偏振转换合色棱镜组制造技术

本发明专利技术提供了一种偏振转换合色棱镜组，包括一截面为直角三角形的第一棱镜和一截面为矩形的第三棱镜，以及截面是内角与第一棱镜锐角互余的菱形的第二棱镜；所述第三棱镜的任一直角面以及第一棱镜的斜面分别与第二棱镜相应的面连接，再结合镀膜技术和波片的使用，以实现红、绿、蓝三种基色光的偏振转化和合成，制造成本低，合光效率高，可以广泛应用于ＬＣＤ或ＬＣｏＳ的投影显示。

【技术实现步骤摘要】
偏振转换合色棱镜组
本专利技术涉及一种光电显示元件，尤其涉及一种偏振转换合色棱镜组。
技术介绍
在LCD(或LCoS)调制的光引擎的照明光路中，常需要偏振转换，尤其是高质量和 小型化投影显示系统中，常常采用三基色的LED为照明光路，这就不仅需要偏振转换，还需 要三基色的合成光路。 传统的方式是直接采用偏振片起偏，最后再用X-棱镜来合色，这样就造成50%以 上的光源能量浪费，并产生大量热或杂光。为让光强无损的使用，也有采用大量的元件来实 现偏振转换，再加上后续的合色光路，这使得最后系统的体积庞大，效率低，尤其难用于手 机投影等微投影系统。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种偏振转换合色棱镜组，直接将偏振转换和合色光路有效的结合起来，使得结构简单，并且胶合要求简单，制造成本更低，合光效率更高，可以实现红、绿、蓝三种基色光的合成可以广泛应用于LCD或LCoS的投影显示。 本专利技术可以这样实现一种偏振转换合色棱镜组，包括第一棱镜、第二棱镜，和第三棱镜，所述第一棱镜的截面为直角三角形，所述第二棱镜的截面是一内角与第一棱镜的锐角互余的菱形，所述第三棱镜的截面为矩形；所述第三棱镜的任一直角面以及第一棱镜的斜面分别与所述第二棱镜的形成锐角的相邻两面连接；所述第二棱镜与所述第一棱镜的两连接面之间镀有偏振分光膜，所述第三棱镜的一对角面镀有一滤光膜，该滤光膜对从该第三棱镜入射且从所述偏振转换合色棱镜组出射面垂直出射的光透射，同时对从该第三棱镜入射且从所述偏振转换合色棱镜组出射面平行出射的光反射；所述第二棱镜的处于该第二棱镜与第三棱镜的连接面的对面连接一第一波片，所述第一棱镜处于与该第一波片同侧的直角面连接有一第二波片，该第一波片是红光的全波片同时又是蓝绿光的半波片，该第二波片是红光的半波片同时又是蓝绿光的全波片。 本专利技术也可以这样实现一种偏振转换合色棱镜组，包括第一棱镜、第二棱镜，和 第三棱镜，所述第一棱镜的截面为直角三角形，所述第二棱镜的截面是内角与第一棱镜的 锐角互余的菱形，所述第三棱镜的截面为矩形；所述第三棱镜的任一直角面以及第一棱镜 的斜面分别与所述第二棱镜的形成锐角的相邻两面连接；所述第二棱镜与所述第一棱镜的 两连接面之间镀有偏振分光膜，所述第三棱镜的一对角面镀有一滤光膜，该滤光膜对从该 第三棱镜入射且从所述偏振转换合色棱镜组出射面垂直出射的光透射，同时对从该第三棱 镜入射且从所述偏振转换合色棱镜组出射面平行出射的光反射；所述第二棱镜的处于该第 二棱镜与第三棱镜的连接面的对面连接一第二波片，所述第一棱镜处于与该第一波片同侧 的直角面连接有一第一波片，该第一波片是红光的全波片同时又是蓝绿光的半波片，该第 二波片是红光的半波片同时又是蓝绿光的全波片。 上述的技术方案中，所述第三棱镜镀有所述滤光膜的对角面与第一棱镜的斜面平 行或垂直。 所述第一棱镜的截面为等腰直角三角形，所述第二棱镜的截面是内角分别为45。和135°的菱形，所述第三棱镜是两个相同的截面为腰直角三角形的斜面对接而成。 所述第二棱镜的处于该第二棱镜与所述第一棱镜的连接面的对面镀有全反膜。 本专利技术还可以这样实现一种偏振转换合色棱镜组，包括第一棱镜、第二棱镜，和一二向色镜，所述第一棱镜的截面为直角三角形，所述第二棱镜的截面是一内角与第一棱镜的锐角互余的菱形；所述第一棱镜的斜面与所述第二棱镜的一棱面连接，并使二者的出射面处于同一平面，所述第二棱镜的与所述第一棱镜连接面的对面连接所述二向色镜的一端，且所述二向色镜与所述第一棱镜的斜面平行；所述第二棱镜与所述第一棱镜的两连接面之间镀有偏振分光膜，所述二向色镜镀有一滤光膜，该滤光膜对从该二向色镜入射且从所述偏振转换合色棱镜组出射面垂直出射的光透射，同时对从该二向色镜入射且从所述偏振转换合色棱镜组出射面平行出射的光反射；所述第二棱镜的出射面连接一第一波片，所述第一棱镜的出射面连接有一第二波片，该第一波片是红光的全波片同时又是蓝绿光的半波片，该第二波片是红光的半波片同时又是蓝绿光的全波片。 