專利名稱：光選擇棱鏡,用該棱鏡的投影顯示儀及制造該棱鏡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光選擇棱鏡，使用該棱鏡的投影顯示儀，以及制造光選擇棱鏡的方法。
交叉二向色性棱鏡經(jīng)常在投影彩色影象的投影顯示儀中被用作光選擇棱鏡。交叉二向色性棱鏡具有兩種不同類型的二向色性膜，它們被安排成基本上按X形交叉。交叉二向色性棱鏡具有顏色組合器的功能，它將紅，綠及藍(lán)三種顏色光組分相互組合并沿給定的方向發(fā)射復(fù)合光束。


圖12展示出通用的投影顯示儀的基本部分。投影顯示儀包括三個(gè)液晶光閥42,44和46，交叉二向色性棱鏡48，以及投射透鏡50。紅反射膜48R和藍(lán)反射膜48B在交叉二向色性棱鏡48中基本上按X形被形成。交叉二向色性棱鏡48組合被三個(gè)液晶光閥42,44和46調(diào)制的紅、綠和藍(lán)三種顏色光組分并沿投射透鏡50的方向發(fā)射復(fù)合光束。投射透鏡50將復(fù)合光束聚焦在投影屏52上。
交叉二向色性棱鏡48通常靠將具有相同尺寸的四個(gè)柱狀棱鏡各自的側(cè)面相互粘合制成。紅反射膜48R事先在兩個(gè)柱狀棱鏡的預(yù)定的側(cè)面上被形成，以致當(dāng)四個(gè)柱狀棱鏡被相互粘合時(shí)位于同一平面上。按類似的方式，藍(lán)反射膜48B事先在兩個(gè)柱狀棱鏡的預(yù)定的側(cè)面上被形成。
紅反射膜48R在透射其他顏色光組分的同時(shí)只反射紅色光組分。藍(lán)反射膜48B在透射其他顏色光組分的同時(shí)只反射藍(lán)色光組分。被稱為二向色性膜的多成層介質(zhì)膜通常被用作具有這種性質(zhì)的反射膜。這些反射膜使從液晶光閥42及46發(fā)射的光組分彎曲90度并從而使光組分一律指向投射透鏡50。因此最好在交叉二向色性棱鏡中基本上按X形被形成的反射膜分別安排在相同的平面上。
當(dāng)四個(gè)相同尺寸的柱狀棱鏡被相互粘合去構(gòu)成交叉二向色性棱鏡時(shí)，為了使紅反射膜48R及藍(lán)反射膜48B分別被安排在相同的平面上而使柱狀棱鏡高度精確地粘連是頗為困難的。精確度差導(dǎo)致紅反射膜48R和藍(lán)反射膜48B二者各自在二向色性棱鏡真正的中心處的交點(diǎn)附附近具有高度上的間隙和差別。紅反射膜48R和藍(lán)反射膜48B的反射性能及透射性能因而沿通過交點(diǎn)附近的光束的通道被改變。這引起交叉二向色性棱鏡48的性能降低。當(dāng)這樣的二向色性棱鏡被應(yīng)用到投影顯示儀時(shí)，交叉二向色性棱鏡中由于光的散射所造成的拖影在所投射影象的實(shí)際中心處被觀察到。另一個(gè)問題是在交叉二向色性棱鏡中心處被反射的某些顏色的光在顯示器的中心處形成雙重影象，并且各種顏色光組分因此生成不同尺寸的被顯示的顏色組分影象。
交叉二向色性棱鏡還被用來將光分割成多個(gè)光組分。交叉二向色性棱鏡的性能降低問題也會(huì)在這種情況中出現(xiàn)。除交叉二向色性棱鏡外，各種各樣的光選擇棱鏡可被用作光學(xué)元件，其中選擇透射或反射光組分的光選擇膜被基本上按X形構(gòu)成。性能降低的問題通常在種種光選擇棱鏡中被發(fā)現(xiàn)。
本發(fā)明的目的從而是提供改進(jìn)光選擇棱鏡性能的技術(shù)。
本發(fā)明至少上述的一部分及其他有關(guān)的目的通過具有基本上按X形交叉的兩種不同類型光選擇膜的光選擇棱鏡被實(shí)現(xiàn)。光選擇棱鏡包括在其相應(yīng)的側(cè)面上被相互粘連的四個(gè)柱狀棱鏡；以及基本上按X形交叉沿四個(gè)柱狀棱鏡側(cè)面形成的兩個(gè)光選擇膜，其中兩個(gè)光選擇膜之一被連續(xù)地形成在兩個(gè)光選擇膜交點(diǎn)處無間隔。
由于兩個(gè)光選擇膜之一被連續(xù)地形成在兩個(gè)光選擇膜交點(diǎn)處無間隔，連續(xù)的光選擇膜的性能在基本上按X形被安排的兩個(gè)光選擇膜的交點(diǎn)附近被改善。這相應(yīng)地保證了最后得到的光選擇棱鏡的性能的改善。
兩個(gè)光選擇膜之一可以被連續(xù)地形成在曲面上。
這種結(jié)構(gòu)的光選擇棱鏡使得在曲面上形成的光選擇膜的反射光所生成的影象的尺寸可以調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的光選擇膜可以按照下述方法之一制造。第一種方法通過在其相應(yīng)的側(cè)面上粘連四個(gè)柱狀棱鏡制造光選擇棱鏡。第一種方法包括步驟(A)制備兩對(duì)棱鏡，通過ⅰ)備置兩組兩個(gè)柱狀棱鏡，每個(gè)棱鏡有兩個(gè)粘連側(cè)面，ⅱ)在每組的兩個(gè)柱狀棱鏡的四個(gè)連接側(cè)面之一上形成第一個(gè)光選擇膜，并且ⅲ)跨越第一個(gè)光選擇膜將每組的兩個(gè)柱狀棱鏡粘合在一起；(B)均勻地拋光兩對(duì)棱鏡的連接面，通過連接面兩對(duì)棱鏡將被相互粘連；(C)在兩對(duì)棱鏡中被選定一對(duì)的平坦的連接面上形成第二個(gè)光選擇膜，第二個(gè)光選擇膜連續(xù)跨越被選定的一對(duì)的兩個(gè)柱柱棱鏡的一個(gè)接合面；以及(D)將兩對(duì)棱鏡相互粘連以便得到棱鏡系統(tǒng)。
本發(fā)明的第一種方法使第二個(gè)光選擇膜跨越兩個(gè)柱狀棱鏡的連接面，在屬于從兩對(duì)棱鏡中選出的一對(duì)的平坦連接面上連續(xù)地形成。這種布局有效地改善了第二個(gè)光選擇膜的性能。
按照第一種方法的一個(gè)優(yōu)選的應(yīng)用，每組兩個(gè)柱狀棱鏡是一個(gè)較長的柱狀棱鏡和一個(gè)較短的柱狀棱鏡的組合，而且每組棱鏡是按這樣的方式制備的，以使與較短柱狀棱鏡接觸并被粘接的較長柱狀棱鏡的一個(gè)側(cè)面，在側(cè)面的縱向兩端具有露出的部分。在步驟(D)中，兩對(duì)棱鏡按這樣的方式相互粘連，以致每對(duì)棱鏡的露出部分與預(yù)定的共同基準(zhǔn)面相接觸。
