專利名稱：：全反射棱鏡組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種全反射棱鏡組，特別是一種可提高對比值的全反射棱鏡組。
背景技術(shù)：
：在我們的世界里，視覺和聲音都是模擬形式，但當我們利用電子信號來獲取、儲存和傳送這些模擬現(xiàn)象時，采用數(shù)字技術(shù)卻能帶來許多重大優(yōu)點；音訊處理就是一個例子，當它從磁帶和黑膠唱片的模擬技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字音樂光盤后，數(shù)字技術(shù)的優(yōu)點也第一次鮮明的呈現(xiàn)在人們面前；而數(shù)字投影和顯示技術(shù)，它能接受數(shù)字視訊，然后產(chǎn)生一系列的數(shù)字光脈沖；這些光脈沖進入眼睛后，我們的眼睛會把它解譯成為彩色模擬影像;所謂的數(shù)字微型反射鏡組件(DigitalMicromirrorDevice,簡稱DMD)，及微型反射鏡數(shù)組組件(Micro-mirrorArray),皆是一種具有多個反射性光開關(guān)用來達到數(shù)字投影和顯示的雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置(BistableSpatiallightmodulator)。參閱圖1，一種現(xiàn)有適用于上述雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置11的全反射棱鏡組12，包含分別為三角柱型的入射棱鏡13及出射棱鏡14，該入射棱鏡13包括供光束15入射的入射面131、供由該入射面131入射的光束15進行全反射的全反射面132，及鄰近于該雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置11的裝置面133;該出射棱鏡14包括平行并鄰近于該全反射面132的連接面141、平行于該裝置面133并供該光束15出射的出射面142，及分別連接該連接面141與出射面142的第三面143;另外，在該連接面141與該全反射面132之間具有實質(zhì)上約3-10um的間隙G。當光束進入該入射棱鏡13入射面131、經(jīng)該全反射面132全反射、由該裝置面133射出至該雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置11上，而位于該雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置11中的每一反射性光開關(guān)111，可于開啟狀態(tài)(onstate)與關(guān)閉狀態(tài)(offstate)之間切換，如此，可將該光束15反射至不同的方向；如果當這些反射性光開關(guān)111位于該開啟狀態(tài)時，反射光束151如圖1中的實線所示，垂直進入該裝置面133、經(jīng)該入射棱鏡13全反射面132、該出射棱鏡14連接面141、由該出射面142垂直射出，最后會被投影和顯示于一屏幕(圖未示)上；另外，如果這些反射性光開關(guān)111位于該關(guān)閉狀態(tài)時，反射光束152如圖1中的虛線所示，斜向進入該裝置面133、經(jīng)該入射棱鏡13全反射面132、該出射棱鏡14連接面141、由該出射面142斜向射出，利用將光束偏折的方式而不投影和顯示于屏幕上。但是，這些反射性光開關(guān)111位于該關(guān)閉狀態(tài)下所產(chǎn)生斜向射出的光束，理想上應(yīng)該如上述全部均偏折而無法投影和顯示于屏幕上，卻因為現(xiàn)有的全反射棱鏡組12無法把這些反射性光開關(guān)11位于該關(guān)閉狀態(tài)下產(chǎn)生的斜向射出光束152，與位于該開啟狀態(tài)下產(chǎn)生的垂直射出光束151之間的夾角拉大，造成有一部份光束最后還是會被投影和顯示于屏幕上；而根據(jù)屏幕對比值的定義是位于該開啟狀態(tài)下產(chǎn)生的亮度除以位于該關(guān)閉狀態(tài)下產(chǎn)生的亮度；如此，上述現(xiàn)有全反射棱鏡組12會讓位于該關(guān)閉狀態(tài)下產(chǎn)生斜向射出的部份光束152，最后還是會被投影和顯示于屏幕上而產(chǎn)生亮度，結(jié)果造成對比值的降低。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的全反射棱鏡組對比值較低的缺陷，提供一種可以提高對比值的全反射棱鏡組。