CN101526673A - 投影显示装置与合光棱镜及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种投影显示装置与合光棱镜及其制作方法。该合光棱镜的制作方法包括提供一第一棱镜、一第二棱镜、一第三棱镜和一第四棱镜，其中该第一棱镜的长度大于该第二棱镜的长度，该第三棱镜和该第四棱镜大于该第一棱镜的长度；以及将该第一棱镜、该第二棱镜、该第三棱镜和该第四棱镜予以接合，以获得一棱镜组合件。
Description
技术领域
本发明涉及一种投影显示装置与合光棱镜及其制作方法。
背景技术
现有背投影机(电视)技术是采用技术数字光源处理技术(Digital LightProcessing，DLP)、液晶显示(Liquid-crystal Display，LCD)技术与硅基液晶显示技术(Liquid Crystal on Silicon，LCoS)三种系统，其中LCD与LCoS两种系统须使用合光棱镜为混合光源，因此对于合光棱镜的需求可谓是日益增加。
请参阅图1，其为传统投影机的基本组成，其包括三个液晶光阀42，44，46、一合光棱镜48以及一投影透镜50，红色反射膜48R和蓝色反射膜48B在合光棱镜48中交叉成X形，合光棱镜48结合红、蓝、绿的三原色，并经三个液晶光阀42，44，46的调节而在投影透镜50的方向发射组合光束，投影透镜50则将组合光束聚焦在投影幕52上。
合光棱镜48是由四个尺寸完全相同的棱镜所黏合而成。然而，当尺寸完全相同的四个棱镜粘合在一起形成该合光棱镜48时，很难高精确度地接合棱镜以使红色反射膜48R和蓝色反射膜48B分别位于同一平面上，而此将造成红色反射膜48R和蓝色反射膜48B的反射特性与穿透特性随之改变，而使得合光棱镜48的特性劣化。当此合光棱镜被应用于投影机时，合光棱镜的光散射所造成的条纹会出现于投射影像，或者会形成迭影或出现不同大小的彩色影像。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种投影显示装置与合光棱镜及其制作方法，以改善合光棱镜的特性。
缘是，为达上述目的，本发明的一种合光棱镜的制作方法包括提供一第一棱镜、一第二棱镜、一第三棱镜和一第四棱镜，其中该第一棱镜的长度大于该第二棱镜的长度，该第三棱镜和该第四棱镜大于该第一棱镜的长度；以及将该第一棱镜、该第二棱镜、该第三棱镜和该第四棱镜予以接合，以获得一棱镜组合件。
该第一棱镜与该第二棱镜先利用一第一治具进行接合，该第一棱镜与该第二棱镜接合所形成的一组合件的一平面与该第一治具的一平面完全贴合。当该第一棱镜与该第二棱镜接合时，该第一棱镜的两侧突出长度为相近。
该第一棱镜与该第二棱镜所形成的组合件与该第三棱镜的接合是利用一第二治具，该第一棱镜、该第二棱镜与该第三棱镜所形成的一组合件的一平面与该第二治具的一平面完全贴合。该第三棱镜与该第一棱镜与该第二棱镜所形成的组合件接合时，该第三棱镜的两侧突出长度为相近。其中该第二治具具有一孔洞，其长度配合该第二棱镜的长度，其宽度为大于两倍的该第二棱镜的宽度。或者，该第二治具具有一孔洞，其第一部份的孔洞长度配合该第一棱镜的长度，其第二部份的孔洞长度配合该第三和第四棱镜的长度，该孔洞的宽度为大于两倍的该第二棱镜的宽度。
较佳地，该第一棱镜、该第二棱镜和该第三棱镜所形成的组合件与该第四棱镜的接合是利用一第三治具，该第一棱镜、该第二棱镜、该第三棱镜与该第四棱镜所形成的组合件的一平面与该第三治具的一平面完全贴合，其中该第三棱镜的两侧贴齐于该第四棱镜的两侧。该第三治具具有一孔洞，该孔洞的长度配合该第一棱镜的长度，该孔洞的宽度大于两倍的该第四棱镜的宽度。
较佳地，该第三棱镜和该第四棱镜的长度相等。
该第一棱镜与该第二棱镜的接合处以及该第三棱镜与该第四棱镜的接合处分别具有一第一光选择膜，且该两第一光选择膜位于同一平面上；该第一棱镜与该第三棱镜的接合处以及该第二棱镜与该第四棱镜的接合处分别具有一第二光选择膜，且该两第一光选择膜位于同一平面上，而该第一光选择膜和该第二光选择膜在该合光棱镜中交叉成X形且在其中心交界处为不连续。
