CN111781791A - 光源系统及投影设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光源系统包括:发光装置，用于出射时序的照明光；分光器件，设置在照明光光路上，将照明光分成沿第一光通道传输的第一光以及沿第二光通道传输的第二光；棱镜组件，沿对称轴方向的胶合面上设置有合光器件；第一空间光调制器和第二光空间调制器，分别设置于棱镜组件对称轴的两侧，接收第一光和第二光调制成第一图像光和第二图像光，第一图像光和第二图像光分别从棱镜组件对称轴的两侧射入棱镜组件，并经合光器件合光后沿同一通道射出。本发明的光源系统及投影设备通过光路的设计，通过棱镜组件和分光器件实现光路的分光和合光，可以保证分光合光的镀膜属性一致，降低了装配及工艺难度，具有良好的用户体验。

Description

光源系统及投影设备

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种光源系统及投影设备。

背景技术

在投影显示领域，通常使用的空间光调制器有DMD、LCD、LCOS，其中LCD属于透射式的偏振器件，也是最成熟光调制器，而其缺点则为散热性能差，开口率低、响应时间长等，很难在单片式上实现高亮度、彩色(时序三基色)投影显示，因此普遍使用的是三片式LCD投影技术。由于LCD调制只针对于偏振光，因此在光路中需要较多的偏振器件，光路结构复杂。DMD和LCOS属于反射式器件，不同的是DMD利用微镜单元的翻转在空间上区分输入的照明光及输出的图像光，LCOS则类似于LCD利用偏振特性区分照明光与图像光。反射式的调制器具有散射性能好、开口率高、调制速率高等优点。以DMD为例，普遍的家用、商务、教育等市场使用的是单片式投影系统，影院则使用三片式投影系统。单片式系统光机结构简单，光源则需要提供时序的照明光，经过SLM时序地调制图像光；三片式系统中，光源提供白光照明光，照明光经过光机空间分光后，入射到三片SLM上分别调制出RGB单色图像光，再经过合光器件合成彩色图像光。

相关技术的光源系统包括光源、方棒、中继镜、分光器件、TIR棱镜、空间光调制器以及投影镜头。所述光源则提供时序的照明光，该照明光按照顺序分别通过所述方棒、所述中继镜、所述分光器件、所述TIR棱镜、所述空间光调制器以及所述投影镜头。

然而，相关技术的光源系统的照明光经过所述方棒、所述中继镜以及所述分光器件的分光，再经过所述空间光调制器合光后进入到所述投影镜头。上述的投影系统需要所述投影镜头的后截距很长，使得镜头的设计难度加大并且镜头的体积增大，镜头的成本及投影系统的体积增大。

另外，相关技术在采用激光荧光光源的单片式SLM系统中，蓝光照明光通常由蓝光激光提供，红光和绿光照明光则是由蓝激光激发荧光粉产生荧光，再经过滤光片修正颜色得到。例如，红光照明光通常由激光激发黄色荧光粉产生宽光谱的黄色荧光，滤光片则滤掉荧光中绿光波段的光，透过红光波段的荧光，因此在SLM调制红光图像的时刻，将损失较多的绿光，而绿光通常对亮度的贡献最大，因此单片式SLM投影系统的输出亮度有限。在双片式的SLM系统中，同时存在时序和空间的两种照明光合光方式；在第一时刻，光源输出蓝光照明光照射一片SLM，在第二时刻，光源输出黄光照明光在光机中进行分光，分为红光和绿光照明光分别照射两片SLM，红绿光没有时序分光的损失。

在双片式或三片式SLM系统中，利用分光、合光装置对照明光进行分光或合光是必要的，并且分光、合光装置是利用镀膜的方式实现波长分光。在实际中，照明光是由光源发出的很多光锥的集合，每束光锥都存在一定的光锥角度，而所述合光装置的镀膜是影响波长和入射角的函数的关键因素。光束以一定光锥入射镀膜装置时，光线的入射角度不同，光线透过的能量和光谱不同。现有技术的光路，合光分光的装置复杂，加工难度较大。

因此，实有必要提供一种新的光源系统以及投影设备以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种可以保证分光合光的镀膜属性一致，降低了装配及工艺难度，具有良好的用户体验的光源系统及投影设备。

为了实现上述目的，本发明提供一种光源系统，所述光源系统包括:

