CN101305310A - 分色光学元件和采用此类分色光学元件的光学系统 - Google Patents

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CN101305310A CNA2006800419521A CN200680041952A CN101305310A CN 101305310 A CN101305310 A CN 101305310A CN A2006800419521 A CNA2006800419521 A CN A2006800419521A CN 200680041952 A CN200680041952 A CN 200680041952A CN 101305310 A CN101305310 A CN 101305310A
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Abstract

本发明所公开的分色光学元件包括第一棱镜，其具有第一透射弯曲外侧面、第二透射弯曲外侧面和内侧面。所述分色光学元件还包括第二棱镜，其具有第一透射弯曲外侧面、第二侧面和内侧面。所述第一棱镜内侧面与所述第二棱镜内侧面之间设置有二色性元件。所述第一棱镜的所述第一透射弯曲外侧面通常沿第一方向相对所述第二棱镜的所述第一透射弯曲外侧面设置，所述第一棱镜的所述第二透射弯曲外侧面通常沿第二方向相对所述第二棱镜的所述第二侧面设置。本发明还公开了采用此类分色光学元件的光学系统。

Description

分色光学元件和采用此类分色光学元件的光学系统
技术领域
本发明涉及分色光学元件，更具体地讲，本发明涉及能够在至少两个不同方向折射光的分色光学元件。本发明还涉及光学系统，诸如图像显示系统，包括分色光学元件。
背景技术
光学系统范围广泛，通常包括一个或多个光源和光学元件系统。典型的图像显示系统配有布置好的光源，使得来自光源的光可反射到包含所需要反投射图像的成像装置或者成像器上。一种常见类型的成像器是偏振旋转成像装置，诸如液晶硅(LCoS)装置，其操作方式是旋转入射光的偏振。更具体地讲，在反射偏振旋转成像器中，偏振光利用其在最黑暗状态下基本不变的偏振进行反射，或者利用其用于提供所需灰度的旋转偏振进行反射。
在一些图像显示系统中，源自光源或光源组件的光束可以分裂成两个或更多个在不同方向上传播的光束，这些光束可能或可能不在更远的下游重新结合。在另一些类型的光学系统中，源自不同光源或光源组件的光束最初可在不同方向上传播，并且还可能或可能不在更远的下游重新结合。此类多向光学系统通常相对复杂，并且包括大量各种光学元件。折叠式反射镜一般用于折叠光学路径，以减小大型复杂光学系统的占有面积。
发明内容
本发明涉及分色光学元件，其包括第一棱镜和第二棱镜，其中第一棱镜具有第一透射弯曲外侧面、第二透射弯曲外侧面和内侧面，第二棱镜具有第一透射弯曲外侧面、第二侧面和内侧面。第一棱镜内侧面与第二棱镜内侧面之间设置有二色性元件。第一棱镜的第一透射弯曲外侧面通常沿第一方向相对第二棱镜的第一透射弯曲外侧面设置，第一棱镜的第二透射弯曲外侧面通常沿第二方向相对第二棱镜的第二侧面设置。
本发明还涉及与包括第一和第二颜色的光源(包括分色光学元件)一起使用的光学系统。所述分色元件包括第一棱镜和第二棱镜，其中第一棱镜具有第一透射弯曲外侧面、第二透射弯曲外侧面和内侧面，第二棱镜具有第一透射弯曲外侧面、第二侧面和内侧面。第一棱镜内侧面与第二棱镜内侧面之间设置有二色性元件。第一棱镜的第一透射弯曲外侧面通常沿第一方向相对第二棱镜的第一透射弯曲外侧面设置，第一棱镜的第二透射弯曲外侧面通常沿第二方向相对第二棱镜的第二侧面设置。
在此示例性实施例中，第一棱镜的第一透射弯曲外侧面是光进入侧面，第二棱镜的第一透射弯曲外侧面是第二光出口侧面，第一棱镜的第二弯曲外侧面是第一光出口侧面。第一照明靶面被设置成用于接收来自第一光出口侧面的光，第二照明靶面被设置成用于接收来自第二光出口侧面的光。
另外，本发明还涉及光学系统，所述系统包括光源、二色性分色器、和分色光学元件，其中光源包含第一、第二和第三颜色，二色性分色器被配置成用于从第三颜色的光中分离第一和第二颜色的光。所述分色光学元件包括第一棱镜和第二棱镜，其中第一棱镜具有第一透射弯曲外侧面、第二透射弯曲外侧面和内侧面，第二棱镜具有第一透射弯曲外侧面、第二侧面和内侧面。第一棱镜内侧面与第二棱镜内侧面之间设置有二色性元件。第一棱镜的第一透射弯曲外侧面通常沿第一方向相对第二棱镜的第一透射弯曲外侧面设置，第一棱镜的第二透射弯曲外侧面通常沿第二方向相对第二棱镜的第二侧面设置。
