專利名稱：一種分色鏡堆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分色鏡堆，該分色鏡堆可以把入射白光帶分離成紅、綠、藍(lán)三種顏色并列的光帶，在入射白光帶平動時，紅、綠、藍(lán)并列光帶依序滾動，實(shí)現(xiàn)掃描效果。
背景技術(shù)：
大屏幕顯示器的歷史久遠(yuǎn)，有投影型顯示和平面矩陣型顯示等種類，現(xiàn)在的主流產(chǎn)品是背投顯示。在各種投影儀(光機(jī))中都要有色分離及色合成光學(xué)系統(tǒng)。已有的色分離技術(shù)有多種方案，三板式投影儀有三色分解合成分色棱鏡方式，液晶色偏光濾光方式。單板式投影儀有高清晰顯示板的全息照相濾光方式與場順序色方式。場順序色方式是將藍(lán)綠紅三原色分別按一場的三分之一時間順序顯示?，F(xiàn)在投影儀的主流產(chǎn)品是單板式，單板式投影儀中主要是采用三色濾光片色輪方式，這種方式由于濾光片只能使單色光通過，其余光不能同時利用，因此白光的利用率只能是三分之一以下，有三分之二以上的光損失。
提高光效率是當(dāng)前投影光機(jī)領(lǐng)域的世界性課題，為了提高光的利用率，近來Philips公司發(fā)明了旋轉(zhuǎn)三個四棱鏡的色分離與掃描技術(shù)，Samsung公司發(fā)明了旋轉(zhuǎn)柱面鏡的色分離與掃描技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了提高白光利用率，降低光損失的目的，但是這兩種方案都存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，價格貴等問題。為尋求更簡單易行的方法，在這里，我們提出了一種分色鏡堆。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種分色鏡堆，該分色鏡堆可以把入射白光帶同時分離成紅、綠、藍(lán)三種顏色的并列光帶，當(dāng)入射白光帶平動時，紅、綠、藍(lán)并列光帶依序滾動，實(shí)現(xiàn)掃描效果。
本發(fā)明的目的是由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種分色鏡堆，其特征在于至少包括五層透明板和至少五層分色介質(zhì)膜，所述透明板與所述分色介質(zhì)膜相間設(shè)置，所述分色介質(zhì)膜是紅、綠、藍(lán)三原色分色介質(zhì)膜，該分色介質(zhì)膜按白光帶入射順序，自前向后等間距且平行排列在同一條軸線上，所述三原色分色介質(zhì)膜的長度相等，所述第二層分色介質(zhì)膜的寬度是第一層分色介質(zhì)膜寬度的二倍，所述第三層分色介質(zhì)膜的寬度大于或等于第一層分色介質(zhì)膜寬度的三倍，所述第四層分色介質(zhì)膜的寬度大于或等于第一層分色介質(zhì)膜寬度的二倍，第五層分色介質(zhì)膜的寬度大于或等于第一層分色介質(zhì)膜寬度的一倍，所述第一層分色介質(zhì)膜寬度符合數(shù)學(xué)關(guān)系式H＝L*tgA*2，其中，H是分色介質(zhì)膜寬度、L是相鄰的分色介質(zhì)膜的間距、A是白光帶在第一層分色介質(zhì)膜上的入射角。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)1、由于本發(fā)明利用透明板和分色介質(zhì)膜的光學(xué)特性，把入射白光帶同時分離成紅、綠、藍(lán)三種顏色的并列光帶，并同時投射到圖像發(fā)生器(如Lcos、DMD等)上，光的損失很少，光的時間和空間利用率都很高。
2、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，體積小，重量輕。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2、本發(fā)明的端面圖 (圖1的左端面)圖3、本發(fā)明的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意4、本發(fā)明光學(xué)掃描示意圖具體實(shí)施方式
