CN212341498U - 一种棱镜组件及数字光处理棱镜设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种棱镜组件和一种数字光处理棱镜设备，属于光学技术领域。棱镜组件包括两个以上的棱镜，至少一个棱镜包括用于入射光的全内反射或部分光谱反射的一个或多个表面，用于反射目的的表面之一的至少一部分被元件覆盖，元件与表面间隔隔开，表面和元件之间具有间隙，间隙被密封件密封，密封件设置在一个棱镜上以防止污染物进入间隙。本棱镜组件能够防止污染物进入棱镜表面以及覆盖棱镜表面的元件之间的间隙，很好的保持棱镜表面的清洁。

Description

一种棱镜组件及数字光处理棱镜设备

技术领域

本实用新型涉及一种棱镜组件，更具体地涉及一种由两个或更多个棱镜组成的棱镜组件，本实用新型还涉及一种数字光处理棱镜设备。

背景技术

现有技术中，阴极射线管(CRT)投影仪用于大多数投影应用，但它们大部分已被取代，因为它们尺寸大，难以校准，必须在非常黑暗的环境中使用，并且非常容易频繁地发生故障。数字投影仪系统在过去十年中变得越来越普及，因为它们能够为诸如会议室演示、家庭影院系统和大型体育场音乐会这样的应用场景投射高质量图像。液晶显示器(LCD)是数字投影仪中使用的一种技术，但与DLP相比，可见的像素化问题和更大尺寸是与LCD技术相关的负面因素。 DLP是一项有竞争力的技术，因其紧凑性和提供高水平对比度和亮度的能力而备受推崇。

然而，DLP投影仪中使用的棱镜对污染物非常敏感。数字投影仪通常用于高压力环境，诸如音乐会，其中大气中存在灰尘、烟雾、裂化油和其它污染物。棱镜构造中的气隙易于积聚这些污染物，这通常导致视觉伪像的投射，诸如彩色斑点。污染物可能阻挡光线或使TIR条件无效。由于清洁的高成本和困难性，从棱镜中清除污染物是不切实际的。因此，需要一种保护DLP光引擎中的棱镜和DMD芯片免受大气污染物影响的手段。

为了投射无视觉伪影的图像，必须保持所有TIR条件，并且必须允许光通过DLP光引擎中的棱镜的所有必要区域。因而，还需要一种满足所有TIR条件并允许光通过DLP光引擎中的棱镜和DMD芯片中的所有必要区域的技术手段。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在的上述问题，提供一种棱镜组件，本实用新型所要解决的技术问题是：如何防止污染物进入棱镜表面以及覆盖棱镜表面的元件之间的间隙。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种棱镜组件，所示棱镜组件包括两个以上的棱镜，其特征在于，至少一个棱镜包括用于入射光的全内反射或部分光谱反射的一个或多个表面，用于反射目的的表面之一的至少一部分被元件覆盖，所述元件与表面间隔隔开，表面和元件之间具有间隙，所述间隙被密封件密封，所述密封件设置在一个棱镜上以防止污染物进入间隙。

在上述的一种棱镜组件中，所述元件包括板或光反射阀或棱镜组件的另一棱镜。

在上述的一种棱镜组件中，所述密封件包括至少一种密封剂。

在上述的一种棱镜组件中，棱镜组件用于图像构建，密封剂仅设置在棱镜的不参与反射与图像构建相关的入射光的位置上。

在上述的一种棱镜组件中，反射与图像构建相关的入射光的表面的所有部分都被元件覆盖。

在上述的一种棱镜组件中，所述密封剂的能够耐受的温度在80℃以上，密封剂耐紫外光。

在上述的一种棱镜组件中，所述密封剂包括硅树脂或硅橡胶。

本实用新型的另一目的在于提供一种数字光处理棱镜设备，它能够满足所有TIR条件并允许光通过DLP光引擎中的棱镜和DMD芯片中所有必要区域。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种数字光处理棱镜设备，其特征在于，所述棱镜设备包括全内反射TIR 棱镜组件和彩色棱镜组件，所述TIR棱镜组件包括沿第一方向延伸的两个三角棱镜，TIR棱镜的表面之一彼此相对，彩色棱镜组件包括一个四棱镜和两个三角棱镜，四棱镜的一个表面朝一个彩色三角棱镜的表面，一个三角棱镜具有面向一个彩色三角棱镜的第一表面的第二表面，另一个彩色棱镜具有第二表面，该第二表面部分地朝向TIR棱镜之一的表面，上述所有相对的表面之间均具有间隙，间隙被设置在棱镜上的密封件密封。

