CN112882226A - 一种光学引擎 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学引擎，属于激光投影及激光光源领域。所述光学引擎包括：光源组件、棱镜组件、至少两个光阀以及镜头组件。光源组件发出光束入射至少两个光阀，光阀将接收到的光束处理后输出至棱镜组件，棱镜组件接收光阀输出的光束，并出射至镜头组件。本申请提供的光学引擎，其中，至少两个光阀输出的光束在进入棱镜组件的光阀入光面和射出棱镜组件的出光面之间的目标参数相同，进而使得每个光阀输出的光束的尺寸在射出棱镜组件时相同。解决了相关技术中不同光阀射出的光束在从棱镜组件射向镜头时的尺寸可能不同的问题。实现了多个光束从棱镜射向镜头时的尺寸一致，从而提高了光学引擎的成像质量。

Description

一种光学引擎

技术领域

本申请涉及激光投影及激光光源领域，特别涉及一种光学引擎。

背景技术

目前，激光投影技术是市场上的一种新型的投影技术，激光光源的主要优势就是亮度高，色彩鲜艳，能耗低，寿命长且体积小，使得激光投影技术具有画面对比度高，成像清晰的特点，因此激光投影技术成为市场上的主流的发展方向。随着投影机技术及市场的发展，为了使用户在白天使用投影机时也能体验到更佳的观影享受，需要更高亮度的投影机，但是单光阀的投影机系统输出的光通量毕竟有限，更高的光通量则需要多光阀系统。

一种光学引擎，用于激光显示投影设备，具有光源组件、棱镜组件、镜头以及多个光阀，光源组件发出光束，光束出射至棱镜组件，棱镜组件接收光束后出射光束至多个光阀，多个光阀对光束处理后出射光束至棱镜组件，光束经棱镜组件射出后，入射至镜头。该光学引擎在使用时，存在与多个光阀一一对应的多个光路输出的光束入射至镜头。

但是，上述光学引擎中，不同光阀射出的光束在从棱镜组件射向镜头时的尺寸可能不同，进而可能导致成像质量较差。

发明内容

本申请实施例提供了一种光机系统，所述技术方案如下：

根据本申请的一方面，提供了一种光学引擎，所述光学引擎包括：光源组件、棱镜组件、至少两个光阀以及镜头组件；

所述棱镜组件包括：出光面、与所述至少两个光阀一一对应的至少两个光源入光面，以及与所述至少两个光阀一一对应的至少两个光阀入光面，每个所述光阀位于对应的光阀入光面外，所述镜头组件位于所述出光面外；

所述光源组件用于分别向所述至少两个光源入光面提供与所述至少两个光阀一一对应的至少两束入射光，所述棱镜组件用于将每个光阀对应的入射光分别导向对应的光阀；

所述光阀用于将接收到的光束处理后输出至对应的光阀入光面，所述棱镜组件用于将光阀输出的光束导向所述出光面，并射向所述镜头组件；

其中，所述棱镜组件包括至少两个棱镜，所述至少两个棱镜的折射率不相等，所述至少两个光阀输出的光束在对应的光阀入光面和所述出光面之间的目标参数相同，所述目标参数为光束在每个经过的棱镜中的扩散参数的和，所述扩散参数为光束在棱镜中行进的几何距离与棱镜的折射率的商。

可选地，所述棱镜组件的棱镜之间具有间隙，所述至少两个光阀输出的光束在对应的光阀入光面和所述出光面之间的经过的间隙的几何距离相等。

可选地，所述间隙为空气间隙。

可选地，所述棱镜组件中的至少两个棱镜相对于可见光的折射率不相同。

可选地，所述至少两个光阀包括第一光阀和第二光阀，所述棱镜组件包括第一全内反射棱镜和第二全内反射棱镜，所述第一光阀对应的光源入光面和光阀入光面位于所述第一全内反射棱镜上，所述第二光阀对应的光源入光面和光阀入光面位于所述第二全内反射棱镜上。