本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種全反射棱鏡組，適用于具有多個反射性光開關(guān)的雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置，每一光開關(guān)可于開啟狀態(tài)與一關(guān)閉狀態(tài)之間切換，該全反射棱鏡組包含入射棱鏡、導(dǎo)引棱鏡，及出射棱鏡；該入射棱鏡包括供光束入射的入射面、供由該入射面入射的光束進行全反射的第一全反射面，及鄰近于該雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置的裝置面；該導(dǎo)引棱鏡包括平行并鄰近于該第一全反射面的導(dǎo)引連接面，及供這些反射性光開關(guān)在關(guān)閉狀態(tài)時所反射的光束進行全反射的第二全反射面；該出射棱鏡包括平行并鄰近于該第一全反射面的第一連接面、平行并鄰近于該第二全反射面的第二連接面，及供該光束出射的出射面。在本發(fā)明所述的全反射棱鏡組中，其中，該導(dǎo)引棱鏡的導(dǎo)引連接面與該入射棱鏡的第一全反射面之間具有第一間隙，而且，該出射棱鏡的第一連接面與該入射棱鏡的第一全反射面之間具有第二間隙，且這些間隙中均存在折射率為l.O的介質(zhì)。在本發(fā)明所述的全反射棱鏡組中，其中，該導(dǎo)引棱鏡的第二全反射面與該出射棱鏡的第二連接面之間具有第三間隙，且該第三間隙中存在折射率為1.0的介質(zhì)。在本發(fā)明所述的全反射棱鏡組中，其中，該入射棱鏡的裝置面是平行于該雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置。在本發(fā)明所述的全反射棱鏡組中，其中，該入射棱鏡的第一全反射面與裝置面夾設(shè)有介于二十五度與五十度之間的夾角。在本發(fā)明所述的全反射棱鏡組中，其中，該入射棱鏡的入射面與裝置面夾設(shè)有介于九十度與一百二十度之間的夾角。在本發(fā)明所述的全反射棱鏡組中，其中，該導(dǎo)引棱鏡的第二全反射面與導(dǎo)弓I連接面夾設(shè)有介于六十度與九十度之間的夾角。在本發(fā)明所述的全反射棱鏡組中，其中，該導(dǎo)引棱鏡更包括覆蓋有黑色材料的第三面。本發(fā)明的有益功效在于本發(fā)明更包含有導(dǎo)引棱鏡，藉由該導(dǎo)引棱鏡的第二全反射面，可將這些反射性光開關(guān)在關(guān)閉狀態(tài)時所反射的光束進行全反射，使之不會被投影和顯示于屏幕上而產(chǎn)生亮度，如此，可提高對比值。下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有一種適用于雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置的全反射棱鏡組的組合示意圖2是一個組合示意圖，說明本發(fā)明可提高對比值的全反射棱鏡組的一較佳實施例；圖3是一個光路示意圖:開啟狀態(tài)；圖4是一個光路示意圖:關(guān)閉狀態(tài)；及圖5是一個光路示意圖:一平面狀態(tài)。附圖標號說明2全反射棱鏡組31入射面33裝置面41導(dǎo)引連接面43第三面51第一連接面53出射面81反射性光開關(guān)A、B、C、D魏X、Y臨界角說明該較佳實施例適用于多個反射性光開關(guān)位于說明該較佳實施例適用于這些反射性光開關(guān)位于說明該較佳實施例適用于這些反射性光開關(guān)位于3入射棱鏡32第一全反射面4導(dǎo)引棱鏡42第二全反射面5出射棱鏡52第二連接面8雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置91、92、92，、92"、93光束P路徑Gl、G2、G3第一、第二、第:間隙具體實施例方式有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合附圖的一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。參閱圖2，本發(fā)明可提高對比值的全反射棱鏡組2，適用于具有多個反射性光開關(guān)81(圖2中只以位于中間及兩端部的反射性光開關(guān)代表)的雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置8(BistableSpatiallightmodulator),例如本實施例所示的數(shù)字微型反射鏡組件(DigitalMicromirrorDevice,簡稱DMD)，或者是微型反射鏡數(shù)組組件(Micro-mirrorArray);而其中每一反射性光開關(guān)81可于開啟狀態(tài)(onstate)、關(guān)閉狀態(tài)(offstate)之間切換，使入射的光束91能反射至不同的角度。