專利名稱：偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，詳言之，本發(fā)明關(guān)于將未偏振入射光束分成二偏振光束并將一偏振光束的偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換成另一偏振光束相同偏振狀態(tài)的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常，對于投影機，照明系統(tǒng)提供光束而使影像從投影機投射出來。為以影像數(shù)據(jù)來調(diào)變光束，光束必須對液晶顯示器(透射式)或投影機的硅基液晶(liquid crystal on silicon)(反射式)偏振。光束分成二道偏振光束。偏振光束的電場彼此垂直。然而，上述裝置只用一道偏振光束而丟棄另一道。造成能量浪費并降低投影機效率。因此，以偏振回收來解決問題。偏振轉(zhuǎn)換用來增加照明效率?；厥找焕速M的偏振光束，轉(zhuǎn)換成所要的偏振光束。以下說明投影機的偏振回收的幾個現(xiàn)有技術(shù)。請參照圖1。美國專利6，064，523號揭露偏振轉(zhuǎn)換的裝置，具有將垂直和水平線性偏振光送到光路的光源及位于光路且靠近光源的拋物面鏡。拋物面鏡的鏡鍍膜層在入射光與反射光間引起0°、90°、或任意的相移。偏光片，最好是反射偏光膜，位于光路以反射一線性偏振的光并穿透另一線性偏振。最后，一個以上的波板位于光路介于偏光片與拋物面鏡間。波板的對立區(qū)塊的軸彼此反向平行，藉由將反射線性偏振轉(zhuǎn)換成透射偏振來回收。美國專利6，064，523號僅利用反射偏光膜和波板來達(dá)成偏振回收。不需要精確對準(zhǔn)所有組件，因而該發(fā)明容易組裝。然而，光源限于發(fā)射偏振光者。對裝置轉(zhuǎn)換未偏振光的另一方式必須要有拋物面鏡，但占用空間。整體設(shè)計不利于微投影機的輕薄短小。再者，依據(jù)美國專利6，064，523號，裝置須使用準(zhǔn)直光束。不能用其它未準(zhǔn)直光源，如發(fā)光二極管。另一現(xiàn)有技術(shù)顯示于圖2的美國專利7，352，124號。該發(fā)明揭露的照明系統(tǒng)裝有發(fā)光二極管和部分反射的光學(xué)組件。發(fā)光二極管發(fā)出內(nèi)部產(chǎn)生的光束，以高反射率反射入射光束。部分反射的光學(xué)組件透射第一部分的內(nèi)部產(chǎn)生的光束并反射第二部分的內(nèi)部產(chǎn)生的光束回到發(fā)光二極管，在該處第二部分被發(fā)光二極管反射。部分反射的光學(xué)組件可為非吸收的反射偏光片或波長轉(zhuǎn)換層。利用部分反射的光學(xué)組件和光回收可增加照明系統(tǒng)的有效亮度和輸出效率。美國專利7，352，124號在發(fā)光二極管使用反射層作為反射體以反射來自部分反射的光學(xué)組件的光束。反射的光束可變成第一部分的內(nèi)部產(chǎn)生的光束并離開部分反射的光學(xué)組件。由部分反射的光學(xué)組件與發(fā)光二極管間的偏振混合組件達(dá)成。使用此配置，發(fā)光二極管可發(fā)出偏振光束并提高發(fā)光效率。再者，為降低光損耗，反射偏光片不須靠近發(fā)光二極管。然而，受限于發(fā)光二極管高度，光損耗無法避免。因此，需要提供良好發(fā)光效率和亮度的簡易偏振轉(zhuǎn)換裝置。

發(fā)明內(nèi)容
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本段擷取本發(fā)明的一些特性；其它特性揭露于下文。本段涵蓋申請專利范圍的精神和范疇內(nèi)的各種修改和類似配置。本發(fā)明的目的在于提供一種偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將未偏振入射光束分成二偏振光束并將一偏振光束的偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換成另一偏振光束相同偏振狀態(tài)。 依據(jù)本發(fā)明的一觀點，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包含偏振分光單元，將未偏振入射光束分成第一偏振狀態(tài)的第一偏振光束和異于第一偏振狀態(tài)的第二偏振狀態(tài)的第二偏振光束，通過第二偏振光束，反射第一偏振光束；反射體，反射回第二偏振光束穿過偏振分光單元 ’聚光單元，分別會聚反射的第一偏振光束和第二偏振光束，引導(dǎo)會聚的第一偏振光束穿過第一區(qū)及引導(dǎo)會聚的第二偏振光束穿過不與第一區(qū)重疊的第二區(qū)；位于第一區(qū)的相位延遲單元，將會聚的第一偏振光束轉(zhuǎn)換成第二偏振狀態(tài)的第三偏振光束，藉以將未偏振入射光束轉(zhuǎn)換成相同偏振狀態(tài)的偏振光束，而可增加照明效率。