可选地，所述第一全内反射棱镜包括第一三棱镜和第二三棱镜，所述第一三棱镜的第一面与所述第二三棱镜的第二面相对设置，所述第一三棱镜和所述第二三棱镜的折射率不相等；

所述第一光阀对应的光源入光面和光阀入光面位于所述第一三棱镜上，所述第一光阀对应的光源入光面和光阀入光面与所述第一面围成所述第一三棱镜；

所述第二三棱镜还包括第三面，所述出光面位于所述第二三棱镜上，所述第二三棱镜的第二面、所述出光面和所述第三面围成所述第二三棱镜。

可选地，所述第二全内反射棱镜包括第三三棱镜和第四三棱镜，所述第三三棱镜的第四面与所述第四三棱镜的第五面相对设置，所述第三三棱镜和所述第四三棱镜的折射率不相等；

所述第二光阀对应的光源入光面和光阀入光面位于所述第三三棱镜上，所述第二光阀对应的光源入光面和光阀入光面与所述第四面围成所述第三三棱镜；

所述第四三棱镜还包括第六面和第七面，所述第六面与所述第二三棱镜的第三面相对设置，所述第四三棱镜的第五面、第六面以及第七面围成所述第四三棱镜。

可选地，所述第一三棱镜上的光阀入光面接收到所述第一光阀输出光束后，所述第一三棱镜用于将接收到的光束导向所述第一三棱镜的第一面，并经所述第一面射出所述第一三棱镜后，射向所述第二三棱镜的第二面；

所述第二三棱镜的第二面在接收到所述第一面射出的光束后，所述第二三棱镜用于将接收到的光束导向所述出光面，并经所述出光面射出。

可选地，所述第三三棱镜上的光阀入光面接收到所述第二光阀输出光束后，所述第三三棱镜用于将接收到的光束导向所述第三三棱镜的第四面，并经所述第四面射出所述第三三棱镜后，射向所述第四三棱镜的第五面；

所述第四三棱镜的第五面在接收到所述第四面射出的光束后，所述第四三棱镜用于将接收到的光束导向所述第六面，并经所述第六面射向所述第二三棱镜的第三面，所述第二三棱镜用于将第三面射入的光束导向所述第二面，并用所述第二面反射向所述出光面，并经所述出光面射出。

可选地，所述第一光阀的目标参数S1和所述第二光阀的目标参数S2满足S1＝S2，所述S1＝L1/n1+L2/n5+L3/n2，所述S2＝(L5+L7)/n7+L6/n4+(L8+L9)/n6；

其中，L1为所述第一光阀出射的光束在所述第一三棱镜中经过的几何距离，L2为所述第一光阀出射的光束在所述第一三棱镜和所述第二三棱镜之间的间隙中经过的几何距离，L3为所述第一光阀在所述第二三棱镜中经过的几何距离，n1为所述第一三棱镜的折射率，n2为所述第二三棱镜的折射率，n5为所述第一三棱镜和所述第二三棱镜之间的间隙的折射率；L4为所述第二光阀出射的光束在所述第三三棱镜中经过的几何距离，L5为所述第二光阀出射的光束在所述第三三棱镜和所述第四三棱镜之间的间隙中经过的几何距离，L6为所述第二光阀出射的光束在所述第四三棱镜中经过的几何距离，L7为所述第二光阀出射的光束在所述第一全内反射棱镜与所述第二全内反射棱镜之间的间隙中经过的几何距离，L8和L9为所述第二光阀出射的光束在所述第二三棱镜1212中经过的几何距离

可选地，所述第一光阀的第一间距与所述第二光阀的第二间距相等，所述第一间距为所述第一光阀和所述第一三棱镜的光阀入光面之间的间距，所述第二间距为所述第二光阀和所述第三三棱镜的光阀入光面之间的间距。

可选地，所述镜头组件包括用于接收所述出光面射出的光束的入光镜片，所述出光面与所述入光镜片的主光轴垂直。

可选地，所述第一光阀输出的光束在所述出光面上的入射角，与所述第二光阀输出的光束在所述出光面上的入射角的角度相等。

可选地，所述光源组件用于向所述第一光阀对应的光源入光面提供第一波长的光束，所述光源组件用于向所述第二光阀对应的光源入光面提供第二波长的光束，所述第一波长和所述第二波长不相等。

可选地，所述光源组件包括激光光源、二向色片以及第一透镜；

其中，所述激光光源用于将光束射向所述二向色片，所述二向色片用于将所述激光光源提供的光束中的第二波长的光束反射向所述第一透镜，并经所述第一透镜导向所述第二光阀对应的光源入光面。

可选地，所述光源组件还包括第二透镜、第三透镜、第四透镜、第一反射镜以及第二反射镜；

其中，所述激光光源用于将光束射向所述二向色片，所述二向色片用于将所述激光光源提供的光束中的所述第一波长的光束反射向所述第二透镜，并经所述第二透镜、所述第一反射镜、所述第三透镜、所述第二反射镜以及所述第四透镜后，射向所述第一光阀对应的光源入光面。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