在此示例性实施例中，分色光学元件的构造和设置达到以下目的：第一透射弯曲外侧面接收包含第一和第二颜色的光，二色性元件向第二棱镜的第一透射弯曲外侧面透射第一颜色的光，并向第一棱镜的第二透射弯曲外侧面反射第二颜色的光。第一照明靶面被设置成用于接收透射过第二棱镜第一透射弯曲外侧面的第一颜色的光，第二照明靶面被设置成用于接收透射过第一棱镜第二透射弯曲外侧面的第二颜色的光。第三照明靶面被设置成用于接收来自二色性分色器的第三颜色的光。
从以下附图说明和具体实施方式中，本主题发明的分色光学元件和包括此类分色光学元件的光学系统的这些和其它方面，对于本领域的普通技术人员将显而易见。
附图说明
为了使本主题发明所属领域的普通技术人员更易理解如何制作和使用本主题发明，下面将结合附图和示例性实施例进行详细说明，其中：
图1示出根据本发明构造的示例性分色光学元件的示意性剖视图；
图2示意性示出示例性光学系统(诸如图像显示系统)的一部分，该光学系统配置有根据本发明构造的示例性分色光学元件。
具体实施方式
本发明的示例性实施例适用于光沿两个或更多个方向传播的多向光学系统，诸如包括两个或更多个成像器的图像显示系统。
图1示出根据本发明构造的示例性分色光学元件50的示意性剖视图。分色光学元件50包括第一棱镜40和第二棱镜30。尽管分色光学元件50的组件40和30被称为“棱镜”，但使用该术语的目的仅是为了简单起见，并且本发明涵盖组件40和30(可以是棱镜、近似棱镜和从棱镜形状衍生而来的元件)的配置。棱镜40和30可由任何适用材料制成，优选的是不散射的、视觉上澄清的材料，诸如玻璃、塑性或其它适用的透明材料。棱镜40和30为没有任何接缝的整体构造，这样有助于对特定材料进行最大程度的透射。
第一棱镜40具有第一透射弯曲外侧面42、第二透射弯曲外侧面44和内侧面46。第二棱镜30具有第一透射弯曲外侧面32、第二侧面34(其可以或可以不为外侧面)和内侧面36。如果侧面暴露于使用光学元件的氛围中，或者如果侧面具有相对较薄的涂层或薄膜，但接触另一个厚折射元件(诸如棱镜或透镜)时则不具有这样的涂层或薄膜，则该侧面称之为“外侧面”。如果侧面被构造为透射至少一个偏振方向上的至少大部分色，则该侧面称之为“可透射”。优选的是，每个透射侧面透射具有特定偏振特性的垂直入射角度光的至少50％，更优选的是至少70％，甚至更优选的是至少90％。在一些示例性实施例中，一个或多个此类透射侧面可透射所有偏振方向上的至少大部分色。
第二棱镜30的第二侧面34可以是平面或曲面。在本发明的典型实施例中，第二侧面34是非光学表面(不主要用于接收大量光的表面)，在一些示例性实施例中它可以包括安装结构。安装结构可包括凹陷和/或凸起，诸如凸块、毂、凸缘、搭锁。作为另外一种选择或除此之外，安装结构可以设置在分色光学元件的其它侧面上，例如，设置在通常面向或远离图1中观察者的侧面上。
透射弯曲外侧面42、44和32中的每一个都可通过具体的曲率来表征。对于本公开的目的而言，曲面是表面轮廓的峰谷差值大于30λ的表面，其中λ为约550nm。本公开的示例性实施例通常包括一个或多个表面轮廓的峰谷差值为60λ或更大、或者为120λ或更大的曲面。根据具体应用的需要，一种或多种此类曲率可为球面曲率、非球面曲率、或圆柱面曲率。在本公开的典型实施例中，一个或多个透射弯曲外侧面具有非零的光学功率。
在一些示例性实施例中，第一棱镜40的第二透射弯曲外侧面44具有与第二棱镜30的第一透射弯曲外侧面32大约相同的曲率。在一些示例性实施例中，第一棱镜44的第一透射弯曲外侧面42为凹面，第一棱镜40的第二透射弯曲外侧面46和第二棱镜30的第一透射弯曲外侧面32均为凸面。在其它示例性实施例中，第一棱镜44的第一透射弯曲外侧面42为凸面。任选地，一个或多个透射弯曲外侧面包括微观结构，诸如菲涅耳凹槽、衍射凹槽或棱镜结构。
在图1所示的示例性实施例中，第一棱镜40的第一透射弯曲外侧面42通常沿第一方向(1)相对第二棱镜30的第一透射弯曲外侧面32设置，第一棱镜40的第二透射弯曲外侧面44通常沿第二方向(2)相对第二棱镜的第二侧面34设置。在一些示例性实施例中，第一方向(1)相对于第二方向(2)成约90度的角，即第一方向大致与第二方向正交。在其它示例性实施例中，第一方向(1)相对于第二方向(2)成任意其它合适的锐角或钝角。
分色光学元件50还包括设置在第一棱镜40内侧面46与第二棱镜30内侧面36之间的二色性元件20。本领域的普通技术人员将容易认识到，示例性分色光学元件50的二色性元件20沿着分色光学元件50的对角设置。适用的二色性元件包括所有在特定波段内透射光并在不同波段内反射光的光学元件。一个示例性二色性元件包括可真空沉淀、挤压或层合到一起的介电薄膜的多层层叠件。
再次参见图1所示的示例性实施例，透射弯曲外表面42可以是光进入侧面。入射到并透射过透射弯曲外侧面42的光(a、b)包括至少两种不同颜色的光，例如第一颜色(a)和第二颜色(b)的光。对于宽带分色元件，术语“颜色”用于指合适光谱带的波长范围的中间波长。例如，600-700nm光谱段有时称为“红”光，585-600nm光谱段有时称为“橙”光，560-585nm光谱段有时称为“黄”光，490-560nm光谱段有时称为“绿”光，400-490nm光谱段有时称为“蓝”光。取决于其曲率类型(例如凹型或凸型)，透射弯曲外侧面42可聚焦或发散光(a、b)，所述光在第一棱镜40中通常沿第一方向(1)传播并传向二色性元件20。