這種方法使分別在兩對(duì)棱鏡上形成的第一個(gè)光選擇膜能被按照預(yù)定的基準(zhǔn)平面定位并從而出現(xiàn)在同一平面上。
第一種方法可能另外包括步驟從步驟(D)中獲得的棱鏡系統(tǒng)切下光選擇棱鏡。
這個(gè)步驟使許多光選擇棱鏡能從棱鏡系統(tǒng)獲得。當(dāng)光選擇棱鏡從棱鏡系統(tǒng)切下時(shí)，光選擇棱鏡的高度能任意設(shè)置。這使光選擇棱鏡能具有所需的高度。
在第一種方法中，步驟(B)可能包括拋光至少一個(gè)連接面的步驟，在該連接面上第二個(gè)光選擇膜在步驟(C)中被形成到曲面上。
按這種方式制造的光選擇棱鏡使在曲面上形成的光選擇膜的反射光所生成的影象的尺寸能夠穩(wěn)定。
在本發(fā)明的第一種方法中，最好是至少每對(duì)棱鏡的兩個(gè)柱狀棱鏡的連接側(cè)面被拋光。
這種布局使第一個(gè)光選擇膜能被形成在拋光的連接側(cè)面之一上。
在這種情況下，一種可能的布局另外包括步驟拋光在步驟(D)中獲得的棱鏡系統(tǒng)的一個(gè)外表面。
這使在每個(gè)制造步驟中可能出現(xiàn)在玻璃表面上的條痕及瑕疵有時(shí)能被除去。
另一種可能的布局進(jìn)一步包括步驟從步驟(D)中獲得的棱鏡系統(tǒng)切下一個(gè)小棱鏡，并且拋光小棱鏡的一個(gè)外表面。
第二種方法通過在其相應(yīng)的側(cè)布將四個(gè)柱狀棱鏡相互粘連制造光選擇棱鏡。第二種方法包括步驟(A)備置一塊頂端面和底端面被拋光的平板玻璃；(B)在平板玻璃的頂端面和底端面之一上形成第一個(gè)光選擇膜；(C)切割有第一個(gè)光選擇膜在其上形成的平板玻璃塊以獲得四個(gè)柱狀棱鏡，在那里兩個(gè)柱狀棱鏡具有在上面形成第一個(gè)光選擇膜的表面，而兩個(gè)柱狀棱鏡不具有在上面形成第一個(gè)光選擇膜的表面；(D)通過將具有第一個(gè)光選擇膜的兩個(gè)柱狀棱鏡的各自一個(gè)與其余兩個(gè)沒有第一個(gè)光選擇膜的柱狀棱鏡的各自一個(gè)跨越第一個(gè)光選擇膜粘連制備兩對(duì)棱鏡；(E)均勻拋光兩對(duì)棱鏡的連接面，跨越它們兩對(duì)棱鏡被相互粘連；(F)在兩對(duì)棱鏡中被選定一對(duì)的平坦的連接面上形成第二個(gè)光選擇膜，第二個(gè)光選擇膜連續(xù)地跨越被選定的一對(duì)的兩個(gè)柱狀棱鏡的連接面；以及(G)將兩對(duì)棱鏡相互粘連，以便獲得棱鏡系統(tǒng)。
與先前討論的第一種方法類似，本發(fā)明的第二種方法導(dǎo)致第二個(gè)光選擇膜跨越兩個(gè)棱鏡的連接面，在屬于從兩對(duì)棱鏡中選出一對(duì)的平坦連接面之一上連續(xù)地形成。這種布局有效地改善了第二個(gè)光選擇膜的性能。在第二種方法的步驟(A)直到步驟(C)中，四個(gè)柱狀棱鏡是通過將一塊平板玻璃分成四塊制備的。這使四個(gè)柱狀棱鏡能具有相同的折射率。相同的折射率有效地防止通過最后得到的光選擇棱鏡透射的光組分在光程上的差別所造成的被顯示影象尺寸的變化。
交叉二向色性棱鏡是按照本發(fā)明的光選擇棱鏡的一個(gè)實(shí)施方案，它可以應(yīng)用于投影顯示儀。本發(fā)明因此針對(duì)投射并顯示影象的投影顯示儀。投影顯示儀包括發(fā)射照明光的照明系統(tǒng)；將照明光分成三種顏色光組分的顏色分離器；依次根據(jù)給定的影象信號(hào)分別調(diào)制三種顏色光組分的三個(gè)光調(diào)制器；將被三個(gè)光調(diào)制器調(diào)制的三種顏色光組分組合成復(fù)合光束的交叉二向色性棱鏡；以及投射由交叉二向色性棱鏡所組合的復(fù)合光束的投影光學(xué)系統(tǒng)。交叉二向色性棱鏡包含在其相應(yīng)的側(cè)面上被相互粘連的四個(gè)柱狀棱鏡；以及沿四個(gè)柱狀棱鏡側(cè)面基本上按X形交叉形成的兩個(gè)二向色性膜，兩個(gè)二向色性膜中的一個(gè)被連續(xù)形成在兩個(gè)二向色性膜交點(diǎn)處無間隔。
這種投影顯示儀應(yīng)用按照本發(fā)明的二向色性棱鏡生成復(fù)合光束。這種結(jié)構(gòu)緩和了因二向色性棱鏡中光的散射而造成在被投射影象真正中心上觀察到拖影的問題。
圖1(A)和1(B)用圖解說明作為按照本發(fā)明的光選擇棱鏡第一種實(shí)施方案的交叉二向色性棱鏡260；圖2展示從棱鏡系統(tǒng)320切下交叉二向色性棱鏡260的過程；圖3(A)-3(C)展示制造一對(duì)棱鏡的過程；圖4是說明第一種裝配夾具500的透視圖；圖5(A)-5(C)是說明第一對(duì)棱鏡321的連接面321C的放大圖；圖6(A)-6(C)展示將按照?qǐng)D3(A)至3(C)的方法制備的兩對(duì)棱鏡321和322相互粘合的過程；圖7是說明第二種裝配夾具520的透視圖；圖8是說明放置在第二種裝配夾具520上的兩對(duì)棱鏡321和322的放大圖；圖9(A)和9(B)用圖解說明作為按照本發(fā)明的光選擇棱鏡第二種實(shí)施方案的另一種交叉二向色性棱鏡260A。
圖10(A)-10(D)展示在交叉二向色性棱鏡的第二種制造方法中四個(gè)柱狀棱鏡的備置過程；圖11是示意說明用按照本發(fā)明實(shí)施方案的交叉二向色性棱鏡260的投影顯示儀基本部分的平面圖；圖12示意說明通用投影顯示儀的基本部分。
A．第一種光選擇棱鏡圖1(A)和1(B)用圖解說明作為按照本發(fā)明的光選擇棱鏡第一種實(shí)施方案的交叉二向色性棱鏡260。二向色性棱鏡260包含圖1(A)中所示的四個(gè)直角光學(xué)棱鏡(柱狀光學(xué)棱鏡)261,262,263和264。四個(gè)直角光學(xué)棱鏡261至264(下文稱為直角棱鏡或柱狀棱鏡)具有相同高度的直角等腰三角形棱鏡的形狀。交叉二向色性棱鏡260是通過用粘合劑267在直角側(cè)面(下文簡稱為“直角面”或“連接面”)上粘連直角棱鏡261至264而獲得的方形的棱鏡(或是長方體或是立方體)。
