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CN102866447A - 光学极性转换系统及对称式光学极性转换模块 - Google Patents

光学极性转换系统及对称式光学极性转换模块 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种光学极性转换系统及对称式光学极性转换模块，该光学极性转换系统包含复数透光且紧密排列的柱状体、形成于柱状体一端面的入光面、形成于柱状体另一端面且平行入光面的出光面、具有将入射光线依极性分光的性质的第一光学镀膜、具有反射光线的性质的第二光学镀膜，及宽度为一个基础宽度的半波片，第一、第二光学镀膜介于入光面与出光面间且与入光面夹45度角，并且间隔一个基础宽度，该半波片对应第一、第二光学镀膜其中一者设置于出光面，透过第一、第二光学镀膜分别具有分光、反光性质，无需遮蔽光线，使所有入射光皆可转换极性，提高光使用效率并使结构更紧致。

Description

光学极性转换系统及对称式光学极性转换模块
技术领域
本发明是有关于一种光学系统，特别是指一种光学极性转换系统及对称式光学极性转换模块。
背景技术
参阅图1，以往的一种光学极性转换系统1(PCS，Polarization ConverterSystem)应用于投影机照明装置中，包含复数透光柱状体10、入光面11、出光面12、复数介于该入光面11与出光面12间且与该入光面11夹45度角的分光镀膜(Polarization Beam Splitter)13、复数彼此间隔排列于该入光面11且分别对应一个分光镀膜13的遮板14、复数彼此间隔排列于该出光面12且分别对应一个分光镀膜13的半波片15，及设置于该入光面11的数组透镜组16，其中，该数组透镜组16包括复数对应设置于这些遮板14间的子透镜161，每一子透镜161的宽度约为两个遮板14的宽度。
光线通过该数组透镜组16后，部分光线被这些遮板14遮挡，而部分光线由该入光面11进入这些柱状体10后，P型偏振光穿透该分光镀膜13后由该出光面12出射，并经过半波片15之后转换为S型偏振光，而S型偏振光则被这些分光镀膜13反射两次后，由该出光面12出射。
由前述可知，光的使用效率因这些遮板14遮蔽光线而大幅降低，又，现今投影机愈趋微型化，这些遮板14增加了整个光学极性转换系统1的厚度，而该数组透镜组16的宽度过大，也造成布局困难，因此，一种可以提高光的使用效率及结构更紧致(compact)的光学极性转换系统，为目前相关业者的研发目标之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的光学极性转换系统会降低光的使用效率、且不利于体积微型化的缺陷，提供一种可以提高光的使用效率及结构更紧致的光学极性转换系统及对称式光学极性转换模块。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种光学极性转换系统，包含复数柱状体、入光面、出光面、第一光学镀膜、第二光学镀膜，及半波片，这些柱状体为透光介质制成，彼此紧密排列，该入光面形成于这些柱状体的一端面，该出光面形成于这些柱状体的另一端面且与该入光面平行相对设置，在该入光面与该出光面上定义复数个基础宽度，该第一光学镀膜介于该入光面与该出光面间且与该入光面夹45度角，该第一光学镀膜具有将入射光线依极性分光的性质，该第二光学镀膜介于该入光面与该出光面间且与该入光面夹45度角，且与该第一光学镀膜间隔一个基础宽度，该第二光学镀膜具有反射光线的性质，该半波片宽度为一个基础宽度，该半波片对应该第一光学镀膜与该第二光学镀膜其中一者设置于该出光面。
本发明还提供了一种对称式光学极性转换模块，包含对称中线，及一对如前所述的光学极性转换系统，该对称中线垂直该对光学极性转换系统的入光面、出光面，且介于该对第一光学镀膜间，该对光学极性转换系统左右对称于该对称中线。
本发明的功效在于，透过该第一光学镀膜与该第二光学镀膜分别具有将入射光线依极性分光与反射光线的性质，无需遮蔽光线，能使所有位置的入射光皆可转换极性，有效提高光的使用效率并使结构更紧致。
