[实用新型]合色偏振棱镜

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种合色偏振棱镜，特别涉及一种将三种不同颜色的偏振光合成为其它颜色的合色偏振棱镜，属于光学技术产品领域。

【背景技术】

在液晶(LCD)或硅上液晶(LCoS)投影系统中，为实现彩色显示，需要将来自三条光路的三基色偏振光合并到一条光路中。目前业内较多是采用X棱镜，该X棱镜通常由4块直角棱镜沿沿直角面胶合而成，直角棱镜的斜面作为光的输入面和输出面。其余一个直角棱镜的斜面作为三基色合成白光后的输出面。X棱镜能很好地对三基色偏振光进行合成，但不足之处在于：组成X棱镜的四个直角棱镜的加工及、膜系的设计、及直角棱镜与膜系的胶合都有颇为严格的要求，无形中增加了加工成本。

业内便对上述传统的X棱镜进行改进，如中国发明申请第200710036631.9号公开了一种合色棱镜，其包括由两个直角棱镜胶合而成一正方形的偏振分光棱镜(PBS)，其中一个直角棱镜的斜面上镀有偏振分光膜，一个直角棱镜的直角面上依序粘贴上四分之一波片、带通滤光片、另一个四分之一波片，上述偏振分光膜具有反射偏振态为S偏振的光、透过偏振态为P偏振的光的功能，带通滤光片是在玻璃基板上镀分光膜而成，具有透过部分一个波段的光、反射另一个波段光的功能，该发明申请相对传统的技术来说有很大的改进，但仍存在结构还较复杂，合光效率较低，制造成本较高的缺点。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种合色偏振棱镜，结构简单，胶合要求简单，制造成本更低，而且合光效率高。

本实用新型是这样实现的：一种合色偏振棱镜，包括一偏振分光棱镜，该偏振分光棱镜是由两直角棱镜沿斜面胶合而成的端面为方形的棱镜，其中一个直角棱镜的斜面上镀有偏振分光膜，其特征在于：所述偏振分光棱镜的其中一个端面固定连接一双波长的波片，该波片的外表面还镀上一层滤光片膜。

所述波片对入射光为S偏振时，是红光的1/4波片同时又是绿光的半波片，且所述滤光片膜是对红光的高反射和绿光的高透的膜系。

所述波片对入射光为P偏振时，是红光和蓝光的1/4波片或半波片，且所述滤光片膜是对红光和蓝光的高反或高透膜系。

所述偏振分光棱镜与双波长的波片采用胶合或深化光胶的方式固定连接。

本实用新型采用上述的结构，和以往的结构相比具有如下优点：其是利用一种特殊设计的波片与偏振分光棱镜结合来实现对红、绿、蓝三种基色光合色。结构简单，可以从小尺寸到大尺寸的低成本的生产，并且胶合要求简单，尤其是制造低成本，可以广泛应用于LCD或LCoS的投影显示，特别是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实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型合色偏振棱镜的结构示意图。

图2是本实用新型合的入射光都为S偏振时的原理示意图。

图3是本实用新型合的入射光都为P偏振时的原理示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，本实用新型的合色偏振棱镜，包括一偏振分光棱镜1和一个双波长的波片2，所述偏振分光棱镜1是由两直角棱镜11(12)沿斜面胶合而成的端面为方形的棱镜，其中一个直角棱镜的斜面上镀有偏振分光膜13，所述双波长的波片2则胶合在偏振分光棱镜1的其中一个端面上，该波片2的外表面还镀上一层滤光片膜3。所述波片与偏振分光棱镜1的结合还可采用深化光胶的方法，主要是用于高功率的使用。

当所述波片2对入射光为S偏振时，是红光的1/4波片同时又是绿光的半波片，且所述滤光片膜3是对红光的高反射和绿光的高透的膜系。当所述波片2对入射光为P偏振时，是红光和蓝光的1/4波片或半波片，且所述滤光片膜3是对红光和蓝光的膜系。

本实用新型是利用一种特殊设计的波片即双波长的波片2与偏振分光棱镜结合来实现对红、绿、蓝三种基色光(偏振光)合色。具体原理如下：

一、以入射光都为S偏振为例

由于偏振分光棱镜有反射偏振态为S偏振的光、透过偏振态为P偏振的光的功能。如图2所示，蓝光B从波片2的相邻表面入射，直接被偏振分光棱镜1反射；而绿光G从波片2的位置入射，经过波片2后转化成P光，直接被偏振分光棱镜1透射出去；红光R从波片2的另一相邻表面入射，被偏振分光棱镜1反射后，来回经过两次波片2也被转化为P光，最后也被偏振分光棱镜1透射出去。这样就实现了三种颜色的偏振光由不同的端口入射，最后都从同一端口出射，从而实现合光的效果。

二、以入射光都为P偏振为例