CN110646943A - 一种基于偏振的超短距离光学结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于偏振的超短距离光学结构，其包括沿着光入射方向依次放置的第一反射型偏振片、第一λ/4波片、部分透射部分反射膜层、第二λ/4波片、第二反射型偏振片，当所述的第一反射型偏振片和第二反射型偏振片偏振方向相同，第一λ/4波片和第二λ/4波片的旋转方向相同；当所述的第一反射型偏振片和第二反射型偏振片偏振方向垂直，第一λ/4波片和第二λ/4波片的旋转方向相反，所述的部分透射部分反射膜层的反射率为10％‑90％。本发明的基于偏振的超短距离光学结构基于偏振原理实现了光路的折返，在有限空间内增大了有效光程，从而减小了整个光学系统的体积。

Description

一种基于偏振的超短距离光学结构

技术领域

本发明涉及光学领域，具体涉及一种基于偏振的超短距离光学结构。

背景技术

随着时代的迅速发展，人们日常使用的光学设备也在朝着轻量化的方向发展。现有的部分光学采集或者获取，从光源侧到最终的接收光信号必须保证有一定的有效光学距离。有些光学采集或者获取结构在实际应用中为了达到所需要的效果，必须保证物与像有较大的距离，即往往需要一个较大的光程和多个透镜的组合才能达到最终的效果，这就使得整个光路过长，最终使得整个光学结构庞大笨重。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的光学采集或成像结构的光路过长、光学系统过于庞大笨重，提出一种基于偏振的超短距离光学结构，通过对光进行两次折返实现了光程的增加，可以将有效光程增加三倍，从而缩短了光学结构的体积。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种基于偏振的超短距离光学结构，其特征在于，包括沿着光入射方向依次放置的第一反射型偏振片、第一λ/4波片、部分透射部分反射膜层、第二λ/4波片、第二反射型偏振片，当所述的第一反射型偏振片和第二反射型偏振片偏振方向相同，第一λ/4波片和第二λ/4波片的旋转方向相同；当所述的第一反射型偏振片和第二反射型偏振片偏振方向垂直，第一λ/4波片和第二λ/4波片的旋转方向相反，所述的部分透射部分反射膜层的反射率为10％-90％。

进一步地，所述的第一反射型偏振片、第一λ/4波片、部分透射部分反射膜层、第二λ/4波片、第二反射型偏振片均为复合膜层，通过胶合形成所述的基于偏振的超短距离光学结构。

进一步地，所述的第一反射型偏振片、第一λ/4波片、部分透射部分反射膜层、第二λ/4波片、第二反射型偏振片的两个侧面均为平面。

进一步地，所述的部分透射部分反射膜层为半透半反膜。

进一步地，所述的第一反射型偏振片和第二反射型偏振片为P光偏振片或S光偏振片。

进一步地，包括光学显示屏，具体为OLED、MicroLED、MiniLED、LCD等，用于提供光源。

进一步地，在所述的第一反射型偏振片间与所述第一λ/4波片间设置与所述第一反射型偏振片偏振方向相同的吸收型偏振片，减少杂散光影响。

进一步地，在第二反射型偏振片后设置与所述第二反射型偏振片偏振方向相同的吸收型偏振片，减少杂散光影响。

本发明的有益效果如下：

本发明的基于偏振的超短距离光学结构基于光学偏振原理实现了折返光路，在短距离内实现了有效光程的增大，从而减少了整个光学结构的体积，进而缩小包括光学结构在内的整个光学系统的体积，为很多体积较小的应用场合提供了一种方案来实现更好的光学效果。

本发明的光学结构可为复合膜层结构，可以直接粘贴在物侧与目侧，从而在狭小的空间能节约更大的空间，为后期其他需求添加的光学元件提供更多的可能性。

附图说明

图1为本发明的基于偏振的超短距离光学结构的实施例一光路结构示意图；

图2为本发明的基于偏振的超短距离光学结构的实施例二光路结构示意图。

图中，第一反射型偏振片1、第一λ/4波片2、部分透射部分反射膜层3、第二λ/4波片4、第二反射型偏振片5。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的基于偏振的超短距离光学结构，包括沿着光入射方向依次放置的第一反射型偏振片1、第一λ/4波片2、部分透射部分反射膜层3、第二λ/4波片4、第二反射型偏振片5，所述的部分透射部分反射膜层3的反射率为10％-90％。

