照明器制造技术

本发明专利技术提供了一种折叠光路径照明器。该照明器可包括具有输入面、输出面和成像器面的偏振分束器，设置为邻近输入面并且限定输入面上的输入有效面积的光源，以及设置为邻近成像器面以用于接收从光源发射的光并且发射图案化光的图像形成装置，图案化光可为会聚图案化光。图像形成装置可具有限定输出面上的输出有效面积的最大图像面积。输入有效面积和输出有效面积中的一者或两者小于最大图像面积的约一半。偏振分束器可包括第一棱镜和第二棱镜，并且第一棱镜的体积可不大于第二棱镜的体积的一半。

Illuminator

The present invention provides a foldable light path illuminator. The lighting device includes an input, output and imaging device the polarization beam splitter is disposed adjacent the input surface and defining input light input surface of the effective area, and is disposed adjacent the imager surface for receiving image light emitted from the light source and the light emission pattern forming device, patterned light for the convergence of the patterned light. The image forming device can have the maximum image area of the output area on the output surface. The input valid area and the output area of one or both are less than half of the maximum image area. The polarization beam splitter may include a first prism and a second prism, and the volume of the first prism is not more than half of the volume of the second prism.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】照明器
技术介绍
投影系统可包括光源和偏振旋转图像形成装置，该偏振旋转图像形成装置通过旋转由光源提供的光的偏振来运作以产生图像。可以包括偏振分束器来分离具有正交偏振状态的光。
技术实现思路
在本说明书的一些方面，提供了包括偏振分束器、光源和图像形成装置的照明器。偏振分束器包括第一棱镜，该第一棱镜具有输入面、输出面和第一斜边；第二棱镜，该第二棱镜具有成像器面和第二斜边，该第二斜边设置为邻近第一斜边；以及反射偏振器，该反射偏振器设置在第一斜边和第二斜边之间。光源被设置为邻近输入面并且在输入面上限定输入有效面积。图像形成装置被设置为邻近成像器面以用于接收从光源发射的光并且发射图案化光。图像形成装置具有限定输出面上的输出有效面积的最大图像面积。输入有效面积和输出有效面积中的一者或两者小于最大图像面积的约一半。在本说明书的一些方面，提供了照明器，该照明器包括偏振分束器，设置为邻近偏振分束器的第一表面的第一反射部件，以及设置为邻近偏振分束器的与第一表面相对的第二表面的透镜。第一反射部件具有最大有效面积，并且透镜接收由第一反射部件发射的光。最大有效面积限定透镜的最大接收面积，该最大接收面积不大于最大有效面积的约一半。在本说明书的一些方面，提供了照明器，该照明器包括光源，与光源光通信的反射偏振器，以及与反射偏振器光通信的透镜。反射偏振器限定最小假想矩形平行六面体，该最小假想矩形平行六面体完全包含反射偏振器并且具有垂直于由光源发射的中心光线的表面。光源的至少一部分或透镜的至少一部分设置在假想矩形平行六面体内部。在本说明书的一些方面，提供了偏振分束器，该偏振分束器包括反射偏振器，具有第一体积的第一棱镜，以及具有第二体积的第二棱镜。第一体积不大于第二体积的约一半。第一棱镜包括第一面；邻近第一面的第二面，其中第一面和第二面之间的角度基本上等于90度；以及与该角度相对的第一斜边。第二棱镜包括第三面和第四面以及第二斜边。第二斜边设置为邻近第一斜边，并且首先第一斜边和第二斜边具有基本上相等的表面积。第三面与第一面相对并且与第一面基本上平行，而第四面与第二面相对并且与第二面基本上平行。反射偏振器设置在第一斜边和第二斜边之间。在本说明书的一些方面，提供了偏振分束系统，该偏振分束系统适于接收来自光源的光并且以由光源发射的中心光线的光学路径所限定的折叠光轴为中心。