CN115268189A - 一种光束处理装置以及光束处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种光束处理装置以及光束处理方法，用于提高对光束的利用率。本申请实施例的光束处理装置包括光源、偏振转换器以及偏振片，光源用于提供第一光束，第一光束包括处于第一偏振态的第二光束以及处于第二偏振态的第三光束，偏振片用于用于透射第二光束并将第三光束反射至所述偏振转换器，偏振转换器用于将第三光束转换为第四光束，第四光束用于获取处于第一偏振态的第五光束，偏振片还用于透射第五光束。

Description

一种光束处理装置以及光束处理方法

技术领域

本申请实施例涉及光学领域，尤其涉及一种光束处理装置以及光束处理方法。

背景技术

投影仪是一种能够提供投影画面的显示设备，投影仪内部设置有光源，光源用于提供光束，投影仪内的硅基液晶可以对光束进行调制，调制完成之后的光束通过投影镜头，最终实现图像的显示。

然而，硅基液晶只能对单一偏振态的光进行调制，而光源提供的光束为无偏振光，无偏振光存在两个偏振态，因此硅基液晶只能对光束中其中一个偏振态的光进行调制，无法调制另一偏振态的光，对光束的利用率过低。

发明内容

本申请实施例提供了一种光束处理装置以及光束处理方法，用于提升对光束的利用率。

本申请实施例第一方面提供了一种光束处理装置：光束处理装置包括光源、偏振转换器以及偏振片，光源用于提供第一光束，该第一光束包括处于第一偏振态的第二光束以及处于第二偏振态的第三光束，第一偏振态和第二偏振态是两个正交的偏振态，第一光束从光源处传输至偏振片；偏振片可以透射处于第一偏振态的光束以及反射处于第二偏振态的光束，因此偏振片透射第二光束，并将第三光束反射至偏振转换器，偏振转换器将第三光束转换为第四光束，该第四光束可以用于获取处于第一偏振态的第五光束，偏振片还可以透射第五光束。

本申请实施例中，偏振转换器可以将处于第二偏振态的第三光束转换为第四光束，并且根据第四光束获取处于第一偏振态的第五光束，由于处于第二偏振态的光束不能被硅基液晶调制，因此本申请实施例通过对光束的偏振态的转换，提高了对光束的利用率。

在一种可能的实现方式中，偏振转换器具体可以是光导，光源可以设置于光导内部，第三光束在光导内发生全反射，从而转换为第四光束，该第四光束包括了第五光束以及处于第二偏振态的第六光束，偏振片将第五光束透射，偏振片还可以将第六光束反射至光导。

本申请实施例中，处于第二偏振态的第三光束以及第六光束通过进行多次全反射，实现了偏振态的转换，从而提高了对光束的利用率。

在一种可能的实现方式中，光源的发光方向可以平行于第一光束的传输方向，或者，光源的发光方向可以垂直于第一光束的传输方向。

在一种可能的实现方式中，偏振转换器具体可以是消偏振片，第四光束包括了第五光束以及处于第二偏振态的第六光束，偏振片将第五光束透射，偏振片还可以将第六光束反射至光导。

本申请实施例中，消偏振片可以直接将第三光束转换为第四光束，不需要经过全反射，提高对光束的利用率的同时提升了光束处理的效率。

在一种可能的实现方式中，偏振转换器具体可以是1/4波片，1/4波片可以将第三光束转换为第四光束，该第四光束为圆偏振光，之后，1/4波片将圆偏振光完全转换为处于第一偏振态的第五光束。

本申请实施例中，1/4波片可以将第三光束完全转换为处于第一偏振态的第五光束，进一步提高了对光束的利用率，并提高了光束处理的效率。

在一种可能的实现方式中，光源的发光方向平行于第一光束的传播方向。

在一种可能的实现方式中，光束处理装置还包括复眼透镜，复眼透镜可以将第二光束以及第五光束进行匀光处理，得到匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束。

在一种可能的实现方式中，光束处理装置还包括积分透镜，积分透镜可以将第二光束以及第五光束进行聚焦处理，得到聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束；或者，积分透镜也可以将匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束进行聚焦处理，得到聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束。

在一种可能的实现方式中，光束处理装置还包括光机***，光机***可以将聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束进行调制；或者，光机***也可以将匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束进行调制。

