CN2769919Y - 偏振光转换器 - Google Patents

Abstract

一种偏振光转换器，属于投影技术领域。包括：光源、光导管、相位延迟片、具有透光表面和反射表面的偏振分束器和具有开口的反射板，反射板设置在光导管的光入口处，相位延迟片设置在反射板或光导管上，并位于光导管的通道内，偏振分束器位于光导管的光出口处，光线经反射板进入光导管的通道匀光后送经偏振分束器，其中一种偏振光透射，另一种偏振光被反射后回到光导管通道中，经相位延迟片作用后再次送经偏振分束器，以此反复，光线均以P偏振光或者S偏振光透射。本实用新型结构简单、紧凑，光能转换效率高。

Description

偏振光转换器

技术领域

本实用新型涉及的是一种物理技术领域的元器件，具体是一种偏振光转换器。

背景技术

电场振动方向和磁场振动方向固定的光称为偏振光，其中和电场方向平行或垂直入射面的线偏光又分别被称s为P偏振光和S偏振光。一般投影显示***中，尤其是液晶投影显示***中，常会用偏振光转换器将其中一种偏振光转换成另一种偏振光以利于光能的利用。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号CN1196802A的发明专利，该专利所设计的偏振光转换器件，包括偏振光分离器件和选择相位差板，该偏振光分离器件具有使P偏振光束或S偏振光束中的任何一种偏振光束透过而其他偏振光束反射并分离偏振光束的偏振光分离面和大致与上述偏振光分离面平行地配置、使由上述偏振光分离面反射的偏振光束向透过上述偏振光分离面的偏振光束的射出方向反射的反射面，该选择相位差板配置在上述偏振光分离器件的光射出面一侧、使由上述偏振光分离器件分离的S偏振光束或P偏振光束中的任何一种偏振光束的偏振方向与其他偏振光束的偏振方向一致，其特征在于，在上述偏振光分离器件的光入射面一侧设有防止光直接入射到上述反射面的遮光装置或光衰减装置。此偏振光转换器件固然可以将入射的光线转换成一致的偏振态，但其存在着体积大、制作工艺难、成本高等缺点，而且其光线转换效率仍较低，所能提供的亮度也较差。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述背景技术中的不足和缺陷，提供一种偏振光转换器。使其具有较佳光转换效率，并可提高亮度。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：一灯源、一光导管、一相位延迟片、一具有透光表面和反射表面的偏振分束器和一具有开口的反射板。其连接关系为：聚集通过一个焦点的入射光线，光导管位于光线的行进路线上，其具有一围绕壁和一由围绕壁界定形成的通道，在通道上具有一位于焦点上的光入口和一远离该光入口的光出口；反射板设置在光导管的光入口处，其具有一朝向光入口的外侧面、一朝向光出口的内侧面和一贯穿内、外侧面并可供光线通过的开口，此开口位于光线的焦点上；相位延迟片设置在反射板上，并位于通道内，其是一种具有双折射效应的光学组件，功能在于改变光的相位；偏振分束器位于光导管的光出口处，其可选择让其中一种偏振态光线通过到透光表面，同时让另一种偏振态光线反射到安装的反射板。这样，入射光线通过光导管后第一次到达偏振分束器，其中一种偏振态的偏振光通过透光表面出射，另一种偏振态的偏振光到达偏振分束器的反射表面，被反射后又经过偏振分束器回到光导管，之后入射到相位延迟片上，被相位延迟片调制后到达光导管的光入口处的反射板，光线被反射板反射后又经过相位延迟片作用，以改变后的偏振态再次入射到偏振分束器，之后重复以上情形。

本实用新型结构简单、紧凑，被运用在投影显示***中，提供投影显示***照明的光源，利用偏振光分束器和相位延迟片的配合来改变部分光线偏振态，以提高光利用率。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的偏振光转换器可提供高效率的同方向偏振光线输出，所述偏振光转换器包括：一灯源1、一光导管2、一具有开口的反射板3、一相位延迟片4、一偏振分束器5及反射表面6、7、8。该灯源1具有一产生光源的灯泡9和一椭圆型灯罩10，该椭圆型灯罩10可将灯泡9产生的光线聚集投射通过一焦点11。

