[发明专利]用于投影系统的偏振复用器件

说明书

一种用于投影系统的偏振复用器件，用于将非偏振光转换成具有同一偏振态的偏振光。该偏振复用器件包括一组偏振复用单元。所有的该偏振复用单元以端对端的方式排列，其中每该偏振复用单元具有一入射面和与该入射面相对的出射面，并包括一光转换元件、一光分束组件以及一光反射组件。该光转换元件用于将第一偏振光转换成第二偏振光。该光分束组件位于该光转换元件的一侧，用于将自该入射面射入的该非偏振光分离成自该出射面射出的第二偏振光和射向该光转换元件的第一偏振光。该光反射组件位于该光转换元件的另一侧，用于反射通过该光转换元件转换成的第二偏振光以使该第二偏振光射自该出射面射出。

技术领域

本发明涉及光学投影技术领域，特别是涉及一用于投影系统的偏振复用器件。

背景技术

在基于LCOS，HTPS等液晶显示的投影系统中，为满足其偏振光照明条件，通常在投影系统中采用偏振器件将光源系统发射的非偏振光转换为偏振光。但由于在偏振光转换的过程中，该投影系统将有至少一半的光能损失，无疑降低了该投影系统的光能利用率，甚至无法满足投影系统高亮度、低功耗的成像要求。因此，为提高投影系统光能利用率，通常采用偏振复用器件将光源系统发出的非偏振光转化为具有同一偏振态的偏振光。

目前，如图1所示，现有的偏振复用器件10P最常见的是在偏光分束阵列11P后粘贴1/2波片12P，其中该偏光分束阵列11P是由设有偏光分束膜112P和反射膜113P的棱镜111P周期性组成。这样，当入射的光束(非偏振光)进入相对应的该棱镜111P时，由于该偏光分束膜112P透P态偏振光反S态偏振光的特性，则该非偏振光中的P态偏振光直接透过该偏光分束膜112P，而该非偏振光中的S态偏振光被反射到相邻的该反射膜113P，在被二次反射之后再通过该1/2波片被转换为P态偏振光。因此，最后从该现有的偏振复用器件10P中射出的所有光均为P态偏振光。

然而，虽然现有的该偏振复用器件10P能够达到将非偏振光转换成同一偏振态的偏振光的目的，为进一步提高投影系统的能量利用率打下了基础。但在现有技术中的该偏振复用器件10P中，为了使经过该偏振复用器件10P输出的光具有一致的偏振态，该1/2波片12P的尺寸和位置必须与在该偏光分束阵列11P的出射面上所获得的相互分离的光束阵列的尺寸和位置完全匹配。这无疑极大地增大了该偏振复用器件10P的加工制造难度。特别是对将该1/2波片12P与该偏光分束阵列11P周期性对位的准确度的要求极高。一旦出现该1/2波片与该偏光分束阵列11P的出射偏振光区域存在偏差，就会降低自该偏振复用器件10P出射的偏振光的纯度，并会降低投影系统的亮度，进而影响该投影系统的成像质量。

此外，针对该现有的偏振复用器件10P的结构，目前的制造工艺无法达到小尺寸水平，无法满足目前微小型微投影系统小体积的发展要求，极难应用于当今发展火热的增强现实(Augmented reality,AR)、近眼显示(Near-eye display，NED)、可穿戴等领域。

发明内容

本发明的一目的在于提供一用于投影系统的偏振复用器件，其能够有效地将光源系统发出的非偏振光转化为具有同一偏振态的偏振光。

本发明的另一目的在于提供一用于投影系统的偏振复用器件，其能够提高经过所述偏振转换系统出射的偏振光的纯度。

本发明的另一目的在于提供一用于投影系统的偏振复用器件，其能够提高所述投影系统的亮度。

本发明的另一目的在于提供一用于投影系统的偏振复用器件，其能够提高所述投影系统的成像质量。

本发明的另一目的在于提供一用于投影系统的偏振复用器件，其中，在本发明的一实施例中，所述偏振复用器件解决了在现有的偏振复用器件中存在的1/2波片与偏光分束阵列的对位难的问题，有助于降低所述偏振转换系统的制造难度。

本发明的另一目的在于提供一用于投影系统的偏振复用器件，其中，在本发明的一实施例中，所述偏振复用器件的制造工艺被简化，有助于降低所述偏振转换系统的制造成本。