在一种可能的实现方式中，光源可以是发光二极管或者半导体激光器。

在一种可能的实现方式中，偏振片可以是多层薄膜偏振片或者金属线栅偏振片。

本申请实施例第二方面提供了一种抬头显示器，该抬头显示器包括非球面镜、挡风玻璃以及上述第一方面中的光束处理装置，非球面镜以及挡风玻璃反射可以用于反射光束处理装置投影的光束。

本申请实施例第三方面提供了一种光束处理方法,先提供第一光束，该第一光束包括了处于第一偏振态的第二光束以及处于第二偏振态的第三光束，之后透射第二光束并反射第三光束，为了能够获得更多的处于第一偏振态的光束，将第三光束转换为第四光束，该第四光束可以用于获取处于第一偏振态的第五光束，之后，再透射第五光束。

本申请实施例中，可以将处于第二偏振态的第三光束转换为第四光束，并且根据第四光束获取处于第一偏振态的第五光束，由于处于第二偏振态的光束不能被硅基液晶调制，因此本申请实施例通过对光束的偏振态的转换，提高了对光束的利用率。

在一种可能的实现方式中，可以通过让第三光束发生全反射的方式，让第三光束的偏振态发生变化，转换为第四光束，该第四光束包括上述第五光束以及处于第二偏振态的第六光束，之后还可以反射第六光束。

本申请实施例中，处于第二偏振态的第三光束以及第六光束通过进行多次全反射，实现了偏振态的转换，从而提高了对光束的利用率。

在一种可能的实现方式中，第四光束包括上述第五光束以及处于第二偏振态的第六光束，之后还可以反射第六光束。

本申请实施例中，可以将处于第二偏振态的第三光束以及第六光束转换为处于第一偏振态的光束，由于处于第二偏振态的光束不能被硅基液晶调制，因此本申请实施例通过对光束的偏振态的转换，提高了对光束的利用率。

在一种可能的实现方式中，第三光束可以先转换为圆偏振光束，该圆偏振光束即为第四光束，之后，将圆偏振光束转换为上述第五光束。

本申请实施例中，圆偏振态的第四光束可以直接转换为第一偏振态的第五光束，提高了光束处理的效率。

在一种可能的实现方式中，可以将上述第二光束以及第五光束进行匀光处理，得到匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束。

在一种可能的实现方式中，可以对第二光束以及第五光束进行聚焦处理，得到聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束，或者，也可以对匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束进行聚焦处理，得到聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束。

在一种可能的实现方式中，可以对聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束进行调制，或者，也可以对匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束进行调制。

附图说明

图1a为本申请实施例中投影仪的一个结构示意图；

图1b为本申请实施例中光束处理装置的一个结构示意图；

图2为本申请实施例中光束处理装置的另一结构示意图；

图3为本申请实施例中光束处理装置的另一结构示意图；

图4为本申请实施例中光束处理装置的另一结构示意图；

图5为本申请实施例中光束处理装置的另一结构示意图；

图6为本申请实施例中光束处理装置的另一结构示意图；

图7为本申请实施例中光束处理装置的另一结构示意图；

图8为本申请实施例中光束处理装置的另一结构示意图；

图9为本申请实施例中光束处理装置的另一结构示意图；

图10为本申请实施例中光束处理方法的一个流程示意图；

图11为本申请实施例中光束处理方法的另一流程示意图；

图12为本申请实施例中光束处理方法的另一流程示意图；

图13为本申请实施例中光束处理方法的另一流程示意图；

图14为本申请实施例中光束处理方法的另一流程示意图；

图15为本申请实施例中抬头显示器的一个结构示意图；

图16为本申请实施例中抬头显示器的一个应用场景示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请的实施例进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员可知，随着技术发展和新场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请实施例提供了一种光束处理装置，用于提高对光束的利用率。

本申请实施例可以应用于投影仪，请参阅图1a，投影仪主要包括光源***、光机***以及投影镜头三部分，其中光源***用于提供光束，光机***根据所需要的影像将光束进行调制，并将调制后的光束传输至投影镜头，最后实现在外界的成像。