如圖1(B)所示，紅反射膜266R和藍(lán)反射膜266B基本上按X形被配置在四個(gè)直角棱鏡261至264的直角面所確定的連接面上。紅反射膜266R是連續(xù)形成在整個(gè)紅反射膜形成面上的二向色性膜或光選擇膜，該面由兩個(gè)直角棱鏡261和263之間的連接面以及兩個(gè)直角棱鏡262和264之間的連接面所確定。藍(lán)反射膜266B是分別形成在兩個(gè)直角棱鏡261和262之間的連接面上以及兩個(gè)直角棱鏡263和264之間的連接面上的二向色性膜。被形成在這兩個(gè)連接面上面的藍(lán)反射膜彼此被紅反射膜266R及粘合劑267隔開。
在本實(shí)施方案的交叉二向色性棱鏡260中，紅反射膜被連續(xù)地形成在基本上按X形交叉的兩個(gè)膜形成面之一的整個(gè)表面上。這種布局有效地防止紅反射膜266R甚至在交叉二向色性棱鏡260中心處性能，即反射和透射性能，的降低。兩個(gè)藍(lán)反射膜266B彼此被紅反射膜266R及粘合劑267隔開。藍(lán)色反射面的各個(gè)部分，即兩個(gè)藍(lán)反射膜266B被高度精確地定位在同一平面上。這種布局保證藍(lán)顏色反射面具有良好的反射性能和透射性能，盡管由于間隔造成一定的損害。這進(jìn)一步改善了交叉二向色性棱鏡260的性能。藍(lán)反射膜266B被分成兩部分，由于藍(lán)光比紅光具有較低的光譜發(fā)光效率，即人眼對(duì)藍(lán)光的分辨率低于對(duì)紅光的。
四個(gè)柱狀棱鏡261,262,263和264可以具有基本上取直角的非等腰三角形棱鏡的形狀，代替精確的等腰三角形棱鏡的形狀。
B．第一種制造方法下面參照?qǐng)D2至圖8描述圖1(A)和1(B)中所示的交叉二向色性棱鏡260的第一種制造方法。圖2展示從棱鏡系統(tǒng)320切下交叉二向色性棱鏡260的過程。制造交叉二向色性棱鏡260的方法首先是制備如圖2中所示的沿縱向延伸的棱鏡系統(tǒng)320，然后從棱鏡系統(tǒng)320切下所需長度的棱鏡。
棱鏡系統(tǒng)320通過將第一對(duì)棱鏡321與第二對(duì)棱鏡322粘接制造。第一對(duì)棱鏡321包含被彼此粘連的一個(gè)較長的直角棱鏡325(下文簡稱為“長直角棱鏡”)和一個(gè)較短的直角棱鏡326(下文簡稱為“短直角棱鏡”)。類似地，第二對(duì)棱鏡322包含一直長直角棱鏡327和一個(gè)短直角棱鏡328。短直角棱鏡326和328要求具有比長直角棱鏡325和327較短的長度。長直角棱鏡的長度可以彼此不相同，并且短直角棱鏡的長度也可以以彼此不相同。然而，相同長度的長直角棱鏡和相同長度的短直角棱鏡將直角棱鏡的種類縮到最小程度而簡化了制造。在本實(shí)施方案的各個(gè)附圖中，長直角棱鏡被表示成相同的尺寸，并且短直角棱鏡也被表示成相同的尺寸。
圖3(A)-3(C)展示制造第一對(duì)棱鏡321和第二對(duì)棱鏡322的過程。第一對(duì)棱鏡321按下述方式制作。該過程首先備置圖3(A)中所示的長直角棱鏡325及圖3(B)中所示的短直角棱鏡326。長直角棱鏡325和短直角棱鏡326各自具有被均勻拋光形成平坦光透射表面的三個(gè)側(cè)面。短直角棱鏡326具有形成藍(lán)反射膜266B(在圖3(B)中用斜折線表示)的直角面326a。藍(lán)反射膜266B是通過用真空淀積或?yàn)R射將多個(gè)無機(jī)薄膜一層形成在另一層上獲得的介質(zhì)多層膜。該過程然后將長直角棱鏡325的直角面325a與短直角棱鏡326的直角面326a粘連以制作圖3(C)中所示的第一對(duì)棱鏡321。直角面是按這樣的方式彼此粘連的以使露出部分321d和321e被留在長直角棱鏡325的直角面325a的頂部和底部。圖4中所示的第一種裝配夾具500被用于粘連。第一種裝配夾具500具有底板502，它包含配置在其兩端的一對(duì)基準(zhǔn)面部分502a和502b和形成在基準(zhǔn)面部分502a和502b之間基本上成矩形的細(xì)槽部分502c?；鶞?zhǔn)面部分502a和502b被運(yùn)用去使被放置的上表面基本上位于同一平面上。細(xì)槽部分502c是接收涂在連接面上的粘合劑溢出的間隙部分。
兩個(gè)直角棱鏡325和326按下述方式被彼引粘連。該過程首先將粘合劑涂在兩個(gè)直角棱鏡325和326的至少一個(gè)連接面上并且將直角棱鏡325和326相互粘合。該過程將被彼此粘連的兩個(gè)棱鏡放置在底板502上，或更具體地講在圖4中所示的基準(zhǔn)面部分502a和502b上。兩個(gè)棱鏡325和326被緊壓住基準(zhǔn)面部分502a和502b。這使兩個(gè)棱鏡325和326能被平行于其縱軸安放。
在固定兩個(gè)直角棱鏡325和326的相對(duì)位置后，該過程等待一些時(shí)間以使涂在連接面上的粘合劑凝固。這就給出了第一對(duì)棱鏡321。
按照類似的過程，通過將直角棱鏡327與上面有藍(lán)反射膜266B形成的直角棱鏡328粘連就獲得第二對(duì)直角棱鏡322。
圖5(A)-5(C)是說明按上述方式制造的第一對(duì)棱鏡321的連接面321C的放大圖。連接面321C介于第一對(duì)棱鏡321的兩個(gè)直角面321a和321b之間。如圖3(C)所示，第一對(duì)棱鏡321跨越連接面321c與第二對(duì)棱鏡322粘連。
連接面321c包含兩個(gè)直角棱鏡325和326各自的直角面325b和326b并且被緊壓住第一個(gè)裝配夾具500的基準(zhǔn)面部分502a和502b。如圖5(A)所示，在直角面326a上形成的藍(lán)反射膜266B可能具有繞過直角面326b正交角的延伸部分。直角面325b和直角面326b可能具有因?qū)⒅苯抢忡R325和326與第一個(gè)裝配夾具500壓緊的壓力之間差異而引起的在高度上的微小差別。這經(jīng)常造成第一對(duì)直角棱鏡321的連接面321c的不平整。該過程從而拋光連接面321c以使它具有如圖5(B)所示的平坦表面。該過程然后如圖5(C)所示在平坦的連接面321c上形成紅反射膜266R。與藍(lán)反射膜相似，紅反射膜通過蒸汽淀積或?yàn)R射被制備。紅反射膜266R在平坦面上的形成使得紅反射膜266R構(gòu)成一個(gè)連續(xù)的膜。這特別防止在兩個(gè)直角棱鏡325和326之間連接面附近處光的散射，并且從而使得在所顯示的影象上沒有因光的散射引起的拖影。當(dāng)連接面321c是平坦的時(shí)，反射膜能以有高精確度在同一平面上被形成。甚至當(dāng)光被反射90度時(shí)，在顯示器上左邊的影象和右邊的影象照樣具有同樣的尺寸。在本發(fā)明中的“平坦表面”表示沒有階躍的連續(xù)表面，而不意味著幾何學(xué)上的精確平面。
