一种用于高分辨率高亮度数字电影放映机的分色合色装置制造方法及图纸

一种用于高分辨率高亮度数字电影放映机的分色合色装置，包括一用于转折光路的TIR棱镜组和一用于分色合色的菲利普棱镜组，所述TIR棱镜组位于菲利普棱镜组的上方；其中，在菲利普棱镜组中至少包括具有蓝光通道的棱镜、红光通道的棱镜和绿光通道的棱镜；在这三个棱镜的入射面和出射面上均镀可见光波段增透膜，并随其后均置有对应的图像芯片，具有蓝光通道的棱镜和具有红光通道的棱镜这两个棱镜的二向色面上分别镀有反蓝膜和反红膜；在各棱镜间存有空气隙；在菲利普棱镜组中，对应与投影光轴入射角大的空气隙的厚度要不大于对应与投影光轴入射角小的空气隙的厚度，且各空气隙厚度在10～40微米的范围内。其可有效的减小数字电影放映机的棱镜像差。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种应用在数字电影放映机的装置，尤指ー种用于高分辨率高亮度的数字电影放映机分色合色装置。
技术介绍
随着数字图像技术的提高，全球范围内数字电影放映机正在逐步取代胶片电影放映机。数字电影放映机的特点处理转换各种数字模拟信号，方便的接驳电脑以及互联网(便于管理)；易于实现3D或立体影像放映。TI (Texas Instruments)生产的数字微镜图像器件用一个个的微小的镜片来表示 ー个像素，通过微镜的旋转来控制每个像素的亮暗，系统效率高，热效应相对于LCD(液晶显示器是，Liquid Crystal Display)来说要小很多。所以被广泛应用于高亮度的数字电影放映机。TI生产的用于影院数字电影放映机的DMD芯片尺寸越来越小，其单个象素的尺寸也越来越小，因此就要求系统的分辨率越来越高。棱镜作为光路中ー个很重要的光学部件，其引起的像差也应越小越好。现数字电影放映机的分色合色装置常采用的是5片式或6片棱镜组设计，是由TIR棱镜组和菲利普棱镜组组成，如图I所示(以5片式结构为例示)，第一棱镜I和第二棱镜2相互胶合构成TIR棱镜组，用于转折光路；棱镜3、4和5组成菲利普棱镜组，用于分色合色。在相邻的两个棱镜间一般都存有空气隙，空气隙的厚度一般在10 50微米。现数字电影放映机的分色合色装置无论采用的是5片式棱镜组还是6片式棱镜组设计，在其菲利普棱镜组中一般按光路的走向都依序置有具有蓝光通道的棱镜(呈三棱镜，在该棱镜的ニ向色面上镀反蓝膜)、红光通道的棱镜(呈三棱镜，在该棱镜的ニ向色面上镀反红膜)和绿光通道的棱镜(呈四棱镜，在该棱镜的入射面及出射面上均镀可见光波段增透膜);在这三个棱镜的出射面外分别置有图像芯片。数字电影放映机的分色合色装置的エ作过程是(以图I、图2和图3所示的5片式结构为例)白光由TIR棱镜组的第一棱镜I进入，遇到第一棱镜I与第二棱镜2的空气隙21，在棱镜I内全反射，然后经过空气隙，进入菲利普棱镜组的第三棱镜3，遇到空气隙43及镀有反蓝光的分色膜，其中蓝光束在面31发生全反射，并从棱镜3出射面33出射到达蓝色图像芯片6 ;其余光穿过空气隙21继续前进进入菲利普棱镜组的第四棱镜4，遇到空气隙54及镀有反红光的分色膜，分为红光和绿光，红光在棱镜4的面41发生全反射并从面43出射，到达红色图像芯片7 ;绿光穿过空气隙54，穿过菲利普棱镜组的第五棱镜5，到达绿色图像芯片8。各棱镜间的空气隙在光路中相当于平行平板。由于不是平行光入射，棱镜将产生一定的像差，并作用于投影光路。为了减小投影光路的设计难度，希望尽量减小棱镜产生的像差。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于高分辨率高亮度数字电影放映机的分色合色装置，其可适应现如今DMD芯片尺寸越来越小而系统分辨率越来越高的发展趋势，以满足系统的要求。为实现上述目的，本技术采取以下设计方案一种用于高分辨率高亮度数字电影放映机的分色合色装置，包括一用于转折光路的TIR棱镜组和一用于分色合色的菲利普棱镜组，所述的TIR棱镜组位于菲利普棱镜组的上方；其中，在菲利普棱镜组中至少包括具有蓝光通道的棱镜、红光通道的棱镜和绿光通道的棱镜；在这三个棱镜的入射面和出射面上均镀可见光波段增透膜，井随其后均置有对应的图像芯片，具有蓝光通道的棱镜和具有红光通道的棱镜这两个棱镜的ニ向色面上分別镀有反蓝膜和反红膜；在各棱镜间存有空气隙；在菲利普棱镜组中，对应与投影光轴夹角大的空气隙的厚度要不大于对应与投影光轴夹角小的空气隙的厚度，且各空气隙厚度在10 40微米的范围内。 在菲利普棱镜组中，所述的具有蓝光通道的棱镜和具有红光通道的棱镜位置可互换。