[实用新型]合色装置

说明书

一种合色装置包括：用于全反射第二路单色光的第二棱镜；用于全反射第三路单色光第三棱镜；用于反射该第二路单色光，并透射第一路单色光和该第三路单色光的第一膜系；以及用于反射该第三路单色光，并透射该第一路单色光的第二膜系。该第一膜系位于该第二棱镜和该第三棱镜之间，用于将经由该第二棱镜全反射的该第二路单色光反射回该第二棱镜，以沿一合色光路传播。该第三棱镜位于该第二膜系和该第一膜系之间，其中该第二膜系用于将经由该第三棱镜全反射的该第三路单色光反射回该第三棱镜，以沿该合色光路传播，并且该第二膜系还用于透射该第一路单色光，以沿该合色光路传播。

技术领域

本实用新型涉及投影技术领域，特别是涉及一种合色装置。

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为实现彩色显示，其照明系统通常采用诸如X合色棱镜(X-Cube)等之类的合色装置将来自三条光路的三基色偏振光合并到同一条光路中。如图1所示，X合色棱镜通常由四个直角棱镜11P沿直角面胶合而成，并且直角棱镜11P的直角面镀有相应的第一和第二膜系12P、13P；其中四个直角棱镜11P的斜面分别作为光的输入面和输出面，并且红、绿、蓝三基色偏振光源21P、22P、23P分别对应于三个直角棱镜11P的斜面，其余的一个直角棱镜11P的斜面作为三基色光合成白光后的输出面。

然而，虽然该X合色棱镜能够将三路基色偏振光合成一路白光，但是受该X合色棱镜自身结构的限制，其结构比较松散、体积大，导致配置有该X合色棱镜的照明系统的体积和重量均比较大，无法满足小体积、轻重量的市场需求。

此外，如图1所示，该X合色棱镜的该第一膜系12P为用于反射红光而透射蓝光和绿光的短波通双色滤光膜，该第二膜系13P为用于反射蓝光而透射红光和绿光的长波通双色滤光膜，这使得膜系设计要求较高。与此同时，该X合色棱镜的加工制作比较复杂，一方面是因为镀于直角棱镜11P的直角面上的该第一和第二膜系12P、13P必须具有很好的一致性而导致镀膜难度较高；另一方面是因为在胶合直角棱镜11P的直角面时，四个直角棱镜11P间的X型交叉线容易产生错位。

实用新型内容

本实用新型的一优势在于提供一种合色装置，其能够将三路单色光换成一路光，以实现相应的合色效果。

本实用新型的另一优势在于提供一种合色装置，其中，在本实用新型的一实施例中，所述合色装置的结构紧凑，有助于减小所述照明系统的尺寸、体积。

本实用新型的另一优势在于提供一种合色装置，其中，在本实用新型的一实施例中，所述合色装置能够采用普通的镀膜和胶合工艺，不存在对位难的问题，有利于降低成本。

本实用新型的另一优势在于提供一种合色装置，其中，在本实用新型的一实施例中，所述合色装置的合色效率较高，能够适用于各种类型的投影显示系统。

本实用新型的另一优势在于提供一种合色装置，其中，在本实用新型的一实施例中，所述合色装置能够在对三路图像光进行合色的过程中，确保三路图像光在所述合色装置中的光程相等，有助于减小像差、提升像质。

本实用新型的另一优势在于提供一种合色装置，其中，在本实用新型的一实施例中，所述合色装置能够通过折返的方式，在保证为图像光提供足够光程的情况下，减少所述合色装置的尺寸或体积。

本实用新型的另一优势在于提供一种合色装置，其中，为了达到上述目的，在本实用新型中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本实用新型成功和有效地提供一解决方案，不只提供一简单的合色装置，同时还增加了所述合色装置的实用性和可靠性。