在上述的一种数字光处理棱镜设备中，每个彩色棱镜在其一个表面上设置有光反射阀，光反射阀与相应的表面之间具有间隙，间隙被设置在光反射阀和棱镜上的密封件密封。

在上述的一种数字光处理棱镜设备中，用于入射光的图像构建部分的全内反射或部分光谱反射的TIR棱镜的向外取向表面和彩色棱镜的向外取向表面覆盖有元件,元件与表面间隔隔开，表面和元件之间具有间隙，间隙被密封件密封，密封件设置在棱镜之一上以防止污染物进入间隙。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

1、本棱镜组件能够防止污染物进入棱镜表面以及覆盖棱镜表面的元件之间的间隙，很好的保持棱镜表面的清洁。

2、本TIR棱镜组件可以使整个光学引擎结构更加紧凑，缩小照明和投影系统体积，同时提高系统能量利用率。

3、本TIR棱镜组件彻底将“flat”和“off”状态的光束与“on”状态光束分开，提高了投影对比度，规避了“flat”态所产生的平态亮斑。

4、本TIR棱镜组件最终所成像质良好，均匀性良好，无亮线或亮斑现象。

附图说明

图1是本实用新型的通用DLP光引擎系统的工作原理框图；

图2A是本实用新型的DLP棱镜设备的左视图；

图2B是本实用新型的DLP棱镜设备的右视图；

图2C是本实用新型的DLP棱镜设备的后视图；

图3是本实用新型的DLP棱镜子组件的后视图；

图4A是本实用新型的DLP棱镜子组件的右下视图；

图4B是本实用新型的DLP棱镜子组件的左下透视图；

图5A是本实用新型的DLP棱镜子组件的侧视图；

图5B是本实用新型的DLP棱镜子组件的顶视图；

图5C是图5B中的A部放大图；

图6是TIR棱镜组件另一种实施例的结构示意图；

图7是DMD在“on”、“flat”和“off”态时照明光束在棱镜中的光路走向。

图中，100、DLP光引擎系统；120、聚光柱；130、光学中继系统；140、DLP 棱镜设备；150、投影透镜；160、DLP棱镜子组件；135、密封剂三；200、蓝色棱镜；205、红色棱镜；210、绿色棱镜；215、TIR棱镜组件；220、玻璃一；225、玻璃二；227、玻璃三；230、玻璃四；235、密封剂一；240、密封带；245、密封剂二；250a、DMD孔板一；250b、DMD孔板二；250c、DMD孔板三；255a、DMD 芯片一；255b、DMD芯片二；255c、DMD芯片三；280a、DMD孔一；280b DMD 孔二；280c DMD孔三；500、on状态光；510、off状态光；520、透射的白光； 530、透射的绿光；535、反射的绿光；540、TIR棱镜面；550、透射的蓝光； 555、反射的蓝光；560、透射的红光/绿光；562、透射的红光；564、反射的红光；565、反射的红光/绿光；570、反射的投射光；580、蓝色棱镜面；585、蓝色棱镜面；590、红色棱镜面；595、红色棱镜面；600、空气间隙；610、棱镜一；620、棱镜二；630、棱镜三。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

本棱镜组件包括两个以上的棱镜，至少一个棱镜包括用于入射光的全内反射或部分光谱反射的一个或多个表面，用于反射目的的表面之一的至少一部分被元件覆盖，元件与表面间隔隔开，表面和元件之间具有间隙，间隙被密封件密封，密封件设置在一个棱镜上以防止污染物进入间隙。

