所述另一部分首先自所述成像偏振分束***31的所述成像入射面3101延伸至所述成像偏振分束***31的所述成像折射面3103；接着所述折反式成像光路300被所述成像折反***32折反以朝向所述成像偏振分束***31的所述成像入射面3101延伸；最后，所述折反式成像光路300被所述成像偏振分束***31反射以弯折地延伸至所述成像偏振分束***31的所述成像出射面3102，使得该携带图像信息的P 偏振光能够沿着所述折反式成像光路300弯折地传播以投射成像，从而实现在较小的空间内获得足够长的成像光路。

值得注意的是，所述折反式成像光路300包括位于所述显示单元40和所述成像***30之间的成像光路和位于所述成像***30中的成像光路，其中所述显示单元40和所述成像***30之间的成像光路先自所述显示单元40弯折地延伸至所述中继出射面2102，再自所述中继出射面2102直线地延伸至所述成像入射面3101，而位于所述成像***30的成像光路自所述成像入射面3101折反地延伸至所述成像出射面3102，从而形成完整的所述折反式成像光路300。

更具体地，如图3和图5A所示，所述成像***30的所述成像偏振分束*** 31包括一第一成像直角棱镜311、一第二成像直角棱镜312以及一成像偏光分束膜313，其中所述成像偏光分束膜313被设置于所述第一成像直角棱镜311的斜面和所述第二成像直角棱镜312的斜面之间，以形成具有矩形结构的所述成像偏振分束***31。所述成像偏光分束膜313用于允许该携带图像信息的P偏振光透过，并且用于反射该携带图像信息的S偏振光以使该携带图像信息的S偏振光转向。所述第一成像直角棱镜311的一直角面被定义为所述成像偏振分束*** 31的所述成像入射面3101，而所述第二成像直角棱镜312的两直角面分别被定义为所述成像偏振分束***31的所述成像出射面3102和所述成像折反面3103，并且所述成像出射面3102均垂直于所述成像入射面3101和所述成像折反面 3103。

这样，自所述成像入射面3101射入的该携带图像信息的P偏振光能够透过所述成像偏光分束膜313以穿过所述成像偏振分束***31自所述成像折反面 3103射出；接着，自所述成像折反面3103射出的该携带图像信息的P偏振光被所述成像折反***32转换成该携带图像信息的S偏振光，并将该携带图像信息的S偏振光反射回所述成像折反面3103；最后，自所述成像折反面3103射入的该携带图像信息的S偏振光被所述成像偏振分束***31的所述成像偏光分束膜 313反射以自所述成像出射面3102射出以投影成像。换句话说，所述折反式成像光路300的所述另一部分首先自所述成像入射面3101延伸至所述成像折反面3103，在自所述成像折反面3103折反地延伸至所述成像偏光分束膜313之后，再自所述成像偏光分束膜313延伸至所述成像出射面3102，以便通过折反的方式来延长所述折反式成像光路300的长度，有助于在确保所述微型投影光引擎1 的投射质量的情况下，减小所述微型投影光引擎1的体积或尺寸。

值得注意的是，所述成像偏振分束膜313可以但不限于被实施为一PBS膜，用于允许携带图像信息的P偏振光透过，而阻止携带图像信息的S偏振光透过并反射该携带图像信息的S偏振光，以改变该携带图像信息的S偏振光的传播方向。

优选地，所述第一和第二成像直角棱镜311、312均被实施为一等腰直角棱镜，以使所述成像偏光分束膜313与所述成像入射面3101之间的夹角为45度。这样，所述成像偏振分束膜313与所述成像出射面3102和所述成像折反面3103 之间的夹角也为45度，使得垂直地射入所述成像折反面3103的该携带图像信息的S偏振光被所述成像偏光分束膜313反射以垂直地射出所述成像出射面3102，有助于减小偏振光在沿着所述折反式成像光路300传播的过程中产生的光能损失。