投影仪的内部设置有许多光学元件，当光束以非垂直角度穿透光学元件的表面时，光束的反射特性以及透射特性匀依赖于偏振现象。以包含入射光束、反射光束、折射光束以及法线的平面为基准平面，如果光束的偏振矢量在该基准平面内，则称为P偏振态，如果光束的偏振矢量垂直于该基准平面，则称为S偏振态。在投影仪中，光源提供的光束可以包括P偏振态的光束以及S偏振态的光束，但是硅基液晶通常对上述P偏振态的光束以及S偏振态的光束中的其中一种偏振态的光束进行调制。本申请实施例中的光束处理装置可以通过偏振转换器对光束进行偏振态的转换，从而提高对光束的利用率。

本申请实施例中光束处装置的偏振转换器可以为光导、消偏振器以及1/4波片中的任一种，下面分别进行详细介绍：

请参阅图1b，下面对本申请实施例中光束处理装置100的一个结构进行介绍，在该结构中，偏振转换器为光导：

本申请实施例中的光束处理装置100包括光源101、光导102、偏振片103、复眼透镜104、积分透镜105、硅基液晶108、偏振光分离器107以及投影镜头106，其中光机***包括硅基液晶108以及偏振光分离器107。

下面结合光的传输路径，对本申请实施例中光束处理装置100的各部件进行详细介绍：

如图1b所示，光源101提供第一光束，该第一光束包括处于第一偏振态的第二光束以及处于第二偏振态的第三光束。

该第一光束从光源101传输到光导102，并通过光导102传输至偏振片103。偏振片103是一种光学元件，可以透射处于第一偏振态的光束，并反射处于第二偏振态中的光束。第一光束传输至偏振片103处，偏振片103透射第二光束，并将第三光束反射至光导102。第三光束回到光导102中后，在光导102中发生全反射。在发生全反射之后，处于第二偏振态的第三光束转换为第四光束，该第四光束包括处于第一偏振态的第五光束以及处于第二偏振态的第六光束。

上述第四光束通过光导102传输至偏振片103，偏振片103透射第五光束，并将第六光束反射至光导102。需要说明的是，上述对光束处理装置100的描述，为简单的示例。在实际的实现中，第六光束在回到光导102后，也会发生全反射并转换为包括处于第一偏振态的光束以及处于第二偏振态的光束，该光束也会经由光导102传输至偏振片103。如此循环，使得被偏振片103反射至光导102的处于第二偏振片的光束能够转换为包括处于第一偏振态的光束以及处于第二偏振态的光束，从而不断获取处于第一偏振态的光束。

在实际的实现中，光源101可以提供连续的光束，因此光导102与偏振片103之间的腔体中会同时包括从光导102传输至偏振片103的光束以及从偏振片103反射至光导102的光束，偏振片103所透射的光束的强度也可以是恒定的。

请继续参阅图1b，偏振片103透射的第二光束以及第五光束，也即处于第一偏振态的光束，从偏振片103传输至复眼透镜104。复眼透镜104将上述第二光束以及第五光束进行匀光处理，得到匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束。上述匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束传输至积分透镜105，积分透镜105将匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束进行聚焦处理，得到聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束。上述聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束传输至光机***。

聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束传输至光机***之后，偏振光分离器107将上述聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束反射至硅基液晶108，硅基液晶108将上述聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束进行像素级别的偏振态处理，从而将待显示的图像调制到经过偏振态处理的第二光束和第五光束中。示例性的，可以是将上述聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束的进行像素级别的偏振态转换，硅基液晶108包括目标像素区域以及非目标像素区域，对应非目标像素区域的光束不会发生偏振态的转换，对应目标像素区域的光束会发生偏振态的转换，发生偏振态转换的光束被硅基液晶108反射至偏振光分离器107，并透过偏振光分离器107。具体的，光束的透过率取决于该目标像素区域的灰度值，灰度值越大透过率越高。透过偏振光分离器107的光束传输至投影镜头106，实现在外界的成像。

需要说明的是，请参阅图2，在本申请实施例光束处理装置200的结构中，也可以不包括积分透镜。复眼透镜204将匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束传输至光机***。光机***可以对匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束进行调制，具体调制方式与上述对聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束进行调制的方式类似，此处不再赘述。

或者，请参阅图3，在本申请实施例光束处理装置300的结构中，也可以不包括复眼透镜，积分透镜304直接将第二光束以及第五光束进行聚焦处理，得到聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束，之后由光机***对聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束进行调制，具体调制方式此处不再赘述。