优选的，元件包括板或光反射阀或棱镜组件的另一棱镜。

优选的，密封件包括至少一种密封剂。

优选的，棱镜组件用于图像构建，密封剂仅设置在棱镜的不参与反射与图像构建相关的入射光的位置上。

优选的，反射与图像构建相关的入射光的表面的所有部分都被元件覆盖。

优选的，密封剂的能够耐受的温度在80℃以上，密封剂耐紫外光。

优选的，密封剂包括硅树脂或硅橡胶。

本棱镜设备包括全内反射TIR棱镜组件和彩色棱镜组件，TIR棱镜组件包括沿第一方向延伸的两个三角棱镜，TIR棱镜的表面之一彼此相对，彩色棱镜组件包括一个四棱镜和两个三角棱镜，四棱镜的一个表面朝一个彩色三角棱镜的表面，一个三角棱镜具有面向一个彩色三角棱镜的第一表面的第二表面，另一个彩色棱镜具有第二表面，该第二表面部分地朝向TIR棱镜之一的表面，上述所有相对的表面之间均具有间隙，间隙被设置在棱镜上的密封件密封。

优选的，每个彩色棱镜在其一个表面上设置有光反射阀，光反射阀与相应的表面之间具有间隙，间隙被设置在光反射阀和棱镜上的密封件密封。

优选的，用于入射光的图像构建部分的全内反射或部分光谱反射的TIR棱镜的向外取向表面和彩色棱镜的向外取向表面覆盖有元件,元件与表面间隔隔开，表面和元件之间具有间隙，间隙被密封件密封，密封件设置在棱镜之一上以防止污染物进入间隙。

如图1所示，它是通用DLP光引擎系统100的工作原理框图。通用DLP光引擎系统100包括灯110、聚光柱120、光学中继系统130、DLP棱镜设备140 以及投影透镜150。灯110是用于数字投影系统的标准灯，例如水银或氙灯泡灯。灯110照射到聚光柱120上，聚光柱120调节和控制光从而使光均匀分布。作为一种实施例例，光学中继系统130一组包括4-6个透镜，光学中继系统130 将来自聚光柱120的光发射到DLP棱镜设备140上。DLP棱镜设备140包括蓝色棱镜200、红色棱镜205、绿色棱镜210、DMD芯片以及DMD孔板，其中，DMD芯片包括DMD芯片一255a、DMD芯片二255b、DMD芯片三255c，DMD孔板包括DMD 孔板一250a、DMD孔板二250b、DMD孔板三250c，密封剂包括密封剂一235、密封剂二245、密封剂三135。

DLP棱镜设备140通过投影透镜150分离、反射和重新组合光以投影。典型的投影透镜150具有30至60mm的焦距，f/数为f/2.5，物理直径120mm，以及物理长度250mm。

如图2A所示，本实施例中，DLP棱镜设备140包括蓝色棱镜200、红色棱镜205、绿色棱镜210、TIR棱镜组件215、玻璃一220、玻璃二225、玻璃三227、密封剂一235、密封带240、密封剂二245、DMD孔板一250a以及DMD芯片一255a。

如图2A所示，本实施例中，蓝色棱镜200是具有用于分离蓝光的蓝色二向色涂层的三角玻璃棱镜，诸如由日本柯尼卡美能达等制造的那些棱镜。红色棱镜205是具有用于分离红光的红色二向色涂层的三角玻璃棱镜，诸如由日本柯尼卡美能达等制造的那些棱镜。绿色棱镜210是玻璃四棱镜，作为绿光的剩余光通过该棱镜。TIR棱镜组件215包括粘合在一起的两个较小的三角棱镜，由于玻璃一220的遮挡，这些三角棱镜不可见。沿光轴测量，穿过DMD芯片三255c 的中心并垂直于DMD芯片三255c的蓝色棱镜200、红色棱镜205、绿色棱镜210 以及TIR棱镜组件215的尺寸范围为70-125mm。

玻璃包括玻璃一220、玻璃二225、玻璃三227、玻璃四230，作为一种实施例，玻璃一220是尺寸约为25×70×2mm的玻璃板，并通过透明胶粘剂(诸如Dymax OP-29)粘附到TIR棱镜组件215的左侧。通过密封剂一235将玻璃一 220密封到蓝色棱镜200。

