光学部件阵列制造技术

本公开提供一种光学部件阵列和一种制造光学部件阵列的方法，所述光学部件阵列可包括可用于投影装置或其它光学装置的多个光学部件。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单个化为单个光学部件，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】光学部件阵列
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)和任选地偏振转换系统（PCS)。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成像器件是相对廉价的，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件的低成本的情况。
技术实现思路
本公开提供一种光学部件阵列和一种制造光学部件阵列的方法，所述光学部件阵 列可包括可用于投影装置或其它光学装置的多个光学部件。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单个化为单个光学部件，并 且可导致制造成本大幅降低。在一个方面，本公开提供一种偏振分束器（PBS)阵列，所述阵 列包括：反射偏振器；多个第一机加工棱镜，所述多个第一机加工棱镜各自具有粘附到反 射偏振器的主表面的第一对角线表面；和多个第二机加工棱镜，所述多个第二机加工棱镜 各自具有粘附到反射偏振器的反向主表面的第二对角线表面。多个第一机加工棱镜和多个 第二机加工棱镜中的每个与彼此对准地对齐，从而形成与反射偏振器邻接的PBS阵列。 在另一方面，本公开提供一种光学部件阵列，所述光学部件阵列包括：基底膜；多 个第一机加工棱镜结构，所述多个第一机加工棱镜结构各自具有粘附到基底膜的主表面的 第一对角线表面；和多个第二机加工棱镜结构，所述多个第二机加工棱镜结构各自具有粘 附到基底膜的反向主表面的第二对角线表面。多个第一机加工棱镜结构和多个第二机加工 棱镜结构中的每个与彼此对准地对齐。 在另一方面，本公开提供一种光学部件阵列，所述光学部件阵列包括：基底膜；多 个第一机加工结构，所述多个第一机加工结构各自具有粘附到基底膜的主表面的第一表面 和连接相邻第一机加工结构的第一底面区域；和多个第二机加工结构，所述多个第二机加 工结构各自具有粘附到基底膜的反向主表面的第二表面和连接相邻第二机加工结构的第 二底面区域。多个第一机加工结构和多个第二机加工结构中的每个对齐，使得第一底面区 域的至少一部分和第二底面区域的至少一部分彼此对准地对齐并且由基底膜分开。 在另一方面，本公开提供一种制造 PBS阵列的方法，所述方法包括：背对第一平坦 表面将第一多个平行V形脊机加工到第一片材中，使得相邻V形脊由第一底面区域分开； 背对第二平坦表面将第二多个平行V形脊机加工到第二片材中，使得相邻V形脊由第二底 面区域分开；将基底膜定位在第一平坦表面与第二平坦表面之间；将第一多个平行V形脊 与第二多个平行V形脊对准地对齐；以及将基底膜粘附在第一平坦表面与第二平坦表面之 间。 在另一方面，本公开提供一种制造 PBS阵列的方法，所述方法包括：将基底膜粘附 在第一片材与第二片材之间；将第一多个平行V形脊机加工到第一片材中，使得相邻V形脊 由第一底面区域分开；以及将第二多个平行V形脊机加工到第二片材中，使得相邻V形脊由 第二底面区域分开并且使得第一多个平行V形脊与第二多个平行V形脊对准地对齐。 在另一方面，本公开提供一种制造光学部件阵列的方法，所述方法包括：背对第一 平坦表面将至少两个第一沟槽机加工到第一片材中，使得第一底面区域将每个第一沟槽与 第一平坦表面分开；背对第二平坦表面将至少两个第二沟槽机加工到第二片材中，使得第 二底面区域将每个第二沟槽与第二平坦表面分开；将基底膜定位在第一平坦表面与第二平 坦表面之间；将至少两个第一沟槽与至少两个第二沟槽对准地对齐；以及将基底膜粘附在 第一平坦表面与第二平坦表面之间。 在另一方面，本公开提供一种制造光学部件阵列的方法，所述方法包括：将基底膜 粘附在第一片材与第二片材之间；将至少两个第一沟槽机加工到第一片材中，使得第一底 面区域将至少两个第一沟槽中的每个与基底膜分开；以及将至少两个第二沟槽机加工到第 二片材中，使得第二底面区域将至少两个第二沟槽中的每个与片材分开，并且使得第一底 面区域和第二底面区域背对基底膜对准地对齐。 在另一方面，本公开提供一种光学部件阵列，所述光学部件阵列包括：平坦的光学 叠堆；和机加工到平坦的光学叠堆中的多个第一结构，多个第一结构中的每个具有邻近平 坦的光学叠堆的主表面的第一表面和连接相邻第一结构的第一底面区域。 上述
