紧凑型投影系统和相关部件技术方案

本发明专利技术公开了非常适合微型化的投影系统及其部件。这些系统和部件可利用以下特征中的一个或多个：折叠的光路，如在反射腔或分束器中；照明束，该照明束在投射在空间光调制器上的位置处会聚；分束器，该分束器使用显著不同大小的相对棱镜；分束器，该分束器的倾斜设置的部分反射体限定第一矩形参考空间，并且其中光源的至少一部分或投影仪透镜的至少一部分设置在此类第一矩形参考空间内；系统，在该系统中，第一矩形参考空间与第二矩形参考空间的面积比在指定范围内，其中第二矩形参考空间恰好足够大以包围投影仪的光学部件；系统，在系统中，投影仪透镜小于空间光调制器。投影仪透镜小于空间光调制器。投影仪透镜小于空间光调制器。

【技术实现步骤摘要】
紧凑型投影系统和相关部件
[0001]本申请是申请日为2015年12月18日和专利技术名称为“紧凑型投影系统和相关部件”的201580070448.3号中国专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术整体涉及光学投影系统，具体地涉及小尺寸的此类系统，例如，尺寸足够小使得投影系统的所有光学部件均可装配在人的手掌内，或使得投影系统可结合到可由使用者佩戴的装置或设备中，诸如头盔、眼镜或其它头带物。本专利技术还涉及与此类投影系统相关的部件，诸如紧凑型偏振照明器、紧凑型偏振分束器以及相关制品、系统和方法。

技术介绍

[0003]投影系统和部件诸如照明器和分束器，包括偏振照明器和偏振分束器，都是已知的。然而，许多此类系统和部件未被设计成在适用于紧凑型应用的小物理尺寸中提供高效率或高亮度，紧凑型应用诸如可佩戴或口袋大小的电光装置。

