一种多基色图像合成器，其特征在于，包括合成棱镜以及至少一个第一入射棱镜和至少一个第二入射棱镜中的至少一种， 第一方向的入射光入射到所述第一入射棱镜的入射面并从其出射面射出，随后入射到所述合成棱镜的第一入射面；第二方向的入射光入射到所述第二入射棱镜的入射面并从其出射面射出，随后入射到所述合成棱镜的第二入射面；以及所述从所述合成棱镜的第一入射面和第二入射面入射的两束光在所述合成棱镜内合成，随后从所述合成棱镜的出射面射出，其中， 所述第一入射棱镜的出射面与所述合成棱镜的第一入射面平行； 所述第二入射棱镜的出射面与所述合成棱镜的第二入射面平行； 所述第一入射棱镜的入射面与所述合成棱镜的出射面平行；并且 所述第二入射棱镜的入射面与其出射面的夹角的大小等于所述合成棱镜的第一入射面与其出射面的夹角与所述合成棱镜的第一入射面与其第二入射面的夹角之差。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光学器件，尤其涉及一种多基色图像合成器。
技术介绍
众所周知，在以红、绿、蓝三色作为基色的显示器中，图像合成器是其中必不可少的装置。本领域中已存在多种光束合成装置。但这些装置各有长短。例如，图1公开了目前的投影仪中普遍采用的X棱镜。不同波长(λ1、λ2、λ3)的单色光分别从三个方向射入该棱镜，并从该棱镜的第四个方向叠加输出。但在要输入更多基色的情况下，这种棱镜显然不能满足要求。此外，中国专利技术专利No.93109784.3中公开了一种激光束合成装置。该装置利用了双折射晶体的能将不同偏振态的光束进行合成的特征。但根据这种装置的原理，对输入的光束的偏振态有特殊的要求。由此，现有技术的合成器件虽然种类很多，但都有一定的局限性。 现在正开发基于多基色(三种以上的基色)的显示系统。基色数量的增加意味着图像颜色的还原性更好，显示效果更佳。图2A和2B分别示出了三基色和九基色条件下的显示色域。通过图2A和2B的比较可以看到，九基色的色域更接近需还原的真实色域。然而，由于以往的显示系统主要以三基色(RGB)为基础，因此未能提供适于这种多基色显示系统的图像合成器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于合成多基色图像的合成器。 本专利技术提供了一种多基色图像合成器。它包括合成棱镜以及至少一个第一入射棱镜和至少一个第二入射棱镜中的至少一种。第一方向的入射光入射到第一入射棱镜的入射面并从其出射面射出，随后入射到合成棱镜的第一入射面；第二方向的入射光入射到第二入射棱镜的入射面并从其出射面射出，随后入射到合成棱镜的第二入射面；以及从合成棱镜的第一入射面和第二入射面入射的两束光在合成棱镜内合成，随后从合成棱镜的出射面射出，其中第一入射棱镜的出射面与合成棱镜的第一入射面平行；第二入射棱镜的出射面与合成棱镜的第二入射面平行；第一入射棱镜的入射面与合成棱镜的出射面平行；并且第二入射棱镜的入射面与其出射面的夹角的大小等于合成棱镜的第一入射面与其出射面的夹角与合成棱镜的第一入射面与其第二入射面的夹角之差。 此外，第一入射棱镜、第二入射棱镜和合成棱镜由各向同性的材料制成。 此外，第一入射棱镜、第二入射棱镜和合成棱镜由负晶体制成。 此外，第一入射棱镜、第二入射棱镜和合成棱镜由正晶体制成。 此外，合成棱镜的出射面与第一入射面的夹角、合成棱镜的第一入射面与第二入射面的夹角、以及第二入射棱镜的入射面与出射面的夹角的取值范围根据入射光的波长加以确定。 此外，合成棱镜的出射面与第一入射面的夹角小于90°。 此外，第一入射棱镜、第二入射棱镜和合成棱镜由各向同性的材料制成的多基色图像合成器还满足以下条件 其中，n0为空气的折射率，N为基色数量，各基色的光波长在所述各向同性介质的棱镜中的折射率以从小到大的顺序依次排列为n1、n2……nk、nk+1……nN，折射率为n1～nk的光从所述第一入射棱镜射入，折射率为nk+1～nN的光从所述第二入射棱镜射入，θ为所述合成棱镜的第一入射面与出射面的夹角，β为所述合成棱镜的第一入射面与第二入射面的夹角， 为所述第二入射棱镜的入射面与出射面的夹角。 