[发明专利]尺寸紧凑的多通道光学引擎投影设备

权利要求书

1.一种光学引擎投影设备，该光学引擎投影设备包括：第一光源，该第一光源包括被配置为发射绿色光束的第一绿光装置；第二光源，该第二光源包括被配置为发射蓝色光束的第一蓝光装置；第三光源，该第三光源包括被配置为发射红色光束的第一红光装置；其中，至少两个光源被封装在同一个基板上；第一光束组合器，该第一光束组合器被配置为组合来自同一光准直通道的所述至少两个光源的至少两个光束，以便形成同轴光路；以及折叠光路组件，该折叠光路组件被配置为使所述光学引擎投影设备的围合空间小型化，其中，所述第一光束组合器包括至少一个楔形二向色镜或衍射光栅板，两个波长的光束以不同角度入射到楔形二向色镜上，并且将被楔形二向色镜的不同侧反射，其中，楔形二向色镜被配置为具有楔角和一定的厚度，使得两个波长的光束在被楔形二向色镜的两侧反射后的主轴将重叠到同轴光通道中，而不增加光学扩展量；所述楔形二向色镜是两个按楔形角放置的二向色镜的组合。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一红光装置是红色LED，所述第一绿光装置是荧光转换绿色LED，并且所述第一蓝光装置是蓝色LED；其中，所述LED中的至少两个LED芯片封装在所述同一个基板上并进入同一光准直通道中；并且其中，当荧光转换绿色LED与红色LED的红色LED芯片或蓝色LED的蓝色LED芯片一起封装在所述同一个基板上时，发射平面移位板被配置为放置在所述红色LED芯片或蓝色LED芯片的顶部上，以提升所述红色LED或所述蓝色LED的发光平面，并且与处于荧光粉转换板的顶部上的所述荧光转换绿色LED的发光平面对齐。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述折叠光路组件还包括非球面平凸透镜，并且所述光路转折棱镜是RTIR棱镜，所述RTIR棱镜包括楔形棱镜和直角棱镜，并且其中，所述楔形棱镜被配置为与所述非球面平凸透镜粘合，以作为用于将组合的R/G/B光束聚焦到微显示面板上的胶合中继透镜，并且其中，所述胶合中继透镜的光轴与所述同轴光路的轴线具有一倾斜角，以确保所述组合的R/G/B光束的主轴以预定角度入射到微显示面板的平面上。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光路转折棱镜是PBS偏振分光棱镜，所述PBS偏振分光棱镜反射一种偏振态的光，而透射另一种偏振态的光，从而实现光路折叠。

5.根据权利要求1所述的设备，还包括：第二光束组合器，该第二光束组合器被配置为辅助所述第一光束组合器形成所述同轴光路，其中，所述第二光束组合器包括至少一个二向色镜、X板二向色镜或合光棱镜二向色镜，其中，所述第一光束组合器和第二光束组合器的所述二向色镜具有用作低通二向色镜、高通二向色镜或单带通二向色镜的多层电解质镀膜；其中，所述绿色光束、所述蓝色光束以及所述红色光束将由所述第一光束组合器和第二光束组合器组合到所述同轴光路中，而不增加光学扩展量。

6.根据权利要求2所述的设备，其中，所述红色LED被配置为发射峰值波长在640nm至660nm之间的第一波长红色光束，其中，所述第三光源还包括第二红色LED，该第二红色LED发射峰值波长短于630nm的第二波长红色光束，以便增强所述红色光束的亮度，并且所述第一波长红色光束与所述第二波长红色光束之间的波长差需要至少25nm，以减少二向色镜切割损失。

7.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第二光源还包括峰值波长在430nm至450nm之间的第二蓝色LED，其中，所述第二蓝色LED用于从顶侧泵浦所述荧光转换绿色LED上的所述荧光粉转换板。

8.根据权利要求2所述的设备，其中，对于单通道光学引擎投影设备，所述红色LED、所述荧光转换绿色LED以及所述蓝色LED的三个LED芯片封装在同一个基板上，并且进入到同一光准直通道中；并且所述发射平面移位板被配置为放置在红色LED芯片和蓝色LED芯片的顶部上，以将所述发射平面提升为与所述荧光转换绿色LED的发射平面对齐。