专利名称：一种分色镜堆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种分色镜堆，该分色镜堆可以把入射白光带分离成红、绿、蓝三种颜色并列的光带，在入射白光带平动时，红、绿、蓝并列光带依序滚动，实现扫描效果。
背景技术：
大屏幕显示器的历史久远，有投影型显示和平面矩阵型显示等种类，现在的主流产品是背投显示。在各种投影仪(光机)中都要有色分离及色合成光学系统。已有的色分离技术有多种方案，三板式投影仪有三色分解合成分色棱镜方式，液晶色偏光滤光方式。单板式投影仪有高清晰显示板的全息照相滤光方式与场顺序色方式。场顺序色方式是将蓝绿红三原色分别按一场的三分之一时间顺序显示。现在投影仪的主流产品是单板式，单板式投影仪中主要是采用三色滤光片色轮方式，这种方式由于滤光片只能使单色光通过，其余光不能同时利用，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损失。
提高光效率是当前投影光机领域的世界性课题，为了提高光的利用率，近来Philips公司发明了旋转三个四棱镜的色分离与扫描技术，Samsung公司发明了旋转柱面镜的色分离与扫描技术，实现了提高白光利用率，降低光损失的目的，但是这两种方案都存在结构复杂，体积大，价格贵等问题。为寻求更简单易行的方法，在这里，我们提出了一种分色镜堆。
发明内容
本发明的目的在于提出一种分色镜堆，该分色镜堆可以把入射白光带同时分离成红、绿、蓝三种颜色的并列光带，当入射白光带平动时，红、绿、蓝并列光带依序滚动，实现扫描效果。
本发明的目的是由下述技术方案实现的一种分色镜堆，其特征在于至少包括五层透明板和至少五层分色介质膜，所述透明板与所述分色介质膜相间设置，所述分色介质膜是红、绿、蓝三原色分色介质膜，该分色介质膜按白光带入射顺序，自前向后等间距且平行排列在同一条轴线上，所述三原色分色介质膜的长度相等，所述第二层分色介质膜的宽度是第一层分色介质膜宽度的二倍，所述第三层分色介质膜的宽度大于或等于第一层分色介质膜宽度的三倍，所述第四层分色介质膜的宽度大于或等于第一层分色介质膜宽度的二倍，第五层分色介质膜的宽度大于或等于第一层分色介质膜宽度的一倍，所述第一层分色介质膜宽度符合数学关系式H＝L*tgA*2，其中，H是分色介质膜宽度、L是相邻的分色介质膜的间距、A是白光带在第一层分色介质膜上的入射角。
本发明与已有技术相比具有如下的优点1、由于本发明利用透明板和分色介质膜的光学特性，把入射白光带同时分离成红、绿、蓝三种颜色的并列光带，并同时投射到图像发生器(如Lcos、DMD等)上，光的损失很少，光的时间和空间利用率都很高。
2、本发明的结构简单，加工方便，体积小，重量轻。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1、本发明的结构示意2、本发明的端面图 (图1的左端面)图3、本发明的实施例二的结构示意4、本发明光学扫描示意图具体实施方式
参见图1及图2，一种分色镜堆，至少包括五层透明板10和至少五层分色介质膜20，所述透明板与所述分色介质膜相间设置，所述分色介质膜是红、绿、蓝三原色分色介质膜，该分色介质膜按白光带F入射顺序，自前向后等间距且平行排列在同一条轴线上，所述三原色分色介质膜的长度B相等，所述第二层分色介质膜的宽度是第一层分色介质膜宽度的二倍，所述第三层分色介质膜的宽度大于或等于第一层分色介质膜宽度的三倍，所述第四层分色介质膜的宽度大于或等于第一层分色介质膜宽度的二倍，第五层分色介质膜的宽度大于或等于第一层分色介质膜宽度的一倍，所述第一层分色介质膜宽度符合数学关系式H＝L*tgA*2，其中，H是分色介质膜宽度、L是相邻的分色介质膜的间距、A是白光带在第一层分色介质膜上的入射角。根据设计上的需要，所述的白光带对分色介质膜的入射角可以是1°-45°。所述第四层、第五层分色介质膜的宽度也可以是第一层分色介质膜宽度的三倍。
在本实施例中，五层透明板可以是光学玻璃板，五块玻璃板的厚度相等，按自前向后的顺序用光学胶粘接成一体，第二块至第五块光学玻璃板的上表面镀制第一层至第四层分色介质膜，第五块光学玻璃板的下表面镀制第五层分色介质膜，所述五层分色介质膜的中心线应当位于同一条轴线C上。所述三种颜色的分色介质膜应当按照统一的颜色顺序循环排列。五层分色介质膜的排列顺序可以是红、绿、蓝、红、绿。也可以是绿、蓝、红、绿、蓝。还可以是蓝、红、绿、蓝、红等。
