CN105842965B - 光学机构 - Google Patents

Abstract

一种光学机构，其包括支架、第一偏振分光器、第二偏振分光器、复数个面板以及复数个镜头，支架连接第一偏振分光器及第二偏振分光器。光线通过该第一偏振分光器后由这些面板反射而分别产生复数个影像光线，这些影像光线由该第一偏振分光器反射后进入该第二偏振分光器，并通过该出光面而由这些镜头分别投射而产生至少一影像，这些影像光线中的至少一影像光线由该第一分光面反射后由这些镜头中的至少一镜头投射。

Description

光学机构

技术领域

本发明有关于一种光学机构，特别是有关于一种以玻璃材质制成的支架来连接偏振分光器及面板的光学机构。

背景技术

请参阅图1、2，其表示已知的硅基液晶式微投影机所使用的光学机构，该光学机构包括二硅基液晶面板10、二偏振分光片20以及二偏振分光块30、塑料壳体40以及二镜头50。硅基液晶面板10、偏振分光片20以及偏振分光块30分别安装于塑料壳体40，镜头50邻近于偏振分光块30设置。由于塑料壳体40的塑料材质的热膨胀系数与偏振分光片20以及偏振分光块30的玻璃材质的热膨胀系数有较大的差异而且塑料壳体40的精度均仰赖其射出成形时的精度，再加上组装时的公差，会导致整体精度产生变异而使投影机的对比与锐利度变差。

另外，近年来，由于穿戴式产品逐渐普及化，而微投影机应用在穿戴式产品也慢慢形成主流；当微投影机应用在穿戴式产品上，为了同时满足两只眼睛，必须有两台微投影机同时作动，因此两台微投影机投射光轴的相对精度与稳定性非常重要，但在图1、2所示的已知的光学机构中，因两台微投影机都独立组装，因此会有下列的问题：

1、温度的上升导致两眼光轴产生变化。

2、因独立组装精度不足，而产生两眼光轴不平行。

3、因温度上升造成两个面板画素偏移，无法堆栈。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于微投影机的光学机构，可以降低多个成像系统之间精度的差异，提高成像的质量。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种光学机构的一较佳实施例，包括支架、第一偏振分光器、第二偏振分光器、复数个面板以及复数个镜头，第一偏振分光器连接于该支架的第一侧，第二偏振分光器连接于该支架的第二侧，并具有第一分光面以及出光面，这些面板邻近于该第一偏振分光器设置，这些镜头邻近于该第二偏振分光器设置，并对应于这些面板，其中光线通过该第一偏振分光器后由这些面板反射而分别产生复数个影像光线，这些影像光线由该第一偏振分光器反射后进入该第二偏振分光器，并通过该出光面而由这些镜头投射而产生至少一影像，这些影像光线中的至少一影像光线由该第一分光面反射后由这些镜头中的至少一镜头投射。

在上述较佳实施例中，该第一侧与该第二侧为该支架的相对侧。

在上述较佳实施例中，该第一偏振分光器为偏振分光片(polarization beamsplit plate，PBS plate)。

在上述较佳实施例中，该第二偏振分光器为偏振分光块(polarization beamsplit cube，PBS cube)。

在上述较佳实施例中，该面板为硅基液晶面板(liquid crystal on siliconpanel，LCoS Panel)。

在上述较佳实施例中，该支架的材质为玻璃。

在上述较佳实施例中，该支架的材质为浮法玻璃(Borofloat glass)。

本发明的光学机构的另一较佳实施例包括第一偏振分光器、仅第二偏振分光器、复数个面板以及至少一镜头。该第二偏振分光器具有出光面，这些镜头对应于这些面板并对应于该出光面，其中光线通过该第一偏振分光器后由这些面板反射后分别产生复数个影像光线，这些影像光线由该第一偏振分光器反射后进入该第二偏振分光器，并通过该出光面而由该镜头投射而产生至少一影像。