发光装置，用于出射时序的照明光；

分光器件，设置在所述照明光光路上，用于将所述照明光分成沿第一光通道传输的第一光以及沿第二光通道传输的第二光；

棱镜组件，所述棱镜组件为多个棱镜胶合制成的对称结构，所述棱镜组件沿对称轴方向的胶合面上设置有合光器件；

第一空间光调制器和第二光空间调制器，分别设置于所述棱镜组件对称轴的两侧，所述第一空间光调制器接收所述第一光并将所述第一光调制成第一图像光，所述第二空间光调制器接收所述第二光并将所述第二光调制成第二图像光，所述第一图像光和所述第二图像光分别从所述棱镜组件对称轴的两侧射入所述棱镜组件，并经所述合光器件合光后沿同一通道射出。

优选的，所述光源系统还包括设置于所述发光装置与所述分光器件之间的匀光器件，所述匀光器件用于对发光装置出射的照明光进行均匀化处理，所述分光器件设置在所述匀光器件的光路的远心位置。

优选的，所述棱镜组件为4个棱镜或6个透镜胶合制成。

优选的，所述棱镜组件包括相胶合且对称设置的第一棱镜和第二棱镜，以及分别与所述第一棱镜和所述二棱镜胶合的第三棱镜和第四棱镜，所述第三棱镜和所述第四棱镜关于所述第一棱镜和所述第二棱镜的胶合面对称设置；从所述分光器件出射的第一光进入所述第三棱镜，经所述第三棱镜的与所述第一棱镜相胶合的侧面全反射后从所述第三棱镜射出并入射至第一空间光调制器，所述第一空间光调制器将接收的所述第一光调制成所述第一图像光，所述第一图像光穿过所述第三棱镜和所述第一棱镜入射至所述合光器件；从所述分光器件出射的所述第二光进入所述第四棱镜，经所述第四棱镜的与所述第二棱镜相胶合的侧面全反射后从所述第四棱镜射出并入射至所述第二空间光调制器，所述第二空间光调制器将接收的所述第二光调制成所述第二图像光，所述第二图像光穿过所述第四棱镜和所述第二棱镜入射至所述合光器件。

优选的，所述光源系统还包括设置于所述分光器件与所述第三棱镜之间的第一中继系统、设置于所述分光器件与所述第四棱镜之间的第二中继系统，所述第一中继系统用于将从所述分光器件出射的所述第一光引导至所述第三棱镜；所述第二中继系统用于将从所述分光器件出射的所述第二光引导至所述第四棱镜。

优选的，所述棱镜组件包括相胶合且对称设置的第一棱镜和第二棱镜，与所述第一棱镜胶合的第三棱镜，与所述第二棱镜胶合的第四棱镜，与所述第一棱镜和所述第三棱镜胶合的第五棱镜，与所述第二棱镜和所述第四棱镜胶合的第六棱镜，所述第三棱镜和所述第四棱镜关于所述第一棱镜和所述第二棱镜的胶合面对称设置，所述第五棱镜和所述第六棱镜关于所述第一棱镜和所述第二棱镜的胶合面对称设置；从所述分光器件出射的所述第一光进入所述第五棱镜，经所述第五棱镜的与所述第一棱镜和第三棱镜相胶合的侧面全反射后从所述第五棱镜射出并入射至所述第一空间光调制器，所述第一空间光调制器将接收的所述第一光调制成所述第一图像光，所述第一图像光穿过所述第五棱镜、所述第三棱镜和所述第一棱镜入射至所述合光器件；从所述分光器件出射的所述第二光进入所述第六棱镜，经所述第六棱镜的与所述第二棱镜和第四棱镜相胶合的侧面全反射后从所述第六棱镜射出并入射至所述第二空间光调制器，所述第二空间光调制器将接收的所述第二光调制成所述第二图像光，所述第二图像光穿过所述第六棱镜、所述第四棱镜和所述第二棱镜入射至所述合光器件。

优选的，所述第一空间光调制器出射的第一图像光中混合有第一非图像光，所述第一非图像光经所述第三棱镜或/和所述第五棱镜的与所述第一棱镜相胶合的侧面全反射后从所述棱镜组件射出；所述第二空间光调制器出射的第二图像光中混合有第二非图像光，所述第二非图像光经所述第四棱镜或/和所述第六棱镜的与所述第二棱镜相胶合的侧面全反射后从所述棱镜组件射出。

优选的，所述的光源系统还包括设置于所述分光器件与所述第五棱镜之间的第三中继系统、设置于所述分光器件与所述第六棱镜之间的第四中继系统，所述第三中继系统用于将从所述分光器件出射的所述第一光引导至所述第五棱镜；所述第四中继系统用于将从所述分光器件出射的所述第二光引导至所述第六棱镜。