进一步地，在本发明的所述较佳实施例中，如图3和图5A所示，所述成像***30还包括一成像转换单元33，其中所述成像转换单元33被设置于所述成像偏振分束***31的所述成像入射面3101和所述中继***20的所述中继出射面2102之间，用于将来自所述中继***20的携带图像信息的S偏振光转换成该携带图像信息的P偏振光，以使该携带图像信息的P偏振光自所述成像入射面 3101射入所述成像偏振分束***31并沿着所述折反式成像光路300的所述另一部分传播。

示例定地，所述成像转换单元33可以但不限于被实施为一1/2波片，用于将该携带图像信息的S偏振光转换成该携带图像信息的P偏振光。当然，在本发明的其他示例中，所述成像转换单元33还可以被实施为一对被重叠放置的1/4 波片，以通过两个所述1/4波片将该携带图像信息的S偏振光转换成该携带图像信息的P偏振光。

根据本发明的所述较佳实施例，如图5A所示，所述成像***30还包括一成像透镜组件34，其中所述成像透镜组件34包括一第一成像透镜组341，其中所述第一成像透镜组341被设置于所述成像偏振分束***31的所述成像出射面 3102，用于调整自所述成像出射面3102射出的该携带图像信息的S偏振光的会聚程度，以便满足所述微型投影光引擎1的投影需求。

进一步地，如图3和图5A所示，所述成像透镜组件34还包括一第二成像透镜组342，其中所述第二成像透镜组342被设置于所述成像转换单元33和所述中继***20之间，用于调整来自所述中继***20的该携带图像信息的S偏振光的会聚程度，以便减轻所述第一成像透镜组341的会聚负担，有助于减小所述第一成像透镜组341的厚度。可以理解的是，在本发明的其他示例中，所述第二成像透镜组件342还可以被设置于所述成像转换单元33和所述成像偏振分束*** 31的所述成像入射面3101之间，用于调整通过所述成像转换单元33转换成的该携带图像信息的P偏振光的会聚程度。

此外，在根据本发明的所述较佳实施例中，如图5A所示所述成像***30 还包括一成像偏振过滤单元35，其中所述成像偏振过滤单元35被设置于所述成像转换单元33和所述成像偏振分束***31的所述成像入射面3101之间，用于过滤在通过所述成像转换单元33转换成的该携带图像信息的P偏振光中的杂光 (非P偏振光)，以确保自所述成像入射面3101射入的该携带图像信息的P偏振光具有较高的纯度，有助于提高所述微型投影光引擎1的成像质量。

示例性地，所述成像偏振过滤单元35可以但不限于被实施为一P偏振片，用于仅允许携带图像信息的P偏振光通过，并阻挡携带图像信息的S偏振光通过，以过滤在通过所述成像转换单元33转换成的该携带图像信息的P偏振光中的S 偏振光或其他杂光。

附图5B示出了根据本发明的所述较佳实施例的所述成像***30的一个变形实施方式，其中所述成像***30的所述成像偏振分束***31具有一成像入射面 3101、一垂直于所述成像入射面3101的成像出射面3102以及一垂直于所述成像入射面3101的成像折反面3103，其中所述成像折反***32的所述成像光转换元件321被设置于所述成像折反***32的所述成像光反射元件322和所述成像偏振分束***31的所述成像折反面3103之间，以通过所述成像偏振分束*** 31和所述成像折反***32的所述成像光反射元件322定义出所述折反式成像路径300的所述另一部分。

这样，在该本发明的这个变形实施例中，就不需要先利用所述成像转换元件 33将来自所述中继***20的该携带图像信息的S偏振光转换成该携带图像信息的P偏振光，再使该携带图像信息的P偏振光自所述成像入射面3101射入所述成像偏振分束***31，而是直接使来自所述中继***20的该携带图像信息的S 偏振光自所述成像入射面3101射入所述成像偏振分束***31即可，以便进一步减小所述微型投影光引擎1的尺寸。

