CN104937488B - 使用反射器阵列的照明设备 - Google Patents

Abstract

一种为投影仪(100)提供照明的光学系统(200)，包括：使用两组或两组以上的反射器(250a‑e，260a‑e)组合由光源(210，220，230，240)的两个或两个以上二维阵列所发射的光束以提供具有高亮度的朝向投影仪(100)的光瞳(290)的组合光束。固态光源(212，222)，比如二极管激光器和LED，可用作相对低成本和低功耗并有长寿命的光源。

Description

使用反射器阵列的照明设备

背景技术

当前可用的大多数高亮度投影仪使用氙灯或超高性能(UHP)汞弧灯。高瓦数氙灯常用于数字影院、大型会场及固定安装的投影仪中。这些投影仪通常使用2-6kW瓦数范围的氙灯，并具有范围在10,000-30,000流明的亮度。高瓦数氙灯有相对短的寿命，通常在500-1000小时范围内。UHP汞弧灯常用在家用或办公室用的紧凑且便携的投影仪。这样的投影仪通常使用瓦数范围120-350W的UHP汞弧灯，具有1000-5000流明范围的亮度。UHP汞弧灯具有约2000小时的典型寿命，此寿命仍是相对短的。

因此，需要这样的投影仪，其使用具有长得多的寿命同时还提供适当亮度的光源。

发明内容

本发明实施例提供用于提供投影仪照明的仪器和系统。使用两组或两组以上的反射器来组合由两个或两个以上的光源的二维阵列所发射的光束以向投影系统的光瞳提供高亮度的组合光束。固态光源，比如二极管激光器和LED，可被用作相对低成本且低功率而又具有长寿命的光源。

在一个实施例中，给出了用于向成像设备的光瞳提供照明的光学系统。此光学系统包括以行列布置的第一光源的第一二维阵列，和以行列布置的第二光源的第二二维阵列。所述第二光源和所述第一光源在列方向和行方向上都是交错的。此光学系统还包括第一组第一反射器和第二组第二反射器。第一组第一反射器布置为交错的阵列使得每个第一反射器都是可操作的以将第一光源各行所提供的第一光束反射向成像设备的光瞳。第二组第二反射器布置为交错的阵列使得每个第二反射器都是可操作的以将第二光源各行所提供的第二光束反射向成像设备的光瞳。每个第二反射器都在朝向光瞳的方向上叠放于对应的第一反射器前面，并含有透明区域，所述透明区域是可操作的以传输对应的第一反射器所反射的第一光束。

附图说明

图1是投影系统简化示意图的剖视图；

图2A是按照本发明一个实施例的光学系统简化示意图的局部透视图；

图2B是图2A中所示光学系统简化示意图沿图示射线图的剖视图；

图3A是按照本发明一个实施例的、图2A和2B中所示的光学系统中可用的光源的二维阵列的简化示意图的平面图；

图3B是按照本发明一个实施例的、图2A和2B中所示的光学系统中可用的另一个光源的二维阵列的简化示意图的平面图；

图4A是按照本发明一个实施例的、图2A和2B中所示的光学系统中可用的反射器的简化示意图的平面图；

图4B是按照本发明一个实施例的、图2A和2B中所示的光学系统中可用的另一个反射器的简化示意图的平面图；

图5A是按照本发明一个实施例的成像设备的光瞳的平面图；

图5B是按照本发明另一实施例的成像设备的光瞳的平面图；

图5C是按照本发明又一实施例的成像设备的光瞳的平面图；

图6是按照本发明另一实施例的光学系统的简化示意图沿图示射线图的剖视图；

图7是按照本发明一个实施例的、图6中所示的光学系统中可用的照明源的简化示意图的平面图。

详细描述

当前可用的大多数高亮度投影仪使用氙灯或UHP汞弧灯。然而，高瓦数的氙灯和UHP汞弧灯都具有相对短的寿命。因此，需要有这样的投影仪，其使用具有长得多的寿命同时还提供适当亮度的光源。本发明的实施例可提供利用激光器或其他长寿命光源以适当亮度向投影仪提供照明的仪器和系统。例如，使用两组或两组以上反射器组合两个或两个以上光源的二维阵列所发射的光束以向投影系统的光瞳提供高亮度的组合光束。可采用固态光源，比如二极管激光器和LED，作为相对低成本和低能耗而又具有长寿命的光源。