附图说明
图1是局部侧视图，说明以往的一种光学极性转换系统及光路示意图；
图2是侧视图，说明本发明一种光学极性转换系统的第一较佳实施例；及
图3是侧视图，说明本发明一种光学极性转换系统的第二较佳实施例。
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合附图的数个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。
参阅图2，本发明光学极性转换系统2的第一较佳实施例包含复数柱状体21、入光面22、出光面23、第一光学镀膜24、第二光学镀膜25、第三光学镀膜26、第四光学镀膜27、两个半波片28，及数组透镜组29。
这些柱状体21为透光介质制成，且彼此紧密排列，该入光面22形成于这些柱状体21的一端面，该出光面23形成于这些柱状体21的另一端面且与该入光面22平行相对设置，在该入光面22与该出光面23上定义复数个基础宽度d。
该第一光学镀膜24、第二光学镀膜25、第三光学镀膜26、第四光学镀膜27依序间隔一个基础宽度d平行排列，且都介于该入光面22与该出光面23间，并且皆与该入光面22夹45度角。
该第一光学镀膜24与该第三光学镀膜26皆具有将入射光线依极性分光的性质，在本第一较佳实施例中，该第一光学镀膜24与该第三光学镀膜26具相同极性分光性质，皆使得P型偏振光穿透，而S型偏振光反射；该第二光学镀膜25与该第四光学镀膜27皆具有反射光线的性质，也就是对于所有极性的入射光线皆反射。
这些半波片28宽度分别为一个基础宽度d，其中一半波片28对应该第一光学镀膜24与该第二光学镀膜25其中一者设置于该出光面23，另一半波片28对应该第三光学镀膜26与该第四光学镀膜27其中一者设置于该出光面23，在本第一较佳实施例中，这些半波片28对应该第一光学镀膜24与第四光学镀膜27设置于该出光面23。
该数组透镜组29设置于该入光面22，该数组透镜组29包括两个分别对应该第一光学镀膜24与第二光学镀膜25的子透镜291，这些子透镜291在该入光面22上分别占一个基础宽度d，，各该柱状体21的宽度与该子透镜291的宽度相同以有效减低光学极性转换系统2的组装难度。
本发明对称式光学极性转换模块包含对称中线L，及一对如前所述的光学极性转换系统2，该对称中线L垂直该对光学极性转换系统2的入光面22、出光面23，且介于该对第一光学镀膜24间，该对光学极性转换系统2左右对称于该对称中线L。
所有通过该对数组透镜组29的各个子透镜291后的光线皆进入这些柱状体21，以下依序以对应该对第一光学镀膜24与该对第二光学镀膜25的子透镜291详述：通过对应该对第一光学镀膜24的子透镜291的光线中，P型偏振光穿透该对第一光学镀膜24后由该对出光面23出射，并经过该对半波片28之后转换为S型偏振光，而S型偏振光则被该对第一光学镀膜24反射向该对第二光学镀膜25后，反射向该对出光面23出射；而通过对应该对第二光学镀膜25的子透镜291的光线被该对第二光学镀膜25反射向该对第三光学镀膜26，其中S型偏振光被该对第三光学镀膜26反射向该对出光面23出射，而P型偏振光穿透该对第三光学镀膜26后再被该对第四光学镀膜27反射向该对出光面23出射，并经过该对半波片28之后转换为S型偏振光。
藉由前述结构，所有通入该对数组透镜组29的光线皆转换为S型偏振光，大幅提高光的使用效率并使结构更紧致。
值得一提的是，该光学极性转换系统2若不包含该第三光学镀膜26、第四光学镀膜27，且仅包含一个子透镜291，同样具有将所有通入该对数组透镜组29的光线皆转换为S型偏振光的特性。(图未示)
参阅图3，本发明光学极性转换系统2及对称式光学极性转换模块的第二较佳实施例与该第一较佳实施例构件与组装方式大致相同，不同处在于该第二较佳实施例中，这些半波片28的设置位置不同，使得出射光线改变为P型偏振光。
在本第二较佳实施例中，这些半波片28对应该第二光学镀膜25与第三光学镀膜26设置于该出光面23。