技术实现思路
并非意图描述本公开的每个所公开实施例或每种实施方式。以下附 图和【具体实施方式】更具体地举例说明了例示性实施例。 【附图说明】 整个说明书参考附图，在附图中，类似的参考标号表示类似的元件，并且其中： 图IA-图IE示出用以生产光学部件阵列的代表性技术的步骤的示意性透视图； 图2A示出光学部件的示意性剖视图； 图2B示出光学部件的示意性剖视图； 图3A-图3F示出用以生产光学部件阵列的代表性技术的示意性剖视图； 图4A示出用以生产包括多个光学部件阵列的光学部件整体料的代表性技术的示 意性剖视图；并且 图4B示出通过图4A的技术生产的合色器系统的示意性剖视图。 附图未必按比例绘制。附图中使用的类似标号指代类似部件。然而,应当理解,使 用标号来指代给定附图中的部件并非意图限制在另一附图中以相同标号标记的部件。 【具体实施方式】 本公开提供一种光学部件阵列和一种制造光学部件阵列的方法，所述光学部件阵 列可包括可用于投影装置或其它光学装置的多个光学部件。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单个化（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。制造偏振控制部件时遇到的一个障碍是需要确保 部件表现出足够低水平的双折射。就大量生产的注塑零件而言这可能难以实现，因为与注 塑相关联的残余应力可频繁地导致高的双折射。然而，至少出于成本和使用寿命的原因，塑 性零件是非常可取的。 在以下说明中参考附图，附图形成说明的一部分并且通过举例说明的方式示出。 应当理解，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可设想并可做出其它实施例。因此，以 下的【具体实施方式】不具有限制性意义。 除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特 性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语约来修饰的。因此，除非有相反的 说明，否则在上述说明书和所附权利要求中列出的数值参数均为近似值，根据本领域的技 术人员利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，这些近似值可以变化。 除非本文内容另外清楚指明，否则本说明书和所附权利要求中使用的单数形式 一种、一个、该、所述涵盖了具有多个指代物的实施例。除非本文内容另外清楚指 明，否则本说明书和所附权利要求中所使用的术语或 一般被用以包括和/或的意思。 如果在本文中使用与空间相关的术语，包括但不限于下面、上面、在...下 面、在...之下、在...之上和在顶部，这些术语被用来便于描述一个元件相对于 另一个元件的空间关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏振分束器(PBS)阵列，包括：反射偏振器；多个第一机加工棱镜，所述多个第一机加工棱镜各自具有粘附到所述反射偏振器的主表面的第一对角线表面；和多个第二机加工棱镜，所述多个第二机加工棱镜各自具有粘附到所述反射偏振器的反向主表面的第二对角线表面，其中所述多个第一机加工棱镜和所述多个第二机加工棱镜中的每个与彼此对准地对齐，从而形成与所述反射偏振器邻接的PBS阵列。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.27 US 61/664,9481. 一种偏振分束器（PBS)阵列，包括： 反射偏振器； 多个第一机加工棱镜，所述多个第一机加工棱镜各自具有粘附到所述反射偏振器的主 表面的第一对角线表面；和 多个第二机加工棱镜，所述多个第二机加工棱镜各自具有粘附到所述反射偏振器的反 向主表面的第二对角线表面， 其中所述多个第一机加工棱镜和所述多个第二机加工棱镜中的每个与彼此对准地对 齐，从而形成与所述反射偏振器邻接的PBS阵列。2. 根据权利要求1所述的PBS阵列，其中第一底面区域连接相邻的第一机加工棱镜，并 且第二底面区域连接相邻的第二机加工棱镜。3. 根据权利要求1所述的PBS阵列，其中所述第一机加工棱镜和所述第二机加工棱镜 各自包含低双折射材料。4. 根据权利要求3所述的PBS阵列，其中所述低双折射材料包括丙烯酸类聚合物、聚碳 酸酯聚合物、环烯烃共聚物或玻璃。