图1是可以使用本发明的实施例的投影系统100的简化示意图的剖视图。照明设备104所提供的光102(由粗箭头所表示)行进通过会聚透镜110和全内反射(TIR)棱镜130，并聚焦到成像器120上，在此光线被转换成视频信息。成像器120可以包括，例如，数字微镜设备(DMD)、液晶光阀，或其类似物，其在对应于图像的各像素的各空间区域内调制光线的振幅。然后经调制的光线通过投影透镜140以在显示设备150处形成放大的图像。显示设备150可以包括，例如，墙壁、屏幕，或其类似物。将在下面详述的本发明实施例提供用于向投影系统提供照明的照明设备，比如图1中所示的那个。

图2A是按照本发明实施例的光学系统200的简化示意图的局部透视图。光学系统200包括光源的第一二维阵列210、光源的第二二维阵列220、一组第一反射器250，和一组第二反射器260。光源的第一二维阵列210包括位于第一板214上的多个第一光源212。光源的第二二维阵列220包括位于第二板224上的多个第二光源222。

图2B是图2A中所示光学系统200的简化示意图沿示意射线图的剖视图。如所示，每个第一光源212是可操作的以按照垂直于第一板214的方向(例如，+x方向)发射第一光束202(以点线表示)。每个第二光源222是可操作的以按照垂直于第二板224的方向(例如，+x方向)发射第二光束204(以细实线表示)。在一个实施例中，每个第一光源212或第二光源222包括固态发光设备，比如二极管激光器、LED，或其类似物。每个第一光源212或第二光源222可以是可操作的以按照各种的实施例提供准直光束或非准直光束。

图3A是按照本发明实施例的光源的第一二维阵列210的简化示意图的平面图。光源的第一二维阵列210包括在行方向(例如垂直于图2B纸面的y方向)上布置的第一光源212构成的多行，和在列方向(例如z方向)上布置的第一光源212构成的多列。光源的第一二维阵列布置在第一板214上。

如图3A中所示，第一板214包括透明区域216的阵列。此透明区域216在行方向和列方向上是与第一光源212交错的。每个透明区域216可以包括孔洞或透明材料。

图3B是按照本发明实施例的光源的第二二维阵列220的简化示意图的平面图。光源的第二二维阵列220包括以行方向(例如y方向)放置的第二光源222构成的多行，和以列方向(例如z方向)放置的第二光源222构成的多列。光源的第二二维阵列220以和第一板214上的透明区域216阵列相同的空间模式而布置在第二板224上。

如图2B中所示，光源的第二二维阵列220在+x方向上定位在光源的第一二维阵列210之后。第一板214和第二板224适当地相互对齐，使得第二板224上的第二光源222在+x方向上直接位于第一板214上的透明区域216之后。以此方式，第一板214内的透明区域216是可操作的以传送第二光源222所发射的第二光束204。

如图2B中所示，这组第一反射器250a-e在x方向上以阵列布置并在z方向交错，使得每个第一反射器250的z坐标和第一光源212的对应行的z坐标大致相同。

图4A是按照本发明实施例的第一反射器250的简化示意图的平面图。第一反射器250包括在y方向上伸长的矩形反射表面256(所述y方向垂直于图2B的纸面)。应理解第一反射器250的反射表面256在一些实施例中可由其他形状表征。在一个实施例中，第一反射器250包括薄金属片。在另一实施例中，第一反射器250包括带有反射表面256的电介质板或棱镜，所述反射表面256采用可见光强化铝沉积、冷光镜沉积，或适合其目的的其他类型的高反射涂层进行金属化。

如图2B中所示，每个第一反射器250得到定位使得每个第一反射器250的反射表面256的法线在x-z平面上并以相对于x方向的一个角度倾斜。同样，每个第一反射器250是可操作的以将由第一光源212的各个行所发射的第一光束202反射到朝着成像设备的光瞳290的方向(例如-z方向)中。在图4A中打阴影的椭圆圆圈252表示当由第一光源212的一行所发射的第一光束202碰撞(imping upon)对应的第一反射器250时的第一光束202的足迹。在一个实施例中，每个第一反射器250的反射表面256的法线和x轴之间的角度成约45度。在此情况下，第一光束202以约45度入射角入射在每个第一反射器上。在其他实施例中，每个第一反射器250的反射表面256的法线和x轴之间的角度不同于45度。

