專利名稱：一種合光棱鏡及其安裝對位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合光棱鏡，尤其涉及能夠精確定位入射光與合光棱鏡的相對位置并能提 升固定的穩(wěn)定性的一種合光棱鏡。
背景技術(shù)：
合光棱鏡是液晶型投影系統(tǒng)中一個重要的光學(xué)元件，其作用是將從不同方向入射到該合 光棱鏡的三種基原色光(紅，綠，藍(lán))合成為一道全色光(白)射出至投影系統(tǒng)。
目前， 一般合光棱鏡由四個等長直角棱鏡組成，其中，每個直角棱鏡包括一個與直角相 對的斜面及兩個相互垂直相交并分別與斜面相交的直角面。每個直角棱鏡的直角面均鍍有光 學(xué)薄膜而形成鍍膜面，用于選擇性的將特定波長的光反射或透過。每個直角棱鏡還有兩個端 面，此端面為合光棱鏡與外部投影系統(tǒng)的接觸面，為增加與投影系統(tǒng)之間膠合固定的穩(wěn)定性 ，此端面一般被加工成磨砂的霧面。四個直角棱鏡的直角面相互緊靠膠合而成方形合光棱鏡 結(jié)構(gòu)，其中，四個直角棱鏡的斜面組成合光棱鏡的側(cè)面，合光棱鏡的側(cè)面為光的入射或出射 面，四個直角棱鏡的霧面彼此對齊形成合光棱鏡的霧面。
圖1A所示為一現(xiàn)有的合光棱鏡10的結(jié)構(gòu)，其由四個直角棱鏡膠合而成，紅色入射光101 、綠色入射光102、藍(lán)色入射光103分別從合光棱鏡10三個不同的側(cè)面射入合光棱鏡，在合光 棱鏡內(nèi)部經(jīng)過合光棱鏡10合成后的全色出射光104由合光棱鏡的另外一個側(cè)面射出。其中， 每個直角棱鏡的兩個直角面分別鍍有不同類型的鍍層105和106，鍍層105具有將紅光波段的 入射光反射而讓其他顏色的光透射的功能，鍍層106具有將藍(lán)光波段的入射光反射而讓其他 顏色的光透射的功能，三種色彩(紅，綠，藍(lán))的光線分別由合光棱鏡的三個側(cè)面射入由另 一個側(cè)面射出合成后的全色光。圖1B為現(xiàn)有的一種合光棱鏡中的一個直角棱鏡11結(jié)構(gòu)，包括 一個與直角相對的斜面lll，即合光棱鏡的一個側(cè)面，兩個互相垂直相交且分別與斜面相交 的直角面112，即具有不同鍍層的鍍膜面，端面113，即霧面。
在投影系統(tǒng)中，對三束入射光與棱鏡鍍膜面的夾角精密度要求非常高，需定位光學(xué)級角 度，微小的角度偏差都將影響到合光棱鏡的合光品質(zhì)，進(jìn)而影響到投影系統(tǒng)的解像清晰度。
現(xiàn)有合光棱鏡在對入射光與鍍膜面間的角度對準(zhǔn)時，采用的是以合光棱鏡側(cè)面以及上下 霧面為對準(zhǔn)時的基準(zhǔn)面。但是，由于各個直角棱鏡在制作過程中的偏差，再加上后期拋光、 打磨等棱鏡制作工序也會造成偏差，所以，其側(cè)面與鍍膜面之間難免存在角度上的偏差。這
時再以合光棱鏡側(cè)面以及上、下霧面為基準(zhǔn)面進(jìn)行入射光和鍍膜面間的角度對準(zhǔn)，顯然會存 在定位上的誤差，導(dǎo)致定位的精度下降，影響整個合光棱鏡的合光品質(zhì)，進(jìn)而影響投影系統(tǒng) 的解像清晰度。
另外，現(xiàn)有合光棱鏡主要通過貼合方式將其上、下霧面膠合于投影系統(tǒng)上。如此，合光 棱鏡將主要靠膠合劑的粘著力，表現(xiàn)為霧面和投影系統(tǒng)間的剪切力來實(shí)現(xiàn)固定的穩(wěn)定性，但 是在高溫等環(huán)境下，膠合劑容易變形而導(dǎo)致合光棱鏡穩(wěn)定性下降， 一旦合光棱鏡產(chǎn)生位置偏 移，必然會影響到合光棱鏡之合光效果和品質(zhì)。此外，此種固定方式固定的支撐面亦為上、 下霧面，顯然其支撐強(qiáng)度較低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種合光棱鏡及其安裝定位的方法，能夠精確定位入射光與合光 棱鏡的相對位置。
一種合光棱鏡，其包括四個直角棱鏡，其中每一直角棱鏡包含有一個斜面、兩個垂直 相交且分別與斜面相交的直角面。所述四個直角棱鏡相互膠合連接。所述合光棱鏡中至少有 一個直角棱鏡的直角面突出于與其膠合的直角棱鏡相互膠合處。
一種合光棱鏡的安裝對位方法，其包括提供一合光棱鏡，所述合光棱鏡中至少一個直 角棱鏡的直角面突出于與其膠合的直角棱鏡相互膠合處；將所述合光棱鏡裝設(shè)于一個投影系 統(tǒng)中；以所述合光棱鏡中至少一個直角棱鏡突出的直角面作為其基準(zhǔn)面，進(jìn)行所述合光棱鏡 與入射至所述合光棱鏡之間的角度對準(zhǔn)；固定所述合光棱鏡。
