專利名稱：一種分色合色三棱鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種分色合色三棱鏡，屬于投影機械技術(shù)領(lǐng)域，是硅基液晶(LiquidCrystal on Silicon，以下簡稱LCOS)光學(xué)系統(tǒng)的核心部件和最新技術(shù)。
第一類是以


圖1為代表的4塊偏振分光棱鏡的分色合色部件。它主要由2塊綠色分色波片1和5、2塊紅色分色波片2和3和4塊偏振分光棱鏡4組成。此種結(jié)構(gòu)的缺點在于采用的分色波片數(shù)量多，而分色波片是美國Colorlink公司的專利技術(shù)，價格昂貴，作為硅基液晶光投影系統(tǒng)的核心部件，其價格不易控制。且在整個光路過程中8個不同界質(zhì)的接觸面，大大削弱了光能利用率。
第二類是以圖2為代表的L型分光合光部件。它主要由兩塊綠色分光波片1和5、1塊偏振分光棱鏡4(PBS)、1塊補償玻璃方棱鏡6和1塊反紅透藍棱鏡7組成。此結(jié)構(gòu)與上述第一類分色合色部件比較，優(yōu)點在于采用的棱鏡數(shù)量少，使用的分色波片數(shù)量可以減半，不同界質(zhì)之間的接觸面減少到6個，該6個接觸面為2塊綠色分光波片與偏振分光棱鏡的接觸面、偏振分光棱鏡中的偏振分光鍍膜面、偏振分光棱鏡與補償玻璃方棱鏡的接觸面、偏振分光棱鏡與反紅透藍棱鏡的接觸面、反紅透藍棱鏡中的反紅透藍膜面。其缺點是接觸面過多，光能利用率不高。
本實用新型設(shè)計的分色合色三棱鏡，包括綠色分色波片、梯形棱鏡、三角棱鏡和補償三角棱鏡；所述的梯形棱鏡和三角棱鏡之間鍍有偏振分光膜；三角棱鏡和補償三角棱鏡之間鍍有反紅透藍膜，三角棱鏡和補償三角棱鏡之間的斜面角度為45°-48°。
本實用新型設(shè)計的分色合色三棱鏡，減少了棱鏡數(shù)量，并使得不同界質(zhì)之間的接觸面減少到3個，使光能利用率提高了15～20％；減少了分光波片的使用，使分色合色三棱鏡的造價下降20～30％。
圖2是已有技術(shù)中的L型分色合色部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型設(shè)計的分色合色部件的三棱鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1～圖3中1是第一綠色分色波片，2是第一紅色分色波片，3是第二紅色分色波片，4是偏振分光棱鏡，5是第二綠色分色波片，6是補償玻璃方棱鏡，7是反紅透藍棱鏡，8是梯形棱鏡，9是三角棱鏡，10是補償三角棱鏡，11a是綠路硅基液晶板，11b是紅路硅基液晶板，11c蘭路硅基液晶板，12是偏振分光膜，13是反紅透藍膜。
本實用新型設(shè)計的分色合色三棱鏡，吸取了L型分光合光系統(tǒng)部件的優(yōu)點，并作出了重大改進。分色合色三棱鏡結(jié)構(gòu)由一塊綠色分色波片、梯形棱鏡、三角棱鏡和補償三角棱鏡組成。
與L型分光合光系統(tǒng)部件相比，本實用新型設(shè)計的三棱鏡結(jié)構(gòu)優(yōu)點在于采1、用的棱鏡數(shù)量少在此部件中，一共采用三塊棱鏡。其中梯形棱鏡和補償三角棱鏡之間的接觸面鍍偏振分光膜；三角棱鏡和補償三角棱鏡之間的接觸面鍍反紅透藍膜?？梢詼p少部件玻璃冷加工的數(shù)量。
