CN111399328B - 一种照明装置和投影显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种照明装置，包括包含发出不同波长光束的多个光源的光源单元；用于对光源单元中以不同角度输出的多束不同波长的光束进行准直，出射多束不同波长的平行光束的准直透镜；设于准直透镜的出射光路上，用于对各束不同波长的平行光束进行光路变换，出射均和光轴平行的各束平行光的衍射光学元件。本申请中提供的照明装置，利用准直透镜和衍射光学元件将光源单元发出的光束进行光路转换，进而实现各束不同波长的扩散光束转换为多束相互平行的平行光束，平行于光轴输出，以满足照明光束颜色和亮度的均匀性。本申请还提供了一种投影显示系统，具有上述有益效果。

Description

一种照明装置和投影显示系统

技术领域

本发明涉及投影技术领域，特别是涉及一种照明装置和投影显示系统。

背景技术

投影显示技术是一种利用光学系统和投影空间把图像放大并显示的技术，在我们生活中有广泛的应用，常见的有投影机、激光电视等投影显示设备。随着可穿戴设备的快速发展，增强现实装置（AR）及虚拟现实装置（VR）等由投影显示系统作为核心部件的设备越来越趋向于小型化和轻量化。

投影显示系统一般由照明装置和成像装置组成，通过光学器件的组合实现图像的输出显示。在投影显示系统要实现彩色图像的投影，往往需要在照明装置中设置多个独立的不同波长的光源提供照明光束，与此同时，还需要配置多个透镜、二向色镜、合色棱镜等光学部件等对照明光线进行处理，获得多束相互平行的平行光束，以提升显示图像在颜色和亮度上的均匀性，从而保证投影显示出的图像具有更好的均匀性，保证显示效果。但是放置多个透镜、二向色镜、合色棱镜等光学部件也需要占用较大的空间，阻碍了投影显示系统进一步小型化和轻量化。

发明内容

本发明的目的是提供一种照明装置以及投影显示系统，简化了照明装置的结构，有利于照明装置和显示系统的小型化和轻量化。

为解决上述技术问题，本发明提供一种照明装置，包括：

包含发出不同波长的光束的多个光源的光源单元；

用于对多束不同波长的所述光束进行准直，出射多束不同波长的平行光束的准直透镜；

设于所述准直透镜的出射光路上，用于对各束不同波长的所述平行光束进行光路变换，出射均和光轴平行的各束不同波长的平行光的衍射光学元件。

在本申请的一种可选的实施例中，所述衍射光学元件为闪耀光栅、面浮雕光栅、全息透镜或体光栅中的任意一种部件。

在本申请的一种可选的实施例中，所述衍射光学元件为贴合在所述准直透镜出射表面的全息膜层。

在本申请的一种可选的实施例中，所述衍射光学元件为衍射透射光栅；

所述光源单元包括设置在光轴上且发出的中心线和光轴平行的第一光源，还至少包括偏离光轴设置的第二光源和第三光源；其中，所述第一光源、所述第二光源及所述第三光源分别用于发出三种不同波长的光束；

所述衍射透射光栅对和所述第一光源发出光线波段相同的平行光束透射不发生衍射，且对和所述第二光源以及所述第三光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和所述衍射透射光栅光轴平行的平行光束。

在本申请的一种可选的实施例中，所述衍射透射光栅包括第一衍射透射光栅和第二衍射透射光栅；

其中，所述第一衍射透射光栅对和所述第三光源发出光线波段相同的平行光束透射不发生衍射，且对所述第二光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和所述第一衍射透射光栅的光轴平行的平行光束；

所述第二衍射透射光栅对和所述第二光源发出光线波段相同的平行光束透射不发生衍射，且对所述第三光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和所述第二衍射透射光栅的光轴平行的平行光束。

