CN108803222A - 偏振式合光装置及激光投影机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种偏振式合光装置及激光投影机，偏振式合光装置包含光源、偏振分光镜、第一透镜组、荧光轮以及四分之一波片。光源用于发出沿第一光路传播的第一光束；偏振分光镜设于第一光路上，第一光束自偏振分光镜反射或透射以形成沿第二光路传播的第二光束，第二光束为第一型线偏振光；第一透镜组设于第二光路上，第二光束沿第二光路穿过第一透镜组形成第三光束；荧光轮设于第二光路上；四分之一波片设于第一透镜组与荧光轮之间，第三光束穿过四分之一波片入射至荧光轮后沿第三光路行进并穿过四分之一波片以形成第四光束，第四光束沿第三光路穿过第一透镜组。本发明的偏振式合光装置能够提高光线转换效率，降低能量损失。

Description

偏振式合光装置及激光投影机

技术领域

本发明涉及一种偏振式合光装置，尤其是能够提高激光光束转换效率的偏振式合光装置及应用其的激光投影机。

背景技术

激光投影机是一种利用激光光束来投射画面的装置，其主要工作原理为：将具有特定波长的激光光束(如蓝色激光光束)打在荧光轮的反射区和荧光区形成所需的蓝色光、红色光和绿色光，然后利用合光装置对蓝色光、红色光和绿色光进行合光处理形成需要投射的画面。现有的合光装置对激光光束的转换效率较低，导致对应激光投影机投射的画面不够清晰。

发明内容

鉴于现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种偏振式合光装置及激光投影机，能够提高激光光束的转换效率，降低激光光束的能量损失。

为了达到上述目的，本发明提出一种偏振式合光装置，包含：

光源，用于发出沿着第一光路传播的第一光束；

偏振分光镜，设置于该第一光路上，该第一光束自该偏振分光镜反射或透射以形成沿着第二光路传播的第二光束，该第二光束为第一型线偏振光；

第一透镜组，设置于该第二光路上，该第二光束沿该第二光路穿过该第一透镜组以形成第三光束；

荧光轮，设置于该第二光路上；以及

四分之一波片，设置于该第一透镜组与该荧光轮之间，该第三光束穿过该四分之一波片入射至该荧光轮并自该荧光轮反射后沿着第三光路行进并穿过该四分之一波片以形成第四光束，该第四光束沿着该第三光路穿过该第一透镜组。

作为可选的技术方案，该第三光路与该第二光路的路径重叠且方向相反。

作为可选的技术方案，该荧光轮具有第一反射区，该第三光束穿过该四分之一波片入射至该荧光轮的该第一反射区并自该第一反射区反射后沿着该第三光路行进然后穿过该四分之一波片以形成该第四光束，该第四光束为第二型线偏振光，该第一型线偏振光与该第二型线偏振光不同。

作为可选的技术方案，该四分之一波片具有相对的第一表面及第二表面，该第三光束为该第一型线偏振光，该第三光束自该四分之一波片的该第一表面穿过该四分之一波片形成沿着该第二光路行进的第六光束，该第六光束为圆偏振光。

作为可选的技术方案，该第六光束入射至该第一反射区并自该第一反射区反射形成沿着该第三光路传播的第七光束，该第七光束为圆偏振光，该第七光束自该四分之一波片的该第二表面穿过该四分之一波片形成该第四光束。

作为可选的技术方案，该第一光束具有第一波长，该偏振分光镜反射具有该第一波长的该第一型线偏振光，该偏振分光镜透射具有该第一波长的该第二型线偏振光，该第一型线偏振光为S偏振光，该第二型线偏振光为P偏振光。

作为可选的技术方案，该光源包含多个激光二极管，多个激光二极管发出该第一光束，该第一光束经该偏振分光镜过滤其他光线以形成该第二光束，偏振式合光装置还设置有吸光装置，该吸光装置用于吸收该其他光线。