需要说明的是，上述第一偏振态为P偏振态，第二偏振态为S偏振态；或者第一偏振态为S偏振态，第二偏振态为P偏振态，具体此处不做限定。光源101、光源201、以及光源301可以是发光二极管，或者也可以是半导体激光器，具体此处不做限定。光源101、光源201、以及光源301的发光方向可以是平行于第一光束的传输方向，光源101、光源201、以及光源301的发光方向也可以是垂直于第一光束的传输方向，具体此处不做限定。偏振片103、偏振片203以及偏振片303可以是多层薄膜偏振片或者金属线栅偏振片，具体此处不做限定。

本申请实施例中，偏振片可以将处于第二偏振态的光束反射回光导，处于第二偏振态的光束在光导中经过全反射转换为包括处于第一偏振态的光束以及处于第二偏振态的光束，由此不断获取第一偏振态的光束，从而提高对光源提供的光束的利用率。

下面对本申请实施例光束处理装置中偏振转换器为消偏振片的结构进行介绍：

请参阅图4，本申请实施例中光束处理装置400的结构包括光源402、反射膜401、消偏振片403、偏振片404、复眼透镜405、积分透镜406、偏振光分离器408、投影镜头407以及硅基液晶409，其中，光机***包括偏振光分离器408以及硅基液晶409。下面结合光的传输路径对本申请实施例中光束处理装置的各部件进行详细介绍：

如图4所示，光源402提供第一光束，该第一光束包括处于第一偏振态的第二光束以及处于第二偏振态的第三光束。

第一光束从光源402传输到消偏振片403，之后传输至偏振片404。偏振片404透射第二光束，并将第三光束反射至消偏振片403。消偏振片403可以将第三光束转换为第四光束，该第四光束包括处于第一偏振态的第五光束以及处于第二偏振态的第六光束。第四光束经过消偏振片403传输至设置于光源402处的反射膜401。反射膜401将第四光束反射至偏振片404。

偏振片404透射第五光束，并将第六光束反射至消偏振片403。需要说明的是，上述对光束处理装置400的描述，为简单的示例。在实际的实现中，第六光束反射至消偏振片403后，也会转换为包括处于第一偏振态的光束以及处于第二偏振态的光束，该光束也会经由反射膜401传输至偏振片404，如此循环，使得被偏振片404反射至消偏振片403的处于第二偏振片的光束能够转换为包括处于第一偏振态的光束以及处于第二偏振态的光束，从而不断获取处于第一偏振态的光束。

在实际的实现中，光源402提供的光束可以是连续的，因此消偏振片403与偏振片404之间的腔体中会同时包括从消偏振片403传输至偏振片404的光束以及从偏振片404反射至消偏振片403的光束，偏振片404所透射的光束的强度也可以是恒定的。

请继续参阅图4，透射偏振片404的第二光束以及第五光束，也即处于第一偏振态的光束，从偏振片404传输至复眼透镜405，之后传输至积分透镜406。复眼透镜405与上述图1b所示实施例中复眼透镜104类似，积分透镜406与上述图1b所示实施例中积分透镜105类似，此处不再赘述。

聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束传输至光机***之后，偏振光分离器408将上述聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束反射至硅基液晶409。硅基液晶409根据实际所需的影像将上述聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束进行像素级别的偏振态处理，从而将待显示的图像调制到经过偏振态处理的第二光束和第五光束中。具体的调制方式与上述图1b所示的实施例中的调制方式类似，此处不再赘述。

需要说明的是，请参阅图5，在本申请实施例光束处理装置500的结构中，也可以不包括积分透镜。复眼透镜505与上述图2所示实施例中复眼透镜204类似，具体此处不再赘述。

或者，请参阅图6，在本申请实施例光束处理装置600的结构中，也可以不包括复眼透镜。积分透镜605与上述图3所示实施例中积分透镜304类似，具体此处不再赘述。

需要说明的是，上述第一偏振态为P偏振态，第二偏振态为S偏振态；或者第一偏振态为S偏振态，第二偏振态为P偏振态，具体此处不做限定。光源402、光源502以及光源602可以是发光二极管，或者也可以是半导体激光器，具体此处不做限定。光源402、光源502以及光源602的发光方向为平行于第一光束的传输方向。偏振片404、偏振片504以及偏振片604可以是多层薄膜偏振片或者金属线栅偏振片，具体此处不做限定。