较佳地，该第一棱镜的一接合面镀有该第一光选择膜，该第四棱镜的一接合面镀有该第二光选择膜，该第三棱镜的两接合面分别镀有该第一光选择膜和该第二光选择膜。
较佳地，该第一光选择膜为一红色反射膜，该第二光选择膜为一蓝色或绿色反射膜。该第一光选择膜和该第二光选择膜是通过一沉积或溅镀方式形成。该第一棱镜、该第二棱镜、该第三棱镜和该第四棱镜通过一环氧基树脂(epoxy)、UV胶或粘胶接合。该第一棱镜、该第二棱镜、该第三棱镜和该第四棱镜可为等腰三角形、直角等边三角形或非等边直角三角形的柱状棱镜。
此外，本发明的合光棱镜制作方法更包括一步骤是将该棱镜组合件进行切割，以获得一个或多个合光棱镜。
为达上述目的，本发明另提供一种合光棱镜，其包括一第一棱镜、一第二棱镜、一第三棱镜和一第四棱镜，该第一棱镜、该第二棱镜、该第三棱镜和该第四棱镜彼此相互接合，其中该第一棱镜与该第二棱镜的接合处以及该第三棱镜与该第四棱镜的接合处分别具有一第一光选择膜，且该两第一光选择膜位于同一平面上；该第一棱镜与该第三棱镜的接合处以及该第二棱镜与该第四棱镜的接合处分别具有一第二光选择膜，且该两第一光选择膜位于同一平面上，而该第一光选择膜和该第二光选择膜在该合光棱镜中交叉成X形且在其中心交界处为不连续。
为达上述目的，本发明另提供一种投影显示装置，其包括一光源；一彩色分离器，将来自该光源的光线进行分色：一光调节器，依预定的影像信号调整该分色光线；以及一合光棱镜，结合经调整后的该分色光线成为一组合光束，其中该合光棱镜包括一第一棱镜、一第二棱镜、一第三棱镜和一第四棱镜，该第一棱镜、该第二棱镜、该第三棱镜和该第四棱镜彼此相互接合，其中该第一棱镜与该第二棱镜的接合处以及该第三棱镜与该第四棱镜的接合处分别具有一第一光选择膜，且该两第一光选择膜位于同一平面上；该第一棱镜与该第三棱镜的接合处以及该第二棱镜与该第四棱镜的接合处分别具有一第二光选择膜，且该两第一光选择膜位于同一平面上，而该第一光选择膜和该第二光选择膜在该合光棱镜中交叉成X形且在其中心交界处为不连续。
该投影显示装置更包括一投影透镜组，该组合光束聚焦在一投影幕上。
此外，该投影显示装置更包括一UV-IR滤光镜，将来自该光源的光线中的紫外光与红外光滤除。
该彩色分离器包括一偏极光转换器，多个两色性滤光片(dichroic filter)与多个反射镜。而该光调节器包括一液晶光阀、偏振器(Polarizer)或一控制面板(LCD panel)。
附图说明
图1为传统投影机的基本组成示意图；
图2A至图2K为说明本发明的一种合光棱镜的制作方法的示意图；
图3显示本发明的另一种合光棱镜的制作方法所使用的治具的示意图；以及
图4显示本发明的一种LCD投影系统的实施例。
主要元件符号说明
11：第一棱镜或长棱镜 12：第二棱镜或短棱镜
21，22，23，3：治具 10，10’，10”：组合件
13：第三棱镜或加长棱镜
14：第四棱镜或加长棱镜
1R：第一光选择膜或红色反射膜
1B：第二光选择膜或蓝色反射膜
S1，S2，S3：平面 P1～P8：接合面
W1～W3：平面 67：投影透镜组
60：光源 61：UV-IR滤光镜
62：偏极光转换器 63：两色性滤光片
64：反射镜 65：偏振器
66：控制面板 1：合光棱镜
具体实施方式
以下将参照相关附图，说明依据本发明较佳实施例的一种投影显示装置与其合光棱镜及制作方法。其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
请参阅图2A至图2K，其显示本发明的一种合光棱镜的制作方法。首先，如图2A至图2C所示，提供一第一棱镜(或称长棱镜)11和一第二棱镜(或称短棱镜)12，该长棱镜11的长度L1大于该短棱镜12的长度L2，该长棱镜11的接合面P1先镀有第一光选择膜(在此以红色反射膜为例，该红色反射膜可通过沉积或溅镀方式形成)，并与该短棱镜12的接合面P2利用一组装治具21进行接合。所使用的接合方式可为环氧基树脂(epoxy)、UV胶或粘胶。该长棱镜11和短棱镜12接合所形成组合件10的一平面S1与该组装治具21的平面W1须完全贴合，如此可确保该长棱镜11和短棱镜12的段差减至最低，以确保平面S1有良好的平面度。此外，组合时须确保长棱镜11两侧突出长度D1与D2为相近，以利于后续制作程序。
