[發明專利]全內反射TIR棱鏡系統和激光投影裝置

有效

• 申請號: 201810317318.0
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108549149B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 李曉平
• 申請（專利權）人: 海信視像科技股份有限公司
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08;G03B21/00;G03B21/20
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

1.一種全內反射TIR棱鏡系統，包括靠近光閥設置的第一TIR棱鏡，以及與所述第一TIR棱鏡的上表面貼合的第二TIR棱鏡，所述第二TIR棱鏡包括第一表面、第二表面和第三表面，其中，所述第一表面與所述第一TIR棱鏡貼合并且為光線入射面，所述第二表面為光線出射面，所述第三表面為所述第一表面與所述第二表面之間的側表面，并且所述光閥反射的部分關閉OFF光入射到所述第三表面，所述OFF光指所述光閥處于關閉狀態時發出的光，其特征在于，

所述第三表面與所述第一表面的夾角β滿足θ-β＞-arcsin(1/n)，其中，35°≤β90°，n為所述第二TIR棱鏡的折射率，θ為所述OFF光的臨界光線與所述光閥法線夾角。

2.根據權利要求1所述的TIR棱鏡系統，其特征在于，所述光閥為數字微鏡器件DMD芯片。

3.根據權利要求1所述的TIR棱鏡系統，其特征在于，35°≤β81°。

4.根據權利要求1所述的TIR棱鏡系統，其特征在于，所述OFF光的臨界光線與所述第三表面的法線夾角γ滿足：tg(γ)＝(tg²(w)+ctg²(θ))^1/2，cos(w)＝(d1*ctg(θ))/h，

其中，θ為所述OFF光的臨界光線與所述光閥的法線的夾角；h為所述OFF光的臨界光線與所述第三表面的交點到所述光閥所在平面的垂直距離；d₁為所述光閥與所述第三表面的水平距離；

若w不變，則取θ最小時為臨界角度來計算γ值；若d₁不變，則取θ最大時為臨界角度來計算γ值。

5.根據權利要求1-4任一項所述的TIR棱鏡系統，其特征在于，靠近所述第二表面上方設置有反射結構件，所述反射結構件用于改變從所述第二表面出射的關閉OFF光的光路走向，

當要求所述反射結構件所反射的OFF光不反射至所述第二TIR棱鏡時，所述第二TIR棱鏡的尺寸滿足α≥(arctg(D/H₁))/2-θ/2，D＝D₀-H₁*tg(θ)，

當允許部分OFF光反射至所述第二TIR棱鏡但不反射至所述第二TIR棱鏡與所述第一TIR棱鏡最下方膠點位置時，所述第二TIR棱鏡的尺寸以及所述膠點位置滿足α≥(arctg(D/H₁))/2-θ/2，D＝D₀-H*ctg(e)-H*tg(2α+θ)+H₁*tg(θ)，所述膠點位置指所述第一表面的四周邊緣位置，

其中，θ為所述OFF光的臨界光線與所述光閥法線的夾角；H₁為所述OFF光的臨界光線射入到所述反射結構件處的交點到所述第二表面的距離；D₀為所述OFF光的臨界光線在所述第二TIR棱鏡的出射點到所述第二TIR棱鏡的邊緣的距離；D為所述OFF光的臨界光線射入到所述反射結構件處的交點到所述第二TIR棱鏡的邊緣的水平方向距離；α為所述反射結構件相對于所述第二表面的旋轉角度；H為所述第二表面到最下方膠點位置的高度；e為所述第二TIR棱鏡的邊緣角度。

6.一種激光投影裝置，其特征在于，包括激光光源、勻光部件、權利要求1-5任一項所述的全內反射TIR棱鏡系統、光閥及鏡頭；

所述勻光部件將所述激光光源發出的激光光束勻化后出射至所述TIR棱鏡系統，所述TIR棱鏡系統將勻化后的激光光束全反射至所述光閥，并將所述光閥調制后的光束出射至所述鏡頭用以成像。

7.根據權利要求6所述的激光投影裝置，其特征在于，在所述TIR棱鏡系統的第二TIR棱鏡的邊緣與所述激光投影裝置的外壁之間還設置有腔體，所述腔體用于吸收從所述TIR棱鏡系統的反射結構件所反射的OFF光。