提供了一种包括光源组件、棱镜组件、至少两个光阀以及镜头组件的光学引擎。光源组件发出光束经过棱镜组件入射至少两个光阀，光阀用于将接收到的光束处理后输出至棱镜组件，棱镜组件接收光阀输出的光束，并出射至镜头组件，其中，至少两个光阀输出的光束在进入棱镜组件的光阀入光面和射出棱镜组件的出光面之间的目标参数相同，进而使得每个光阀输出的光束的尺寸在射出棱镜组件时相同。解决了不同光阀射出的光束在从棱镜组件射向镜头时的尺寸可能不同，进而可能导致成像质量较差的问题。实现了多个光束从棱镜射向镜头时的尺寸一致，从而提高了光学引擎的成像质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例示出的一种光学引擎的结构示意图；

图2是图1所示的光学引擎的部分结构示意图；

图3是本申请实施例示出的另一种光学引擎的示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

目前，使用具有多光阀的光学引擎，可以提高投影设备的亮度。该光学引擎具有与多个光阀一一对应的多个光路，用于分别将光束输入至镜头。

但是，上述光学引擎在使用时，不同光阀射出的光束在从棱镜组件射向镜头时的尺寸可能不同，进而可能导致成像质量较差。其中，光束的尺寸可以用光束的直径表示。

本申请实施例提供了一种光学引擎，能够解决上述相关技术中存在的问题。

如图1所示，图1是本申请实施例示出的一种光学引擎的结构示意图。本申请实施例以包括两个光阀的光学引擎为例，但该光学引擎还可以包括更多个光阀，如3个、4个、5个或更多。该光学引擎可以包括：光源组件、棱镜组件12、至少两个光阀(图1以第一光阀131和第二光阀132为例进行说明)以及镜头组件14。

光阀可以为数字微镜元件(英文：digital micromirror device；简写：DMD)，DMD可以包括多个高速数字式光反射开光组成的阵列。示例性的，DMD可以包括多个小型反射镜，一个反射镜对应一个像素，反射镜的多少决定了DMD的显示分辨率。

棱镜组件12包括：出光面m1、与至少两个光阀一一对应的至少两个光源入光面(图1以光源入光面m2和光源入光面m3为例进行说明)，以及与至少两个光阀(131和132)一一对应的至少两个光阀入光面(图1以光阀入光面m4和光阀入光面m5为例进行说明)，每个光阀(131和132)位于对应的光阀入光面(m4和m5)外，镜头组件14位于出光面m1外。

光源组件用于分别向至少两个光源入光面(m2和m3)提供与至少两个光阀(131和132)一一对应的至少两束入射光(图1以入射光s1和入射光s2为例进行说明)，棱镜组件12用于将每个光阀(131和132)对应的入射光(s1和s2)分别导向对应的光阀(131和132)。

光阀(131和132)用于将接收到的光束处理后输出至对应的光阀入光面(m4和m5)，棱镜组件12用于将光阀(131和132)输出的光束导向出光面m1，并射向镜头组件14。本申请实施例中，至少两个光阀可以使经过其处理后的光束的尺寸和出射角度均相同。

其中，棱镜组件12包括至少两个棱镜(图1以棱镜121和棱镜122为例进行说明)，至少两个棱镜(121和122)的折射率不相等，至少两个光阀(131和132)输出的光束在对应的光阀入光面(m4和m5)和出光面m1之间的目标参数相同，目标参数为光束在每个经过的棱镜中的扩散参数的和，扩散参数为光束在棱镜中行进的几何距离与棱镜的折射率的商。

目标参数用于表示光束的发散程度，该发散程度可以与光束行进的距离成正比，与光束经过的介质的折射率成反比。

示例性的，两束相同尺寸的光束从位置A照射向位置B，这两束光的光路可能不同，但若是这两束光在位置A到位置B的目标参数相同，则这两束光在位置B的尺寸也会相同。

本申请实施例提供的光学引擎中，从光阀输出的光束的尺寸可以是相等的，由于棱镜的尺寸满足光束在其中传输后，出光光束的口径相等，进而光束在对应的光阀入光面和出光面之间光束发散的程度相等，从而光束尺寸的变化程度也相等，即从棱镜射出的光束的尺寸相等。