所有通过该对数组透镜组29的各个子透镜291后的光线皆进入这些柱状体21，以下依序以对应该对第一光学镀膜24与该对第二光学镀膜25的子透镜291详述：通过对应该对第一光学镀膜24的子透镜291的光线中，P型偏振光穿透该对第一光学镀膜24后由该对出光面23出射，而S型偏振光则被该对第一光学镀膜24反射向该对第二光学镀膜25后，并经过该对半波片28之后转换为P型偏振光；而通过对应该对第二光学镀膜25的子透镜291的光线被该对第二光学镀膜25反射向该对第三光学镀膜26，其中S型偏振光被该对第三光学镀膜26反射向该对出光面23出射，并经过该对半波片28之后转换为P型偏振光，而P型偏振光穿透该对第三光学镀膜26后再被该对第四光学镀膜27反射向该对出光面23出射。
值得一提的是，该光学极性转换系统2的第一光学镀膜24若与该第三光学镀膜26具不同极性分光性质，例如，该第一光学镀膜24使得P型偏振光穿透，而该第三光学镀膜26使得S型偏振光穿透，则透过将这些半波片28对应该第二光学镀膜25与第四光学镀膜27设置于该出光面23，同样具有将所有通入该对数组透镜组29的光线皆转换为P型偏振光的特性。(图未示)
综上所述，透过该第一光学镀膜24与该第二光学镀膜25分别具有将入射光线依极性分光与反射光线的性质，无需遮蔽光线，能使所有位置的入射光皆可转换极性，有效提高光的使用效率并使结构更紧致，故确实能达成本发明的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，均仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种光学极性转换系统，其特征在于，包含：
复数柱状体，为透光介质制成，彼此紧密排列；
入光面，形成于这些柱状体的一端面；
出光面，形成于这些柱状体的另一端面且与该入光面平行相对设置，在该入光面与该出光面上定义复数个基础宽度；
第一光学镀膜，介于该入光面与该出光面间，该第一光学镀膜具有将入射光线依极性分光的性质；
第二光学镀膜，介于该入光面与该出光面间，且与该第一光学镀膜间隔一个基础宽度，该第二光学镀膜具有反射光线的性质；
半波片，宽度为一个基础宽度，该半波片对应该第一光学镀膜与该第二光学镀膜其中一者设置于该出光面;及
数组透镜组，该数组透镜组包括对应该第一光学镀膜的子透镜，该子透镜在该入光面上占一个基础宽度，各该柱状体的宽度与该子透镜的宽度相同。
2.根据权利要求1所述的光学极性转换系统，其特征在于，还包含第三光学镀膜、第四光学镀膜，及另一对应该第三光学镀膜与第四光学镀膜其中一者设置于该出光面的半波片，该第一、第二、第三、第四光学镀膜依序间隔一个基础宽度排列，该第三光学镀膜、第四光学镀膜介于该入光面与该出光面间且与该入光面夹45度角，该第三光学镀膜具有将入射光线依极性分光的性质，该第四光学镀膜具有反射光线的性质。
3.根据权利要求2所述的光学极性转换系统，其特征在于，该第一光学镀膜、第三光学镀膜具相同极性分光性质，这些半波片对应该第一光学镀膜与第四光学镀膜设置于该出光面。
4.根据权利要求2所述的光学极性转换系统，其特征在于，该第一光学镀膜、第三光学镀膜具相同极性分光性质，这些半波片对应该第二光学镀膜与第三光学镀膜设置于该出光面。
5.根据权利要求2所述的光学极性转换系统，其特征在于，还包括设置于该入光面的数组透镜组，该数组透镜组包括两个分别对应该第一光学镀膜与第二光学镀膜的子透镜，这些子透镜在该入光面上分别占一个基础宽度。
6.一种对称式光学极性转换模块，其特征在于，包含对称中线，及一对如权利要求1至5所述的光学极性转换系统，该对称中线垂直该对光学极性转换系统的入光面、出光面，且介于该对第一光学镀膜间，该对光学极性转换系统左右对称于该对称中线。
7.根据权利要求6所述的对称式光学极性转换模块，其特征在于，该第一光学镀膜与该入光面夹45度角。
8.根据权利要求6所述的对称式光学极性转换模块，其特征在于，第二光学镀膜与该入光面夹45度角。
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