此外，第一入射棱镜、第二入射棱镜和合成棱镜由负晶体制成的多基色图像合成器还满足以下条件 其中，n0为空气的折射率，N为基色数量，各基色光在所述负晶体棱镜中的各自对应的o光和e光的折射率以从小到大的顺序依次排列并筛选为n1、n2……nk、nk+1……nN，其中m≤2N，折射率为n1～nk的光从所述第一入射棱镜射入，折射率为nk+1～nm的光从所述第二入射棱镜射入，θ为所述合成棱镜的第一入射面与出射面的夹角，β为所述合成棱镜的第一入射面与第二入射面的夹角， 为所述第二入射棱镜的入射面与出射面的夹角。 此外，第一入射棱镜、第二入射棱镜和合成棱镜由正晶体制成的多基色图像合成器满足以下条件 其中，n0为空气的折射率，N为基色数量，各基色光在所述正晶体棱镜中的各自对应的o光和e光的折射率以从小到大的顺序依次排列并筛选为n1、n2……nk、nk+1……nN，其中m≤2N，折射率为n1～nk的光从所述第一入射棱镜射入，折射率为nk+1～nm的光从所述第二入射棱镜射入，θ为所述合成棱镜的第一入射面与出射面的夹角，β为所述合成棱镜的第一入射面与第二入射面的夹角， 为所述第二入射棱镜的入射面与出射面的夹角。 此外，本专利技术的多基色图像合成器还包括设置于各入射棱镜之前的光程补偿器。 通过本专利技术的合成器可以获得颜色更加逼真的图像。 应当理解，本专利技术以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本专利技术提供进一步的解释。 附图说明 包括附图是为提供对本专利技术进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本专利技术的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。附图中 图1是现有技术的X棱镜的结构示意图。 图2A是三基色显示的显示色域的示意图。 图2B是九基色显示的显示色域的示意图。 图3是根据本专利技术一个实施例的多基色图像合成器的示意图。 图4是根据本专利技术另一实施例的多基色图像合成器的示意图。 图5是根据本专利技术又一实施例的多基色图像合成器的示意图。 具体实施例方式 现在将详细参考附图描述本专利技术的实施例。 图3示出了根据本专利技术一个实施例的多基色图像合成器的结构示意图。图中，相同字母所表示的边具有相同的几何性质。 如图3所示，该多基色图像合成器包括第一入射棱镜A2(图3中为2个)、第二入射棱镜A1(图3中为2个)、合成棱镜A以及光程补偿器D。本实施例中，棱镜A、A1和A2的材料相同，均为各向同性的介质。光程补偿器必须不改变光路，并用于调整各基色的光在到达出射面ac时的彼此之间的相位。根据本专利技术，第一方向上的各入射光分别通过相应的光程补偿器D射入第一入射棱镜A2的入射面hk，从其出射面gk射出同时发生折射，接着射入合成棱镜A的第一入射面cb，在与其它基色的入射图像合成后从合成棱镜A的出射面ca射出。同样，根据附图，第二方向上的各入射光依次经过光程补偿器D、第二入射棱镜A1的入射面ef、第二入射棱镜A1的出射面de、合成棱镜A的第二入射面ab，在与其它基色的入射图像合成后从合成棱镜A的出射面ca射出。在附图所示的实施例中，第一和第二入射棱镜的数量为两个，但可以理解，在入射波长的数量变化的情况下，可分别采用更少(例如，一个)或更多(例如，三个)的第一和第二入射棱镜，且第一入射棱镜和第二入射棱镜的数量也可以不同。此外可思及，只采用第一入射棱镜和第二入射棱镜中的一种且沿一个方向同样能达到预期的技术效果。无论各入射棱镜的数量为多少，其工作原理相同。 为实现本专利技术的目的，图中的各棱镜需满足以下条件 棱边ab//de、bc//gk、ac//hk 第二入射棱镜A1的角度 (为了满足第二入射棱镜A1的入射面ef垂直入射光的方向)；第一入射棱镜A2的角度∠gkh＝θ。 以下根据计算推导出本专利技术的最佳方案 假设显示所需的基色数量为N，这些光波长分别为λi(i＝1，2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：程思洋，
申请(专利权)人：程思洋，
类型：发明
国别省市：
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