專利名稱：L型合色組合棱鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種L型合色組合棱鏡，涉及投影機光學(xué)引擎系統(tǒng)，更具體地涉及正投式投影機光學(xué)引擎的分色合色系統(tǒng)。適用的投影機主要指三片透射式LCD芯片組成的正投式投影機。分色合色系統(tǒng)主要指光學(xué)引擎內(nèi)部由分色鏡和合色鏡組成的分色合色系統(tǒng)，也包括相關(guān)的二分之一波長片、場鏡和偏振片等。
為實現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明設(shè)計的L型合色組合棱鏡，由平行四邊形棱鏡柱和直角三角形棱鏡柱組成標(biāo)準(zhǔn)L型結(jié)構(gòu)、擴展L型結(jié)構(gòu)或準(zhǔn)L型結(jié)構(gòu)。
標(biāo)準(zhǔn)L型結(jié)構(gòu)由兩個平行四邊形棱鏡柱和兩個直角三角形棱鏡柱按標(biāo)準(zhǔn)“L”構(gòu)形膠合而成。
準(zhǔn)L型結(jié)構(gòu)由兩個平行四邊形棱鏡柱和一個直角三角形膠合而成。
擴展L型結(jié)構(gòu)由一個平行四邊形棱鏡柱和兩個直角三角形膠合而成。
L型合色組合棱鏡中的膠合面分別為三個色通道的主合色面，兩個色通道的輔合色面以及一個色通道的反射面。
標(biāo)準(zhǔn)L型組合棱鏡的合色原理為兩個平行四邊形棱鏡柱之間的膠合面是三個色通道的主合色面，直角三角形棱鏡柱與平行四邊形棱鏡柱之間的一個膠合面是輔合色面(兩個色通道的合色面)，平行四邊形棱鏡柱的另一工作面是一個色通道的反射面；從反射面反射的λ3色光，以及經(jīng)輔合色面反射的λ2和透射的λ1色光，最終由主合色面合成出射。
L型棱鏡的各單元棱線均在視場邊界，色通道中沒有需要拼接的棱線，不存在因直角誤差、棱線自身缺陷、或拼接不完善而產(chǎn)生的合像“盲區(qū)”。
所說的L型合色組合棱鏡，主合色面的合色方案，既包括一波反射、兩波透射方式，也包括一波透射和兩波反射方式。
所說的L型合色組合棱鏡，其色通道順序可根據(jù)需要而改變例如其組合可以是反射面反藍光，輔助合色面透綠光和反紅光；也可以是反射面反藍光，輔助合色面透紅光和反綠光；或反射面反綠光，輔助合色面透藍光和反紅光等。選擇色通道順序時，應(yīng)多考慮輔助合色面和主合色面的膜系設(shè)計要求及工藝難度。
所說的L型合色組合棱鏡，其三色通道(通常定義為紅、綠、藍通道或R、G、B通道)的偏振態(tài)組合，可根據(jù)需要選擇(S、P、S)，(P、S、P)或其他組合方式。
所說的L型合色組合棱鏡，可與配套的LCD芯片、偏振片和對應(yīng)于不同色通道的半波片組成合色棱鏡系統(tǒng)。
本發(fā)明的L型合色組合棱鏡可以有多種構(gòu)形，包括各種擴展L型或準(zhǔn)L型組合棱鏡，其共同特征是色通道橫截面中無拼接區(qū)域，不會因為角度誤差造成圖象盲區(qū)和破壞。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，組合靈活，更具有實際應(yīng)用價值。


及
具體實施例方式圖1是本發(fā)明的準(zhǔn)L型合色組合棱鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖所示，本發(fā)明準(zhǔn)L型合色組合棱鏡由兩個平行四邊形棱鏡柱1和2以及直角三角形棱鏡柱3膠合而成。兩個平行四邊形棱鏡柱1和2的膠合面N，是光學(xué)引擎中三色通道R、G、B的主合色面，平行四邊形棱鏡柱2與直角三角形棱鏡柱3的膠合面O，是光學(xué)引擎中兩個色通道R、G的輔合色面，平行四邊形棱鏡柱1的另一工作面P為反射面，反射光學(xué)引擎中另外一個色通道B的光束。
若在平行四邊形棱鏡柱的P工作面上也膠合上直角三角形棱鏡柱4，則構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)L型合色組合棱鏡。
圖2是本發(fā)明的擴展L型合色組合棱鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖2所示，本發(fā)明L型棱鏡結(jié)構(gòu)的一種構(gòu)形擴展，稱為擴展L型合色組合棱鏡，由一個平行四邊形棱鏡柱1和兩個直角三角形棱鏡柱3、4膠合而成。平行四邊形棱鏡柱1與直角三角形棱鏡柱4的膠合面N，是光學(xué)引擎中三色通道R、G、B的主合色面，平行四邊形棱鏡柱1與直角三角形棱鏡柱3的膠合面O，是光學(xué)引擎中兩個色通道R、G的輔合色面，直角三角形棱鏡柱4的另一工作面P為反射面，反射光學(xué)引擎中另外一個色通道B的光束。
