具有紧凑后焦距的光学系统技术方案

光学系统（例如2-D和3-D投影系统）可以被配置来具有紧凑后焦距以允许更紧凑的投影透镜、更低的投射比、提高的对比度或者这些的组合。在实施方案中，光学系统可以包括被配置来形成中间图像的中继部件，所述中间图像具有邻近投影透镜的焦点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有紧凑后焦距的光学系统相关申请的交叉引用：本申请是2011年7月14日递交的、题为“紧凑偏振转换立体投影（Compactpolarizationconvertingstereoscopicprojection）”的美国临时专利申请No.61/507,959以及2011年7月15日递交的、题为“宽投射比偏振转换立体投影系统（Widethrowratiopolarizationconvertingstereoscopicprojectionsystem）”的美国临时专利申请No.61/508,428的非临时转换且由此要求这两个美国临时专利申请No.61/507,959和No.61/508,428的优先权，并且本申请是2008年5月9日递交的、题为“用于立体投影的偏振转换系统和方法（PolarizationConversionSystemandMethodforStereoscopicProjection）”的美国专利申请No.12/118,640的部分继续申请并由此要求该美国专利申请No.12/118,640的优先权，所有这些申请的全部内容通过引用被并入本文。根据37CFR1.7(b)，本申请由此于2012年7月16日（周一）递交，即临时专利申请No.61/507,959和No.61/508,428递交的一周年后的下一工作日。
本公开一般地涉及光学系统，并且更具体地，涉及二维和三维投影技术和部件。
技术介绍
投影技术可以包括部署、观看、投影和/或显示三维（“3D”）内容的功能。有源和无源偏振转换立体投影系统已经在共同所有的美国专利No.7,905,602和No.7,959,296以及序号为No.12/118,640和No.13/034,643的美国专利申请中被公开，所有这些专利/专利申请的全部内容通过引用被并入本文。
技术实现思路
根据示例性实施方案，光学系统可以包括可操作来输出光的成像源、可操作来从所述成像源接收所述光的中继部件以及投影透镜。所述中继部件可以被配置来形成中间图像，所述中间图像具有邻近所述投影透镜的进入表面（entrysurface）的焦点，所述中间图像的所述焦点和所述投影透镜的所述进入表面在所述中间图像的所述焦点和所述投影透镜的所述进入表面之间限定后焦距。所述投影透镜可以可操作来投影所述中间图像。根据另一示例性实施方案，光学系统可以包括可操作来输出光的成像源、可操作来从所述成像源接收所述光的中继部件、偏振分束器组件以及分别被设置为邻近所述偏振分束器组件的第一和第二出射端口（exitport）的第一和第二投影透镜。所述中继部件可以被配置来形成第一中间图像，所述第一中间图像具有介于所述偏振分束器组件的所述第一出射端口和所述第一投影透镜之间的焦点，所述第一中间图像的所述焦点和所述第一投影透镜的进入表面在所述第一中间图像的所述焦点和所述第一投影透镜的所述进入表面之间限定第一后焦距。所述中继部件可以被配置来形成第二中间图像，所述第二中间图像具有介于所述偏振分束器组件的所述第二出射端口和所述第二投影透镜之间的焦点，所述第二中间图像的所述焦点和所述第二投影透镜的进入表面在所述第二中间图像的所述焦点和所述第二投影透镜的所述进入表面之间限定第二后焦距。所述第一和第二投影透镜可以可操作来分别投影所述第一和第二中间图像。根据另一示例性实施方案，光学系统可以包括可操作来输出光的成像源、可操作来从所述成像源接收所述光的中继部件、投影透镜以及偏振转换系统。所述中继部件可以被配置来形成中间图像，所述中间图像具有邻近所述投影透镜的进入表面的焦点，所述中间图像的所述焦点和所述投影透镜的进入表面在所述中间图像的所述焦点和所述投影透镜的所述进入表面之间限定后焦距。投影透镜可以可操作来将所述中间图像投影通过所述偏振转换系统，所述偏振转换系统可以可操作来将包括所述中间图像的所述光转换为单一偏振态并且沿第一和第二光路输出转换的光。附图说明在附图中，以举例的方式图示说明实施方案，图中相同的数字指代相似的部件，并且其中：图1A是图示说明根据本公开的光学系统的实施方案的示意图；图1B是图示说明根据本公开的双投影机光学系统的实施方案的示意图；图2A是图示说明根据本公开的具有偏振分束器组件的光学系统的实施方案的示意图；图2B是图示说明根据本公开的具有偏振分束器组件的双投影机光学系统的实施方案的示意图；图3A是图示说明根据本公开的具有偏振分束器组件的光学系统的另一实施方案的示意图；以及图3B是图示说明根据本公开的具有偏振分束器组件的双投影机光学系统的另一实施方案的示意图。具体实施方式对部署、观看、投影和/或显示三维（“3D”）内容的增加的需求会推动对投影技术的增强性能和更低成本的需要。