发明名称 用于视频投影光管理系统之结构及组成的方法及装置
摘要 一种路径长度匹配的棱镜总成系构成以极化光束分裂器光学组件,其具有不同程度的准确度,藉由将其配置于路径长度匹配之位置且将其固定至一基板或框。介于光学组件间之间隙系由框或黏着剂密封剂所密封。平面光学组件被插入于光学组件之间,而介于组件与元件之间的空间被填充以一种光学耦合流体,其具有密切地匹配组件及元件之折射指数的折射指数。一扩张补偿装置被安装至棱镜总成以补偿光学耦合流体之扩张及收缩。棱镜总成最适合使用于HDTV及高解析度视频投影器。
申请公布号 TW569624 申请公布日期 2004.01.01
申请号 TW091118928 申请日期 2002.08.21
申请人 照明家系统股份有限公司 发明人 亚瑟 鲍曼;麦可 迪多
分类号 H04N7/015;G02B27/10 主分类号 H04N7/015
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种棱镜总成,包括: 一组光学组件,其系配置于路径长度匹配之位置上 ;及 一框,其系固定至每一光学组件且被配置以防止光 学耦合流体泄漏自光学组件之间。2.如申请专利 范围第1项之棱镜总成,进一步包括一光学耦合物 质,其系接触且位于各光学组件之间。3.如申请专 利范围第2项之棱镜总成,其中该光学耦合物质为 液体。4.如申请专利范围第2项之棱镜总成,其中该 光学耦合物质为气体混合物。5.如申请专利范围 第4项之棱镜总成,其中该气体混合物为空气。6.如 申请专利范围第5项之棱镜总成,其中该光学组件 包含光学组件之一表面上的至少一抗反射涂层。7 .如申请专利范围第2项之棱镜总成,其中该光学耦 合物质为气体。8.如申请专利范围第2项之棱镜总 成,其中该光学耦合物质为凝胶。9.如申请专利范 围第2项之棱镜总成,其中该光学耦合物质为UV(紫 外线)硬化的黏着剂。10.如申请专利范围第1项之 棱镜总成,其中该路径长度匹配的位置系实体路径 长度匹配的。11.如申请专利范围第1项之棱镜总成 ,其中该光学组件包括至少一极化光束分裂器。12. 如申请专利范围第1项之棱镜总成,进一步包括一 组角落区块,用以固定光学组件之外表面的配置。 13.一种棱镜总成,包括: 至少两个其具有不精确尺寸之光学组件,用以执行 下列至少一工作:极化、光束分裂、光束反射及光 束组合,该等光学组件被固定至一位置以致其被导 引通过棱镜总成中之各个路径而至一聚焦点的光 束之路径长度被匹配;及 一光学耦合流体,其被配置于该等路径长度中以接 触至少一光学组件。14.如申请专利范围第13项之 棱镜总成,其中光学组件之不精确尺寸系使得该等 路径长度不匹配至一精确程度以致假如光学组件 被安装在一起时,该等路径长度将不会提供一被导 引通过棱镜总成而接着于聚焦点而被重组的光束 焦点。15.一种棱镜总成,包括: 一组光学组件; 一安装至至少一光学组件之基板; 一固定至至少两光学组件之密封;及 一设置于密封光学组件间之光学耦合流体。16.如 申请专利范围第15项之棱镜总成,其中该密封包括 一黏着剂,其将内部光学表面连接于相邻的密封光 学组件之间。17.如申请专利范围第16项之棱镜总 成,进一步包括一组至少一下面光学组件,其系配 置于至少一相邻的密封光学组件之间。18.如申请 专利范围第17项之棱镜总成,进一步包括内含于光 学耦合流体中之间隔物。19.如申请专利范围第17 项之棱镜总成,其中至少平面光学组件之一分隔其 相邻的光学组件间之密封。20.如申请专利范围第 15项之棱镜总成,其中该组光学组件包括4个配置以 矩形形状之极化光束分裂器(PBS)组件; 该密封系封住PBSs之内部光学表面以形成一光学耦 合流体密闭容器。21.