优选的，所述合光器件为分光膜。第二光空间调制器

本发明还提供一种投影设备，该投影设备包括上述任意一项的光源系统。

与相关技术相比，本发明提供一种光源系统包括:所述发光装置，用于出射时序的所述照明光；所述分光器件，设置在所述照明光的光路上，将所述照明光分成沿所述第一光通道传输的所述第一光以及沿所述第二光通道传输的所述第二光；所述棱镜组件，沿对称轴方向的胶合面上设置有所述合光器件；所述第一空间光调制器和所述第二光空间调制器，分别设置于所述棱镜组件对称轴的两侧，接收所述第一光和所述第二光调制成所述第一图像光和所述第二图像光，所述第一图像光和所述第二图像光分别从所述棱镜组件对称轴的两侧射入所述棱镜组件，并经所述合光器件合光后沿同一通道射出。本发明的光源系统及投影设备通过光路的设计，使所述照明光在本发明的光源系统及投影设备中调制成图像光，使得调制后的图像光在玻璃介质中传输，相比于传统的空气中传中，实际光程缩短，进而减小了镜头的后截距，而且能够实现较好的均匀性，避免了使用梯度镀膜，并且结构精度高，减少了光路调节和生产工艺难度，具有良好的用户体验。

附图说明

图1是本发明光源系统的第一种实施方式的结构示意图；

图2是本发明光源系统的第一种实施方式的一体式棱镜的结构示意图；

图3是本发明光源系统的第二种实施方式的结构示意图；

图4是本发明光源系统的第二种实施方式的一体式棱镜的结构示意图；

图5是本发明光源系统的第三种实施方式的结构示意图；

图6是本发明光源系统的第三种实施方式的一体式棱镜的结构示意图；

图7是本发明光源系统的第四种实施方式的结构示意图；

图8是本发明光源系统的第四种实施方式的一体式棱镜的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种光源系统，包括光源、分光器件、空间光调制器、棱镜组件以及接收装置。其中，所述棱镜组件为多个棱镜胶合制成的对称结构，所述棱镜组件沿对称轴方向的胶合面上设置有合光器件，所述空间光调制器设置于所述棱镜组件的两侧，所述光源发射时序的照明光，所述分光器件将照明光分光并分别输出至两个所述空间光调制器，经两所述空间光调制器调制后的光经过所述棱镜组件合光，该合光进入所述接收装置，并由所述接收装置往外界输出。本发明还提供一种投影设备，包括所述的光源系统。具体以四个实施例来详细描述本发明：

实施例一

请参阅图1和图2所示，本发明提供的光源系统包括光源101、匀光器件102、中继系统103、分光器件304、空间光调制器106、棱镜组件108和接收装置107。

其中所述光源101可以为灯泡、LED光源、激光光源或者二次激发的荧光光源，但并不限于此。所述光源101出射时序的照明光，如蓝光与黄光时序的照明光、紫光与黄光时序的照明光等；所述接收装置107为投影镜头，用于接收出射的图像光；所述匀光器件102为方棒，用于将所述光源101射出的光束进行均匀化处理；所述分光器件304为分光镜片，设置在所述照明光光路上，用于将所述照明光分成沿第一光通道传输的第一光以及沿第二光通道传输的第二光，所述分光器件304利用镀膜的方式实现波长分光。

所述匀光器件102和所述中继系统103设置在所述分光器件304与所述光源101之间，所述分光器件304设置在所述匀光器件102的光路的远心位置。所述分光器件304位于光路的远心位置，能够保证投影图像的照度及颜色均匀性。所述匀光器件102(即方棒)的出射面每个视场出射同样的光锥，并且主光轴相互平行，每个光锥经过所述分光器304时透过的能量和光谱一致。所述中继系统103包括至少两个透镜，所述透镜，用于将所述照明光会聚到所述分光器件304上。具体在本实施方式中，所述中继系统103包括两个所述透镜，分别为透镜103a和透镜103b。

所述棱镜组件108为多个棱镜胶合制成的对称结构，优选的，棱镜的数量为偶数倍，且沿轴对称在所述棱镜组件108的对称轴两侧分布排列。沿对称轴方向的胶合面上设置有合光器件(图未示)，所述合光器件利用镀膜的方式实现波长合光，所述合光器件沿所述对称轴的方向设置。具体在本实施方式中，所述合光器件为分光膜，也就是分光镀膜。

