具有低光泄漏的偏振分束器制造技术

本发明专利技术涉及具有低光泄漏的偏振分束器。在一些实施例中，提供了一种偏振分束器。该分束器可包括具有第一相对面和第二相对面的光学透射间隔物，其中在第一相对面上具有第一偏振器，在第二相对面上具有第二偏振器。光学透射间隔物可以分离立方体型分束器的第一三角形棱镜和第二三角形棱镜，其中第一偏振器位于第一三角形棱镜和间隔物的第一相对面之间，第二偏振器位于第二三角形棱镜和间隔物的第二相对面之间。对面之间。对面之间。

【技术实现步骤摘要】
具有低光泄漏的偏振分束器
[0001]本申请是申请日为2017年2月24日、PCT国际申请号为PCT/US2017/019510、中国国家阶段申请号为201780012895.2、专利技术名称为“具有低光泄漏的偏振分束器”的申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求下述中的每一者依据35 U.S.C.
§
119(e)的优先权：2016年2月24日提交的名称为“POLARIZING BEAM SPLITTER WITH LOW LIGHT LEAKAGE”的美国临时申请No.62/299,547；2016年2月25日提交的名称为“POLARIZING BEAM SPLITTER WITH LOW LIGHT LEAKAGE”的美国临时申请No.62/299,601；2016年3月11日提交的名称为“POLARIZING BEAM SPLITTER WITH LOW LIGHT LEAKAGE”的美国临时申请No.62/307,263。这些优先权文件的公开内容通过引用整体并入本文。
[0004]本申请通过引用整体并入以下专利申请中的每一个：2014年11月27日提交的美国申请No.14/555,585；2015年4月18日提交的美国申请No.14/690,401；2014年3月14日提交的美国申请No.14/212,961；以及2014年7月14日提交的美国申请No.14/331,218。


[0005]本公开涉及光学装置，更具体地，涉及用于显示装置的偏振分束器。

技术介绍

[0006]偏振分束器可用于显示系统中以将偏振光引导至光调制器，然后将该光引导至观看者。一直需要减小显示系统的尺寸，因此，还需要减小显示系统的组成部分的尺寸，包括利用偏振分束器的组成部分。

技术实现思路

[0007]在一些实施例中，提供了一种偏振分束器。分束器包括具有第一相对面和第二相对面的光学透射间隔物、位于第一相对面上的第一偏振器和位于第二相对面上的第二偏振器。在一些实施例中，光学透射间隔物是板。在一些其他实施例中，光学透射间隔物可以分离第一三角形棱镜和第二三角形棱镜，其中第一偏振器位于第一三角形棱镜与间隔物的第一相对面之间，以及第二偏振器位于第二三角形棱镜与间隔物的第二相对面之间。
[0008]在其他实施例中，提供了一种显示系统。该显示系统包括偏振分束器。分束器包括具有第一相对面和第二相对面的光学透射间隔物、位于第一相对面上的第一偏振器和位于第二相对面上的第二偏振器。显示系统还包括光源；空间光调制器；以及反射器。偏振分束器被配置为将来自光源的光朝向反射器反射、将来自反射器的光传输至空间光调制器以及反射来自空间光调制器的光，使得光远离偏振分束器和光源传播。
附图说明
[0009]图1示出了通过AR装置的增强现实(AR)的用户视图。
[0010]图2示出了可穿戴显示系统的示例。
[0011]图3示出了用于为用户模拟三维图像的常规显示系统。
[0012]图4示出了使用多个深度平面模拟三维图像的方法的方面。
[0013]图5A
‑
5C示出了曲率半径与焦点半径之间的关系。
[0014]图6示出了用于将图像信息输出给用户的波导堆叠的示例。
[0015]图7示出了由波导输出的出射光束的示例。
[0016]图8示出了堆叠波导组件的示例，其中每个深度平面包括使用多种不同分量颜色形成的图像。
[0017]图9A示出了堆叠波导组的示例的横截面侧视图，每个堆叠波导包括耦入(incoupling)光学元件。
[0018]图9B示出了图9A的多个堆叠波导的示例的透视图。
[0019]图9C示出了图9A和9B的多个堆叠波导的示例的俯视平面图。
[0020]图10A和10B示出了包括偏振分束器、光源和光调制器的偏振分束器(PBS)显示组件的示意平面图。
[0021]图11示出了包括偏振分束器、光源、光调制器和反射器的双折叠(twin
‑
fold)PBS显示组件的示意平面图。
[0022]图12示出了具有光泄漏的双折叠PBS显示组件的示意平面图。
[0023]图13A
‑
13B示出了具有不会到达观看者的具有光泄漏的PBS显示组件的示意平面图。
[0024]图14A
‑
14B示出了具有到达观看者的具有光泄漏的PBS显示组件的示意横截面图。
[0025]图14C示出了光强度映射(map)，该映射示出了光泄漏对图像的影响。
[0026]图15示出了具有两个间隔开的偏振器的PBS显示组件。
[0027]图16示出了具有两个间隔开的偏振器的PBS显示组件，该偏振器具有插入的(intervening)防反射偏振器。
[0028]图17示出了在光学透射间隔物的相对表面上具有两个间隔开的偏振器的板型分束器。
[0029]图18示出了在光学透射间隔物的相对表面上具有两个间隔开的偏振器的弯曲板型分束器。
[0030]图19示出了包含插入的防反射偏振器的板型分束器。
[0031]提供附图是为了说明示例实施例，而不是为了限制本公开的范围，并且不一定按比例绘制。相同的附图标记始终表示相同的特征。
具体实施方式
[0032]在一些显示装置中，偏振分束器可以用于将来自光源的光引导至光调制器，然后光调制器可以通过偏振分束器将光调制并反射回观看者。应当理解，光调制器对光的调制可以说是用图像信息对光进行编码，然后将光传播给观看者。图10A和10B示出了偏振分束器(PBS)显示组件500a和500b的示意平面图，上述显示组件已经被开发以经由波导组件1200向观看者提供图像信息。显示组件500a和500b包括偏振分束器(PBS)510、光源(例如，发光二极管或LED)和光调制器。如所示出的，可以在PBS510和光源之间提供预偏振器。预偏
振器可以被配置为选择性地透射s偏振光到PBS 510，PBS 510然后将s偏振光反射到光调制器，例如，空间光调制器，其既调制光以形成图像并且通过PBS 510将调制光反射到波导组件1200的耦入光学元件，该波导组件1200将光传递给观看者的眼睛210。应当理解，光调制器将接收的s偏振光转换为p偏振光，并且PBS 510选择性地反射s偏振光(R
s
)并透射p偏振光(T
p
)。可以在PBS 510与波导组件1200之间提供清除(clean
‑
up)偏振器以去除无意透射的光。
[0033]图10B示出了可选的布置，其中预偏振器透射p偏振光到PBS 510。p偏振光行进通过PBS 510，被光调制器反射并调制回PBS 510作为s偏振光。然后，PBS 510将s偏振光反射朝向波导组件1200。
[0034]作为本文中参考图中所示的光线的惯例，字母s和p表示具有唯一偏振的光(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：具有第一相对面和第二相对面的光学透射间隔物，其中所述光学透射间隔物是弯曲板；位于所述第一相对面上的第一偏振器；以及位于所述第二相对面上的第二偏振器。2.根据权利要求1所述的偏振分束器，其中所述第一偏振器和所述第二偏振器被配置为传输具有相同偏振的光。3.根据权利要求1所述的偏振分束器，其中所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：奇跃公司，
类型：发明
国别省市：