密封剂一235用于密封TIR棱镜组件215上的蓝色棱镜200、红色棱镜205 以及绿色棱镜210之间的气隙，并密封TIR棱镜组件215和蓝色棱镜200之间的气隙。密封剂一235是耐高温(高达80℃)、耐紫外线(UV)、柔性密封剂，宽度3-4mm，不排放气体。

作为一种实施例，密封剂一235由硅树脂或硅橡胶制成。

作为一种实施例，玻璃二225是尺寸约为20×67×2mm的玻璃板。玻璃二 225通过透明胶粘剂(诸如Dymax OP-29)粘附到TIR棱镜组件215的顶部，并通过密封剂一235密封到蓝色棱镜200。玻璃三227是尺寸约为23×74×2mm 的玻璃板。玻璃三227通过使用透明胶粘剂(诸如Dymax OP-29)粘附到玻璃一 220和玻璃二225，并通过密封剂一235密封到蓝色棱镜200。

密封带240是耐高温(高达80℃)、耐紫外线的柔性带，宽度为3-4mm或更小，不排放气体。密封带240用于密封DLP棱镜设备140顶部处的气隙。作为一种实施例，密封带240由硅树脂或硅橡胶制成。密封带240用于确保TIR 条件不被破坏并且光不会在设备顶部受阻挡，如果使用密封剂则可能发生这种情况。

密封剂二245耐高温(高达80℃)、耐紫外线且非常柔软(例如硅橡胶)，这确保了DMD芯片一255a的位置不受干扰。

作为一种实施例，DMD孔板一250a是薄的黑色金属板，它能够吸收杂散光，否则杂光将导致光出现在屏幕旁边。DMD芯片一255a是由美国德州仪器公司生产的微镜阵列。DMD芯片一255a附接到DMD孔板一250a并通过密封剂二245密封到蓝色棱镜200。

如图2B所示，DLP棱镜设备包括玻璃四230、DMD孔板二250b以及DMD芯片二255b。玻璃四230可以与图2A中的玻璃一220相同。DMD孔板二250b可以与图2A中的DMD孔板一250a相同。DMD芯片二255b是微镜阵列，它可以与图2A中的DMD芯片一255a相同。

如图2A和图2B所示，玻璃四230通过诸如Dymax OP-29的透明胶粘剂粘附到TIR棱镜组件215的左侧，并通过密封剂一235密封到蓝色棱镜200和红色棱镜205。DMD芯片255b附接到DMD孔板二250b并通过密封剂二245密封到红色棱镜205。

如图2C所示，DLP棱镜设备包括DMD孔板三250c和DMD芯片三255c。DMD 孔板三250c可以与图2A中的DMD孔板一250a相同。DMD芯片三255c是微镜阵列并且可以与图2A中的DMD芯片一255a相同。如图2A、图2B和图2C所示，每个DMD孔板250都附接到其相应的DMD芯片上(即，DMD孔板一250a附接到 DMD芯片一255a、DMD孔板二250b附接到DMD芯片二255b、DMD孔板三250c 附接到DMD芯片三255c)。

密封剂二245密封每个DMD孔板与对应的棱镜之间的间隙，以及每个DMD 孔板与其对应的DMD芯片之间的每个接口。

如图3所示，DLP棱镜子组件包括多个DMD孔，即DMD孔一280a、DMD孔二 280b和DMD孔三280c。DMD孔一280a、DMD孔二280b和DMD孔三280c分别是 DMD孔板一250a，250b和250c中的开口，并且略大于DMD芯片一255a、DMD芯片二255b和DMD芯片三255c。DLP棱镜子组件160是DLP棱镜组件140的子组件，其中DMD芯片(即，DMD芯片一255a、DMD芯片二255b和DMD芯片三255c) 被移除，以便能够看到DMD孔一280a、DMD孔二280b和DMD孔三280c以及密封剂二245。每个DMD孔280都允许光穿过而到达相应的DMD芯片。