接着，如图2D至图2G所示，提供一第三棱镜(或称加长棱镜)13，其长度L3大于该长棱镜11的长度L1与短棱镜12的长度L2，该长棱镜13的接合面P4先镀有第二光选择膜(在此以蓝色反射膜为例)以及该长棱镜13的接合面P5先镀有第一光选择膜(如红色反射膜)，其中该蓝色反射膜可通过沉积或溅镀方式形成。将该组合件10的接合面P3与该加长棱镜13的接合面P4利用一治具22进行接合成一组合件10’，其中该组合件10’的一平面S2与该治具22的平面W2须完全贴合，如此可确保该长棱镜11与该加长棱镜13的段差减至最低，确保平面S2有良好的平面度，组合时也确保加长棱镜13两侧突出长度D3与D4为相近，以利于后续制作程序。其中该治具22中间孔洞220的长度L须配合或略大于短棱镜12的长度L2，使得平面S2有最大的承靠面可以承靠W2，而孔洞宽度W须大于两倍的棱镜宽度a，以确保短棱镜12不干涉该治具22。
接着，如图2H和图2I所示，再提供一第四棱镜(或称加长棱镜)14，其长度L4相等于该加长棱镜13的长度L3，该长棱镜14的接合面P8先镀有第二光选择膜(如蓝色反射膜)。将该组合件10’的接合面P5和接合面P6与该加长棱镜14的接合面P7与P8利用治具23进行接合形成一组合件10”，此加长棱镜14的平面S3与该治具23的平面W3须完全贴合，如此可确保加长棱镜13与加长棱镜14的段差减至最低，确保平面S3有良好的平面度，组合时确保加长棱镜14两侧贴齐于加长棱镜13两侧。其中该治具23的中间孔洞230的长度L’须配合长棱镜11的长度L1，使平面S3有最大的承靠面可以承靠W3，而孔洞宽度W’则须大于两倍的棱镜宽度a，以确保长棱镜11不干涉治具23。
上述的合光棱镜的长棱镜11、短棱镜12和两个加长棱镜13，14可为等腰三角形、直角等边三角形或非等边直角三角形的柱状棱镜。
最后，请参阅图2I，将该组合件10”沿虚线所示进行切割，可得合光棱镜成品1，如图2J所示。当然，如此一长条组合件1也可切得数个合光棱镜成品。图2J的合光棱镜成品1的剖面如图2K所示，红色反射膜1R和蓝色反射膜1B在合光棱镜1中交叉成X形且在中心交界处为不连续。当然，在合光棱镜中的红色反射膜和蓝色反射膜的位置可以互换，也可采用不同的颜色组合，如以绿色反射膜取代蓝色反射膜，但不限于此。
另请参阅图3，其显示本发明的另一种合光棱镜的制作方法所使用的治具，该合光棱镜的制作方式大致如前面实施例，唯一差异在于将前述实施例中所使用的治具22和23整合成如图3所示的治具3，该治具3的中间孔洞30可分成两部分，第一部份的长度L须配合长棱镜11的长度L1(亦即，第一部份的长度L小于长棱镜11的长度L1但大于短棱镜12的长度L2)，第二部份的长度L’须配合加长棱镜13的长度L3(亦即，第二部份的长度L’小于加长棱镜13的长度L3但大于长棱镜11的长度L1)。而孔洞30的宽度则须大于两倍的棱镜宽度。
最后请参阅图4，其显示本发明的一种LCD投影系统的实施例，其包括一光源60；一彩色分离器，将来自该光源的光线进行分色；三个光调节器，依预定的影像信号调整该经分色的光线；以及一合光棱镜1，结合经调整后的该分色的光线成为一组合光束，其中该合光棱镜1即为上述方法切割而得的合光棱镜成品。
此外，该投影系统更包括一UV-IR滤光镜61，将来自该光源的光线中的紫外光与红外光滤除。该投影系统也包括一投影透镜组67，该组合光束聚焦在一投影幕上。
该彩色分离器包括一偏极光转换器61，多个两色性滤光片(dichroicfilter)63与多个反射镜64。而该光调节器包括一液晶光阀、偏振器(Polarizer)或一控制面板(LCD panel)。
该投影系统的作用方式为光源60发出光线，进入UV-IR滤光镜61，将UV(紫外光)与IR(红外光)滤除，再进入偏极光转换器(PolarizationConversion)62，进而穿过一系列的两色性滤光片(dichroic filter)63与反射镜64，最后经由偏振器(Polarizer)65与控制面板(LCD panel)66，进入合光棱镜1，将红、蓝与绿光合成为白光后再入射到投影透镜组(Projection Lens)67。
