[发明专利]全内反射TIR棱镜系统和激光投影装置

说明书

本申请公开了一种全内反射TIR棱镜系统和激光投影装置，涉及投影仪领域，用于解决DMD反射的OFF光经TIR侧面全反射后产生的对比度下降或鬼影问题。全内反射TIR棱镜系统包括靠近光阀设置的第一TIR棱镜，以及与第一TIR棱镜贴合的第二TIR棱镜，第二TIR棱镜包括第一表面、第二表面和第三表面，其中，第一表面与第一TIR棱镜贴合并且为光线入射面，第二表面为光线出射面，第三表面为第一表面与第二表面之间的侧表面，并且光阀反射的部分OFF光入射到第三表面，OFF光指光阀处于OFF状态时的出射光，第三表面与第二表面的夹角β满足θ‑β＞‑arcsin(1/n)，其中，n为第二TIR棱镜的折射率，θ为OFF光的临界光线与光阀法线夹角。本申请实施例应用于TIR棱镜系统设计。

技术领域

本申请涉及投影仪领域，尤其涉及一种全内反射TIR棱镜系统和激光投影装置。

背景技术

数字微镜器件(Digital Micro mirror Device，DMD)照明光学系统用于将前端投影光源提供的时序性的三基色光引导至DMD入光面，DMD驱动控制部件根据投影图像信号内容控制DMD众多的反射镜镜片发生反射，通过对DMD反射镜的旋转角度及方向控制，实现正向出光和关闭(OFF)光出光，OFF光指光阀处于关闭(OFF)状态时的出射光。

为实现成像画面的高均匀性，数字光处理(Digital Light Procession，DLP)系统多采用全内反射(Total Internal Reflection，TIR)架构，DMD反射的打开(ON)光经过TIR后才能进入到镜头中，而DMD反射的OFF光，部分会打到TIR的侧面，经全反射后再从TIR上表面射出，如图1，此部分光线会直接入射到镜头中，导致系统的对比度下降，或因此部分杂散光导致系统出现鬼影问题，严重影响系统性能。

发明内容

本申请的实施例提供一种全内反射TIR棱镜系统和激光投影装置，用于解决DMD反射的OFF光经TIR侧面全反射后产生的对比度下降或鬼影问题。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种全内反射TIR棱镜系统，包括靠近光阀设置的第一TIR棱镜，以及与所述第一TIR棱镜的上表面贴合的第二TIR棱镜，所述第二TIR棱镜包括第一表面、第二表面和第三表面，其中，所述第一表面与所述第一TIR棱镜贴合并且为光线入射面，所述第二表面为光线出射面，所述第三表面为所述第一表面与所述第二表面之间的侧表面，并且所述光阀反射的部分OFF光入射到所述第三表面。所述OFF光指所述光阀处于关闭状态时发出的光。所述第三表面与所述第一表面的夹角β满足θ-β＞-arcsin(1/n)，其中，n为所述第二TIR棱镜的折射率，θ为所述OFF光的临界光线与所述光阀法线夹角。

第二方面，提供了一种激光投影装置，其特征在于，包括激光光源、匀光部件、权利要求1-8任一项所述的TIR棱镜系统、光阀及镜头；

所述匀光部件将所述激光光源发出的激光光束匀化后出射至所述TIR棱镜系统，所述TIR棱镜系统将匀化后的激光光束全反射至所述光阀，并将所述光阀调制后的光束出射至所述镜头用以成像。

本申请实施例提供的全内反射TIR棱镜系统和激光投影装置，通过设计第二TIR棱镜的侧面倾角，使得DMD反射的OFF光由全反射状态变为透射状态从而从该表面透射出去，避免全反射后产生的对比度下降或鬼影问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍。

图1为现在常规的TIR棱镜系统结构示意图；

图2为本申请的实施例提供的激光投影装置结构示意图；

图3为本申请的实施例提供的TIR棱镜系统结构示意图；