二色性元件20反射至少大部分色，所述光具有传向第一棱镜40第二透射外侧面44的第二颜色(b)，以使得第二颜色(b)的光在第一棱镜40中通常沿第二方向(2)传播。二色性元件20优选地几乎完全反射所有具第二颜色(b)的光。在一些示例性构造中，第一棱镜40的第二透射弯曲外侧面44为第二光出口侧面。取决于其曲率类型(例如凹型或凸型)，当光(b)离开分色元件50时，透射弯曲外表面44可聚焦或发散该光。通过二色性元件20透射的光包括第一颜色(a)光以及任何泄漏的第二颜色(b)光，所述光在第二棱镜30中通常沿第一方向(1)传向其第一透射弯曲外侧面32。优选的是，泄漏的第二颜色(b)光的数量是可忽略的。在一些示例性构造中，第二棱镜30的第一透射弯曲外侧面32为第一光出口侧面。取决于侧面32的曲率类型(例如凹型或凸型)，当光(a)离开分色元件50时，透射弯曲外表面32可聚焦或发散该光。
在一些示例性实施例中，对于具体颜色，例如，第一颜色(a)或第二颜色(b)，可优先构造一个或多个透射弯曲外表面44和32。在本公开的下文中，术语“优先构造”涵盖该术语所指的将略微改善性能(诸如透射或色差校正)的光学元件的所有特征。例如，外侧面32和44中至少一个的曲率可定制成所透射光的颜色，以减少色差。优先构造的另一个实例包括在透射弯曲外表面44和32中的一个或两个上设置特定于颜色的涂层。在一个示例性实施例中，表面32具有第一颜色(a)光的防反射涂层，表面44具有第二颜色(b)光的防反射涂层。
本公开的示例性分色元件还可以包括设置在其透射弯曲外表面中一个或多个上的偏振膜(未示出)。在图1所示的分色元件50中，偏振膜可设置在透射弯曲外表面32、透射弯曲外表面44和透射弯曲外表面42中的任何一个、两个或所有表面上。所有适用的偏振膜可用于以下方面，包括但不限于：反射偏振片，诸如线性反射偏振片(例如，多层反射偏振片和包括连续相及设置在连续相内分散相的漫射型反射偏振片)、圆形反射偏振片(例如，胆甾型反射偏振片)；以及吸收偏振片。
图2示意性示出配置有根据本公开构造的分色光学元件150的示例性光学系统100。示例性分色光学元件150在结构上类似于示例性分色光学元件50，并且其包括第一棱镜140、第二棱镜130和设置在第一棱镜140与二棱镜130之间的二色性元件120，其中第一棱镜具有第一透射弯曲外侧面142和第二透射弯曲外侧面144，第二棱镜具有第一透射弯曲外侧面132。示例性光学系统100可以是三成像器投影系统的一部分。此类投影系统可与反射偏振旋转成像器(诸如液晶硅(LCoS))一起使用，以形成之后可组合形成彩色图像的三原色(例如，红、绿和蓝)图像。与其它颜色光源一起使用的光学系统，如果适用于某一具体应用，也涵盖在本公开范围内。
如图2所示的示例性光学系统100可与任何适用的光源(未示出)一起使用。光源优选的是宽带光源或者一个或几个光源组件。适用于本发明的光源包括弧光灯(诸如常用于投影应用的高压汞灯)、LED或包含LED的光源组件。在一些示例性实施例中，光源可能包括一束或多束激光。在一个示例性实施例中，光源可提供包括第一和第二颜色的光。在此类示例性光学系统中，分色光学元件150可设置成当第一棱镜140的第一透射弯曲外侧面142(光进入侧面)接收包含第一和第二颜色的光并沿第一方向(1)向二色性元件120透射时，二色性元件120也将沿第一方向(1)向第二棱镜130的第一透射弯曲外侧面132(第一光出口侧面)透射第一颜色的光，并沿第二方向(2)向第一棱镜140的第二透射弯曲外侧面144(第二光出口侧面)反射第二颜色的光。第一方向和第二方向可以相对于彼此形成约90度的角，但其它角度也涵盖在本公开范围内。光学系统100还包括第一照明靶面128和第二照明靶面118，其中第一照明靶面被设置成用于接收透射过第二棱镜130的第一透射弯曲外侧面132的第一颜色的光，第二照明靶面被设置成用于接收由二色性元件120反射并透射过第一棱镜140的第二透射弯曲外侧面144的第二颜色的光。
在一些示例性实施例中，光学系统100的分色元件150可以被构造为使得第二棱镜130的第一透射弯曲外侧面132优先为第一颜色的光构造。除此之外或者作为另外一种选择，如上所述，第一棱镜140的第二透射弯曲外侧面144可优先为第二颜色的光构造。例如，第二棱镜130的第一透射弯曲外侧面132可包括特定于颜色的涂层，例如第一颜色的防反射涂层。除此之外或者作为另外一种选择，第一棱镜140的第二透射弯曲外侧面144可包括特定于颜色的涂层，例如第二颜色的防反射涂层。