根據(jù)本案構(gòu)想，第一偏振狀態(tài)是S偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是P偏振狀態(tài)。根據(jù)本案構(gòu)想，第一偏振狀態(tài)是ρ偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是s偏振狀態(tài)。根據(jù)本案構(gòu)想，聚光單元包含具有多個透鏡的透鏡數(shù)組。根據(jù)本案構(gòu)想，相位延遲單元的形狀為狹長矩形，其寬度等于透鏡數(shù)組的透鏡孔徑一半，該相位延遲單元的長度等于透鏡數(shù)組的長度。根據(jù)本案構(gòu)想，相位延遲單元是半波延遲片。根據(jù)本案構(gòu)想，偏振分光單元是偏振分光(PBQ鍍膜層、偏振分光膜或金屬線柵偏光片。根據(jù)本案構(gòu)想，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進一步包含在偏振分光單元與反射體間的楔形棱鏡，以在偏振分光單元與反射體間提供預(yù)定角度。依據(jù)本發(fā)明另一觀點，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包含偏振分光單元，將未偏振入射光束分成第一偏振狀態(tài)的第一偏振光束和異于第一偏振狀態(tài)的第二偏振狀態(tài)的第二偏振光束，通過第二偏振光束，反射第一偏振光束；反射體，反射回第二偏振光束穿過偏振分光單元 ’聚光單元，分別會聚反射的第一偏振光束和第二偏振光束，引導(dǎo)會聚的第一偏振光束穿過第一區(qū)及會聚的第二偏振光束穿過不與第一區(qū)重疊的第二區(qū)；位于第二區(qū)的相位延遲單元， 將會聚的第二偏振光束轉(zhuǎn)換成第一偏振狀態(tài)的第三偏振光束，藉以將未偏振入射光束轉(zhuǎn)換成相同偏振狀態(tài)的偏振光束，而可增加照明效率。根據(jù)本案構(gòu)想，第一偏振狀態(tài)是s偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是P偏振狀態(tài)。
根據(jù)本案構(gòu)想，第一偏振狀態(tài)是ρ偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是s偏振狀態(tài)。根據(jù)本案構(gòu)想，聚光單元包含具有多個透鏡的透鏡數(shù)組。根據(jù)本案構(gòu)想，相位延遲單元的形狀為狹長矩形，其寬度等于透鏡數(shù)組的透鏡孔徑一半，該相位延遲單元的長度等于透鏡數(shù)組的長度。根據(jù)本案構(gòu)想，相位延遲單元是半波延遲片。根據(jù)本案構(gòu)想，偏振分光單元是偏振分光(PBQ鍍膜層、偏振分光膜或金屬線柵偏光片。根據(jù)本案構(gòu)想，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進一步包含在偏振分光單元與反射體間的楔形棱鏡，以在偏振分光單元與反射體間提供預(yù)定角度。依據(jù)本發(fā)明另一觀點，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包含第一聚光單元，會聚未偏振入射光
6束；偏振分光單元，將未偏振入射光束分成第一偏振狀態(tài)的第一偏振光束和異于第一偏振狀態(tài)的第二偏振狀態(tài)的第二偏振光束，通過第二偏振光束，反射第一偏振光束穿過第一區(qū)； 反射體，反射回第二偏振光束穿過偏振分光單元并引導(dǎo)第二偏振光束穿過不與第一區(qū)重疊的第二區(qū)；位于第一區(qū)的相位延遲單元，將會聚的第一偏振光束轉(zhuǎn)換成第二偏振狀態(tài)的第三偏振光束，藉以將未偏振入射光束轉(zhuǎn)換成相同偏振狀態(tài)的偏振光束，而可增加照明效率。根據(jù)本案構(gòu)想，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進一步包含匯集未偏振入射光束的準(zhǔn)直鏡。根據(jù)本案構(gòu)想，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進一步包含在偏振分光單元與反射體間的透明板，以將反射的第二偏振光束偏移預(yù)定距離。根據(jù)本案構(gòu)想，第一偏振狀態(tài)是s偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是P偏振狀態(tài)。