综合以上所述，本发明的合光棱镜的制作方法可以确保红色反射膜和蓝色反射膜被精确定位于同一平面上，大幅改善其反射和穿透特性，进而强化合光棱镜的特性。此外，当本发明的合光棱镜应用于投影显示装置时，整个投影显示装置的尺寸能缩小。而本发明的合光棱镜的四个柱状棱镜在对应平面上个别先镀上所需的反射膜后再进行接合，若其中一棱镜镀膜失败时，不需同时更换其他棱镜，因此可有效降低其制作成本。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含在所附的权利要求中。
Claims (23)
1.一种合光棱镜的制作方法，其步骤包括：
提供第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜和第四棱镜，其中该第一棱镜的长度大于该第二棱镜的长度，该第三棱镜和该第四棱镜大于该第一棱镜的长度；以及
将该第一棱镜、该第二棱镜、该第三棱镜和该第四棱镜予以接合，以获得一棱镜组合件。
2.如权利要求1所述的制作方法，其中该第一棱镜与该第二棱镜先利用一第一治具进行接合，该第一棱镜与该第二棱镜接合所形成的一组合件的一平面与该第一治具的一平面完全贴合，当该第一棱镜与该第二棱镜接合时，该第一棱镜的两侧突出长度为相近。
3.如权利要求2所述的制作方法，其中该第一棱镜与该第二棱镜所形成的组合件与该第三棱镜的接合是利用一第二治具，该第一棱镜、该第二棱镜与该第三棱镜所形成的一组合件的一平面与该第二治具的一平面完全贴合，该第三棱镜与该第一棱镜与该第二棱镜所形成的组合件接合时，该第三棱镜的两侧突出长度为相近。
4.如权利要求3所述的制作方法，其中该第二治具具有一孔洞，其长度配合该第二棱镜的长度，其宽度为大于两倍的该第二棱镜的宽度。
5.如权利要求3所述的制作方法，其中该第二治具具有一孔洞，其第一部份的孔洞长度配合该第一棱镜的长度，其第二部份的孔洞长度配合该第三和第四棱镜的长度，该孔洞的宽度为大于两倍的该第二棱镜的宽度。
6.如权利要求3所述的制作方法，其中该第一棱镜、该第二棱镜和该第三棱镜所形成的组合件与该第四棱镜的接合是利用一第三治具，该第一棱镜、该第二棱镜、该第三棱镜与该第四棱镜所形成的组合件的一平面与该第三治具的一平面完全贴合，该第三棱镜的两侧贴齐于该第四棱镜的两侧。
7.如权利要求6所述的制作方法，其中该第三治具具有一孔洞，该孔洞的长度配合该第一棱镜的长度，该孔洞的宽度大于两倍的该第四棱镜的宽度。
8.如权利要求1或6所述的制作方法，其中该第三棱镜和该第四棱镜的长度相等。
9.如权利要求1所述的制作方法，其中该第一棱镜与该第二棱镜的接合处以及该第三棱镜与该第四棱镜的接合处分别具有一第一光选择膜，且该两第一光选择膜位于同一平面上；该第一棱镜与该第三棱镜的接合处以及该第二棱镜与该第四棱镜的接合处分别具有一第二光选择膜，且该两第一光选择膜位于同一平面上，而该第一光选择膜和该第二光选择膜在该合光棱镜中交叉成X形且在其中心交界处为不连续。
10.如权利要求9所述的制作方法，其中该第一棱镜的一接合面镀有该第一光选择膜，该第四棱镜的一接合面镀有该第二光选择膜，该第三棱镜的两接合面分别镀有该第一光选择膜和该第二光选择膜。
11.如权利要求9所述的制作方法，其中该第一光选择膜和该第二光选择膜是通过一沉积或溅镀方式形成。
12.如权利要求1所述的制作方法，其中该第一棱镜、该第二棱镜、该第三棱镜和该第四棱镜通过一环氧基树脂、UV胶或粘胶接合。
13.如权利要求1所述的制作方法，其中该第一棱镜、该第二棱镜、该第三棱镜和该第四棱镜为等腰三角形、直角等边三角形或非等边直角三角形的柱状棱镜。
14.如权利要求1所述的制作方法，其更包括一步骤是将该棱镜组合件进行切割，以获得一个或多个合光棱镜。