综上所述，本申请实施例提供了一种包括光源组件、棱镜组件、至少两个光阀以及镜头组件的光学引擎。光源组件发出光束经过棱镜组件入射至少两个光阀，光阀用于将接收到的光束处理后输出至棱镜组件，棱镜组件接收光阀输出的光束，并出射至镜头组件，其中，至少两个光阀输出的光束在进入棱镜组件的光阀入光面和射出棱镜组件的出光面之间的目标参数相同，进而使得每个光阀输出的光束的尺寸在射出棱镜组件时相同。解决了不同光阀射出的光束在从棱镜组件射向镜头时的尺寸可能不同，进而可能导致成像质量较差的问题。实现了多个光束从棱镜射向镜头时的尺寸一致，从而提高了光学引擎的成像质量。

可选地，至少两个光阀包括第一光阀和第二光阀，棱镜组件包括第一全内反射棱镜和第二全内反射棱镜，第一光阀对应的光源入光面和光阀入光面位于第一全内反射棱镜上，第二光阀对应的光源入光面和光阀入光面位于第二全内反射棱镜上。

可选地，第一全内反射棱镜包括第一三棱镜和第二三棱镜，第一三棱镜的第一面与第二三棱镜的第二面相对设置，第一三棱镜和第二三棱镜的折射率不相等。

第一光阀对应的光源入光面和光阀入光面位于第一三棱镜上，第一光阀对应的光源入光面和光阀入光面与第一面围成第一三棱镜。

第二三棱镜还包括第三面，出光面位于第二三棱镜上，第二三棱镜的第二面、出光面和第三面围成第二三棱镜。

可选地，第二全内反射棱镜包括第三三棱镜和第四三棱镜，第三三棱镜的第四面与第四三棱镜的第五面相对设置，第三三棱镜和第四三棱镜的折射率不相等。

第二光阀对应的光源入光面和光阀入光面位于第三三棱镜上，第二光阀对应的光源入光面和光阀入光面与第四面围成第三三棱镜。

第四三棱镜还包括第六面和第七面，第六面与第二三棱镜的第三面相对设置，第四三棱镜的第五面、第六面以及第七面围成第四三棱镜。

可选地，第一三棱镜上的光阀入光面接收到第一光阀输出光束后，第一三棱镜用于将接收到的光束导向第一三棱镜的第一面，并经第一面射出第一三棱镜后，射向第二三棱镜的第二面。

第二三棱镜的第二面在接收到第一面射出的光束后，第二三棱镜用于将接收到的光束导向出光面，并经出光面射出。

可选地，第三三棱镜上的光阀入光面接收到第二光阀输出光束后，第三三棱镜用于将接收到的光束导向第三三棱镜的第四面，并经第四面射出第三三棱镜后，射向第四三棱镜的第五面。

第四三棱镜的第五面在接收到第四面射出的光束后，第四三棱镜用于将接收到的光束导向第六面，并经第六面射向第二三棱镜的第三面，第二三棱镜用于将第三面射入的光束导向第二面，并用第二面反射向出光面，并经出光面射出。

可选地，第一光阀的第一间距与第二光阀的第二间距相等，第一间距为第一光阀和第一三棱镜的光阀入光面之间的间距，第二间距为第二光阀和第三三棱镜的光阀入光面之间的间距。

可选地，镜头组件包括用于接收出光面射出的光束的入光镜片，出光面与入光镜片的主光轴垂直。

可选地，第一光阀输出的光束在出光面上的入射角，与第二光阀输出的光束在出光面上的入射角的角度相等。

可选地，光源组件用于向第一光阀对应的光源入光面提供第一波长的光束，光源组件用于向第二光阀对应的光源入光面提供第二波长的光束，第一波长和第二波长不相等。

可选地，如图1所示，至少两个光阀包括第一光阀131和第二光阀132，棱镜组件12包括第一全内反射棱镜121和第二全内反射棱镜122，第一光阀131对应的光源入光面m2和光阀入光面m4位于第一全内反射棱镜121上，第二光阀132对应的光源入光面m3和光阀入光面m5位于第二全内反射棱镜122上。

全内反射棱镜(英文：Total internal reflection；简写：TIR)，全内反射是一种光学现象，即当光线经过两个不同折射率的介质时，部分的光线会在介质的界面被折射，其余的则被反射，但是，当入射角比临界角大时(光线远离法线)，光线会停止进入另一界面，全部向内面反射，这种现象只会发生在当光线从光密介质(较高折射率的介质)进入到光疏介质(较低折射率的介质)，当入射角大于临界角时，因为没有折射(折射光线消失)而都是反射，故称之为全内反射。全内反射棱镜用于改变在投影系统里的光线的路径。

