专利名称：一种合光棱镜及其安装对位方法
技术领域：
本发明涉及一种合光棱镜，尤其涉及能够精确定位入射光与合光棱镜的相对位置并能提 升固定的稳定性的一种合光棱镜。
背景技术：
合光棱镜是液晶型投影系统中一个重要的光学元件，其作用是将从不同方向入射到该合 光棱镜的三种基原色光(红，绿，蓝)合成为一道全色光(白)射出至投影系统。
目前， 一般合光棱镜由四个等长直角棱镜组成，其中，每个直角棱镜包括一个与直角相 对的斜面及两个相互垂直相交并分别与斜面相交的直角面。每个直角棱镜的直角面均镀有光 学薄膜而形成镀膜面，用于选择性的将特定波长的光反射或透过。每个直角棱镜还有两个端 面，此端面为合光棱镜与外部投影系统的接触面，为增加与投影系统之间胶合固定的稳定性 ，此端面一般被加工成磨砂的雾面。四个直角棱镜的直角面相互紧靠胶合而成方形合光棱镜 结构，其中，四个直角棱镜的斜面组成合光棱镜的侧面，合光棱镜的侧面为光的入射或出射 面，四个直角棱镜的雾面彼此对齐形成合光棱镜的雾面。
图1A所示为一现有的合光棱镜10的结构，其由四个直角棱镜胶合而成，红色入射光101 、绿色入射光102、蓝色入射光103分别从合光棱镜10三个不同的侧面射入合光棱镜，在合光 棱镜内部经过合光棱镜10合成后的全色出射光104由合光棱镜的另外一个侧面射出。其中， 每个直角棱镜的两个直角面分别镀有不同类型的镀层105和106，镀层105具有将红光波段的 入射光反射而让其他颜色的光透射的功能，镀层106具有将蓝光波段的入射光反射而让其他 颜色的光透射的功能，三种色彩(红，绿，蓝)的光线分别由合光棱镜的三个侧面射入由另 一个侧面射出合成后的全色光。图1B为现有的一种合光棱镜中的一个直角棱镜11结构，包括 一个与直角相对的斜面lll，即合光棱镜的一个侧面，两个互相垂直相交且分别与斜面相交 的直角面112，即具有不同镀层的镀膜面，端面113，即雾面。
在投影系统中，对三束入射光与棱镜镀膜面的夹角精密度要求非常高，需定位光学级角 度，微小的角度偏差都将影响到合光棱镜的合光品质，进而影响到投影系统的解像清晰度。
现有合光棱镜在对入射光与镀膜面间的角度对准时，采用的是以合光棱镜侧面以及上下 雾面为对准时的基准面。但是，由于各个直角棱镜在制作过程中的偏差，再加上后期抛光、 打磨等棱镜制作工序也会造成偏差，所以，其侧面与镀膜面之间难免存在角度上的偏差。这
时再以合光棱镜侧面以及上、下雾面为基准面进行入射光和镀膜面间的角度对准，显然会存 在定位上的误差，导致定位的精度下降，影响整个合光棱镜的合光品质，进而影响投影系统 的解像清晰度。
另外，现有合光棱镜主要通过贴合方式将其上、下雾面胶合于投影系统上。如此，合光 棱镜将主要靠胶合剂的粘着力，表现为雾面和投影系统间的剪切力来实现固定的稳定性，但 是在高温等环境下，胶合剂容易变形而导致合光棱镜稳定性下降， 一旦合光棱镜产生位置偏 移，必然会影响到合光棱镜之合光效果和品质。此外，此种固定方式固定的支撑面亦为上、 下雾面，显然其支撑强度较低。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种合光棱镜及其安装定位的方法，能够精确定位入射光与合光 棱镜的相对位置。
一种合光棱镜，其包括四个直角棱镜，其中每一直角棱镜包含有一个斜面、两个垂直 相交且分别与斜面相交的直角面。所述四个直角棱镜相互胶合连接。所述合光棱镜中至少有 一个直角棱镜的直角面突出于与其胶合的直角棱镜相互胶合处。
