偏振轉(zhuǎn)換元件、光源系統(tǒng)及投影系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種偏振轉(zhuǎn)換元件、光源系統(tǒng)及投影系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向器、相位延遲器和將入射的非偏振光束分成相互垂直的P分量和S分量偏振光的分光器，所述分光器包括第一出光面和第二出光面，所述第一出光面出射S分量偏振光，第二出光面出射P分量偏振光，或者所述第一出光面出射P分量偏振光，第二出光面出射S分量偏振光；所述轉(zhuǎn)向器位于所述第一出光面，所述相位延遲器位于所述第二出光面或者位于所述轉(zhuǎn)向器的出光面；所述第一出光面與所述轉(zhuǎn)向器之間具有間隙，所述間隙的四周密封。由于第一出光面與轉(zhuǎn)向器之間具有間隙，因此，入射到第一出光面的非偏振光束會(huì)被全反射回分光器，從而不會(huì)影響偏振轉(zhuǎn)換元件的消光比，使得消光比較高。
【專利說(shuō)明】
偏振轉(zhuǎn)換元件、光源系統(tǒng)及投影系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及投影顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)，涉及一種偏振轉(zhuǎn)換元件、光源系統(tǒng)及投影系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的偏振轉(zhuǎn)換元件，如圖1a所示，包括由棱鏡11和12構(gòu)成的分光器1、轉(zhuǎn)向器2以及相位延遲器3。如圖1a所示，非偏振光束從左向右射入偏振轉(zhuǎn)換元件，分光器I將非偏振光束分成P分量和S分量光束，所述S分量光束被轉(zhuǎn)向器2反射后射出，所述P分量光束通過相位延遲器3后射出。由于通過相位延遲器3后的P分量光束與所述S分量光束同相，因此，從偏振轉(zhuǎn)換兀件出射的光束均為S偏振的偏振光。
[0003]圖1a為現(xiàn)有的偏振轉(zhuǎn)換元件用于準(zhǔn)直光路的示意圖。當(dāng)現(xiàn)有的偏振轉(zhuǎn)換元件用于非準(zhǔn)直光路時(shí)，如圖1b所示，由于棱鏡11和轉(zhuǎn)向器2之間是膠合的，其折射率相差不大，因此，部分非偏振光束會(huì)不經(jīng)過分光器I的分光面而直接從轉(zhuǎn)向器2的出光面出射，這樣這部分非偏振光就不能被轉(zhuǎn)換為偏振光，從而使得偏振轉(zhuǎn)換元件的消光比較低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種偏振轉(zhuǎn)換元件、光源系統(tǒng)及投影系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的偏振轉(zhuǎn)換元件的消光比較低的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0006]—種偏振轉(zhuǎn)換兀件，包括:轉(zhuǎn)向器、相位延遲器和將入射的非偏振光束分成相互垂直的P分量和S分量偏振光的分光器,所述分光器包括第一出光面和第二出光面,所述第一出光面出射P分量偏振光，所述第二出光面出射S分量偏振光,或者所述第一出光面出射S分量偏振光，所述第二出光面出射P分量偏振光；
[0007]所述轉(zhuǎn)向器位于所述第一出光面，所述相位延遲器位于所述第二出光面或者位于所述轉(zhuǎn)向器的出光面；
[0008]其中，所述分光器的第一出光面與所述轉(zhuǎn)向器之間具有間隙，所述間隙的四周密封。
[0009]優(yōu)選的，所述分光器包括第一棱鏡和第二棱鏡，所述第一棱鏡和第二棱鏡重合的表面為分光面，所述第一棱鏡的一個(gè)表面為所述第一出光面，所述第二棱鏡的一個(gè)表面為所述第二出光面，所述間隙形成在所述第一棱鏡與所述轉(zhuǎn)向器之間，且所述間隙的四周密封。
[0010]優(yōu)選的，密封在所述間隙內(nèi)的物質(zhì)為空氣或者將所述密封間隙抽為真空。
[0011]優(yōu)選的，密封在所述間隙內(nèi)的物質(zhì)為折射率小于所述第一棱鏡和第二棱鏡的折射率的介質(zhì)層。
[0012]優(yōu)選的，所述間隙的四周采用膠密封。
[0013]一種光源系統(tǒng),包括:
[0014]光源；
[0015]位于所述光源光路上的收光裝置和勻光裝置；
[0016]位于所述收光裝置和勻光裝置之間，且如上述任一項(xiàng)所述的偏振轉(zhuǎn)換元件。
[0017]優(yōu)選的，還包括:
[0018]位于所述收光裝置、偏振轉(zhuǎn)換元件以及勻光裝置外側(cè)的密封殼體。
[0019]優(yōu)選的，還包括:
[0020]位于所述偏振轉(zhuǎn)換元件與所述勻光裝置之間的光路中繼系統(tǒng)。
[0021]優(yōu)選的，還包括:
[0022]位于所述收光裝置、偏振轉(zhuǎn)換元件、光路中繼系統(tǒng)以及勻光裝置外側(cè)的密封殼體。
[0023]一種投影系統(tǒng)，包括如上任一項(xiàng)所述的光源系統(tǒng)。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0025]本實(shí)用新型所提供的偏振轉(zhuǎn)換元件、光源系統(tǒng)及投影系統(tǒng)，由于分光器的第一出光面與轉(zhuǎn)向器之間具有間隙，因此，入射到分光器第一出光面的非偏振光束會(huì)被全反射回所述分光器，即不會(huì)通過間隙進(jìn)入到轉(zhuǎn)向器，從而不會(huì)影響偏振轉(zhuǎn)換元件的消光比，即與現(xiàn)有的偏振轉(zhuǎn)換元件相比，本實(shí)用新型提供的偏振轉(zhuǎn)換元件的消光比較高。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1a為現(xiàn)有的偏振轉(zhuǎn)換元件用于準(zhǔn)直光路的示意圖；
[0028]圖1b為現(xiàn)有的偏振轉(zhuǎn)換元件用于非準(zhǔn)直光路的示意圖；
[0029]圖2a為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種偏振轉(zhuǎn)換元件的光路圖；
[0030]圖2b為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的另一種偏振轉(zhuǎn)換元件的光路圖；
[0031]圖3為本實(shí)用新型其他實(shí)施例提供的偏振轉(zhuǎn)換元件的光路圖；
[0032]圖4a和4b為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的偏振轉(zhuǎn)換元件的側(cè)視圖；
[0033]圖4c為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的偏振轉(zhuǎn)換元件的俯視圖；
[0034]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種光源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的另一種光源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0037]實(shí)施例一
[0038]本實(shí)施例提供了一種偏振轉(zhuǎn)換元件，如圖2a所示，為本實(shí)施例中的偏振轉(zhuǎn)換元件用于非準(zhǔn)直光路的光路圖，但是，本實(shí)用新型并不僅限于此，該偏振轉(zhuǎn)換元件還可用于準(zhǔn)直光路，由于用于準(zhǔn)直光路的偏振轉(zhuǎn)換元件結(jié)構(gòu)和工作原理與此相同，因此，不再贅述。
[0039]本實(shí)施例提供的偏振轉(zhuǎn)換元件，包括將入射的非偏振光束分成相互垂直的P分量和S分量偏振光的分光器20,該分光器20包括第一棱鏡201和第二棱鏡202,所述第一棱鏡201和第二棱鏡202斜邊表面重合，以作為所述分光器20的分光面A,該分光面A具有分光膜，能夠?qū)⒎瞧窆夥殖蒔分量和S分量的光束,此外,所述第一棱鏡201的入光面B即所述分光器的入光面，所述第一棱鏡201的出光面C即所述第一出光面，所述第二棱鏡202的出光面D即所述第二出光面
[0040]本實(shí)施例中，分光面A的分光膜可以為透射P分量反射S分量偏振光的半透半反膜，也可以為透射S分量反射P分量偏振光的半透半反膜。當(dāng)分光面A具有透射P分量反射S分量偏振光的分光膜時(shí)，所述第一出光面出射S分量偏振光,所述第二出光面出射P分量偏振光，S分量和P分量的光路圖如圖2a所不；當(dāng)分光面A具有透射S分量反射P分量偏振光的分光膜時(shí)，所述第一出光面出射P分量偏振光，所述第二出光面出射S分量偏振光，S分量和P分量的光路圖如圖2b所不。
[0041]由于分光面A具有透射S分量反射P分量偏振光的分光膜與分光面A具有透射P分量反射S分量偏振光的分光膜的區(qū)別主要在于P分量和S分量的傳輸路徑不同，因此，本實(shí)施例以分光面A具有透射P分量反射S分量偏振光的分光膜為例詳細(xì)介紹本實(shí)用新型提供的偏振轉(zhuǎn)換元件。