作为可选的技术方案，该光源为激光光源，该激光光源用于发出该第一型线偏振光或该第二型线偏振光。

作为可选的技术方案，该四分之一波片为光入射角依存性小的波片。

此外，本发明还提出一种激光投影机，其包含上述偏振式合光装置。

本发明的偏振式合光装置及激光投影机，其将四分之一波片设置于第一透镜组与荧光轮之间，使得至少一个光路上穿过第一透镜组的激光光束为线偏振光束，降低了第一透镜组的双折射现象对激光光束(尤其是圆偏振光)的转换的影响，提高了光线转换效率，降低了光线能量损失。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的偏振式合光装置的第一实施例的结构示意图；

图2为本发明的偏振式合光装置中荧光轮的平面示意图；

图3为本发明的偏振式合光装置的第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

在以下实施例中，在不同的图中，相同部分是以相同标号表示。

请参考图1和图2，图1为本发明的偏振式合光装置100的第一实施例的结构示意图；图2本发明的偏振式合光装置中荧光轮5的平面示意图。本发明涉及一种激光投影机，该激光投影机具有偏振式合光装置。本发明的偏振式合光装置100包含依次设置于第一光路L1上的光源1与偏振分光镜2、依次设置于第二光路L2上的第一透镜组3、四分之一波片4、荧光轮5与电机6以及依次设置于第六光路L6上的第一聚光透镜7和光管8，荧光轮5具有第一反射区501(见图2)。

如图1所示，本实施例中，第一光路L1与第二光路L2相交，第六光路L6位于第二光路L2的反向延长线上。第一光路L1、第二光路L2和第六光路L6具有相交区域，优选的，偏振分光镜2的中心点位于上述相交区域。第一透镜组3位于偏振分光镜2与荧光轮5之间，第一聚光透镜7设置于偏振分光镜2与光管8之间。需要说明的是，图1中，为了便于体现光束的传播路径，四分之一波片4与第一透镜组3之间有一定距离。实际操作中，四分之一波片4紧靠第一透镜组3设置，如此可以减小四分之一波片4的使用面积，且可使得偏振式合光装置100的结构更加紧凑，体积更小。

于使用时，光源1发出沿着第一光路L1传播的第一光束S1，第一光束S1自偏振分光镜2反射后形成沿着第二光路L2传播的第二光束S2，第二光束S2自第一透镜组3汇聚后形成沿着第二光路L2传播的第三光束S3。其中，第一光束S1为具有第一波长的光束，第二光束S2和第三光束S3均为具有第一波长的第一型线偏振光。本实施例中，第一型线偏振光例如为S偏振光。

本实施例中，四分之一波片4具有相对的第一表面41和第二表面42。第三光束S3自四分之一波片4的第一表面41穿过四分之一波片4后形成第六光束S6，第六光束S6入射至荧光轮5，经荧光轮5的第一反射区501反射后形成沿着第三光路L3传播的第七光束S7，第七光束S7自四分之一波片4的第二表面42穿过四分之一波片4后形成第四光束S4，第四光束S4沿着第三光路L3穿过第一透镜组3后形成第五光束S5，第五光束S5自偏振分光镜2透射后形成沿着第六光路L6传播的第八光束S8，第八光束S8于第一聚光透镜7汇聚至光管8。其中，第三光路L3与第二光路L2的路径重叠且方向相反，第六光路L6与第三光路L3的方向相同，第六光路L6位于第三光路L3的延长线上，即第六光路L6位于第二光路L2的反向延长线上。第六光束S6和第七光束S7均为圆偏振光，第四光束S4、第五光束S5和第八光束S8均为第二型线偏振光。本实施例中，第二型线偏振光例如为P偏振光。

本发明中，四分之一波片4能够改变第三光束S3和第七光束S7的偏振态，第一型线偏振光沿第二光路L2自四分之一波片4的第一表面41入射至四分之一波片4之后被转变为圆偏振光(第六光束S6)，圆偏振光经荧光轮5的第一反射区501反射后仍为圆偏振光(第七光束S7)，该圆偏振光沿第三光路L3自四分之一波片4的第二表面42入射至四分之一波片4之后被转变为第二型线偏振光。

