偏振分束系统技术方案

本说明书描述了一种偏振分束系统。所述偏振分束系统可包括第一棱镜和第二棱镜，其中所述第一棱镜的体积不大于所述第二棱镜的体积的一半。所述第一棱镜包括第一表面和第二表面，并且光源可与所述第一表面相邻地设置，并且成像装置可与所述第二表面相邻地设置。所述第一棱镜具有第一斜边，并且所述第二棱镜具有第二斜边。反射偏振器设置在所述第一斜边和所述第二斜边之间。

Polarization beam splitting system

This specification describes a polarization beam splitting system. The polarizing beam splitter system can include a first prism and a second prism, in which the volume of the first prism is not more than half of the volume of the second prism. The first prism comprises a first surface and a second surface, and the light source can be arranged adjacent to the first surface, and the imaging device can be arranged adjacent to the second surface. The first prism has a first oblique edge, and the second prism has a second oblique edge. The reflection polarizer is set between the first oblique edge and the second inclined edge.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】偏振分束系统
技术介绍
投影系统可包括光源和通过旋转由光源提供的光的偏振来工作以产生图像的偏振旋转成像装置。可包括偏振分束器以将具有垂直偏振状态的光分开。
技术实现思路
在本说明书的一些方面，提供包括反射偏振器、第一棱镜、第二棱镜、光源和成像装置的偏振分束系统。第一棱镜具有第一体积，并且包括：第一面；与第一面相邻的第二面，第一面和第二面之间的角基本上等于90°；以及与该角相对的第一斜边。光源与第一面相邻地设置，并且成像装置与第二面相邻地设置。第二棱镜为具有第二体积并且具有第三面、第四面和第二斜边的直角三棱柱。第二斜边与第一斜边相邻地设置。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基本上平行于第一面，并且第四面与第二面相对并且基本上平行于第二面。反射偏振器设置在第一斜边和第二斜边之间，并且第一体积不大于第二体积的一半。在本说明书的一些方面，提供一种偏振分束系统，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限定的折叠光轴为中心。该偏振分束系统包括：基本上垂直于光轴的输入表面，光通过穿过输入表面进入偏振分束系统；具有最大侧向尺寸d5的反射偏振器，光轴具有输入表面和反射偏振器之间的长度d1；基本上垂直于光轴的输出表面，输出表面具有输出表面和反射偏振器之间的长度d3’，光通过穿过输出表面离开偏振分束系统；基本上垂直于光轴的成像器面，光轴具有成像器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，提供一种偏振分束系统，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限定的折叠光轴为中心。该偏振分束系统包括：基本上垂直于光轴的输入表面，光通过穿过输入表面进入偏振分束系统；反射偏振器，光轴具有输入表面和反射偏振器之间的长度d1；基本上垂直于光轴的第一反射部件，光轴具有第一反射部件和反射偏振器之间的长度d2，第一反射部件为倾斜的二向色板；基本上垂直于光轴的第二反射部件，光轴具有第二反射部件和反射偏振器之间的长度d3；以及基本上垂直于光轴的输出面，光通过穿过输出表面离开偏振分束系统，光轴具有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，提供一种偏振分束系统，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限定的折叠光轴为中心。该偏振分束系统包括：基本上垂直于光轴的输入表面，光通过穿过输入表面进入偏振分束系统；具有最大侧向尺寸d5的反射偏振器，光轴具有输入表面和反射偏振器之间的长度d1；基本上垂直于光轴的第一反射部件，光轴具有第一反射部件和反射偏振器之间的长度d2，第一反射部件为倾斜的二向色板；基本上垂直于光轴的第二反射部件，光轴具有第二反射部件和反射偏振器之间的长度d3；以及基本上垂直于光轴的输出面，光通过穿过输出表面离开偏振分束系统，光轴具有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。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-5B是照明器的侧视图；图5C是反射偏振器的顶视图；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具体实施方式中参考了附图，附图形成本专利技术的一部分并且通过举例说明的方式示出了各种实施方案。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，以下具体实施方式不被认为具有限制意义。有时希望投影系统是紧凑的。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、偏振分束器和通过旋转由光源提供的光的偏振来工作以产生图像的偏振旋转成像装置。