與第一對(duì)棱鏡321相同，第二對(duì)棱鏡322也具有被拋光的連接面322c。盡管紅反射膜266R在第一對(duì)棱鏡321的連接面321c上被形成，但并不要求在第二對(duì)棱鏡322的連接面322c上形成紅反射膜266R。紅反射膜266R也可以在第二對(duì)棱鏡322的連接面322c上形成，代替在第一對(duì)棱鏡321的連接面321c上形成。
由反射面反射的兩種顏色，紅色和藍(lán)色光之間的比較，顯示出紅光具有較高的光譜發(fā)光效率；即，紅光更能引起肉眼注意。因此要求紅反射膜形成在高度上基本上沒有差別的平坦表面。這個(gè)實(shí)施方案的制造方法使圖5(C)中所示的紅反射膜266R能被連續(xù)地形成在整個(gè)連接面321c上。這種方法從而給出極好的交叉二向色性棱鏡。光譜發(fā)光效率按綠，紅和藍(lán)的順序降低。當(dāng)綠反射膜被用來代替紅反射膜或藍(lán)反射膜時(shí)，最好是按照?qǐng)D5(A)-5(C)中所示的方法將綠反射膜形成在連接面321C上。
圖6(A)-6(C)展示將按照?qǐng)D5(A)至5(C)的方法制備的兩對(duì)棱鏡321和322相互粘合的過程。圖6(A)中所示的第二對(duì)棱鏡322與圖6(B)中所示的第一對(duì)棱鏡321按這樣的方式粘連以使短棱鏡彼此連接并且長棱鏡也彼此連接。這就給出了圖6(C)中所示的棱鏡系統(tǒng)320。在圖7中所示的第二種裝配夾具520被用于連接。第二種裝配夾具520具有底板522，它包含框架狀的基準(zhǔn)面部分522a及在基準(zhǔn)面部分522a中央形成的長方形孔522c。基準(zhǔn)面部分522a的上表面是以高精確度制作的。長方形孔522c的寬度W3被設(shè)置成略大于短直角棱鏡326在縱向的長度L1。長方形孔522c的深度H1被設(shè)置成略大于短直角棱鏡326和328直角面的寬度L3。底板522的寬度被設(shè)置成略大于長直角棱鏡325和327在縱向的長度L2。
下述方法被用于將兩對(duì)棱鏡321和322相互粘合。該過程首先將粘合劑涂在至少一個(gè)連接面上并且將兩對(duì)棱鏡321和322放置在第二種裝配夾具520上以使短直角棱鏡326和328被容納在圖7中所示的長方形孔522c中。長直角棱鏡325和327這時(shí)被緊壓住基準(zhǔn)面部分522a的上表面。這固定了兩對(duì)棱鏡321和322的相對(duì)位置，以致在第一對(duì)棱鏡321內(nèi)部形成的藍(lán)反射膜266B與在第二對(duì)棱鏡322內(nèi)部形成的藍(lán)反射膜266B位于同一平面。
圖8是說明放置在第二種裝配卡具520上的兩對(duì)棱鏡321和322的放大圖。為了說明的簡化，圖8是通過基準(zhǔn)面部分522a被看到的。只有如圖6中所示在那里沒有形成反射膜的暴露部分321d,321e,322d和322e，在兩個(gè)長直角棱鏡325和327的直角面325a和327a以外(即，與短直角棱鏡326和328粘合或粘連的表面)與基準(zhǔn)面部分522a的上表面522a(U)相接觸。這些暴露部分321d,321e,322d和322e具有被拋光的面。將這些暴露部分321d,321e,322d和322e放置在底板522的基準(zhǔn)面部分522a的上表面522a(U)上，因此保證在這些拋光面上高度平坦。這里“平坦度”意指表面的連續(xù)性程度(即，在高度上的平坦程度)。如圖6(A)和6(B)所示，藍(lán)反射膜266B在被拋光的連接面上形成，連接面與暴露部分321d和321e位于相同的面上，同時(shí)藍(lán)反射膜也在位于與暴露部分322d和322e相同面上的被拋光的連接面上形成。如圖7中所示，粘連兩對(duì)棱鏡321和322能使藍(lán)色反射面由具有高平坦度的兩個(gè)藍(lán)反射膜266B所組成。
在高度精確地固定兩對(duì)棱鏡321和322的相對(duì)位置后，該過程等待一些時(shí)間使涂在連接面上的粘合劑被凝固。這使得棱鏡系統(tǒng)320高度精確地被裝配起來，如圖6(C)所示。具有低粘度的紫外光凝固粘合劑可用于將四個(gè)直角棱鏡相互粘合。這種粘合劑有利于需要短的凝固時(shí)間并使在凝固期間放出的熱較少。
按上述方式制造的棱鏡系統(tǒng)320隨后被切成所需長度的棱鏡作為具有兩個(gè)切割表面的交叉二向色性棱鏡260，如圖2所示這兩切割面實(shí)際垂直于縱向軸并且基本上彼此平行。從比較長棱鏡系統(tǒng)320切下所需長度的棱鏡的方法便于比較小的交叉二向色性棱鏡的制造。通過上述方法制造的供投影顯示儀用的交叉二向色性棱鏡的應(yīng)用能減小整個(gè)投影顯示儀的尺寸。棱鏡系統(tǒng)320本身可被用作交叉二向色性棱鏡。
在通過上述方法制造的交叉二向色性棱鏡260中，紅反射膜266R在兩對(duì)棱鏡的整個(gè)連接面上連續(xù)地形成。這種布局有效地改善紅反射膜266R的反射性能和透射性能，從而保證交叉二向色性棱鏡260性能的改善。雖然兩個(gè)藍(lán)反射膜266B通過紅反射膜266R彼此隔開，但兩個(gè)藍(lán)反射膜266B被高度精確地定位在同一平面上。這種布局保證藍(lán)色反射面具有良好的反射性能和透射性能，盡管由于因隔開引起一定的損失。這進(jìn)一步改善了交叉二向色性棱鏡260的性能。