具体的，光源1发出的第一光束S1自偏振分光镜2反射后形成第二光束S2，在这过程中，经由偏振分光镜2的反射(或者反射加过滤)，第二光束S2为具有第一波长的第一型线偏振光，然后第二光束S2入射至第一透镜组3。即，于第二光路L2上，入射至第一透镜组3的光线为线偏振光。

于第二光路L2上，第二光束S2经过第一透镜组3后自四分之一波片4的第一表面41入射至四分之一波片4，并自四分之一波片4的第二表面42射出，射出的第六光束S6为圆偏振光，然后，圆偏振光照射到荧光轮5上的第一反射区501上，于其上发生了反射而沿第三光路L3行进，但光束未发生偏振态的变化，故自荧光轮5反射回的第七光束S7仍为圆偏振光，第七光束S7沿第三光路L3自四分之一波片4的第二表面42入射至四分之一波片4并自四分之一波片的第一表面41射出后，其偏振态发生了变化，使得自四分之一波片4射出的第四光束S4变成了第二型线偏振光，然后第四光束S4沿第三光路入射至第一透镜组。即，于第三光路L3上，入射至第一透镜组3的光线亦为线偏振光。

本实施例中，第二光路L2上的光束和第三光路L3上的光束会经过第一透镜组3，且于第二光路L2上入射至第一透镜组3的第二光束S2为第一型线偏振光，于第三光路L3上入射至第一透镜组3的第四光束S4为第二型线偏振光，从而确保至少沿一个光路入射至第一透镜组3的光束为线偏振光(例如当第六光束S6照射于第荧光轮5的第一反射区501时则沿第二光路L2及第三光路L3两个光路入射至第一透镜组3的光束均为线偏振光)，这样一来，可以降低第一透镜组3的双折射现象对第二光束S2与第四光束S4的影响，即第二光束S2穿过第一透镜组3形成第三光束S3时的光能量损失较小，第四光束S4穿过第一透镜组3形成第五光束S5时的光能量损失较小，从而提高了第一光束S1转换为第五光束S5的转换效率，降低了光能量损失。此外，由于四分之一波片4设置于第一透镜组3和荧光轮5之间，还可以使得四分之一波片4的面积减小，从而降低偏振式合光装置及激光投影机的成本。

假如将四分之一波片4设置于偏振分光镜2与第一透镜组3之间(即交换四分之一波片4与第一透镜组3的位置)，那么第二光束S2(为第一型线偏振光)穿过四分之一波片4后会形成圆偏振光，所述圆偏振光沿第二光路L2穿过第一透镜组3，其到达荧光轮5并自其上的第一反射区501反射，在此过程中偏振态不发生变化，故沿第三光路L3行进至第一透镜组3时仍为圆偏振光，如此会导致沿第二光路L2及第三光路L3入射至第一透镜组3的光束均为圆偏振光，而第一透镜组3的双折射现象会大大降低圆偏振光的能量，因此会降低光束的转换效率，光能量损失较大。

请参考图2，荧光轮5还具有第一荧光区502及第二荧光区503，第一荧光区502内具有第一荧光粉，第一荧光区502还可设有第一反射层，第一荧光粉可设置于第一反射层上，第二荧光区503内具有第二荧光粉，第二荧光区503还可设有第二反射层，第二荧光粉可设置于第二反射层上。由于电机6与荧光轮5连接并能驱动荧光轮5旋转，使得第六光束S6依次照射在荧光轮5的第一反射区501、第一荧光区502和第二荧光区503。实际操作中，第一反射区501可设有第三反射层，且第一反射层、第二反射层及第三反射层可同层设置。