根據(jù)本案構(gòu)想，第一偏振狀態(tài)是ρ偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是s偏振狀態(tài)。根據(jù)本案構(gòu)想，相位延遲單元是半波延遲片。根據(jù)本案構(gòu)想，偏振分光單元是偏振分光(PBQ鍍膜層、偏振分光膜或金屬線柵偏光片。根據(jù)本案構(gòu)想，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進一步包含在偏振分光單元與相位延遲單元間的第二聚光單元，以會聚反射的第一和第二偏振光束。根據(jù)本案構(gòu)想，第一和第二聚光單元各包含具有多個透鏡的透鏡數(shù)組。根據(jù)本案構(gòu)想，第二聚光單元的透鏡孔徑等于第一聚光單元的透鏡孔徑一半。根據(jù)本案構(gòu)想，相位延遲單元的形狀為狹長矩形，其寬度等于第二聚光單元的透鏡孔徑，該相位延遲單元的長度等于第二聚光單元的長度。依據(jù)本發(fā)明另一觀點，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包含第一聚光單元，會聚未偏振入射光束；偏振分光單元，將未偏振入射光束分成第一偏振狀態(tài)的第一偏振光束和異于第一偏振狀態(tài)的第二偏振狀態(tài)的第二偏振光束，通過第二偏振光束，反射第一偏振光束穿過第一區(qū)； 反射體，反射回第二偏振光束穿過偏振分光單元并引導(dǎo)第二偏振光束穿過不與第一區(qū)重疊的第二區(qū)；位于第二區(qū)的相位延遲單元，將會聚的第二偏振光束轉(zhuǎn)換成第一偏振狀態(tài)的第三偏振光束，藉以將未偏振入射光束轉(zhuǎn)換成相同偏振狀態(tài)的偏振光束，而可增加照明效率。根據(jù)本案構(gòu)想，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進一步包含匯集未偏振入射光束的準(zhǔn)直鏡。根據(jù)本案構(gòu)想，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進一步包含在偏振分光單元與反射體間的透明板，以將反射的第二偏振光束偏移預(yù)定距離。根據(jù)本案構(gòu)想，第一偏振狀態(tài)是s偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是P偏振狀態(tài)。根據(jù)本案構(gòu)想，第一偏振狀態(tài)是ρ偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是s偏振狀態(tài)。根據(jù)本案構(gòu)想，相位延遲單元是半波延遲片。根據(jù)本案構(gòu)想，偏振分光單元是偏振分光(PBQ鍍膜層、偏振分光膜或金屬線柵偏光片。根據(jù)本案構(gòu)想，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進一步包含在偏振分光單元與相位延遲單元間的第二聚光單元，以會聚反射的第一和第二偏振光束。根據(jù)本案構(gòu)想，第一聚光單元和第二聚光單元各包含具有多個透鏡的透鏡數(shù)組。根據(jù)本案構(gòu)想，第二聚光單元的透鏡孔徑約等于第一聚光單元的透鏡孔徑一半。根據(jù)本案構(gòu)想，相位延遲單元的形狀為狹長矩形，其寬度等于第二聚光單元的透鏡孔徑，該相位延遲單元的長度等于第二聚光單元的長度。
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與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將未偏振入射光束分成二偏振光束并將一偏振光束的偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換成另一偏振光束相同偏振狀態(tài)。


圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；圖2顯示另一現(xiàn)有技術(shù)的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；圖3顯現(xiàn)本發(fā)明第一實施例；圖4以不同視圖顯現(xiàn)圖3的相位延遲單元透鏡數(shù)組；圖5顯現(xiàn)本發(fā)明第二實施例；圖6顯現(xiàn)本發(fā)明第三實施例。附圖標(biāo)記說明10-偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；101-具有準(zhǔn)直鏡；102-偏振分光單元； 103-反射體；104-聚光單元；1042-透鏡；104a_透鏡數(shù)組；104b_透鏡數(shù)組；105-相位延遲單元；11-光源；20-偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；201-準(zhǔn)直鏡；202-偏振分光單元；203-反射體； 204-聚光單元；2042-透鏡；204b-透鏡數(shù)組；205-相位延遲單元；206-棱鏡；207-楔形棱鏡；21-光源；30-偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；301-準(zhǔn)直鏡；302-偏振分光單元；303-反射體；304-第二聚光單元；3042-透鏡；305-相位延遲單元；306-棱鏡；307-透明平板；308-第一聚光單元；3082-透鏡；31-光源。