本申请实施例中，偏振片可以将处于第二偏振态的光束反射至消偏振片，处于第二偏振态的光束被消偏振片转换为包括处于第一偏振态的光束以及处于第二偏振态的光束，由此不断获取第一偏振态的光束，从而提高对光源提供的光束的利用率。

下面对本申请实施例光束处理装置中偏振转换器为1/4波片的一种结构进行介绍：

请参阅图7，本申请实施例中光束处理装置700的结构包括光源702、反射膜701、1/4波片703、偏振片704、复眼透镜705、积分透镜706、偏振光分离器708、投影镜头707以及硅基液晶709，其中，光机***包括偏振光分离器708以及硅基液晶709。

如图7所示，光源702提供第一光束，该第一光束包括处于第一偏振态的第二光束以及处于第二偏振态的第三光束。

第一光束从光源702传输到1/4波片703，之后传输至偏振片704。偏振片透射第二光束，并将第三光束反射至1/4波片。1/4波片可以将第三光束转换为圆偏振光束，该圆偏振光束即为第四光束。第四光束传输至设置于光源处的反射膜，反射膜将第四光束反射至1/4波片，1/4波片将第四光束转换为处于第一偏振态的第五光束。

上述第五光束传输至偏振片704，偏振片704透射第五光束。

请继续参阅图7，偏振片704透射的第二光束以及第五光束，也即处于第一偏振态的光束，从偏振片704传输至复眼透镜705，之后传输至积分透镜706。复眼透镜705与上述图1b所示实施例中复眼透镜104类似，积分透镜706与上述图1b所示实施例中积分透镜105类似，此处不再赘述。

聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束传输至光机***之后，偏振光分离器将上述聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束反射至硅基液晶，硅基液晶根据实际所需的影像将上述聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束进行像素级别的偏振态处理，从而将待显示的图像调制到经过偏振态处理的第二光束和第五光束中。具体的调制方式与上述图1b所示实施例中的调制方式类似，此处不再赘述。

需要说明的是，请参阅图8，在本申请实施例光束处理装置800的结构中，也可以不包括积分透镜，复眼透镜805与上述图2所示实施例中的复眼透镜204类似，此处不再赘述。

或者，请参阅图9，在本申请实施例光束处理装置900的结构中，也可以不包括复眼透镜，积分透镜905与上图3所示实施例中积分透镜304类似，此处不再赘述。

需要说明的是，上述第一偏振态为P偏振态，第二偏振态为S偏振态；或者第一偏振态为S偏振态，第二偏振态为P偏振态，具体此处不做限定。光源702、802以及902可以是发光二极管，或者也可以是半导体激光器，具体此处不做限定。光源702、802以及902的发光方向为平行于第一光束的传输方向。偏振片704、偏振片804以及偏振片904可以是多层薄膜偏振片或者金属线栅偏振片，具体此处不做限定。

本申请实施例中，偏振片可以将处于第二偏振态的光束反射至1/4波片，处于第二偏振态的光束被1/4波片先转换为圆偏振光束，然后1/4波片将圆偏振光束全部转换为第一偏振态的光束，由此获取第一偏振态的光束，从而提高对光源提供的光束的利用率。

上面对本申请实施例中的光束处理装置进行了描述，下面对本申请实施例中的光束处理方法进行描述，本申请实施例的光束处理方法可以分为偏振态转换阶段以及光束调制阶段，下面先对偏振态转换阶段进行描述:

请参阅图10，本申请实施例中光束处理方法的偏振态转换阶段的一个流程包括：

1001、提供第一光束；

具体的，可以由光源提供第一光束，该第一光束包括处于第一偏振态的第二光束以及处于第二偏振态的第三光束。

1002、透射第二光束并反射第三光束；

对上述第二光束进行透射，并反射上述第三光束。

1003、将第三光束转换为第四光束；

将第三光束反射之后，将第三光束转换为第四光束，该第四光束用于获取处于第一偏振态的第五光束。

1004、透射第五光束。

获取到第五光束之后，透射第五光束。

本申请实施例中，将处于第二偏振态的第三光束转换为第四光束，并且根据第四光束获取处于第一偏振态的第五光束。由于硅基液晶通常对处于第一偏振态的光束进行调制，本申请通过偏振态转换的方式，提高了对光束的利用率。