雖然上面制造方法使用四個(gè)直角棱鏡325,326,327和328，其中每一個(gè)都有三個(gè)被均勻拋光的側(cè)面，直角棱鏡并不限于這種結(jié)構(gòu)。例如，構(gòu)成一對(duì)的兩個(gè)直角棱鏡中與一個(gè)可以至少有一個(gè)被拋光的側(cè)面，它與其他直角棱鏡的一個(gè)被拋光的側(cè)面相接觸并粘合。在這種情況下，對(duì)應(yīng)于連接321c和322c的未被拋光的側(cè)面，跨越它們兩對(duì)棱鏡321和322彼此粘連，按圖5(A)-5(C)所示的過程被拋光。對(duì)應(yīng)于交叉二向色性棱鏡260外側(cè)面的其余未拋光的側(cè)面可在棱鏡系統(tǒng)320被制造之后或在交叉二向色性棱鏡260從棱鏡系統(tǒng)320切下之后被拋光。這種方法使在每個(gè)制造步驟中可能出現(xiàn)在玻璃表面上的條痕和瑕疵有時(shí)能被除去。
C．第二種光選擇棱鏡圖9(A)和9(B)用圖解說明作為按照本發(fā)明的光選擇棱鏡第二種實(shí)施方案的另一種交叉二向色性棱鏡。如圖9(A)中所示，交叉二向色性棱鏡260A包含四個(gè)柱狀光學(xué)棱鏡261A,262A,263A和264A(下文稱為柱狀棱鏡)。這四個(gè)柱狀棱鏡261A至264A是具有相同高度的似三角形棱鏡的形狀。交叉二向色性棱鏡260A是由柱狀棱鏡261A至264A通過用粘合劑267將構(gòu)成每個(gè)角的各自兩個(gè)面相互粘合所獲得的似方形的棱鏡。
如圖9(B)中所示，紅反射膜266R和藍(lán)反射膜266B基本上按X形被安排在側(cè)面(下文稱為‘連接面’)，跨越連接面四個(gè)柱狀棱鏡261A至264A被相互粘連。紅反射膜266R是二向色性膜或光選擇膜，它在整個(gè)由兩個(gè)柱狀棱鏡261A和263A之間的連接面及兩個(gè)柱狀棱鏡262A和264A之間的連接面所確定的紅反射膜形成面上連續(xù)地形成。藍(lán)反射膜266B是二向色性膜分別在兩個(gè)柱狀棱鏡261A和262A之間的連接面上及兩個(gè)柱狀棱鏡263A和264A之間的連接面上形成。在這兩個(gè)連接面上形成的藍(lán)反射膜266B被紅反射膜266R及粘合劑267彼此隔開。
像在圖1中所示第一實(shí)施方案的交叉二向色性棱鏡260中一樣，在經(jīng)二個(gè)實(shí)施方案的交叉二向色性棱鏡260A中，紅反射膜266R連續(xù)地形成在基本上按X形交叉的兩個(gè)膜形成面之一的整個(gè)面上。這種布局有效地阻止甚至在交叉二向色性棱鏡260A的中心處紅反射膜266R的性能，即反射和透射性能，的降低。以交叉二向色性棱鏡260A同樣的方式，在交叉二向色性棱鏡260A中兩部分藍(lán)反射膜266B被紅反射膜266R和粘合劑267彼此隔開。藍(lán)色反射面的各個(gè)部分，即兩個(gè)藍(lán)反射膜266B，被高度精確地定位在連續(xù)的相同的表面上(在圖9中相同的平面上)。這種布局保證藍(lán)色反射面具有良好的反射性能和透射性能，盡管由于隔開而造成一定的損失。因此像上面討論的交一向色性棱鏡260一樣，這能改善交叉二向色性棱鏡260A的性能。
在其上形成紅反射膜266R的膜形成面，如圖9(B)中所示具有彎曲的表面。彎曲的表面可以是球面，橢球面，或由一連串各具有不同方向的平面所組成的表面。在彎曲的膜形成面上紅反射膜266R的形成使來自紅反射膜266R的紅光反射方向能按照紅反射膜266R的位被調(diào)節(jié)。這種布局保證通過紅光顯示的影象在尺寸上的變化。當(dāng)交叉二向色性棱鏡260A被用于投影顯示儀，這種裝置有效地防止在投影光學(xué)系統(tǒng)中由于發(fā)生色差產(chǎn)生的影象質(zhì)量的降低。
交叉二向色性棱鏡260A可按照上面討論的第一種制造方法制造。在這種情況下，以前用圖5(B)的描述的均勻拋光連接面321c的步驟將連接面321拋光成彎曲的形狀。這種布局使膜形成面能構(gòu)成曲面。
D．第二種制造方法圖10(A)-10(D)展示按交叉二向色性棱鏡的第二種制造方法備置四個(gè)柱狀棱鏡的過程。該過程首先備置一塊光學(xué)平板玻璃400，例如，如圖10(A)中所示的一塊無色透明的平板玻璃。這里所用的平板玻璃塊400有均勻的折射率。該過程接著均勻拋光平板玻璃400的頂端面402和底端面404，并且在頂端面402上形成藍(lán)反射膜266B，頂端面402在圖10(B)中作為畫陰線的部分被示出。該過程將平板玻璃400沿著如圖10(B)中所示的單點(diǎn)鏈線分割成四塊，因此如圖10(C)中所示備置了四個(gè)柱狀棱鏡425,426o,427和428o。在這種情況中，在這四個(gè)柱狀棱鏡中425和427柱狀棱鏡是直角棱鏡，棱鏡425和427相當(dāng)于圖2中所示的長直角棱鏡325和327。該過程隨后沿著在圖10(C)中所示的單點(diǎn)鏈線將柱狀棱鏡426o和428o切割給出如圖10(D)所示的柱狀棱鏡426和428。在這種情況中柱狀棱鏡426和428是直角棱鏡，棱鏡426和428相當(dāng)于圖2中所示的短直角棱鏡。柱狀棱鏡425和427的側(cè)面325a和327a構(gòu)成平板玻璃400的拋光的底端面404，同時(shí)柱狀棱鏡426和428的側(cè)面326a和328a構(gòu)成平板玻璃400的拋光的頂端面402。柱狀棱鏡425和426的側(cè)面325a和326a以及柱狀棱鏡427和428的側(cè)面327a和328a都分別被相互粘連形成兩對(duì)棱鏡。
按上述方式制備的四個(gè)柱狀棱鏡425,426,427和428按照?qǐng)D3(A)至圖7所示的制造方法被裝配。這給出棱鏡系統(tǒng)420，它相當(dāng)于在圖2中所示的棱鏡系統(tǒng)320。像這樣獲得的棱鏡系統(tǒng)420在縱向，即高度的方向，按所需的長度被切成小棱鏡。該過程隨后均勻拋光小棱鏡的外表面以備置在圖1(A)和1(B)中所示的交叉二向色性棱鏡260或在圖9(A)和圖9(B)中所示的交叉二向色性棱鏡260A。交叉二向色性棱鏡260A的外表面可被拋光成平面或曲面。