当第六光束S6入射至第一反射区501时，第六光束S6直接于第一反射区501发生反射并形成沿第三光路L3行进的上述第七光束S7，此时第七光束S7与第六光束S6一样，为具有第一波长的圆偏振光；当第六光束S6入射至第一荧光区502时，第一荧光粉在第六光束S6的照射下受到激发并产生具有第二波长的第七光束S7，第七光束S7于第一反射层上发生反射后沿第三光路L3朝向四分之一波片4行进，第二波长大于第一波长；当第六光束S6入射至第二荧光区503时，第二荧光粉在第六光束S6的照射下受到激发并产生具有第三波长的第七光束S7，第七光束S7于第二反射层上发生反射后沿第三光路L3朝向四分之一波片4行进，第三波长大于第二波长。本实施例中，第一波长的范围为450nm-480nm，第二波长的范围为510nm-550nm，第三波长的范围为640nm-770nm，即，第一波长的光束为蓝色光束，第二波长的光束为绿色光束，第三波长的光束为红色光束。

本实施例中，荧光轮5的第一反射区501、第一荧光区502和第二荧光区503这三个区组合在一起形成一个圆，三个区均为扇形区，三个区的中心角之和为360°，在周期时间内，第六光束S6照射在三个区的时间正比于三个扇形区的中心夹角，本实施例中，三个区将荧光轮5均分为三等分，即三个区的大小相同，第六光束S6照射在三个区的时间比为1:1:1，蓝色光束、红色光束和绿色光束的光束总量较为均衡。于实际应用时，三个区也可以将荧光轮5分为三个不等的区间，如此一来，蓝色光束、红色光束和绿色光束的光束总量会有所偏倚，使用者可根据实际需求来调整三个扇形区的大小。

本发明的第一实施例中的偏振分光镜2具有对波长为450nm-480nm(蓝色光)的P偏振光透射并对波长为450nm-480nm(蓝色光)的S偏振光反射的特性。此外，偏振分光镜2对波长足够大于蓝色光的光线亦可进行透射，例如波长大于等于500nm的光线。本实施例中，第一型线偏振光为S偏振光，第二型线偏振光为P偏振光。

本实施例中，光源1、偏振分光镜2以及第一透镜组3具有第一种相对位置关系，光源1发出的第一光束S1的波长为450nm-480nm(蓝色光)，在到达偏振分光镜2后，偏振分光镜2对第一光束S1进行反射(或反射加透射，即进行过滤)，假设第一光束S1为一般光束，则使得第一光束S1中的第一型线偏振光(S偏振光)自偏振分光镜2表面反射后沿第二光路L2行进至第一透镜组3，而第一光束S1中的其他光线，例如第二型线偏振光(P偏振光)却自偏振分光镜2表面透射并沿第一光路L1的延长线传递。实际操作中可于该其他光线的行进路线上设置吸光装置以将该其他光线吸收，避免该其他光线对其他光路造成的干扰。实际操作中，光源1可为激光光源，激光光源发出的第一光束S1仅包含第一型线偏振光(S偏振光)，这样一来，第一光束S1到达偏振分光镜2后，偏振分光镜2对第一光束S1仅进行反射。于其他实施例中，第一型线偏振光可为P偏振光，第二型线偏振光可为S偏振光。

然后，第二光束S2(第一型线偏振光，本实施例中为S偏振光)穿过第一透镜组3，沿着第二光路L2，自四分之一波片4的第一表面41射入四分之一波片4内并自四分之一波片4的第二表面42射出第六光束S6，此时第六光束S6为圆偏振光。在上述过程中，沿着第二光路L2上，穿过第一透镜组3的光线不是圆偏振光，而是线偏振光，从而提高了这一过程中的光线转换效率，降低了能量损耗。