所述合光棱鏡，由于在光線對準(zhǔn)時直接在入射光線和合光棱鏡中至少一個直角棱鏡突出 的直角面之間進(jìn)行，從而避免了先前光線對準(zhǔn)時由于直角棱鏡斜面和直角面之間角度誤差而 弓1起對準(zhǔn)精度不高的問題，因而可以提高合光棱鏡的光線對準(zhǔn)精度。


圖1A是現(xiàn)有的一種合光棱鏡結(jié)構(gòu)圖1B是現(xiàn)有合光棱鏡的一個直角棱鏡的結(jié)構(gòu)圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的合光棱鏡結(jié)構(gòu)圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例的合光棱鏡其中一個直角棱鏡結(jié)構(gòu)圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例的合光棱鏡結(jié)構(gòu)圖5是本發(fā)明第三實(shí)施例的合光棱鏡結(jié)構(gòu)圖6是本發(fā)明第四實(shí)施例的合光棱鏡結(jié)構(gòu)圖； 圖7是本發(fā)明第一實(shí)施例的合光棱鏡的安裝定位流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作一具體介紹。
圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的合光棱鏡20結(jié)構(gòu)圖，其包括四個相互膠合連接的直角棱鏡21 、22、 23、 24。該合光棱鏡還具有四個作為光入射面或出射面的側(cè)面201，具有將紅光波段 的光反射而其他波段的光穿透功能的第一鍍層202，具有將藍(lán)光波段的光反射而其他波段的 光穿透功能的第二鍍層203。
圖3所示為本發(fā)明第一實(shí)施例的合光棱鏡20其中一個直角棱鏡21結(jié)構(gòu)圖，組成合光棱鏡 的四個直角棱鏡具有相似的結(jié)構(gòu)，故選取其中一個直角棱鏡21描述其結(jié)構(gòu)，其包括 一個與 直角相對的斜面211，即合光棱鏡20的一個側(cè)面201，兩個垂直相交且分別與斜面211相交的 直角面212和213，直角面212和213分別鍍有第一鍍層202和第二鍍層203。
本實(shí)施例中，相對的兩個直角棱鏡21、 23與其他兩個直角棱鏡22、 24錯開，因而在合光 棱鏡20—端形成四個直角面的突出部分204，所述每一直角棱鏡以具有相同鍍層的直角面相 鄰接的方式相互緊靠膠合。其中，相對的兩個直角棱鏡的兩端對齊，相鄰的直角棱鏡兩端相 互偏移式錯開一定的距離，形成所述合光棱鏡20的結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施例中，由于合光棱鏡20的直角棱鏡的直角面212、 213具有突出部分204，所述突 出部分204可以直接作為合光棱鏡20入射光線對準(zhǔn)的對位基準(zhǔn)面，可以明顯地提高對準(zhǔn)的精 度。另外，所述直角面的突出部分204還可以嵌合于投影系統(tǒng)中并作為合光棱鏡在固定時的 膠合劑接著面，提高固定的穩(wěn)定性及支撐強(qiáng)度。
圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例的合光棱鏡30結(jié)構(gòu)圖，其具有與本發(fā)明第一實(shí)施例的合光棱鏡 20相似的結(jié)構(gòu)，包括四個直角棱鏡31、 32、 33、 34。該合光棱鏡30的其不同之處在于合光 棱鏡30中三個直角棱鏡32、 33、 34的兩端面相平齊且，與另外一個直角棱鏡31兩端相錯開一 定的距離，合光棱鏡30—端形成兩個直角面的突出部分304。
本實(shí)施例在合光棱鏡30的光線對準(zhǔn)以及固定時具有與第一實(shí)施例相同的效果。
如第一實(shí)施例和第二實(shí)施例所述的合光棱鏡20和30，其均利用組成合光棱鏡的直角棱鏡 間相對位置的偏移，形成合光棱鏡至少一個直角棱鏡的直角面突出于與其膠合的直角棱鏡相 互膠合處，當(dāng)然，合光棱鏡結(jié)構(gòu)還可以利用直角棱鏡間相對位置的關(guān)系作其他變化。
圖5為本發(fā)明第三實(shí)施例的合光棱鏡40結(jié)構(gòu)圖，其具有與本發(fā)明第一實(shí)施例的合光棱鏡 20相似的結(jié)構(gòu)，具有四個直角棱鏡41、 42、 43、 44。該合光棱鏡40的其不同之處在于組成 合光棱鏡40的直角棱鏡中一個直角棱鏡41的長度hl要小于其他相鄰的三個直角棱鏡42、 43、 44的長度h2。其中，四個直角棱鏡41、 42、 3、 43、 44一端平齊，合光棱鏡40的另一端形成