照明靶面128和118中的一个或两个可以是反射偏振旋转成像器，诸如LCoS。在此类示例性实施例中，光学系统100可以包括偏振光分束器129和119，以分别预偏振最终入射到照明靶面128和118上的光。偏振光分束器129、119或全部两个均可设置成使得由偏振光分束器反射的光入射到其各自的偏振旋转成像器上。
在一些示例性实施例中，光学系统100可包括宽带光源(未示出)，这类光源包括第一、第二和第三颜色。在一些情况下，第一、第二和第三颜色可对应红色、绿色和蓝色。光学系统100还可包括积分器102。积分器通常起到匀化通过光的作用，以使得光可以更加均匀的状态提供给照明靶面。目前已知的积分器包括蝇眼积分器和反射镜隧道，例如，固态或中空的矩形隧道及由固态玻璃构成的细长隧道。积分器后可以具有一个或多个折射光学元件104。
光学系统100还可包括二色性分色器110，在一些示例性实施例中，该分色器被构造为可从第三颜色的光中分离第一和第二颜色的光。在如图2所示的示例性实施例中，二色性分色器110被构造为可反射第一和第二颜色的光并透射第三颜色的光。该示例性光学系统100还可包括反射镜114，其中反射镜被设置成用于接收来自二色性分色器110的第一和第二颜色的光，并向分色元件150第一棱镜140的第一透射弯曲外表面142反射此光。可以在二色性分色器110与反射镜114之间提供一个或多个折射光学元件112。
光学系统100还可包括第三照明靶面108，诸如设置成用于接收来自二色性分色器110的第三颜色的光的反射偏振旋转成像器。在利用偏振旋转成像器的示例性实施例中，光学系统100可以包括偏振光分束器109，以预偏振最终入射到照明靶面108上的光。偏振光分束器109可设置成使得由偏振光分束器109反射的第三颜色的光入射到偏振旋转成像器108上。可以在二色性分色器110与照明靶面108之间提供一个或多个折射光学元件106。可截短一个或多个折射元件106，例如，如图2所示，以制成更紧致的光学系统。
在一些示例性实施例中，可以使用交叉二色性组合器214组合被成像器108、118和128调制的光。然后通过投影光学系统218收集组合光束，并传送给筛网(未示出)或其它光学元件或装置，以进行进一步加工。
可以利用下列参数构造示例性光学系统，诸如用于投影应用的照明系统，这些参数是以图2所示含有红、绿和蓝光的光学系统的数学模型为基础的。更具体地讲，此模型光学系统可以在基于LCoS的三成像器投影仪中用作照明系统。LCos(成像器)尺寸可为8.717×15.566mm(0.7”对角)，其有效焦距比数为2.3。应当理解，模型数据的十进制数字仅为举例说明目的，并不旨在限制本发明的范围。
在该模型光学系统中，用中空积分器102匀化混合的红、绿和蓝光，该积分器具有约3.63×6.48mm的透光孔和约25mm的长度。然后用透镜104准直匀化的光，并且红/青二色性分色器110将光分离成光谱的红色和蓝/绿色部分。表1示出红光穿过的示例性模型系统部分的其它参数。
表1.
Figure A20068004195200151
表2示出仅蓝绿光穿过的示例性模型系统部分的参数，从其在二色性分色器110上的反射开始。
表2.
Figure A20068004195200161
从表2中可明显看出，模型示例性光学系统包括具有凸型弯曲外侧面142、144和132的聚碳酸酯分色光学元件。在此示例性分色元件中，外侧面144、132的曲率具有相同的球面曲率，而外侧面142的曲率为非球面曲率。
本公开的分色元件示例性实施例可用于制作紧致的光学系统，例如，通过减少或取消附加折射光学元件。弯曲外侧面，例如，弯曲光学进入外侧面、弯曲第一光出口外侧面和弯曲第二光出口外侧面，均可以用于聚焦该分色光学元件中沿第一和第二方向传播的光。由于减少了对附加折射光学元件的需要，采用本公开示例性实施例的光学系统更易于装配和对齐，并且可制作得更耐用。
尽管已经结合具体示例性实施例描述了本公开的分色光学元件和采用此类光学元件的光学系统，本领域的普通技术人员将容易认识到，在不脱离本发明精神和范围的前提下，可对其进行变更和修改。例如，分色光学元件的形状、尺寸和材料可依据应用而有所不同。除了本文所示和所述的元件外，根据本公开构造的光学系统可根据具体应用的需要，包括附加折射光学元件、反射光学元件、二色性光学元件和其它光学和非光学元件。此外，尽管已结合红、绿和蓝光描述了本发明的示例性实施例，但在不脱离本公开范围的前提下，可以用其它类型和数量的颜色代替或结合所述颜色。

Claims (20)

1.一种分色光学元件，包括：
第一棱镜，其具有第一透射弯曲外侧面、第二透射弯曲外侧面和内侧面；第二棱镜，其具有第一透射弯曲外侧面、第二侧面和内侧面；以及二色性元件，其被设置在所述第一棱镜内侧面与所述第二棱镜内侧面之间；
其中所述第一棱镜的所述第一透射弯曲外侧面通常沿第一方向相对所述第二棱镜的所述第一透射弯曲外侧面设置，所述第一棱镜的所述第二透射弯曲外侧面通常沿第二方向相对所述第二棱镜的所述第二侧面设置。