接着，第六光束S6投射至荧光轮5上。

其中，当第六光束S6照射于荧光轮5的第一反射区501时，自荧光轮5反射回第七光束S7，此时第七光束S7为仍具有第一波长的圆偏振光，第七光束S7沿第三光路L3自四分之一波片4的第二表面42射入四分之一波片4内并自四分之一波片4的第一表面41射出第四光束S4，第四光束S4为具有第一波长的第二型线偏振光(本实施例中为P偏振光)。第四光束S4穿过第一透镜组3后形成第五光束S5，且第五光束S5仍为具有第一波长的第二型线偏振光，故第五光束S5可穿过偏振分光镜2而到达第一聚光透镜7。在这一过程中，沿着第三光路L3上，穿过第一透镜组3的光线是线偏振光，从而提高了这一过程中的光线转换效率，降低了能量损耗。

其中，当第六光束S6照射于荧光轮5的第一荧光区502时，自荧光轮5反射回第七光束S7，此时第七光束S7为具有第二波长的非偏振光，第二波长为510nm-550nm。第七光束S7沿第三光路L3自四分之一波片4的第二表面42射入四分之一波片4内并自四分之一波片4的第一表面射出第四光束S4，在此过程中，光束的偏振态未发生变化，即第四光束S4为具有第二波长的非偏振光。第四光束S4穿过第一透镜组3后汇聚成平行的第五光束S5，第五光束S5仍为具有第二波长的非偏振光。根据本实施例所使用的偏振分光镜2，其可透射波长大于等于500nm的光线，故此时第五光束S5可穿过偏振分光镜2而到达第一聚光透镜7。

其中，当第六光束S6照射于荧光轮5的第二荧光区503时，自荧光轮5反射回第七光束S7，此时第七光束S7为具有第三波长的非偏振光，第三波长为640nm-770nm。第七光束S7沿第三光路L3自四分之一波片4的第二表面42射入四分之一波片4内并自四分之一波片4的第一表面射出第四光束S4，在此过程中，光束的偏振态未发生变化，即第四光束S4为具有第三波长的非偏振光。第四光束S4穿过第一透镜组3后汇聚成平行的第五光束S5，第五光束S5仍为具有第三波长的非偏振光。根据本实施例所使用的偏振分光镜2，其可透射波长大于等于500nm的光线，故此时第五光束S5可穿过偏振分光镜2而到达第一聚光透镜7。

此外，本发明中采用的四分之一波片4的入射角依存性小，即光的入射角很难引起光的反射率变化。当沿着第二光路L2的第三光束S3自四分之一波片4的第一表面41入射至四分之一波片4时的入射角小于等于30°时，第三光束S3穿过四分之一波片4时的反射率基本不变。当沿着第三光路L3的第七光束S7自四分之一波片4的第二表面42入射至四分之一波片4时的入射角小于等于30°时，第七光束S7四分之一波片4时的反射率基本不变。采用这种四分之一波片4，能够提高第三光束S3转换为第六光束S6及第七光束S7转换为第四光束S4的转换效率，即第三光束S3与第七光束S7在穿过四分之一波片4的过程中，能量损失较小，且第六光束S6与第四光束S4的光能量比较稳定，不会因为第三光束S3与第七光束S7的入射角有些微偏差而产生较大波动。

实际操作中，本发明的光源1可包含多个激光二极管以发出第一光束S1。偏振式合光装置101还可包含第三透镜组9，第三透镜组9设置于光源1与偏振分光镜2之间，即第三透镜组9设置于第一光路L1上。实际操作中，第一透镜组3、第二透镜104及第三透镜组9可采用球面透镜，也可采用非球面透镜。上述多个激光二极管发出的光线经过第三透镜组9后变为准直的光束并照射至偏振分光镜2上。