具体在本实施方式中，所述空间光调制器106共有两个，包括第一空间光调制器106b和第二空间光调制器106a，沿所述棱镜组件108的对称轴对称设置在所述棱镜组件108的两侧，第一空间光调制器106b接收所述第一光并将所述第一光调制成第一图像光，所述第二空间光调制器106a接收所述第二光并将所述第二光调制成第二图像光，所述第一图像光和所述第二图像光分别从所述棱镜组件108对称轴的两侧射入所述棱镜组件，并经所述棱镜组件108合光后进入所述接收装置107置内。其中，所述接收装置107为投影镜头。

需要说明的是，合光器件设置在对称结构的棱镜组件的胶合面上，棱镜组件以及第一空间光调制器106b、第二空间光调制器106a沿胶合面对称设置，此外，分光器件304于胶合面在同一平面内，也就是，分光器件304和合光器件在同一平面内。

本实施方式的所述棱镜组件108为4个棱镜胶合制成。如图2所示，共包括A、B、C、D四个棱镜。其中包括相胶合且对称设置的第一棱镜D和第二棱镜C，以及分别与所述第一棱镜D和所述二棱镜C胶合的第三棱镜A和第四棱镜B。其中所述第三棱镜A和所述第四棱镜B为TIR棱镜，所述TIR棱镜为全内反射棱镜。所述第三棱镜A和所述第四棱镜B关于所述第一棱镜D和所述第二棱镜C的胶合面对称设置，所述合光器件(分光镀膜)位于所述第一棱镜D和所述二棱镜C的胶合面处。

从所述分光器件304出射的所述第一光进入所述第三棱镜A，经所述第三棱镜A的与所述第一棱镜D相胶合的侧面全反射后从所述第三棱镜射A出并入射至所述第一空间光调制器106a，所述第一空间光调制器106b将接收的所述第一光调制成所述第一图像光，所述第一图像光穿过所述第三棱镜A和所述第一棱镜D入射至所述合光器件；从所述分光器件304出射的所述第二光进入所述第四棱镜B，经所述第四棱镜B的与所述第二棱镜C相胶合的侧面全反射后从所述第四棱镜B射出并入射至所述第二空间光调制器106b，所述第二空间光调制器106a将接收的所述第二光调制成所述第二图像光，所述第二图像光穿过所述第四棱镜B和第二棱镜C入射至合光器件。

在本实施方式中，为了更好的实现合光功能，将所述第一棱镜D和所述第二棱镜C设计为多边形结构，所述第三棱镜A和所述第四棱镜B设计为三角形结构，并以所述第三棱镜A和所述第一棱镜D为例，所述第一棱镜D为不规则四边形结构，所述第三棱镜A贴设在所述第一棱镜D与第所述二棱镜C贴合面的相邻一个侧面上。同理，所述第四棱镜B贴设在所述第二棱镜C与所述第一棱镜D贴合面的相邻一个侧面上。

其中，所述第二空间光调制器106a位于所述第四棱镜B远离所述二棱镜C的一侧，而所述第一空间光调制器106b位于所述第三棱镜A远离所述第一棱镜D的一侧。

需要说明的是，各棱镜的胶合可以是整个侧面全部胶合，也可以是边缘区域胶合，如中间部分为空气隙的部分胶合。

该光源系统还包括设置于所述分光器件304与所述第三棱镜A之间的第一中继系统(图未示)、设置于所述分光器件304与所述第四棱镜B之间的第二中继系统(图未示)，所述第一中继系统用于将从所述分光器件304出射的所述第一光引导至所述第三棱镜；所述第二中继系统用于将从所述分光器件304出射的所述第二光引导至所述第四棱镜。

上述的四片棱镜胶合成的一体式的棱镜，所述合光器件(分光镀膜)位于所述第一棱镜D和所述第二棱镜C的胶合面处，使得调制后的图像光在玻璃介质中传输，相比于传统的空气中传中，实际光程缩短，进而减小了所述接收装置107(投影镜头)的后截距。此外，一体式棱镜保证了TIR棱镜(所述第三棱镜A和所述第四棱镜B)的定位精度，减少了光路调节和生产工艺难度。