一种合光棱镜的安装对位方法，其包括提供一合光棱镜，所述合光棱镜中至少一个直 角棱镜的直角面突出于与其胶合的直角棱镜相互胶合处；将所述合光棱镜装设于一个投影系 统中；以所述合光棱镜中至少一个直角棱镜突出的直角面作为其基准面，进行所述合光棱镜 与入射至所述合光棱镜之间的角度对准；固定所述合光棱镜。
所述合光棱镜，由于在光线对准时直接在入射光线和合光棱镜中至少一个直角棱镜突出 的直角面之间进行，从而避免了先前光线对准时由于直角棱镜斜面和直角面之间角度误差而 弓1起对准精度不高的问题，因而可以提高合光棱镜的光线对准精度。
图1A是现有的一种合光棱镜结构图1B是现有合光棱镜的一个直角棱镜的结构图2是本发明第一实施例的合光棱镜结构图3是本发明第一实施例的合光棱镜其中一个直角棱镜结构图4是本发明第二实施例的合光棱镜结构图5是本发明第三实施例的合光棱镜结构图6是本发明第四实施例的合光棱镜结构图； 图7是本发明第一实施例的合光棱镜的安装定位流程图。
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明作一具体介绍。
图2为本发明第一实施例的合光棱镜20结构图，其包括四个相互胶合连接的直角棱镜21 、22、 23、 24。该合光棱镜还具有四个作为光入射面或出射面的侧面201，具有将红光波段 的光反射而其他波段的光穿透功能的第一镀层202，具有将蓝光波段的光反射而其他波段的 光穿透功能的第二镀层203。
图3所示为本发明第一实施例的合光棱镜20其中一个直角棱镜21结构图，组成合光棱镜 的四个直角棱镜具有相似的结构，故选取其中一个直角棱镜21描述其结构，其包括 一个与 直角相对的斜面211，即合光棱镜20的一个侧面201，两个垂直相交且分别与斜面211相交的 直角面212和213，直角面212和213分别镀有第一镀层202和第二镀层203。
本实施例中，相对的两个直角棱镜21、 23与其他两个直角棱镜22、 24错开，因而在合光 棱镜20—端形成四个直角面的突出部分204，所述每一直角棱镜以具有相同镀层的直角面相 邻接的方式相互紧靠胶合。其中，相对的两个直角棱镜的两端对齐，相邻的直角棱镜两端相 互偏移式错开一定的距离，形成所述合光棱镜20的结构。
本实施例中，由于合光棱镜20的直角棱镜的直角面212、 213具有突出部分204，所述突 出部分204可以直接作为合光棱镜20入射光线对准的对位基准面，可以明显地提高对准的精 度。另外，所述直角面的突出部分204还可以嵌合于投影系统中并作为合光棱镜在固定时的 胶合剂接著面，提高固定的稳定性及支撑强度。
图4为本发明第二实施例的合光棱镜30结构图，其具有与本发明第一实施例的合光棱镜 20相似的结构，包括四个直角棱镜31、 32、 33、 34。该合光棱镜30的其不同之处在于合光 棱镜30中三个直角棱镜32、 33、 34的两端面相平齐且，与另外一个直角棱镜31两端相错开一 定的距离，合光棱镜30—端形成两个直角面的突出部分304。
本实施例在合光棱镜30的光线对准以及固定时具有与第一实施例相同的效果。
如第一实施例和第二实施例所述的合光棱镜20和30，其均利用组成合光棱镜的直角棱镜 间相对位置的偏移，形成合光棱镜至少一个直角棱镜的直角面突出于与其胶合的直角棱镜相 互胶合处，当然，合光棱镜结构还可以利用直角棱镜间相对位置的关系作其他变化。
图5为本发明第三实施例的合光棱镜40结构图，其具有与本发明第一实施例的合光棱镜 20相似的结构，具有四个直角棱镜41、 42、 43、 44。该合光棱镜40的其不同之处在于组成 合光棱镜40的直角棱镜中一个直角棱镜41的长度hl要小于其他相邻的三个直角棱镜42、 43、 44的长度h2。其中，四个直角棱镜41、 42、 3、 43、 44一端平齐，合光棱镜40的另一端形成