可选地，如图1所示，第一全内反射棱镜121包括第一三棱镜1211和第二三棱镜1212，第一三棱镜1211的第一面m6与第二三棱镜1212的第二面m7相对设置，第一三棱镜1211和第二三棱镜1212的折射率不相等。本申请所涉及的折射率，可以指的是针对可见光范围(该范围可以是380nm～780nm)的光线的折射率。此处所涉及的第一三棱镜1211和第二三棱镜1212的折射率不相等，也即是指第一三棱镜1211和第二三棱镜1212对于该可见光范围的光线的折射率不同。

第一三棱镜1211和第二三棱镜1212之间可以有一定的间隙，即第一面m6与第二面m7之间可以有一定的间隙，该间隙可以为空气间隙。

第一光阀131对应的光源入光面m2和光阀入光面m4位于第一三棱镜1211上，第一光阀131对应的光源入光面m2和光阀入光面m4与第一面m6围成第一三棱镜1211。

第一光源组件111出射的光束s1经第一三棱镜1211的光源入光面m2入射至第一三棱镜1211的第一面m6，在第一三棱镜1211的第一面m6上发生全反射，反射的光束透过第一三棱镜1211的光阀入光面m4出射至第一光阀131。

第二三棱镜1212还包括第三面m8，出光面m1位于第二三棱镜1212上，第二三棱镜1212的第二面m7、出光面m1和第三面m8围成第二三棱镜1212。

可选地，如图1所示，第二全内反射棱镜122包括第三三棱镜1221和第四三棱镜1222，第三三棱镜1221的第四面m9与第四三棱镜1222的第五面m10相对设置，第三三棱镜1221和第四三棱镜1222的折射率不相等。第三三棱镜1221和第四三棱镜1222之间有一定的间隙，即第四面m9与第五面m10之间可以有一定的间隙，该间隙可以为空气间隙。

第二光阀132对应的光源入光面m3和光阀入光面m5位于第三三棱镜1221上，第二光阀132对应的光源入光面m3和光阀入光面m5与第四面m9围成第三三棱镜1221。

第二光源组件112出射的光束s2经第三三棱镜1221的光源入光面m3入射至第三三棱镜1221的第四面m9，在第三三棱镜1221的第四面m9上发生全反射，反射的光束透过第三三棱镜1221的光阀入光面m5出射至第二光阀132。

第四三棱镜1222还包括第六面m11和第七面m12，第六面m11与第二三棱镜1212的第三面m8相对设置，第四三棱镜的第五面m10、第六面m11以及第七面m12围成第四三棱镜1222。

第一全内反射棱镜121与第二全内反射棱镜122之间有一定的间隙，即第三面m8与第六面m11之间有一定的间隙，该间隙可以为空气间隙。

可选地，如图1所示，第一三棱镜1211上的光阀入光面m4接收到第一光阀131输出光束后，第一三棱镜1211用于将接收到的光束导向第一三棱镜1211的第一面m6，并经第一面m6射出第一三棱镜1211后，射向第二三棱镜1212的第二面m7。

第二三棱镜1212的第二面m7在接收到第一面m6射出的光束后，第二三棱镜1212用于将接收到的光束导向出光面m1，并经出光面m1射出。

示例性的，光束s1经光阀131处理后，在第一三棱镜1211中的折射率为n1，在第二三棱镜1212中的折射率为n2，在空气间隙中的折射率为n5。

可选地，如图1所示，第三三棱镜1221上的光阀入光面m5接收到第二光阀132输出光束后，第三三棱镜1221用于将接收到的光束导向第三三棱镜1221的第四面m9，并经第四面m9射出第三三棱镜1221后，射向第四三棱镜1222的第五面m10。

第四三棱镜1222的第五面m10在接收到第四面m9射出的光束后，第四三棱镜1222用于将接收到的光束导向第六面m11，并经第六面m11射向第二三棱镜1212的第三面m8，第二三棱镜1212用于将第三面m8射入的光束导向第二面m7，并用第二面m7反射向出光面m1，并经出光面m1射出。

示例性的，光束s2经光阀132处理后，在第三三棱镜1221中的折射率为n3，在第四三棱镜1222中的折射率为n4，在第二棱镜中的折射率为n6，在空气间隙中的折射率为n7。

可选地，如图1所示，第一光阀131的第一间距h1与第二光阀132的第二间距h2相等，第一间距h1为第一光阀131和第一三棱镜1211的光阀入光面m4之间的间距，第二间距h2为第二光阀132和第三三棱镜1221的光阀入光面m5之间的间距。由于光阀出射的光束尺寸与出射角度均相同，第一间距与第二间距相等，可以使进入光阀入光面时的两束光束的尺寸相同。