1、不同界質(zhì)的接觸面少與L型分光合光系統(tǒng)部件相比，不同界質(zhì)之間的接觸面減少到3個綠色分光波片與三角棱鏡之間的接觸面、梯形棱鏡和三角棱鏡之間的接觸面、三角棱鏡和補償三角棱鏡之間的接觸面。
2、光能利用率高由于三棱鏡結(jié)構(gòu)的棱鏡數(shù)量少，并且不同界質(zhì)的接觸面少，此結(jié)構(gòu)的部件相比L型分光合光系統(tǒng)部件光能利用率提高15～20％。由于只采用一塊綠色分光波片，價格也可以降低20～30％。
分色合色部件的三棱鏡結(jié)構(gòu)的光路圖如圖3所示。照明系統(tǒng)出來的偏振光P光，經(jīng)過綠色分光波片1后分為兩部分1、綠光的偏振方向被旋轉(zhuǎn)了90度變?yōu)镾光，被旋轉(zhuǎn)后的綠S光遇到梯形棱鏡和三角棱鏡之間的偏振分光膜12(PBS的作用是反S光透P光)后，被反射至梯形棱鏡8內(nèi)，直至綠S光照亮綠路硅基液晶板11a。從綠路硅基液晶板11a反射回來的綠光已變?yōu)镻偏振方向，透過上述PBS膜。
2、紫光仍然保持P偏振方向。而P偏振方向的紫光在遇到反紅透藍膜13后又分為兩部分A、紅光反射，其偏振方向不變。照亮紅路硅基液晶板11b。從紅路硅基液晶板反射回來的紅光的偏振方向已被改變90度，變?yōu)榧tS光。紅S光遇上述反紅透藍膜后被反射，偏振方向不變，紅S光遇PBS膜后被反射。
B、藍光透過反紅透藍膜13，保持P偏振態(tài)，照亮綠藍硅基液晶板11c。從藍路硅基液晶板11c反射回來的藍光的偏振方向改變90度，變?yōu)镾光，再透過反紅透藍膜，偏振方向不變，藍S光遇PBS偏振膜后被反射。
最后，從三角棱鏡9透過的綠P光和反射的紅S光及藍S光合成為白光。經(jīng)投影透鏡出去。
分色合色三棱鏡中的綠色分光波片，其光學(xué)性能參數(shù)為500nm＜光波波長＜580nm 綠光透過率＞98％，其余波段透過率＜1％。
光波波長＜490nm 光波波長＞610nm 紫光透過率＞98％，其余波段透過率＜1％。
分色合色部件的三棱鏡結(jié)構(gòu)中的反紅透藍膜，其光學(xué)性能參數(shù)為對600-680nm波長的光，反射率R％＞95％；對420-490nm波長的光，透過率T％＞95％。經(jīng)計算，三角棱鏡中反紅透藍面的角度為47.5度，才能實現(xiàn)鍍膜工藝。
權(quán)利要求1.一種分色合色三棱鏡，其特征在于該三棱鏡包括綠色分色波片、梯形棱鏡、三角棱鏡和補償三角棱鏡；所述的梯形棱鏡和三角棱鏡之間鍍有偏振分光膜；三角棱鏡和補償三角棱鏡之間鍍有反紅透藍膜，三角棱鏡和補償三角棱鏡之間的斜面角度為45°-48°。
專利摘要本實用新型涉及一種分色合色三棱鏡,包括綠色分色波片、梯形棱鏡、三角棱鏡和補償三角棱鏡。梯形棱鏡和三角棱鏡之間鍍有偏振分光膜。三角棱鏡和補償三角棱鏡之間鍍有反紅透藍膜,三角棱鏡和補償三角棱鏡之間的斜面角度為45°—48°。本實用新型設(shè)計的分色合色三棱鏡,減少了棱鏡數(shù)量,并使得不同界質(zhì)之間的接觸面減少到3個,使光能利用率提高了15～20%;減少了分光波片的使用,使分色合色三棱鏡的造價下降20～30%。
文檔編號G02B27/18GK2515687SQ0127960
公開日2002年10月9日 申請日期2001年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者邱虹云, 左衛(wèi)東 申請人:北京澳柯瑪視美樂信息技術(shù)有限公司