换句话说，由于自所述成像入射面3101射入的偏振光为该携带图像信息的 S偏振光，而来自所述中继***20的偏振光也为该携带图像信息的S偏振光，因此，在本发明的这个变形实施方式中，所述成像***30不需要设置任何所述成像转换单元33，使得来自所述中继***20的该携带图像信息的S偏振光可以不经过转换就能够自所述成像入射面3101射入所述成像偏振分束***31。

示例性地，如图5B所示，首先，自所述成像入射面3101射入该携带图像信息的S偏振光被所述成像偏振分束***31反射以自所述成像折反面3103射出；接着，自所述成像折反面3103射出的该携带图像信息的S偏振光被所述成像光反射元件322反射回所述成像折反面3103，以使该携带图像信息的S偏振光二次穿过所述成像光转换元件321；与此同时，该携带图像信息的S偏振光被所述成像光转换元件321转换为携带图像信息的P偏振光，以使被转换成的该携带图像信息的P偏振光自所述成像折反面3103射入所述成像偏振分束***31；最后，自所述成像折反面3103射入的该携带图像信息的P偏振光穿过所述成像偏振分束***31以自所述成像折反面3103射出，从而实现将该携带图像信息的S偏振光沿着所述折反式成像光路300投射成像的效果。

换句话说，在这个变形实施方式中，所述第一成像直角棱镜311的两个所述直角面分别被定义为所述成像偏振分束***31的所述成像入射面3101和所述成像折反面3103，而所述第二成像直角棱镜312的一直角面被定义为所述成像偏振分束***31的所述成像出射面3102。这样，所述折反式成像光路300的所述另一部分首先自所述成像入射面3101延伸至所述成像偏光分束膜313，在自所述成像偏光分束膜313延伸至所述成像折反面3102之后，再自所述成像折反面 3103折反地延伸至所述成像出射面3102，以便通过折反的方式来延长所述折反式成像光路300的长度，有助于在确保所述微型投影光引擎1的投射质量的情况下，进一步减小所述微型投影光引擎1的体积或尺寸。

此外，在这个变形实施方式中，如图5B所示，所述成像***30的所述成像偏振过滤单元35被设置于所述第二成像透镜组342和所述成像偏振分束***31 的所述成像入射面3101之间，用于过滤来自所述中继***20的该携带图像信息的S偏振光中的杂光(即非S偏振光)，以确保自所述成像入射面3101射入的该携带图像信息的S偏振光具有较高的纯度，有助于提高所述微型投影光引擎1的成像质量。

示例性地，所述成像偏振过滤单元35可以但不限于被实施为一S偏振片，用于仅允许携带图像信息的S偏振光通过，并阻挡携带图像信息的P偏振光通过，以过滤来自所述中继***20的的该携带图像信息的S偏振光中的P偏振光或其他杂光。

值得一提的是，根据本发明的所述较佳实施例，如图1至图3所示，所述微型投影光引擎1的所述光源***10包括至少二发光单元11、一合色***12以及一偏光转换***13，其中每所述发光单元11用于发射单色光，其中所述合色***12被设置于所述至少二发光单元11和所述偏光转换***13之间，用于将通过所述至少二发光单元11发射的该单色光合成一合色光，其中所述偏光转换***13用于将该合色光转换成该S偏振光。可以理解的是，所述单色光和所述合色光均被实施为非偏振光，而该非偏振光通常由P偏振光和S偏振光组成。

值得注意的是，所述偏光转换***13可以但不限于被实施为一PCS阵列，用于将非偏振光转换为S偏振光。当然，在本发明的其他示例中，所述偏光转换***13还可以被实施为一PCS阵列和一1/2波片，其中所述PCS阵列被设置于所述1/2波片和所述合色***12之间，其中所述PCS阵列用于将该非偏振光转换成P偏振光，而所述1/2波片用于将该P偏振光转换成该S偏振光。