作为其中一种实施方式，第一反射型偏振片1和第二反射型偏振片5均为P光偏振片，具有第一线性偏振方向，部分透射部分反射膜层3为半透半反膜，第一λ/4波片2和第二λ/4波片4旋向相反。光学结构的左侧为入射的自然光，经过第一反射型偏振片1后转为第一线性偏振光，接着通过第一λ/4波片2，此时第一线性偏振光变为右旋圆偏振光。然后再通过半透半反膜3，透射的光经过一段距离d后通过第二个λ/4波片4，此时右旋圆偏振光变为第二线性偏振光。当光到达第二反射型偏振片5时，第二线性偏振光无法通过，被全部反射回来，再次通过第二λ/4波片4，第二线性偏振光变为右旋圆偏振光，第二次通过半透半反膜3，反射部分的光转为左旋圆偏振光。再次通过第二λ/4波片4，此时变为第一线性偏振光，与第二反射型偏振片5的偏振方向相同，光线出射。

经过上面一系列的光路折返，正好将原光路有效光程变为原来的三倍，即实际光路为 3d，实现了压缩结构增大光程的目的。

作为另外一种实施方式，第一反射型偏振片1为P光偏振片，具有第一线性偏振方向，第二反射型偏振片5为S光偏振片，具有第二线性偏振方向，部分透射部分反射膜层3为半透半反膜，第一λ/4波片和第二λ/4波片旋向相反。如图2为本发明的基于偏振的超短距离光学结构的实施例二光路结构示意图。入射自然光经第一反射型偏振片1后转为第一线性偏振光，接着通过第一λ/4波片2，此时第一线性偏振光变为右旋圆偏振光。然后再通过半透半反膜3，透射的光经过一段距离d后通过第二个λ/4波片4，此时右旋圆偏振光变为第一线性偏振光。当光到达第二反射型偏振片5时，第一线性偏振光无法通过，被全部反射回来，再次通过第二λ/4波片4，第一线性偏振光变为右旋圆偏振光，第二次通过半透半反膜3，反射部分的光转变为左旋圆偏振光。再次通过第二λ/4波片4，此时变为第二线性偏振光，与第二反射型偏振片5的偏振方向相同，光线出射。

需要注意的是，上述第一反射型偏振片1和第二反射型偏振片5可以是P光偏振片或 S光偏振片。任何满足上述摆放规则的结构都应当在本专利的保护范围内。

本发明中采用的偏振片，波片，半透半反膜均为复合膜层结构，并且可以直接粘贴在物侧与目侧，从而在狭小的空间能节约出了更大的空间，为后期添需求加光学元件提供更多的可能性。需要注意的是，各光学元件间的距离位置不受图中位置的限制，各光学元件间距离位置可根据实际需求复合在一起，也可以独立分开放置。且在光路中可根据实际需求添加一个或多个不影响偏振状态的光学零件，从而产生各种所需的效果。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于偏振的超短距离光学结构，其特征在于，包括沿着光入射方向依次放置的第一反射型偏振片(1)、第一λ/4波片(2)、部分透射部分反射膜层(3)、第二λ/4波片(4)、第二反射型偏振片(5)，当所述的第一反射型偏振片(1)和第二反射型偏振片(5)偏振方向相同，第一λ/4波片(2)和第二λ/4波片(4)的旋转方向相同。当所述的第一反射型偏振片(1)和第二反射型偏振片(5)偏振方向垂直，第一λ/4波片(2)和第二λ/4波片(4)的旋转方向相反，所述的部分透射部分反射膜层(3)的反射率为10％-90％。

2.根据权利要求1所述的基于偏振的超短距离光学结构，其特征在于，所述的第一反射型偏振片(1)、第一λ/4波片(2)、部分透射部分反射膜层(3)、第二λ/4波片(4)、第二反射型偏振片(5)均为复合膜层，通过胶合形成所述的基于偏振的超短距离光学结构。

3.根据权利要求1所述的基于偏振的超短距离光学结构，其特征在于，所述的第一反射型偏振片(1)、第一λ/4波片(2)、部分透射部分反射膜层(3)、第二λ/4波片(4)、第二反射型偏振片(5)的两个侧面均为平面。

4.根据权利要求1所述的基于偏振的超短距离光学结构，其特征在于，所述的部分透射部分反射膜层(3)为半透半反膜。

5.根据权利要求1所述的基于偏振的超短距离光学结构，其特征在于，所述的第一反射型偏振片(1)和第二反射型偏振片(5)为P光偏振片或S光偏振片。

6.根据权利要求1所述的基于偏振的超短距离光学结构，其特征在于，包括光学显示屏，具体为OLED、MicroLED、MiniLED、LCD等，用于提供光源。

7.根据权利要求6所述的基于偏振的超短距离光学结构，其特征在于，在所述的第一反射型偏振片(1)间与所述第一λ/4波片(2)间设置与所述第一反射型偏振片(1)偏振方向相同的吸收型偏振片，减少杂散光影响。

8.根据权利要求7所述的基于偏振的超短距离光学结构，其特征在于，在第二反射型偏振片(5)后设置与所述第二反射型偏振片(5)偏振方向相同的吸收型偏振片，减少杂散光影响。

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