实施例二

如图3和图4所示，为本发明的第二种实施方式，其为在第一种实施方式的基础上进行的改进，与第一种实施方式大致相同，所述光源系统包括光源101、匀光器件102、中继系统103、分光器件304、空间光调制器106棱镜组件208和接收装置107。其中所述光源101时序发出照明光，所述接收装置107为投影镜头，所述匀光器件102为方棒，所述分光器件304为分光镜片。所述棱镜组件208为4个棱镜胶合制成。共包括A、B、C、D四个棱镜。其中包括位于沿对称轴方向的胶合面两侧的第一棱镜D和二棱镜C和分别与所述第一棱镜D和所述二棱镜C相胶合的第三棱镜A和第四棱镜B。其中所述第三棱镜A和所述第四棱镜B为TIR棱镜。光线经过所述第三棱镜A和所述第四棱镜B后分别入射第一空间光调制器106b和第二空间光调制器106a，分别经所述第一空间光调制器106b和第二空间光调制器106a调制后的光分别经过所述第一棱镜D和所述第二棱镜C，在所述第一棱镜D和所述第二棱镜C的胶合面的所述合光器件上实现合光后进入所述接收装置107内。

区别仅在于，在本实施方式中，所述第一棱镜D和所述第二棱镜C为不规则的四边形结构，所述第三棱镜A和所述第四棱镜B为三角形结构，所述第三棱镜A和所述第四棱镜B关于所述第一棱镜D和所述第二棱镜C的胶合面对称设置。也就是说所述第三棱镜A贴设在所述第一棱镜D的所述第一棱镜D和所述第二棱镜C的贴合面的非相临边上；所述第四棱镜B贴设在所述第二棱镜C的所述第二棱镜C与所述第一棱镜D的贴合面的非相临边上。所述第一空间光调制器106b和第二空间光调制器106a分别设置在所述第一棱镜D和二棱镜C远离所述第三棱镜A和第四棱镜B的一侧。

进一步的，在本实施方式中，所述第三棱镜A和所述第四棱镜B与所述分光器件304之间的设置有多个反射镜109以及设置在所述反射镜109之间的多个用于会聚光路的透镜，该透镜用于实现光路的折叠以及对所述棱镜组件108入射角的矫正。如图3所示，在本实施方式中，所述棱镜组件108的两侧各设置两个反射镜(即反射镜109a和反射镜109b)。

相较第一种实施方式，本实施方式可以通过所述反射镜109和所述透镜将照明光传导至所述空间光调制器106表面，所述图像光则在所述棱镜组件208内侧合光，最终进入所述接收装置107，也就是投影镜头，从而确保投影图像的清晰度。

实施例三

如图5和图6所示，为本发明的第三种实施方式，其为在前述实施方式的基础上进行的改进，与前述实施方式大致相同，光源系统包括光源101、匀光器件102、中继系统103、分光器件304、空间光调制器106棱镜组件308和接收装置107。其中所述光源101时序发出照明光，所述接收装置107为投影镜头，所述匀光器件102为方棒，所述分光器件304为分光镜片。区别仅在于，在本实施方式中，所述棱镜组件308为6个棱镜胶合制成对称结构，共包括A、B、C、D、E、F六个棱镜。其中包括位于对称面两侧的第一棱镜D和二棱镜C、第三棱镜A和第四棱镜B以及与第一棱镜D和第三棱镜A胶合的第五棱镜E，与第二棱镜C和第四棱镜B胶合的第六棱镜F。第一棱镜D和二棱镜C分别位于对称轴的两侧，所述第三棱镜A和所述第四棱镜B关于所述第一棱镜D和所述第二棱镜C的胶合面对称设置，所述第五棱镜E和所述第六棱镜F关于所述第一棱镜D和所述第二棱镜C的胶合面对称设置。其中，所述第一棱镜D和所述第二棱镜C均为四边形结构，包括形成贴合面的第一边缘、与第一边缘不邻接的第二边缘和连接第一边缘和第二边缘的第三边缘和第四边缘。所述第三棱镜A、所述第四棱镜B、所述第五棱镜E和所述第六棱镜F均为垂直纸面的方向上具有一定厚度的三棱柱型的棱镜，以所述第一棱镜D为例，所述第三棱镜A贴设在所述第一棱镜D的所述第三边缘，并同时，所述第三棱镜A与所述第五棱镜E的一个边缘贴合；所述第五棱镜E贴设在所述第一棱镜D的所述第二边缘；同理，所述第四棱镜B贴设在所述第二棱镜C的第三边缘，并同时，所述第四棱镜B与所述第六棱镜F的一个边缘贴合；所述第六棱镜F贴设在第二棱镜C的第二边缘。所述第五棱镜E和所述第六棱镜F关于所述第一棱镜D和所述第二棱镜C的胶合面对称设置。所述第三棱镜A和所述第四棱镜B关于所述第一棱镜D和所述第二棱镜C的胶合面对称设置，所述第三棱镜A和所述第四棱镜B分别贴合在所述第一棱镜D的第三边缘上和所述第二棱镜C的第三边缘上，且所述第三棱镜A和所述第四棱镜B的边缘均超过与其贴合的所述第一棱镜D的第三边缘和所述第二棱镜C的第三边缘，并与对应的第三边缘之间形成间隙，所述第五棱镜E和所述第六棱镜F设置在该间隙内。其中所述第五棱镜E的两侧分别与所述第一棱镜D和所述第三棱镜A相连，所述第六棱镜F的两侧分别与所述第二棱镜C和所述第四棱镜B相连。