在本申请的一种可选的实施例中，所述衍射光学元件为衍射反射光栅；

所述光源单元包括设置在光轴上且发出的中心线和光轴平行的第一光源，还至少包括偏离光轴设置的第二光源和第三光源；其中，所述第一光源、所述第二光源及所述第三光源分别用于发出三种不同波长的光束；

所述衍射反射光栅对和所述第一光源发出光线波段相同的平行光束进行反射且不产生衍射，且对和所述第二光源以及所述第三光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和所述衍射反射光栅光轴平行的平行光束。

在本申请的一种可选的实施例中，所述衍射反射光栅包括第一衍射反射光栅和第二衍射反射光栅；

其中，所述第一衍射反射光栅对和所述第三光源发出光线波段相同的平行光束进行反射且不产生衍射，且对所述第二光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和所述第一衍射反射光栅的光轴平行的平行光束；

所述第二衍射反射光栅对和所述第二光源发出光线波段相同的平行光束进行反射且不产生衍射，且对所述第三光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和所述第二衍射反射光栅的光轴平行的平行光束。

在本申请的一种可选的实施例中，所述光源单元包括设置在光源基板上的多个光源，其中各个所述光源呈L型排布、品字型排布、或者以所述光源基板为中心点呈中心对称排布中的任意一种排布方式，其中，所述光源基板垂直于所述准直透镜的光轴。

本申请还提供了一种投影显示系统，包括：

如上任一项所述的的照明装置，用于输出照明平行光束；

接收所述照明装置输出的照明平行光束，并输出显示投影图像的成像装置。

在本申请的一种可选的实施例中，所述成像装置包括沿所述照明装置出射光线的光路依次设置的起偏器、复眼透镜、第一聚光镜、偏振分光棱镜，所述第一聚光镜设置在所述偏振分光棱镜的第一侧面的一侧；

还包括设置在所述偏振分光棱镜的的第一侧面相邻的第二侧面的一侧的第二聚光镜，设置在所述第二聚光镜背离所述偏振分光棱镜一侧的图像源；设于正对所述偏振分光棱镜第二侧面的第三侧面一侧且平行于所述图像源设置的1/4波长板；设置在所述1/4波长板背离所述偏振分光棱镜一侧的反射镜。

本发明所提供的一种照明装置，包括包含发出不同波长的光束的多个光源的光源单元；用于对多束不同波长的光束进行准直，出射多束不同波长的平行光束的准直透镜；设于准直透镜的出射光路上，用于对各束不同波长的平行光束进行光路变换，出射均和光轴平行的各束不同波长的平行光的衍射光学元件。

本申请中提供的照明装置，光源单元中存在多个分别发出不同波段的扩散光束的光源，无法将所有光源均设置在光轴上，那么各波长的扩散光束经过准直透镜准直后，不位于光轴上的光源发出的扩散光束经过准直透镜后，就形成和光轴形成一定夹角的平行光束，此时再利用衍射光学元件，将各束平行光束的方向进行偏转至和光轴平行，进而实现各束不同波长的平行光束之间相互平行的出射，获得各色平行光束平行于光轴出射的照明光束，为投影显示图像的颜色均匀性和亮度均匀性提供支持，简化照明装置的结构，有利于照明装置和显示系统小型化轻量化的发展。

本申请还提供了一种投影显示系统，具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种照明装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的光源单元的光源分布示意图；

图3为本申请实施例提供的另一光源单元的光源分布示意图；

图4为本申请实施例提供的另一照明装置的光路结构示意图；

图5为本申请实施例提供的另一照明装置的光路结构示意图；

图6为本申请实施例提供的投影显示系统的光路结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，图1为本申请实施例提供的一种照明装置的结构示意图，该照明装置可以包括：

包含发出不同波长光束的多个光源的光源单元10；

用于对光源单元10中以不同角度输出的多束不同波长的光束进行准直，出射多束不同波长的平行光束的准直透镜20；

设于准直透镜20的出射光路上，用于对各束不同波长的平行光束进行光路变换，出射均和光轴平行的各束平行光的衍射光学元件30。

具体地，如图1所示，图1的光源单元10的光源基板14上设置了三个光源分别为光源一11、光源二12和光源三13，三个光源分别发射出三种不同波长的光线。其中，光源二12设置在光轴上。