此外，在本发明的所述较佳实施例中，所述合色***12可以但不限于被实施为镀有颜色选择性透过膜的契型棱镜，用于将两路单色光按照比例要求合成一路光。当然，在本发明的其他示例中，所述合色***12还可以被实施为X合色棱镜或合色片，用于将多路单色光合成到一路光，本发明的对此不作进一步限制。

进一步地，如图1和图3所示，所述光源***10还包括至少二准直***14 和一匀光***15。每所述准直***14被设置于相应的所述发光单元11和所述合色***12之间，用于准直通过所述发光单元11发射的该单色光。所述匀光***15被设置于所述合色***12和所述偏光转换***13之间，用于均匀化处理该合成光。本领域技术人员可以理解的是，所述准直***14可以但不限于被实施为准直透镜；所述匀光***15可以但不限于被实施为复眼或微透镜阵列组 (Micro-lens array，简称MLA)。

根据本发明的另一方面，如图6A和6B所示，本发明进一步提供了一近眼显示设备。如图6A所示，所述近眼显示设备包括一波导500和上述任一微型投射光引擎1，其中所述微型投射光引擎1用于向所述波导500投射携带图像信息的偏振光，以通过所述波导500将所述携带图像信息的偏振光投影至人眼中。

值得注意的是，在附图6A中，所述微型投影光引擎1和人眼位于所述波导 500的同一侧。当然，如图6B所示，在本发明的另一示例中，所述微型投影光引擎1和人眼也可以分别位于所述波导500的相对侧(即所述波导500的不同侧)，同样能够实现将携带图像信息的偏振光投影至人眼中，本发明对此不做限制，只需确保通过所述波导500将来自所述微型投影光引擎1的该携带图像信息的偏振光投影至人眼中即可。此外，本领域技术人员可以理解的是，所述近眼显示设备的类型不受限制，例如所述近眼显示设备可以是AR眼镜等等之类的头戴式显示设备。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (24)

1.一用于近眼显示设备的微型投影光引擎，其特征在于，包括：

一光源***，用于沿一预定方向发射具有同一偏振态的偏振光；

一显示单元，用于将偏振光调制成携带图像信息的偏振光；

一成像***，用于投射携带图像信息的偏振光；以及

一中继***，其中所述中继***被设置于所述光源***、所述显示单元以及所述成像***之间，并且所述光源***和所述成像***分别位于所述中继***的相对侧，其中所述中继***用于改变来自所述光源***的偏振光的传播方向，以使该偏振光传播至所述显示单元；其中所述中继***还用于改变来自所述显示单元的携带图像信息的偏振光的传播方向，以使该携带图像信息的偏振光能够沿着所述预定方向传播至所述成像***；

其中所述成像***包括一成像偏振分束***和一成像折反***，其中所述成像偏振分束***位于所述成像折反***和所述中继***之间，其中所述成像折反***用于将自所述成像偏振分束***射出的携带图像信息的偏振光折反回所述成像偏振分束***，以通过所述中继***和所述成像***定义形成所述成像***的一折反式成像光路，使得所述微型投影光引擎能够沿着所述折反式成像光路投射该携带图像信息的偏振光；

其中所述成像***还包括一成像透镜组件，其中所述成像透镜组件包括一第一成像透镜组和一第二成像透镜组，其中所述第一成像透镜组被设置于所述中继***和所述成像偏振分束***之间，并且所述第二成像透镜组被设置于所述成像偏振分束***的成像出射面。

2.如权利要求1所述的微型投影光引擎，其中，所述中继***包括一中继偏振分束***和一中继折反***，其中所述中继偏振分束***被设置于所述光源***和所述成像***之间，并且所述显示单元和所述中继折反***分别位于所述中继偏振分束***的相对两侧，其中所述显示单元还用于将该携带图像信息的偏振光反射回所述中继偏振分束***，并且所述中继折反***用于将自所述中继偏振分束***射出的偏振光折反回所述中继偏振分束***，以在所述光源***和所述显示单元之间定义形成所述中继***的一折反式中继光路，使得该偏振光能够沿着所述折反式中继光路传播至所述显示单元。