第二種制造方法由平板玻璃塊制備交叉二向色性棱鏡從而使最后得到的交叉二向色性棱鏡具有均勻的折射率。均勻的折射率有效地防止由于在交叉二向色性棱鏡中光的折射造成在光組分的光程之間的差別。這種方法在每個(gè)制造步驟中形成所需的表面。這減少在制造過程中可能發(fā)生在玻璃表面上的條痕和瑕疵，從而加強(qiáng)反射面的平坦程度。
上面討論的第二種制造方法從棱鏡系統(tǒng)420切下小棱鏡，隨后將小棱鏡的外表面拋光。然而該方法并不局限于這種布局。棱鏡系統(tǒng)420的外表面可以在小棱鏡從棱鏡系統(tǒng)420切下以前被拋光。
上面討論的第二種制造方法在平板玻璃400上形成藍(lán)反射膜266B，隨后將平板玻璃400分割成四塊。一種改進(jìn)的布局是在柱狀棱鏡426和428側(cè)面上形成藍(lán)反射膜266B之前將平板玻璃400分割成四塊。
雖然柱狀棱鏡425和426的組合以及柱狀棱鏡427和428的組合分別構(gòu)成兩對(duì)棱鏡，但另外的組合也可能被用于第二種制造方法中。例如柱狀棱鏡425可與柱狀棱鏡428組合，而柱狀棱鏡426可與柱狀棱鏡427組合。在另一實(shí)例中，柱狀棱鏡425和427構(gòu)成一對(duì)棱鏡，而柱狀棱鏡426和428構(gòu)成另一對(duì)棱鏡。被選擇的較好的組合使連接的柱狀棱鏡能夠具有相同的折射率。這種布局有效地防止由于在棱鏡中光的折射造成圖象質(zhì)量的下降。
以前討論的第一種制造方法可使用從一塊平板玻璃所獲得的四個(gè)柱狀棱鏡。像第二種制造方法一樣，這種布局有效地阻止由于光在棱鏡中的折射造成圖像質(zhì)量的下降。
在第一種制造方法中，棱鏡系統(tǒng)320的外表面或從棱鏡系統(tǒng)切下的小棱鏡的外表面可被拋光為曲面，而不是平面。在這種情況下，最后得到的交叉二向色性棱鏡由四個(gè)柱狀的非直角的棱鏡組成。
E．投影顯示儀的結(jié)構(gòu)圖11示意說明具有按圖本發(fā)明實(shí)施方案的交叉二向色性棱鏡260的投影顯示儀的主要部分的平面圖。投影顯示儀包括照明系統(tǒng)100，二向色性鏡210和212，反射鏡220,222和224，入射透鏡230，中繼透鏡232，三個(gè)物鏡240,242和244，三個(gè)液晶光閥或液晶板250，252和254，交叉二向色性棱鏡260，以及投射透鏡系統(tǒng)270。
照明系統(tǒng)100含有發(fā)射基本上平行光通量的光源110，第一透鏡陣列120，第二透鏡陣列130，偏振元件140，反射鏡150，以及疊加透鏡160。照明系統(tǒng)100是綜合光學(xué)系統(tǒng)，它基本上均勻地照明三個(gè)液晶光閥250,252和254中的每一個(gè)，它們是照明的目標(biāo)區(qū)域。
光源110含有光源燈112，它是發(fā)射光輻射線的輻射光源，以及凹面鏡114，它將從光源燈112發(fā)射的光輻射線轉(zhuǎn)變?yōu)榛旧掀叫械墓馔?。金屬鹵化物燈，高壓汞燈，或其他高壓放電燈可被用作光源燈112。最好用拋物面反射鏡作凹面鏡114。另外橢球面反射鏡或球面反射鏡也可被使用，以代替拋物面反射鏡。
第一透鏡陣列120包含多個(gè)基本的小透鏡122。第二秀陣列130包含多個(gè)輔助的小透鏡132，它們分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)基本的小透鏡122。第一透鏡陣列120和第二透鏡陣列130將光源110發(fā)射的基本上平行的光通量分成多個(gè)局部的光通量，它們接著進(jìn)入偏振元件140。偏振元件140具有將非偏振光轉(zhuǎn)為為預(yù)定的線性偏振光的功能，例如，S-偏振光或P-偏振光，并發(fā)射線偏振光。進(jìn)入偏振元件140的多個(gè)局部光通量都分別被轉(zhuǎn)變成預(yù)定的線偏振光束。從偏振元件140發(fā)射的局部光通量被反射鏡150反射并進(jìn)入疊加透鏡160。疊加透鏡160使得多個(gè)進(jìn)入疊加透鏡160的局部光通量被疊加在照明目標(biāo)區(qū)域的液晶光閥250,252和254上。這能使各個(gè)液晶光閥250,252和254以基本相同的方式被照明。
兩個(gè)三向色性鏡210和212具有顏色分離器的功能，它將從照明系統(tǒng)100發(fā)射的光通量分成三種顏色的光組分，紅(R)，綠(G)，和藍(lán)(B)。第一個(gè)二向色性鏡210透射包含在從照明系統(tǒng)100發(fā)射的光通量中的紅光組分，而反射藍(lán)光組分和綠光組分。
通過第一個(gè)二向色性鏡210透射的紅光組分反射鏡220反射并通過物鏡240到達(dá)供紅光用的液晶光閥250。物鏡240具有將通過它的局部光通量會(huì)聚成平行于主光束或光通量中心軸的光通量的功能。配置在其他液晶光閥252和254之前的其他物鏡242和244具有同樣的功能。
藍(lán)光組分和綠光組分都被第一個(gè)二向色性鏡210反射。然后綠光組分被第二個(gè)二向色性鏡212反射并通過物鏡242到達(dá)供綠光用的液晶光閥252。另一方面，藍(lán)光組分通過第二個(gè)二向色性鏡212透射并通過包含入射透鏡230，中繼透鏡232，和反射鏡222和224的中繼透鏡系統(tǒng)。通過中繼透鏡系統(tǒng)的藍(lán)光組分隨后通過物鏡244到達(dá)供藍(lán)光用的液晶光閥254。
中繼透鏡系統(tǒng)供藍(lán)光組分使用，是為了阻止光的使用效率的降低，這是由于藍(lán)光組分比其他顏色光組分具有較長光程的事實(shí)所引起的。中繼透鏡系統(tǒng)能使藍(lán)光組分進(jìn)入入射透鏡230以透射到出射透鏡或物鏡244。
