專利名稱：三色光合成裝置的制作方法
三色光合成裝置技術領域
本發明與光學裝置有關，更詳而言之是指一種三色光合成裝置。
背景技術：
請參閱圖1，為現有投影機中用以將三種不同顏色的光束LI L3結合形成合成 光束L4的三色光合成裝置3，其由第一棱鏡51、第二棱鏡52、第三棱鏡53以及第四棱鏡54 依序膠黏所組成。其中，該第一棱鏡51與該第二棱鏡52膠黏的面、以及該第三棱鏡53與 該第四棱鏡54膠黏的面上鍍設有一層供第一色光束LI與第二色光束L2穿透，但反射第三 色光束L3的光學膜層；該第二棱鏡52與該第三棱鏡53膠黏的面、該第四棱鏡54與該第一 棱鏡51膠黏的面上則鍍設有一層供第二色光束L2與第三色光束L3穿透，但反射第一色光 束LI的光學膜層。
藉此，當第一色光束LI射入該第一棱鏡51時,將往該第二棱鏡52方向反射；當第 二色光束L2射入該第四棱鏡54時,將穿過該第四棱鏡54而與第一色光束LI位于同一路 徑上；當第三色光束L3射入該第三棱鏡53時，將往該第二棱鏡52方向反射，并與第一色光 束LI與第二色L2光束匯合形成合成光束L4。
然而，隨著影像科技的進步，利用投影機進行簡報、視訊、會議或是觀賞影片的人 越來越多，且為使投影機能更便于攜帶與使用，投影機及其內部構件的體積也被大幅地縮 小，以滿足人們所期望的小型化的需求。而上述的三色光合成裝置3以四片棱鏡51 54 組成，不僅具有較大的體積，且這些光束LI L3須由不同方向射入該三色光合成裝置3，使 得投影機中亦須留設有對應的空間，而無法真正有效地達到小型化的目的。
因此，為改善上述缺點，請參閱圖2，為美國公開第20070091449號專利「Method and apparatus for making an electromagnetic beam combiner」中所揭不的三色光合成 裝置4，其由與第一雙色向分光鏡61、第二雙色向分光鏡62以及呈平行四邊形的透鏡63膠 黏而成，且該第一雙色向分光鏡61與該透鏡63膠黏的面上鍍設有供第二色光束L2穿透但 反射第一色光束LI的光學膜層；該第二雙色向分光鏡62與該透鏡63膠黏的面上則鍍設有 供第一色光束LI及第二色光束L2穿透但反射第三色光束L3的光學膜層。
藉此，便可使三種不同顏色的光束LI L3射入該三色光合成裝置4后結合形成 合成光束L4，且利用上述設計可些許減少三色光合成裝置4的整體體積，并可使其中兩個 光束L1、L3以同一方向的射入該三色光合成裝置4以減少投影機中對應留設的空間，進而 達到小型化的目的。然而，上述的三色光合成裝置4仍須使用三片透鏡來達到光合成的目 的，而無法真正有效地達到縮小三色光合成裝置4體積的目的，因此，現有三色光合成裝置 3、4的設計仍未甄完善，且尚有待改進之處。發明內容
本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術中三色光合成裝置無法有效縮小體 積的缺陷，提供一種三色光合成裝置，除可將第一色光束、第二色光束以及第三色光束結合形成合成光束外，亦可有效地達到小型化的目的。
本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是，提供一種三色光合成裝置，包含 有第一透鏡以及第二透鏡。其中，該第一透鏡具有第一入射面、第二入射面、分光面以及出 射面，其中，該第一入射面與該分光面平行，且該第一入射面與該第二入射面之間具有一夾 角，其角度為90°減掉布魯斯特角(Brewster' s angle);另外,該第一入射面上鍍設有第 一分光膜，供該第一色光束穿透，并反射該第二色光束者；該分光面上鍍設有第二分光膜， 供該第三色光束穿透，并反射該第一色光束與該第二色光束者；該第二透鏡具有第三入射 面以及穿透面，該第三入射面與該出射面平行，且該穿透面與該第一入射面平行；另外，該 第二透鏡以該穿透面相對于該分光面的方式設置于該第一透鏡的一側；
利用上述設計，該第一色光束以平行該第二入射面且入射角為布魯斯特角的方式 由該第一入射面射入該第一透鏡，并由該第一入射面往該分光面的方向折射后，于該分光 面反射至該出射面；
該第二色光束以垂直該第二入射面與該第一色光束的方式由該第二入射面射入 該第一透鏡，并于該第一入射面與該第一色光束相同路徑的方式反射至該分光面后，與該 第一色光束一同于該分光面反射至該出射面；