具體實施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的實施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。本發(fā)明能夠在不同的態(tài)樣上具有各種的變化，皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖式在本質(zhì)上當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。第一實施例請參照圖3，顯現(xiàn)本發(fā)明第一實施例。圖3中，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)10具有準(zhǔn)直鏡101、 偏振分光單元102、反射體103、聚光單元104、相位延遲單元105。準(zhǔn)直鏡101用于匯集來自光源11的未偏振入射光束?？墒褂萌我环N光源11。此實施例中，光源11是輕巧微投影機的白光發(fā)光二極管。若光源11本身已是準(zhǔn)直光源，則不需要準(zhǔn)直鏡101。偏振分光單元102將來自準(zhǔn)直鏡101的未偏振入射光束分成第一偏振狀態(tài)的第一偏振光束和異于第一偏振狀態(tài)的第二偏振狀態(tài)的第二偏振光束。更重要的是，偏振分光單元102可通過第二偏振光束并反射第一偏振光束。此實施例中，第一偏振光束是s偏振光束，第二偏振光束是ρ偏振光束。第一偏振狀態(tài)亦可為P偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)亦可為s 偏振狀態(tài)。此實施例中，偏振分光單元102可為透明板上的偏振分光(PBQ鍍膜層、在透明基板上處理的金屬線柵偏光片、或附在透明板上的偏振分光(PBS)膜，如3M產(chǎn)品的VikuitiTM膜。反射體103靠近偏振分光單元102?？煞瓷浠氐诙窆馐┻^偏振分光單元 102。反射體103具有反射鍍膜層的鏡面。聚光單元104分別會聚反射的第一和第二偏振光束，引導(dǎo)會聚的第一偏振光束穿
8過第一區(qū)和會聚的第二偏振光束穿過不與第一區(qū)重疊的第二區(qū)。此實施例中，聚光單元104 包含二組透鏡數(shù)組10 和104b，各有許多透鏡1042。第一和第二偏振光束由透鏡數(shù)組10 約略聚焦于透鏡數(shù)組104b的表面上。然而，若反射的第一和第二偏振光束的入射角夠小， 則只需透鏡數(shù)組10如。二組透鏡數(shù)組可同向或背對背排列。相位延遲單元105可置于第一區(qū)或第二區(qū)。此實施例中，相位延遲單元105置于第二區(qū)?？蓪鄣牡诙窆馐D(zhuǎn)換成第一偏振狀態(tài)的第三偏振光束。依據(jù)本發(fā)明的精神，當(dāng)相位延遲單元105置于第一區(qū)時，相位延遲單元105可將會聚的第一偏振光束轉(zhuǎn)換成第二偏振狀態(tài)的第三偏振光束。依此方式，未偏振入射光束可轉(zhuǎn)換成相同偏振狀態(tài)的偏振光束，而可增加照明效率。請參照圖4。圖4以不同視圖顯現(xiàn)圖3的透鏡數(shù)組104b和相位延遲單元105。如圖4，相位延遲單元105的形狀為狹長矩形，寬度約等于透鏡數(shù)組104b的透鏡1042的孔徑一半，長度約等于透鏡數(shù)組104b的長度。本發(fā)明中，相位延遲單元105是半波延遲片。因此，第一偏振光束可有效轉(zhuǎn)換成第三偏振光束而不阻隔第二偏振光束，或第二偏振光束可有效轉(zhuǎn)換成第三偏振光束而不阻隔第一偏振光束。當(dāng)然，依據(jù)本發(fā)明的精神，相位延遲單元105和聚光單元104的位置可交換。此實施例中，第二偏振光束通過相位延遲單元105而轉(zhuǎn)換成第一偏振狀態(tài)的第三偏振光束。因此，二光束有相同偏振狀態(tài)，完成光轉(zhuǎn)換。第二實施例請參照圖5，顯現(xiàn)本發(fā)明第二實施例。圖5中，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)20具有準(zhǔn)直鏡201、 棱鏡206、楔形棱鏡207、聚光單元204、相位延遲單元205。準(zhǔn)直鏡201用于匯集來自光源21的未偏振入射光束。可使用任一種光源21。與第一實施例相同，光源21是輕巧微投影機的白光發(fā)光二極管。若光源21本身已是準(zhǔn)直光源，則不需要準(zhǔn)直鏡201。棱鏡206在一表面上有偏振分光單元202。楔形棱鏡207靠近偏振分光單元202， 其上形成反射體203，而使楔形棱鏡207介于偏振分光單元202與反射體203間。楔形棱鏡 207在偏振分光單元202與反射體203間提供預(yù)定角度。楔形棱鏡207可附在偏振分光單元202，或可靠近偏振分光單元202而在其間形成間隙，如圖5。偏振分光單元202將來自準(zhǔn)直鏡201的未偏振入射光束分成第一偏振狀態(tài)的第一偏振光束和異于第一偏振狀態(tài)的第二偏振狀態(tài)的第二偏振光束。