本發(fā)明可提高對比值的全反射棱鏡組2包含分別為三角柱型的入射棱鏡3、導(dǎo)引棱鏡4，及出射棱鏡5。另外，在該入射棱鏡3與導(dǎo)引棱鏡4之間、該入射棱鏡3與出射棱鏡5之間，及該導(dǎo)引棱鏡4與出射棱鏡5之間分別各具有第一間隙G1、第二間隙G2、第三間隙G3。該入射棱鏡3，包括供該光束91入射的入射面31、供由該入射面31入射的光束91進行全反射的第一全反射面32，及平行且鄰近于該雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置8的裝置面33;在本實施例中，由該入射棱鏡3的第一全反射面32與空氣所形成的一臨界角X(Criticalangle,如圖2所示)，經(jīng)計算約在38~45度之間，即經(jīng)該入射面31入射的光束91與該第一全反射面32的法線所形成的夾角只要大于上述的臨界角X，即會形成全反射；如此，調(diào)整該第一全反射面32與裝置面33所夾設(shè)的一夾角A(如圖2所示)，及該入射面31與裝置面33所夾設(shè)的一夾角B(如圖2所示)的設(shè)計，即可使該光束91經(jīng)該入射面31在該第一全反射面32上進行全反射。而該第一全反射面32與裝置面33所夾設(shè)的夾角A其中較佳的角度范圍是在25~50度之間，該入射面31與裝置面33所夾設(shè)的夾角B其中較佳的角度范圍是在90~120度之間，例如在本實施例中，該夾角A是35度，該夾角B是95度，如此，即可讓該光束91在該第一全反射面32上進行全反射。另外，值得一提的是，該裝置面33也可以是鄰近于該雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置8但不平行，仍可達成上述在該第一全反射面32上進行的全反射；而上述臨界角X，及夾角A、夾角B的較佳角度范圍，是依該入射棱鏡3的折射率范圍在1.41.6與該第二間隙G2的折射率為1.0的情形下配合設(shè)計出的較佳角度范圍；當該入射棱鏡3折射率范圍或該第二間隙G2折射率不同于本實施例時，本發(fā)明的臨界角X，及夾角A、夾角B的較佳角度范圍將會全部或部份配合改變而不受限定。該導(dǎo)引棱鏡4，包括平行并鄰近于該第一全反射面32的導(dǎo)引連接面41，及供這些反射性光開關(guān)81在關(guān)閉狀態(tài)時所反射的光束進行全反射的第二全反射面42，及分別連接該導(dǎo)引連接面41與第二全反射面42的第三面43。在本實施例中，該導(dǎo)引連接面41與該第一全反射面32之間是以多點點膠黏合，且具有寬度約3~10um的該第一間隙Gl，以便使鄰近的該第一全反射面32形成該臨界角X;另外，由該導(dǎo)引棱鏡4第二全反射面42與空氣也形成有臨界角Y，經(jīng)計算約在38~45度之間；如此，調(diào)整第二全反射面42與導(dǎo)引連接面41所夾設(shè)的一夾角C(如圖2所示)，即可讓這些反射性光開關(guān)81在關(guān)閉狀態(tài)時所反射的光束92在該第二全反射面42上進行全反射。而該第二全反射面42與導(dǎo)引連接面41所夾設(shè)的夾角C其中較佳的角度范圍是在60~90度之間，例如在本實施例中，該夾角C是70度，如此，即可讓這些反射性光開關(guān)81在關(guān)閉狀態(tài)時所反射的光束在該第二全反射面42上進行全反射。同上段所述，上述臨界角Y與夾角C的較佳角度范圍，是依該導(dǎo)引棱鏡4的折射率范圍在1.4-1.6與該第三間隙G3的折射率為1.0的情形下配合設(shè)計出的較佳角度范圍；當該導(dǎo)引棱鏡4折射率范圍或該第三間隙G3折射率不同于本實施例時，本發(fā)明的臨界角Y與夾角C較佳角度范圍將會全部或部份配合改變而不受限定。該出射棱鏡5，包括平行并鄰近于該第一全反射面32的第一連接面51、平行并鄰近于該第二全反射面42的第二連接面52，及供該光束出射的出射面53。在本實施例中，該出射棱鏡5的第一連接面51與該入射棱鏡3的第一全反射面32之間是以多點點膠黏合，且具有寬度約m的該第二間隙G2，以便使鄰近的該第一全反射面形成該臨界角X;另外，該出射棱鏡5的第二連接面52與該導(dǎo)引棱鏡4的第二全反射面42之間也是以多點點膠黏合，且具有寬度約3~10um的該第三間隙G3，以便使該第二全反射面42形成該臨界角Y。