在本实施例中，所述的分色介质膜是一种成熟的多层介质膜技术(Dichroicmirror)，是一种光学薄膜，其功能是把照射其上的白光中一定波长和一定带宽的彩色光反射(可达95％以上)而其余的光都顺利原路通过(可达95％以上)。选择不同折射率介质、各层介质的厚度和层数等，可以确定对一定入射角白光的反射光的波长、带宽和反射率等。在发明的分色镜堆中使用的红、绿、蓝分色介质膜其中心波长可以分别选择例如640、550、470纳米(nm)而相应的带宽为600nm以上、80nm和500nm以下，这样把可见光几乎全部利用起来。
参见图3根据上述实施例，本发明的分色镜堆可以出现一个特例，在本实施例中，规定白光带入射角是45°，将所述的透明板设计成棱镜，本实施例在外观形状上是上述实施例的一个变形，即把呈长方体形状的分色镜堆的四个角取消，使其变形为呈四棱柱体的分色镜堆，按自前向后排序，第一个透明板变形成棱镜是三棱镜，其截面呈等腰三角形，第二个透明板变形成棱镜是四棱镜，其截面呈等腰梯形，第三个透明板变形成棱镜是四棱镜，其截面呈梯形，第四个透明板及第五个透明板都变形成棱镜，并且都是四棱镜，其截面呈梯形。将由此构成的分色镜堆一侧的平面设定为白光带扫描入射窗30，在与所述入射窗相垂直的另一个面上形成与入射窗面积相等的红、绿、蓝并行光带的扫描窗40。本发明的入射窗和扫描窗的尺寸可以设计成14.224×3.556毫米。
参见图4，以实施例二的分色镜堆演示本发明光学扫描原理，为了描述上的方便，在本图中将实施例二的分色镜堆逆时针旋转了45°。在分色镜堆入射窗30的一侧设置一个白光带F，白光带面积为分色镜堆入射窗面积的1/3，控制白光带按自下而上运动方向从入射窗下端向入射窗顶端匀速移动，在移动过程中，溢出入射窗顶端的部分迅速跳回入射窗下端继续自下而上匀速移动，进行连续循环扫描。所述移动的白光带进入分色镜堆后被分离成红、绿、蓝三种颜色并列的光带，并在分色镜堆的扫描窗处实现红、绿、蓝三色光带的同时等量连续定向扫描。在扫描过程中，所述红、绿、蓝三色光带各自的光带宽度不变，所述红、绿、蓝三色光带扫描区域的大小及位置不变，但红、绿、蓝三色光带在扫描区域内依序滚动。
为了扩大色域，本发明使用的分色介质膜的颜色可以是在CIE图上选出的四原色，当采用四原色分色介质膜时，所述分色介质膜至少是七层，第一层至第七层分色介质膜的有效宽度比是1∶2∶3∶4∶3∶2∶1。
权利要求
1.一种分色镜堆，其特征在于至少包括五层透明板和至少五层分色介质膜，所述透明板与所述分色介质膜相间设置，所述分色介质膜是红、绿、蓝三原色分色介质膜，该分色介质膜按白光带入射顺序，自前向后等间距且平行排列在同一条轴线上，所述三原色分色介质膜的长度相等，所述第二层分色介质膜的宽度是第一层分色介质膜宽度的二倍，所述第三层分色介质膜的宽度大于或等于第一层分色介质膜宽度的三倍，所述第四层分色介质膜的宽度大于或等于第一层分色介质膜宽度的二倍，第五层分色介质膜的宽度大于或等于第一层分色介质膜宽度的一倍，所述第一层分色介质膜宽度符合数学关系式H＝L*tgA*2，其中，H是分色介质膜宽度、L是相邻的分色介质膜的间距、A是白光带在第一层分色介质膜上的入射角。
2.根据权利要求1所述的分色镜堆，其特征在于所述的白光带入射角是45°，所述的透明板是棱镜，所述分色镜堆一侧的平面是白光带扫描入射窗，在与所述入射窗相垂直的另一个面上形成与入射窗面积相等的红、绿、蓝并行光带的扫描窗。
3.根据权利要求1所述的分色镜堆，其特征在于所述的白光带对分色介质膜的入射角可以是1°-45°。
4.根据权利要求1所述的分色镜堆，其特征在于所述分色介质膜的颜色可以在CIE图上选出的四原色，所述分色介质膜至少是七层，第一层至第七层分色介质膜的有效宽度比是1∶2∶3∶4∶3∶2∶1。
全文摘要
本发明涉及一种分色镜堆，至少包括五层透明板和至少五层分色介质膜，所述透明板与所述分色介质膜相间设置，分色介质膜是红、绿、蓝三原色分色介质膜，该分色介质膜按白光带入射顺序，自前向后等间距且平行排列在同一条轴线上，所述三原色分色介质膜的长度相等，所述第二层分色介质膜的宽度是第一层分色介质膜宽度的二倍，所述第三层分色介质膜的宽度大于或等于第一层分色介质膜宽度的三倍，所述第四层分色介质膜的宽度大于或等于第一层分色介质膜宽度的二倍，第五层分色介质膜的宽度大于或等于第一层分色介质膜宽度的一倍，所述第一层分色介质膜宽度符合数学关系式H＝L*tgA*2。
文档编号G02B27/10GK1715995SQ200410048379
公开日2006年1月4日 申请日期2004年6月30日 优先权日2004年6月30日
发明者吴葆刚, 吴佶宁, 高建谧, 温景悟 申请人:温景悟