[發明專利]棱鏡裝置、發光系統以及投影系統

有效

• 申請號: 201110355282.3
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN102644898A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 楊毅
• 申請（專利權）人: 深圳市光峰光電技術有限公司
• 主分類號: F21V5/02
• 分類號: F21V5/02;F21S2/00;G03B21/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及照明和顯示用的光源技術領域，特別是涉及一種棱鏡裝置、發光系統以及投影系統。

背景技術

在現有技術中，為了產生高亮度時序色光，一般而言會將激發光源收集并聚焦于一個熒光粉轉盤上激發熒光粉材料發光，并隨著轉盤的轉動產生周期性時序的色光序列。而在該方法中，需要在激發光和熒光材料之間使用一個濾光片，該濾光片使藍光透射同時反射熒光粉受激發光，目的是使熒光粉面向光源的發光被反射到另一面得以出射，以增強熒光粉出射面的發光亮度，理論上該濾光片可以增強發光亮度80％～100％。

而在現有技術中往往會采用光學鍍膜的方式周期性的把高折射率和低折射率的透明材料鍍在一個玻璃基材表面，利用光線的干涉原理選擇性的透過或反射特定角度和波長的光線。例如，激發光采用400～480nm的藍光，采用發光波段為500～800nm的熒光粉，則可以通過對光學濾光片的設計，實現在激發光的入射角內透過激發藍光，同時在整個角度空間內反射熒光粉發光。

但現有技術中的光學濾光片的設計存在以下問題，就是實現光學濾光片的方法都依賴于光學鍍膜方法，其缺點是透射/反射譜線與入射角度有關，因此存在理論上的極限，限制了這些膜片在使用中的性能。另外光學鍍膜設備昂貴，使得鍍膜的成本居高不下。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種棱鏡裝置、發光系統以及投影系統，可使得入射到棱鏡裝置的光線允許進行單向傳輸，且無需限定光線的入射角度。

本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案是：提供一種棱鏡裝置，該棱鏡裝置包括至少一個棱鏡單元，棱鏡單元至少包括第一面、第二面以及第三面，第一面、第二面以及第三面兩兩相交，從第一面和/或第二面入射的第一入射光經棱鏡單元光路調整后從第三面出射，從第三面入射的第二入射光經棱鏡單元光路調整后，至少部分從第三面出射。

其中，棱鏡單元具有一垂直于第一面、第二面以及第三面的截面，截面為等腰三角形，且棱鏡單元滿足關系式：

arccos(1/n)≤θ/2+arcsin(cos(θ/2+φ)/n)

其中，θ為第一面和第二面的夾角，且為等腰三角形的頂角，n為棱鏡單元的折射率，φ為第一入射光的入射方向與垂直并指向第三面的方向的夾角。

其中，棱鏡裝置包括多個棱鏡單元以及與棱鏡單元具有相同材料的基座，基座包括一表面，多個棱鏡單元的第三面設置在表面上，基座與多個棱鏡單元一體成型。

其中，φ為0，n為2.235，θ在80～100度之間。

其中，棱鏡單元為三棱柱。

其中，棱鏡單元為正棱錐，每個正棱錐的側面個數為2m，m為正整數，且m≥2。

其中，第一入射光設置為僅從第一面入射，第二面設置為反射面，用于反射從第一面入射的第一入射光或從第三面入射的第二入射光，棱鏡單元具有一垂直于第一面、第二面以及第三面的截面，截面為直角三角形，直角三角形的兩個直角邊分別位于第二面和第三面，且棱鏡單元滿足關系式：

arccos(1/n)≤∂+arcsin(cos(∂+φ)/n)]]>

其中，為第一面和第二面的夾角，n為棱鏡單元的折射率，φ為第一入射光的入射方向與垂直并指向第三面的方向的夾角。

其中，棱鏡裝置進一步包括第一增透膜，第一增透膜設置在第三面上；和/或，第二增透膜，第二增透膜設置在第一面或第二面上。

其中，棱鏡裝置進一步包括偏振片，偏振片設置在第三面上，偏振片的偏振方向設置為與第一入射光的偏振方向平行。