分光合色片组及其消全反射方法

文档序号:2741786阅读:126来源:国知局
专利名称:分光合色片组及其消全反射方法
技术领域
本发明涉及光学元件、系统或仪器,尤其涉及基于彩色滤光片的分光 合色片组的构造及方法。
背景技术
投影显示领域早期多采用分光合色棱镜来滤光,以将红、绿、蓝三色光 束合成一束。为了降低成本,申请号为200510016834. 2的中国专利申请提出了一种用以替 代所述分光合色棱镜的分光合色片组,该分光合色片组由蓝分色滤光片和红分色滤光片垂 直交叉而成。所述分光合色片组可以由两片 四片分色滤光片接合而成。最简单有效的结构如 图ι的横向剖面图所示,往往其中一片分色滤光片,例如第二二向合色片2,为一整片;而另 一片分色滤光片,例如第一二向合色片1,则从中分断并分置在所述二向合色片2的两边。上述现有技术的不足之处在于由于所述二向合色片1或2通过固定槽定位或固 定时,总会有空气隙存在于二者的接合部,这样透射往接合部的光会有部分因出现金反射 而流失,无法加以利用。具体以图1为例,第一二向合色片1分为左下部11和右上部10 两部分;当光线由上而下照射穿透第二二向合色片2通过接合部进入第一二向合色片1的 左下部11时,可能如图所示,在该左下部11的内部发生全反射,从而无法汇入出射光束43 中;当光线由上而下照射进入第一二向合色片1的右上部10而射往接合部时,将可能如图 所示在该接合部的界面处发生全反射,从而无法汇入出射光束43中。发明内容本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足之处,而提出一 种分光合色片组及其方法,来消除全反射现象造成的输入光线损耗。为解决上述技术问题,本发明的基本构思为改进现有结构,若在与第二二向合色 片交叉的地方,第一二向合色片不存在迎向入射光的界面,就可以避免所述金反射现象发 生;为此,对所述交叉处第一二向合色片的两个侧面进行角度调整,使该两侧面与入 射光传输方向平行,则不会改变入射光的传输方向。作为实现本发明构思的技术方案是,提供一种分光合色片组,包括在支撑或固定 装置上垂直交叉摆放的第一分光合色片与第二分光合色片,其中所述第一分光合色片从两 边夹着所述第二分光合色片;尤其是,所述第一分光合色片靠近所述第二分光合色片的两 个端面均为与所述第二分光合色片呈45度夹角的斜面。上述方案中,所述第一分光合色片或第二分光合色片包括透光玻璃片及镀在该透 光玻璃片表面的滤光膜。上述方案中,所述第一分光合色片以第二分光合色片为界分成平行放置的两片。上述方案中,所述第一分光合色片具有一包括所述两个端面的狭长槽缝。作为实现本发明构思的技术方案还是,提供一种方法,包括将第一分光合色片与第二分光合色片垂直交叉摆放或固定成一个柱状分光合色 片组的步骤,其中所述第一分光合色片从两边夹着所述第二分光合色片;尤其是,还包括将所述第一分光合色片用来夹着所述第二分光合色片的两个端面加工成两平行 斜面的步骤,以在所述分光合色片组中该两斜面与所述第二分光合色片呈45度夹角。
上述方案中,所述第一分光合色片或第二分光合色片是以透光片为基,在表面镀 滤光膜而成的。上述方案中,所述第一分光合色片以第二分光合色片为界的两部分位于同一平 面;当该分光合色片组呈X形倒置时,对于所述第一分光合色片,所述滤光膜分别位于右上 部分的下表面及左下部分的上表面。上述方案中,所述第一分光合色片以第二分光合色片为界分成两片平行放置,还 包括实现所述平行放置的调试步骤提供沿法向入射并照射所述两个端面的平行光束,该光束的光波长为预定波长;固定该两片中的一片;沿第二分光合色片所指示的方向平移另一片,直到镀在该两片上的滤光膜无缝拼 接地实现对所述平行光束的反射。采用上述各技术方案,克服了现有技术所存在的缺陷,同时具有实现结构简单,不 增加额外成本、易于实施的优点。