需要说明的是，本申请中的光路中准直透镜20和衍射光学元件30的光轴重合，本实施例中所指的光轴也即是准直透镜20和衍射光学元件30的光轴。

如图1所示，图1中光源一11、光源二12和光源三13的光路上设置有由两块透镜组成的准直透镜20，准直透镜20的作用是将三个光源发出的扩散光束转换为三束平行光束。如图1所示，图1中示以实线出了光源一11、光源二12和光源三13入射准直透镜20的扩散光束光线，以及出射准直透镜20的平行光束光线，因为扩散光束光线进入准直透镜20中的光程较为复杂，图1中仅以虚线连接准直透镜20中的入射光线和出射光线，以大致表示光束传输路径，并不代表光束的实际传输路径。由图1可知，光源一11的扩散光束经过准直透镜20后，形成平行光束，而该平行光束和光轴之间成一定夹角；同理光源三13的扩散光束经过准直透镜20后，也形成和光轴成一定夹角的平行光束。而光源二12位于光轴上，其发射的扩散光束的中心线和光轴重合，相应的经过准直透镜20后的平行光束和光轴平行。

因为光源一11、光源二12以及光源三13发出的光束经过准直透镜20形成的三束平行光之间并不平行，因此在准直透镜20之后会在空间中汇聚重合，之后继续向三个不同的方向发散传输。图1中在三束平行光出射准直透镜20之后的光路上设置了衍射光学元件30，使得光源一11和光源三13对应的平行光束的传输方向发生偏转，和光轴之间的夹角减小至接近甚至等于0，而光源二12对应的平行光继续平行于光轴传输；也即是说光源一11、光源二12以及光源三13发出的光束经过准直透镜20形成的三束不同颜色的平行光束，经过衍射光学元件30作用后，均近似地和光轴平行传输，保证了照明装置为图像源提供照明后，输出的显示图像在颜色和亮度上的均匀性更好。

需要说明的是，本申请中的光源单元10包含的多个光源，一般较为常用的是LED光源，当然也不排除激光光源以及其他种类的光源。

LED光源相对于激光光源而言，发出的光线的发散角更大。但采用准直透镜准直后的光束均可以大大减小光束的发散角。相应地，光束的发散角减小，能够降低衍射光学元件30对光束转换的难度，进而降低衍射光学元件30的设计难度，且对光源单元10中的排布要求也相应的降低。例如，衍射光学元件30采用衍射光栅时，因为准直透镜缩小了光束发散角，即便是采用一维光栅，光源单元10中各个光源不呈一条直线排布，也能很好的实现光路的转换。当然，本申请中也并不排除采用体光栅作为衍射光学元件30的实施方式。

当然，对于光源单元10中各个光源的排布方式，图1中仅仅是以三个不同颜色的光源为例进行说明，且图1中三个光源成一条直线排布。在实际应用中，本申请并不限制光源的数量和排布的方式。目前常见的照明装置中，采用红绿蓝三种颜色的光源较为常见。因此对于光源单元中，包含的光源可以是红色光源、蓝色光源和绿色光源。光源的排布方式可以如图1所示的方式排布，也可以如图2所示的L型方式排布，还可以是品字形排布方式。

如前所说，对于光源单元而言，除了可以仅仅只包含红绿蓝三种颜色的光源之外，还可以包含三个以上数量的光源，其中，各个光源的颜色可以根据实际需要设定，不仅限于红绿蓝三种颜色。当然也可以仅仅只有红绿蓝三种颜色的光源，但每种颜色的光源设置有多个，如图3所示，图3为本申请实施例提供的另一光源单元的光源分布示意图。图3中以光源基板14的中心为中心，向四周发散分布，各种不同颜色的光源交替设置，进一步提升照明装置输出光束的照明亮度。