圖3為本發(fā)明的一個準(zhǔn)L型合色組合棱鏡系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖所示，平行四邊形棱鏡柱1和2以及直角三角形棱鏡柱3共同構(gòu)成L型合色組合棱鏡，其中膠合面O為兩個色通道的合色面，膠合面N為三個色通道的合色面；I-R、I-G、I-B分別是紅、綠、藍通道LCD入射端的偏光組合件(含偏振片和二分之一波片)，O-R、O-G、O-B分別代表紅、綠、藍通道LCD出射端的偏光組合件；M1、M2是分色系統(tǒng)的分色平板。
入射到分色合色系統(tǒng)的光束是復(fù)色偏振光，假定為S分量，經(jīng)具有透綠反紅反藍功能的主分色鏡M1后，分解為紅綠藍(R、G、B)三個通道藍光先透過M2分束鏡，再經(jīng)反射面P及主合色面N兩次反射，由合色系統(tǒng)出射；紅光由M2分束鏡及合色面O兩次反射，再透過主合色面N從系統(tǒng)出射；綠光經(jīng)反射鏡M3轉(zhuǎn)向后，依次透過合色面O和N，從系統(tǒng)出射。
偏光組合件用于調(diào)整該通道光束的偏振度和偏振態(tài)藍通道的S偏振光先后經(jīng)I-B偏振組合件中的半波片與LCD光閥兩次偏轉(zhuǎn)，保持原有的S偏振態(tài)，以有利方式，從P面和N面反射后出射；綠通道的S偏振光先后經(jīng)I-G偏振組合件中的半波片、LCD光閥與O-G偏振組合件中的半波片三次偏轉(zhuǎn)，以P偏振態(tài)透過O、N兩個合色面，按有利方式出射；紅通道的S偏振光經(jīng)I-R偏振組合件中的半波片與LCD光閥兩次偏轉(zhuǎn)，保持原有的S偏振態(tài)，先以有利方式從O面反射，再透過總合色面N出射。
本實施例中，構(gòu)成合色棱鏡的平行四邊形棱鏡，其加工要求大大低于X型棱鏡首先，本發(fā)明的棱線允許倒角，即使缺損也只影響外觀，不涉及圖象質(zhì)量，而對于X型棱鏡，棱線既不能倒角，又要求絕對平直以及沒有微細缺損，不然將導(dǎo)致圖象盲區(qū)和破壞；再者，X型棱鏡對直角精度要求甚高，因為角度誤差不僅導(dǎo)致四個直角棱線的分離，造成圖象盲區(qū)和破壞，也使各通道合像錯位，而本發(fā)明本無棱線拼接，自然不存在由此引起的問題。
權(quán)利要求
1.一種L型合色組合棱鏡，其特征在于由兩個平行四邊形棱鏡柱(1，2)和兩個直角三角形棱鏡柱(3，4)按標(biāo)準(zhǔn)“L”構(gòu)形膠合而成，兩個平行四邊形棱鏡柱之間的膠合面(N)是三個色通道的主合色面，直角三角形棱鏡柱(3)與平行四邊形棱鏡柱(2)之間的一個膠合面(O)是兩個色通道的輔合色面，平行四邊形棱鏡柱(1)的另一工作面(P)是一個色通道的反射面。
2.如權(quán)利要求1所說的L型合色組合棱鏡，其特征在于由兩個平行四邊形棱鏡柱(1，2)和一個直角三角形棱鏡柱(3)構(gòu)成準(zhǔn)L型結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所說的L型合色組合棱鏡，其特征在于由一個平行四邊形棱鏡柱(1)和兩個直角三角形棱鏡柱(3，4)構(gòu)成擴展L型結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1或2或3所說的L型合色組合棱鏡，其特征在于L型棱鏡的各單元棱線均在視場邊界，色通道橫截面中無拼接區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1或2或3所說的L型合色組合棱鏡，其特征還在于與配套的LCD芯片、偏振片和對應(yīng)于不同色通道的半波片組成合色棱鏡系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求1或2或3所說的L型合色組合棱鏡，其特征在于所說的主合色面的合色方案，既包括一波反射和兩波透射方式，也包括一波透射和兩波反射方式，色通道順序根據(jù)需要而改變。
7.如權(quán)利要求1或2或3所說的L型合色組合棱鏡，其特征在于所說的三色通道(R、G、B)的偏振態(tài)組合，根據(jù)需要選擇S、P、S或P、S、P或其他組合方式。
全文摘要
一種L型合色組合棱鏡,由兩個平行四邊形棱鏡柱和兩個直角三角形棱鏡柱按標(biāo)準(zhǔn)“L”構(gòu)形膠合而成,還包括由兩個平行四邊形棱鏡柱和一個直角三角形棱鏡柱,或由一個平行四邊形棱鏡柱和兩個直角三角形棱鏡柱構(gòu)成擴展L型或準(zhǔn)L型組合棱鏡等多種構(gòu)形,組合棱鏡的膠合面分別為三個色通道的主合色面,兩個色通道的輔合色面及一個色通道的反射面。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單,組合靈活,色通道橫截面中無拼接區(qū)域,不會因為角度誤差造成圖象盲區(qū)和破壞的特點,更具有實際應(yīng)用價值。
文檔編號G02B27/18GK1383001SQ02111810
公開日2002年12月4日 申請日期2002年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月23日
發(fā)明者黃維實, 莊松林, 竇曉鳴 申請人:上海交通大學(xué), 上海春曉光電科技有限公司