总体上，本发明专利技术描述了一种向紧凑投影系统中的光束提供增加的路径长度的紧凑光学积分器。所述增加的路径长度可提高穿过所述紧凑投影系统的光的均匀性，同时最小程度地增加所述系统的大小。所述光可通过混合从输入区的不同区域进入所述积分器的光来均化。所述紧凑光学积分器可位于光源和空间光调制器（诸如液晶显示器(LCD)或数字微反射镜(DMM)阵列）之间的光路中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】紧凑光学积分器
技术介绍
用于将图像投影到屏幕上的投影系统可使用多色光源，例如发光二极管(LED)，其具有不同颜色以生成照明光。在LED和图像显示单元之间设置若干光学元件，用于将来自LED的光组合并转移到图像显示单元。图像显示单元可以使用多种方法来将图像施加到光上。例如，如透射型或反射型液晶显示器一样，图像显示单元可以利用偏振。用于将图像投影在屏幕上的其它投影系统可以使用被构造用于从数字微反射镜(DMM)阵列中进行影像反射的白光，该数字微反射镜阵列例如为用于德州仪器(TexasInstruments)的数字光处理器(DLP’显示器中的阵列。在DLPrM示器中，数字微反射镜阵列中的各个反射镜表示所投影图像的各个像素。当对应的反射镜倾斜以使得入射光导入投影的光路时，显示像素被照明。安置在光路内部的旋转色轮被定时为对来自数字微反射镜阵列的光进行反射，从而使得反射的白光经过滤来投射与像素对应的颜色。然后，数字微反射镜阵列切换到下一个需要的像素颜色，并且这个过程以非常快的速度连续进行，从而 使得整个投影的显示内容看起来被持续照亮。数字微反射镜投影系统需要较少的像素化阵列部件，这可形成较小尺寸的投影仪。图像亮度是投影系统的重要参数。彩色光源的亮度以及收集、组合、均化光及将光递送到图像显示单元的效率均会影响亮度。由于现代投影仪系统的尺寸减小，因此在将彩色光源产生的热保持在低水平(可以在小型投影仪系统中消散)的同时需要保持足够的输出亮度水平。需要以更高效率组合多个彩色光的光组合系统，以提供具有足够亮度水平的输出光，而不会使光源的功耗过大。此类电子投影仪通常包括用于光学均化光束以提高投影于屏幕上的光的亮度和色均匀度的器件。两种常用的器件为积分隧道和蝇眼匀化器。蝇眼匀化器可非常紧凑，并且为此成为常用器件。积分隧道可在均化上效率更高，但中空通道总体上需要通常为高度或宽度(取较大者)的5倍的长度。实心通道通常由于折射效应(effects of refraction)而比中空隧道长。微型投影仪(Pico and pocket projectors)对光积分器或勻化器的可用空间有限。然而，来自这些投影仪(诸如合色器和偏振转换器)中使用的光学器件的有效和均匀光输出可能需要紧凑和有效的积分器
技术实现思路
总体上，本专利技术涉及可用于提高输入光束的均勻性的光学积分器。在一方面，本专利技术提供了一种包括偏振光束分光器(PBS)的光学积分器,该PBS具有输入表面、输出表面以及第一和第二侧面，输入表面被设置用于接收垂直于输入表面的输入光束。所述光学积分器还包括反射型偏振器，其与第一偏振方向对准且设置在所述PBS内，从而以大约45度的角度与输入光束相交。所述光学积分器还包括面向第一侧面设置的第一偏振旋转反射器，其中所述反射型偏振器和所述偏振旋转反射器配合，以使得该光学积分器内输入光束从输入表面到输出表面的路径长度为垂直于输入表面测量的PBS的长度的至少约两倍。在一方面，本专利技术提供了一种包括偏振光束分光器(PBS)的光学积分器,该PBS具有第一表面、第一侧面、第二侧面和第三侧面，第一表面被设置用于接收垂直于第一表面的输入光束。所述光学积分器还包括反射型偏振器，其与第一偏振方向对准且设置在所述PBS内，从而以大约45度的角度与输入光束相交。所述光学积分器还包括分别面向第二、第三和第四侧面设置的第一、第二和第三偏振旋转反射器，其中所述反射型偏振器和所述偏振旋转反射器配合，以使得从第一表面通过该光学积分器且返回第一表面的输入光束的路径长度为垂直于第一表面测量的PBS的长度的至少约四倍。