图1是现有分光合色片组的剖面结构示意图;图2是本发明分光合色片组的剖面结构示意图;图3是分光合色片组在光源中的使用情况示意图;图4是本发明分光合色片组的剖面结构之二示意图;其中,各附图标记为1——第一分光合色片,10、11——第一分光合色片的第一、 第二部分,100、110、111—第一分光合色片的表面;2——第二分光合色片;3——支撑座; 40,41——第一、第二入射光束,43——出射光束。
具体实施方式
下面,结合附图所示之最佳实施例进一步阐述本发明。如背景技术所陈述,现有技术中通常将第一分光合色片与第二分光合色片垂直交 叉摆放或固定成一个柱状分光合色片组,其中所述第一分光合色片从两边夹着所述第二分 光合色片。该分光合色片组一般还包括用来定位所述第一分光合色片与第二分光合色片的 支撑或固定装置。本发明方法中为了消全反射,在所述摆放或固定之前,包括将第一分光合 色片用来夹着所述第二分光合色片的两个端面加工成两平行斜面的步骤,使在所述分光合 色片组中该两斜面与第二分光合色片呈45度夹角。根据本发明方法设置的柱状分光合色片组如图2剖面图所示意,包括从两边夹着 第二分光合色片2的第一分光合色片1,该第一分光合色片1靠近所述第二分光合色片2的 两个端面均为与所述第二分光合色片2呈45度夹角的斜面。所述第一分光合色片1或第 二分光合色片2可以是二向合色片;为了降低成本,还可以是以透光片(例如但不限于玻璃 片)为基,在表面镀滤光膜而成。图3以本发明分光合色片组为例示意了分光合色片组的光学应用情况。所述支撑 或固定装置以集成在光源组件中的支撑座3为例,图2所示意的分光合色片组被定位在该 支撑座2中。所述支撑座3还支撑可从不同方向对该分光合色片组提供入射光的三组发光 源,还支撑一路合色光输出通道。在该实施例中,为了便于定位分光合色片组,所述第一分光合色片1可以具有一 包括所述两个端面的狭长槽缝,用来插入所述第二分光合色片2。因为该第一分光合色片1 的两部分位于同一平面,为了达到最好的消全反射效果,最好如图2所示,当该分光合色片组呈X形倒置时,所述滤光膜分别位于右上部分的下表面100及左下部分的上表面110。这 样,以所述滤光膜可反射红(R)光而透绿(G)光为例,对于来自分光合色片组右侧可穿透第 二分光合色片2进而射往左下部分11的端面的那部分红光来说,将被所述下表面100所反 射并构成出射光43的一部分。而对于来自分光合色片组上方的绿光40,从所述两个端面之 间穿透第二分光合色片2的那部分光因传输方向与端面保持平行,将避免了现有技术中由 透射光全反射导致的能量损耗。经试验验证,上述实施例中设t为第一分光合色片与第二分光合色片的厚度, L为入射绿光40的宽度,则采用本发明后对透射光的损耗将比现有分光合色片组降低约 /2 W2L依赖于所述支撑或固定装置,在本发明分光合色片组中,所述第一分光合色片还 可以以第二分光合色片为界分成平行放置的两片。所述滤光膜可以位于该两片的同一侧表 面(以但不限于图4为例),或不同侧表面(以但不限于图2为例)。如图4所示,当所述 第一分光合色片1的两部分10和11选择错开平面而平行放置时,本发明方法中还得包括 实现所述平行放置的调试步骤,如下提供沿法向入射并照射所述两个端面的平行光束41 ;使该光束的光波长为可被 所述滤光膜所反射的预定波长;固定该两片中的一片,例如固定右上部分10,假设滤光膜镀在该右上部分的下表 面 100 ;沿第二分光合色片2所指示的方向滑动平移另一片,例如左下部分11 (滤光膜镀 在下表面111),直到镀在该两片上的滤光膜无缝拼接地实现对所述平行光束41的反射,即 所述平行光束41或者被镀在右上部分下表面100的滤光膜所反射,或者穿透第二分光合色 片2后被镀在左下部分下表面111的滤光膜所反射。为了尽量缩小所述两个端面间的距离, 可以调整到使穿透第二分光合色片2后的光线最上端刚好射往左下部分下表面111的最上 端。因此,图2可以是依上述调试步骤获得的特例之一,并实现了所述两个端面间的
