一种光学引擎系统及投影系统技术方案

本申请公开了一种光学引擎系统及投影系统。该光学引擎系统包括：分光装置，用于将入射至分光装置的照明光束分为第一光束和第二光束；第一空间光调制器，用于对第一光束进行调制以形成第一调制光束；第二空间光调制器，用于对第二光束进行调制以形成第二调制光束；合光装置，包括有合光面，合光面为镀膜面，合光面用于将第一调制光束和第二调制光束合成出射光束后出射，其中，第一调制光束和第二调制光束到合光面的入射角小于合光面的全反射角。通过这种方式，能够减小合光时的光能损失，提高合光效率，且能实现整个光路无胶，提升光学引擎系统及整个投影系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种光学引擎系统及投影系统
本申请涉及光学
，特别是涉及一种光学引擎系统及投影系统。
技术介绍
在光学引擎中，分光、合光装置(如分光平板、棱镜等)通常为介质膜镀膜器件，其透过率特性与光线入射至光学镀膜面的角度紧密关联。光源发出的照明光束经过分光、合光装置时有一定的光锥角度，如果入射角度的差异导致透过率特性不一致，容易在分光和合光过程中损失较多的光，使得光能量利用率降低。本申请的专利技术人在长期的研发过程中发现，现有技术中，合光装置通过在合光面胶合以防止图像光在合光时发生全反射。胶合膜层的合光效率较低，使得整机虽然能够实现放映机的色域标准，但能够达到的亮度受到限制。另外，由于光路中存在胶水，在高亮度的机器中使用时，胶水对光谱进行不断的吸收，存在可靠性问题，导致光机亮度衰减严重，返修频率和返修成本增加。
技术实现思路
本申请主要解决的技术问题是提供一种光学引擎系统及投影系统，能够减少合光时的光能损失，提高光束的合光效率，且能实现光路无胶，提高光学引擎系统的可靠性。为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种光学引擎系统，该光学引擎系统包括：分光装置，用于将入射至分光装置的照明光束分为第一光束和第二光束；第一空间光调制器，用于对第一光束进行调制以形成第一调制光束；第二空间光调制器，用于对第二光束进行调制以形成第二调制光束；合光装置，包括有合光面，合光面为镀膜面，合光面用于将第一调制光束和第二调制光束合成出射光束后出射，其中，第一调制光束和第二调制光束到合光面的入射角小于合光面的全反射角。其中，合光装置包含至少一个全反射面。其中，第一调制光束或第二调制光束经过全反射面反射后再进入合光面。其中，合光面与第一空间光调制器之间的夹角满足以下公式：θ+α≤β；其中，照明光束包括第一边缘光束及第二边缘光束，θ为第一边缘光束与第二边缘光束的夹角，α为合光面与第一空间光调制器之间的夹角，β为合光面的全反射角。其中，第一调制光束在合光装置的入射面与第一空间光调制器平行，第二调制光束在合光装置的入射面与第二空间光调制器平行。其中，合光装置包括至少一个三棱镜和至少一个棱镜柱。其中，第一调制光束和/或第二调制光束在合光装置中经过至少一次反射后再进入合光面。其中，光学引擎系统还包括有第一引导组件和第二引导组件，第一引导组件位于第一空间光调制器的一侧，第二引导组件位于第二空间光调制器的一侧，第一引导组件用于将第一光束引导至第一空间光调制器，并将第一调制光束引导至合光装置；第二引导组件用于将第二光束引导至第二空间光调制器，并将第二调制光束引导至合光装置。其中，合光装置包括第一棱镜和第二棱镜，第一棱镜和第二棱镜相邻接的表面为合光面，第一棱镜还包括与合光面相对设置的第一全反射面，第二调制光束经第一全反射面后被反射至合光面，第二棱镜用于将第一调制光束引导至合光面。其中，合光装置包括第三棱镜、第四棱镜和第五棱镜，第四棱镜位于第三棱镜和第五棱镜之间，第四棱镜与第五棱镜相邻接的表面为合光面，第四棱镜与第三棱镜相邻接的表面为第五全反射面，第二调制光束经过第五全反射面后被反射至合光面，第五棱镜用于第一调制光束引导至合光面，出射光束经第四棱镜和第三棱镜引导后出射。其中，合光装置包括第六棱镜和第七棱镜，第六棱镜和第七棱镜相邻接的表面为合光面，第六棱镜还包括反射面，反射面与合光面相对设置，第七棱镜还包括与合光面相对设置第二全反射面，第二调制光束依次经过合光面和反射面后被反射后进入合光面，第一调制光束经过第二全反射面后被反射至合光面。其中，第一引导组件包括第八棱镜和第九棱镜，第八棱镜和第九棱镜相邻接的表面为第三全反射面，第一光束经过第三全反射面后被反射至第一空间光调制器；第二引导组件包括第十棱镜和第十一棱镜，第十棱镜和第十一棱镜相邻接的表面为第四全反射面，第二光束经过第四全反射面后被反射至第二空间光调制器。其中，分光装置根据波长特性或者偏振特性对照明光束进行分光。为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种一种投影系统，该投影系统包括：光源和上述任一实施例的光学引擎系统，光源用于出射照明光束。其中，投影系统还包括光学中继系统，光学中继系统位于光源与分光装置之间，用于使照明光束聚集至预定的范围内。本申请实施例的有益效果是：本申请实施例的光学引擎系统包括分光装置、第一空间光调制器、第二空间光调制器及合光装置，分光装置用于将入射至分光装置的照明光束分为第一光束和第二光束，第一空间光调制器和第二空间光调制器分别用于对第一光束和第二光束进行调制以形成第一调制光束和第二调制光束，合光装置包括合光面，合光面为镀膜面，合光面用于将第一调制光束和第二调制光束合成出射光束后出射，其中第一调制光束和第二调制光束到合光面的入射角小于合光面的全反射角。本申请通过减小光束到合光面的入射角，一方面可以使镀膜介质两侧的折射率差较大，减少设计的膜层数量，且可减小镀膜曲线的漂移量，提高合光效率；另一方面本申请可实现光路无胶，从而能够提高光学引擎系统的整体可靠性和效率。附图说明图1是本申请光学引擎系统第一实施例的结构示意图；图2是本申请投影系统第一实施例的结构示意图；图3是本申请投影系统第二实施例的结构示意图；图4是本申请投影系统第三实施例的结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。实施例一请参阅图1，图1是本申请光学引擎系统第一实施方式的结构示意图，本实施例中，光学引擎系统80包括：分光装置30、第一空间光调制器41、第二空间光调制器42及合光装置60。分光装置30根据波长特性或者偏振特性对入射至分光装置的照明光束进行分光，具体地，分光装置30将照明光束分为第一光束和第二光束。其中，分光装置30可以为二向色片。分光装置30根据波长特性对照明光束进行分光时，分光装置30反射第一波长范围的光并透射第二波长范围的光。可以理解，在本申请另一实施方式中，通过将光路调换，分光装置30也可以设置成透射第一波长范围的光并反射第二波长范围的光，对此本申请不做具体限定。分光装置30根据偏振特性对照明光束进行分光时，分光装置30透射P偏振光，反射S偏振光。第一空间光调制器41用于对第一光束进行调制以形成第一调制光束，再将调制后的携带有图像信息的第一调制光束反射至合光装置60。第二空间光调制器42用于对第二光束进行调制以并形成第二调制光束，再将调制后的携带有图像信息的第二调制光束反射至合光装置60。第一空间光调制器41和第二空间光调制器42相对于分光装置30镜面对称。第一空间光调制器41和第二空间光调制器42可以为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学引擎系统，其特征在于，所述光学引擎系统包括：/n分光装置，用于将入射至所述分光装置的照明光束分为第一光束和第二光束；/n第一空间光调制器，用于对所述第一光束进行调制以形成第一调制光束；/n第二空间光调制器，用于对所述第二光束进行调制以形成第二调制光束；/n合光装置，包括有合光面，所述合光面为镀膜面，所述合光面用于将所述第一调制光束和所述第二调制光束合成出射光束后出射，其中，所述第一调制光束和所述第二调制光束到所述合光面的入射角小于所述合光面的全反射角。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学引擎系统，其特征在于，所述光学引擎系统包括：
分光装置，用于将入射至所述分光装置的照明光束分为第一光束和第二光束；
第一空间光调制器，用于对所述第一光束进行调制以形成第一调制光束；
第二空间光调制器，用于对所述第二光束进行调制以形成第二调制光束；
合光装置，包括有合光面，所述合光面为镀膜面，所述合光面用于将所述第一调制光束和所述第二调制光束合成出射光束后出射，其中，所述第一调制光束和所述第二调制光束到所述合光面的入射角小于所述合光面的全反射角。


