CN115390348A - 激光光源解偏器及具有激光光源解偏器的投影机设备 - Google Patents

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Abstract

激光光源解偏器包含激光光源、光束角度调整元件、双折射晶体以及积分器。激光光源配置以发出激光。光束角度调整元件配置以改变激光的扩散角度。光束角度调整元件位在激光光源与双折射晶体之间。双折射晶体位在光束角度调整元件与积分器之间，双折射晶体配置以破坏该激光的极性。本公开还涉及一种投影机设备。

Description

激光光源解偏器及具有激光光源解偏器的投影机设备
技术领域
本公开涉及一种激光光源解偏器以及具有激光光源解偏器的投影机设备。
背景技术
现行的激光光源投影机大多采用独立的光学系统进行光耦合，将不同颜色的激光光源合并成单一光轴。
由于激光为偏振光，若应用于背投影架构，则容易因为背投影架构的屏幕本身的内应力造成激光通过时产生色块的现象。若将激光光源应用于偏振式3D眼镜，则容易使观看者察觉不均匀的光极化性，使得视觉上产生色块。
有鉴于此，如何提供一种可解决上述问题的投影机系统激光光源，仍是目前业界亟需研究的目标之一。
发明内容
本公开的一技术实施方式为一种激光光源解偏器。
在本公开一实施例中，激光光源解偏器包含激光光源、光束角度调整元件、双折射晶体以及积分器。激光光源配置以发出激光。光束角度调整元件配置以改变激光的扩散角度。光束角度调整元件位在激光光源与双折射晶体之间。双折射晶体位在光束角度调整元件与积分器之间，双折射晶体配置以破坏该激光的极性。
在本公开一实施例中，双折射晶体面对光束角度调整元件的表面与双折射晶体面对积分器的表面互相平行。
在本公开一实施例中，双折射晶体为一体成形。
在本公开一实施例中，光束角度调整元件为扩散片或透镜。
在本公开一实施例中，激光光源解偏器还包含光学胶层，位在光束角度调整元件与双折射晶体之间。
在本公开一实施例中，光学胶层接触双折射晶体。
在本公开一实施例中，激光光源解偏器还包含光学胶层，位在双折射晶体与积分器之间。
在本公开一实施例中，双折射晶体具有抗反射膜。
在本公开一实施例中，双折射晶体面对光束角度调整元件的表面与双折射晶体面对积分器的表面具有夹角。
本公开的另一技术实施方式为一种投影机设备。
在本公开一实施例中，投影机设备包含激光解偏器、屏幕以及投影模块。屏幕具有位在相反两侧的投影面及观看面。投影模块接收从积分器出来的光线，并将光线转化为画面投射至屏幕。投影模块位在屏幕的投影面。
在上述实施例中，激光光源解偏器通过光束角度调整元件降低激光的光准直性以增加激光的扩散角度，并通过双折射晶体破坏激光的光极化性。接着，通过积分器均匀化激光。如此一来，可使得通过积分器后的激光适合应用于投影机设备中，例如背投影架构或偏振式的3D眼镜。因通过激光光源解偏器破坏激光的光准直性以及光极化性，可提升显示画面的均匀度、减少色块并提高投影画面的品质。
附图说明
图1为根据本公开一实施例的激光光源解偏器的示意图。
图2为图1的激光光源解偏器应用于投影机设备中的示意图。
图3为根据本公开另一实施例的激光光源解偏器的示意图。
图4为根据本公开另一实施例的激光光源解偏器的示意图。
图5为根据本公开另一实施例的激光光源共轴设备的示意图。
附图标记说明：
100,100a,100b,100c：激光光源解偏器
110：激光光源
120：光束角度调整元件
130：双折射晶体
140：积分器
150,160：光学胶层
132,134,132a,134a,132b,134b：表面
136,138：双折射材料
200：投影系统
300：薄型屏幕
302：观看面
304：投影面
400：观看者
L1,L2,L3,L4：激光
D1：第一方向
θ：扩散角度
具体实施方式
以下将以附图公开本发明的复数个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式示出的。且为了清楚起见，附图中的层和区域的厚度可能被夸大，并且在附图的描述中相同的元件符号表示相同的元件。