偏振分束系统包括基本上垂直于光轴的输入表面，反射偏振器，基本上垂直于光轴的第二反射部件，以及基本上垂直于光轴的输出面。光通过穿过输入表面进入偏振分束系统，并且通过穿过输出表面离开偏振分束系统。光轴具有在输入表面和反射偏振器之间的长度d1，在第一反射部件和反射偏振器之间的长度d2，在第二反射部件和反射偏振器之间的长度d3，以及在输出表面和反射偏振器之间的长度d4。d1和d4中的一者或两者小于d2和d3中的较小者。在本说明书的一些方面，提供了偏振分束系统，该偏振分束系统适于接收来自光源的光并且以由光源发射的中心光线的光学路径所限定的折叠光轴为中心。偏振分束系统包括基本上垂直于光轴的输入表面，具有最大侧向尺寸d5的反射偏振器，基本上垂直于光轴的第一反射部件，基本上垂直于光轴的第二反射部件，以及基本上垂直于光轴的输出面。光通过穿过输入表面进入偏振分束系统，并且通过穿过输出表面离开偏振分束系统。光轴具有在输入表面和反射偏振器之间的长度d1，在第一反射部件和反射偏振器之间的长度d2，在第二反射部件和反射偏振器之间的长度d3，以及在输出表面和反射偏振器之间的长度d4。d1和d4中的一者或两者小于d5/4。在本说明书的一些方面，提供了照明器，该照明器包括光源，透镜，以及适于接收来自光源的光并且通过透镜输出光的偏振分束系统。偏振分束系统以由光源发射的中心光线的光学路径所限定的折叠光轴为中心。偏振分束系统包括反射偏振器，基本上垂直于光轴并且设置为靠近反射偏振器的与光源相对的第一反射部件，以及基本上垂直于光轴并且设置为靠近反射偏振器的与透镜相对的第二反射部件。光轴具有在光源和反射偏振器之间的长度d1，在第一反射部件和反射偏振器之间的长度d2，在第二反射部件和反射偏振器之间的长度d3，以及在透镜和反射偏振器之间的长度d4。d1和d4中的一者或两者小于d2和d3中的较小者。在本说明书的一些方面，提供了照明器，该照明器包括光源，透镜，以及适于接收来自光源的光并且通过透镜输出光的偏振分束系统。偏振分束系统以由光源发射的中心光线的光学路径所限定的折叠光轴为中心。偏振分束系统包括具有最大侧向尺寸d5的反射偏振器，基本上垂直于光轴并且设置为靠近反射偏振器的与光源相对的第一反射部件，基本上垂直于光轴并且设置为靠近反射偏振器的与透镜相对的第二反射部件。光轴具有在光源和反射偏振器之间的长度d1，在第一反射部件和反射偏振器之间的长度d2，在第二反射部件和反射偏振器之间的长度d3，以及在透镜和反射偏振器之间的长度d4。d1和d4中的一者或两者小于d5/4。在本说明书的一些方面，提供了照明器，该照明器包括光源、反射偏振器、第一反射部件、第二反射部件和透镜。照明器被构造为使得由光源发射的中心光线依次穿过反射偏振器，从第一反射部件反射回反射偏振器，从反射偏振器朝向第二反射部件反射，从第二反射部件反射回反射偏振器，穿过反射偏振器，然后通过透镜离开照明器。在本说明书的一些方面，提供了偏振分束系统，该偏振分束系统包括反射偏振器并且具有由光源朝向反射偏振器发射的中心光线的光学路径所限定的折叠光轴。折叠光轴包括重叠的第一区段和第二区段以及重叠的第三区段和第四区段。沿着第一区段的光学路径具有第一方向，并且沿着第二区段的光学路径具有与第一方向相对的第二方向。沿着第三区段的光学路径具有第三方向，并且沿着第四区段的光学路径具有与第三方向相对的第四方向。第一方向和第三方向是基本上正交的。在本说明书的一些方面，提供了投影图像的方法。该方法包括将光穿过偏振分束器导向到反射部件，将光中的至少一些反射回偏振分束器，将光中的至少一些从偏振分束器朝向图像形成装置反射，以及将光中的一些从图像形成装置作为会聚图案化光反射。在本说明书的一些方面，提供了投影图像的方法。该方法包括将光束穿过折叠光路径照明器导向到图像形成装置上，以及将会聚图案化光从图像形成装置反射。附图说明图1是偏振分束器的侧视图；图2是照明器的侧视图；图3是照明器的侧视图；图4A是照明器的侧视图；图4B是透镜的侧视图；图5A-图5B是照明器的侧视图；图5C是反射偏振器的俯视图；图6是照明器的示意性侧视图；图7是照明器的示意性侧视图；并且图8是头戴式系统的示意图。具体实施方式在以下说明中参考附图，该附图形成本专利技术的一部分并且其中各种实施方案通过举例说明的方式示出。附图未必按比例绘制。应当理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，可设想并进行其他实施方案。因此，以下的详细说明不应被视为具有限制意义。有时期望投影系统紧凑。例如，手持式微型投影仪和头戴式显示器通常使用紧凑的投影系统。此类紧凑投影仪可包括光源、偏振分束器和偏振旋转图像形成装置，该偏振旋转图像形成装置通过旋转由光源提供的光的偏振来运作以产生图像。偏振分束器通常包括设置在两个直角三角棱镜之间的反射偏振器。