可选地，如图2所示，图2是图1所示的光学引擎的部分结构示意图。镜头组件14包括用于接收出光面m1射出的光束的入光镜片141，出光面m1与入光镜片141的主光轴c1垂直。

出光面m1与入光镜片141的主光轴c1垂直可以使得出光面m1射出的多束光束，在出光面m1和入光镜片141之间的目标参数相等。出光面射出的多束光束，在出光面和入光镜片之间的目标参数相等，即多束光束的发散情况相同，进而射入入光镜片的多束光束的尺寸相同。

可选地，如图2所示，第一光阀131输出的光束在出光面上m1的入射角，与第二光阀132输出的光束在出光面m1上的入射角的角度相等。即投射至出光面m1上的多个光束为平行光束，可以进一步使得多个光束入射镜头组件的入光镜片时的尺寸相同，进而提高投影质量。

第一光阀131出射的光束在第一三棱镜1211中经过的几何距离为L1，在第一三棱镜1211和第二三棱镜1212之间的间隙中经过的几何距离为L2，在第二三棱镜1212中经过的几何距离为L3。

示例性的，第一光阀131出射的光束在第一三棱镜1211中经过的几何距离为L1，即为点a至点b之间的距离。

第二光阀出射的光束在第三三棱镜1221中经过的几何距离为L4，在第三三棱镜1221和第四三棱镜1222之间的间隙中经过的几何距离为L5，在第四三棱镜1222中经过的几何距离为L6，在第一全内反射棱镜121与第二全内反射棱镜122之间的间隙中经过的几何距离为L7，在第二三棱镜1212中经过的几何距离为L8和L9。

即第一光阀131输出的光束在对应的光阀入光面m4和出光面m1之间经过的几何距离为L1+L2+L3，第二光阀132输出的光束在对应的光阀入光面m5和出光面m1之间经过的几何距离为L4+L5+L6+L7+L8+L9。

L1/n1+L2/n5+L3/n2＝L4/n3+(L5+L7)/n7+L6/n4+(L8+L9)/n6，可以使得第一光阀131输出的光束与第二光阀132输出的光束，在对应的光阀入光面m4和出光面m1之间的目标参数相同，因而光束的发散情况相同，进而第一光阀131输出的光束与第二光阀132输出的光束在出光面m1上尺寸相同。

其中，L1/n1为第一光阀131输出的光束在第一三棱镜1211中的扩散参数，L2/n5为第一光阀131输出的光束在第一三棱镜1211和第二三棱镜1212之间的间隙中的扩散参数，L3/n2为第一光阀131输出的光束在第二三棱镜1212中的扩散参数；L4/n3为第二光阀132输出的光束在第三三棱镜1221中的扩散参数，L6/n4为第二光阀132输出的光束在第四三棱镜1222中的扩散参数，(L5+L7)/n7为第二光阀132输出的光束在第三三棱镜1221和第四三棱镜1222之间的间隙以及第一全内反射棱镜121与第二全内反射棱镜122之间的间隙中的扩散参数，(L8+L9)/n6为第二光阀132输出的光束在第二三棱镜1212中的扩散参数。

此外，示例性的，本申请实施例中，对光束在第一三棱镜1211和第二三棱镜1212之间的间隙，第三三棱镜1221和第四三棱镜1222之间的间隙以及第一全内反射棱镜121以及第二全内反射棱镜122之间的间隙中，行进的路程的长度L2、L5以及L7的处理还可以包括以下两种方式。

第一种处理方式为忽略棱镜之间的间隙，由于棱镜之间的间隙较小，对光束的发散程度的影响较小，因而可以忽略不计。即L1/n1+L3/n2＝L4/n3+L6/n4+(L8+L9)/n6，可以使得第一光阀131输出的光束与第二光阀132输出的光束，在对应的光阀入光面m4和出光面m1之间的目标参数相同，即光束的发散情况相同，进而第一光阀131输出的光束与第二光阀132输出的光束在出光面m1上尺寸相同。

第二种处理方式为，由于各棱镜之间的空气间隙较小，可以认为各色光束在棱镜间隙中的折射率相等，至少两个光阀输出的光束在对应的光阀入光面和出光面之间的经过的间隙的几何距离相等。即使L2＝L5+L7，可以使得光束在棱镜间隙中行进的几何距离相等，则棱镜之间的间隙对光束的发散程度的影响也相同。