偏振分束器通常包括设置在两个直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通常具有面积相同的相对面。根据本说明书，提供的照明器例如可能比传统照明器更紧凑并且可能适用于投影系统。照明器可包括具有不同几何形状的第一棱镜和第二棱镜的偏振分束器。例如，第一棱镜可具有远小于第二棱镜的体积并且/或者可具有面积远小于第二棱镜的面的对应面积的面。本说明书的照明器可使透镜和/或光源能放置得离反射偏振器比传统系统更近，从而实现更紧凑的设计。在一些实施方案中，紧凑设计可通过利用从成像装置向透镜提供会聚图案化光的折叠光路照明器实现。图1为包括第一棱镜110、第二棱镜120和反射偏振器130的偏振分束器100的示意性侧视图。第一棱镜110包括第一面112、第二面114、第一斜边116和从第一面112和第二面114延伸的部分118。第一斜边包括部分118的主表面。第二棱镜120包括第三面122、第四面124和第二斜边126。第二斜边126与第一斜边116相邻地设置，并且反射偏振器130设置在第一斜边116与第二斜边126之间。偏振分束器100可为例如包括偏振分束器100并且可包括一个或多个额外光学部件(诸如一个或多个反射部件)的偏振分束系统的一部分。偏振分束器100可为例如包括偏振分束器100并且可包括一个或多个额外光学部件(诸如光源和/或成像装置)的照明器的一部分。当用于照明器时，第一面112可为设置用于接收来自光源的光的输入面，第二面114可为输出面，并且第四面124可为与成像装置相邻地设置的成像器面。在其它实施方案中，当用于照明器时，第三面122可为设置用于接收来自光源的光的输入面，第二面114可为输出面，并且第四面124可为与成像装置相邻地设置的成像器面。第二面114与第一面112相邻，其中α第一面112和第二面114之间具有角。该角α可在例如80°和100°之间，或者可等于或基本上等于90°。第四面124与第三面122相邻，其中β第三面122和第四面124之间具有一个角。该角β可在例如80°和100°之间，或者可等于或基本上等于90°。在一些实施方案中，第三面122与第一面112相对并且基本上平行于第一面112。在一些实施方案中，第四面124与第二面114相对并且基本上平行于第二面114。在一些实施方案中，第二棱镜120大致为直角三棱柱。在一些实施方案中，第一斜边116和第二斜边126具有基本上相等的表面积。如果方向之间的角在90°的10°以内(即在80°和100°之间)，则可将方向描述为基本上垂直。可将这种角描述为基本上等于90°。类似地，如果方向之间的角不超过10°，则可将方向描述为基本上平行。在一些实施方案中，被描述成基本上平行的方向在方向之间的角不超过5°。在一些实施方案中，被描述成基本上垂直的方向在方向之间的角在85°和95°之间。如果垂直于两个面的方向基本上平行或基本上垂直，则可将两个面分别描述为基本上平行或基本上垂直。可将面积在彼此15％以内的表面描述为具有基本上相同的面积。在一些实施方案中，被描述为具有基本上相同面积的表面具有差异不超过10％或不超过5％的面积。反射偏振器和第四面124之间的角γ可在例如约30°或约40°至约50°或至约60°的范围内。如在本文其它地方所述，包括偏振分束器100的照明器可具有折叠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏振分束系统，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；与所述第一面相邻的第二面，所述第一面和所述第二面之间的角基本上等于90度；以及与所述角相对的第一斜边；与所述第一面相邻地设置的光源；与所述第二面相邻地设置的成像装置；具有第二体积的第二棱镜，所述第二棱镜为具有第三面和第四面并且具有第二斜边的直角三棱柱，所述第二斜边与所述第一斜边相邻地设置，所述第一斜边和所述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 62/186,9441.一种偏振分束系统，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；与所述第一面相邻的第二面，所述第一面和所述第二面之间的角基本上等于90度；以及与所述角相对的第一斜边；与所述第一面相邻地设置的光源；与所述第二面相邻地设置的成像装置；具有第二体积的第二棱镜，所述第二棱镜为具有第三面和第四面并且具有第二斜边的直角三棱柱，所述第二斜边与所述第一斜边相邻地设置，所述第一斜边和所述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一半。2.根据权利要求1所述的偏振分束系统，其中所述第一面具有最大面积，所述最大面积小于所述第三面的最大面积的一半并且小于所述第四面的最大面积的一半。3.根据权利要求1所述的偏振分束系统，其中所述第二面具有最大面积，所述最大面积小于所述第三面的最大面积的一半并且小于所述第四面的最大面积的一半。4.根据权利要求1所述的偏振分束系统，还包括从所述第一侧和第二侧延伸的部分，其中所述第一斜边包括所述部分的主表面。5.根据权利要求1所述的偏振分束系统，所述偏振分束系统以所述光源发出的中心光线的光路限定的光轴为中心，所述光轴具有所述第一面和所述反射偏振器之间的长度d1，所述光轴具有所述第四面和所述反射偏振器之间的长度d3’，d1小于d3’。6.根据权利要求5所述的偏振分束系统，其中所述反射偏振器具有最大侧向尺寸d5，并且d1小于d5/4。7.一种偏振分束系统，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，所述光轴具有所述输入表面和所述反射偏振器之间的长度d1；输出表面，所述输出表面基本上垂直于所述光轴，所述输出表面具有所述输出表面和所述反射偏振器之间的长度d3’，光通过穿过所述输出表面离开所述偏振分束系统；以及成像器面，所述成像器面基本上垂直于所述光轴，所述光轴具有所述成像器面和所述反射偏振器之间的长度d4，其中d1和d4中的一者或两者小于d5/4。8.根据权利要求7所述的偏振分...

【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