5. 根据权利要求4所述的PBS阵列，其中所述丙烯酸类聚合物为浇注的丙烯酸类聚合 物。6. 根据权利要求1所述的PBS阵列，其中所述反射偏振器包括聚合物多层光学膜偏振 器、McNeill偏振器或线栅偏振器。7. 根据权利要求1所述的PBS阵列，其中所述多个第一机加工棱镜和所述多个第二机 加工棱镜各自形成矩形形状阵列。8. 根据权利要求1所述的PBS阵列，其中所述机加工棱镜使用包括机械抛光、火焰抛 光、蒸气抛光或它们的组合的技术进行抛光。9. 根据权利要求1所述的PBS阵列，其中所述反射偏振器包括周边，并且还包括：邻近 所述反射偏振器的所述主表面的所述周边设置的第一框架、邻近所述反射偏振器的所述反 向主表面的所述周边设置的第二框架、和在所述第一框架和所述第二框架中的每个内设置 并且对齐的对准特征结构。10. -种光学部件阵列，包括： 基底膜； 多个第一机加工棱镜结构，所述多个第一机加工棱镜结构各自具有粘附到所述基底膜 的主表面的第一对角线表面；和 多个第二机加工棱镜结构，所述多个第二机加工棱镜结构各自具有粘附到所述基底膜 的反向主表面的第二对角线表面，其中所述多个第一机加工棱镜结构和所述多个第二机加 工棱镜结构中的每个与彼此对准地对齐。11. 根据权利要求10所述的光学部件阵列，其中第一机加工棱镜结构和第二机加工棱 镜结构的反向对形成矩形棱镜光学元件。12. 根据权利要求10所述的光学部件阵列，其中第一底面区域连接相邻的第一机加工 棱镜结构，并且第二底面区域连接相邻的第二机加工棱镜结构。13. 根据权利要求10所述的光学部件阵列，其中所述第一机加工棱镜结构和所述第二 机加工棱镜结构各自包含低双折射材料。14. 根据权利要求13所述的光学部件阵列，其中所述低双折射材料包括丙烯酸类聚合 物、聚碳酸酯聚合物或环烯烃共聚物。15. 根据权利要求14所述的光学部件阵列，其中所述丙烯酸类聚合物为浇注的丙烯 酸。16. 根据权利要求10所述的光学部件阵列，其中所述基底膜包括粘合剂、透明塑料、玻 璃、二向色的涂层、散射材料、反射偏振器、吸收型偏振器、多层光学膜、延迟片、反射器、回 复反射器、微结构化材料、透镜状结构化材料、菲涅耳结构化材料、吸收器、或它们的组合。17. 根据权利要求10所述的光学部件阵列，其中所述基底膜包括膜层合物。18. 根据权利要求17所述的光学部件阵列，其中所述膜层合物包括选自多层介电膜的 至少两个膜，所述多层介电膜包括：无机膜和涂层或多层膜叠堆；有机膜，诸如包括偏振器 诸如反射偏振器和吸收型偏振器的聚合物膜、聚合物膜层合物和多层聚合物膜；偏振器，包 括聚合物多层光学膜偏振器、McNeill偏振器和线栅偏振器；延迟片，包括四分之一波长延 迟片和二分之一波长延迟片；和膜或涂层，诸如有机或无机二向色反射器和吸收器。19. 根据权利要求10所述的光学部件阵列，其中所述多个第一机加工棱镜结构和所述 多个第二机加工棱镜结构各自形成矩形形状阵列。20. 根据权利要求10所述的光学部件阵列，其中所述基底膜包括周边，并且还包括：邻 近所述基底膜的所述主表面的所述周边设置的第一框架、邻近所述基底膜的所述反向主表 面的所述周边设置的第二框架、和在所述第一框架和所述第二框架中的每个内设置并且对 齐的对准特征结构。21. -种光学部件阵列，包括： 基底膜； 多个第一机加工结构，所述多个第一机加工结构各自具有粘附到所述基底膜的主表面 的第一表面和连接相邻第一机加工结构的第一底面区域；和 多个第二机加工结构，所述多个第二机加工结构各自具有粘附到所述基底膜的反向主 表面的第二表面和连接相邻第二机加工结构的第二底面区域， 其中所述多个第一机加工结构和所述多个第二机加工结构中的每个对齐，使得所述第 一底面区域的至少一部分和所述第二底面区域的至少一部分彼此对准地对齐并且由所述 基底膜分开。22. 根据权利要求21所述的光学部件阵列，其中所述第一机加工结构和所述第二机加 工结构各自包含低双折射材料。23. 根据权利要求22所述的光学部件阵列，其中所述低双折射材料包括丙烯酸类聚合 物、聚碳酸酯聚合物、环烯烃共聚物或玻璃。24. 根据权利要求23所述的光学部件阵列，其中所述丙烯酸类聚合物为浇注的丙烯 酸。25. 根据权利要求21所述的光学部件阵列，其中所述基底膜包括粘合剂、透明塑料、玻 璃、二...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·卡尔斯，J·M·尼尔森，C·N·德沃，D·G·巴尔德温，
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