另外，对于本申请中的衍射光学元件30而言，具体地可以是闪耀光栅、面浮雕光栅、全息透镜等任意一种可实现光线衍射的部件之一。

可选地，对于衍射光学元件30而言，也并不必然是一个独立设置的光学元件，具体还可以设置在准直透镜20的出射表面的全息膜层。

相对于目前常规的照明装置中通过多个透镜、二向色镜、合色棱镜结构复杂、占用空间体积大的光学元件改变光源光路，使得照明装置输出各种颜色混合的平行光束的技术方案而言，本申请中的照明装置利用的是衍射器件对光路转换的特征，采用衍射光学元件代替多个透镜、二向色镜、合色棱镜等衍射光学元件，其结构更为简单，占用空间面积更小，能够更好的简化照明装置的内部结构，并能够根据实际需要合理布局光源分布，有利于照明装置小型化、轻质化的发展。

如前所说，本申请中的衍射光学元件30存在多种不同的选择。下面将以具体的实施例，以其中某几种情况进行说明。

在本申请的一种可选地实施例中，照明装置可以包括光源单元10、准直透镜30以及衍射光学元件30。

其中，光源单元10包括设置在光轴上且发出光束的中心线和光轴平行的第一光源，还至少包括偏离光轴设置的第二光源和第三光源；其中，第一光源、第二光源及第三光源分别用于发出三种不同波长的光束；

衍射光学元件30为衍射透射光栅；衍射透射光栅30对和第一光源发出光线波段相同的平行光束透射不发生衍射，且对和第二光源以及第三光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和衍射透射光栅30光轴平行的平行光束。

参考图1，光源单元10中的第一光源相当于图1中的光源二12，而第二光源和第三光源则分别相当于图1中的光源一11、光源三13，后续各个实施例中第一光源、第二光源以及第三光源和光源一11、光源二12、光源三13之间也有相同的对应关系，对此不再一一说明。而三个光源发射的光束经过准直透镜20入射至衍射透射光栅30后，发生透射衍射，使得第二光源和第三光源的光线发生偏转，最后近似平行于光轴出射。

显然对于第一光源而言，其光线经过衍射透射光栅30时，是直接发生透射，沿原光路方向继续传播。

相应地，在实际选择设计衍射透射光栅30时，可以使得衍射透射光栅30仅仅能够对特定波长的光波产生衍射，而其他波长的光波则直接透射，衍射透射光栅30能够产生衍射的特定波长的光波也就可以是第二光源和第三光源出射的光波，也就可以避免衍射透射光栅30对位于光轴上的光束产生不必要的影响。

进一步地，对于同一个衍射透射光栅30而言，需要对多个特定波长的光线产生衍射，并使得光线均向光轴平行的方向偏转，这在很大程度上增大了光栅设计加工的难度，增加衍射透射光栅30的使用成本的基础上，还会在一定程度上降低各个具有不同波长的光束向光轴方向偏转的效果。

为此，基于上述实施例，如图4所示，图4为本申请实施例提供的另一照明装置的光路结构示意图，在本申请的另一具体实施例中，衍射透射光栅30进一步地包括第一衍射透射光栅31和第二衍射透射光栅32；

其中，第一衍射透射光栅31对和第三光源发出光线波段相同的平行光束透射不发生衍射，且对第二光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和第一衍射透射光栅31光轴平行的平行光束；

第二衍射透射光栅32对和第二光源发出光线波段相同的平行光束透射不发生衍射，且对第三光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和第二衍射透射光栅32光轴平行的平行光束。

本实施例中的是针对每个不位于光轴上的光源各设置一个衍射透射光栅，那么相应地每个衍射透射光栅也仅仅只能有针对性的对一种特定波长光波进行衍射，能够在很大程度上降低衍射光栅的设计难度和设计成本，同时提升了对光路转换的精度。