可选地，如图3所示，图3是本申请实施例示出的另一种光学引擎的示意图。该光学引擎中的棱镜组件可以参照上述实施例中提供的棱镜组件，光源组件用于向第一光阀131对应的光源入光面m2提供第一波长的光束s3，光源组件用于向第二光阀132对应的光源入光面m3提供第二波长的光束s4，第一波长和第二波长不相等。第一波长的光束s3可以为红光，第二波长的光束s4可以为蓝光和绿光。

其中，光源组件可以包括激光光源151、二向色片152、第一透镜153、第二透镜154、第三透镜155、第四透镜156、第一反射镜157与第二反射镜158。

其中，第一透镜153、第二透镜154、第三透镜155以及第四透镜156均可以为球面透镜，球面透镜简称球镜，球面透镜是透镜弯曲面的截面曲线为圆弧的透镜，即由两个共轴折射曲面构成的光学元件，通常可以用光学玻璃磨制而成。透镜可以分为中央部分比边缘部分厚的凸透镜和中央部分比边缘部分薄的凹透镜两类。凸透镜可以对光线起会聚作用，可以称作“会聚透镜”；凹透镜可以对光线起发散作用，可以称作“发散透镜”。单个凸透镜能成实像或虚像，但单个凹透镜只能成虚像，本申请实施例中的第一透镜153、第二透镜154、第三透镜155以及第四透镜156可以是凸透镜。

第一反射镜157与第二反射镜158可以用于改变光束的传播方向，有利于光学引擎的结构紧凑。

二向色片是指可以对一定波长的光几乎完全透过，而对另一些波长的光几乎完全反射的滤光片。本申请实施例中的二向色片152可以透射红光，并反射蓝光和绿光，激光光源151发射的光束经过二向色片152后，一部分蓝光和绿光经由第一光源组件射向第一光阀131对应的光源入光面m2，一部分红光经由第二光源组件射向第二光阀132对应的光源入光面m4。

综上所述，本申请实施例提供了一种包括光源组件、棱镜组件、至少两个光阀以及镜头组件的光学引擎。光源组件发出光束经过棱镜组件入射至少两个光阀，光阀用于将接收到的光束处理后输出至棱镜组件，棱镜组件接收光阀输出的光束，并出射至镜头组件，其中，至少两个光阀输出的光束在进入棱镜组件的光阀入光面和射出棱镜组件的出光面之间的目标参数相同，进而使得每个光阀输出的光束的尺寸在射出棱镜组件时相同。解决了不同光阀射出的光束在从棱镜组件射向镜头时的尺寸可能不同，进而可能导致成像质量较差的问题。实现了多个光束从棱镜射向镜头时的尺寸一致，从而提高了光学引擎的成像质量。

在本申请中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”“第五”、“第六”和“第七”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学引擎，其特征在于，所述光学引擎包括光源组件、棱镜组件、至少两个光阀以及镜头组件；

所述棱镜组件包括：出光面、与所述至少两个光阀一一对应的至少两个光源入光面，以及与所述至少两个光阀一一对应的至少两个光阀入光面，每个所述光阀位于对应的光阀入光面外，所述镜头组件位于所述出光面外；

所述光源组件用于分别向所述至少两个光源入光面提供与所述至少两个光阀一一对应的至少两束入射光，所述棱镜组件用于将每个光阀对应的入射光分别导向对应的光阀；

所述光阀用于将接收到的光束处理后输出至对应的光阀入光面，所述棱镜组件用于将光阀输出的光束导向所述出光面，并射向所述镜头组件；

其中，所述棱镜组件包括至少两个棱镜，所述至少两个棱镜的折射率不相等，所述至少两个光阀输出的光束在对应的光阀入光面和所述出光面之间的目标参数相同，所述目标参数为光束在每个经过的棱镜中的扩散参数的和，所述扩散参数为光束在棱镜中行进的几何距离与棱镜的折射率的商。

2.根据权利要求1所述的光学引擎，其特征在于，所述棱镜组件的棱镜之间具有间隙，所述至少两个光阀输出的光束在对应的光阀入光面和所述出光面之间的经过的间隙的几何距离相等。

3.根据权利要求2所述的光学引擎，其特征在于，所述间隙为空气间隙。

4.根据权利要求1所述的光学引擎，其特征在于，所述棱镜组件中的至少两个棱镜相对于可见光的折射率不相同。

5.根据权利要求1所述的光学引擎，其特征在于，所述至少两个光阀包括第一光阀和第二光阀，所述棱镜组件包括第一全内反射棱镜和第二全内反射棱镜，所述第一光阀对应的光源入光面和光阀入光面位于所述第一全内反射棱镜上，所述第二光阀对应的光源入光面和光阀入光面位于所述第二全内反射棱镜上；