3.如权利要求2所述的微型投影光引擎，其中，所述中继折反***包括一中继光转换元件和一中继光反射元件，其中所述中继光转换元件位于所述中继偏振分束***和所述中继光反射元件之间，其中所述中继光反射元件用于将自所述中继偏振分束***射出的偏振光反射回所述中继偏振分束***，以使该偏振光二次穿过所述中继光转换元件，其中所述中继光转换元件用于将二次穿过的偏振光转换成具有另一偏振态的偏振光。

4.如权利要求3所述的微型投影光引擎，其中，所述中继光转换元件为一1/4波片，所述中继光反射元件为一凹面反射镜。

5.如权利要求4所述的微型投影光引擎，其中，所述中继偏振分束***包括一第一中继直角棱镜、一第二中继直角棱镜以及一中继偏光分束膜，其中所述中继偏光分束膜被设置于所述第一中继直角棱镜的斜面和所述第二中继直角棱镜的斜面之间，以形成具有矩形横截面的所述中继偏振分束***，其中所述中继偏光分束膜用于允许P偏振光透过，并反射S偏振光以改变该S偏振光的传播方向。

6.如权利要求5所述的微型投影光引擎，其中，所述中继偏光分束膜为PBS膜。

7.如权利要求5所述的微型投影光引擎，其中，所述中继偏振分束***具有一中继入射面、一平行于所述中继入射面的中继出射面、一垂直于所述中继入射面的中继折反面以及一垂直于所述中继入射面的中继显示面，其中所述光源***对应于所述中继入射面；其中所述中继折反***对应于所述中继折反面；其中所述显示单元对应于所述中继显示面；其中所述成像***对应于所述中继出射面。

8.如权利要求7所述的微型投影光引擎，其中，所述中继偏振分束***的所述中继入射面和所述中继显示面相交于所述中继偏光分束膜，并且所述中继偏振分束***的所述中继出射面和所述中继折反面相交于所述中继偏光分束膜，使得来自所述光源***的S偏振光先被所述中继偏光分束膜反射以自所述中继入射面弯折地传播至所述中继折反面，接着在被所述中继折反***转换成P偏振光，并被折反回所述中继折反面之后，该P偏振光穿过所述中继偏光分束膜以自所述中继折反面传播至位于所述中继显示面的所述显示单元。

9.如权利要求8所述的微型投影光引擎，其中，所述中继***还包括一中继透镜组件，其中所述中继透镜组件被设置于所述中继偏振分束***的所述中继入射面和所述光源***之间，用于调整来自所述光源***的偏振光的会聚程度。

10.如权利要求9所述的微型投影光引擎，其中，所述中继***还包括一中继偏振过滤单元，其中所述中继偏振过滤单元被设置于所述中继透镜组件和所述中继偏振分束***的所述中继入射面之间，用于过滤该S偏振光中的杂光。

11.如权利要求10所述的微型投影光引擎，其中，所述中继偏振过滤单元为一S偏振片。

12.如权利要求8至11中任一所述的微型投影光引擎，其中，所述成像折反***包括一成像光转换元件和一成像光反射元件，其中所述成像光转换元件位于所述成像光反射元件和所述成像偏振分束***之间，其中所述成像光反射元件用于将自所述成像偏振分束***射出的该携带图像信息的偏振光反射回所述成像偏振分束***，以使该携带图像信息的偏振光二次穿过所述成像光转换元件，其中所述成像光转换元件用于将二次穿过的该携带图像信息的偏振光转换成该携带图像信息的具有另一偏振态的偏振光。