參見圖1及圖2，一種分色鏡堆，至少包括五層透明板10和至少五層分色介質(zhì)膜20，所述透明板與所述分色介質(zhì)膜相間設(shè)置，所述分色介質(zhì)膜是紅、綠、藍(lán)三原色分色介質(zhì)膜，該分色介質(zhì)膜按白光帶F入射順序，自前向后等間距且平行排列在同一條軸線上，所述三原色分色介質(zhì)膜的長度B相等，所述第二層分色介質(zhì)膜的寬度是第一層分色介質(zhì)膜寬度的二倍，所述第三層分色介質(zhì)膜的寬度大于或等于第一層分色介質(zhì)膜寬度的三倍，所述第四層分色介質(zhì)膜的寬度大于或等于第一層分色介質(zhì)膜寬度的二倍，第五層分色介質(zhì)膜的寬度大于或等于第一層分色介質(zhì)膜寬度的一倍，所述第一層分色介質(zhì)膜寬度符合數(shù)學(xué)關(guān)系式H＝L*tgA*2，其中，H是分色介質(zhì)膜寬度、L是相鄰的分色介質(zhì)膜的間距、A是白光帶在第一層分色介質(zhì)膜上的入射角。根據(jù)設(shè)計上的需要，所述的白光帶對分色介質(zhì)膜的入射角可以是1°-45°。所述第四層、第五層分色介質(zhì)膜的寬度也可以是第一層分色介質(zhì)膜寬度的三倍。
在本實(shí)施例中，五層透明板可以是光學(xué)玻璃板，五塊玻璃板的厚度相等，按自前向后的順序用光學(xué)膠粘接成一體，第二塊至第五塊光學(xué)玻璃板的上表面鍍制第一層至第四層分色介質(zhì)膜，第五塊光學(xué)玻璃板的下表面鍍制第五層分色介質(zhì)膜，所述五層分色介質(zhì)膜的中心線應(yīng)當(dāng)位于同一條軸線C上。所述三種顏色的分色介質(zhì)膜應(yīng)當(dāng)按照統(tǒng)一的顏色順序循環(huán)排列。五層分色介質(zhì)膜的排列順序可以是紅、綠、藍(lán)、紅、綠。也可以是綠、藍(lán)、紅、綠、藍(lán)。還可以是藍(lán)、紅、綠、藍(lán)、紅等。
在本實(shí)施例中，所述的分色介質(zhì)膜是一種成熟的多層介質(zhì)膜技術(shù)(Dichroicmirror)，是一種光學(xué)薄膜，其功能是把照射其上的白光中一定波長和一定帶寬的彩色光反射(可達(dá)95％以上)而其余的光都順利原路通過(可達(dá)95％以上)。選擇不同折射率介質(zhì)、各層介質(zhì)的厚度和層數(shù)等，可以確定對一定入射角白光的反射光的波長、帶寬和反射率等。在發(fā)明的分色鏡堆中使用的紅、綠、藍(lán)分色介質(zhì)膜其中心波長可以分別選擇例如640、550、470納米(nm)而相應(yīng)的帶寬為600nm以上、80nm和500nm以下，這樣把可見光幾乎全部利用起來。
參見圖3根據(jù)上述實(shí)施例，本發(fā)明的分色鏡堆可以出現(xiàn)一個特例，在本實(shí)施例中，規(guī)定白光帶入射角是45°，將所述的透明板設(shè)計成棱鏡，本實(shí)施例在外觀形狀上是上述實(shí)施例的一個變形，即把呈長方體形狀的分色鏡堆的四個角取消，使其變形為呈四棱柱體的分色鏡堆，按自前向后排序，第一個透明板變形成棱鏡是三棱鏡，其截面呈等腰三角形，第二個透明板變形成棱鏡是四棱鏡，其截面呈等腰梯形，第三個透明板變形成棱鏡是四棱鏡，其截面呈梯形，第四個透明板及第五個透明板都變形成棱鏡，并且都是四棱鏡，其截面呈梯形。將由此構(gòu)成的分色鏡堆一側(cè)的平面設(shè)定為白光帶掃描入射窗30，在與所述入射窗相垂直的另一個面上形成與入射窗面積相等的紅、綠、藍(lán)并行光帶的掃描窗40。本發(fā)明的入射窗和掃描窗的尺寸可以設(shè)計成14.224×3.556毫米。