投影透镜和特定光学部件（例如，投影系统的偏振转换系统（PCS））的尺寸可能影响性能和成本二者。大的投影透镜和PCS会限制对比度性能和投射比。投射比可以被定义为投影机到屏幕的距离除以屏幕宽度并且实际光学部件尺寸限制会导致投射比受限。由于更大部件的最终成本，投影系统的成本会增加。偏振转换系统（PCS）的尺寸可以至少通过适合的投射比、投影透镜出射光瞳位置以及投影透镜出射光瞳的尺寸来确定。出射光瞳尺寸可以经由光学不变式通过投影透镜f值（或数值孔径）和投射比来确定。可以影响投影透镜以及投影系统的特定光学部件的尺寸的因素包括，但不限于，适合的投射比、f值以及后焦距（BFL）。投射比可以通过剧院几何结构来确定。f值可以通过面板和照明光学器件来确定。BFL可以通过系统架构来确定。使用空间光调制器（例如DLP微镜面板）的投影机可能出于包括照明和色彩管理在内的各种原因在面板和投影透镜之间利用平面玻璃光学器件。用于这些投影机的投影透镜可以具有长的BFL来在面板和透镜之间留出照明和色彩管理光学器件的空间。但是通过PCS投影系统中的照明和色彩管理光学器件的长的后焦距（BFL）会增加投影透镜和其他光学部件的尺寸。大的BFL配置可以迫使透镜拥有比具有较小的BFL配置的透镜更大的包络体。大的BFL透镜的更大的包络体又可以将透镜的出射光瞳安置为更加远离透镜的正面顶点。在该实施例中，从透镜发出的光的照明范围（illuminationfootprint）可以是大的并且可以影响随后的PCS部件的尺寸。在详细地进入所公开的实施方案之前，应该理解本公开在其应用或创建方面不限于所示的具体布置的细节，因为本公开能够实现其他实施方案。而且，可以在不同组合和布置中对本公开的方面进行阐述，以限定本专利技术自身的独特性。此外，本文所使用的术语用于描述而非限制的目的。本公开的示例性实施方案可以包括使用中继部件，例如一个或更多个中继透镜，来形成中间图像，所述中间图像具有邻近投影透镜的焦点，由此允许相对短的BFL。本公开的示例性实施方案可以包括中继部件、至少一个短的BFL投影透镜以及偏振分束器（PBS）组件。在这样的实施方案中，投影透镜和PCS的尺寸可以被减少，并且系统对比度的一致性和总体值可以被增加。图1是图示说明光学系统100的一个实施方案的示意图。光学系统100可以包括可操作来输出光的成像源101以及可操作来直接地或间接地从成像源101接收光的中继部件103。成像源101可以包括照明源，例如激光照明光、灯源或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学系统，所述光学系统包括：可操作来输出光的成像源；可操作来从所述成像源接收所述光的中继部件；以及投影透镜；其中所述中继部件被配置来形成中间图像，所述中间图像具有邻近所述投影透镜的进入表面的焦点，所述中间图像的所述焦点和所述投影透镜的所述进入表面在所述中间图像的所述焦点和所述投影透镜的所述进入表面之间限定后焦距；并且其中所述投影透镜可操作来投影所述中间图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.14 US 61/507,959;2011.07.15 US 61/508,4281.一种光学系统，所述光学系统包括：可操作来输出光的成像源；可操作来从所述成像源接收所述光的中继部件；偏振分束器组件；以及分别被设置为邻近所述偏振分束器组件的第一和第二出射端口的第一和第二投影透镜；其中所述中继部件被配置来形成第一中间图像，所述第一中间图像具有介于所述偏振分束器组件的所述第一出射端口和所述第一投影透镜之间的焦点，所述第一中间图像的所述焦点和所述第一投影透镜的进入表面在所述第一中间图像的所述焦点和所述第一投影透镜的所述进入表面之间限定第一后焦距；其中所述中继部件被配置来形成第二中间图像，所述第二中间图像具有介于所述偏振分束器组件的所述第二出射端口和所述第二投影透镜之间的焦点，所述第二中间图像的所述焦点和所述第二投影透镜的进入表面在所述第二中间图像的所述焦点和所述第二投影透镜的所述进入表面之间限定第二后焦距；其中所述第一和第二投影透镜可操作来分别投影所述第一和第二中间图像；其中所述成像源是第一成像源，所述中继部件是第一中继部件，并且所述偏振分束器组件是第一偏振分束器组件，并且其中所述第一成像源、所述第一中继部件、所述第一和第二投影透镜以及所述第一偏振分束器组件被包括在第一投影子系统中，并且所述光学系统还包括第二投影子系统，所述第二投影子系统包括：可操作来输出光的第二成像源；可操作来从所述第二成像源接收所述光的第二中继部件；第二偏振分束器组件；以及分别被设置为邻近所述第二偏振分束器组件的第一和第二出射端口的第三和第四投影...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·H·舒克，
申请(专利权)人：瑞尔D股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US