对于衍射光学元件30，除了可以采用衍射透射光栅之外，还可以采用反射透射光栅。具体地，如图5所示，图5为本申请另一实施例提供的照明装置的光路结构示意图。该照明装置包括光源单元10、准直透镜20以及衍射光学元件，该衍射光学元件为衍射反射光栅33；

光源单元10包括设置在光轴上且发出的中心线和光轴平行的第一光源，还至少包括偏离光轴设置的第二光源和第三光源；其中，第一光源、第二光源及第三光源分别用于发出三种不同波长的光束；

衍射反射光栅33对和第一光源发出光线波段相同的平行光束进行反射且不产生衍射，且对和第二光源以及第三光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和衍射反射光栅33光轴平行的平行光束。

如图5和图1所示，对于衍射反射光栅33而言，和衍射透射光栅的功能类似，衍射反射光栅33也仅仅只能够对特定波长的光波进行衍射，而其他波长的光波则不发生衍射；区别在于，衍射反射光栅33产生衍射出射的光束和入射的光束位于衍射反射光栅33的同一侧，而未发生衍射的光束则直接发生反射。

显然，对于衍射反射光栅33而言，也仅仅是对第二光源和第三光源发出的光束可产生衍射，而其他波段的光束则发生反射。

和衍射透射光栅33相似，在本申请的另一可选地实施例中，衍射反射光栅也可以包括第一衍射反射光栅和第二衍射反射光栅；

其中，第一衍射反射光栅对和第三光源发出光线波段相同的平行光束进行反射且不产生衍射，且对第二光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和第一衍射反射光栅光轴平行的平行光束；

第二衍射反射光栅对和第二光源发出光线波段相同的平行光束进行反射且不产生衍射，且对第三光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和第二衍射反射光栅光轴平行的平行光束。

本实施例中第一衍射反射光栅和第二衍射反射光栅的原理和上述实施例中第一衍射透射光栅以及第二衍射透射光栅的原理近似，可以降低光栅的制备难度，降低制作成本，提高光路转换精度，在此不再赘述。

本申请还提供了一种投影显示系统的实施例，如图6所示，图6为本申请实施例提供的投影显示系统的光路结构示意图，该系统可以包括：

用于输出照明平行光束的照明装置，其中，该照明装置可以是上述任意实施例所提供的照明装置；

用于接收照明装置输出的照明平行光束，并输出显示投影图像的成像装置40。

具体地，该成像装置40具体可以包括：

沿照明装置出射光线的光路依次设置的起偏器41、复眼透镜42、第一聚光镜43、偏振分光棱镜44，第一聚光镜43设置在偏振分光棱镜44的直角边面一侧；

还包括设置在偏振分光棱镜44的另一直角面一侧的第二聚光镜45，设置在第二聚光镜45背离偏振分光棱镜44一侧的图像源46；正对偏振分光棱镜44的斜边面且平行于图像源46设置的1/4波长板47；设置在1/4波长板47背离偏振分光棱镜一侧的反射镜48。

如图6所示，照明装置出射的混合平行光束入射至起偏器41；起偏器41将入射的平行光束起偏形成S偏振光；复眼透镜42入射的S偏振光进行匀光处理出射至第一聚光镜43，第一聚光镜43将通过复眼透镜42匀化出射的S偏振光折射进入偏振分光棱镜44，偏振分光棱镜44将经第一聚光镜43折射进入的S偏振光反射至第二聚光镜45，第二聚光镜45将偏振分光棱镜44反射的S偏振光折射并出射到图像源46，图像源46用于提供图像信息，具体可以是LCOS图像源46并将接收的S偏振光调制转化为P偏振光并反射回第二聚光镜，并经过第二聚光镜、偏振分光棱镜透射出射至1/4波长板47，1/4波长板47接收图像源46调制反射的P偏振光出射至反射镜48，反射镜48将1/4波长板47调制后的偏振光反射回1/4波长板47，经过1/4波长板47两次调制的P偏振光转换为S偏振光并被偏振分光棱镜44反射实现投影输出。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种照明装置，其特征在于，包括：