2.根据权利要求1所述的分色光学元件，其中所述第一棱镜的所述第二透射弯曲外侧面具有与所述第二棱镜的所述第一透射弯曲外侧面大约相同的曲率。
3.根据权利要求1所述的分色光学元件，其中所述第一棱镜的所述第一透射弯曲外侧面、所述第一棱镜的所述第二透射弯曲外侧面和所述第二棱镜的所述第一透射弯曲外侧面均为凸面。
4.根据权利要求1所述的分色光学元件，其中所述第一方向相对于所述第二方向成约90度的角。
5.根据权利要求1所述的分色光学元件，还包括特定于颜色的涂层，其被设置在所述第二棱镜的所述第一透射弯曲外侧面和所述第一棱镜的所述第二透射弯曲外侧面中至少一个之上。
6.根据权利要求1所述的分色光学元件，还包括偏振膜，其被设置在所述第二棱镜的所述第一透射弯曲外侧面和所述第一棱镜的所述第二透射弯曲外侧面中至少一个之上。
7.根据如权利要求1所述的分色光学元件，其中所述透射弯曲外侧面中至少一个包括微观结构。
8.一种与包括第一和第二颜色的光源一起使用的光学系统，包括：
分色光学元件，包括
第一棱镜，其具有第一透射弯曲外侧面、第二透射弯曲外
侧面和内侧面；第二棱镜，其具有第一透射弯曲外侧面、第二侧面和内侧面；以及二色性元件，其设置在所述第一棱镜内侧面与所述第二棱镜内侧面之间；其中所述第一棱镜的所述第一透射弯曲外侧面通常沿第一方向相对所述第二棱镜的所述第一透射弯曲外侧面设置，所述第一棱镜的所述第二透射弯曲外侧面通常沿第二方向相对所述第二棱镜的所述第二侧面设置，
其中所述第一棱镜的所述第一透射弯曲外侧面为光进入侧面，所述第一棱镜的所述第二透射弯曲外侧面为第二光出口侧面，所述第二棱镜的所述第一透射弯曲外侧面为光进入侧面；
第一照明靶面，其被设置成用于接收来自所述分色光学元件的所述第一光出口侧面的光；以及
第二照明靶面，其被设置成用于接收来自所述分色光学元件的所述第二光出口侧面的光。
9.根据权利要求8所述的光学系统，其中所述第一方向相对于所述第二方向成约90度的角。
10.根据权利要求8所述的光学系统，其中所述第二棱镜的所述第一透射弯曲外侧面和所述第一棱镜的所述第二透射弯曲外侧面中至少一个优先为所述第一或第二颜色的光构造。
11.根据权利要求8所述的光学系统，还包括特定于颜色的涂层，其被设置在所述第二棱镜的所述第一透射弯曲外侧面和所述第一棱镜的所述第二透射弯曲外侧面中至少一个之上。
12.根据权利要求8所述的光学系统，其中所述第一和第二照明靶面中至少一个包括偏振旋转成像器。
13.根据权利要求8所述的光学系统，其中所述第一和第二照明靶面中至少一个包括偏振旋转成像器和偏振光分束器，其设置方式为由所述偏振光分束器反射的光入射到所述偏振旋转成像器上。
14.一种光学系统，包括：
光源，其包含第一、第二和第三颜色；
二色性分色器，其被构造为从所述第三颜色的光中分离所述第一和第二颜色的光；
一种分色光学元件，包括
第一棱镜，其具有第一透射弯曲外侧面、第二透射弯曲外侧面和内侧面；第二棱镜，其具有第一透射弯曲外侧面、第二侧面和内侧面；以及二色性元件，其被设置在所述第一棱镜内侧面与所述第二棱镜内侧面之间；其中所述第一棱镜的所述第一透射弯曲外侧面通常沿第一方向相对所述第二棱镜的所述第一透射弯曲外侧面设置，所述第一棱镜的所述第二透射弯曲外侧面通常沿第二方向相对所述第二棱镜的所述第二侧面设置，
所述分色光学元件被构造为并被设置成所述第一透射弯曲外侧面接收包含第一和第二颜色的光，所述二色性元件向所述第二棱镜的所述第一透射弯曲外侧面透射所述第一颜色的光并向所述第一棱镜的所述第二透射弯曲外侧面反射所述第二颜色的光；
第一照明靶面，其被设置成用于接收透射过所述第二棱镜的所述第一透射弯曲外侧面的所述第一颜色的光；
第二照明靶面，其被设置成用于接收透射过所述第一棱镜的所述第二透射弯曲外侧面的所述第二颜色的光；以及
第三照明靶面，其被设置成用于接收来自所述二色性分色器的所述第三颜色的光。
15.根据权利要求14所述的光学系统，其中所述二色性分色器反射所述第一和第二颜色的光并透射所述第三颜色的光，其中所述光学系统还包括反射镜，所述反射镜被设置成用于接收来自所述二色性分色器的所述第一和第二颜色的光，并向所述分色元件的所述第一棱镜的所述第一透射弯曲外侧面反射光。
16.根据权利要求15所述的光学系统，还包括设置在所述二色性分色器与所述第三照明靶面之间的折射光学元件。
17.根据权利要求16所述的光学系统，还包括设置在所述二色性分色器与所述反射镜之间的折射光学元件。
18.根据权利要求14所述的光学系统，其中所述第一、第二和第三照明靶面中至少一个包括偏振旋转成像器。
19.根据权利要求14所述的光学系统，其中所述第一、第二和第三照明靶面中至少一个包括偏振旋转成像器和偏振光分束器，其设置方式为所述偏振光分束器反射的光入射到所述偏振旋转成像器上。