三個(gè)液晶光閥250,252和254具有光調(diào)制器的功能，它們按照給定的影象信息或影象信號(hào)調(diào)制各個(gè)顏色光組分，并發(fā)射代表影象的被調(diào)制的光組分。通常偏振板配置在液晶光閥250,252和254的光入射表面上。從照明系統(tǒng)100發(fā)射的線偏振光的偏振方向因而被設(shè)置在基本上平行于各偏振板的透射軸。這種布局保證了從照明系統(tǒng)100發(fā)射的照明光的有效使用。二向色性棱鏡260具有光組合器或光選擇棱鏡的功能，它將從三個(gè)液晶光閥250,252和254發(fā)射的三種顏色的光組分組合起來。在交叉二向色性棱鏡260中，反射紅光的多成層介質(zhì)膜和反射藍(lán)光的多成層介質(zhì)膜都在四個(gè)柱狀棱鏡的界面上基本上按X形被形成。這些多成層介質(zhì)膜的功能是將三種顏色的光組分組合起來并生成復(fù)合光束以投影彩色影象。由二向色性棱鏡260生成的復(fù)全光束向投射透鏡系統(tǒng)270的方向發(fā)射。投射透鏡系統(tǒng)270具有投影光學(xué)系統(tǒng)的功能，它將復(fù)合光投射在投影屏300上并從而顯示彩色影象。
這種投影顯示儀使用上面所討論實(shí)施方案的交叉二向色性棱鏡260。這擺脫了在投射影明的實(shí)際中心看到的拖影的問題以及在顯示器上左邊影象和右邊影象有不同大小的問題。交叉二向色性棱鏡260是從棱鏡系統(tǒng)320或棱鏡系統(tǒng)420切下的小棱鏡，以使整個(gè)投影顯示儀的尺寸能減小。
在圖9中所示第二個(gè)實(shí)施方案的交叉二向色性棱鏡260A可用來代替交叉二向色性棱鏡260。這種布局進(jìn)一步阻止由于投射透鏡系統(tǒng)270中發(fā)生的色差所造成的圖象質(zhì)量的下降。
在交叉二向色性棱鏡中的二向色性膜可能有不同于上述實(shí)施方案中討論的各種各樣的布局和結(jié)構(gòu)。例如，紅反射膜和藍(lán)反射膜的位置可以互換。在另一實(shí)例中，綠色反射膜可被形成以代替藍(lán)反射膜。被二向色性膜反射的顏色光組分不限于紅、綠和藍(lán)的組合。反射不同顏色光組分的任何想要的膜的組合可考慮膜的性質(zhì)而確定。
在上面討論的第一種個(gè)實(shí)施方案中，第一個(gè)二向色性膜(在實(shí)施方案中的藍(lán)反射膜)被形成在短直角棱鏡的直角面上，該面與長直角棱鏡的直角面粘連形成棱鏡對(duì)。然而，第一個(gè)二向色性膜可在長直角棱鏡的直角面上形成。實(shí)施方案的制造方法可用于柱狀、非直角棱鏡。在這種情況下，四個(gè)柱狀、非直角棱鏡鏡相互粘合形成光選擇棱鏡，為了使柱狀棱鏡通過側(cè)面緊密地粘連被相互結(jié)合，最好是各個(gè)柱狀棱鏡具有三角形狀。
在上面討論的第一種實(shí)施方案中，構(gòu)成棱鏡系統(tǒng)的四個(gè)直角棱鏡包含兩個(gè)在縱向有相同長度的長直角棱鏡和兩個(gè)在縱向有相同長度的短直角棱鏡。然而，相同長度并不是主要的。這里所需要的只是短直角棱鏡的長度比長直角棱鏡的長度小。更具體地說，當(dāng)兩個(gè)短直角棱鏡被相互粘連并容納在第二種裝配夾具520的長方形孔522c(見圖7)中時(shí)，兩個(gè)短直角棱鏡在縱向的長度都小于第二種裝配夾具520的長方形孔522c的寬度W3。理想的是長直角棱鏡具有能使它緊貼住基準(zhǔn)面部分522a的上表面的長度。這種布局能使第一個(gè)二向色性膜(在實(shí)施方案中的藍(lán)反射膜)分別在高度角地位于同一平面的兩對(duì)棱鏡上形成。
上述實(shí)施方案涉及本發(fā)明被應(yīng)用于透射型投影顯示儀的情況。然而，本發(fā)明的原理也也可應(yīng)用于反射型投影顯示儀。在這里‘透射型’意指光調(diào)制器，如液晶光閥，透射光，而‘反射型’意指光調(diào)制器反射光。在反射型投影顯示儀器，二向色性棱鏡不僅用作顏色分離器把入射光分成三種顏色的光組分，紅，綠和藍(lán)，而且作為將被調(diào)制的三種顏色的光組分相互組合以沿特定的方向發(fā)射復(fù)合光束的光組合器。本發(fā)明對(duì)反射型投影顯示儀的應(yīng)用可產(chǎn)生對(duì)透射型投影顯示儀同樣的效果。
在上述實(shí)施方案中，交叉二向色性棱鏡被用作光選擇棱鏡。然而，本發(fā)明的原理可應(yīng)用在不同于交叉二向色性棱鏡的各種各樣的光選擇棱鏡。作為實(shí)例，本發(fā)明可應(yīng)用于包含具有偏振選擇性的偏振分離膜作為兩個(gè)光選擇膜的光選擇棱鏡。本發(fā)明也可應(yīng)用于光選擇膜，它包含對(duì)于顏色光組分和偏振兩者有不同光學(xué)選擇性的兩種不同類型的光選擇膜。
在上述實(shí)施方案中，液晶光閥(液晶片)在投影顯示儀中被用作光調(diào)制器。然而，其他元件也可用作光調(diào)制器。例如，數(shù)字微鏡設(shè)備(TI公司商標(biāo))可用作光調(diào)制器。按照影象信號(hào)將入射光調(diào)制成代表影象光束的種種元件都能被用作光調(diào)制器。
應(yīng)清楚地理解上述實(shí)施方案僅僅是說明性的而不在任何意義上是限制性的。本發(fā)明的范圍和精神只受附加的權(quán)利要求的條款所限制。
權(quán)利要求
1．具有兩種不同類型光選擇膜基本上按X形交叉的光選擇棱鏡，該光選擇棱鏡包括四個(gè)柱狀棱鏡，在其相應(yīng)的側(cè)面上被相互粘連；以及沿著四個(gè)柱狀棱鏡的側(cè)面形成的兩個(gè)光選擇膜，基本上按X形交叉，其中兩個(gè)光選擇膜之一是連續(xù)形成的，在兩個(gè)光選擇膜的交點(diǎn)處無間隔。
2．按照權(quán)利要求1的光選擇棱鏡，其中兩個(gè)光選擇膜之一是在曲面上連續(xù)形成的。
3．通過將四個(gè)柱狀棱鏡在其各自的側(cè)面上相互粘連制造光選擇棱鏡的方法，該方法包括步驟(A)制備兩對(duì)棱鏡，通過(ⅰ)備置兩組兩個(gè)柱狀棱鏡，每個(gè)棱鏡具有兩個(gè)連接側(cè)面，(ⅱ)在每組兩個(gè)柱狀棱鏡的四個(gè)連接側(cè)面之一上形成第一個(gè)光選擇膜，以及(ⅲ)跨越第一個(gè)光選擇膜將每組的兩個(gè)柱狀棱鏡相互粘合；(B)均勻拋光兩對(duì)棱鏡的連接面，跨越連接面兩對(duì)棱鏡被相互粘連；(C)兩對(duì)棱鏡中被選定之一的平坦的連接面上形成第二個(gè)光選擇膜，第二個(gè)光選擇膜連續(xù)跨越在所選定的一對(duì)中兩個(gè)柱狀棱鏡的連接面；以及(D)將兩對(duì)棱鏡相互粘連，以便獲得棱鏡系統(tǒng)。