具有两个直角面的突出部分404的结构，即本发明第三实施例的结构。
本实施例在合光棱镜40的光线对准以及固定时具有与第一实施例相同的效果。 图6为本发明第四实施例的合光棱镜50结构图，其具有与本发明第三实施例的合光棱镜 50相似的结构，具有四个直角棱镜51、 52、 53、 54。该合光棱镜50的不同之处在于组成合 光棱镜50的直角棱镜中一个直角棱镜51的长度h3要大于其他三个直角棱镜52、 53、 54的长度 h4。其中，三个较短的直角棱镜的两端平齐，而与较长的直角棱镜501两端均错开一定的距 离，合光棱镜50的每一端均形成两个直角面的突出部分504的结构，即本发明第四实施例的 结构。
本实施例在合光棱镜50的光线对准以及固定时具有于第一实施例相同的效果。
如第三实施例和第四实施例所述的合光棱镜40和50，其均利用组成合光棱镜的直角棱镜 间的长短关系，形成合光棱镜至少一个直角棱镜的直角面突出于与其胶合的直角棱镜相互胶 合处，当然，合光棱镜结构还可以利用直角棱镜间的长短关系作其他变化。
本发明还涉及一种对应本发明结构的合光棱镜的安装定位方法，下面结合本发明第一实 施介绍所述合光棱镜的安装及定位方法的实施例。
如图7所示为本发明第一实施例的合光棱镜20的安装定位方法流程图，其包括如下步骤
提供一合光棱镜，其具有四个相互胶合连接的直角棱镜，其中至少一个直角棱镜的直角 面突出于与其胶合的直角棱镜相互胶合处； 将所述合光棱镜装设于一个投影系统中；
进行所述合光棱镜与投影系统入射光之间的光线对准，对准时，以所述合光棱镜的所述 直角面的突出部分作为基准面，通过调整入射光线进行光线入射角度的对准；
固定所述合光棱镜，固定时，合光棱镜中所述直角面的突出部分嵌合于投影系统中并作 为所述合光棱镜固定时的胶合剂接著面。
本发明的其他实施例的合光棱镜的安装及光线对准方法可参考本实施例，故不作详述。
所述合光棱镜的安装对位方法，避免了先前技术中因将合光棱镜的入、出射面及上下雾 面作为对位基准时存在的角度偏差，因此可以提高光线对准时的对位精度；另外，将此直角 面的突出部分嵌合于投影系统中并作为合光棱镜在固定时的胶合剂接著面，可以提高固定的 稳定性及支撑强度。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所 做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种合光棱镜，其包括四个直角棱镜，其中每一直角棱镜包含有一个斜面、两个垂直相交且分别与斜面相交的直角面，所述四个直角棱镜相互胶合连接，其特征在于所述合光棱镜中至少有一个直角棱镜的直角面突出于与其胶合的直角棱镜相互胶合处。
10.如权利要求7所述的合光棱镜的安装对位方法，其特征在于所 述合光棱镜以所述至少一个直角棱镜突出的直角面为胶合剂的接著面胶合，固定于投影系统 中。
全文摘要
一种合光棱镜，其包括四个直角棱镜，其中每一直角棱镜包含有一个斜面、两个垂直相交且分别与斜面相交的直角面，所述四个直角棱镜相互胶合连接，所述合光棱镜中至少有一个直角棱镜的直角面突出于与其胶合的直角棱镜相互胶合处。该结构的合光棱镜，可以减少光线对准时的对准误差，提高对准精度，还可以提高合光棱镜固定时的稳定度及支撑强度。本发明还涉及一种合光棱镜的安装对位方法。
文档编号G02B27/10GK101373274SQ20071020143
公开日2009年2月25日 申请日期2007年8月22日 优先权日2007年8月22日
发明者徐碧聪 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司