20.根据权利要求14所述的光学系统，还包括设置在所述光源与所述二色性分色器之间的积分器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107111216A (zh) * 2014-12-31 2017-08-29 杜比实验室特许公司 用于图像投影仪的高对比度分立输入棱镜

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7839571B2 (en) * 2007-03-30 2010-11-23 Fujinon Corporation Color-separation optical system and imaging apparatus
DE102007042386A1 (de) * 2007-09-04 2009-03-05 Bundesdruckerei Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur individuellen farbigen holografischen Belichtung
JP5066420B2 (ja) * 2007-09-28 2012-11-07 富士フイルム株式会社 色分解光学系および撮像装置
US7848024B2 (en) * 2008-01-30 2010-12-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Cylindrically shaped optical beamsplitter
US7701638B2 (en) 2008-01-30 2010-04-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Spherically shaped optical beamsplitter
US8556472B2 (en) 2010-09-28 2013-10-15 Simon Magarill Light reflectors and flood lighting systems
US9110293B2 (en) 2011-10-17 2015-08-18 Manufacturing Techniques, Inc. Prismatic image replication for obtaining color data from a monochrome detector array
DE102012203683B4 (de) * 2012-03-08 2022-08-11 Osram Gmbh Projektionsvorrichtung
US9791705B1 (en) * 2013-12-31 2017-10-17 Wavefront Research, Inc. Common aperture optical relay system
JP2017512301A (ja) 2014-02-28 2017-05-18 ライフ テクノロジーズ コーポレーション フローサイトメータにおける光学系のためのシステム、方法、及び装置
US11726326B1 (en) * 2020-06-11 2023-08-15 Meta Platforms Technologies, Llc Wedge light guide

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE362482C (de) 1922-10-28 Zeiss Carl Fa Vorrichtung zum Vergleichen von Gegenstaenden miteinander, insbesondere zum Zeichnennach der Natur
FR775060A (fr) 1933-06-26 1934-12-19 Perfectionnements aux dispositifs optiques utilisés pour la photographie et la projection en couleurs et autres applications
US2178245A (en) * 1936-06-24 1939-10-31 Klangfilm Gmbh Sound recording apparatus
DE2018397B2 (de) * 1970-04-17 1972-07-06 Fernseh Gmbh, 6100 Darmstadt Strahlenteilerprismensystem fuer ein geraet der farbfernsehtechnik, insbesondere fuer eine farbfernsehkamera