所述第三棱镜A和所述第四棱镜B为TIR棱镜。从所述分光器件304出射的所述第一光进入所述第三棱镜A，经所述第三棱镜A后，并从所述第三棱镜A和所述第五棱镜E的胶合面全反射后从所述第三棱镜A射出并入射至第一空间光调制器106b，所述第一空间光调制器106b将接收的所述第一光调制成第一图像光，所述第一图像光依次穿过所述第三棱镜A、所述第五棱镜E以及所述第一棱镜D入射至所述合光器件。从所述分光器件出射的所述第二光进入所述第二棱镜B，经所述第二棱镜B后，并从所述第二棱镜B和所述第六棱镜F胶合面全反射后从所述第二棱镜B射出并入射至第二空间光调制器106a，所述第二空间光调制器106a将接收的所述第二光调制成第二图像光，所述第二图像光依次穿过所述第二棱B、所述第六棱镜F以及所述第四棱镜C入射至所述合光器件。

所述第一空间光调制器106b出射的所述第一图像光中混合有第一非图像光，第一图像光与第一非图像光的出射角度不相同。所述第一非图像光依次经过所述第三棱镜A和所述第五棱镜E后，入射到所述第五棱镜E全反射面的角度满足全反射条件，因此，第一非图像光经第五棱镜E全反射后从所述第五棱镜E射出。所述第二空间光调制器106a出射的所述第二图像光中混合有第二非图像光，所述第二非图像光依次经过所述第四棱镜B和所述第六棱镜F后，并从所述第六棱镜F和所述第二棱镜C胶合面全反射后从所述第四棱镜射出。经光源系统形成的所述第一图像光和所述第二图像光分别经所述第五棱镜E和所述第六棱镜F进入所述第一棱镜D和二棱镜C合光并进入所述接收装置107，所述棱镜组件308这种一体式棱镜保证了第三棱镜A和第四棱镜B的定位精度，减少了光路调节和生产工艺难度。

本实施方式还包括设置于所述分光器件304与所述第五棱镜E之间的第三中继系统、设置于所述分光器件304与所述第六棱镜F之间的第四中继系统，所述第三中继系统用于将从所述分光器件出射的第一光引导至第五棱镜；所述第四中继系统用于将从所述分光器件出射的第二光引导至第六棱镜。

相较前述实施方式，本实施方式可以避免非图像光等杂光进入镜头干扰图像效果，提高了投影图像的对比度。

实施例四

如图7和图8所示，为本发明的第四种实施方式，其为在前述实施方式的基础上进行的改进，与前述实施方式大致相同，光源系统包括光源101、匀光器件102、中继系统103、分光器件304、空间光调制器106、棱镜组件408、接收装置107以及合光器件(图未示)。其中所述光源101时序发出照明光，所述接收装置107为投影镜头，所述匀光器件102为方棒，所述分光器件304为分光镜片。

所述棱镜组件408为6个棱镜胶合制成。所述棱镜组件408包括第一棱镜D和第二棱镜C、第三棱镜A和第四棱镜B以及第五棱镜E和第六棱镜F。所述第一棱镜D和所述二棱镜C胶合且对称设置，其胶合面上设置有合光器件。其中，本实施方式中，所述第一棱镜D和所述第二棱镜C为四边形，分别包括形成贴合面的第一边缘、与所述第一边缘不邻接的第二边缘和连接所述第一边缘和所述第二边缘的第三边缘和第四边缘。所述第三棱镜A、所述第四棱镜B、所述第五棱镜E以及所述第六棱镜F均为垂直纸面的方向上具有一定厚度的三棱柱型的棱镜，以所述第一棱镜D为例，所述第三棱镜A贴设在所述第一棱镜D的第二边缘，所述第五棱镜E贴设在所述第一棱镜D的第三边缘；同理，所述第四棱镜B贴设在所述第二棱镜C的第二边缘，所述第六棱镜F贴设在所述第二棱镜C的第三边缘。在本实施方式中，所述第三棱镜A和所述第四棱镜B关于所述第一棱镜D和所述第二棱镜C的胶合面对称设置。所述第三棱镜A贴合于所述第一棱镜D的第二边缘，所述第三棱镜A的该边缘超过所述第一棱镜D的第二边缘并与所述第一棱镜D的第三边缘之间形成间隙，所述第五棱镜E设置在该间隙内，且所述第五棱镜E分别与所述第三棱镜A和所述第一棱镜D相连；同理，所述第四棱镜B贴合于所述第二棱镜C的第二边缘，所述第四棱镜B的该边缘超过所述第二棱镜C的第二边缘并与所述第二棱镜C的第三边缘之间形成间隙，所述第六棱镜F设置在该间隙内，且所述第六棱镜F分别与所述第四棱镜B和所述第二棱镜C相连。