如图2B所示，该组第二反射器260a-e在X方向上设置为阵列。该组第二反射器260a-e交错并且在z方向上设置在该组第一反射器250a-e的前面，从而每个第二反射器260的z坐标与第二光源222的对应行的z坐标大致相同。

图4B是根据本发明的实施例的第二反射器260的简化示意图的平面图。第二反射器260包括在y方向上伸长的矩形反射表面266(该y方向为垂直于土2B的纸面)。应理解第二反射器260的反射表面266在某些实施例中可由其它形状表征。在一个实施例中，第二反射器260包括薄金属条。在其它实施例中，第二反射器260包括具有反射表面266的电介质板或者棱镜，其中反射表面266采用可见光强化铝沉积、冷光镜沉积，或适合其目的的其他类型的高反射涂层进行金属化。

如图2B中所示，每个第二反射器260得到定位使得每个第二反射器260的反射表面266的法线在x-z平面上并以相对于x方向的一个角度倾斜。同样，每个第二反射器260是可操作的以将由第二光源222的各个行所发射的第二光束204反射到朝成像设备的光瞳290的方向(例如-z方向)中。在图4B中打阴影的椭圆圆圈262表示当由第二光源222的一个行所发射的第二光束204碰撞对应的第二反射器260时的第二光束204的足迹。在一个实施例中，每个第二反射器260的反射表面266的法线和x方向之间的角度成约45度。在此情况下，第二光束204以约45度入射角入射在每个第二反射器260上。在其他实施例中，每个第二反射器260的反射表面266的法线和x方向之间的角度不同于45度。

如图4B中所示，第二反射器260包括多个透明区域264，所述透明区域264在y方向(垂直于图2B纸面)上成阵列布置在第二光束204的相邻足迹262之间的空间内。每个透明区域264可包括孔洞或透明材料。当每个第二反射器260在y方向上与对应的第一反射器250适当对齐时，每个第二反射器260的透明区域264是可操作的以传送由对应的第一反射器250所反射的第一光束202。

以上面所描述的方式，这组第一反射器250和该组第二反射器260是可操作的以将第一光源212所发射的第一光束202和由第二光源所发射的第二光束204组合成朝向光瞳290的方向(例如-z方向)中的组合光束。

图5A是按照本发明实施例，成像设备的光瞳290被光学系统200所提供的组合光束照明时的所述光瞳的平面图。打阴影的圆圈292指示当第一光源212所发射的第一光束202碰撞在光瞳290上时的第一光束202的足迹。画斜线的圆圈294指示当第二光源222所发射的第二光束204碰撞在光瞳290上时的第二光束204的足迹。可以看出，当第一光源212各行所发射的第一光束202和第二光源222对应行所发射的第二光束204碰撞在光瞳290上时，它们被映射成单独一列光束(图5A中的y方向)。另外，组合光束中相邻列的光束相互间隔很小，使得第一光束202和第二光束204被压缩成只填满光瞳290半侧的组合光束。

如上所描述，光学系统200有几个优点。第一，第一光源212和第二光源222可以在相邻行和列之间以相对大间隔地分别设置在第一板214和第二板224上，同时仍然实现紧凑的组合光束。每个板上相对稀疏的光源布局会允许有更好的散热，从而改善性能。第二，因为每个光源212或222都可能有占据在光源发光区域周围的外围区域的固定装置，光源212或222能够如何紧凑地布置成阵列可能存在物理上的限制。因此，与单个反射器所能提供的光束相比，光学系统200可以有更加紧凑的组合光束。第三，通过将第一光源212安装在一个板上并将第二光源222安装在另一个板上，每个板上的热负荷会进一步减少。

如图2B中所示，在一个实施例中，光学系统200还包括光源的第三二维阵列230，光源的第四二维阵列240，一组第三反射器270和一组第四反射器280。相对于y-z平面205(其垂直于图2B的纸面)，该组第三反射器270和该组第四反射器280分别是该组第一反射器250和该组第二反射器260的镜像，所述y-z平面205在光瞳290的中线附近与其相交。同样，相对于同样的y-z平面205，光源第三二维阵列230和光源的第四二维阵列240分别是光源的第一二维阵列210和光源的第二二维阵列220的镜像。以这种方式布置，该组第三反射器270和该组第四反射器280是可操作的以将光源的第三二维阵列230和光源的第四二维阵列240所发射的光束组合形成将填充光瞳290的另半侧的第二组合光束，如图5B中所示。