4．按照權(quán)利要求3的方法，其中每組兩個(gè)柱狀棱鏡是一個(gè)較長的柱狀棱鏡和一個(gè)較短的柱狀棱鏡的組合，而且每對(duì)棱鏡按這樣的方式制備以使較長的柱狀棱鏡的一個(gè)側(cè)面與較短的柱狀棱鏡接觸并粘合，而且在長棱鏡的側(cè)面的兩個(gè)縱向端處有露出的部分，以及其中，在步驟(D)中，兩對(duì)棱鏡都按這種方式被相互粘連，以使每對(duì)棱鏡的露出部分都與預(yù)定的共同基準(zhǔn)面接觸。
5．照權(quán)利要求3的任何一個(gè)的方法，該方法進(jìn)一步包括步驟從步驟(D)中獲得的棱鏡系統(tǒng)切下光選擇棱鏡。
6．按照權(quán)利要求3的方法，其中步驟(B)包括至少將在步驟(C)中在其上形成第二種光選擇膜的連接面之一拋光為曲面的步驟。
7．按照權(quán)利要求3的方法，其中每對(duì)棱鏡的兩個(gè)柱狀棱鏡的連接側(cè)面至少被拋光。
8．照權(quán)利要求7的方法，該方法進(jìn)一步包括步驟拋光在步驟(D)中所獲得棱鏡系統(tǒng)的外表面。
9．按照權(quán)利要求7的方法，該方法進(jìn)一步包括步驟從步驟(D)中所獲得棱鏡系統(tǒng)切下小棱鏡。
10．按照權(quán)利要求9的方法，該方法進(jìn)一步包括步驟拋光小棱鏡的外表面。
11．按照權(quán)利要求7的方法，其中每組兩個(gè)柱狀棱鏡是一個(gè)較長的柱狀一個(gè)較短的柱狀棱鏡的組合，而且每對(duì)棱鏡都按這種方式制備，以使與較短的柱狀棱鏡接觸并粘合的較長的柱狀棱鏡的一個(gè)側(cè)面具有在兩個(gè)縱向端露出的部分，以及其中，在步驟(D)中，兩對(duì)棱鏡鏡都按這樣的方式被相互粘連，以使每對(duì)棱鏡的露出部分都與預(yù)定的共同基準(zhǔn)面接觸。
12．按照權(quán)利要求7的方法，其中步驟(B)包含至少將步驟(C)中在其上形成第二個(gè)光選擇膜的連接面之一拋光為曲面的步驟。
13．通過將四個(gè)柱狀棱鏡在其各自側(cè)面上將它們相互粘連的光選擇棱鏡的制造方法，該方法包括步驟(A)備置具有頂端面和底端面被拋光的平板玻璃塊；(B)在平板玻璃的頂端面和底端面之一形成第一個(gè)光選擇膜；(C)切割在其上形成第一個(gè)光選擇膜的平板玻璃板以獲得四個(gè)柱狀棱鏡，其中兩個(gè)柱狀棱鏡具有在上形成第一個(gè)光選擇膜的面，而兩個(gè)柱狀棱鏡沒有在上形成第一個(gè)光選擇膜的面；(D)將具有第一個(gè)光選擇膜的兩個(gè)柱狀棱鏡中的各自一個(gè)與沒有第一個(gè)光選擇膜的剩余的兩個(gè)柱狀棱鏡中的各自一個(gè)跨越第一個(gè)光選擇膜粘連來制備兩對(duì)棱鏡；(E)均勻拋光兩對(duì)棱鏡的連接面，跨越連接面的兩對(duì)棱鏡都被相互粘連；(F)在兩對(duì)棱鏡中選定之一的平坦的連接面上形成第二個(gè)光選擇膜，第二個(gè)光選擇膜連續(xù)跨越所選定一對(duì)中兩個(gè)柱狀棱鏡的連接面；以及(G)將兩對(duì)棱鏡相互粘連，以便獲得棱鏡系統(tǒng)。
14．按照權(quán)利要求13的方法，該方法進(jìn)一步包括步驟將步驟(G)中所得棱鏡系統(tǒng)的外表面拋光。
15．按照權(quán)利要求13的方法，該方法進(jìn)一步包括步驟從步驟(G)中獲得的棱鏡系統(tǒng)切下小棱鏡。
16．按照權(quán)利要求15的方法，該方法進(jìn)一步包括步驟拋光小棱鏡的外表面。
17．按照權(quán)利要求13的方法，其中每組兩個(gè)柱狀棱鏡是一個(gè)較長的柱狀棱鏡和一個(gè)較短的柱狀棱鏡的組合，而每對(duì)棱鏡按這樣的方式被制備，以使與較短的柱狀棱鏡接觸并粘合的較長的柱狀棱鏡的一個(gè)側(cè)面具有在兩個(gè)縱向端露出的部分，以及其中，在步驟(G)中兩對(duì)棱鏡都按這樣的方式被相互粘連，以使每對(duì)棱鏡的露出部分都與預(yù)定的共同基準(zhǔn)面接觸。
18．按照權(quán)利要求13的方法，其中步驟(E)包含至少將步驟(F)中在其上形成第二個(gè)光選擇膜的連接面之一拋光為曲面的步驟。
19．投射和顯示影象的投影顯示儀，該投影顯示儀包括發(fā)射照明光的照明系統(tǒng)；將照明光分為三色光組分的顏色分離器；根據(jù)依次給定的影象信號(hào)，分別調(diào)制三色光組分的三色光調(diào)制器；將三色光調(diào)制器調(diào)制的三色光組分組合成復(fù)合光束的交叉二向色性棱鏡；以及投射被交叉二向色性棱鏡所組合復(fù)合光束的投射光學(xué)系統(tǒng)；交叉二向色性棱鏡包括在其各自側(cè)面上被相互粘連的四個(gè)柱狀棱鏡；以及沿著四個(gè)柱狀棱鏡鏡的側(cè)面形成的，基本上按X形交叉的兩個(gè)二向色性膜；其中兩個(gè)二向色性膜之一是連續(xù)形成的，在兩種二向色性膜的交點(diǎn)處無間隔。
20．按照權(quán)利要求19的投影顯示儀，其中二向色性膜被連續(xù)地形成在曲面上。
全文摘要
紅反射膜和藍(lán)反射膜基本上按X形在四個(gè)柱狀棱鏡或直角棱鏡的各自側(cè)面所確定的連接面上被形成。紅反射膜是在連續(xù)形成的,不在兩種反射膜的交點(diǎn)處被隔開。另一方面,藍(lán)反射膜被紅反射膜和粘合劑分成兩部分。最好四個(gè)柱狀棱鏡從一塊平板玻璃獲得。這種布局保證最后得到的光選擇棱鏡在性能上的改善。
文檔編號(hào)G02B27/14GK1236113SQ9910485
公開日1999年11月24日 申請(qǐng)日期1999年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月8日
發(fā)明者橋爪俊明, 村田雅巳 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社