所述二向色镜具有一延长连接段，该延长连接段覆盖连接在所述第二棱镜的棱面 上。 本专利技术具有如下优点利用一种特殊设计的棱镜、镀膜技术以及波片偏振转化功 能相结合来实现对红、绿、蓝三种基色光的偏振转换并合色，以实现LED等光源全光强的利 用，并可直接用后面LCD(或LCoS)来实现色彩调制。本专利技术可不限尺寸生产，结构简单，并 且胶合要求简单，制造成本更低，合光效率更高，可以实现红、绿、蓝三种基色光的合成可以 广泛应用于LCD或LCoS的投影显示，尤其是低成本，小尺寸要求的手机投影显示的需求。附图说明下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。 图1是本专利技术偏振转换合色棱镜组实施例一的结构示意图。 图2是本专利技术偏振转换合色棱镜组实施例二的结构示意图。 图3是本专利技术偏振转换合色棱镜组实施例三的结构示意图。 图4是本专利技术偏振转换合色棱镜组实施例四的结构示意图。 图5是本专利技术偏振转换合色棱镜组实施例五的结构示意图。具体实施方式本专利技术是利用一些特殊镀膜棱镜和波片结合来实现对红、绿、蓝三种基色光偏振 转换并合色功能。具体以下述几个实施例进行说明。 实施例一 请参阅图1所示，本实施例的偏振转换合色棱镜组，包括第一棱镜1、第二棱镜2， 和第三棱镜3，所述第一棱镜1的截面为等腰直角三角形(也可以是任意直角三角形)，所 述第三棱镜3的截面为矩形，所述第二棱镜2的截面是内角分别为45。和135°的菱形(其 内角不限于45。和135° ，只要与第一棱镜l的锐角互余即可)；所述第二棱镜2与所述第一棱镜1的两连接面(22) 13之间镀有偏振分光膜(PBS) 4，所述第二棱镜2的处于该第二棱 镜2与所述第一棱镜1的连接面22的对面(称为第二外表面24)镀有全反膜5 (针对LED 光源)或不镀膜而直接全反射实现全反(视LED半角大小而定)，所述第三棱镜3的对角 面33镀有对蓝光透射绿光反射的滤光膜6，且该对角面与第一棱镜的斜面平行；所述第二 棱镜2的处于该第二棱镜2与第三棱镜3的连接面21的对面(称为第一外表面23)连接 一第一波片7，所述第一棱镜1处于与该第一波片7同侧的直角面12连接有一第二波片8， 该第一波片7是红光的全波片同时又是蓝绿光的半波片，该第二波片8是红光的半波片同 时又是蓝绿光的全波片。 将发红、绿、蓝基色光的LED等发光体分别置于第一棱镜1的直角面11之前、第三 棱镜3的直角面32之前、以及第三棱镜3的另一直角面34之前。如此，从LED等发光体发 出的任意偏振的红、绿、蓝基色光，进入棱镜后，其中 红基色光(R)从第一棱镜1的直角面11进入第一棱镜l，被第一棱镜1的斜面13 上的偏振分光膜4分解为反射的S偏振光(垂直于纸面，图中用点表示，下同)和透过的P 偏振光(平行于纸面，图中用双箭头表示，下同)。S偏振的红基色光出射时被第二波片8 旋转90度偏振方向变成P偏振出射。P偏振的红基色光经第二棱镜2的第二外表面24上 全反膜5反射后经第一波片7出射，其偏振方向保持不变。 蓝基色光(B)从第三棱镜3的直角面34进入第三棱镜3，直接透射过对角面33 后，在斜面13上的偏振分光膜4分解为S偏振光和P偏振光，S偏振光的反射光经第二棱 镜2的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏振转换合色棱镜组，其特征在于：包括第一棱镜、第二棱镜，和第三棱镜，所述第一棱镜的截面为直角三角形，所述第二棱镜的截面是一内角与第一棱镜的锐角互余的菱形，所述第三棱镜的截面为矩形；所述第三棱镜的任一直角面以及第一棱镜的斜面分别与所述第二棱镜的形成锐角的相邻两面连接；所述第二棱镜与所述第一棱镜的两连接面之间镀有偏振分光膜，所述第三棱镜的一对角面镀有一滤光膜，该滤光膜对从该第三棱镜入射且从所述偏振转换合色棱镜组出射面垂直出射的光透射，同时对从该第三棱镜入射且从所述偏振转换合色棱镜组出射面平行出射的光反射；所述第二棱镜的处于该第二棱镜与第三棱镜的连接面的对面连接一第一波片，所述第一棱镜处于与该第一波片同侧的直角面连接有一第二波片，该第一波片是红光的全波片同时又是蓝绿光的半波片，该第二波片是红光的半波片同时又是蓝绿光的全波片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李宝华，王卫华，曾有义，周明强，张元昌，江贤斌，
申请(专利权)人：福建华科光电有限公司，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]