更重要的是，偏振分光單元202可通過第二偏振光束并反射第一偏振光束。此實施例中，第一偏振光束是s偏振光束，第二偏振光束是P偏振光束。第一偏振狀態(tài)亦可為P偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)亦可為s 偏振狀態(tài)。此實施例中，偏振分光單元202是棱鏡206或楔形棱鏡207上的偏振分光(PBS) 鍍膜層。然而，亦可換成金屬線柵偏光片或如3M產(chǎn)品的VikuitiTM膜。反射體203形成于楔形棱鏡207上?？煞瓷浠氐诙窆馐┻^偏振分光單元 202。反射體203可為鏡面或反射鍍膜層。此實施例中，反射體203是反射鍍膜層。聚光單元204分別會聚反射的第一和第二偏振光束，引導(dǎo)會聚的第一偏振光束穿過第一區(qū)和會聚的第二偏振光束穿過不與第一區(qū)重疊的第二區(qū)。此實施例中，聚光單元204 包含二組透鏡數(shù)組20 和204b，各有許多透鏡2042。第一和第二偏振光束由透鏡數(shù)組20
9約略聚焦于透鏡數(shù)組204b的表面上。然而，若反射的第一和第二偏振光束的入射角夠小， 則只需透鏡數(shù)組2(Ma。二組透鏡數(shù)組可同向或背對背排列。相位延遲單元205可置于第一區(qū)或第二區(qū)。此實施例中，相位延遲單元205置于第一區(qū)?？蓪鄣牡谝黄窆馐D(zhuǎn)換成第二偏振狀態(tài)的第三偏振光束。依據(jù)本發(fā)明的精神，當(dāng)相位延遲單元205置于第二區(qū)時，相位延遲單元205可將會聚的第二偏振光束轉(zhuǎn)換成第一偏振狀態(tài)的第三偏振光束。依此方式，未偏振入射光束可轉(zhuǎn)換成相同偏振狀態(tài)的偏振光束，而可增加照明效率。如同第一實施例，相位延遲單元205的形狀為狹長矩形，寬度約等于透鏡數(shù)組 204b的透鏡2042的孔徑一半，長度約等于透鏡數(shù)組204b的長度。本發(fā)明中，相位延遲單元205是半波延遲片。因此，第一偏振光束可有效轉(zhuǎn)換成第三偏振光束而不阻隔第二偏振光束，或第二偏振光束可有效轉(zhuǎn)換成第三偏振光束而不阻隔第一偏振光束。當(dāng)然，依據(jù)本發(fā)明的精神，相位延遲單元205和聚光單元204的位置可交換。此實施例中，第二偏振光束通過相位延遲單元205而轉(zhuǎn)換成第一偏振狀態(tài)的第三偏振光束。因此，二光束有相同偏振狀態(tài)，完成光轉(zhuǎn)換。第三實施例請參照圖6，顯現(xiàn)本發(fā)明第三實施例。此實施例中，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)30具有準(zhǔn)直鏡301、第一聚光單元308、棱鏡306、透明平板307、第二聚光單元304、相位延遲單元305， 如圖6。準(zhǔn)直鏡301用于匯集來自光源31的未偏振入射光束?？墒褂萌我环N光源31。與第一和第二實施例相同，光源31是輕巧微投影機的白光發(fā)光二極管。若光源31本身已是準(zhǔn)直光源，則不需要準(zhǔn)直鏡301。第一聚光單元308用于會聚未偏振入射光束。棱鏡306 —邊有偏振分光單元302。 透明平板307靠近偏振分光單元302，其上形成反射體303，而使透明平板307介于偏振分光單元302與反射體303間。透明平板307將反射的第二偏振光束偏移預(yù)定距離，使得反射的第一偏振光束和第二偏振光束可在稍后分開。透明平板307可附在偏振分光單元302，或可靠近偏振分光單元302而在其間形成間隙，如圖6。偏振分光單元302將來自第一聚光單元308的未偏振入射光束分成第一偏振狀態(tài)的第一偏振光束和異于第一偏振狀態(tài)的第二偏振狀態(tài)的第二偏振光束。更重要的是，偏振分光單元302可通過第二偏振光束并反射第一偏振光束穿過第一區(qū)。此實施例中，第一偏振光束是s偏振光束，第二偏振光束是ρ偏振光束。第一偏振狀態(tài)可為ρ偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)可為s偏振狀態(tài)。此實施例中，偏振分光單元302是棱鏡306或透明平板307上的偏振分光(PBS) 鍍膜層。然而，可換成如3M產(chǎn)品的VikuitiTM膜，或附在棱鏡306或透明平板307的金屬線柵偏光片。反射體303形成于透明平板307上?？煞瓷浠氐诙窆馐┻^偏振分光單元 302，引導(dǎo)第二偏振光束穿過不與第一區(qū)重疊的第二區(qū)。反射體303可為鏡面或反射鍍膜層。第二聚光單元304分別會聚反射的第一和第二偏振光束。此實施例中，第一聚光