[0042]如圖2a所示，本實(shí)施例提供的偏振轉(zhuǎn)換元件還包括:位于第二出光面即第二棱鏡202的出光面D的相位延遲器30,以及位于第一出光面即第一棱鏡201的出光面C的轉(zhuǎn)向器40，其中，相位延遲器30優(yōu)選為1/2波延遲器，用于將P分量的光束轉(zhuǎn)換為與S分量同相的光束，以便偏振轉(zhuǎn)換兀件輸出單一偏振的光束即S偏振光；轉(zhuǎn)向器40優(yōu)選為反射鏡,用于反射S分量的光束，以便其與轉(zhuǎn)換后的P分量的光束沿同一方向出射。
[0043]當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，如圖3所示，相位延遲器30還可以位于轉(zhuǎn)向器40的出光面F,此時(shí),從第二棱鏡202的出光面D出射的為P分量的偏振光，而S分量的偏振光從轉(zhuǎn)向器40的出光面出射后，被相位延遲器30轉(zhuǎn)換為P分量的偏振光，也就是說(shuō)，圖3中的相位延遲器30用于將S分量的光束轉(zhuǎn)換為P分量的光束，以便偏振轉(zhuǎn)換元件出射的光均為P偏振光。
[0044]其中，如圖2a和3所不，分光器20的第一出光面即第一棱鏡201的出光面C與轉(zhuǎn)向器40的入光面E之間具有間隙50，且位于間隙50的物質(zhì)的折射率與分光器的折射率不同。當(dāng)非偏振光束入射到第一棱鏡201的出光面C時(shí),其會(huì)被出光面C全反射后入射到分光面A，經(jīng)過分光面A分光后，P分量光束從第二棱鏡202的出光面D出射，S分量光束從轉(zhuǎn)向器40的出光面F出射，從而不會(huì)不經(jīng)過分光面A直接從轉(zhuǎn)向器40出射，即不會(huì)影響偏振轉(zhuǎn)換元件的消光比，與現(xiàn)有的偏振轉(zhuǎn)換元件相比，本實(shí)施例提供的偏振轉(zhuǎn)換元件的消光比較聞。
[0045]進(jìn)一步地，如圖4a?4c所示，為偏振轉(zhuǎn)換元件的側(cè)視圖和俯視圖，間隙50的四周密封，本實(shí)施例中，第一棱鏡20和轉(zhuǎn)向器40的邊緣四周采用膠500密封，以避免灰塵等進(jìn)入間隙50，影響偏振轉(zhuǎn)換元件的性能。其中，間隙50的高度D可以限定在2微米左右，如
1.5微米。
[0046]本實(shí)施例中，密封在間隙50內(nèi)的物質(zhì)為空氣，或者間隙50可以為真空狀態(tài)，即在密封時(shí)，將所述密封間隙抽為真空，當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，密封在間隙50內(nèi)的物質(zhì)為折射率小于所述第一棱鏡和第二棱鏡的折射率的介質(zhì)層。
[0047]本實(shí)施例提供的偏振轉(zhuǎn)換元件，由于分光器的第一出光面與所述轉(zhuǎn)向器之間具有間隙，因此，入射到分光器第一出光面的非偏振光束會(huì)被全反射回所述分光器，即不會(huì)通過間隙進(jìn)入到轉(zhuǎn)向器，從而不會(huì)影響偏振轉(zhuǎn)換元件的消光比，即與現(xiàn)有的偏振轉(zhuǎn)換元件相比，本實(shí)用新型提供的偏振轉(zhuǎn)換元件的消光比較高。
[0048]實(shí)施例二
[0049]本實(shí)施例提供了一種光源系統(tǒng)，包括光源；位于所述光源的光路上的收光裝置和勻光裝置；位于所述收光裝置和勻光裝置之間，且如實(shí)施例一所述的偏振轉(zhuǎn)換元件。
[0050]收光裝置501、偏振轉(zhuǎn)換元件502和勻光裝置503的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，收光裝置501將非偏振受激光會(huì)聚至偏振轉(zhuǎn)換元件502的入光面，從偏振轉(zhuǎn)換元件502出射的偏振光進(jìn)入勻光裝置503，即投影儀的光機(jī)方棒，經(jīng)過方棒勻光以及后續(xù)的裝置后進(jìn)行投影圖像的顯示。
[0051]并且，本實(shí)施例提供的光源系統(tǒng)還包括:位于所述收光裝置501、偏振轉(zhuǎn)換元件502以及勻光裝置503外側(cè)的密封殼體504，以防止光源系統(tǒng)中進(jìn)入塵土等。密封殼體不覆蓋收光裝置501的入光面和勻光裝置503的出光面，且密封殼體504內(nèi)的各個(gè)部件之間采用膠粘貼，此時(shí)，偏振轉(zhuǎn)換元件502的間隙四周可以不用密封，即可實(shí)現(xiàn)防塵。
[0052]由于非偏振光束的入射角度對(duì)分光面的分光膜的效率影響較大，因此，需要收光裝置501對(duì)光源出射的光線進(jìn)行處理，使得非偏振受激光的角度減小。角度減小的非偏振光束經(jīng)過偏振轉(zhuǎn)換元件502后，出射偏振光的面積就會(huì)增加，就會(huì)出現(xiàn)與勻光裝置503不匹配的問題。
