JP7402543B2 - ダイクロイックビームスプリッタカラーコンバイナを有する光学デバイスおよび光学システム - Google Patents
ダイクロイックビームスプリッタカラーコンバイナを有する光学デバイスおよび光学システム Download PDFInfo
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Description
本出願は、2018年11月8日に出願された米国仮特許出願第62/757,199号の優先権を主張し、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
Claims (25)
- 光学デバイスであって、
第1のプリズムであって、
第1の光波入口表面、第2の光波入口表面、および光波出口表面、ならびに
前記光波入口表面のうちの少なくとも1つに対して傾斜した平面上で前記第1のプリズム内に配備された第1のダイクロイックビームスプリッタ構成を含む、第1のプリズムと、
第2のプリズムであって、
第1の光波入口表面、および前記第1のプリズムの前記光波出口表面と関連付けられた第2の光波入口表面、ならびに
前記第2のプリズムの前記光波入口表面のうちの少なくとも1つに対して傾斜した平面上で前記第2のプリズム内に配備された第2のダイクロイックビームスプリッタ構成であって、前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する第1の偏光状態の光が、前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する第2の偏光状態にあるような、第2のダイクロイックビームスプリッタ構成を含む、第2のプリズムと、を備え、前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成が、前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第1の偏光状態に偏光された第1の色の波長の光を透過させ、かつ前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第1の偏光状態に偏光された第2の色の波長の光を反射し、前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成が、前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第2の偏光状態に偏光された前記第1の色の波長の光と第2の色の波長の光とを透過させ、かつ前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第1の偏光状態に偏光された第3の色の波長の光を反射する、光学デバイス。 - 前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第1の偏光状態の前記第1の色の光を生成する、前記第1のプリズムの前記第1の光波入口表面と関連付けられた第1の偏光光源と、
前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第1の偏光状態の前記第2の色の光を生成する、前記第1のプリズムの前記第2の光波入口表面と関連付けられた第2の偏光光源と、
前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第1の偏光状態の前記第3の色の光を生成する、前記第2のプリズムの前記第1の光波入口表面と関連付けられた第3の偏光光源と、をさらに備える、請求項1に記載の光学デバイス。 - 前記第1の偏光光源および前記第2の偏光光源によって生成された光が、前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第2の偏光状態で前記第2のプリズムの光波出口表面に到達し、前記第3の偏光光源によって生成された光が、前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第1の偏光状態で前記第2のプリズムの前記光波出口表面に到達する、請求項2に記載の光学デバイス。
- 前記第1の偏光光源および前記第2の偏光光源によって生成された光と、前記第3の偏光光源によって生成された光と、が非コリメート光として、それぞれ、前記第1のプリズムおよび前記第2のプリズムに入る、請求項2に記載の光学デバイス。
- 前記第1の偏光光源が、前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関してs偏光した赤色光を生成するように構成されており、前記第2の偏光光源が、前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関してs偏光した青色光を生成するように構成されており、前記第3の偏光光源が、前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関してs偏光した緑色光を生成するように構成されている、請求項2に記載の光学デバイス。
- 前記第1の偏光光源が、前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関してs偏光した赤色光を生成するように構成されており、前記第2の偏光光源が、前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関してs偏光した緑色光を生成するように構成されており、前記第3の偏光光源が、前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関してs偏光した青色光を生成するように構成されている、請求項2に記載の光学デバイス。
- 前記第1の偏光光源が、前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関してs偏光した緑色光を生成するように構成されており、前記第2の偏光光源が、前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関してs偏光した青色光を生成するように構成されており、前記第3の偏光光源が、前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関してs偏光した赤色光を生成するように構成されている、請求項2に記載の光学デバイス。
- 前記偏光光源が、発光ダイオードを含む、請求項2に記載の光学デバイス。
- 前記偏光光源が、レーザを含む、請求項2に記載の光学デバイス。
- 前記第2のプリズムの光波出口表面と関連付けられたクロマティックリターダであって、前記クロマティックリターダが、前記第1及び第2のプリズムを透過した前記第1の偏光光源および前記第2の偏光光源からの光の偏光状態を、前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第2の偏光状態から前記第1の偏光状態に変化させるように配向されている、クロマティックリターダをさらに備える、請求項2に記載の光学デバイス。
- 前記第2のプリズムの光波出口表面からの光出力によって照明されることに応答して偏光光を生成する反射型ディスプレイデバイスをさらに備える、請求項1に記載の光学デバイス。
- 互いに平行な少なくとも2つの主表面を有する導光基板をさらに備え、前記反射型ディスプレイデバイスによって生成された光が、前記導光基板に結合される、請求項11に記載の光学デバイス。