最小距离。
权利要求
一种分光合色片组的消全反射方法,包括将第一分光合色片与第二分光合色片垂直交叉摆放或固定成一个柱状分光合色片组的步骤,其中所述第一分光合色片从两边夹着所述第二分光合色片;其特征在于,还包括将所述第一分光合色片用来夹着所述第二分光合色片的两个端面加工成两平行斜面的步骤,以在所述分光合色片组中该两斜面与所述第二分光合色片呈45度夹角。
2.根据权利要求1所述分光合色片组的消全反射方法,其特征在于所述第一分光合色片或第二分光合色片是以透光片为基,在表面镀滤光膜而成的。
3.根据权利要求2所述分光合色片组的消全反射方法,其特征在于所述透光片为玻璃片。
4.根据权利要求2所述分光合色片组的消全反射方法,其特征在于所述第一分光合色片以第二分光合色片为界的两部分位于同一平面;当该分光合色片 组呈X形倒置时,对于所述第一分光合色片,所述滤光膜分别位于右上部分的下表面及左 下部分的上表面。
5.根据权利要求2所述分光合色片组的消全反射方法,其特征在于,所述第一分光合 色片以第二分光合色片为界分成两片平行放置,还包括实现所述平行放置的调试步骤提供沿法向入射并照射所述两个端面的平行光束,该光束的光波长为预定波长;固定该两片中的一片;沿第二分光合色片所指示的方向平移另一片,直到镀在该两片上的滤光膜无缝拼接地 实现对所述平行光束的反射。
6.一种分光合色片组,包括在支撑或固定装置上垂直交叉摆放的第一分光合色片与第 二分光合色片,其中所述第一分光合色片从两边夹着所述第二分光合色片;其特征在于,所述第一分光合色片靠近所述第二分光合色片的两个端面均为与所述第二分光合色 片呈45度夹角的斜面。
7.根据权利要求6所述的分光合色片组,其特征在于所述第一分光合色片或第二分光合色片为二向合色片。
8.根据权利要求6所述的分光合色片组,其特征在于所述第一分光合色片以第二分光合色片为界分成平行放置的两片。
9.根据权利要求6所述的分光合色片组,其特征在于所述第一分光合色片具有一包括所述两个端面的狭长槽缝。
10.根据权利要求6所述的分光合色片组,其特征在于所述第一分光合色片或第二分光合色片包括透光玻璃片及镀在该透光玻璃片表面的 滤光膜。
11.根据权利要求10所述的分光合色片组,其特征在于在所述第一分光合色片以所述第二分光合色片为界的两边,所述滤光膜位于同一侧表
12.根据权利要求10所述的分光合色片组,其特征在于在所述第一分光合色片以所述第二分光合色片为界的两边,所述滤光膜位于不同侧表
全文摘要
一种分光合色片组及其消全反射方法,基于在支撑或固定装置上垂直交叉摆放的第一分光合色片与第二分光合色片,其中所述第一分光合色片从两边夹着所述第二分光合色片,所述消全反射方法包括将所述第一分光合色片用来夹着所述第二分光合色片的两个端面加工成两平行斜面的步骤,以在所述分光合色片组中该两斜面与所述第二分光合色片呈45度夹角。所述第一分光合色片以透光玻璃片为基,在表面镀有滤光膜,其以第二分光合色片为界的两部分滤光膜将无缝拼接地实现对来自端面法线方向的平行入射光束的反射。采用本发明的分光合色片组,具有实现结构简单的优点。
文档编号G02B5/20GK101887141SQ20091010696
公开日2010年11月17日 申请日期2009年5月14日 优先权日2009年5月14日
发明者吴希亮, 詹达举 申请人:绎立锐光科技开发(深圳)有限公司
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