所述的光导管2，是一可反射光线的中空管体或实心柱状体，并位于光线投射的路径上，本实施例以中空管体作说明。该光导管2具有沿着一中心线环绕的围绕壁12和由该围绕壁12界定形成的通道13，在围绕壁12上具有一朝向通道13的反射环面14，而该通道13具有一接近灯源1的光入口15和一远离该光入口15的光出口16。当光导管2是实心柱状体时，此处的通道13则是一种可供光线通过的实心结构。

所述的反射板3，设置在光导管2的光入口15上，并位于通道13内，其具有一朝向灯源1的外侧面17、一朝向光出口16的内侧面18和一贯穿内、外侧面17、18的开口19，所述开口19正好位于光线的焦点11上，此开口19的截面积和反射板3总截面积的比例可依照设计的转换效率作调整。在本实施例中，开口19的截面积是反射板3总面积的三分之一。

所述的相位延迟片4，设置在反射板3或光导管2上，并位于通道13内，其是一种具有双折射效应的光学组件，用于改变光的相位。

所述的偏振分束器5，设置在光导管2的光出口16上，并位于通道13外侧，其上有偏振分束膜20、反射表面6、7、8和透光表面21，偏振分束膜20选择性的让P偏振光通过，而S偏振光反射；或是让S偏振光通过，而P偏振光反射。本实施例中采用让S偏振光通过，P偏振光反射。

当灯源1中的灯泡9产生光线时，光线会由灯罩10反射投向反射板3的开口19，并进入光导管2的通道13内进行混和匀光，之后由光导管2的光出口16送出，然后入射到偏振分束器5的偏振分束膜20上。此时，光线中大约有50％的P偏振光和50％的S偏振光，其中的S偏振光会穿透偏振分束膜20，到达透光表面21后输入；而其中的P偏振光会被偏振分束膜20反射，到达反射表面6反射后再次入射到偏振分束膜20上，又被偏振分束膜20反射后回到通道13内，在光导管2的反射环面14反射后到达相位延迟片4，经过相位延迟片4对P偏振光的相位进行调制后入射到反射板3上，被反射后再次经过相位延迟片4一次，光线的相位再次被调制，此时的光线为椭圆偏振，既有P偏振光也有S偏振光。之后的情形类似以上步骤，S偏振光透过此***，P偏振光重复以上步骤。多次循环后，光线绝大部分均透过偏振分束器5以S偏振光输出。

由以上说明可知，本实用新型的偏振光转换器不仅未曾见于同类产品，该项设计还以简单、紧凑的结构使光能得到近乎全部利用，提升了后续搭配***的照明亮度。

Claims (5)

1、一种偏振光转换器，其特征在于，包括：光源(1)、光导管(2)、相位延迟片(4)、具有透光表面和反射表面的偏振分束器(5)和具有开口的反射板(3)，其连接关系为：反射板(3)设置在光导管(2)的光入口(15)处，相位延迟片(4)设置在反射板(3)或光导管(2)上，并位于光导管(2)的通道内，偏振分束器(5)位于光导管(2)的光出口(16)处，光线经反射板(3)进入光导管(2)的通道匀光后送经偏振分束器(5)，其中一种偏振光透射，另一种偏振光被反射后回到光导管(2)通道中，经相位延迟片(4)作用后再次送经偏振分束器(5)，以此反复，光线均以P偏振光或者S偏振光透射。

2、根据权利要求1所述的偏振光转换器，其特征是，所述的光导管(2)，是一能反射光线的中空管体或实心柱状体，位于光线的行进路线上，其具有一围绕壁(12)和一由围绕壁(12)界定形成的通道(13)，在通道(13)上具有一位于焦点上的光入口(15)和一远离该光入口(15)的光出口(16)。

3、根据权利要求1所述的偏振光转换器，其特征是，所述的反射板(3)，其具有一朝向光入口(15)的外侧面(17)、一朝向光出口(16)的内侧面(18)和一贯穿内、外侧面(17、18)并供光线通过的开口(19)，此开口(19)位于光线的焦点(11)上。

4、根据权利要求1所述的偏振光转换器，其特征是，所述的相位延迟片(4)，是一种具有双折射效应的光学组件，改变光的相位。

5、根据权利要求1所述的偏振光转换器，其特征是，所述的偏振分束器(5)，位于通道(13)外侧，其上有偏振分束膜(20)、反射表面(6、7、8)和透光表面(21)，偏振分束膜(20)选择性的让偏振光通过。

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