如申请专利范围第20项之棱 镜总成,其中矩形形状为方形。22.如申请专利范围 第20项之棱镜总成,其中矩形形状包括通过棱镜总 成之3个离散光束的路径长度匹配之光学路径。23. 如申请专利范围第22项之棱镜总成,其中3个离散光 束为红、绿、及蓝色,其各可含有光谱之其他部分 于相应路径长度之不同部分。24.如申请专利范围 第15项之棱镜总成,进一步包括气泡于光学耦合流 体中。25.如申请专利范围第24项之棱镜总成,其中 该气泡位于通过棱镜总成的光学路径长度之外。 26.如申请专利范围第15项之棱镜总成,进一步包括 一配置于光学耦合流体中之囊袋。27.如申请专利 范围第26项之棱镜总成,其中该囊袋被填充以空气 。28.如申请专利范围第26项之棱镜总成,其中该囊 袋被填充以一挠性的扩张/收缩物质。29.如申请专 利范围第26项之棱镜总成,其中: 该组光学组件包括4个配置以矩形形状之极化光束 分裂器(PBS)组件,以每一角落具有一PBS、一路径长 度匹配空间于每一相邻的PBS之间、及一中心填充 区域,其系位于各PBS间之中心;及 该囊袋系配置于通过棱镜总成之光学路径长度外 的中心填充区域中。30.如申请专利范围第26项之 棱镜总成,其中: 该组光学组件包括4个配置以矩形形状之极化光束 分裂器(PBS)组件,以每一角落具有一PBS、一路径长 度匹配空间于每一相邻的PBS之间、及一中心填充 区域,其系位于各PBS间之中心;及 该棱镜总成进一步包括一封盖,用以覆盖及密封中 心填充区域。31.如申请专利范围第15项之棱镜总 成,其中光学耦合流体被保持于光学组件、密封、 及基板之间。32.如申请专利范围第15项之棱镜总 成,进一步包括一具有开口端及封闭端之管,开口 端系接触与光学耦合流体;及 一气泡系配置于管内部。33.如申请专利范围第15 项之棱镜总成,进一步包括: 一具有第一端及第二端之开口端管,第一端系接触 与光学耦合流体,而第二端系开口至棱镜总成之外 部; 一配置于该管中之密封的可移动活塞,该活塞系由 于光学耦合流体之扩张及收缩而移动。34.如申请 专利范围第33项之棱镜总成,进一步包括至少一挡 止,用以限制活塞之移动。35.如申请专利范围第15 项之棱镜总成,进一步包括一光圈,其系配置并密 封于光学耦合流体之一开口上。36.一种高解析度 监视器,包括: 一白色光源; 一组反射微显示; 一棱镜总成,用以将来自白色光源之白色光分离为 组成光束并导引每一组成光束至反射微显示之一 且接着将反射的组成光束重组为一输出光束; 一透镜,用以投影输出光束;及 一萤幕,用以显示投影之输出光束,当该棱镜总成 包括一组路径长度匹配之光学组件及散布于光学 组件间之耦合流体时。37.如申请专利范围第36项 之高解析度监视器,其中组成光束为红、绿及蓝色 。38.如申请专利范围第36项之高解析度监视器,其 中该高解析度监视器为HDTV之部分。39.如申请专利 范围第36项之高解析度监视器,进一步包括用以控 制微显示之电子电路。40.如申请专利范围第36项 之高解析度监视器,其中耦合流体包括一具有同等 于光学组件之折射指数的光学耦合流体。41.如申 请专利范围第36项之高解析度监视器,其中该光学 组件包含光束分裂器。42.如申请专利范围第36项 之高解析度监视器,其中该等光学组件包括至少极 化光束分裂器、极化敏感反射光束分裂器、及单 向反射光束组合器之一。43.一种构成棱镜总成之 方法,其包括下列步骤: 固定一组光学组件至一基板; 密封光学组件间之间隔物;及 以一光学耦合流体填充光学组件间之空间。44.如 申请专利范围第43项之方法,其中光学耦合流体系 至少矿物油或具有光学组件之折射指数的25%内之 折射指数的其他流体之一。45.如申请专利范围第 43项之方法,其中间隔物系悬浮于光学耦合流体中 。46.