具有兩個直角面的突出部分404的結(jié)構(gòu)，即本發(fā)明第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施例在合光棱鏡40的光線對準(zhǔn)以及固定時具有與第一實(shí)施例相同的效果。 圖6為本發(fā)明第四實(shí)施例的合光棱鏡50結(jié)構(gòu)圖，其具有與本發(fā)明第三實(shí)施例的合光棱鏡 50相似的結(jié)構(gòu)，具有四個直角棱鏡51、 52、 53、 54。該合光棱鏡50的不同之處在于組成合 光棱鏡50的直角棱鏡中一個直角棱鏡51的長度h3要大于其他三個直角棱鏡52、 53、 54的長度 h4。其中，三個較短的直角棱鏡的兩端平齊，而與較長的直角棱鏡501兩端均錯開一定的距 離，合光棱鏡50的每一端均形成兩個直角面的突出部分504的結(jié)構(gòu)，即本發(fā)明第四實(shí)施例的 結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施例在合光棱鏡50的光線對準(zhǔn)以及固定時具有于第一實(shí)施例相同的效果。
如第三實(shí)施例和第四實(shí)施例所述的合光棱鏡40和50，其均利用組成合光棱鏡的直角棱鏡 間的長短關(guān)系，形成合光棱鏡至少一個直角棱鏡的直角面突出于與其膠合的直角棱鏡相互膠 合處，當(dāng)然，合光棱鏡結(jié)構(gòu)還可以利用直角棱鏡間的長短關(guān)系作其他變化。
本發(fā)明還涉及一種對應(yīng)本發(fā)明結(jié)構(gòu)的合光棱鏡的安裝定位方法，下面結(jié)合本發(fā)明第一實(shí) 施介紹所述合光棱鏡的安裝及定位方法的實(shí)施例。
如圖7所示為本發(fā)明第一實(shí)施例的合光棱鏡20的安裝定位方法流程圖，其包括如下步驟
提供一合光棱鏡，其具有四個相互膠合連接的直角棱鏡，其中至少一個直角棱鏡的直角 面突出于與其膠合的直角棱鏡相互膠合處； 將所述合光棱鏡裝設(shè)于一個投影系統(tǒng)中；
進(jìn)行所述合光棱鏡與投影系統(tǒng)入射光之間的光線對準(zhǔn)，對準(zhǔn)時，以所述合光棱鏡的所述 直角面的突出部分作為基準(zhǔn)面，通過調(diào)整入射光線進(jìn)行光線入射角度的對準(zhǔn)；
固定所述合光棱鏡，固定時，合光棱鏡中所述直角面的突出部分嵌合于投影系統(tǒng)中并作 為所述合光棱鏡固定時的膠合劑接著面。
本發(fā)明的其他實(shí)施例的合光棱鏡的安裝及光線對準(zhǔn)方法可參考本實(shí)施例，故不作詳述。
所述合光棱鏡的安裝對位方法，避免了先前技術(shù)中因?qū)⒑瞎饫忡R的入、出射面及上下霧 面作為對位基準(zhǔn)時存在的角度偏差，因此可以提高光線對準(zhǔn)時的對位精度；另外，將此直角 面的突出部分嵌合于投影系統(tǒng)中并作為合光棱鏡在固定時的膠合劑接著面，可以提高固定的 穩(wěn)定性及支撐強(qiáng)度。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所 做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種合光棱鏡，其包括四個直角棱鏡，其中每一直角棱鏡包含有一個斜面、兩個垂直相交且分別與斜面相交的直角面，所述四個直角棱鏡相互膠合連接，其特征在于所述合光棱鏡中至少有一個直角棱鏡的直角面突出于與其膠合的直角棱鏡相互膠合處。
10.如權(quán)利要求7所述的合光棱鏡的安裝對位方法，其特征在于所 述合光棱鏡以所述至少一個直角棱鏡突出的直角面為膠合劑的接著面膠合，固定于投影系統(tǒng) 中。
全文摘要
一種合光棱鏡，其包括四個直角棱鏡，其中每一直角棱鏡包含有一個斜面、兩個垂直相交且分別與斜面相交的直角面，所述四個直角棱鏡相互膠合連接，所述合光棱鏡中至少有一個直角棱鏡的直角面突出于與其膠合的直角棱鏡相互膠合處。該結(jié)構(gòu)的合光棱鏡，可以減少光線對準(zhǔn)時的對準(zhǔn)誤差，提高對準(zhǔn)精度，還可以提高合光棱鏡固定時的穩(wěn)定度及支撐強(qiáng)度。本發(fā)明還涉及一種合光棱鏡的安裝對位方法。
文檔編號G02B27/10GK101373274SQ20071020143
公開日2009年2月25日 申請日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者徐碧聰 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司