10單元308和第二聚光單元304各包含透鏡數(shù)組，各有許多透鏡3082和3042。此實施例中，第二聚光單元304的透鏡3042的孔徑約等于第一聚光單元308的透鏡3082的孔徑一半，透鏡3082的數(shù)量等于或約等于透鏡3042的數(shù)量一半。相位延遲單元305可置于第一區(qū)或第二區(qū)。此實施例中，相位延遲單元305置于第二區(qū)?？蓪鄣牡诙窆馐D(zhuǎn)換成第一偏振狀態(tài)的第三偏振光束。依據(jù)本發(fā)明的精神，當(dāng)相位延遲單元305置于第一區(qū)時，相位延遲單元305可將會聚的第一偏振光束轉(zhuǎn)換成第二偏振狀態(tài)的第三偏振光束。依此方式，未偏振入射光束可轉(zhuǎn)換成相同偏振狀態(tài)的偏振光束，而可增加照明效率。如同第一實施例，相位延遲單元305的形狀為狹長矩形，寬度約等于第二聚光單元304的透鏡3042的孔徑，長度約等于第二聚光單元304的長度。如圖6，相位延遲單元 305置于每兩個透鏡3042后。本發(fā)明中，相位延遲單元305是半波延遲片。因此，第一偏振光束可有效轉(zhuǎn)換成第三偏振光束而不阻隔第二偏振光束，或第二偏振光束可有效轉(zhuǎn)換成第三偏振光束而不阻隔第一偏振光束。當(dāng)然，依據(jù)本發(fā)明的精神，相位延遲單元305和第二聚光單元304的位置可交換。第二偏振光束通過相位延遲單元305而轉(zhuǎn)換成第一偏振狀態(tài)的第三偏振光束。因此，二光束有相同偏振狀態(tài)，完成光轉(zhuǎn)換。雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。反之，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視后附的申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
1權(quán)利要求
1.一種偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，包括一偏振分光單元，將未偏振入射光束分成第一偏振狀態(tài)的第一偏振光束和異于第一偏振狀態(tài)的第二偏振狀態(tài)的第二偏振光束，通過第二偏振光束，反射第一偏振光束；一反射體，反射回第二偏振光束穿過所述偏振分光單元；一聚光單元，分別會聚反射的第一偏振光束和第二偏振光束，引導(dǎo)會聚的第一偏振光束穿過第一區(qū)，并引導(dǎo)會聚的第二偏振光束穿過不與第一區(qū)重疊的第二區(qū)；及一相位延遲單元，置于第一區(qū)，將會聚的第一偏振光束轉(zhuǎn)換成第二偏振狀態(tài)的第三偏振光束，以將未偏振入射光束轉(zhuǎn)換成相同偏振狀態(tài)的偏振光束。
2.依據(jù)權(quán)利要求1的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，第一偏振狀態(tài)是s偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是P偏振狀態(tài)。
3.依據(jù)權(quán)利要求1的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，第一偏振狀態(tài)是ρ偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是s偏振狀態(tài)。
4.依據(jù)權(quán)利要求1的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，聚光單元包括具有多個透鏡的透鏡數(shù)組。
5.依據(jù)權(quán)利要求4的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，相位延遲單元的形狀為狹長矩形， 其寬度等于透鏡數(shù)組的透鏡孔徑一半，該相位延遲單元長度等于透鏡數(shù)組的長度。
6.依據(jù)權(quán)利要求1的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，相位延遲單元是半波延遲片。
7.依據(jù)權(quán)利要求1的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，偏振分光單元是偏振分光鍍膜層、 偏振分光膜或金屬線柵偏光片。
8.依據(jù)權(quán)利要求1的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括在偏振分光單元與反射體間的楔形棱鏡，以在偏振分光單元與反射體間提供預(yù)定角度。
9.一種偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，包括一偏振分光單元，將未偏振入射光束分成第一偏振狀態(tài)的第一偏振光束和異于第一偏振狀態(tài)的第二偏振狀態(tài)的第二偏振光束，通過第二偏振光束，反射第一偏振光束；一反射體，反射回第二偏振光束穿過偏振分光單元；一聚光單元，分別會聚反射的第一偏振光束和第二偏振光束，引導(dǎo)會聚的第一偏振光束穿過第一區(qū)及引導(dǎo)會聚的第二偏振光束穿過不與第一區(qū)重疊的第二區(qū)；及一相位延遲單元，置于第二區(qū)，將會聚的第二偏振光束轉(zhuǎn)換成第一偏振狀態(tài)的第三偏振光束，以將未偏振入射光束轉(zhuǎn)換成相同偏振狀態(tài)的偏振光束。