请参考图3，图3为本发明的偏振式合光装置101第二实施例的结构示意图，第二实施例中的偏振式合光装置101与第一实施例中的偏振式合光装置100的区别在于：第二实施例中光源1、偏振分光镜2’以及第一透镜组3具有第二种相对位置关系，偏振分光镜2’具有对波长为450nm-480nm(蓝色光)的P偏振光进行反射并对波长为450nm-480nm(蓝色光)的S偏振光进行透射的特性。此外，偏振分光镜2’对波长足够大于蓝色光的光线的透射率接近为0。本实施例中，第一型线偏振光为S偏振光，第二型线偏振光为P偏振光。光源1发出的第一光束S1的波长为450nm-480nm(蓝色光)，在达到偏振分光镜2’后，假设第一光束S1为具有一般光束，偏振分光镜2’对第一光束S1进行透射(或透射加反射，即进行过滤)，使得第一光束S1中的第一型线偏振光(S偏振光)自偏振分光镜2’透射后沿第二光路L2行进至第一透镜组3，而第一光束S1中的其他光线，例如第二型线偏振光(P偏振光)却自偏振分光镜2’的表面反射并沿第六光路L6的反向延长线传递。实际操作中，可于该其他光线的行进路线上设置吸光装置以将该其他光线吸收，避免该其他光线对其他光路造成的干扰。实际操作中，光源1可为激光光源，激光光源发出的第一光束S1仅包含第一型线偏振光(S偏振光)，这样一来，第一光束S1到达偏振分光镜2后，偏振分光镜2对第一光束S1仅进行透射。于其他实施例中，第一型线偏振光可为P偏振光，第二型线偏振光可为S偏振光。

然后，第二光束S2(第一型线偏振光，本实施例中为S偏振光)穿过第一透镜组3，沿着第二光路L2，自四分之一波片4的第一表面41射入四分之一波片4内并自四分之一波片4的第二表面42射出第六光束S6，此时第六光束S6为圆偏振光。在上述过程中，沿着第二光路L2上，穿过第一透镜组3的光线不是圆偏振光，而是线偏振光，从而提高了这一过程中的光线转换效率，降低了能量损耗。

接着，第六光束S6投射至荧光轮5上。

其中，当第六光束S6照射于荧光轮5的第一反射区501时，自荧光轮5反射回第七光束S7，此时第七光束S7为仍具有第一波长的圆偏振光，第七光束S7沿第三光路L3自四分之一波片4的第二表面42射入四分之一波片4内并自四分之一波片4的第一表面41射出第四光束S4，第四光束S4为具有第一波长的第二型线偏振光(本实施例中为P偏振光)。第四光束S4穿过第一透镜组3后形成第五光束S5，且第五光束S5仍为具有第一波长的第二型线偏振光，故第五光束S5可自偏振分光镜2’表面反射而到达第一聚光透镜7。在这一过程中，沿着第三光路L3上，穿过第一透镜组3的光线是线偏振光，从而提高了这一过程中的光线转换效率，降低了能量损耗。

其中，当第六光束S6照射于荧光轮5的第一荧光区502时，自荧光轮5反射回第七光束S7，此时第七光束S7为具有第二波长的非偏振光，第二波长为510nm-550nm。第七光束S7沿第三光路L3自四分之一波片4的第二表面42射入四分之一波片4内并自四分之一波片4的第一表面射出第四光束S4，在此过程中，光束的偏振态未发生变化，即第四光束S4为具有第二波长的非偏振光。第四光束S4穿过第一透镜组3后汇聚成平行的第五光束S5，第五光束S5仍为具有第二波长的非偏振光。根据本实施例所使用的偏振分光镜2，其对波长大于等于500nm的光线的透射率近乎为0，故此时第五光束S5可自偏振分光镜2’的表面反射而到达第一聚光透镜7。

其中，当第六光束S6照射于荧光轮5的第二荧光区503时，自荧光轮5反射回第七光束S7，此时第七光束S7为具有第三波长的非偏振光，第三波长为640nm-770nm。第七光束S7沿第三光路L3自四分之一波片4的第二表面42射入四分之一波片4内并自四分之一波片4的第一表面41射出第四光束S4，在此过程中，光束的偏振态未发生变化，即第四光束S4为具有第三波长的非偏振光。第四光束S4穿过第一透镜组3后汇聚成平行的第五光束S5，第五光束S5仍为具有第三波长的非偏振光。根据本实施例所使用的偏振分光镜2，其对波长大于等于500nm的光线的透射率近乎为0，故此时第五光束S5可自偏振分光镜2’的表面反射而到达第一聚光透镜7。