上述较佳实施例包括复数个镜头，其中这些影像光线通过该出光面而由这些镜头分别投射而产生至少一影像。

在上述较佳实施例中，这些镜头相对于该第二偏振分光器水平或垂直排列。

在上述较佳实施例中，该第二偏振分光器呈长条状。

实施本发明的光学机构，具有以下有益效果：面板、偏振分光片及偏振分光块安装于玻璃材料制成的支架上，同时偏振分光片及偏振分光块形成长条状，使多个成像系统对应于一个偏振分光片及一个偏振分光块，藉此可以降低多个成像系统之间精度的差异，提高成像的质量。

附图说明

为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出实施例并配合附图作详细说明。

图1为已知的微投影机的光学机构的立体图。

图2为已知的微投影机的光学机构的立体图。

图3为本发明的微投影机的光学机构的一实施例的立体图。

图4为图3所示的实施例的光路示意图。

图5A～5D表示本发明的光学机构中的镜头与第二偏振分光器不同的配置方式。

具体实施方式

请参阅图3、4，其表示本发明的微投影机的光学机构的立体图。本发明的微投影机的光学机构包括二个面板110、第一偏振分光器120、第二偏振分光器130、二支架140以及二镜头150。每一个支架140具有相对设置的第一侧142以及第二侧144，第一偏振分光器120结合于支架140的第一侧142，第二偏振分光器130结合于支架140的第二侧144，面板110邻近于第一偏振分光器120设置，镜头150邻近于第二偏振分光器130设置，第二偏振分光器130具有第一分光面131以及出光面132，镜头150对应出光面132设置。

来自光源(未图示)的光线L1穿过第一偏振分光器120后抵达二个面板110并由二个面板110反射而形成二个影像光线L2，该二个影像光线L2再经由第一偏振分光器120反射后进入第二偏振分光器130，并由第二偏振分光器130的第一分光面131反射后自出光面132出光，并分别经由该二个镜头150投射而产生二个影像，此二个影像例如可分别提供给人体的左眼与右眼观看。

在本实施例中，支架140由玻璃材质制成，例如由浮法玻璃(Borofloat glass)制成，浮法玻璃的热膨胀系数为4ⅹ10-6m/moC。第一偏振分光器120为偏振分光片(polarization beam split plate，PBS plate)，第二偏振分光器130为偏振分光块(polarization beam split cube，PBS cube)，面板110为硅基液晶面板(liquid crystalon silicon panel，LCoS Panel)。

本发明的光学机构，由于使用玻璃材质制成支架140，其热膨胀系数与其所结合的第一偏振分光器120及第二偏振分光器130接近，可避免由于热膨胀系数不同所造成的结构上的变形。另外，由于玻璃材料可采用研磨制程，可以达到比已知的使用塑料射出成型的壳体更高的精度，而且第一偏振分光器120及第二偏振分光器130组装于塑料射出机构件时，又会有另一次的组装公差，而本发明的玻璃材质制成支架140可以直接与第一偏振分光器120及第二偏振分光器130的承靠面接合，避免组装公差。

另外，第一偏振分光器120及第二偏振分光器130的精度在成像系统中非常重要，其歪斜会影响像面倾斜以及MTF的低落，在图1、2所示的已知的使用两颗偏振分光器系统的投影机系统中，通常偏振分光器为独立制作与组装，因此其两偏振分光器间的精度差异会造成光轴的不平行。本发明的光学机构中仅使用一个第一偏振分光器120及一个第二偏振分光器130，所有的成像系统均一并对应于同一第一偏振分光器120及第二偏振分光器130，如此不会有因相对精度不同而造成光轴的不平行的问题。