[0053]基于此，本實(shí)施例中的光源系統(tǒng)，如圖6所示，還包括位于所述偏振轉(zhuǎn)換元件502與所述勻光裝置503之間的光路中繼系統(tǒng)505，其中，光路中繼系統(tǒng)505包括位于出射的偏振光的光路上的第一透鏡5051和第二透鏡5052,且第二棱鏡5052的半徑小于第一透鏡5051的半徑，因此，能夠?qū)⑵褶D(zhuǎn)換元件502出射的偏振光的面積縮小，以使偏振光能夠全部入射到勻光裝置503的入光面。此外，還包括位于所述收光裝置501、偏振轉(zhuǎn)換元件502、光路中繼系統(tǒng)505以及勻光裝置503外側(cè)的密封殼體。
[0054]本實(shí)施例提供的光源系統(tǒng)，由于分光器的第一出光面與所述轉(zhuǎn)向器之間具有間隙，因此，入射到分光器第一出光面的非偏振光束會(huì)被全反射回所述分光器，即不會(huì)通過間隙進(jìn)入到轉(zhuǎn)向器，從而不會(huì)影響偏振轉(zhuǎn)換元件的消光比，即與現(xiàn)有的偏振轉(zhuǎn)換元件相比，本實(shí)用新型提供的偏振轉(zhuǎn)換元件的消光比較高。
[0055]實(shí)施例三
[0056]本實(shí)施例提供了一種投影系統(tǒng)，包括實(shí)施例二所述的光源系統(tǒng)，由于分光器的第一出光面與所述轉(zhuǎn)向器之間具有間隙，因此，入射到分光器第一出光面的非偏振光束會(huì)被全反射回所述分光器，即不會(huì)通過間隙進(jìn)入到轉(zhuǎn)向器，從而不會(huì)影響偏振轉(zhuǎn)換元件的消光t匕，即與現(xiàn)有的偏振轉(zhuǎn)換元件相比，本實(shí)用新型提供的偏振轉(zhuǎn)換元件的消光比較高。
[0057]本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種偏振轉(zhuǎn)換兀件,其特征在于,包括:轉(zhuǎn)向器、相位延遲器和將入射的非偏振光束分成相互垂直的P分量和S分量偏振光的分光器,所述分光器包括第一出光面和第二出光面； 所述第一出光面出射S分量偏振光,所述第二出光面出射P分量偏振光；或者所述第一出光面出射P分量偏振光，所述第二出光面出射S分量偏振光； 所述轉(zhuǎn)向器位于所述第一出光面，所述相位延遲器位于所述第二出光面或者位于所述轉(zhuǎn)向器的出光面； 其中，所述分光器的第一出光面與所述轉(zhuǎn)向器之間具有間隙，所述間隙的四周密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其特征在于，所述分光器包括第一棱鏡和第二棱鏡，所述第一棱鏡和第二棱鏡重合的表面為分光面，所述第一棱鏡的一個(gè)表面為所述第一出光面，所述第二棱鏡的一個(gè)表面為所述第二出光面，所述間隙形成在所述第一棱鏡與所述轉(zhuǎn)向器之間，且所述間隙的四周密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的元件，其特征在于，密封在所述間隙內(nèi)的物質(zhì)為空氣或者將所述密封間隙抽為真空。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的元件，其特征在于，密封在所述間隙內(nèi)的物質(zhì)為折射率小于所述第一棱鏡和第二棱鏡的折射率的介質(zhì)層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的元件，其特征在于，所述間隙的四周采用膠密封。
6.一種光源系統(tǒng)，其特征在于，包括: 光源； 位于所述光源光路上的收光裝置和勻光裝置； 位于所述收光裝置和勻光裝置之間，且如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的偏振轉(zhuǎn)換元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 位于所述收光裝置、偏振轉(zhuǎn)換元件以及勻光裝置外側(cè)的密封殼體。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 位于所述偏振轉(zhuǎn)換元件與所述勻光裝置之間的光路中繼系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 位于所述收光裝置、偏振轉(zhuǎn)換元件、光路中繼系統(tǒng)以及勻光裝置外側(cè)的密封殼體。
10.一種投影系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的光源系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G02B27/28GK204143078SQ201420561848
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】胡飛, 侯海雄 申請(qǐng)人:深圳市繹立銳光科技開發(fā)有限公司