如申请专利范围第43项之方法,进一步包括下 列步骤:以光学耦合流体涂敷平面光学组件;及插 入平面光学元件于光学组件之间。47.如申请专利 范围第43项之方法,其中该固定之步骤包括下列步 骤: 配置光学组件为路径长度匹配的架构;及 安装路径长度匹配的架构至基板。48.如申请专利 范围第47项之方法,其中该安装之步骤包括黏合路 径长度匹配的架构至基板。49.如申请专利范围第 43项之方法,进一步包括以下步骤: 安装一扩张补偿装置于棱镜总成中。50.如申请专 利范围第49项之方法,其中该扩张补偿装置包括一 填充有挠性物质之囊袋。51.如申请专利范围第49 项之方法,其中该扩张补偿装置包括一具有滑动活 塞之开口端管。52.如申请专利范围第49项之方法, 其中该扩张补偿装置包括一挠性的光圈,其系密封 于棱镜总成光学耦合流体之开口上。53.如申请专 利范围第49项之方法,其中该扩张补偿装置包括一 管,其具有一开口端接触与光学耦合流体及一封闭 端固持一气泡。54.如申请专利范围第49项之方法, 其中该扩张补偿装置包括一配置于光学耦合流体 中之气泡。55.如申请专利范围第43项之方法,进一 步包括插入平面光学元件于光学组件之间的步骤 。56.如申请专利范围第43项之方法,进一步包括插 入平面光学元件于光学组件之间的步骤; 其中该填充之步骤包括以一具有悬浮于光学耦合 液体中之间隔物的光学耦合流体填充介于光学组 件之间的空间。57.如申请专利范围第43项之方法, 其中该等光学组件包括4个配置以路径长度匹配之 矩形形状的极化光束分裂器(PBS)装置。58.如申请 专利范围第43项之方法,其中该密封之步骤包括固 定一框于每一光学组件周围。59.如申请专利范围 第43项之方法,其中该密封之步骤包括涂敷黏着剂 与各光学组件之间。60.如申请专利范围第43项之 方法,其中该填充空间之步骤包括使用任一注射器 或其他以管为基础之注射系统来注入光学耦合流 体。61.如申请专利范围第47项之方法,其中该配置 光学组件之步骤包括以一具有区块之工具设定光 学组件,该等区块系设定棱镜总成之外部尺寸。62. 如申请专利范围第61项之方法,其中该等区块包括 角落件,每一角落件系用以定位光学组件之一的外 部表面。63.如申请专利范围第61项之方法,其中至 少该等区块之一包含一空气导管,用以施加真空至 空气导通区块中所设定之光学组件并稳定地固持 光学组件于空气导通之区块上。图式简单说明: 图1系一种光管理系统(LMS)视频投影器之图形; 图2系说明应用本发明之棱镜总成之一种可能架构 的光路径及元件之简化的示范核心之一图形; 图3系一图形以说明依据本发明之一实施例的一种 LMS棱镜总成之构成技术; 图4系依据本发明之一实施例之一LMS棱镜总成中的 元件之液体耦合的图形; 图5系依据本发明之一实施例之一框(其固持一LMS 棱镜总成之元件)的顶及侧视图之图形; 图6系依据本发明之一实施例之一LMS棱镜总成的零 件之间隔物及液体耦合的图形; 图7系一图形以说明依据本发明之一实施例的耦合 流体填充方法; 图8系依据本发明之一实施例用以固持棱镜总成元 件之范例机构的图形; 图9系依据本发明之一实施例之配备有光圈( diaphragm)900的棱镜总成之图形; 图10系依据本发明之一实施例之配备有囊袋(bladder )的棱镜总成之实施例的图形; 图11系依据本发明之一实施例之一密封管总成的 实施例之图形; 图12系依据本发明之一实施例之一开口空气活塞 配置的图形; 图13系依据本发明之一实施例之一内部密封的棱 镜总成之图形;及 图14系依据本发明之一实施例之一内部密封的棱 镜总成之内部封胶的特写。
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