一种偏振分光棱镜胶合工艺的制作方法

本发明属于光学零件冷加工制造技术领域，具体涉及一种偏振分光棱镜的胶合方法。

背景技术：

目前国内关于偏振分光棱镜的胶合工艺技术还没有见公开的信息。在国外，我们在展会上看见过其他厂家的产品，其产品在4片棱镜胶合后，在棱镜的入射面上涂覆一层宽度是1mm的黑色遮光材料，该1mm宽的黑色涂覆，位置在3片三角棱镜对顶点胶合后的脊线位置的正上方的制造工艺。其作用是用于减少投影机或放映机的光线透过该棱镜在其胶合脊线处产生的图像画面的像素分离程度。但是用这种胶合工艺制造出的零件，虽然在一定程度上减少了透过光路的图像在该棱镜的胶合脊线处产生的画面的像素分离程度，但是却带来了在白色屏幕下胶合脊线处产生的一条宽宽规则的长条形暗带，其亮度明显与屏幕上的其它地方差异明显，这样会影响浅色画面的色彩均匀性。

技术实现要素：

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种偏振分光棱镜胶合工艺，该方法制备的胶合棱镜对投影画面不仅透过光路的胶合脊线处的像素分离程度小，还能大大减轻白色屏幕下胶合脊线处产生的暗带的宽度和亮度，让白屏画面整体色彩与明暗度目视判断没有明显的差异。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案：该偏振分光棱镜胶合工艺，先后经铣磨、抛光、镀膜和胶合处理，其特征在于所述胶合处理是将尺寸、角度、外观质量合格且PBS膜特性与光学常数匹配好的三角棱镜分别按照以下步骤加工成型：

（1）点胶

先在两个小三角棱镜镀有PBS膜面的S2面点胶，胶点为直径是2mm～10mm，数量为1～10个的圆形；

（2）排胶

将小三角棱镜的S2面与大三角棱镜的S2面结合，由S6面一端向S7面一端手工排胶，去除胶泡，让胶均匀布满S2面；

（3）调整胶合尺寸、位置

将3片三角棱镜放入U型胶合治具中，调整胶合尺寸L和H，以及A处的尺寸和位置，然后在两个小三角棱镜的S5面拉线点胶，胶线宽度是1mm～5mm，将楔形棱镜的S5面与小三角棱镜的S5面结合，由S6面一端向S7面一端手工排胶，去除胶泡，让胶均匀布满S5面，调整胶合尺寸L、W和H以及A处的尺寸和位置；

（4）紫外固化

在U型胶合治具中直接进行胶合棱镜的紫外照射固化。

在步骤（3）中，4片棱镜对顶点胶合时，4条胶合的棱线的错位在0.2mm×0.2mm范围之内，胶合而成胶合脊线。

所述光学常数匹配工艺是针对这种偏振分光棱镜，棱镜在胶合时对影响画面功能的光学玻璃的光学常数进行匹配，光学常数的实际数值要在规定的公差范围内，4片棱镜进行胶合。

采用上述技术方案的有益效果：该偏振分光棱镜胶合工艺以光学玻璃为材料，通过光学零件研磨工艺、超声波清洗工艺、热蒸发镀膜工艺、运用UV胶粘接机理和光学设计与光学玻璃相关理论，将4片棱镜高精密的胶合在一起，组成胶合的偏振分光棱镜。

采用的零件多脊线高精密狭缝胶合技术，尤其适合于大尺寸零件胶合是胶合面的面积在40mm×60mm以上的带膜层的大尺寸三角棱镜胶合工艺方式。该工艺采用树枝状拉线点胶和多点圆形点胶方式相结合的点胶工艺进行点胶，然后排胶，减少胶合层的胶泡和划伤疵病。棱镜在胶合时对影响画面功能的胶合棱镜的胶合脊线进行工艺管理，该技术的两个PBS棱镜的PBS膜特性匹配，并且单个三角棱镜的胶合棱边棱线锋利、表面外观质量优秀、PBS膜膜边缘外观质量在规定范围内，在U形结构为主体的胶合治具内，4片棱镜对顶点胶合时，4条胶合的棱线的错位在0.2mm×0.2mm范围之内，胶合而成的这个狭缝，也就是胶合脊线宽度在0.2mm×0.2mm范围之内。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

（1）本发明以光学玻璃为材料，经过研磨加工成为三角棱镜，在PBS棱镜的胶合面镀制PBS膜，然后4片棱镜在U形结构为主体的胶合治具内，涂覆UV胶水，进行紫外固化，胶合成为三光路3D影院系统偏振分光胶合棱镜的胶合工艺。采用该胶合工艺，解决了胶合面的面积在40mm×60mm以上的带膜层的大尺寸三角棱镜的胶合层胶泡多、易划伤、胶层强度不足的问题。经过检测，胶层强度满足温度+70℃，湿度90%，120小时；温度-30℃，120小时的老化试验。

（2）采用以上胶合工艺重点解决了偏振分光胶合棱镜投影画面清晰度的问题，4片大尺寸棱镜进行胶合而成的偏振分光胶合棱镜，解决了投影画面容易出现“鬼影”、浅色画面色彩差异大的难题。通过光学常数匹配工艺和大尺寸零件多脊线高精密狭缝胶合技术，成功的解决了这个问题，透过光路中心区域的图像分离程度小于1个像素，白屏画面色彩无显著差异，尤其是对解决在激光作为放映机或投影机的光源时，白屏画面色彩无显著差异有显著的作用。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为偏振分光棱镜结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为胶合过程示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，该偏振分光胶合棱镜的整体加工工艺依次是：铣磨-抛光-镀膜-胶合。

胶合过程是将尺寸、角度、外观质量合格且PBS膜特性与光学常数匹配好的三角棱镜分别按照以下步骤加工成型：

（1）点胶

先在两个小三角棱镜镀有PBS膜面的S2面点胶，胶点为直径是2mm～10mm，数量为1～10个的圆形；

（2）排胶

将小三角棱镜的S2面与大三角棱镜的S2面结合，由S6面一端向S7面一端手工排胶，去除胶泡，让胶均匀布满S2面；

（3）调整胶合尺寸、位置

将3片三角棱镜放入U型胶合治具中，调整胶合尺寸L和H，以及A处的尺寸和位置。然后在两个小三角棱镜的S5面拉线点胶，胶线宽度是1mm～5mm，将楔形棱镜的S5面与小三角棱镜的S5面结合，由S6面一端向S7面一端手工排胶，去除胶泡，让胶均匀布满S5面，调整胶合尺寸L、W和H,以及A处的尺寸和位置；

（4）紫外固化

在U型胶合治具中直接进行胶合棱镜的紫外照射固化。

在步骤（3）中，4片棱镜对顶点胶合时，4条胶合的棱线的错位在0.2mm×0.2mm范围之内，胶合而成胶合脊线。

所述光学常数匹配工艺是针对这种偏振分光棱镜，棱镜在胶合时对影响画面功能的光学玻璃的光学常数进行匹配，光学常数的实际数值要在规定的公差范围内，4片棱镜进行胶合。