图1为根据本公开一实施例的激光光源解偏器100的示意图。激光光源解偏器100包含激光光源110、光束角度调整元件120、双折射晶体130以及积分器140。激光光源110配置以发出激光L1。光束角度调整元件120配置以改变激光L1的扩散角度θ。光束角度调整元件120位在激光光源110与双折射晶体130之间。双折射晶体130位在光束角度调整元件120与积分器140之间。
光束角度调整元件120配置以改变激光L1的行进方向。换句话说，光束角度调整元件120可增加激光L1的扩散角度θ，以破坏激光L1的准直性。光束角度调整元件120、双折射晶体130以及积分器140排列于激光L1的行进方向，即图中的第一方向D1上。双折射晶体130配置以破坏通过光束角度调整元件120后的激光L2的极性。积分器140配置以均匀化通过双折射晶体130后的激光L3以传输至投影机设备的投影模块中。
在一实施例中，光束角度调整元件120可以是扩散片。在其他实施例中，光束角度调整元件120可以是透镜。举例来说，光束角度调整元件120可为菲涅耳透镜(FresnelLens)或者具有不同屈光度的透镜，只要是可以增加激光L1的扩散角度θ以破坏激光L1的准直性的光学元件即可。
在本实施例中，通过光束角度调整元件120后的激光L2具有不同行进方向，使得激光L2进入双折射晶体130时已具有不同的光程差。因此，在本实施例中，双折射晶体130面对光束角度调整元件120的表面132与双折射晶体130面对积分器140的表面134可为互相平行的。换句话说，本实施例中的双折射晶体130可不必具有斜角。此外，本实施例中的双折射晶体130为一体成形。在一些实施例中，双折射晶体130面对光束角度调整元件120的表面132可具有镀膜，例如抗反射膜(AR coating)，以降低激光L2被反射的几率，提升激光L2的穿透率。在一些实施例中，激光光源解偏器100还具有汇聚光线的透镜(图未示)，设置在双折射晶体130与积分器140之间，但本公开并不以此为限。
根据上述可知，本公开的激光光源解偏器100通过光束角度调整元件120降低激光L1的光准直性以增加激光L1的扩散角度θ，并通过双折射晶体130破坏激光L2的光极化性。接着，通过积分器140均匀化激光L3。如此一来，可使得通过积分器140后的激光L4适合应用于投影机设备中。具体来说，采用多色激光的投影机设备，可先使各色激光光源通过激光光源解偏器100后再进行光耦合的操作。
图2为图1的激光光源解偏器100应用于投影机设备10中的示意图。投影机设备10包含激光光源解偏器100以及投影系统200。如图1中所述，按序经过光束角度调整元件120、双折射晶体130以及积分器140后的激光L4行进至投影系统200。在本实施例中，投影机设备10是应用在背投影架构中。投影系统200接收从积分器140出来的激光L4，并将激光L4转化为投影画面投射至薄型屏幕300上，且观看者400与投影机设备10位在薄型屏幕300的相反两侧，例如投影面304与观看面302。
薄型屏幕300在制造过程中，可能因加热等工艺产生内应力。当具有高准直性及单极化性的激光通过时，会产生不均匀的吸收效果而导致显示画面上出现色块。因此，通过激光光源解偏器100破坏激光的光准直性以及光极化性，可提升显示画面的均匀度、减少色块并提高投影画面的品质。
在一些其他实施例中，激光光源解偏器100也可应用于搭配偏振式的3D眼镜的投影设备。由于激光具有高极化性的，观看者通过偏振式的3D眼镜容易察觉不均匀的光极化性。因此，通过激光光源解偏器100破坏激光的光准直性以及光极化性，可提升显示画面的均匀度、减少色块并提高投影画面的品质。
