分光合光装置及投影光学系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学技术领域，更具体地说，涉及光源系统及投影光学系统。
【背景技术】
[0002]现有的投影光学系统包括单片式DMD (Digital MicroMirror Device,数字微镜器件)投影光学系统、两片式DMD投影光学系统和三片式DMD投影光学系统。两片式DMD由于兼顾了成本与光效，因此，成为投影领域中端市场的一种理想选择。
[0003]现有的两片式DMD投影光学系统的结构如图1所示，该投影光学系统包括光源101，收集透镜102，色轮103，匀光装置104，光中继装置105，TIR棱镜106，菲利普(Philips)棱镜107，第一 DMD芯片108a，第二 DMD芯片108b以及投影镜头109。其中:
[0004]光源101发出的第一光经收集透镜102收集后，入射至色轮103，色轮103吸收第一光，并发出波长与第一光的波长不同的第二光，第二光一般为复合光。第二光经匀光装置104进行匀光处理后，通过光中继装置105入射至TIR棱镜106和Philips棱镜107，经TIR棱镜106和Philips棱镜107将该第二光分成沿第一光通道传输的光线和沿第二光通道传输的光线，其中沿第一光通道传输的光线入射至第一 DMD芯片108a,沿第二光通道传输的光线入射至第二 DMD芯片108b，经第一 DMD芯片108a调制后的光线和经第二 DMD芯片108b调制后的光线经TIR棱镜106和Philips棱镜107合成出射光线，该出射光线进入投影镜头109，最终成像。
[0005]现有的两片式DMD投影光学系统是在现有的三片式DMD投影光学系统的基础上减少Philips棱镜中的一片得到的，其基本原理为入射光线先经过TIR棱镜，再通过Philips棱镜进行分光，经DMD调制以后，再经过Philips棱镜进行合光，通过TIR棱镜入射到投影镜头，因此，导致该种两片式DMD投影光学系统的后焦等同于三片式DMD投影光学系统的后焦，即后焦较长。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提供了一种分光合光装置，以解决现有的两片式DMD投影光学系统存在的后焦较长的问题。
[0007]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:一种分光合光装置，所述装置包括邻接设置的第一 TIR和第二 TIR，所述第一 TIR和所述第二 TIR邻接的表面一部分设有第一光学元件，另一部分设有第二光学元件，其中:
[0008]所述第一光学元件用于将入射至所述分光合光装置的入射光线分成沿第一光通道传输的光线和沿第二光通道传输的光线；
[0009]所述第二光学元件用于将第一空间光调制器出射的光线和第二空间光调制器出射的光线合成出射光线后出射。
[0010]优选的，所述第一光学元件为对第一色光和第二色光透射、对第三色光反射的波长分光片，或者为对第一色光和第二色光反射，对第三色光透射的波长分光片；
[0011]所述第二光学元件为对第一色光和第二色光透射，对第三色光反射的波长分光片，或者为对第一色光和第二色光反射，对第三色光透射的波长分光片。
[0012]优选的，所述第一色光为绿光，所述第二色光为蓝光，所述第三色光为红光。
[0013]优选的，所述第一 TIR将入射光线引导至所述第一光学元件，并将所述沿第一光通道传输的光线引导至所述第一空间光调制器，并将所述第一空间光调制器出射的光线引导至所述第二光学元件；
[0014]所述第二 TIR将所述沿第二光通道传输的光线引导至所述第二空间光调制器，并将所述第二空间光调制器出射的光线引导至所述第二光学元件。
[0015]优选的，所述入射光线与所述出射光线相互平行。
[0016]优选的，所述入射光线与所述出射光线分布在所述分光合光装置相对的两侧，或者所述入射光线与所述出射光线分布在所述分光合光装置的同侧。
[0017]优选的，所述第一 TIR包括邻接的第一棱镜和第二棱镜，所述第一棱镜与所述第二棱镜邻接的表面为对入射角大于第一角度阈值的光线全反射的全反射面；
[0018]所述第二 TIR包括邻接的第三棱镜和第四棱镜，所述第三棱镜与所述第四棱镜邻接的表面为对入射角大于第一角度阈值的光线全反射的全反射面。
[0019]优选的，所述第一棱镜与所述第二棱镜邻接的表面之间具有空气隙，所述第三棱镜与所述第四棱镜邻接的表面之间具有空气隙。
[0020]优选的，所述第一棱镜和第二棱镜引导所述第一空间光调制器出射的光线以第一预定方向入射至所述第二光学元件，所述第一预定方向为与所述入射光线平行的方向；
[0021]所述第三棱镜和第四棱镜引导所述第二空间光调制器出射的光线以第二预定方向入射至所述第二光学元件，所述第二预定方向为与所述入射光线垂直的方向。