所述第一全内反射棱镜包括第一三棱镜和第二三棱镜，所述第一三棱镜的第一面与所述第二三棱镜的第二面相对设置，所述第一三棱镜和所述第二三棱镜的折射率不相等；

所述第一光阀对应的光源入光面和光阀入光面位于所述第一三棱镜上，所述第一光阀对应的光源入光面和光阀入光面与所述第一面围成所述第一三棱镜；

所述第二三棱镜还包括第三面，所述出光面位于所述第二三棱镜上，所述第二三棱镜的第二面、所述出光面和所述第三面围成所述第二三棱镜。

6.根据权利要求5所述的光学引擎，其特征在于，所述第二全内反射棱镜包括第三三棱镜和第四三棱镜，所述第三三棱镜的第四面与所述第四三棱镜的第五面相对设置，所述第三三棱镜和所述第四三棱镜的折射率不相等；

所述第二光阀对应的光源入光面和光阀入光面位于所述第三三棱镜上，所述第二光阀对应的光源入光面和光阀入光面与所述第四面围成所述第三三棱镜；

所述第四三棱镜还包括第六面和第七面，所述第六面与所述第二三棱镜的第三面相对设置，所述第四三棱镜的第五面、第六面以及第七面围成所述第四三棱镜；

所述第一三棱镜上的光阀入光面接收到所述第一光阀输出光束后，所述第一三棱镜用于将接收到的光束导向所述第一三棱镜的第一面，并经所述第一面射出所述第一三棱镜后，射向所述第二三棱镜的第二面；

所述第二三棱镜的第二面在接收到所述第一面射出的光束后，所述第二三棱镜用于将接收到的光束导向所述出光面，并经所述出光面射出。

7.根据权利要求6所述的光学引擎，其特征在于，所述第三三棱镜上的光阀入光面接收到所述第二光阀输出光束后，所述第三三棱镜用于将接收到的光束导向所述第三三棱镜的第四面，并经所述第四面射出所述第三三棱镜后，射向所述第四三棱镜的第五面；

所述第四三棱镜的第五面在接收到所述第四面射出的光束后，所述第四三棱镜用于将接收到的光束导向所述第六面，并经所述第六面射向所述第二三棱镜的第三面，所述第二三棱镜用于将第三面射入的光束导向所述第二面，并用所述第二面反射向所述出光面，并经所述出光面射出。

8.根据权利要求7所述的光学引擎，其特征在于，所述第一光阀的目标参数S1和所述第二光阀的目标参数S2满足S1＝S2，所述S1＝L1/n1+L2/n5+L3/n2，所述S2＝(L5+L7)/n7+L6/n4+(L8+L9)/n6；

其中，L1为所述第一光阀出射的光束在所述第一三棱镜中经过的几何距离，L2为所述第一光阀出射的光束在所述第一三棱镜和所述第二三棱镜之间的间隙中经过的几何距离，L3为所述第一光阀在所述第二三棱镜中经过的几何距离，n1为所述第一三棱镜的折射率，n2为所述第二三棱镜的折射率，n5为所述第一三棱镜和所述第二三棱镜之间的间隙的折射率；L4为所述第二光阀出射的光束在所述第三三棱镜中经过的几何距离，L5为所述第二光阀出射的光束在所述第三三棱镜和所述第四三棱镜之间的间隙中经过的几何距离，L6为所述第二光阀出射的光束在所述第四三棱镜中经过的几何距离，L7为所述第二光阀出射的光束在所述第一全内反射棱镜与所述第二全内反射棱镜之间的间隙中经过的几何距离，L8和L9为所述第二光阀出射的光束在所述第二三棱镜1212中经过的几何距离。

9.根据权利要求1所述的光学引擎，其特征在于，所述光源组件包括激光光源、二向色片以及第一透镜；

其中，所述激光光源用于将光束射向所述二向色片，所述二向色片用于将所述激光光源提供的光束中的第二波长的光束反射向所述第一透镜，并经所述第一透镜导向所述第二光阀对应的光源入光面。

10.根据权利要求8所述的光学引擎，其特征在于，所述光源组件还包括第二透镜、第三透镜、第四透镜、第一反射镜以及第二反射镜；

其中，所述激光光源用于将光束射向所述二向色片，所述二向色片用于将所述激光光源提供的光束中的所述第一波长的光束反射向所述第二透镜，并经所述第二透镜、所述第一反射镜、所述第三透镜、所述第二反射镜以及所述第四透镜后，射向所述第一光阀对应的光源入光面。

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