如图4A和图4B所示，DLP棱镜子组件170是DLP棱镜组件140的子组件，为了观察而移除了TIR棱镜组件215、DMD孔板一250a、DMD孔板二250b和DMD 孔板三250c以及DMD芯片一255a、DMD芯片二255b和DMD芯片三255c。本实施例中，施加到蓝色棱镜200前面的密封剂一235的宽度不得超过1mm，以便满足TIR条件并防止视觉伪影出现在投影图像上。密封带240用于密封DLP棱镜子组件170的顶部上的蓝色棱镜200、红色棱镜205和绿色棱镜210之间的间隙。密封剂一235用于密封蓝色棱镜200的前部和红色棱镜205之间的间隙。

如图4B所示，密封带240用于密封DLP棱镜子组件170的底部上的蓝色棱镜200、红色棱镜205和绿色棱镜210之间的间隙。

如图1、图2A、图2B、图2C、图3、图4A和图4B所示，DLP棱镜设备140 接收来自中继光学系统130的光。光通过TIR棱镜215进入，并通过DLP棱镜设备140反射出来，其中二向色涂层将光分成红色、绿色和蓝色分量。在光被分开之后，光的每个分量(即，红色、绿色和蓝色)都穿过DMD孔(即，DMD孔一280a，其对应于蓝色棱镜200，DMD孔二280b，其对应于红色棱镜205，以及 DMD孔三280c，其对应于绿色棱镜210)并且被附接到棱镜的相应DMD芯片(即，DMD芯片一255a，其对应于蓝色棱镜200，DMD芯片二255b，其对应于红色棱镜205，以及DMD芯片三255c，其对应于绿色棱镜210)反射。然后，每个DMD 芯片255反射其相应的彩色光(即，DMD芯片一255a反射蓝光，DMD芯片二255b 反射红光，DMD芯片三255c反射绿光)。“On状态”光通过投影透镜150重新组合并反射到显示屏上，而“off态”光被在投影仪内吸收。DMD孔一280a对应于DMD芯片一255a，DMD孔二280b对应于DMD芯片二255b，并且DMD孔三280c 对应于DMD芯片三255c，以调制和反射回投影透镜。密封剂一235、玻璃一220、玻璃二225、玻璃三227、玻璃四230、密封带240以及密封剂二245形成用于蓝色棱镜200、红色棱镜205和绿色棱镜210以及DMD芯片一255a、255b以及 255c的内表面的保护性覆盖物，以在不使用金属盒外壳的情况下不受大气污染物的影响，因而能够更好地散热。

如图5A所示，为了观察示出了绿光的光路。在该图中示出蓝色棱镜200、红色棱镜205、绿色棱镜210、DMD芯片一255a、DMD芯片二255b和DMD芯片三 255c、TIR棱镜组件215、on状态光500、off状态光510、透射的白光520、透射的绿光530以及TIR棱镜面540。On状态光500是从DMD芯片三255c反射的光，其通过投影透镜150投射。off状态光510是从DMD芯片三255c反射的光，其不被投射并在投影仪内吸收。透射的白光520是从光学中继透镜130进入DLP 棱镜设备140的白光。透射的绿光530是通过穿过蓝色棱镜200和红色棱镜205 而与蓝色和红色分量分离的绿光。TIR棱镜面540是TIR棱镜组件215的正面。

在操作中，透射的白光520从底部进入TIR棱镜组件215并在到达绿色棱镜210之前从TIR棱镜面540反射并穿过蓝色棱镜200和红色棱镜205。通过使用蓝色棱镜200和红色棱镜205上的二向色涂层，蓝光和红光被从透射的白光 520中滤出。透射的绿光530到达DMD芯片三255c，在那里它被选择性地反射为on状态光500或off状态光510。On状态光500穿过绿色棱镜210、红色棱镜205、蓝色棱镜200和TIR棱镜组件215，然后被投射。Off状态光510在投影仪内向上反射并且不被投射。

如图5B所示，它是off状态光的路径。在该视图中示出了蓝色棱镜200、红色棱镜205、绿色棱镜210、TIR棱镜组件215、DMD芯片一255a、255b、255c、透射的白光520、透射的蓝光550、反射的蓝光555、透射的红/绿光560、透射的红光562、反射的红光564、透射的绿光530、反射的绿光535、反射的红/ 绿光565、反射的投射光570、蓝色棱镜面580、蓝色棱镜面585、红色棱镜面 590、红色棱镜面595以及TIR棱镜面540。