请参阅图11，本申请实施例中光束处理方法的偏振态转换阶段的另一流程包括：

1101、提供第一光束；

具体的，可以由光源提供第一光束，该第一光束包括处于第一偏振态的第二光束以及处于第二偏振态的第三光束。

1102、透射第二光束并反射第三光束；

对上述第二光束进行透射，并反射上述第三光束。

1103、使第三光束发生全反射，转换为第四光束；

使上述反射之后的第三光束发生全反射，第三光束在发生全反射的过程中偏振态会逐渐发生变化，从而转换为第四光束，该第四光束包括处于第一偏振态的第五光束以及处于第二偏振态的第六光束。

1104、透射第五光束并反射第六光束。

将第三光束转换为第四光束之后，透射第五光束，并反射第六光束。

本申请实施例中，处于第二偏振态的第三光束通过多次全反射发生偏振态的转换，从而能够获取第一偏振态的光束，提高了对光束的利用率。

请参阅图12，本申请实施例中光束处理方法的偏振态转换阶段的另一流程包括：

本实施例中步骤1201至步骤1202与上述图10所示实施例中步骤1001至步骤1002类似，此处不再赘述。

1203、将第三光束转换为第四光束；

将第三光束转换为第四光束，该第四光束包括处于第一偏振态的第五光束以及处于第二偏振态的第六光束。

1204、透射第五光束并反射第六光束。

将第三光束转换为第四光束之后，透射第五光束，并反射第六光束。

请参阅图13，本申请实施例中光束处理方法的偏振态转换阶段的另一流程包括：

本实施例中步骤1301至步骤1302类似，此处不再赘述。

1303、将第三光束转换为第四光束；

将反射的第三光束转换为第四光束，其中，第四光束为圆偏振光束。

1304、将第四光束转换为第五光束。

将属于圆偏振光束的第四光束转换为第五光束，该第五光束处于第一偏振态。

本申请实施例中，先将第三光束转换为圆偏振光束，再直接将圆偏振光束转换为处于第一偏振态的第五光束，提高了对光束的利用率。

上面对本申请实施例光束处理方法的偏振态转换阶段进行了介绍，基于上述图10至图13所示的偏振转换阶段，请参阅图14，下面对本申请实施例光束处理方法的光束调制阶段进行描述：

1401、将第二光束以及第五光束进行匀光处理；

在偏振态转换阶段中得到第二光束以及第五光束之后，将第二光束以及第五光束进行匀光处理，得到匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束。

需要说明的是，该步骤为可选步骤，在实际的实现中，也可以不对第二光束以及第五光束进行匀光处理，具体此处不做限定。

1402、对匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束进行聚焦处理，得到聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束。

第二光束以及第五光束进行匀光处理之后，对匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束进行聚焦处理，得到聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束。

需要说明的是，该步骤为可选步骤，在实际的实现中，也可以不对匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束进行聚焦处理；在实际的实现中，如果不执行步骤1401，在该步骤中，也可以直接对第二光束以及第五光束进行聚焦处理，得到聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束。

1403、对聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束进行调制。

得到聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束之后，对聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束进行调制，具体的，根据需要得到的影像对聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束进行像素级别的偏振态调整。

需要说明的是，在实际的实现中，如果不执行步骤1402，只执行步骤1401，在该步骤中，可以对匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束进行调制。

下面对本申请实施例中的抬头显示器进行描述，请参阅图15，本申请实施例中的抬头显示器1500包括光束处理装置1501、非球面镜1502以及挡风玻璃1503。

请参阅图16，下面对本申请实施例中的抬头显示器的工作方式进行介绍，如图16所示，光束处理装置1601将光束投影到非球面镜1602上，非球面镜1602将光束反射到挡风玻璃1603上，挡风玻璃1603将光束反射到外界，并被人眼获取。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (17)

1.一种光束处理装置，其特征在于，所述光束处理装置包括光源、偏振转换器以及偏振片；

所述光源，用于提供第一光束，所述第一光束包括处于第一偏振态的第二光束以及处于第二偏振态的第三光束，所述第一偏振态与所述第二偏振态互相正交，所述第一光束传输至所述偏振片；