以下說明本發(fā)明可提高對比值的全反射棱鏡組2如何達成可提高對比值的功效參閱圖3，首先，將這些反射性光開關(guān)81控制于該開啟狀態(tài)下，此時，該光束91依序入射于該入射面31、全反射于該第一全反射面32、折射經(jīng)過該裝置面33、再射入該雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置8;由于這些反射性光開關(guān)81均是處于該開啟狀態(tài)下，所以，該光束91被以實質(zhì)上垂直于該裝置面33的方向反射出(如圖3所示)；接著，再依序折射經(jīng)過該裝置面33、折射經(jīng)過該第一全反射面32、此時，其中的一部份光束是折射經(jīng)過該導(dǎo)引連接面41、折射經(jīng)過該第二全反射面42、折射經(jīng)過該第二連接面52、出射于該出射面53，而其中另一部份則是折射經(jīng)過該第一連接面51、出射于該出射面53;最后全部的光束均會被投影和顯示于一屏幕(圖未示)上。參閱圖4，接著，將這些反射性光開關(guān)81控制于該關(guān)閉狀態(tài)下，此時，該光束91依序入射于該入射面31、全反射于該第一全反射面32、折射經(jīng)過該裝置面33、再射入該雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置8;由于這些反射性光開關(guān)81均是處于該關(guān)閉狀態(tài)下，所以，反被射的光束92以斜向進入該裝置面33(如圖4中所示)；接著，再依序折射經(jīng)過該裝置面33、折射經(jīng)過第一全反射面32、折射經(jīng)過該導(dǎo)引連接面41、接著，其中大部份光束92，再次全反射于該第二全反射面42，此時經(jīng)全反射后的光束92'會與這些反射性光開關(guān)81位于該開啟狀態(tài)下產(chǎn)生可投影和顯示于該屏幕上的路徑P，夾設(shè)有夾角D，并朝向該第三面43出射，所以，最后無法被投影和顯示于該屏幕(圖未示)上。另外，其余的少份部光束92"雖沒有全反射于該第二全反射面42而是從該第三面43直接出射，但也因距離該投影和顯示于該屏幕上的路徑P有相當?shù)木嚯x，所以，此部份光束92"仍無法被投影和顯示于該屏幕上。綜合上述，當這些反射性光開關(guān)81位于該關(guān)閉狀態(tài)時，該二部份光束92'、92"均無法被投影和顯示于該屏幕上。值得一提的是，在該第三面43也可以覆蓋有用以吸光的黑色材料，使上述二部份的光束92'、92"均被吸收，更加確保不會投影和顯示于該屏幕上。另外，于本實施例中，存在于該入射棱鏡3與導(dǎo)引棱鏡4之間、該入射棱鏡3與出射棱鏡5之間，及該導(dǎo)引棱鏡4與出射棱鏡5之間的第一間隙Gl、第二間隙G2、第三間隙G3是藉由多點點膠黏合的方式產(chǎn)生具特定寬度的間隙，也就是，這些棱鏡之間存在折射率為l.O的空氣介質(zhì)，于本較佳實施例中是利用這些棱鏡與空氣的折射率來達成光束反射或折射的目的，但不用以限定本發(fā)明。舉例而言，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員為達到光束特定行進路徑的目的，亦可于所選用的這些棱鏡之間，以特定折射率的粘合膠來填充第一間隙Gl、第二間隙G2、第三間隙G3。根據(jù)屏幕對比值的定義是當這些反射性光開關(guān)81位于該開啟狀態(tài)下產(chǎn)生的亮度除以當這些反射性光開關(guān)81位于該關(guān)閉狀態(tài)下產(chǎn)生的亮度；所以，只要分別量測這些反射性光開關(guān)81位于上述兩種狀態(tài)下的亮度，即可計算得知。而本發(fā)明全反射棱鏡組2因為可使這些反射性光開關(guān)81位于該關(guān)閉狀態(tài)下所反射的光束92，均無法被投影和顯示于該屏幕上，相較于現(xiàn)有的全反射棱鏡組，確實能達到提高對比值的功效。參閱圖5，值得一提的是，每一反射性光開關(guān)81除了可于該開啟狀態(tài)及該關(guān)關(guān)狀態(tài)之間切換，更可切換于一平面狀態(tài)(FlatState)或其它特定旋轉(zhuǎn)角度，該平面狀態(tài)是指該反射性光開關(guān)81的旋轉(zhuǎn)角度是處于該開啟狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)角度與該關(guān)關(guān)狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)角度的中點；雖然對比值定義的分母是指這些反射性光開關(guān)81位于該關(guān)閉狀態(tài)下產(chǎn)生的亮度，但在實際操作投影和顯示時，有時候該雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置8中部份的反射性光開關(guān)81是會位于該平面狀態(tài)的;而本發(fā)明全反射棱鏡組2可使這些反射性光開關(guān)81位于該平面狀態(tài)下所反射的光束93如圖5所示，被該第二全反射面42全反射，同樣達到無法被投影和顯示于該屏幕上的功效。