集成光学部件及其制造方法技术

技术编号:13491650 阅读:87 留言:0更新日期:2016-08-07 03:04
本公开提供了一种集成光学部件阵列以及制造可用于投影装置或其他光学装置的集成光学部件阵列的方法。该集成光学部件阵列可以是PBS阵列,该PBS阵列被制成使得具有若干元件的单个PBS立方体可以大规模并行方式组装并且接着分离为单个光学部件,并且可导致制造成本大幅降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
基于硅上液晶(LCOS)的投影仪的操作需要使用偏振光。为了有效地操作,此类投影仪可需要使用偏振分束器(PBS)。这些专用光学部件通常是手工组装的。因此,这些装置的劳动量相对较高而产率相对较低。这两个因素通常可导致部件的高成本。此外,手工组装可将PBS限制于照明应用。部件的高成本是具有讽刺意味的,因为LCOS成像器是相对廉价的,并且基于LCOS的系统据称是低成本的系统。这可导致其中部件的高成本抵消成像器的低成本的情况。
技术实现思路
本公开提供一种集成光学部件阵列和制造可用于投影装置或其他光学装置的集成光学部件阵列的方法。集成光学部件阵列可以是PBS阵列,其被制成使得具有若干元件的单个PBS立方体可以大规模并行方式组装并且接着分离为单个光学部件,并且可导致制造成本大幅降低。在一个方面,本公开提供一种集成光学部件,其包括具有平坦的第一表面和相背对的第二表面的支座,相背对的第二表面包括多个阶梯,多个阶梯中的每个阶梯具有踏板和踢板,该踏板和踢板相交形成靠近平坦的第一表面的铰接部;和偏振分束器(PBS)立方体,其设置于多个阶梯中的每个阶梯上并且与支座成一体。PBS立方体还包括第一棱镜、第二棱镜和反射偏振片,第一棱镜具有与踢板相邻的第一棱镜表面和与阶梯相邻的第二棱镜表面;第二棱镜具有与第一表面相对的第三棱镜表面和与第二表面相对的第四棱镜表面;反射偏振片设置于第一棱镜和第二棱镜之间的对角线曲面上,其与支座的平坦的第一表面平行,其中第一棱镜表面由第一槽与踢板分离,并且PBS立方体包括正交于踏板和踢板的相对端面。在另一个方面,本公开提供一种集成光学部件,其包括具有平坦的第一表面和相背对的第二表面的支座,相背对的第二表面包括多个阶梯,多个阶梯中的每个阶梯具有踏板和踢板,该踏板和踢板相交形成靠近平坦的第一表面的铰接部;和多个偏振分束器(PBS)立方体,其与支座成一体,并在多个阶梯中的每个阶梯上沿线设置。多个PBS立方体中的每个PBS立方体还包括第一棱镜、第二棱镜、反射偏振片及相对端面,第一棱镜具有与踢板相邻的第一棱镜表面和与阶梯相邻的第二棱镜表面;第二棱镜具有与第一表面相对的第三棱镜表面和与第二表面相对的第四棱镜表面;反射偏振片设置于第一棱镜和第二棱镜之间的对角线曲面上,其与支座的平坦的第一表面平行;每个相对端面正交于反射偏振片,其中每个第一棱镜表面由第一槽与踢板分离,并且第二槽将踢板上的相邻PBS立方体分离。在又一个方面,本公开提供一种集成光学部件,其包括具有平坦的第一表面和相背对的第二表面的支座,相背对的第二表面包括具有踏板和踢板的阶梯;和多个偏振分束器(PBS)立方体,其与支座成一体,并且在阶梯上沿线设置。多个PBS立方体中的每个PBS立方体还包括第一棱镜、第二棱镜、反射偏振片及相对端面,第一棱镜具有与踢板相邻的第一棱镜表面和与阶梯相邻的第二棱镜表面;第二棱镜具有与第一表面相对的第三棱镜表面和与第二表面相对的第四棱镜表面;反射偏振片设置于第一棱镜和第二棱镜之间的对角线曲面上,其与支座的平坦的第一表面平行;每个相对端面正交于反射偏振片,其中每个第一棱镜表面由第一槽与踢板分离,并且第二槽将踢板上的相邻PBS立方体分离。