所述第三棱镜A和所述第四棱镜B为TIR棱镜。光线分别经过所述第三棱镜A和所述第四棱镜B后，分别入射第一空间光调制器106b和第二空间光调制器106a，经所述第一空间光调制器106b和所述第二空间光调制器106a调制后的光进入所述第五棱镜E和所述第六棱镜F。其中，非图像光进入所述第五棱镜E后，在所述第五棱镜E和所述第一棱镜D胶合面进行全反射并从所述第五棱镜E中射出，非图像光进入所述第六棱镜F后，在所述第六棱镜F和所述第二棱镜C胶合面进行全反射并从所述第六棱镜F中射出；图像光经分别由所述第五棱镜E和所述第六棱镜F进入所述第一棱镜D和所述第二棱镜C合光并进入所述接收装置107。

进一步的，在本实施方式中，所述第三棱镜A和所述第四棱镜B与所述分光器件304之间设置有多个反射镜109以及设置在所述反射镜109之间的多个用于会聚光路的透镜，用于实现光路的折叠以及对所述棱镜组件108入射角的矫正。在本实施方式中，所述棱镜组件108的两侧各设置两个反射镜(反射镜109a和反射镜106b)。

本实施方式为第二种实施方式和第三种实施方式的结合，相较第三种实施方式，本实施方式可以通过所述反射镜109和所述透镜将照明光传导至所述空间光调制器106表面，图像光则在所述棱镜组件408内侧合光，最终进入所述接收装置107，也就是投影镜头，从而确保投影图像的清晰度，使得调制后的图像光在玻璃介质中传输，相比于传统的空气中传中，实际光程缩短，进而减小了镜头的后截距。

除上述列举是四种实施例以外，本发明的棱镜组件还可以为其他的组合方式，例如采用8个棱镜进行组合，其原理是相同的。

与相关技术相比，本发明提供一种光源系统包括:所述发光装置，用于出射时序的所述照明光；所述分光器件，设置在所述照明光的光路上，将所述照明光分成沿所述第一光通道传输的所述第一光以及沿所述第二光通道传输的所述第二光；所述棱镜组件，沿对称轴方向的胶合面上设置有所述合光器件；所述第一空间光调制器和所述第二光空间调制器，分别设置于所述棱镜组件对称轴的两侧，接收所述第一光和所述第二光调制成所述第一图像光和所述第二图像光，所述第一图像光和所述第二图像光分别从所述棱镜组件对称轴的两侧射入所述棱镜组件，并经所述合光器件合光后沿同一通道射出。本发明的光源系统及投影设备通过光路的设计，使所述照明光在本发明的光源系统及投影设备中调制成图像光，使得调制后的图像光在玻璃介质中传输，相比于传统的空气中传中，实际光程缩短，进而减小了镜头的后截距，而且能够实现较好的均匀性，避免了使用梯度镀膜，并且结构精度高，减少了光路调节和生产工艺难度，具有良好的用户体验。第二光空间调制器

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光源系统，其特征在于，所述光源系统包括:

发光装置，用于出射时序的照明光；

分光器件，设置在所述照明光光路上，用于将所述照明光分成沿第一光通道传输的第一光以及沿第二光通道传输的第二光；

棱镜组件，所述棱镜组件为多个棱镜胶合制成的对称结构，所述棱镜组件沿对称轴方向的胶合面上设置有合光器件；

第一空间光调制器和第二光空间调制器，分别设置于所述棱镜组件对称轴的两侧，所述第一空间光调制器接收所述第一光并将所述第一光调制成第一图像光，所述第二空间光调制器接收所述第二光并将所述第二光调制成第二图像光，所述第一图像光和所述第二图像光分别从所述棱镜组件对称轴的两侧射入所述棱镜组件，并经所述合光器件合光后沿同一通道射出。