在一方面，本专利技术提供了一种包括第一偏振光束分光器(PBS)的光学积分器,第一偏振光束分光器具有第一输入表面、与第一输入表面相邻的第一输出表面、与第一输入表面相对的第二输出表面、以及第一侧面，第一输入表面被设置用于接收垂直于该输入表面的输入光束。第一 PBS还包括第一反射型偏振器，其与第一偏振方向对准且设置在第一PBS内，从而以大约45度的角度与输入光束相交；以及 面向第一侧面设置的第一偏振旋转反射器。所述光学积分器还包括具有第二输入表面的第二 PBS,第二输入表面面向第一输出表面设置，且能够从第一 PBS接收第一输出光束。第二 PBS还包括三个侧面；第二反射型偏振器，其与第一偏振方向对准且设置在第二 PBS内，从而以大约45度的角度与第一输出光束相交；以及面向所述三个侧面中的各一者设置的第二、第三和第四偏振旋转反射器，其中所述反射型偏振器和所述偏振旋转反射器配合，以使得该光学积分器内输入光束从第一输入表面到第二输出表面的路径长度为垂直于该输入表面测量的第一 PBS的长度的至少约七倍。在另一方面，本专利技术提供了一种包括第一和第二偏振光束分光器(PBS)的光学积分器，每个PBS具有输入表面、与输入表面相邻的输出表面、以及两个侧面，输入表面被设置用于接收垂直于输入表面的输入光束。每个PBS还包括反射型偏振器,其与第一偏振方向对准且设置在所述PBS内，从而以大约45度的角度与输入光束相交。所述光学积分器还包括面向所述两个侧面中的各一者设置的第一和第二偏振旋转反射器，其中第一 PBS的输出表面面向第二 PBS的输入表面，并且其中所述反射型偏振器和所述偏振旋转反射器配合，以使得该光学积分器内输入光束从第一 PBS的输入表面到第二 PBS的输出表面的路径长度为垂直于该输入表面测量的第一 PBS的长度的至少约六倍。在另一方面，本专利技术提供了一种包括偏振光束分光器(PBS)的光学积分器,该PBS具有输入表面、与输入表面相邻的输出表面、以及两个侧面，输入表面被设置用于接收垂直于输入表面的输入光束。所述PBS还包括反射型偏振器,其与第一偏振方向对准且设置在该PBS内，从而以大约45度的角度与输入光束相交；以及延迟器，其紧邻反射型偏振器设置且与所述输入表面相对(opposite)，该延迟器对准成与第一偏振方向呈大约45度的角度。所述光学积分器还包括面向所述两个侧面中的各一者设置的第一和第二宽带反射镜，其中所述反射型偏振器、所述延迟器和所述宽带反射镜配合，以使得该光学积分器内输入光束从输入表面到输出表面的路径长度为垂直于输入表面测量的PBS的长度的至少约三倍。在另一方面，本专利技术提供了一种包括偏振光束分光器(PBS)的光学积分器,该PBS具有第一表面、相邻第一表面的第二表面以及两个侧面，第一表面被设置用于接收垂直于第一表面的输入光束。所述PBS还包括反射型偏振器,其与第一偏振方向对准且设置在该PBS内，从而以大约45度的角度与输入光束相交；以及延迟器，其紧邻反射型偏振器设置且与所述输入表面相对，该延迟器对准成与第一偏振方向呈大约45度的角度。所述光学积分器还包括面向所述两个侧面中的各一者设置的第一和第二宽带反射镜；以及面向第二表面设置的偏振旋转反射器，其中所述反射型偏振器、所述延迟器、所述偏振旋转反射器和所述宽带反射镜配合，以使得该光学积分器内输入光束从输入表面到输出表面的路径长度为垂直于输入表面测量的PBS的长度的至少约三倍。在一方面，本专利技术提供了一种包括第一偏振光束分光器(PBS)的光学积分器,第一偏振光束分光器具有第一输入表面、与第一输入表面相邻的第一输出表面、与第一输入表面相对的第二输出表面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·J·乌德科克，贠智省，陈金良，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：
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