在又一个方面,本公开提供了一种制造光学部件的方法,该方法包括:将反射偏振片层合在第一聚合板和第二聚合板之间,该第一聚合板具有第一外表面,并且第二聚合板具有反向的第二外表面;在第二聚合板中以45度角朝着反射偏振片铣削出多个平行的第一槽至第一底部,每个平行的第一槽将阶梯踢板与偏振分束器(PBS)立方体的第一棱镜表面分离开;铣削出垂直于第一槽的多个平行的第二槽从而形成多个阶梯踏板,每个阶梯踏板与第一底部共面,并且从第一踢板延伸至相邻的第二踢板,其中每个第二槽将踏板上相邻PBS立方体的端面分离开,并且踏板和踢板的相交部限定靠近第一外表面的第一铰接部;任选地,铣削出多个平行的第三槽,每个第三槽具有第三底部并且平行于第一槽,每个平行的第三槽垂直于对应的阶梯踢板,并形成支撑PBS立方体的凸缘,第三底部由第二铰接部与踏板分离。该方法还包括铣削出平行于第一槽的多个凹口,每个凹口具有平行于踏板的第一凹口表面,和平行于踢板并延伸到踢板中的第二凹口表面,其中第一凹口表面包括与踏板相背对的第四棱镜表面,并且第二凹口表面包括与第一棱镜表面相背对的第三棱镜表面,其中铣削步骤可以任意顺序执行。在又一个方面,本公开提供了一种光学制品,其包括具有第一主表面的第一透明板;具有第二主表面的第二透明板;附连在第一主表面和第二主表面之间的聚合多层反射偏振片;以及具有第一相对侧面和第一底部的第一底切槽,该第一底切槽延伸穿过第一透明板和聚合多层反射偏振片,其中第一透明板和第二透明板中的至少一者表现出低双折射。上述
技术实现思路
并非旨在描述本公开的每个所公开的实施方案或每种实施方式。以下附图和具体实施方式更具体地说明示例性实施方案。附图说明在整个说明书中都参考了附图,在这些附图中,相同的附图标号表示相同的元件,其中:图1A示出光学层合体的横截面视图;图1B示出光学层合体的横截面视图;图2A示出集成光学部件的透视示意图;图2B示出经铣削的光学层合体的透视示意图;图2C示出经铣削的光学层合体的透视示意图;图2D示出经铣削的光学层合体的透视示意图;图2E示出经铣削的光学层合体的透视示意图;图2F示出集成光学部件的透视示意图;图2G示出集成光学部件的透视示意图;图3A示出了单独分离出的PBS的透视示意图;并且图3B-图3C示出了图3A中单独分离出的PBS的示意性侧视图和顶视图。附图未必按比例绘制。附图中使用的相似标号指示相似的部件。然而,应当理解,在给定附图中使用标号指示部件并非旨在限制另一附图中用相同标号标记的部件。具体实施方式本公开提供一种集成光学部件阵列和制造集成光学部件阵列的方法,该集成光学部件阵列可包括可用于投影装置或其他光学装置的多个光学部件,诸如偏振分束器(PBS)。光学部件阵列可被制成使得具有若干元件的单个光学部件可以大规模并行方式组装并且接着分离(即,彼此分开)为单个光学部件。这种构造技术开启了大幅降低制造成本的可能性,并且可消除可能是光学部件差异主要来源的大部分手工组装。在制造偏振控制部件,尤其是聚合偏振控制部件时遇到的一个障碍是需要确保部件表现出足够低的双折射水平。就大量生产的注塑零件而本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种集成光学部件,包括:支座,所述支座具有平坦的第一表面和相背对的第二表面,所述相背对的第二表面包括多个阶梯,所述多个阶梯中的每个阶梯具有踏板和踢板,所述踏板和所述踢板相交以形成靠近所述平坦的第一表面的铰接部;偏振分束器(PBS)立方体,所述PBS立方体设置于所述多个阶梯中的每个阶梯上并与所述支座成一体,所述PBS立方体包括:第一棱镜,所述第一棱镜具有与所述踢板相邻的第一棱镜表面和与所述阶梯相邻的第二棱镜表面;第二棱镜,所述第二棱镜具有与所述第一表面相背对的第三棱镜表面和与所述第二表面相对的第四棱镜表面;和反射偏振片,所述反射偏振片设置于所述第一棱镜和所述第二棱镜之间的对角线曲面上,所述反射偏振片平行于所述支座的所述平坦的第一表面,其中所述第一棱镜表面由第一槽与所述踢板分离,并且所述PBS立方体包括正交于所述踏板和所述踢板的相对的端面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.23 US 61/919,8671.一种集成光学部件,包括:
支座,所述支座具有平坦的第一表面和相背对的第二表面,所
述相背对的第二表面包括多个阶梯,所述多个阶梯中的每个阶梯具
有踏板和踢板,所述踏板和所述踢板相交以形成靠近所述平坦的第
一表面的铰接部;
偏振分束器(PBS)立方体,所述PBS立方体设置于所述多个阶梯
中的每个阶梯上并与所述支座成一体,所述PBS立方体包括:
第一棱镜,所述第一棱镜具有与所述踢板相邻的第一棱镜
表面和与所述阶梯相邻的第二棱镜表面;
第二棱镜,所述第二棱镜具有与所述第一表面相背对的第
三棱镜表面和与所述第二表面相对的第四棱镜表面;和
反射偏振片,所述反射偏振片设置于所述第一棱镜和所述
第二棱镜之间的对角线曲面上,所述反射偏振片平行于所述支
座的所述平坦的第一表面,
其中所述第一棱镜表面由第一槽与所述踢板分离,并且所述
PBS立方体包括正交于所述踏板和所述踢板的相对的端面。
2.根据权利要求1所述的集成光学部件,其中每个第二棱镜表面由棱
镜延伸部与所述相邻踏板分离。
3.根据权利要求1所述的集成光学部件,还包括设置于所述第一棱镜
表面、所述第三棱镜表面、所述第四棱镜表面和所述端面中的至少
一者上的黑色涂层。
4.根据权利要求1所述的集成光学部件,其中所述第三棱镜表面与所
述踢板中的凹口相邻,所述凹口具有平行于所述踏板的第一凹口表
面,以及与所述第二棱镜表面相邻并平行于所述踢板的第二凹口表
面。
5.一种集成光学部件,包括:
支座,所述支座具有平坦的第一表面和相背对的第二表面,所
述相背对的第二表面包括多个阶梯,所述多个阶梯中的每个阶梯具

\t有踏板和踢板,所述踏板和所述踢板相交以形成靠近所述平坦的第
一表面的铰接部;
多个偏振分束器(PBS)立方体,所述多个PBS立方体与所述支座
成一体并在所述多个阶梯中的每个阶梯上沿直线设置,所述多个
PBS立方体中的每个PBS立方体包括:
第一棱镜,所述第一棱镜具有与所述踢板相邻的第一棱镜
表面和与所述阶梯相邻的第二棱镜表面;
第二棱镜,所述第二棱镜具有与所述第一表面相背对的第
三棱镜表面和与所述第二表面相对的第四棱镜表面;
反射偏振片,所述反射偏振片设置于所述第一棱镜和所述
第二棱镜之间的对角线曲面上,所述反射偏振片平行于所述支
座的所述平坦的第一表面;和
相对的端面,每个相对的端面正交于所述反射偏振片,
其中每个第一棱镜表面由第一槽与所述踢板分离,并且第二槽
将所述踢板上的相邻PBS立方体分离。
6.根据权利要求5所述的集成光学部件,其中所述第一棱镜表面是背
面黑色涂覆的表面,所述第二棱镜表面是抛光的光输入表面,所述
第三棱镜表面是抛光的输出表面,并且所述第四棱镜表面包括适用
于硅上液晶(LCoS)成像器的...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·D·勒A·J·乌德柯克J·C·卡尔斯C·T·默里R·J·弗格森C·C·巴鲁姆
申请(专利权)人:三M创新有限公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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