US4444464A (en) 1982-05-13 1984-04-24 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Dual aperture multispectral Schmidt objective
CA1272052A (en) 1987-08-06 1990-07-31 Slawomir Patocki Multi-bulb light source
US4943154A (en) * 1988-02-25 1990-07-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Projection display apparatus
US5235444A (en) * 1988-08-26 1993-08-10 U.S. Philips Corporation Image projection arrangement
JPH0274903A (ja) 1988-09-12 1990-03-14 Seiko Epson Corp ダイクロイック光学素子及び投射型表示装置
JPH05142499A (ja) 1991-11-20 1993-06-11 Sekinosu Kk プラスチツクビームスプリツター
JP2643713B2 (ja) 1992-03-13 1997-08-20 株式会社日立製作所 液晶投写形ディスプレイ
JPH08500909A (ja) 1992-04-02 1996-01-30 モーラン，ダン 視覚ディスプレイ装置
DE59402249D1 (de) 1993-08-05 1997-04-30 Eschenbach Optik Gmbh & Co Optische lesevorrichtung
US5459611A (en) 1993-08-18 1995-10-17 Hewlett-Packard Company Beam splitter/combiner with path length compensator and method for making the same
US5515206A (en) 1994-11-15 1996-05-07 Gentle Peng Multi-facet lens component
US5644432A (en) * 1995-01-17 1997-07-01 Ibm Corporation Three prism color separator
JP3631296B2 (ja) 1995-04-04 2005-03-23 三菱電機株式会社 画像生成装置
JPH08320403A (ja) 1995-05-25 1996-12-03 Nikon Corp 光学レンズ
JP3957320B2 (ja) * 1996-02-23 2007-08-15 エーエスエムエル ネザーランズ ビー． ブイ． 光学装置用の照明ユニット
JPH10186112A (ja) * 1996-12-19 1998-07-14 Sekinosu Kk プリズムアッシーおよびその製造方法
JP3653907B2 (ja) 1996-12-24 2005-06-02 ソニー株式会社 プロジェクタ
US5959778A (en) 1997-01-31 1999-09-28 Nikon Corporation Projection-display apparatus
US5896232A (en) 1997-08-07 1999-04-20 International Business Machines Corporation Highly efficient and compact frontlighting for polarization-based reflection light valves
US5951135A (en) * 1997-10-14 1999-09-14 Raychem Corporation Color image projection system
JPH11174368A (ja) * 1997-12-17 1999-07-02 Olympus Optical Co Ltd 画像表示装置
US5892623A (en) * 1997-12-29 1999-04-06 Philips Electronics North America Mutli-color-band light source
JP3959878B2 (ja) 1998-04-08 2007-08-15 セイコーエプソン株式会社 光選択プリズムの製造方法