光学系统200可被视为包含互为镜像的两个子设备：第一子设备和第二子设备，所述第一子设备包含光源的第一二维阵列210、光源的第二二维阵列220、该组第一反射器250，和该组第二反射器260，而第二子设备包括光源的第三二维阵列230、光源的第四二维阵列240、该组第三反射器270，和该组第四反射器280。

以上面所描述的方法，光学系统200可被用于向投影系统提供可缩放的照明设备。在可以通过在光源四个阵列210、220、230和240的每一个中增加光源的数目而实现更高亮度的情况下，这样的照明设备是可缩放的。从而可实现高亮度照明设备。这样的照明设备具有此优点：安装在四个分离的板上的光源的四个阵列210、220、230和240可被用于提供朝向成像设备的光瞳的组合光束。同样，相对于所有光源都安装在单个板上的情况，每个板上的热负荷可以是更易管理的。另外，如上所讨论，可以实现比其他情况下所能实现的更紧凑的组合光束。

按照一些实施例，光源的四个阵列210、220、230和240中的每一个都可以配置成使组合光束的足迹的外围严密地匹配于光瞳290的形状，如图5C中所示出的实例所示。在此，光源的四个阵列210、220、230和240配置成使组合光束的足迹的外围严密地匹配光瞳290的圆形形状。以此方式，避免了光可能落在光瞳290之外的潜在光浪费。相反，也可避免光瞳290的填不满。以类似的方式，光源的四个阵列210、220、230和240可配置用于其他的光瞳形状，比如正方形、矩形、三角形，及其类似形状。

图6是按照本发明另一个实施例的光学系统600的简化示意图沿着示意性射线图的剖面图。光学系统600类似于图2A和2B中所示的光学系统200，只是第一光源612的第一阵列和第二光源622的第二阵列安装在同一板614上以作为第一照明源610。同样，第三光源632的第三阵列和第四光源642的第四阵列安装在同一板634上以作为第二照明源630。此光学系统还包括一组第一反射器650、一组第二反射器660、一组第三反射器670，和一组第四反射器680，所述组都以与图2A和2B中所示光学系统200相同的方式布置。

图7是按照本发明实施例的照明源700的简化示意图的平面图，其可用作第一照明源610和第二照明源630。照明源700包括以行和列布置的第一光源612的第一阵列(由打阴影的暗圆圈表示)。照明源700还包括以行和列布置的第二光源622的第二阵列(由画斜线的圆圈表示)。第一光源612在行方向(例如y方向)和列方向(例如z方向)上都与第二光源622交错。

以和图2A与2B所示的光学系统200中相同的方式，该组第一反射器650、该组第二反射器660、该组第三反射器670，和该组第四反射器680都是可操作的以将分别由第一光源612、第二光源622、第三光源632及第四光源642所发射的第一光束602、第二光束604、第三光束606，及第四光束608组合以形成朝向成像设备的光瞳690的组合光束。

比之于图2A和2B中所示的光学系统200，光学系统600可以更简单。例如，因为第一光源612的第一阵列和第二光源622的第二阵列(或第三光源632的阵列和第四光源642的阵列)安装在单个板上而不是两个分离的板上，就不需要两个板之间的对齐。然而，该简化是以在单个板上具有较高热负荷为代价获得的。另外，因为第一光源612和第二光源622在单个板上交错，相邻光源之间的间隔比如图3A和3B中所示第一光源212和第二光源222安装在两个分离的板上的光学系统200中的情况要更小。由于每个光源都可具有占据在光源的发光区域周围的外围区域的固定装置，在关于光源能够在板上如何紧凑地布置就可能存在物理上的限制。

本发明示范实施例的以上描述是为说明和描述目的而提出。其不意味着是详尽的或将本发明限制于所描述的精确结构，根据上述教导，众多修改和变化都是可以的。选择和描述这些实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域技术人员能最好地利用本发明各种实施例以及各种变形以适应所考虑的具体用途。

Claims (16)