10.依據(jù)權(quán)利要求9的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，第一偏振狀態(tài)是s偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是P偏振狀態(tài)。
11.依據(jù)權(quán)利要求9的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，第一偏振狀態(tài)是ρ偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是s偏振狀態(tài)。
12.依據(jù)權(quán)利要求9的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，聚光單元包括具有多個透鏡的透鏡數(shù)組。
13.依據(jù)權(quán)利要求12的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，相位延遲單元的形狀為狹長矩形，其寬度等于透鏡數(shù)組的透鏡孔徑一半，該相位延遲單元的長度等于透鏡數(shù)組的長度。
14.依據(jù)權(quán)利要求9的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，相位延遲單元是半波延遲片。
15.依據(jù)權(quán)利要求9的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，偏振分光單元是偏振分光鍍膜層、偏振分光膜或金屬線柵偏光片。
16.依據(jù)權(quán)利要求9的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括在偏振分光單元與反射體間的楔形棱鏡，以在偏振分光單元與反射體間提供預(yù)定角度。
17.一種偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，包括一第一聚光單元，會聚未偏振入射光束；一偏振分光單元，將未偏振入射光束分成第一偏振狀態(tài)的第一偏振光束和異于第一偏振狀態(tài)的第二偏振狀態(tài)的第二偏振光束，通過第二偏振光束，反射第一偏振光束穿過第一區(qū)；一反射體，反射回第二偏振光束穿過偏振分光單元并引導(dǎo)第二偏振光束穿過不與第一區(qū)重疊的第二區(qū)；及一相位延遲單元，置于第一區(qū)，將會聚的第一偏振光束轉(zhuǎn)換成第二偏振狀態(tài)的第三偏振光束，以將未偏振入射光束轉(zhuǎn)換成相同偏振狀態(tài)的偏振光束。
18.依據(jù)權(quán)利要求17的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括準(zhǔn)直鏡以匯集未偏振入射光束。
19.依據(jù)權(quán)利要求17的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括在偏振分光單元與反射體間的透明平板，用以將反射的第二偏振光束偏移預(yù)定距離。
20.依據(jù)權(quán)利要求17的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，第一偏振狀態(tài)是s偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是P偏振狀態(tài)。
21.依據(jù)權(quán)利要求17的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，第一偏振狀態(tài)是ρ偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是s偏振狀態(tài)。
22.依據(jù)權(quán)利要求17的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，相位延遲單元是半波延遲片。
23.依據(jù)權(quán)利要求17的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，偏振分光單元是偏振分光鍍膜層、偏振分光膜或金屬線柵偏光片。
24.依據(jù)權(quán)利要求17的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括置于偏振分光單元與相位延遲單元間的第二聚光單元，以會聚反射的第一偏振光束和第二偏振光束。
25.依據(jù)權(quán)利要求M的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，第一聚光單元和第二聚光單元各包括具有多個透鏡的透鏡數(shù)組。