2.根据权利要求1所述的光学引擎系统，其特征在于，所述合光装置包含至少一个全反射面。


3.根据权利要求2所述的光学引擎系统，其特征在于，所述第一调制光束或所述第二调制光束经过所述全反射面反射后再进入所述合光面。


4.根据权利要求3所述的光学引擎系统，其特征在于，所述合光面与所述第一空间光调制器之间的夹角满足以下公式：
θ+α≤β；
其中，照明光束包括第一边缘光束及第二边缘光束，θ为所述第一边缘光束与所述第二边缘光束的夹角，α为所述合光面与所述第一空间光调制器之间的夹角，β为所述合光面的全反射角。


5.根据权利要求1所述的光学引擎系统，其特征在于，所述第一调制光束在所述合光装置的入射面与所述第一空间光调制器平行，所述第二调制光束在所述合光装置的入射面与所述第二空间光调制器平行。


6.根据权利要求1所述的光学引擎系统，其特征在于，所述合光装置包括至少一个三棱镜和至少一个棱镜柱。


7.根据权利要求1所述的光学引擎系统，其特征在于，所述第一调制光束和/或所述第二调制光束在所述合光装置中经过至少一次反射后再进入所述合光面。


8.根据权利要求2所述的光学引擎系统，其特征在于，所述光学引擎系统还包括有第一引导组件和第二引导组件，所述第一引导组件位于所述第一空间光调制器的一侧，所述第二引导组件位于所述第二空间光调制器的一侧，
所述第一引导组件用于将所述第一光束引导至所述第一空间光调制器，并将所述第一调制光束引导至所述合光装置；
所述第二引导组件用于将所述第二光束引导至所述第二空间光调制器，并将所述第二调制光束引导至所述合光装置。

【专利技术属性】
技术研发人员：胡飞，杜鹏，
申请(专利权)人：深圳光峰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44