所述偏振片，用于透射所述第二光束并将所述第三光束反射至所述偏振转换器；

所述偏振转换器，用于将所述第三光束转换为第四光束，所述第四光束用于获取处于所述第一偏振态的第五光束；

所述偏振片，还用于透射所述第五光束。

2.根据权利要求1所述的光束处理装置，其特征在于，所述偏振转换器为光导，所述光源设置于所述光导内部；

所述偏振转换器，用于将所述第三光束转换为所述第四光束包括：

所述光导，用于所述第三光束在所述光导内发生全反射，转换为所述第四光束，所述第四光束包括所述第五光束以及处于所述第二偏振态的第六光束；

所述偏振片，还用于将所述第六光束反射至所述光导。

3.根据权利要求2所述的光束处理装置，其特征在于，

所述光源的发光方向平行于所述第一光束的传输方向；

或，

所述光源的发光方向垂直于所述第一光束的传输方向。

4.根据权利要求1所述的光束处理装置，其特征在于，所述偏振转换器为消偏振器，所述第四光束包括所述第五光束以及处于所述第二偏振态的第六光束；

所述偏振片，还用于将所述第六光束反射至所述消偏振器。

5.根据权利要求1所述的光束处理装置，其特征在于，所述偏振转换器为1/4波片；

所述偏振转换器，用于将所述第三光束转换为第四光束包括：

所述1/4波片，用于将所述第三光束转换为所述第四光束，所述第四光束为圆偏振光束；

所述1/4波片，还用于将所述第四光束转换为所述第五光束。

6.根据权利要求4或5所述的光束处理装置，其特征在于，所述光源的发光方向平行于所述第一光束的传输方向。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光束处理装置，其特征在于，所述光束处理装置还包括复眼透镜；

所述复眼透镜，用于将所述第二光束以及所述第五光束进行匀光处理，得到匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光束处理装置，其特征在于，所述光束处理装置还包括积分透镜；

所述积分透镜，用于将所述第二光束以及所述第五光束进行聚焦处理，得到聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束；

或，

所述积分透镜，用于将所述匀光后的第二光束以及所述匀光后的第五光束进行聚焦处理，得到所述聚焦后的第二光束以及所述聚焦后的第五光束。

9.根据权利要求7或8所述的光束处理装置，其特征在于，所述光束处理装置还包括光机***；

所述光机***，用于将所述聚焦后的第二光束以及所述聚焦后的第五光束进行调制；

或，

所述光机***，用于将所述匀光后的第二光束以及所述匀光后的第五光束进行调制。

10.一种抬头显示器，其特征在于，所述抬头显示器包括非球面镜、挡风玻璃以及如上述权利要求1至9中任一项所述的光束处理装置。

11.一种光束处理方法，其特征在于，包括：

提供第一光束，所述第一光束包括处于第一偏振态的第二光束以及处于第二偏振态的第三光束；

透射所述第二光束并反射所述第三光束；

将所述第三光束转换为第四光束，所述第四光束用于获取处于所述第一偏振态的第五光束；

透射所述第五光束。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第三光束转换为处于所述第一偏振态的第四光束包括：

使所述第三光束发生全反射，转换为所述第四光束，所述第四光束包括所述第五光束以及处于所述第二偏振态的第六光束；

所述方法还包括：

反射所述第六光束。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第四光束包括所述第五光束以及处于所述第二偏振态的第六光束；

所述方法还包括：

反射所述第六光束。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第三光束转换为第四光束包括：

所述第三光束转换为所述第四光束，所述第四光束为圆偏振光束；

所述方法还包括：

将所述第四光束转换为所述第五光束。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述第二光束以及所述第五光束进行匀光处理，得到匀光后的第二光束以及匀光后的第五光束。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述第二光束以及所述第五光束进行聚焦处理，得到聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束；

或，

将所述匀光后的第二光束以及所述匀光后的第五光束进行聚焦处理，得到聚焦后的第二光束以及聚焦后的第五光束。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:

将所述聚焦后的第二光束以及所述聚焦后的第五光束进行调制；

或，

将所述匀光后的第二光束以及所述匀光后的第五光束进行调制。

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