- 前記反射型ディスプレイデバイスが、液晶オンシリコンディスプレイを含む、請求項11に記載の光学デバイス。
- 前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第1の偏光状態が、s偏光である、請求項1に記載の光学デバイス。
- 前記第1のプリズムの前記光波入口表面が、互いに直交している、請求項1に記載の光学デバイス。
- 前記第2のプリズムの前記光波入口表面が、互いに直交している、請求項1に記載の光学デバイス。
- 前記第2のプリズムが、前記第1のプリズムの前記光波出口表面に平行な光波出口表面をさらに含む、請求項1に記載の光学デバイス。
- 前記第1のプリズムおよび前記第2のプリズムが、前記第1のプリズムの前記光波出口表面および前記第2のプリズムの前記第2の光波入口表面で互いに光学結合されている、請求項1に記載の光学デバイス。
- 前記光学結合が、光学セメントを含む、請求項18に記載の光学デバイス。
- 前記光学結合が、機械的装置を含む、請求項18に記載の光学デバイス。
- 前記第1のプリズムまたは前記第2のプリズムのうちの少なくとも1つが、正方立方体プリズムである、請求項1に記載の光学デバイス。
- 光学デバイスであって、
第1のプリズムであって、
第1光波入口表面および第2光波入口表面、ならびに
前記第1及び第2光波入口表面のうちの少なくとも1つに対して傾斜した平面上で前記第1のプリズム内に配備された第1のダイクロイックビームスプリッタ構成を含む、第1のプリズムと、
第2のプリズムであって、
第1光波入口表面、および
前記第2のプリズムの前記第1光波入口表面に対して傾斜した平面上で前記第2のプリズム内に配備された第2のダイクロイックビームスプリッタ構成であって、前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する第1の偏光状態の光が、前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する第2の偏光状態にあるような第2のダイクロイックビームスプリッタ構成を含む、第2のプリズムと、
前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する第1の偏光状態の第1の色の光を生成する、前記第1のプリズムの前記第1光波入口表面と関連付けられた第1の偏光光源と、
前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第1の偏光状態の第2の色の光を生成する、前記第1のプリズムの前記第2光波入口表面と関連付けられた第2の偏光光源と、
前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第1の偏光状態の第3の色の光を生成する、前記第2のプリズムの前記第1光波入口表面と関連付けられた第3の偏光光源と、を備え、
前記第1の偏光光源によって生成された光が、前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成によって透過され、かつ前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成によって透過され、前記第2の偏光光源によって生成された光が、前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成によって反射され、かつ前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成によって透過され、および前記第3の偏光光源によって生成された光が、前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成によって反射される、光学デバイス。 - 前記第1の偏光光源および前記第2の偏光光源によって生成された光と、前記第3の偏光光源によって生成された光と、が非コリメート光として、それぞれ、前記第1のプリズムおよび前記第2のプリズムに入る、請求項22に記載の光学デバイス。
- 光学デバイスであって、
プリズムアセンブリであって、
第1の外表面、第2の外表面、および第3の外表面であって、前記第1の外表面、前記第2の外表面、および前記第3の外表面が相互に直交し、前記第1の外表面の少なくとも一部分上に第1の光波入口表面が形成されており、前記第2の外表面の少なくとも一部分上に第2の光波入口表面が形成されており、および前記第3の外表面の少なくとも一部分上に第3の光波入口表面が形成されている、第1の外表面、第2の外表面、および第3の外表面、ならびに
前記第1の光波入口表面または前記第2の光波入口表面のうちの少なくとも1つに対して傾斜した平面上で前記プリズムアセンブリの第1の部分内に配備された第1のダイクロイックビームスプリッタ構成と、
前記第3の光波入口表面に対して傾斜した平面上で前記プリズムアセンブリの第2の部分内に配備された第2のダイクロイックビームスプリッタ構成であって、前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する第1の偏光状態の光が、前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する第2の偏光状態にあるような第2のダイクロイックビームスプリッタ構成と、を含むプリズムアセンブリと、
前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する第1の偏光状態の第1の色の光を生成する、前記第1の光波入口表面と関連付けられた第1の偏光光源と、
前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第1の偏光状態にある第2の色の光を生成する、前記第2の光波入口表面と関連付けられた第2の偏光光源と、
前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第1の偏光状態の第3の色の光を生成する、前記第3の光波入口表面と関連付けられた第3の偏光光源と、を備え、前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成が、前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第1の偏光状態に偏光された前記第1の色の波長の光を透過させ、かつ前記第1のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第1の偏光状態に偏光された前記第2の色の波長の光を反射するように、構成されており、
前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成が、前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第2の偏光状態に偏光された前記第1の色または前記第2の色の波長の光を透過させ、かつ前記第2のダイクロイックビームスプリッタ構成に関する前記第1の偏光状態に偏光された前記第3の色の波長の光を反射するように、構成されている、光学デバイス。 - 前記第1の偏光光源、前記第2の偏光光源、および前記第3の偏光光源によって生成された光が、非コリメート光として前記プリズムアセンブリに入る、請求項24に記載の光学デバイス。
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