2.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，还包括设置于所述发光装置与所述分光器件之间的匀光器件，所述匀光器件用于对发光装置出射的照明光进行均匀化处理，所述分光器件设置在所述匀光器件的光路的远心位置。

3.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述棱镜组件为4个棱镜或6个透镜胶合制成。

4.根据权利要求3所述的光源系统，其特征在于，所述棱镜组件包括相胶合且对称设置的第一棱镜和第二棱镜，以及分别与所述第一棱镜和所述二棱镜胶合的第三棱镜和第四棱镜，所述第三棱镜和所述第四棱镜关于所述第一棱镜和所述第二棱镜的胶合面对称设置；从所述分光器件出射的第一光进入所述第三棱镜，经所述第三棱镜的与所述第一棱镜相胶合的侧面全反射后从所述第三棱镜射出并入射至第一空间光调制器，所述第一空间光调制器将接收的所述第一光调制成所述第一图像光，所述第一图像光穿过所述第三棱镜和所述第一棱镜入射至所述合光器件；从所述分光器件出射的所述第二光进入所述第四棱镜，经所述第四棱镜的与所述第二棱镜相胶合的侧面全反射后从所述第四棱镜射出并入射至所述第二空间光调制器，所述第二空间光调制器将接收的所述第二光调制成所述第二图像光，所述第二图像光穿过所述第四棱镜和所述第二棱镜入射至所述合光器件。

5.根据权利要求4所述的光源系统，其特征在于，所述光源系统还包括设置于所述分光器件与所述第三棱镜之间的第一中继系统、设置于所述分光器件与所述第四棱镜之间的第二中继系统，所述第一中继系统用于将从所述分光器件出射的所述第一光引导至所述第三棱镜；所述第二中继系统用于将从所述分光器件出射的所述第二光引导至所述第四棱镜。

6.根据权利要求3所述的光源系统，其特征在于，所述棱镜组件包括相胶合且对称设置的第一棱镜和第二棱镜，与所述第一棱镜胶合的第三棱镜，与所述第二棱镜胶合的第四棱镜，与所述第一棱镜和所述第三棱镜胶合的第五棱镜，与所述第二棱镜和所述第四棱镜胶合的第六棱镜，所述第三棱镜和所述第四棱镜关于所述第一棱镜和所述第二棱镜的胶合面对称设置，所述第五棱镜和所述第六棱镜关于所述第一棱镜和所述第二棱镜的胶合面对称设置；从所述分光器件出射的所述第一光进入所述第五棱镜，经所述第五棱镜的与所述第一棱镜和第三棱镜相胶合的侧面全反射后从所述第五棱镜射出并入射至所述第一空间光调制器，所述第一空间光调制器将接收的所述第一光调制成所述第一图像光，所述第一图像光穿过所述第五棱镜、所述第三棱镜和所述第一棱镜入射至所述合光器件；从所述分光器件出射的所述第二光进入所述第六棱镜，经所述第六棱镜的与所述第二棱镜和第四棱镜相胶合的侧面全反射后从所述第六棱镜射出并入射至所述第二空间光调制器，所述第二空间光调制器将接收的所述第二光调制成所述第二图像光，所述第二图像光穿过所述第六棱镜、所述第四棱镜和所述第二棱镜入射至所述合光器件。

7.根据权利要求6所述的光源系统，其特征在于，所述第一空间光调制器出射的第一图像光中混合有第一非图像光，所述第一非图像光经所述第三棱镜或/和所述第五棱镜的与所述第一棱镜相胶合的侧面全反射后从所述棱镜组件射出；所述第二空间光调制器出射的第二图像光中混合有第二非图像光，所述第二非图像光经所述第四棱镜或/和所述第六棱镜的与所述第二棱镜相胶合的侧面全反射后从所述棱镜组件射出。

8.根据权利要求6或7所述的光源系统，其特征在于，所述的光源系统还包括设置于所述分光器件与所述第五棱镜之间的第三中继系统、设置于所述分光器件与所述第六棱镜之间的第四中继系统，所述第三中继系统用于将从所述分光器件出射的所述第一光引导至所述第五棱镜；所述第四中继系统用于将从所述分光器件出射的所述第二光引导至所述第六棱镜。

9.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述合光器件为分光膜。

10.一种投影设备，其特征在于，包括如权利要求1到9任意一项所述的光源系统。

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