[0022]优选的，所述入射光线入射至所述第一光学元件时的入射角度为45度。
[0023]优选的，所述第一棱镜包括:
[0024]第一表面，与所述入射光线垂直且用于所述入射光线入射；
[0025]第二表面，与所述第三棱镜邻接且设置有第一光学元件；
[0026]第三表面，与所述第二棱镜邻接，且用于将所述沿第一光通道传输的光线全反射至第一空间光调制器，且使所述第一空间光调制器出射的光线与所述入射光线平行；
[0027]所述第二棱镜包括:
[0028]第一表面，与所述第一棱镜的第三表面邻接；
[0029]第二表面，与所述第四棱镜邻接且设置有第二光学元件；
[0030]所述第三棱镜包括:
[0031]第一表面，与所述第一棱镜的第二表面邻接且设置有第一光学元件；
[0032]第二表面，与所述第四棱镜邻接且用于将所述沿第二光通道传输的光线全反射至第二空间光调制器，且使所述第二空间光调制器出射的光线与所述入射光线垂直；
[0033]所述第四棱镜包括:
[0034]第一表面，与所述第三棱镜的第二表面邻接；
[0035]第二表面，与所述第二棱镜的第二表面邻接且设置有第二光学元件。
[0036]优选的，所述入射光线入射至所述第一光学元件时的入射角度小于45度。
[0037]优选的，所述第一棱镜包括:
[0038]第一表面，用于所述入射光线入射；
[0039]第二表面，与所述第三棱镜邻接且设置有第一光学元件；
[0040]第三表面，与所述第二棱镜邻接且用于将所述沿第一光通道传输的光线全反射至第一空间光调制器；
[0041]所述第二棱镜包括:
[0042]第一表面，与所述第一棱镜的第三表面邻接；
[0043]第二表面，与所述第四棱镜邻接且设置有第二光学元件；
[0044]第三表面，用于将所述第一空间光调制器出射的光线全反射成与所述入射光线平行的光线，并入射至所述第二光学元件；
[0045]所述第三棱镜包括:
[0046]第一表面，与所述第一棱镜的第二表面邻接且设置有第一光学元件；
[0047]第二表面，与所述第四棱镜邻接且用于将所述沿第二光通道传输的光线全反射至第二空间光调制器；
[0048]所述第四棱镜包括:
[0049]第一表面，与所述第三棱镜的第二表面邻接；
[0050]第二表面，与所述第二棱镜的第二表面邻接且设置有第二光学元件；
[0051]第三表面，用于将所述第二空间光调制器出射的光线全反射成与所述入射光线垂直的光线，并入射至所述第二光学元件。
[0052]优选的，所述第一棱镜的第一表面与所述入射光线垂直，所述第四棱镜的第三表面与所述第二光学元件合成的出射光线垂直。
[0053]优选的，当所述第一棱镜的第一表面与所述入射光线不垂直时，所述分光合光装置还包括:
[0054]第五棱镜,所述第五棱镜包括与所述第一棱镜的第一表面邻接的第一表面，与所述入射光线垂直且用于所述入射光线入射的第二表面；
[0055]当所述第四棱镜的第三表面与所述出射光线不垂直时，所述分光合光装置还包括:
[0056]第六棱镜，所述第六棱镜包括与所述第四棱镜的第三表面邻接的第一表面，与所述第二光学元件合成的出射光线垂直的第二表面。
[0057]优选的，所述第一棱镜和第二棱镜引导所述第一空间光调制器出射的光线以第二预定方向入射至所述第二光学元件，所述第二预定方向为与所述入射光线垂直的方向；
[0058]所述第三棱镜和第四棱镜引导所述第二空间光调制器出射的光线以第一预定方向入射至所述第二光学元件，所述第一预定方向为与所述入射光线平行的方向。
[0059]优选的，所述入射光线入射至所述第一光学元件时的入射角度为45度。
[0060]优选的，所述第一棱镜包括:
[0061]第一表面，与所述入射光线垂直且用于所述入射光线入射；
[0062]第二表面，与所述第三棱镜邻接且设置有第一光学元件；
[0063]第三表面，用于将所述沿第一光通道传输的光线反射至所述第一棱镜的第四表面；
[0064]第四表面，与所述第二棱镜邻接且用于将所述第三表面反射的光线全反射至第一空间光调制器，且所述第三表面和第四表面使所述第一空间光调制器出射的光线与所述入射光线垂直；
[0065]所述第二棱镜包括:
[0066]第一表面，与所述第一棱镜的第四表面邻接；
[0067]第二表面，与所述第四棱镜邻接且设置有第二光学元件；
[0068]所述第三棱镜包括:
[0069]第一表面，与所述第一棱镜的第二表面邻接且设置有第一光学元件；
[0070]第二表面，用于将所述沿第二光通道传输的光线反射至所述第三棱镜的第三表面；
[0071]第三表面，与所述第四棱镜邻接且用于将所述第三棱镜的第二表面反射的光线全反射至第二空间光调制器，且所述第二表面和第三表面使所述第二空间光调制器出射的光线与所述入射光线平行；
[0072]所述第四棱镜包括:
[0073]第一表面，与所述第三棱镜的第三表面邻接；
[0074]第二表面，与所述第二棱镜的第二表面邻接且设置有第二光学元件。
[0075]优选的，所述入射光线入射至所述第