1.一种用于向成像设备的光瞳提供照明的光学系统，所述光学系统包括：

第一光源的第一二维阵列，其包括：

由在第一方向上布置的所述第一光源所构成的多个第一行；及

由在垂直于所述第一方向的第二方向上布置的所述第一光源构成的多个第一列，

其中每个第一光源是可操作的以提供在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上传播的第一光束；

第二光源的第二二维阵列，其包括：

由在所述第一方向上布置的所述第二光源所构成的多个第二行；及

由在所述第二方向上布置的所述第二光源所构成的多个第二列，

其中每个第二光源是可操作的以提供在所述第三方向上传播的第二光束，

其中第二光源的所述第二行在所述第二方向上与第一光源的所述第一行相交错，而第二光源的所述第二列在所述第一方向上与第一光源的所述第一列相交错；

其中所述第三方向是沿轴的特定方向；

在所述第三方向上布置为阵列且在所述第二方向上交错的第一组第一反射器，使得每个第一反射器是可操作的以将由第一光源的各个第一行所提供的第一光束反射到朝向所述光瞳的所述第二方向上；及

在所述第三方向上布置为阵列且在所述第二方向上交错的第二组第二反射器，使得每个第二反射器是可操作的以将由第二光源的各个第二行所提供的第二光束反射到朝向所述光瞳的所述第二方向上，

其中每个第二反射器在朝向所述光瞳的所述第二方向上堆叠在对应的第一反射器之前，而每个第二反射器包括透明区域，所述透明区域是可操作的以传输对应的第一反射器所反射的所述第一光束，以及

其中所述第一光源的第一二维阵列和光源的第二二维阵列都被放置在所述第一组第一反射器和所述第二组第二反射器的相同侧上；

其中第一光源的所述第一二维阵列安装在第一板上；且

第二光源的所述第二二维阵列安装在第二板上，

其中所述第一板在所述第三方向上位于所述第二板之前，而所述第一板包括透明区域阵列；

其中所述第二光源的所述第二二维阵列以与所述第一板的所述透明区域阵列相同的模式被安装在所述第二板上，使得所述透明区域阵列可以传输所述第二光源所提供的所述第二光束。

2.如权利要求1所述的光学系统，其中每个第一光源是可操作的以提供准直光束，每个第二光源是可操作的以提供准直光束。

3.如权利要求1所述的光学系统，其中在每个第二反射器上的每个透明区域包含孔洞或透明材料。

4.如权利要求1所述的光学系统，其中每个各自的第一反射器定位使得第一光源的对应的第一行所提供的所述第一光束以约45度入射角入射在各自的第一反射器上，而每个各自的第二反射器定位使得第二光源的对应的第二行所提供的所述第二光束以约45度入射角入射在各自的第二反射器上。

5.如权利要求1所述的光学系统，其中在所述第一板上的每个透明区域包括孔洞或透明材料。

6.如权利要求1所述的光学系统，还包括：

第三光源的第三二维阵列，包括：

由在所述第一方向上布置的所述第三光源所构成的多个第三行；及

由在所述第二方向上布置的所述第三光源所构成的多个第三列，

其中每个第三光源是可操作的以提供在相反于所述第三方向的第四方向上传播的第三光束；

第四光源的第四二维阵列，包括：

由在所述第一方向上布置的所述第四光源所构成的多个第四行；及

由在所述第二方向上布置的所述第四光源所构成的多个第四列，

其中每个第四光源是可操作的以提供在所述第四方向上传播的光束，

其中第四光源的所述第四行在所述第二方向上与第三光源的所述第三行相交错，而第四光源的所述第四列在所述第一方向上与第三光源的所述第三列相交错；

在所述第四方向上布置为阵列且在所述第四方向上交错的第三组第三反射器，使得每个第三反射器是可操作的以将由第三光源的各个第三行所提供的第三光束反射到朝向所述光瞳的所述第二方向上；及

在所述第四方向上布置为阵列且在所述第二方向上交错的第四组第四反射器，使得各第四反射器是可操作的以将第四光源的各第四行所提供的第四光束反射到朝向所述光瞳的所述第二方向上，

其中每个第四反射器在朝向所述光瞳的所述第二方向上堆叠在对应的第三反射器之前，而每个第四反射器包括透明区域，所述透明区域是可操作的以传输由对应的第三反射器所反射的所述第三光束。

