一种基于PBS分光棱镜底部贴附12波片的投影仪偏振增光系统的制作方法

专利2025-05-22  25


本发明涉及投影光学偏振,尤其涉及一种基于pbs分光棱镜底部贴附1/2波片的投影仪偏振增光系统。


背景技术:

1、目前,在众多投影仪产品中,光效转换率低一直是一个行业痛点,尤其是投影仪的lcd屏应用的非常广泛,但lcd液晶屏的偏振片自带的分光属性使其光学效率得不到充分利用。

2、偏振分光棱镜(pbs)作为一种重要的光学元件,能够将入射的非偏振光分成两束偏振态相互垂直的线偏振光。而1/2波片,能够改变光束的偏振方向而不改变其强度,广泛应用于光学调整和偏振控制中。将pbs与1/2波片结合使用,可以在不增加系统复杂性的前提下,显著提升光学系统的性能。


技术实现思路

1、发明目的:本发明提供一种基于pbs分光棱镜底部贴附1/2波片的投影仪偏振增光系统,通过优化光路设计,实现偏振光的高效转换,提高投影仪的偏振纯度和输出功率。

2、技术方案:本发明所述的一种基于pbs分光棱镜底部贴附1/2波片的投影仪偏振增光系统,包括:pbs分光棱镜和1/2波片,在pbs分光棱镜的底部贴附一层高精度的1/2波片,1/2波片的厚度使得o光和e光的光程差恰好为半个波长λ/2。

3、进一步的,还包括led光源、光斗结构、前菲涅尔透镜、pbs分光棱镜、后菲涅尔透镜、pbs分光膜、p光、s光和波片快轴;led光源发出的光经光斗结构经前菲涅尔透镜准直通过pbs分光棱镜入射到pbs分光膜上时,p光直接透射,s光以45度角反射,透射的p光经过底部贴附的1/2波片后,波片快轴方向与入射方向成45度角,其偏振方向旋转90度,此时p光的偏振态与s光相同;随后,两束偏振态相同的s光通过lcd屏的偏振装置,形成一束偏振态一致、强度增强的光束通过液晶模块,经后菲涅尔透镜聚焦后再由反射镜反射入投影镜头在幕布上成像。

4、进一步的,1/2波片由双折射材料制成。

5、进一步的,pbs分光棱镜由两块精确加工的直角棱镜组成,其中一个棱镜的斜面上镀有一层偏振分光膜。

6、进一步的,led光源尺寸与光斗底端口径大小吻合,保证光线完全进入系统。

7、进一步的,光斗内壁均为铝制反射镜,前端开口尺寸与前菲涅尔透镜尺寸以及pbs分光棱镜前表面尺寸相一致。

8、进一步的,光线经pbs分光膜转变成p光和s光,p光透射,s光以45度角反射到棱镜侧面反射膜上再以45度角反射出分光棱镜底面。

9、进一步的,透过pbs分光棱镜的光与lcd屏上的偏振装置的偏转角度一致,可以最大化的提升光效,保证系统整体的光心一致,最大化的提升光学系统的输出功率。

10、有益效果:与现有技术相比,本发明具有如下显著优点:本发明通过pbs和1/2波片的组合,确保输出光束的偏振态高度一致,提高了光束的偏振纯度;两束偏振态相同的光合并后,光束强度显著增强,提高了光学系统的输出功率;通过简单的结构设计和光路优化,实现了偏振光的高效转换和合束,降低了系统复杂度。



技术特征:

1.一种基于pbs分光棱镜底部贴附1/2波片的投影仪偏振增光系统,其特征在于,包括:pbs分光棱镜和1/2波片,在pbs分光棱镜的底部贴附一层高精度的1/2波片,1/2波片的厚度使得o光和e光的光程差恰好为半个波长λ/2。

2.如权利要求1所述的基于pbs分光棱镜底部贴附1/2波片的投影仪偏振增光系统,其特征在于,还包括led光源、光斗结构、前菲涅尔透镜、pbs分光棱镜、后菲涅尔透镜、pbs分光膜、p光、s光和波片快轴;led光源发出的光经光斗结构经前菲涅尔透镜准直通过pbs分光棱镜入射到pbs分光膜上时,p光直接透射,s光以45度角反射,透射的p光经过底部贴附的1/2波片后,波片快轴方向与入射方向成45度角,其偏振方向旋转90度,此时p光的偏振态与s光相同;随后,两束偏振态相同的s光通过lcd屏的偏振装置,形成一束偏振态一致、强度增强的光束通过液晶模块,经后菲涅尔透镜聚焦后再由反射镜反射入投影镜头在幕布上成像。

3.如权利要求1所述的基于pbs分光棱镜底部贴附1/2波片的投影仪偏振增光系统,其特征在于,1/2波片由双折射材料制成。

4.如权利要求2所述的基于pbs分光棱镜底部贴附1/2波片的投影仪偏振增光系统,其特征在于,pbs分光棱镜由两块精确加工的直角棱镜组成,其中一个棱镜的斜面上镀有一层偏振分光膜。

5.如权利要求2所述的基于pbs分光棱镜底部贴附1/2波片的投影仪偏振增光系统,其特征在于,led光源尺寸与光斗底端口径大小吻合。

6.如权利要求2所述的基于pbs分光棱镜底部贴附1/2波片的投影仪偏振增光系统,其特征在于,光斗内壁均为铝制反射镜,前端开口尺寸与前菲涅尔透镜尺寸以及pbs分光棱镜前表面尺寸相一致。

7.如权利要求2所述的基于pbs分光棱镜底部贴附1/2波片的投影仪偏振增光系统,其特征在于,光线经pbs分光膜转变成p光和s光,p光透射,s光以45度角反射到棱镜侧面反射膜上再以45度角反射出分光棱镜底面。

8.如权利要求2所述的基于pbs分光棱镜底部贴附1/2波片的投影仪偏振增光系统,其特征在于,透过pbs分光棱镜的光与lcd屏上的偏振装置的偏转角度一致。


技术总结
本发明公开了一种基于PBS分光棱镜底部贴附1/2波片的投影仪偏振增光系统,包括:PBS分光棱镜和1/2波片,在PBS分光棱镜的底部贴附一层高精度的1/2波片,1/2波片的厚度使得o光和e光的光程差恰好为半个波长λ/2。本发明通过优化光路设计,实现偏振光的高效转换,提高投影仪的偏振纯度和输出功率。

技术研发人员:朱明睿,刘明,王爱平,季石毅,张荣华
受保护的技术使用者:南京熊猫智成科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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