[实用新型]全内反合色棱镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种合色棱镜，特别涉及一种能够将三基色光耦合进入对应的DMD，并将由DMD输出的图像合成为彩色图像的全内反合色棱镜。

背景技术

目前市场所采用的单片DLP(digital light processing)投影系统如图1所示，灯泡101发出的白光经过色轮102后时序输出红绿蓝三色，光束经过光棒103的匀场和中继透镜组104的转像后，光束经过内部全反射棱镜105(Total Interface Reflection，简称TI R棱镜)后照射到数字微镜器件106(Digital Micro-mirror Device，简称DMD)上，由DMD106处理过后的光束经过投影透镜组107后，最后照射到屏幕108上成像。由于单片DLP对色轮102的使用，白光通过色轮102时，有三分之二的光能被浪费掉，所以造成光能利用率较低。

目前市场所采用的三片DLP投影系统如图2所示，灯泡201发出的光首先经过光棒202进行匀场，再通过聚焦透镜组203会聚，然后经过平面反射镜204反射，进入TIR棱镜205，TIR棱镜205的作用是实现入射光与出射光分离，互不干扰，使入射光全反射，出射光透过。之后，光束经过分色再合色棱镜206(colorsplitting/recombining prism)使白光先分为红绿蓝三色，并分别入射到红绿蓝DMD207、217、227上，之后三束光再进行合色，通过TIR棱镜205出射，最后经过投射透镜组208后再成像。从图2可见，三片DLP投影系统采用了白光先分为红绿蓝三色再合色的方法，增加了分色再合色棱镜206的使用。而分色再合色棱镜206的制作工艺非常困难，价格成本也十分高昂，且体积大，重量较重，占据了整个DLP投影系统的绝大部分重量。而且，光路在分色再合色棱镜206中先分色再合色，光路复杂且长，故而影响投影效果。

此外，由于光源的白光在光谱分布上并不满足色平衡的要求，为了满足色平衡，通常采用抑制部分谱段光的办法来调制色平衡，从而造成了光能利用率的降低。而且由于灯泡中红光的不足，还会采用选择宽谱来解决红光亮度的问题，而这样又会造成色饱和度和对比度的降低。

发明内容

因此，本实用新型的任务是针对现有技术存在的不足，提出一种全内反合色棱镜。

本实用新型的全内反合色棱镜，其特征在于，包括第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七棱镜，其中，

所述第一棱镜的一个面为第一入射面，另一个面为第一表面，且所述第一棱镜的又一个面与所述第四棱镜粘合，形成第一界面；

所述第二棱镜的一个面为第二入射面，另一个面为第二表面，且所述第二棱镜的又一个面与所述第五棱镜粘合，形成第二界面；

所述第三棱镜的一个面为第三入射面，另一个面为第三表面，且所述第三棱镜的又一个面与所述第六棱镜粘合，形成第三界面；

所述第七棱镜的一个面为出射面，该第七棱镜另外还有两个面分别与第四棱镜和第六棱镜粘合，从而分别形成第四界面的一部分和第五界面的一部分；

所述第五棱镜的两个面分别与所述第四棱镜和第六棱镜粘合，从而分别形成第五界面的另一部分和第四界面的另一部分；

所述第四界面对红光和绿光透过，对蓝光反射；所述第五界面对蓝光和绿光透过，对红光反射；

分别由所述第一、第二和第三入射面入射的红、绿、蓝光，分别经过第一、第二和第三界面反射后，由第一、第二和第三表面透射出去；

由所述第一表面输入的图像经过第五界面反射后由所述出射面输出；

由所述第三表面输入的图像经过第四界面反射后由所述出射面输出；

由所述第二表面输入的图像直接透射经过第四界面和第五界面后由所述出射面输出。

所述第四和第五界面相互垂直。

所述第一和第三表面彼此平行。

所述第二表面和所述出射面彼此平行。

所述第二表面和第一表面垂直。

所述第一表面与所述第四界面的夹角为45°。

所述第一、第二和第三界面中央填充有透明介质。

进一步地，所述透明介质的折射率小于棱镜材料的折射率。

进一步地，所述透明介质为空气、光学胶。

进一步地，所述透明介质厚3微米到10微米。

上述的全内反合色棱镜的可以应用于独立照明的三片DLP投影系统中。

将本实用新型的全内反合色棱镜用于独立照明的三片DLP投影系统，优点如下：