13.如权利要求12所述的微型投影光引擎，其中，所述成像光转换元件为一1/4波片，所述成像光反射元件为一凹面反射镜。

14.如权利要求13所述的微型投影光引擎，其中，所述成像偏振分束***包括一第一成像直角棱镜、一第二成像直角棱镜以及一成像偏光分束膜，其中所述成像偏光分束膜被设置于所述第一成像直角棱镜的斜面和所述第二成像直角棱镜的斜面之间，以形成具有矩形横截面的所述成像偏振分束***，其中所述成像偏光分束膜用于允许携带图像信息的P偏振光透过，并反射携带图像信息的S偏振光以使该携带图像信息的S偏振光转向。

15.如权利要求14所述的微型投影光引擎，其中，所述成像偏振分束***具有一成像入射面、一垂直于所述成像入射面的所述成像出射面以及一垂直于所述成像入射面的成像折反面，其中所述成像折反***对应于所述成像折反面，并且所述中继***对应于所述成像入射面，其中所述折反式成像光路先自所述中继显示面弯折地延伸至所述中继出射面，再自所述中继出射面延伸至所述成像入射面，接着，所述折反式成像光路被所述成像偏光分束膜反射以自所述成像入射面弯折地延伸至所述成像折反面，最后在被所述中继折反***折反回所述成像折反面之后，再穿过所述成像偏光分束膜以自所述成像折反面延伸至所述成像出射面。

16.如权利要求15所述的微型投影光引擎，其中，所述成像***还包括一成像偏振过滤单元，其中所述成像偏振过滤单元被设置于所述中继***和所述成像偏振分束***的所述成像入射面之间，用于过滤来自所述中继***的携带图像信息的S偏振光中的杂光。

17.如权利要求16所述的微型投影光引擎，其中，所述成像偏振过滤单元为一S偏振片。

18.如权利要求14所述的微型投影光引擎，其中，所述成像偏振分束***具有一成像入射面、一垂直于所述成像入射面的所述成像出射面以及一平行于所述成像入射面的成像折反面，其中所述成像折反***对应于所述成像折反面，并且所述中继***对应于所述成像入射面，其中所述折反式成像光路先自所述中继显示面弯折地延伸至所述中继出射面，再自所述中继出射面延伸至所述成像入射面，接着，所述折反式成像光路穿过所述成像偏光分束膜以自所述成像入射面延伸至所述成像折反面，最后在被所述成像折反***折反回所述成像折反面之后，再被所述成像偏光分束膜反射以自所述成像折反面弯折地延伸至所述成像出射面。

19.如权利要求18所述的微型投影光引擎，其中，所述成像***还包括一成像转换单元，其中所述成像转换单元被设置于所述成像偏振分束***的所述成像入射面和所述中继***之间，用于将来自所述中继***的携带图像信息的S偏振光转换成自所述成像入射面射入的该携带图像信息的P偏振光。

20.如权利要求19所述的微型投影光引擎，其中，所述成像转换单元为一1/2波片或一对1/4波片。

21.如权利要求19所述的微型投影光引擎，其中，所述成像***还包括一成像偏振过滤单元，其中所述成像偏振过滤单元被设置于所述成像转换单元和所述成像偏振分束***的所述成像入射面之间，用于过滤通过所述成像转换单元转换成的该携带图像信息的P偏振光中的杂光。

22.如权利要求21所述的微型投影光引擎，其中，所述成像偏振过滤单元为一P偏振片。

23.如权利要求22所述的微型投影光引擎，其中，所述光源***包括至少二发光单元、一合色***以及一偏光复用***，其中每所述发光单元用于发射单色光，其中所述合色***位于所述至少二发光单元和所述偏光复用***之间，用于将通过所述至少二发光单元发射的该单色光合成一合色光，其中所述偏光复用***用于将该合色光转换成S偏振光。

24.如权利要求23所述的微型投影光引擎，其中，所述光源***还包括至少二准直***和一匀光***，其中每所述准直***被设置于相应的所述发光单元和所述合色***之间，用于准直通过相应的所述发光单元发射的该单色光；其中所述匀光***被设置于所述合色***和所述偏光复用***之间，用于均匀化处理该合色光。

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