图5A～5D表示本发明的光学机构中的镜头150与第二偏振分光器130不同配置方式的实施例。如图3所示，第二偏振分光器130呈长条状，图5A表示从图3的第二偏振分光器130的上方观看，三个镜头150相对于第二偏振分光器130呈水平排列，即沿着第二偏振分光器130的纵长方向排列，来自三个面板110的影像光线分别由第二偏振分光器130反射，然后由三个镜头150投射出三个影像。图5B表示本发明的光学机构的另一实施例从第二偏振分光器130的侧面观看，二个镜头150呈垂直排列，在此构造中，面板110可设置于第二偏振分光器130的上下两侧，由面板110反射的影像光线分别经由第二偏振分光器130的第一分光面131与第二分光面133反射而由垂直排列的上下两个镜头150投射出两个影像。图5C表示本发明的光学机构的另一实施例从第二偏振分光器130的侧面观看，三个镜头150呈垂直排列，三个面板110可以分别设置在第二偏振分光器130的上方、侧方以及下方，由面板110反射的影像光线分别经由第二偏振分光器130的第一分光面131与第二分光面133反射以及不经由反射而分别由垂直排列的上下三个镜头150投射出三个影像。图5D表示本发明的光学机构的另一实施例，在本实施例中，只使用一个镜头150，二个面板110可以分别设置在第二偏振分光器130的相邻两侧，由面板110反射的影像光线分别经由第二偏振分光器130的第一分光面131反射以及不经由反射而均经由镜头150投射出影像。因此本实施例中，多个成像系统建构在同一个偏振分光器上，不需要整台光机进行调整、对位且可以做水平及垂直延伸。

本发明虽以实施例揭露如上，但其非用以限定本发明的范围，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (14)

1.一种光学机构，其特征在于，包括：

支架；

第一偏振分光器，连接于该支架的第一侧；

第二偏振分光器，连接于该支架的第二侧，并具有第一分光面以及出光面；

复数个面板，邻近于该第一偏振分光器设置；以及

复数个镜头，邻近于该第二偏振分光器设置，并对应于这些面板，其中光线通过该第一偏振分光器后由这些面板反射而分别产生复数个影像光线，这些影像光线由该第一偏振分光器反射后进入该第二偏振分光器，并经由该出光面而自这些镜头分别投射而产生至少一影像，这些影像光线中的至少一影像光线由该第一分光面反射后通过该出光面而由这些镜头中的至少一镜头投射。

2.如权利要求1所述的光学机构，其特征在于，光线被这些面板反射后由三个以上平行的路径进入该第二偏振分光器。

3.如权利要求2所述的光学机构，其特征在于，该第一侧与该第二侧为该支架的相对侧。

4.如权利要求2所述的光学机构，其特征在于，该第一偏振分光器为偏振分光片。

5.如权利要求2所述的光学机构，其特征在于，该第二偏振分光器为偏振分光块。

6.如权利要求2所述的光学机构，其特征在于，该面板为硅基液晶面板。

7.如权利要求1至6中任一项所述的光学机构，其特征在于，该支架的材质为玻璃。

8.如权利要求7所述的光学机构，其特征在于，该支架的材质为浮法玻璃。

9.一种光学机构，其特征在于，包括：

至少一第一偏振分光器；

仅一第二偏振分光器，具有出光面；

复数个面板；以及

至少一镜头，对应于这些面板并对应于该出光面，其中光线通过该第一偏振分光器后由这些面板反射后分别产生复数个影像光线，这些影像光线由该第一偏振分光器反射后进入该第二偏振分光器，并通过该出光面而由该镜头投射而产生至少一影像。

10.如权利要求9所述的光学机构，其特征在于，光线被这些面板反射后由二种以上不平行的路径进入该第二偏振分光器。

11.如权利要求10所述的光学机构，其特征在于，包括复数个镜头，其中这些影像光线通过该出光面而由这些镜头分别投射而产生至少一影像。

12.如权利要求11所述的光学机构，其特征在于，这些镜头相对于该第二偏振分光器水平排列。

13.如权利要求11所述的光学机构，其特征在于，这些镜头相对于该第二偏振分光器垂直排列。

14.如权利要求12或13所述的光学机构，其特征在于，该第二偏振分光器呈长条状。