图3为根据本公开另一实施例的激光光源解偏器100a的示意图。激光光源解偏器100a与图1所示的激光光源解偏器100大致相同，其差异在于激光光源解偏器100a还包含位在光束角度调整元件120与双折射晶体130之间的光学胶层150。在此实施例中，光学胶层150粘合光束角度调整元件120与双折射晶体130。换句话说，光学胶层150接触双折射晶体130的表面132a。光学胶层150可减少激光L2的界面反射，因此双折射晶体130a的表面132a可不必具有前述的抗反射膜。此外，由于光学胶层150可具有较薄的厚度，因此可避免产生光减损的影响。
在本实施例中，激光光源解偏器100a还包含位在双折射晶体130与积分器140之间的光学胶层160。光学胶层160粘合双折射晶体130与积分器140。在一些实施例中，激光光源解偏器100a也可以只具有光学胶层160，而不具有光学胶层150。激光光源解偏器100a与图1所示的激光光源解偏器100具有相同的技术效果，于此不再赘述。
图4为根据本公开另一实施例的激光光源解偏器100b的示意图。激光光源解偏器100b与图1所示的激光光源解偏器100大致相同，其差异在于激光光源解偏器100b的双折射晶体130b为楔形。双折射晶体130b的表面132a与表面134a具有夹角。换句话说，双折射晶体130b可使激光L2进一步形成光程差，以破坏激光L2的光极化性。激光光源解偏器100b也可具有汇聚光线的透镜(图未示)，设置在双折射晶体130b与积分器140之间，但本公开并不以此为限。
图5为根据本公开另一实施例的激光光源解偏器100c的示意图。激光光源解偏器100c与图4所示的激光光源解偏器100b大致相同，其差异在于激光光源解偏器100c的双折射晶体130c由两个楔形的双折射材料136、138构成。双折射材料136、138互相配合，使激光L2进一步形成光程差，并且使激光L2在穿通过双折射晶体130c后的扩散角度θ不变，以破坏激光L2的光极化性。激光光源解偏器100c也可具有汇聚光线的透镜(图未示)，设置在双折射晶体130c与积分器140之间，但本公开并不以此为限。
综上所述，本公开的激光光源解偏器通过光束角度调整元件降低激光的光准直性以增加激光的扩散角度，并通过双折射晶体破坏激光的光极化性。接着，通过积分器均匀化激光。如此一来，可使得通过积分器后的激光适合应用于投影机设备中，例如背投影架构或偏振式的3D眼镜。因通过激光光源解偏器破坏激光的光准直性以及光极化性，可提升显示画面的均匀度、减少色块并提高投影画面的品质。
虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种激光光源解偏器，包含：
一激光光源，配置以发出一激光；
一光束角度调整元件，配置以改变该激光的一扩散角度；
一双折射晶体，其中该光束角度调整元件位在该激光光源与该双折射晶体之间，其中该双折射晶体配置以破坏该激光的极性；以及
一积分器，其中该双折射晶体位在该光束角度调整元件与该积分器之间。
2.如权利要求1所述的激光光源解偏器，其中该双折射晶体面对该光束角度调整元件的表面与该双折射晶体面对该积分器的表面互相平行。
3.如权利要求1所述的激光光源解偏器，其中该双折射晶体为一体成形。
4.如权利要求1所述的激光光源解偏器，其中该光束角度调整元件为扩散片或透镜。
5.如权利要求1所述的激光光源解偏器，还包含一光学胶层，位在该光束角度调整元件与该双折射晶体之间。
6.如权利要求5所述的激光光源解偏器，其中该光学胶层接触该双折射晶体。
7.如权利要求1所述的激光光源解偏器，还包含一光学胶层，位在该双折射晶体与该积分器之间。
8.如权利要求1所述的激光光源解偏器，其中该双折射晶体具有一抗反射膜。
9.如权利要求1所述的激光光源解偏器，其中该双折射晶体面对该光束角度调整元件的表面与该双折射晶体面对该积分器的表面具有一夹角。
10.一种投影机设备，包含：
如权利要求1所述的激光光源解偏器；
一屏幕，具有位在相反两侧的一投影面及一观看面；以及
一投影模块，接收从该积分器出来的光线，并将该光线转化为画面投射至该屏幕；
其中，该投影模块位在该屏幕的投影面。
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