两个棱镜通常具有相同的体积，并且偏振分束器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明器，所述照明器包括：偏振分束器，所述偏振分束器包括：第一棱镜，所述第一棱镜具有输入面、输出面和第一斜边；第二棱镜，所述第二棱镜具有成像器面和第二斜边，所述第二斜边设置为邻近所述第一斜边；以及反射偏振器，所述反射偏振器设置在所述第一斜边和所述第二斜边之间；光源，所述光源设置为邻近所述输入面并且限定所述输入面上的输入有效面积，以及图像形成装置，所述图像形成装置设置为邻近所述成像器面以用于接收从所述光源发射的光并且发射图案化光，所述图像形成装置具有最大图像面积，所述最大图像面积限定所述输出面上的输出有效面积；其中所述输入有效面积和所述输出有效面积中的一者或两者小于所述最大图像面积的约一半。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.30 US 62/186,9441.一种照明器，所述照明器包括：偏振分束器，所述偏振分束器包括：第一棱镜，所述第一棱镜具有输入面、输出面和第一斜边；第二棱镜，所述第二棱镜具有成像器面和第二斜边，所述第二斜边设置为邻近所述第一斜边；以及反射偏振器，所述反射偏振器设置在所述第一斜边和所述第二斜边之间；光源，所述光源设置为邻近所述输入面并且限定所述输入面上的输入有效面积，以及图像形成装置，所述图像形成装置设置为邻近所述成像器面以用于接收从所述光源发射的光并且发射图案化光，所述图像形成装置具有最大图像面积，所述最大图像面积限定所述输出面上的输出有效面积；其中所述输入有效面积和所述输出有效面积中的一者或两者小于所述最大图像面积的约一半。2.一种照明器，所述照明器包括：偏振分束器；第一反射部件，所述第一反射部件设置为邻近所述偏振分束器的第一表面，所述第一反射部件具有最大有效面积，透镜，所述透镜设置为邻近所述偏振分束器的与所述第一表面相对的第二表面，所述透镜接收由所述第一反射部件发射的光；其中所述最大有效面积限定所述透镜的最大接收面积，并且其中所述最大接收面积不大于所述最大有效面积的约一半。3.一种照明器，所述照明器包括光源，与所述光源光通信的反射偏振器，以及与所述反射偏振器光通信的透镜，所述反射偏振器限定最小假想矩形平行六面体，所述最小假想矩形平行六面体完全包含所述反射偏振器并且具有垂直于由所述光源发射的中心光线的表面，其中所述光源的至少一部分或所述透镜的至少一部分设置在所述假想矩形平行六面体内部。4.根据权利要求3所述的照明器，还包括：第一棱镜，所述第一棱镜具有第一面和第二面并且具有第一斜边；以及第二棱镜，所述第二棱镜具有第三面和第四面以及第二斜边，所述第三面与所述第一面相对，所述第四面与所述第二面相对，所述反射偏振器设置在所述第一斜边和所述第二斜边之间并且邻近所述第一斜边和所述第二斜边。5.一种偏振分束器，所述偏振分束器包括：反射型偏振器，第一棱镜，所述第一棱镜具有第一体积并且包括：第一面；第二面，所述第二面邻近所述第一面，所述第一面和所述第二面之间的角度基本上等于90度；第一斜边，所述第一斜边与所述角度相对；第二棱镜，所述第二棱镜具有第二体积，所述第二棱镜是直角三角棱镜，所述第二棱镜具有第三面和第四面并且具有第二斜边，该第二斜边设置为邻近第一斜边，第一斜边和第二斜边具有基本上相等的表面积，所述第三面与所述第一面相对并且与所述第一面基本上平行，所述第四面与所述第二面相对并且与所述第二面基本上平行；其中所述反射偏振器设置在所述第一斜边和所述第二斜边之间，并且其中所述第一体积不大于所述第二体积的约一半。6.一种偏振分束系统，所述偏振分束系统适于接收来自光源的光并且以由所述光源发射的中心光线的光学路径所限定的折叠光轴为中心，所述偏振分束系统包括：输入表面，所述输入表面基本上垂直于所述光轴，光通过穿过所述输入表面进入所述偏振分束系统；反射偏振器，所述光轴具有在所述输入表面和所述反射偏振器之间的长度d1；第一反射部件，所述第一反射部件基本上垂直于所述光轴，所述光轴具有在所述第一反射部件和所述反射偏振器之间的长度d2；第二反射部件，所述第二反射部件基本上垂直于所述光轴，所述光轴具有在所述第二反射部件和所述反射偏振器之间的长度d3；以及输出面，所述输出面基本上垂直于所述光轴，光通过穿过所述输出表面离开所述偏振分束系统，所述光轴具有在所述输出表面和所述反射偏振器之间的长度d4，d1和d4中的一者或两者小于d2和d3中的较小者。7.根据权利要求6所述的偏振分束系统，其中所述第二反射部件适于调制入射在所述第二反射部件上的光。8.一种偏振分束系统，所述偏振分束系统适于接收来自光源的光并且以由所述光源发射的中心光线的光学路径所限定的折叠光轴为中心，所述偏振分束系统包括：输入表面，所述输入表面基本上垂直于所述光轴，光通过穿过所述输入表面进入所述偏振分束系统；反射偏振器，所述反射偏振器具有最大侧向尺寸d5，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·J·乌德柯克，允智省，艾琳·A·麦克道尔，蒂莫西·L·王，坎得西·M·波翰农，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US