[发明专利]分光元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分光元件及其制造方法，特别是涉及一种能应用于投影设备或其它光学系统中，并将不同强度或者不同偏振方向的光分开的分光元件及其制造方法。

背景技术

分光元件(beam splitter)用于将入射光线分成两部分，而且依据不同的分光功能，可区分为波段(或色光)分光元件、光强分光元件及偏极分光元件。如图1所示，为一种已知偏极分光元件1，包括两个固定结合的棱镜11，以及一个位于所述棱镜11的结合面之间的分光膜12，该分光膜12可用于将一入射光A的垂直方向偏振光(S偏振光)A1反射，并使该入射光A的平行方向偏振光(P偏振光)A2通过，达到偏极分光的作用。

而该偏极分光元件1在制造时，必需先在其中一棱镜11表面镀膜而形成该分光膜12，再将另一棱镜11与该形成有分光膜12的棱镜11，经过对位调整后而胶合固定。但由于棱镜11形状通常为立体三角柱状，不像长方体、正方体或板片物等物体的形状较规则，所以在形成该分光膜12时，必需用特殊的夹持治具固定该棱镜11，但要在三角柱状的棱镜11上形成分光膜12的难度较高，而且也受限于棱镜11的形状，所述棱镜11镀膜时的设置密度受限，无法一次对大量棱镜11镀膜，造成镀膜成本高、各元件的膜层品质变异较大。

另外，如图2所示，为美国US7,329,006号专利案所揭示的一种分光元件2(该案的图15所示的实施例)，其结构包含：一基材21、一分光膜22，以及二个棱镜23、24。其中，该基材21是由玻璃或高分子材料制成而且厚度渐变，且该基材21用于将该分光膜22固定于其中一个棱镜23的表面上，而另一棱镜24则固定在该分光膜22的表面上。所述分光膜22实际上是由数百层高分子薄膜堆叠后一起拉伸(pulling)形成的，而且薄膜之间为高、低折射率的交错排列。该高分子材料制成的分光膜22的厚度较厚，如其说明书所揭示，厚度约为225微米(μm)左右，此种厚膜使该分光元件2容易产生像散(astigmatism)，所以必需借由该厚度渐变的基材21来减轻像散问题。

该分光膜22除了容易导致像散外，还有制作过程繁复的缺点，因为该分光膜22具有数百层薄膜，这些薄膜无法只单纯借由膜层间的键结力量而固定地堆叠结合，而是每当堆叠到一定数量的薄膜后，就必须利用胶粘或热熔方式，与另一披预定数量的薄膜固定住，依此方式重复数次后，最后才能形成该分光膜22，所以制作过程繁复。而且分光膜22的高分子材料耐压性较差，只能承受单边的外力，如果分光膜22的两相反侧皆受压时，就容易使分光膜22中的薄膜分离而脱层。此外，因为高分子材料受到紫外光(UV)照射会有黄化现象，同时高分子材料的耐温性也较差，导致元件使用一段时间后，材料容易老化、功能变差。

由此可见，上述现有的分光元件及其制造方法在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的分光元件及其制造方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易于制造、耐紫外光、耐热，薄膜不易脱层的分光元件及其制造方法。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种分光元件，包含两个棱镜，该分光元件还包含一个基板单元，该基板单元包括至少一个基板，以及一个披覆在该基板上并具有分光作用的分光薄膜，该分光薄膜包括数层堆叠设置的薄膜层，所述薄膜层的材料为无机材料；所述两棱镜位于该基板单元的两个相反侧的表面上。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳地，前述的分光元件，其中该基板单元包括一个基板，该基板包括一个供该分光薄膜披覆的结合面，以及一个相反于该结合面的棱镜安装面，所述其中一个棱镜位于该基板的棱镜安装面上，另一个棱镜位于该分光薄膜的表面上。

较佳地，前述的分光元件，该基板单元包括两个基板，每一个基板都包括一个朝向另一个基板的结合面，以及一个相反于该结合面的棱镜安装面，该分光薄膜位于所述两基板的结合面之间，所述两棱镜各别位于所述两基板的棱镜安装面上。

较佳地，前述的分光元件，该分光薄膜的厚度小于或等于15微米。

较佳地，前述的分光元件，该分光薄膜的厚度小于或等于5微米。

较佳地，前述的分光元件，所述薄膜层的材料为无机介电材料。