15.一种合光棱镜，其包括第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜和第四棱镜，该第一棱镜、该第二棱镜、该第三棱镜和该第四棱镜彼此相互接合，其中该第一棱镜与该第二棱镜的接合处以及该第三棱镜与该第四棱镜的接合处分别具有一第一光选择膜，且该两第一光选择膜位于同一平面上；该第一棱镜与该第三棱镜的接合处以及该第二棱镜与该第四棱镜的接合处分别具有一第二光选择膜，且该两第一光选择膜位于同一平面上，而该第一光选择膜和该第二光选择膜在该合光棱镜中交叉成X形且在其中心交界处为不连续。
16.如权利要求15所述的合光棱镜，其中该第一棱镜、该第二棱镜、该第三棱镜和该第四棱镜通过一环氧基树脂、UV胶或粘胶接合。
17.如权利要求15所述的合光棱镜，其中该第一棱镜、该第二棱镜、该第三棱镜和该第四棱镜为等腰三角形、直角等边三角形或非等边直角三角形的柱状棱镜。
18.如权利要求15所述的合光棱镜，其中该第一光选择膜为一红色反射膜，该第二光选择膜为一蓝色或绿色反射膜。
19.如权利要求15所述的合光棱镜，其中该第一棱镜的一接合面镀有该第一光选择膜，该第四棱镜的一接合面镀有该第二光选择膜，该第三棱镜的两接合面分别镀有该第一光选择膜和该第二光选择膜。
20.一种投影显示装置，其包括：
光源；
彩色分离器，将来自该光源的光线进行分色：
光调节器，依预定的影像信号调整该分色光线；以及
合光棱镜，结合经调整后的该分色光线成为一组合光束，其中该合光棱镜包括一第一棱镜、一第二棱镜、一第三棱镜和一第四棱镜，该第一棱镜、该第二棱镜、该第三棱镜和该第四棱镜彼此相互接合，其中该第一棱镜与该第二棱镜的接合处以及该第三棱镜与该第四棱镜的接合处分别具有一第一光选择膜，且该两第一光选择膜位于同一平面上；该第一棱镜与该第三棱镜的接合处以及该第二棱镜与该第四棱镜的接合处分别具有一第二光选择膜，且该两第一光选择膜位于同一平面上，而该第一光选择膜和该第二光选择膜在该合光棱镜中交叉成X形且在其中心交界处为不连续。
21.如权利要求20所述的投影显示装置，其更包括：
投影透镜组，该组合光束聚焦在一投影幕上；以及
UV-IR滤光镜，将来自该光源的光线中的紫外光与红外光滤除。
22.如权利要求20所述的投影显示装置，其中该彩色分离器包括一偏极光转换器，多个两色性滤光片与多个反射镜。
23.如权利要求20所述的投影显示装置，其中该光调节器包括一液晶光阀、偏振器或一控制面板。
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| CN200810083169A CN101526673A (zh) | 2008-03-07 | 2008-03-07 | 投影显示装置与合光棱镜及其制作方法 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106772914A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 利达光电股份有限公司 | 一种偏振分光棱镜胶合工艺 |
| CN109270775A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-01-25 | 歌尔股份有限公司 | 应用于投影装置的光学系统及其投影装置 |
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2008
- 2008-03-07 CN CN200810083169A patent/CN101526673A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106772914B (zh) * | 2016-12-29 | 2019-11-19 | 南阳利达光电有限公司 | 一种偏振分光棱镜胶合工艺 |
| CN109270775A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-01-25 | 歌尔股份有限公司 | 应用于投影装置的光学系统及其投影装置 |
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