包含发出不同波长的光束的多个光源的光源单元；

用于对多束不同波长的所述光束进行准直，出射多束不同波长的平行光束的准直透镜；

设于所述准直透镜的出射光路上，用于对各束不同波长的所述平行光束进行光路变换，出射均和光轴平行的各束不同波长的平行光的衍射光学元件；

所述衍射光学元件为衍射透射光栅；

所述光源单元包括设置在光轴上且发出的中心线和光轴平行的第一光源，还至少包括偏离光轴设置的第二光源和第三光源；其中，所述第一光源、所述第二光源及所述第三光源分别用于发出三种不同波长的光束；

所述衍射透射光栅对和所述第一光源发出光线波段相同的平行光束透射不发生衍射，且对和所述第二光源以及所述第三光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和所述衍射透射光栅光轴平行的平行光束；

所述衍射透射光栅包括第一衍射透射光栅和第二衍射透射光栅；

其中，所述第一衍射透射光栅对和所述第三光源发出光线波段相同的平行光束透射不发生衍射，且对所述第二光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和所述第一衍射透射光栅的光轴平行的平行光束；

所述第二衍射透射光栅对和所述第二光源发出光线波段相同的平行光束透射不发生衍射，且对所述第三光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和所述第二衍射透射光栅的光轴平行的平行光束；

或，所述衍射光学元件为衍射反射光栅；

所述光源单元包括设置在光轴上且发出的中心线和光轴平行的第一光源，还至少包括偏离光轴设置的第二光源和第三光源；其中，所述第一光源、所述第二光源及所述第三光源分别用于发出三种不同波长的光束；

所述衍射反射光栅对和所述第一光源发出光线波段相同的平行光束进行反射且不产生衍射，且对和所述第二光源以及所述第三光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和所述衍射反射光栅光轴平行的平行光束；

所述光源单元包括设置在光源基板上的多个光源，其中各个所述光源呈L型排布、品字型排布、或者以所述光源基板为中心点呈中心对称排布中的任意一种排布方式。

2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述衍射光学元件为闪耀光栅、面浮雕光栅、全息透镜或体光栅中的任意一种部件。

3.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述衍射光学元件为贴合在所述准直透镜出射表面的全息膜层。

4.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述衍射反射光栅包括第一衍射反射光栅和第二衍射反射光栅；

其中，所述第一衍射反射光栅对和所述第三光源发出光线波段相同的平行光束进行反射且不产生衍射，且对所述第二光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和所述第一衍射反射光栅的光轴平行的平行光束；

所述第二衍射反射光栅对和所述第二光源发出光线波段相同的平行光束进行反射且不产生衍射，且对所述第三光源发出光线波段相同的平行光束产生衍射，出射和所述第二衍射反射光栅的光轴平行的平行光束。

5.一种投影显示系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至4任一项所述的照明装置，用于输出照明平行光束；

接收所述照明装置输出的照明平行光束，并输出显示投影图像的成像装置。

6.如权利要求5所述的投影显示系统，其特征在于，所述成像装置包括沿所述照明装置出射光线的光路依次设置的起偏器、复眼透镜、第一聚光镜、偏振分光棱镜，所述第一聚光镜设置在所述偏振分光棱镜的第一侧面的一侧；

还包括设置在所述偏振分光棱镜的的第一侧面相邻的第二侧面的一侧的第二聚光镜，设置在所述第二聚光镜背离所述偏振分光棱镜一侧的图像源；设于正对所述偏振分光棱镜第二侧面的第三侧面一侧且平行于所述图像源设置的1/4波长板；设置在所述1/4波长板背离所述偏振分光棱镜一侧的反射镜。