所述用于高分辨率高亮度数字电影放映机的分色合色装置中，对应投影光轴入射角大的空气隙厚度为10 30微米；对应投影光轴入射角小的空气隙厚度为10 40微米。所述用于高分辨率高亮度数字电影放映机的分色合色装置中，所述各棱镜的制作材料优选为环保玻璃H-K9L或肖特N-BK7玻璃。本技术数字电影放映机分色合色装置尤其适用于高分辨率高亮度(TI 2K以上分辨率的DMD，亮度大于8000流明)的数字电影放映机。本技术的优点是有效的减小了数字电影放映机的棱镜像差，使得利用本分色合色装置制作的数字电影放映机性能更优良。附图说明图I为数字电影放映机的分色合色装置构成示意图。图2为分色合色装置的TIR棱镜组一实施例结构示意图。图3为分色合色装置的菲利普棱镜组一实施例结构示意图。图4为图3所示实施例中菲利普棱镜组的第三棱镜结构示意图。图5为图3所示实施例中菲利普棱镜组的第四棱镜结构示意图。图6为图3所示实施例中菲利普棱镜组的第五棱镜结构示意图。其中图中的箭头方向代表光路走向。以下结合附图及具体实施例对本技术做进ー步详细说明。具体实施方式本技术的一较常规的实施例是在图I至图3所示的5片式棱镜组的基础上，通过对空气隙的优化来使得棱镜系统的像差降低。如图I所示，本技术用于高分辨率高亮度数字电影放映机的分色合色装置亦包括一用于转折光路的TIR棱镜组和一用于分色合色的菲利普棱镜组，所述的TIR棱镜组如图2所不,是由第一棱镜I和第二棱镜2相互胶合构成,第一棱镜I和第二棱镜2间具有空气隙201。如图3所示，由第三棱镜3、第四棱镜4和第五棱镜5组成菲利普棱镜组，其中，第三棱镜3和第四棱镜4均为三棱镜，分别參见图4和图5，这两个棱镜的入射面31、41(全反射面)上均镀可见光波段增透膜；ニ向色面32、42上分別镀分色膜(反蓝膜或反红膜);在出射面33、43上均镀可见光波段增透膜，井随其后放置图像芯片6、7 ;第三棱镜3和第四棱镜4间存有空气隙403 ;參见图6,第五棱镜5为四棱棱镜,该棱镜的入射面51和出射面53上均镀可见光波段增透膜，并在出射面53外放置图像芯片8。第五棱镜5的中心轴线代表本分色合色装置的投影光轴9。本技术定义第三棱镜3和第四棱镜间的空气隙403与投影光轴9入射角为a ,第四棱镜4和第五棱镜间的空气隙504与投影光轴9入射角为P。图3中，10为空气隙504的法线，11为空气隙403的法线。 本技术的创新点在于采用如下技术方案在菲利普棱镜组中，对应与投影光轴入射角大的空气隙的厚度要不大于对应与投影光轴入射角小的空气隙的厚度，且各空气隙厚度在10 40微米的范围内。具体来说，在图3所示的实施例中，第三棱镜3和第四棱镜间的空气隙403与投影光轴9入射角为a ,第四棱镜4和第五棱镜间的空气隙504与投影光轴9夹角为P，a >0，第三棱镜3和第四棱镜间的空气隙403的空气隙的厚度要不大于第四棱镜4和第五棱镜间的空气隙504的厚度。反之，当第三棱镜3和第四棱镜间的空气隙403与投影光轴9夹角为a小于第四棱镜4和第五棱镜间的空气隙504与投影光轴9夹角为P时，第三棱镜3和第四棱镜间的空气隙403的空气隙的厚度要不小于第四棱镜4和第五棱镜间的空气隙504的空气隙的厚度。上述棱镜中的空气隙在光路中相当于平行平板。由于不是平行光入射，棱镜将产生一定的像差，并作用于投影光路。为了减小投影光路的设计难度，应尽量减小棱镜产生的像差。而影响空气隙像差的两个因素为光线入射角度和空气隙厚度。在不改变棱镜设计(即不改变光线入射角度)的前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高分辨率高亮度数字电影放映机的分色合色装置，包括一用于转折光路的TIR棱镜组和一用于分色合色的菲利普棱镜组，所述的TIR棱镜组位于菲利普棱镜组的上方；其中，在菲利普棱镜组中至少包括具有蓝光通道的棱镜、红光通道的棱镜和绿光通道的棱镜；在这三个棱镜的入射面和出射面上均镀可见光波段增透膜，并随其后均置有对应的图像芯片，具有蓝光通道的棱镜和具有红光通道的棱镜这两个棱镜的二向色面上分别镀有反蓝膜和反红膜；在各棱镜间存有空气隙；其特征在于：在菲利普棱镜组中，对应与投影光轴入射角大的空气隙的厚度要不大于对应与投影光轴入射角小的空气隙的厚度，且各空气隙厚度在10～40微米的范围内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓云，
申请(专利权)人：巴可伟视北京电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：