US5986815A (en) 1998-05-15 1999-11-16 Optical Coating Laboratory, Inc. Systems, methods and apparatus for improving the contrast ratio in reflective imaging systems utilizing color splitters
US6335838B1 (en) 1999-02-23 2002-01-01 Minolta Co., Ltd. Image display apparatus
AU3763800A (en) 1999-03-22 2000-10-09 Mems Optical, Inc. Diffractive selectively polarizing beam splitter and beam routing prisms produced thereby
JP4560160B2 (ja) 1999-12-20 2010-10-13 オリンパス株式会社 画像表示装置
US6375330B1 (en) 1999-12-30 2002-04-23 Gain Micro-Optics, Inc. Reflective liquid-crystal-on-silicon projection engine architecture
JP4943580B2 (ja) 2000-12-25 2012-05-30 オリンパス株式会社 結像光学系
US6585378B2 (en) 2001-03-20 2003-07-01 Eastman Kodak Company Digital cinema projector
KR100481106B1 (ko) 2001-05-21 2005-04-07 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 투사기
JP2002341440A (ja) 2001-05-21 2002-11-27 Hitachi Ltd ダイクロイックプリズムおよびこれを備えた投写形表示装置
JP2003075614A (ja) 2001-09-03 2003-03-12 Hitachi Ltd プリズム、プリズムの製造方法、光学ユニット及び投射型表示装置
US6739723B1 (en) 2001-12-07 2004-05-25 Delta Electronics, Inc. Polarization recapture system for liquid crystal-based data projectors
JP2003240926A (ja) 2002-02-21 2003-08-27 Mitsumi Electric Co Ltd 光学部品およびその製造方法
JP3880436B2 (ja) * 2002-04-12 2007-02-14 キヤノン株式会社 投写型画像表示装置
US6717736B1 (en) 2003-02-13 2004-04-06 Zetetic Institute Catoptric and catadioptric imaging systems
US6856464B1 (en) 2003-12-29 2005-02-15 Texas Instruments Incorporated Color splitting apparatus and method with unequal glass path lengths
US7085063B2 (en) 2004-05-14 2006-08-01 3M Innovative Properties Company Multi-directional optical element and an optical system utilizing the multi-directional optical element

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107111216A (zh) * 2014-12-31 2017-08-29 杜比实验室特许公司 用于图像投影仪的高对比度分立输入棱镜
CN107111216B (zh) * 2014-12-31 2021-02-26 杜比实验室特许公司 用于图像投影仪的高对比度分立输入棱镜
CN112946974A (zh) * 2014-12-31 2021-06-11 杜比实验室特许公司 用于图像投影仪的高对比度分立输入棱镜
CN112946974B (zh) * 2014-12-31 2022-11-08 杜比实验室特许公司 用于图像投影仪的高对比度分立输入棱镜

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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