26.依據(jù)權(quán)利要求25的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，第二聚光單元的透鏡孔徑等于第一聚光單元的透鏡孔徑一半。
27.依據(jù)權(quán)利要求25的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，相位延遲單元的形狀為狹長矩形，其寬度約等于第二聚光單元的透鏡孔徑，該相位延遲單元的長度等于第二聚光單元的長度。
28.一種偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，包括一第一聚光單元，會聚未偏振入射光束；一偏振分光單元，將未偏振入射光束分成第一偏振狀態(tài)的第一偏振光束和異于第一偏振狀態(tài)的第二偏振狀態(tài)的第二偏振光束，通過第二偏振光束，反射第一偏振光束穿過第一區(qū)；一反射體，反射回第二偏振光束穿過偏振分光單元并引導(dǎo)第二偏振光束穿過不與第一區(qū)重疊的第二區(qū)；及一相位延遲單元，置于第二區(qū)，將會聚的第二偏振光束轉(zhuǎn)換成第一偏振狀態(tài)的第三偏振光束，以將未偏振入射光束轉(zhuǎn)換成相同偏振狀態(tài)的偏振光束。
29.依據(jù)權(quán)利要求觀的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括準(zhǔn)直鏡以匯集未偏振入射光束。
30.依據(jù)權(quán)利要求觀的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括在偏振分光單元與反射體間的透明平板，用以將反射的第二偏振光束偏移預(yù)定距離。
31.依據(jù)權(quán)利要求觀的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，第一偏振狀態(tài)是s偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是P偏振狀態(tài)。
32.依據(jù)權(quán)利要求觀的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，第一偏振狀態(tài)是ρ偏振狀態(tài)，第二偏振狀態(tài)是s偏振狀態(tài)。
33.依據(jù)權(quán)利要求觀的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，相位延遲單元是半波延遲片。
34.依據(jù)權(quán)利要求觀的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，偏振分光單元是偏振分光鍍膜層、偏振分光膜或金屬線柵偏光片。
35.依據(jù)權(quán)利要求觀的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，進一步包括在偏振分光單元與相位延遲單元間的第二聚光單元，以會聚反射的第一和第二偏振光束。
36.依據(jù)權(quán)利要求35的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，第一和第二聚光單元各包括具有多個透鏡的透鏡數(shù)組。
37.依據(jù)權(quán)利要求36的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，第二聚光單元的透鏡孔徑等于第一聚光單元的透鏡孔徑一半。
38.依據(jù)權(quán)利要求36的偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，相位延遲單元的形狀為狹長矩形，其寬度等于第二聚光單元的透鏡孔徑，該相位延遲單元的長度等于第二聚光單元的長度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)揭露于本發(fā)明。轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包含偏振分光單元，將未偏振入射光束分成第一偏振狀態(tài)的第一偏振光束和異于第一偏振狀態(tài)的第二偏振狀態(tài)的第二偏振光束，通過第二偏振光束，反射第一偏振光束；反射體，反射回第二偏振光束穿過偏振分光單元；聚光單元，分別會聚反射的第一和第二偏振光束，引導(dǎo)會聚的第一偏振光束穿過第一區(qū)及會聚的第二偏振光束穿過不與第一區(qū)重疊的第二區(qū)；位于第一區(qū)的相位延遲單元，將會聚的第一偏振光束轉(zhuǎn)換成第二偏振狀態(tài)的第三偏振光束，以將未偏振入射光束轉(zhuǎn)換成相同偏振狀態(tài)的偏振光束，而可增加照明效率。
文檔編號G02B5/30GK102402017SQ20101027547
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者葉世博, 呂和, 陳鵬帆 申請人:華新麗華股份有限公司