技术实现思路

[0004]我们已研发出非常适合用于紧凑型应用的新型投影系统及相关部件，诸如偏振照明器和偏振分束器。在一些情况下，通过使用如设置在反射腔或分束器中的折叠光路来实现或促进微型化。在一些情况下，通过使用在投射在空间光调制器上的位置处会聚的照明束来促进微型化。在一些情况下，通过使用包括显著不同大小的相对棱镜的分束器来促进微型化。在一些情况下，通过其倾斜设置的部分反射体限定第一矩形参考空间并且其中光源的至少一部分或投影仪透镜的至少一部分设置在此类第一矩形参考空间内的分束器来促进微型化。在一些情况下，通过其中第一矩形参考空间与第二矩形参考空间的面积比在30％至70％的范围内并且其中第二矩形参考空间恰好足够大以包围投影仪的光学部件的系统来举例说明微型化。在一些情况下，通过使用与空间光调制器相比较小的投影仪透镜来促进微型化，例如，投影仪透镜和/或其单个透镜中的一个或多个的侧向尺寸可能不超过空间光调制器的对应侧向尺寸的30％或50％或70％。
[0005]我们公开了例如包括分束器、光源、空间光调制器和投影仪透镜的紧凑型投影仪。分束器包括反射偏振片，该反射偏振片被倾斜地设置以限定第一矩形参考空间的对角线。光源被设置成靠近反射偏振片，并且被构造成朝向反射偏振片发射输入光束。空间光调制器被设置成接收来源于输入光束的输出照明束，空间光调制器适于选择性地反射输出照明束以提供图案化光束，投影仪透镜适于接收图案化光束。分束器、光源、空间光调制器和投影仪透镜被第二矩形参考空间包围。第一矩形参考空间具有面积A1，并且第二矩形参考空间具有面积A2，并且30％<A1/A2<70％。
[0006]我们公开了包括反射偏振片、光源、空间光调制器和投影仪透镜的投影仪。反射偏振片被倾斜地设置以限定第一矩形参考空间的对角线。光源被设置成靠近反射偏振片，并且被构造成朝向反射偏振片发射输入光束。空间光调制器被设置成接收来源于输入光束的
输出照明束，并且适于选择性地反射输出照明束以提供图案化光束。投影仪透镜适于接收图案化光束。光源的至少一部分或投影仪透镜的至少一部分设置在第一矩形参考空间内。
[0007]我们公开了分束器，该分束器包括具有第一棱镜的第一棱镜主体、具有第二棱镜的第二棱镜主体、以及夹置在第一棱镜主体与第二棱镜主体之间的反射偏振片。第一棱镜显著小于第二棱镜。
[0008]我们公开了照明器，该照明器包括反射体以及被设置成与反射体一起形成反射腔的反射偏振片。照明器还包括设置在反射腔内的延迟膜，以及被设置成穿过反射体中的孔将偏振输入光束发射到反射腔中的光源。反射体、反射偏振片和延迟膜被构造成从输入光束产生输出照明束，并且输出照明束被偏振。
[0009]我们公开了照明器，该照明器包括反射体、相对于反射体倾斜地设置的反射偏振片、以及设置在反射体与反射偏振片之间的延迟膜、以及被设置成穿过反射偏振片朝向反射体发射第一偏振态的输入光束的光源。反射体、反射偏振片和延迟膜被构造成从输入光束产生输出照明束，并且输出照明束具有正交于第一偏振态的第二偏振态。
[0010]我们还公开了包括前述照明器的投影仪。
[0011]本文还讨论了相关的方法、系统和制品。
[0012]本申请的这些方面和其它方面通过下文的具体实施方式将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上述
技术实现思路
理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅由如在审查期间可以进行修改的所附权利要求书限定。
[0013]具体地，本申请涉及以下各项：
[0014]1.一种紧凑型投影仪，包括：
[0015]分束器，所述分束器包括反射偏振片，所述反射偏振片倾斜地设置以限定第一矩形参考空间的对角线；
[0016]光源，所述光源靠近所述反射偏振片设置，所述光源被构造成朝向所述反射偏振片发射输入光束；
[0017]空间光调制器，所述空间光调制器被设置成接收来源于所述输入光束的输出照明束，所述空间光调制器适于选择性地反射所述输出照明束以提供图案化光束；和
[0018]投影仪透镜，所述投影仪透镜适于接收所述图案化光束；
[0019]其中所述分束器、所述光源、所述空间光调制器和所述投影仪透镜被第二矩形参考空间包围；并且
[0020]其中所述第一矩形参考空间具有面积A1，并且第二矩形参考空间具有面积A2，并且其中30％<A1/A2<70％。
[0021]2.根据第1项所述的投影仪，其中所述投影仪透镜具有最大侧向尺寸LD1，并且所述空间光调制器具有最大侧向尺寸LD2，并且其中LD1小于LD2。
[0022]3.根据第1项所述的投影仪，其中所述投影仪还包括检测器，以接收源自所述投影仪外部的主体、穿过所述投影仪透镜的光。
[0023]4.一种偏振分束器，包括：
[0024]第一棱镜主体，所述第一棱镜主体包括第一棱镜；
[0025]第二棱镜主体，所述第二棱镜主体包括第二棱镜；和
[0026]反射偏振片，所述反射偏振片夹置在所述第一棱镜主体与所述第二棱镜主体之
间；
[0027]其中所述第一棱镜显著小于所述第二棱镜。
[0028]5.根据第4项所述的分束器，其中所述第一棱镜和所述第二棱镜具有相应的第一斜边长度和第二斜边长度HL1和HL2，并且其中40％<HL1/HL2<70％。
[0029]6.根据第4项所述的分束器，其中所述第一棱镜主体包括除所述第一棱镜之外的至少一个棱镜。
[0030]7.一种紧凑型偏振照明器，包括：
[0031]反射体；
[0032]反射偏振片，所述反射偏振片被设置成与所述反射体一起形成反射腔；
[0033]延迟膜，所述延迟膜设置在所述反射腔内；和
[0034]光源，所述光源被设置成穿过所述反射体中的孔将偏振输入光束发射到所述反射腔中；
[0035]其中所述反射体、所述反射偏振片和所述延迟膜被构造成从所述输入光束产生输出照明束，并且其中所述输出照明束被偏振。
[0036]8.根据第7项所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏振分束器，包括：第一棱镜主体，所述第一棱镜主体包括第一棱镜，所述第一棱镜包括第一小平面和第二小平面；第二棱镜主体，所述第二棱镜主体包括第二棱镜；反射偏振片，所述反射偏振片夹置在所述第一棱镜主体与所述第二棱镜主体之间，其中所述反射偏振片限定第一矩形参考空间的对角线；和光源，所述光源靠近所述反射偏振片且与所述第一小平面邻近设置，使得所述光源的至少一部分设置在所述第一矩形参考空间内...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：