本发明的偏振式合光装置及激光投影机将四分之一波片4设置于第一透镜组3与荧光轮5之间，使得至少穿过第一透镜组3的第二光束S2为线偏振光，当光线入射至荧光轮5的第一反射区时，则两次穿过第一透镜的光束均为线偏振光，从而降低了第一透镜组3的双折射现象对穿过其的光线(例如第三光束S3与第四光束S4)的光能量的影响，即第二光束S2穿过第一透镜组3形成第三光束S3时的光能量损失较小，第四光束S4穿过第一透镜组3形成第五光束S5时的光能量损失较小，从而提高了第一光束S1转换为第五光束S5的转换效率，降低了光能量损失。

藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的保护范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的保护范围内。因此，本发明的权利要求的保护范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (10)

1.一种偏振式合光装置，其特征在于包含：

光源，用于发出沿着第一光路传播的第一光束；

偏振分光镜，设置于该第一光路上，该第一光束自该偏振分光镜反射或透射以形成沿着第二光路传播的第二光束，该第二光束为第一型线偏振光；

第一透镜组，设置于该第二光路上，该第二光束沿该第二光路穿过该第一透镜组以形成第三光束；

荧光轮，设置于该第二光路上；以及

四分之一波片，设置于该第一透镜组与该荧光轮之间，该第三光束穿过该四分之一波片入射至该荧光轮并自该荧光轮反射后沿着第三光路行进并穿过该四分之一波片以形成第四光束，该第四光束沿着该第三光路穿过该第一透镜组。

2.如权利要求1所述的偏振式合光装置，其特征在于，该第三光路与该第二光路的路径重叠且方向相反。

3.如权利要求1所述的偏振式合光装置，其特征在于，该荧光轮具有第一反射区，该第三光束穿过该四分之一波片入射至该荧光轮的该第一反射区并自该第一反射区反射后沿着该第三光路行进然后穿过该四分之一波片以形成该第四光束，该第四光束为第二型线偏振光，该第一型线偏振光与该第二型线偏振光不同。

4.如权利要求3所述的偏振式合光装置，其特征在于，该四分之一波片具有相对的第一表面及第二表面，该第三光束为该第一型线偏振光，该第三光束自该四分之一波片的该第一表面穿过该四分之一波片形成沿着该第二光路行进的第六光束，该第六光束为圆偏振光。

5.如权利要求4所述的偏振式合光装置，其特征在于，该第六光束入射至该第一反射区并自该第一反射区反射形成沿着该第三光路传播的第七光束，该第七光束为圆偏振光，该第七光束自该四分之一波片的该第二表面穿过该四分之一波片形成该第四光束。

6.如权利要求1所述的偏振式合光装置，其特征在于，该第一光束具有第一波长，该偏振分光镜反射具有该第一波长的该第一型线偏振光，该偏振分光镜透射具有该第一波长的该第二型线偏振光，该第一型线偏振光为S偏振光，该第二型线偏振光为P偏振光。

7.如权利要求1所述的偏振式合光装置，其特征在于，该光源包含多个激光二极管，多个激光二极管发出该第一光束，该第一光束经该偏振分光镜过滤其他光线以形成该第二光束，偏振式合光装置还设置有吸光装置，该吸光装置用于吸收该其他光线。

8.如权利要求3所述的偏振式合光装置，其特征在于，该光源为激光光源，该激光光源用于发出该第一型线偏振光或该第二型线偏振光。

9.如权利要求1所述的偏振式合光装置，其特征在于，该四分之一波片为光入射角依存性小的波片。

10.一种激光投影机，其特征在于，其包含如权利要求1至9任一所述的偏振式合光装置。