如图5A所示，透射的蓝光550是与透射的白光520分离的蓝光。反射的蓝光555是从DMD芯片一255a反射的蓝光。透射的红光/绿光560是与透射的白光520分离的红光和绿光。透射的红光562是与透射的红光/绿光560分离的红光。反射的红光564是从DMD芯片二255b反射的红光。透射的绿光530是与透射的红光/绿光560分离的绿光。反射的绿光535是从DMD芯片三255c反射的绿光。反射的红光/绿光565是组合的反射的红光564和反射的绿光535。反射的投射光570是组合的反射的蓝光555和反射的红光/绿光565。蓝色棱镜面580 是蓝色棱镜200的一个面，其用于通过全内反射而反射蓝光。蓝色棱镜面585 是蓝色棱镜200的一个面，其用于通过二向色涂层将蓝光与透射的白光520分离并反射蓝光。红色棱镜面590是红色棱镜205的一个面，其用于通过二向色涂层将红光与透射的红光/绿光565分离并反射红光。红色棱镜面595是红色棱镜205的一个面，其用于通过全内反射来反射红光。

如图5A和图5B所示，透射的白光520进入TIR棱镜组件215并被TIR棱镜面540反射。透射的白光520到达蓝色棱镜面585，其中透射的蓝光550通过使用二向色涂层与透射的白光520分离并被反射。然后，透射的蓝光550从蓝色棱镜面580反射到DMD芯片一255a。DMD芯片一255a反射光并发送on状态光500和反射的蓝光555，反射的蓝光555被蓝色棱镜200和蓝色棱镜面580反射，以与光的其它反射分量、反射的红光/绿光565重新组合。

透射的红光/绿光560到达红色棱镜面590，其中透射的红光562通过使用二向色涂层与透射的红光/绿光560分离并被反射。然后，透射的红光562被从红色棱镜面595反射到DMD芯片二255b。DMD芯片二255b反射光并发送on状态光500和反射的红光564，反射的红光564从红色棱镜面590反射并与反射的绿光535重新组合成反射的红光/绿光565。

透射的绿光530到达DMD芯片三255c，在那里被反射。然后透射的绿光530 到达红色棱镜面590，在那里它与反射的红光564重新组合成反射的红光/绿光 565。反射的红光/绿光565与反射的蓝光555组合成反射的投射光570并离开 DLP棱镜子组件160。

如图5C所示，其中为了观察示出了光路。密封剂三135用于密封蓝色棱镜 200、红色棱镜205和绿色棱镜210的交叉处的垂直气隙。密封带140用于密封蓝色棱镜200和红色棱镜205之间以及红色棱镜205和绿色棱镜210之间的气隙。

如图1、图2A、图2B、图2C、图3、图4A、图4B、图5A、图5B和5C所示，组合使用玻璃一220、225、227和230、密封剂一235、密封带240和密封剂二245以保护通用DLP光引擎系统100中的DMD芯片一255a、255b和255c 免受大气污染物的影响，同时允许充分散热。因而，对于透射的白光520、on 状态光500、off状态光510、透射的蓝光550、反射的蓝光555、透射的红光/ 绿光560、透射的红光562、反射的红光564、反射的投射光570、TIR棱镜面 540、蓝色棱镜面580以及红色棱镜面595满足TIR条件。

如图6所示，作为另一种实施例，TIR棱镜组件215包括棱镜一610、棱镜二620和棱镜三630，其中棱镜二620的LG面与DMD器件平行放置，LG面为DMD的入射面；棱镜二620中，与入射面LG面相邻的两个面LD面和GH 面上分别布置棱镜一610和棱镜三630；棱镜一610的BC面与棱镜二620的 LD面相对，棱镜三630的FM面与棱镜二620的GH面相对，BC面与LD面之间以及FM面与GH面之间间隔一定的空气间隙600，并由玻璃夹板从侧面将三个棱镜胶合在一起；空气间隙600在50μm-100μm之间取一个数值，小于50 μm易使得棱镜贴合在一起，不能满足全反射条件，空气间隙600太大会使得折射光束和入射光束相对位移太大。

