[发明专利]一种新的TIR胶合棱镜、制备方法及投影光机系统

说明书

本发明提供了一种新的TIR胶合棱镜、制备方法及高对比度投影光机系统，其中，新的TIR胶合棱镜包括：TIR胶合棱镜本体，TIR胶合棱镜本体包括含照明光入射面、照明光出光面、投影光束入射面以及投影光束出光面；带空隙间隙的胶合层，带空隙间隙的胶合层设于投影光束入射面和投影光束出光面之间。本发明提供的新的TIR胶合棱镜、制备方法及高对比度投影光机系统，在数字处理器微显示面板反射读出光到达出光面前加一个带空隙间隙的胶合层，使得“ON”态光束照样透过，但是“OFF”态和“Flat”态的光束将在此带空隙间隙的胶合层实现全反射，从TIR胶合棱镜本体的入射光离开，而不进入投影物镜，从而大大减弱到达屏幕的背景光而提高投影光机系统的对比度。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别涉及一种新的TIR胶合棱镜、制备方法及投影光机系统。

背景技术

与LCD液晶显示和Mini/Micro LED显示屏相比，微显示投影显示技术由于其便携、大屏幕显示的优点，特别是进来高功率密度LED光源亮度的发展，受到快速发展。近几年“宅经济”的发展使得微投影仪特别受到青睐，被年轻一族追捧成为集娱乐、家用电视、教育和办公为一体的首选显示设备。随着核心投影光引擎亮度的进一步提升，基于微显示器的投影显示开始进入家庭影院和高端影像显示等的应用，这些应用对投影光机的对比度提出了更高的要求。

微显示面板的投影技术在工业应用，如3D打印、3D扫描和无掩膜PCB等领域也都有越来要多的应用需求。随着高功率密度光源技术的发展，投影光引擎的输出功率取得突破，有望使得3D打印设备进入高端制造的产线批量生产，不仅仅由于功率低而只用于打样或者模型。但是输出功率的提高对投影光机系统的对比度提出了更高的要求，以避免暗场紫外曝光的问题影响打印精度。

与LCD液晶显示和Mini/Micro LED两个点阵控制的显示技术相比，基于微显示面板的面投影投影显示技术的缺点是对比度比较低，尽管在微显示投影显示中，基于数字处理器(DLP)的MEMs微镜显示面板技术相对于微显示LCOS(液晶硅基)和微显示LCD面板技术有对比度高的优势，得益于MEMs微镜的偏转把”OFF”态和“Flat”态的光束从“ON”态光束分离出来。在DLP投影光机系统中，一般采用TIR(全反射)或RTIR棱镜把DLP面板的反射读出光束从照明光束分离出来，再从DLP面板反射的“ON”态光束进入投影物镜而到达屏幕，但是”OFF”态和“Flat”态的光束从“ON”态光束只是角度上有分离，会从TIR或RTIR的出光面出来，容易进入投影物镜到达屏幕，从而影响对比。基于DLP面板的微显示投影光机的对比度在1000：1以内，很难满足高亮度3D打印光固化设备的要求，也满足不了家庭影院和高端影视显示对显示图像对比度的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的TIR胶合棱镜，以解决现有的TIR胶合棱镜的状态光束容易进入投影物镜到达屏幕，从而影响对比的问题。

本发明提供了一种新的TIR胶合棱镜，包括：

TIR胶合棱镜本体，所述TIR胶合棱镜本体包括含照明光入射面、照明光出光面、投影光束入射面以及投影光束出光面；

带空隙间隙的胶合层，所述带空隙间隙的胶合层设于所述投影光束入射面和投影光束出光面之间；

其中，照明光束离开所述TIR胶合棱镜本体后，被镜面反射后成为投影光束进入所述TIR胶合棱镜本体，所述投影光束入射到所述带空气间隙胶合层时，如果入射角度大于临界角arcsin(1/n)，将会在所述带空隙间隙的胶合层发生内部全发射，而不从所述投影光束出光面离开所述TIR胶合棱镜本体。

进一步地，所述TIR胶合棱镜本体为45度直角棱镜；

所述的照明光束出光面与所述投影光束入射面为同一个面；

所述照明光束从所述照明光束入射面折射进入所述TIR胶合棱镜本体；从所述照明光束出光面折射后以一定倾角离开所述TIR胶合棱镜本体；所述照明光束经镜面反射后成为所述投影光束；