該第三色光束以垂直該第三入射面、且與該第二色光束平行的方式由該第三入射 面射入該第二透鏡，并由該穿透面穿透離開該第二透鏡，再由該分光面射入該第一透鏡中， 并與該第一色光束與該第二透光束匯合形成該合成光束后，一同由該出射面離開該第一透 鏡。
藉此，本發明利用兩片透鏡及鍍膜的設計，并配合將第一色光束的入射角為布魯 斯特角的方式，即可有效地達到小型化的目的，并可一并達到降低制作成本和組立公差的 效果。
圖1為現有三色光合成裝置的結構圖。
圖2為另一現有三色光合成裝置的結構圖。
圖3為本發明第一實施例三色光合成裝置的結構圖。
圖4為揭示以圖3的架構設計為基礎來縮減整體體積。
圖5為本發明第二實施例三色光合成裝置的結構圖。
具體實施方式
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
請參閱圖3，本發明第一較佳實施例的三色光合成裝置I用以將第一色光束L1、第 二色光束L2以及第三色光束L3結合形成合成光束L4。于本實施例中，該第一色光束LI 為綠色光束、該第二色光束L2為藍色光束、而該第三色光束L3為紅色光束，但不以此為限。 該三色光合成裝置I包含有由相同材料制成的第一透鏡10以及第二透鏡20。于本實施例 中，該第一透鏡10與該第二透鏡20皆為平板玻璃，但不以此為限，其中
該第一透鏡10具有第一入射面11、第二入射面12、分光面13以及出射面14。該 第一入射面11與該分光面13平行、該第二入射面12與該出射面14平行，且該第一入射面11與該第二入射面12之間、以及該分光面13與該出射面14之間分別具有角度為90°減掉布魯斯特角ΘB的夾角。
另外，該第一入射面11上鍍設有第一分光膜，供該第一色光束LI穿透，并反射該第二色光束L2 ;該分光面13上鍍設有第二分光膜，供該第三色光束L3穿透，并反射該第一色光束LI與該第二色光束L2。
該第二透鏡20具有第三入射面21以及穿透面22，且該第三入射面21與該穿透面 22之間同樣具有角度為90°減掉布魯斯特角ΘΒ的夾角。該第二透鏡20以該穿透面22相對膠黏接合于該分光面13的方式設置于該第一透鏡10的一側，而使得該第三入射面21與該出射面14平行，且該穿透面22與該第一入射面11平行。
藉此，利用上述設計，將該第一色光束LI以平行該第二入射面12且入射角為布魯斯特角Θ B的方式由該第一入射面11射入該第一透鏡10,并由該第一入射面11往該分光面13的方向折射后，于該分光面13反射至該出射面14。
該第二色光束L2則因此垂直該第二入射面12與該第一色光束LI的方式由該第二入射面12射入該第一透鏡10,并于該第一入射面11以與該第一色光束LI相同路徑的方式反射至該分光面13后，與該第一色光束LI 一同于該分光面13反射至該出射面14。·
該第三色光束L3以垂直該第三入射面21、且與該第二色光束L2平行的方式由該第三入射面21射入該第二透鏡20，并由該穿透面22穿透離開該第二透鏡20，再由該分光面13射入該第一透鏡10中，并于該分光面13與該第一色光束LI與該第二透光束L2匯合達到形成該合成光束L4的目的，并以垂直該出射面14的方式由該出射面14離開該第一透鏡10。
藉此，利用上述兩片透鏡10、20及鍍膜的方式，并限定將第一色光束LI的入射角為布魯斯特角θ Β，即可有效地達到小型化及光合成的目的。
另外，為更有效地達到小型化的目的，請參閱圖4，在不影響光合成作業的條件下， 更可將上述實施例的該第一透鏡10以及該第二透鏡20特定的邊角切除，而使得三色光合成裝置的整體體積更為小巧。
再者，請參閱圖5，本發明第二較佳實施例的三色光合成裝置2同樣包含有第一透鏡30以及第二透鏡40。其中，該第一透鏡30與上述實施例的第一透鏡10的鍍膜及角度設計相同的第一入射面31、第二入射面32，分光面33以及出射面44，于此容不再贅述。該第二透鏡40同樣具有第三入射面41以及穿透面42，而該第二透鏡41不同之處在于該第二透鏡40的該穿透面42與該分光面33分離，且該穿透面42上鍍設有可提高該第三色光束L3 穿透率的抗反射膜。
藉此,利用上述設計,將該第一色光束L1、該第二色光束L2以及該第三色光束L3 以第一實施例所述的方法分別射入該第一入射面31、該第二入射面32以及該第三入射面 41，而這些光束LI L3的光路與上述實施例不同之處在于該第三色光束L3射入該第二透鏡40后，會先由該穿透面42穿透離開該第二透鏡40產生第一次折射，并由該分光面33射入該第一透鏡30中產生第二次折射,再與該第一色光束LI與該第二透光束L2匯合形成該合成光束L4 一同以垂直該出射面34的方式由該出射面34離開該第一透鏡30。
