[實用新型]一種超高亮度數字電影放映機分色合色器

有效

• 申請號: 200720303315.9
• 申請日: 2007-12-25
• 公開（公告）號: CN201142739Y
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 張梅驕;陶占輝;沈新良;顧培夫;李海峰;鄭臻榮;艾曼靈;唐晉發
• 申請（專利權）人: 浙江大學;杭州科汀光學技術有限公司
• 主分類號: H04N9/31
• 分類號: H04N9/31
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本實用新型涉及分色合色器，尤其涉及一種超高亮度數字電影放映機的分色合色器。

背景技術

超大屏幕、超高亮度的數字電影放映機有以下幾個重要的特點：首先，由于亮度高達8000-25000流明(7kW，25000流明；3kW，15000流明；1.25kW，8000流明)，因而可實現屏寬5-25米的超大屏幕放映。其次，能處理轉換各種數字信號和模擬信號，方便地接駁電腦、DVD等影音設備及電視臺播放的各類節目，可在互聯網上即時找到需要的節目。最后，利用數字合成技術容易實現3D或立體影像放映。由于這些特點大大跨越了膠片電影生產和應用的種種束縛，因此首先在電影院受到青睞，并在大型終端顯示系統、智能化指揮系統、軍事、教育、商務等領域顯示出巨大的應用前景。

由于超高亮度導致分色合色器嚴重發熱，要把分色合色器的工作溫度控制在70℃以下，難度極高，散熱成為第一難題。由于熱量問題，目前放映機均采用基于MEMS的DMD圖像源，而不能用液晶板。而光機中的分色合色器也必須承受高能高熱，因此本實用新型采用全內反射棱鏡系統加上菲力普棱鏡系統，如圖1所示。

本實用新型為改善分色合色器的熱特性，具有以下特征：所有棱鏡均使用熱性能優良、化學性質穩定的K9或肖特BK7玻璃。棱鏡上的反紅透蘭綠和反蘭透綠兩種分色合色膜采用Ta2O5、Nb2O5或TiO2作為高折射率膜，Al2O3作為低折射率膜，由于Al2O3的熱導率比SiO2高10倍以上，因而提高了分色合色膜的熱導性能，不僅減小了高熱量導致光學表面變形帶來的圖像質量惡化，甚至導致棱鏡破裂，而且減小了角度效應和偏振效應。所有棱鏡界面都設置為空氣隙，沒有任何膠合表面，以防止高溫時膠層失效。而且在棱鏡溫度較高的非通光部位安裝了散熱器。所有分色合色膜當溫度從室溫變化到80℃時，對透射率為50％所對應的波長，其漂移小于1nm，保證了溫度升高時圖像色彩穩定。所有棱鏡界面的空氣隙間隔為20微米～40微米，以防止高溫時因玻璃膨脹造成空氣隙過小，內反射失效。

發明內容

本實用新型的目的是為了解決上述問題，提供一種超高亮度數字電影放映機的分色合色器。

用于超高亮度數字電影放映機的分色合色器中，白光由全內反射第一棱鏡全反射后依次穿過全內反射第二棱鏡、菲力普補償棱鏡、菲力普棱鏡第一空氣隙、菲力普反紅棱鏡后，反紅透蘭綠分色合色膜將白光分成紅和蘭綠兩束光，其中一束反射的紅光經菲力普棱鏡第一空氣隙全反射，到達紅光路圖象芯片，另一束透射的蘭綠光穿過菲力普反蘭棱鏡被反蘭透綠分色合色膜再分成蘭綠兩束光，其中一束反射的蘭光經菲力普棱鏡第二空氣隙全反射，到達蘭光路圖象芯片，另一束透射的綠光經菲力普透綠棱鏡，到達綠光路圖象芯片。

所述的棱鏡的材料為K9或肖特BK7玻璃。反紅透蘭綠分色合色膜、反蘭透綠分色合色膜采用Ta2O5、Nb2O5或TiO2作為高折射率膜，Al2O3作為低折射率膜。棱鏡非通光部位設有散熱器。棱鏡界面的空氣隙間隔為20微米～40微米。

本實用新型提供的分色合色器包含一全內反射棱鏡系統和菲力普棱鏡系統。所有棱鏡均使用熱性能優良、化學性質穩定的K9或肖特BK7玻璃，而常規棱鏡根據使用要求可選不同玻璃。棱鏡上的反紅透蘭綠和反蘭透綠二種分色合色膜采用Ta2O5、Nb2O5或TiO2作為高折射率膜，Al2O3作為低折射率膜，而常規分色合色膜用SiO2作為低折射率膜，由于Al2O3的熱導率比SiO2高10倍以上，因而提高了分色合色膜的熱導性能，使整個膜層表面溫差減小，從而不僅減小了高熱量導致光學表面變形帶來的圖像質量惡化，甚至導致棱鏡破裂，而且減小了角度效應和偏振效應。所有棱鏡界面都為空氣隙，沒有任何膠合表面，以防止高溫時膠層失效，而常規的菲力普棱鏡是既有空氣隙，又有膠合表面的。本實用新型的棱鏡在溫度較高的非通光部位安裝了散熱器，而常規菲力普棱鏡是不需要散熱器的。所有分色合色膜當溫度從室溫變化到80℃時，對透射率為50％所對應的波長，其漂移小于1nm，保證了溫度升高時圖像色彩穩定，而常規分色合色膜的漂移可大達20nm左右。最后，本實用新型的菲力普棱鏡的所有界面的空氣隙間隔為20微米～40微米，以防止高溫時因玻璃膨脹造成空氣隙過小，內反射失效，而常規的空氣隙厚度約為10微米。

本實用新型的分色合色器可用于亮度高達25000流明的數字電影放映機，工作時仍能保持優良的圖象質量。

附圖說明