[發明專利]用于投影系統的偏振復用器件

有效

• 申請號: 201811322511.X
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN111158159B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 鄭光;郝希應;陳杭;陳遠;胡增新
• 申請（專利權）人: 舜宇光學（浙江）研究院有限公司
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28;G03B21/20
• 代理公司: 寧波理文知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33244
• 代理人: 羅京;孟湘明

一種用于投影系統的偏振復用器件，用于將非偏振光轉換成具有同一偏振態的偏振光。該偏振復用器件包括一組偏振復用單元。所有的該偏振復用單元以端對端的方式排列，其中每該偏振復用單元具有一入射面和與該入射面相對的出射面，并包括一光轉換元件、一光分束組件以及一光反射組件。該光轉換元件用于將第一偏振光轉換成第二偏振光。該光分束組件位于該光轉換元件的一側，用于將自該入射面射入的該非偏振光分離成自該出射面射出的第二偏振光和射向該光轉換元件的第一偏振光。該光反射組件位于該光轉換元件的另一側，用于反射通過該光轉換元件轉換成的第二偏振光以使該第二偏振光射自該出射面射出。

技術領域

本發明涉及光學投影技術領域，特別是涉及一用于投影系統的偏振復用器件。

背景技術

在基于LCOS，HTPS等液晶顯示的投影系統中，為滿足其偏振光照明條件，通常在投影系統中采用偏振器件將光源系統發射的非偏振光轉換為偏振光。但由于在偏振光轉換的過程中，該投影系統將有至少一半的光能損失，無疑降低了該投影系統的光能利用率，甚至無法滿足投影系統高亮度、低功耗的成像要求。因此，為提高投影系統光能利用率，通常采用偏振復用器件將光源系統發出的非偏振光轉化為具有同一偏振態的偏振光。

目前，如圖1所示，現有的偏振復用器件10P最常見的是在偏光分束陣列11P后粘貼1/2波片12P，其中該偏光分束陣列11P是由設有偏光分束膜112P和反射膜113P的棱鏡111P周期性組成。這樣，當入射的光束(非偏振光)進入相對應的該棱鏡111P時，由于該偏光分束膜112P透P態偏振光反S態偏振光的特性，則該非偏振光中的P態偏振光直接透過該偏光分束膜112P，而該非偏振光中的S態偏振光被反射到相鄰的該反射膜113P，在被二次反射之后再通過該1/2波片被轉換為P態偏振光。因此，最后從該現有的偏振復用器件10P中射出的所有光均為P態偏振光。

然而，雖然現有的該偏振復用器件10P能夠達到將非偏振光轉換成同一偏振態的偏振光的目的，為進一步提高投影系統的能量利用率打下了基礎。但在現有技術中的該偏振復用器件10P中，為了使經過該偏振復用器件10P輸出的光具有一致的偏振態，該1/2波片12P的尺寸和位置必須與在該偏光分束陣列11P的出射面上所獲得的相互分離的光束陣列的尺寸和位置完全匹配。這無疑極大地增大了該偏振復用器件10P的加工制造難度。特別是對將該1/2波片12P與該偏光分束陣列11P周期性對位的準確度的要求極高。一旦出現該1/2波片與該偏光分束陣列11P的出射偏振光區域存在偏差，就會降低自該偏振復用器件10P出射的偏振光的純度，并會降低投影系統的亮度，進而影響該投影系統的成像質量。

此外，針對該現有的偏振復用器件10P的結構，目前的制造工藝無法達到小尺寸水平，無法滿足目前微小型微投影系統小體積的發展要求，極難應用于當今發展火熱的增強現實(Augmented reality,AR)、近眼顯示(Near-eye display，NED)、可穿戴等領域。

發明內容

本發明的一目的在于提供一用于投影系統的偏振復用器件，其能夠有效地將光源系統發出的非偏振光轉化為具有同一偏振態的偏振光。

本發明的另一目的在于提供一用于投影系統的偏振復用器件，其能夠提高經過所述偏振轉換系統出射的偏振光的純度。

本發明的另一目的在于提供一用于投影系統的偏振復用器件，其能夠提高所述投影系統的亮度。

本發明的另一目的在于提供一用于投影系統的偏振復用器件，其能夠提高所述投影系統的成像質量。

本發明的另一目的在于提供一用于投影系統的偏振復用器件，其中，在本發明的一實施例中，所述偏振復用器件解決了在現有的偏振復用器件中存在的1/2波片與偏光分束陣列的對位難的問題，有助于降低所述偏振轉換系統的制造難度。

本發明的另一目的在于提供一用于投影系統的偏振復用器件，其中，在本發明的一實施例中，所述偏振復用器件的制造工藝被簡化，有助于降低所述偏振轉換系統的制造成本。