因此，由上述說明可得知，利用上述兩片透鏡30、40及鍍膜的設計，并同樣以該第一色光束LI的入射角限定為布魯斯特角θ Β的方法，不用膠黏接合該第一透鏡30與該第二透鏡40同樣可有效地達到小型化及光合成的目的。
另外，上述各種實施方式的設計，除可達到小型化的目的外，因其僅需利用兩片透 鏡及可達到光合成的目的，而可一并達到降低制作成本和組立公差的效果。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及權利要求所 為的等效結構及制作方法變化，理應包含在本發明的專利范圍內。
權利要求
1.一種三色光合成裝置，用以將第一色光束、第二色光束以及第三色光束結合形成合成光束，其特征在于，該三色光合成裝置包含有 第一透鏡，具有第一入射面、第二入射面、分光面以及出射面，其中，該第一入射面與該分光面平行，且該第一入射面與該第二入射面之間具有夾角，其角度為90°減掉布魯斯特角；另外，該第一入射面上鍍設有第一分光膜，供該第一色光束穿透，并反射該第二色光束者；該分光面上鍍設有第二分光膜，供該第三色光束穿透，并反射該第一色光束與該第二色光束；以及 第二透鏡，具有第三入射面以及穿透面，該第三入射面與該出射面平行，且該穿透面與該第一入射面平行；另外，該第二透鏡以該穿透面相對于該分光面的方式設置于該第一透鏡的一側； 該第一色光束以平行該第二入射面且入射角為布魯斯特角的方式由該第一入射面射入該第一透鏡，并由該第一入射面往該分光面的方向折射后，于該分光面反射至該出射面； 該第二色光束以垂直該第二入射面與該第一色光束的方式由該第二入射面射入該第一透鏡，并于該第一入射面與該第一色光束相同路徑的方式反射至該分光面后，與該第一色光束一同于該分光面反射至該出射面； 該第三色光束以垂直該第三入射面、且與該第二色光束平行的方式由該第三入射面射入該第二透鏡，并由該穿透面穿透離開該第二透鏡，再由該分光面射入該第一透鏡中，并與該第一色光束及該第二透光束匯合形成該合成光束后，一同由該出射面離開該第一透鏡。
2.如權利要求1所述的三色光合成裝置，其特征在于，該第一透鏡的該分光面與該第二透鏡的穿透面膠黏接合。
3.如權利要求1所述的三色光合成裝置，其特征在于，該第一透鏡與該第二透鏡分離，且該第二透鏡的穿透面上鍍設有一層抗反射膜層。
4.如權利要求1所述的三色光合成裝置，其特征在于，該第一透鏡的第二入射面與該出射面平行，且該出射面與該分光面之間具有一夾角，其角度為90°減掉布魯斯特角。
5.如權利要求4所述的三色光合成裝置，其特征在于，該合成光束以與該出射面垂直的方式由該出射面離開該第一透鏡。
6.如權利要求1所述的三色光合成裝置，其特征在于，該第一透鏡的該第二入射面與該出射面平行。
7.如權利要求6所述的三色光合成裝置，其特征在于，該第二透鏡的該第三入射面與該穿透面之間具有角度為90°減掉布魯斯特角的夾角。
8.如權利要求1所述的三色光合成裝置，其特征在于，該第一透鏡是平板玻璃。
9.如權利要求1所述的三色光合成裝置，其特征在于，該第二透鏡是平板玻璃。
全文摘要
本發明涉及一種三色光合成裝置包含有第一透鏡及第二透鏡；第一透鏡具有第一入射面、第二入射面、分光面以及出射面，第一入射面與分光面平行，第一入射面與第二入射面之間具有角度為90°減掉布魯斯特角的夾角；第一入射面上鍍設有供第一色光束穿透并反射第二色光束的第一分光膜；分光面上鍍設有供第三色光束穿透并反射第一色光束與第二色光束的第二分光膜；第二透鏡具有第三入射面以及穿透面，第二透鏡以穿透面相對該分光面的方式設置于第一透鏡一側；當第一色光束以入射角為布魯斯特角射入該第一入射面，且第二色光束與第三色光束以垂直該第一色光束的方式分別射入第二入射面與第三入射面時，這些光束將于分光面匯集形成合成光束并由出射面射出。
文檔編號G02B27/10GK102998801SQ20111026811
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月9日 優先權日2011年9月9日
發明者劉德偉 申請人:亞洲光學股份有限公司