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，不能以此限定本發(fā)明實施的范圍，即凡依本發(fā)明權(quán)利要求及發(fā)明說明內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種全反射棱鏡組，適用于具有多個反射性光開關(guān)的雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置，每一反射性光開關(guān)可于開啟狀態(tài)與關(guān)閉狀態(tài)之間切換，其特征在于，包含入射棱鏡，包括供光束入射的入射面、供由所述入射面入射的光束進行全反射的第一全反射面，及鄰近于所述雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置的裝置面；導(dǎo)引棱鏡，包括平行并鄰近于所述第一全反射面的導(dǎo)引連接面，及供這些反射性光開關(guān)在關(guān)閉狀態(tài)時所反射的光束進行全反射的第二全反射面；及出射棱鏡，包括平行并鄰近于所述第一全反射面的第一連接面、平行并鄰近于所述第二全反射面的第二連接面，及供所述光束出射的出射面。2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的全反射棱鏡組，其特征在于，所述導(dǎo)引棱鏡的導(dǎo)引連接面與所述入射棱鏡的第一全反射面之間具有第一間隙，而且，所述出射棱鏡的第一連接面與所述入射棱鏡的第一全反射面之間具有第二間隙。3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的全反射棱鏡組，其特征在于，所述第一、第二間隙中均存在折射率為1.0的介質(zhì)。4.依據(jù)權(quán)利要求2所述的全反射棱鏡組，其特征在于，所述導(dǎo)引棱鏡的第二全反射面與所述出射棱鏡的第二連接面之間具有第三間隙。5.依據(jù)權(quán)利要求4所述的全反射棱鏡組，其特征在于，所述第三間隙中存在折射率為1.0的介質(zhì)。6.依據(jù)權(quán)利要求4所述的全反射棱鏡組，其特征在于，所述入射棱鏡的裝置面平行于所述雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置。7.依據(jù)權(quán)利要求6所述的全反射棱鏡組，其特征在于，所述入射棱鏡的第一全反射面與裝置面是夾設(shè)有介于二十五度與五十度之間的夾角。8.依據(jù)權(quán)利要求6所述的全反射棱鏡組，其特征在于，所述入射棱鏡的入射面與裝置面是夾設(shè)有介于九十度與一百二十度之間的夾角。9.依據(jù)權(quán)利要求6所述的全反射棱鏡組，其特征在于，所述導(dǎo)引棱鏡的第二全反射面與導(dǎo)引連接面是夾設(shè)有介于六十度與九十度之間的夾角。10.依據(jù)權(quán)利要求6所述的全反射棱鏡組，其特征在于，所述導(dǎo)引棱鏡更全文摘要本發(fā)明涉及一種可提高對比值的全反射棱鏡組，適用于具有多個反射性光開關(guān)的雙穩(wěn)態(tài)空間光源調(diào)變裝置，每一光開關(guān)可于開啟狀態(tài)與關(guān)閉狀態(tài)之間切換，該全反射棱鏡組包含入射棱鏡、導(dǎo)引棱鏡，及出射棱鏡；該入射棱鏡包括入射面、供入射光束進行全反射的第一全反射面，及鄰近該調(diào)變裝置的裝置面；該導(dǎo)引棱鏡包括平行該第一全反射面的導(dǎo)引連接面，及供這些光開關(guān)在關(guān)閉狀態(tài)時所反射的光束進行全反射的第二全反射面；該出射棱鏡包括平行該第一全反射面的第一連接面、平行該第二全反射面的第二連接面，及出射面。文檔編號G02B5/04GK101308314SQ20071010401公開日2008年11月19日申請日期2007年5月14日優(yōu)先權(quán)日2007年5月14日發(fā)明者張明新,李岳璁申請人:亞洲光學(xué)股份有限公司