7.如权利要求6所述的光学系统，其中：

第一光源的所述第一二维阵列安装在第一板上；

第二光源的所述第二二维阵列安装在第二板上，

其中所述第一板在所述第三方向上位于所述第二板之前，而所述第一板包括第一透明区域，所述第一透明区域是可操作的以传输由所述第二光源所提供的所述第二光束；

第三光源的所述第三二维阵列安装在第三板上；且

第四光源的所述第四二维阵列安装在第四板上，

其中所述第三板在所述第四方向上位于所述第四板之前，而所述第三板包括第二透明区域，所述第二透明区域是可操作的以传输由所述第四光源所提供的所述第四光束。

8.如权利要求6所述的光学系统，其中：

第一光源的所述第一二维阵列和第二光源的所述第二二维阵列安装在第一板上；且

第三光源的所述第三二维阵列和第四光源的所述第四二维阵列安装在第二板上。

9.一种用于向成像设备的光瞳提供照明的光学系统，所述光学系统包括：

在第一方向上布置成阵列且在朝向所述光瞳的第二方向上交错的第一组第一反射器，所述第二方向垂直于所述第一方向，其中每个第一反射器是可操作的以将在所述第一方向上入射的一个或多个第一光束反射到朝向所述光瞳的所述第二方向上，和

在第一方向上布置成阵列且在朝向所述光瞳的第二方向上交错的第二组第二反射器，每个第二反射器包括一个或者多个透明区域，其中每个第二反射器是可操作的以将在所述第一方向上入射的一个或多个第二光束反射到朝向所述光瞳的所述第二方向上，其中所述第一方向是沿轴的特定方向，其中所述第一光束和所述第二光束是从所述第一组第一反射器和所述第二组第二反射器这两者的相同侧入射的；其中每个第二反射器在朝向所述光瞳的所述第二方向上堆叠在对应的第一反射器之前，而每个第二反射器是可操作的以通过所述第二反射器上的所述一个或多个透明区域传输由所述对应的第一反射器所反射的所述一个或多个第一光束；

其中光源的第一二维阵列安装在第一板上；且

光源的第二二维阵列安装在第二板上，

其中所述第一板在所述第一方向上布置在所述第二板之前，并且所述第一板包含透明区域阵列；

其中，所述第二光源的所述第二二维阵列以与所述第一板的所述透明区域阵列相同的模式被安装在所述第二板上，使得所述透明区域阵列可以传输所述第二光源所提供的所述第二光束。

10.如权利要求9的光学系统，其中所述一个或多个第一光束中的每一个包括准直光束，且所述一个或多个第二光束中的每一个包括准直光束。

11.如权利要求9的光学系统，其中所述一个或多个第一光束以约45度入射角入射在每个第一反射器上，所述一个或多个第二光束以约45度入射角入射在每个第二反射器上。

12.如权利要求9的光学系统，其中在每个第二反射器上的所述一个或多个透明区域中的每一个包含孔洞或透明区域。

13.如权利要求9的光学系统，还包括：

包括多个第一行的第一光源的第一二维阵列，每个第一行包括在第三方向上布置的一个或多个第一光源，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向，其中在每个第一行内的所述一个或多个第一光源是可操作的以提供将要被对应的第一反射器反射的所述一个或多个第一光束；及

包括多个第二行的第二光源的第二二维阵列，每个第二行包括在所述第三方向上布置的一个或多个第二光源，其中在每个第二行内的所述一个或多个第二光源是可操作的以提供将要被对应的第二反射器反射的所述一个或多个第二光束。

14.如权利要求9的光学系统，其中在所述第一板上的每个透明区域包括孔洞或透明材料。

15.一种光学设备，包括：

包含如权利要求13的所述光学系统的第一子设备；及

包含如权利要求13所述光学系统相对于垂直所述第一方向的平面的镜像的第二子设备，

其中所述第二子设备挨着所述第一子设备定位，使得所述第一子设备是可操作的以向所述光瞳的第一半提供照明，且第二子设备是可操作的以向所述光瞳的第二半提供照明。

16.一种光学设备，包括：

包含如权利要求9的所述光学系统的第一子设备；及

包含如权利要求9所述光学系统相对于垂直所述第一方向的平面的镜像的第二子设备，

其中所述第二子设备挨着所述第一子设备定位，使得所述第一子设备是可操作的以向所述光瞳的第一半提供照明，且第二子设备是可操作的以向所述光瞳的第二半提供照明。