參見圖4，以實(shí)施例二的分色鏡堆演示本發(fā)明光學(xué)掃描原理，為了描述上的方便，在本圖中將實(shí)施例二的分色鏡堆逆時針旋轉(zhuǎn)了45°。在分色鏡堆入射窗30的一側(cè)設(shè)置一個白光帶F，白光帶面積為分色鏡堆入射窗面積的1/3，控制白光帶按自下而上運(yùn)動方向從入射窗下端向入射窗頂端勻速移動，在移動過程中，溢出入射窗頂端的部分迅速跳回入射窗下端繼續(xù)自下而上勻速移動，進(jìn)行連續(xù)循環(huán)掃描。所述移動的白光帶進(jìn)入分色鏡堆后被分離成紅、綠、藍(lán)三種顏色并列的光帶，并在分色鏡堆的掃描窗處實(shí)現(xiàn)紅、綠、藍(lán)三色光帶的同時等量連續(xù)定向掃描。在掃描過程中，所述紅、綠、藍(lán)三色光帶各自的光帶寬度不變，所述紅、綠、藍(lán)三色光帶掃描區(qū)域的大小及位置不變，但紅、綠、藍(lán)三色光帶在掃描區(qū)域內(nèi)依序滾動。
為了擴(kuò)大色域，本發(fā)明使用的分色介質(zhì)膜的顏色可以是在CIE圖上選出的四原色，當(dāng)采用四原色分色介質(zhì)膜時，所述分色介質(zhì)膜至少是七層，第一層至第七層分色介質(zhì)膜的有效寬度比是1∶2∶3∶4∶3∶2∶1。
權(quán)利要求
1.一種分色鏡堆，其特征在于至少包括五層透明板和至少五層分色介質(zhì)膜，所述透明板與所述分色介質(zhì)膜相間設(shè)置，所述分色介質(zhì)膜是紅、綠、藍(lán)三原色分色介質(zhì)膜，該分色介質(zhì)膜按白光帶入射順序，自前向后等間距且平行排列在同一條軸線上，所述三原色分色介質(zhì)膜的長度相等，所述第二層分色介質(zhì)膜的寬度是第一層分色介質(zhì)膜寬度的二倍，所述第三層分色介質(zhì)膜的寬度大于或等于第一層分色介質(zhì)膜寬度的三倍，所述第四層分色介質(zhì)膜的寬度大于或等于第一層分色介質(zhì)膜寬度的二倍，第五層分色介質(zhì)膜的寬度大于或等于第一層分色介質(zhì)膜寬度的一倍，所述第一層分色介質(zhì)膜寬度符合數(shù)學(xué)關(guān)系式H＝L*tgA*2，其中，H是分色介質(zhì)膜寬度、L是相鄰的分色介質(zhì)膜的間距、A是白光帶在第一層分色介質(zhì)膜上的入射角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分色鏡堆，其特征在于所述的白光帶入射角是45°，所述的透明板是棱鏡，所述分色鏡堆一側(cè)的平面是白光帶掃描入射窗，在與所述入射窗相垂直的另一個面上形成與入射窗面積相等的紅、綠、藍(lán)并行光帶的掃描窗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分色鏡堆，其特征在于所述的白光帶對分色介質(zhì)膜的入射角可以是1°-45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分色鏡堆，其特征在于所述分色介質(zhì)膜的顏色可以在CIE圖上選出的四原色，所述分色介質(zhì)膜至少是七層，第一層至第七層分色介質(zhì)膜的有效寬度比是1∶2∶3∶4∶3∶2∶1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分色鏡堆，至少包括五層透明板和至少五層分色介質(zhì)膜，所述透明板與所述分色介質(zhì)膜相間設(shè)置，分色介質(zhì)膜是紅、綠、藍(lán)三原色分色介質(zhì)膜，該分色介質(zhì)膜按白光帶入射順序，自前向后等間距且平行排列在同一條軸線上，所述三原色分色介質(zhì)膜的長度相等，所述第二層分色介質(zhì)膜的寬度是第一層分色介質(zhì)膜寬度的二倍，所述第三層分色介質(zhì)膜的寬度大于或等于第一層分色介質(zhì)膜寬度的三倍，所述第四層分色介質(zhì)膜的寬度大于或等于第一層分色介質(zhì)膜寬度的二倍，第五層分色介質(zhì)膜的寬度大于或等于第一層分色介質(zhì)膜寬度的一倍，所述第一層分色介質(zhì)膜寬度符合數(shù)學(xué)關(guān)系式H＝L*tgA*2。
文檔編號G02B27/10GK1715995SQ200410048379
公開日2006年1月4日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日
發(fā)明者吳葆剛, 吳佶寧, 高建謐, 溫景悟 申請人:溫景悟