[發明專利]用于照明系統的分束器模塊

無效

• 申請號: 201180036986.2
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN103038569A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 黃俊威;菲利普·E·沃森;謝爾登·B·魯伊斯
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: F21V9/14
• 分類號: F21V9/14;G02B5/30;G02B27/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳煒;李德山

技術領域

本發明涉及分束器模塊以及使用此類分束器模塊的照明系統。本發明進一步涉及提供使用壽命延長的分束器的方法。

背景技術

采用偏振分束器（PBS）的照明系統用于在投影顯示屏等顯像屏幕上形成圖像。典型的顯示圖像包括照明光源，該照明光源布置為使來自該照明光源的光線從包含要投影的圖像的成像裝置（即，成像器）反射。系統將光線折疊，以使得來自照明光源的光線和投影圖像的光線共用PBS與成像器之間的相同物理空間。PBS將射入的光與經偏振而旋轉的成像光分離。

發明內容

一方面，本發明涉及一種照明系統。該照明系統包括：光源，其能夠沿著主發射軸發光；反射偏振膜；以及用于在與主發射軸垂直方向上橫向移動反射偏振膜的構件。該反射偏振膜具有第一主表面，該第一主表面接收來自光源的光。

另一方面，本發明涉及一種方法。該方法包括一個步驟：提供能夠發光的光源，其中該光源具有主發射軸。該方法包括另一個步驟：將反射偏振膜定位到橫向移動元件。該方法最后包括一個步驟：使用該橫向移動元件，在與主發射軸垂直方向上橫向移動該反射偏振膜。

在第三方面，本說明書涉及一種照明系統。該照明系統包括：具有主發射軸的光源；偏振分束器；以及用于移動該分束器的構件。該偏振分束器接收來自該光源的光，而且包括反射偏振膜。用于移動該分束器的構件在與光源主發射軸垂直方向上移動該分束器。

在最后方面，本發明涉及一種偏振分束器。該偏振分束器包括反射偏振膜、第一蓋子、第二蓋子和橫向移動裝置。該反射偏振膜具有第一主表面和第二主表面。第一蓋子附接到反射偏振膜的第一主表面，第二蓋子附接到反射偏振膜的第二主表面。該橫向移動裝置附接到第一蓋子或第二蓋子，而且所述橫向移動裝置沿著第一軸移動該偏振分束器，以使得在偏振分束器上入射的光直接入射在膜的不同部分上。

附圖說明

圖1是根據本發明的照明系統的軸測圖。

圖2是根據本發明的照明系統的軸測圖。

圖3a和圖3b分別是根據本發明的反射型偏振器入射通量的輻照度映射圖和曲線圖。

圖4a和圖4b是根據本發明的反射型偏振器入射通量的輻照度曲線圖。

圖5是根據本發明的照明系統的軸測圖。

圖6是用于控制根據本發明的照明系統移動的電路。

圖7是根據本發明的照明系統的軸測圖。

圖8是根據本發明的照明系統的側視圖。

具體實施方式

在某些照明和投影系統中，偏振分束器是特別重要的元件。在微型構造中，PBS用來分離此類系統中的照明光和成像光。PBS中的偏振膜長時間暴露在入射光中通常導致膜劣化，因此PBS壽命有限。在此種系統中替換PBS比較緩慢、耗時而且費用高。因此，需要具有一種照明系統，其中PBS的反射偏振膜能夠延長使用壽命，且不會使性能劣化。本發明提供此種解決方案。

許多使用在PBS中的材料往往會隨時間推移而劣化。例如，某些聚合反射偏振膜在長期暴露在UV光中后變成淡黃色。此種“黃化劣化”影響膜的顏色和透射比，因此限制了膜的使用壽命。然而，通常，來自照明系統中光源的照明光束主要僅直接入射在反射偏振膜的小面積區域上。因此，提供細長膜的地方常常仍存在大面積的膜未劣化本發明設法在時間推移過程中還能使用較大面積的反射偏振膜，從而延長照明系統中PBS的壽命。

圖1示出根據本發明的照明系統的一項實施例。照明系統100包括光源102。光源102可以是固態光源，例如，一個或多個發光二極管或激光光源。光源102沿著主發射軸120發光。在某些實施例中，主發射軸可理解為光源最大亮度的廣義方向。例如，在光源為朗伯型光源的地方，主發射軸120將在給定方向/角度達到直射亮度的峰值并在任何成角度方向中快速減弱光強。具有最強亮度的角度將理解為主發射軸120。應理解，主發射軸可以不僅是光源最大亮度的廣義方向，而且是入射到PBS上最大亮度的廣義方向。可參考圖8對此點進行更好地理解。圖8從PBS側面顯示照明系統的視圖。因此，例如，光源102產生的光可首先從45度反射鏡124反射，然后指向反射偏振膜104。此處，主發射軸將為方向120，即入射到PBS132上最大亮度的方向。在此實施例中，PBS132包括反射偏振膜104、第一蓋子110和第二蓋子112。主發射軸的概念為入射到PBS或反射偏振膜上最大亮度的方向，所述概念是成立的，盡管光源與PBS/反射偏振膜之間發生大量的反射或折射。