如图7所示，棱镜在一定的角度下，光束垂直AC面入射透过棱镜一610，再透过棱镜二620入射到DMD上，当DMD处于“on”态时，反射光线在LD面上发生全反射，经过S3由EF面出射。当DMD处于“flat”态时，反射光线在LD和 GH面上经过多次全反射由LD和DH面出射。当DMD处于“off”态时，反射光线在LD和GH面上经过多次全反射由LD和DH面出射。即当DMD处于三种不同状态时，光束通过此TIR棱镜组件215后“off”和“flat”光束与“on”态光束从不同表面射出，以彻底分开了三种不同状态的光束，避免非成像光束进入投影系统而影响成像质量，实现对DMD“on”、“flat”和“off”状态的调制。选择不同的红外材料可以满足不同工作波段的使用要求。本实用新型解决了由于进入投影系统的光束在通过TIR棱镜时经过了三块棱镜相交的棱，以至于投影后的图像中央有一条无法避免的亮线，严重影响成像质量的问题(详情见 zl201310071235.5)。

本实施例的TIR棱镜组件215可以使整个光学引擎结构更加紧凑，缩小照明和投影系统体积，同时提高系统能量利用率，此外它彻底将“flat”和“off”状态的光束与“on”状态光束分开，提高了投影对比度，规避了“flat”态所产生的平态亮斑，它还可以使入射光束经过DMD后反射处TIR棱镜后的主光线平行于投影系统光轴，它最终所成像质良好，均匀性良好，无亮线或亮斑现象。解决了上述专利中“on”态光束在进入投影系统前，由于必须通过一个三块棱镜相交的棱，以致图像中央出现一条严重影响成像质量的亮线的问题。

作为一种实施例，当红外场景投影仪工作波段为3μm-5μm时，棱镜可选择的材料为CaF2、ZnSe和GaAs等。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种棱镜组件，所述棱镜组件包括两个以上的棱镜，其特征在于，至少一个棱镜包括用于入射光的全内反射或部分光谱反射的一个或多个表面，用于反射目的的表面之一的至少一部分被元件覆盖，所述元件与表面间隔隔开，表面和元件之间具有间隙，所述间隙被密封件密封，所述密封件设置在一个棱镜上以防止污染物进入间隙。

2.根据权利要求1所述的棱镜组件，其特征在于，所述元件包括板或光反射阀或棱镜组件的另一棱镜。

3.根据权利要求1所述的棱镜组件，其特征在于，所述密封件包括至少一种密封剂。

4.根据权利要求3所述的棱镜组件，其特征在于，所述密封剂能够耐受的温度在80℃以上，密封剂耐紫外光。

5.根据权利要求3所述的棱镜组件，其特征在于，所述密封剂包括硅树脂或硅橡胶。

6.一种数字光处理棱镜设备，其特征在于，所述棱镜设备包括全内反射TIR棱镜组件和彩色棱镜组件，所述TIR棱镜组件包括沿第一方向延伸的两个三角棱镜，TIR棱镜的表面之一彼此相对，所述彩色棱镜组件包括一个四棱镜和两个三角棱镜，所述四棱镜的一个表面朝一个彩色三角棱镜的表面，一个三角棱镜具有面向一个彩色三角棱镜的第一表面的第二表面，另一个彩色棱镜具有第二表面，该第二表面部分地朝向TIR棱镜之一的表面，其中所有相对的表面之间均具有间隙，所述间隙被设置在棱镜上的密封件密封。

7.根据权利要求6所述的数字光处理棱镜设备，其特征在于，每个彩色棱镜在其一个表面上设置有光反射阀，所述光反射阀与相应的表面之间具有间隙，所述间隙被设置在光反射阀和棱镜上的密封件密封。

8.根据权利要求6所述的数字光处理棱镜设备，其特征在于，用于入射光的图像构建部分的全内反射或部分光谱反射的TIR棱镜的向外取向表面和彩色棱镜的向外取向表面覆盖有元件,所述元件与表面间隔隔开，表面和元件之间具有间隙，所述间隙被密封件密封，所述密封件设置在棱镜之一上以防止污染物进入间隙。

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