TW201327014A - 偏斜雙色偏光之色彩結合器 - Google Patents

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xiao-hui Cheng
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Abstract

本發明大體上係關於色彩結合器，且詳言之，係關於用於諸如袋裝投影器之小的大小格式投影器中之色彩結合器。所揭示之色彩結合器包括具有至少兩個反射器的一偏斜雙色板，該至少兩個反射器經組態以具有用以將至少兩個色彩之光結合成一結合偏光之集光光學器件。

Description

偏斜雙色偏光之色彩結合器 相關申請案
本申請案係關於以引用之方式併入的以下美國專利申請案：題為「Tilted Dichroic Color Combiner I」(代理人案號66530US002)之美國專利申請案第61/385237號；題為「Tilted Dichroic Color Combiner II」(代理人案號66791US002)之美國專利申請案第61/385241號；及題為「Tilted Dichroic Color Combiner III」(代理人案號66792US002)之美國專利申請案第61/385248號；所有該等申請案於2010年9月22日申請；且亦係關於題為「TILTED DICHROIC POLARIZING BEAMSPLITTER」(代理人案號67923US002)之美國專利申請案，該申請案與本案在同一日期申請。
用於將影像投影於螢幕上之投影系統可使用具有不同色彩之多個色光源(諸如發光二極體(LED))以產生照明光。若干光學元件安置於LED與影像顯示單元之間以將光結合且將光自LED傳遞至影像顯示單元。影像顯示單元可使用各種方法來在光上外加影像。舉例而言，影像顯示單元可使用偏光，正如透射性或反射性液晶顯示器一樣。
用於將影像投影於螢幕上之其他投影系統可使用經組態以自諸如用於Texas Instruments之數位光處理器(DLP®)顯示器中的陣列之數位微鏡(DMM)陣列成影像地反射之白光。在DLP®顯示器中，數位微鏡陣列內之個別鏡表示投 影影像之個別像素。顯示像素在對應鏡偏斜以使得入射光被導引至投影光學路徑中時被照明。置於光學路徑內之旋轉色輪經時控以自數位微鏡陣列反射光，使得經反射白光經濾光以投影出對應於像素之色彩。數位微鏡陣列接著切換至下一個所要像素色彩，且程序以使得整個投影顯示器看起來被連續照明之快速速率而繼續。數位微鏡投影系統要求較少的像素化陣列組件，其可產生較小大小的投影器。
影像亮度為投影系統之重要參數。色光源之亮度及集光、結合光、使光均勻化及將光遞送至影像顯示單元的效率皆影響亮度。隨著現代投影器系統之大小減小，需要維持輸出亮度之適當位準，同時將藉由色光源產生之熱保持於可在小投影器系統中耗散之低位準。需要光結合系統，其以增加之效率結合多個色彩光以在無光源之過量電力消耗的情況下提供具有適當亮度位準的光輸出。
此等電子投影器常常包括用於使光束光學上均勻化以便改良投影於螢幕上之光的亮度及色彩均勻性之裝置。兩個常見裝置為積分隧道及蠅眼陣列(FEA)均化器。蠅眼均化器可為極緊湊的，且出於此原因而為通常使用之裝置。積分隧道可在均勻化方面更有效，但中空隧道通常要求常常為高度或寬度(取其中大者)的5倍之長度。歸因於折射之效應，實心隧道常常長於中空隧道。
微型及袋裝投影器具有用於有效色彩結合器、光積分器及/或均化器之有限可用空間。結果，自用於此等投影器 中之光學裝置(諸如，色彩結合器及偏光轉換器)的有效及均勻光輸出可要求緊湊且有效之光學設計。
本發明大體上係關於色彩結合器，且詳言之，係關於用於諸如袋裝投影器之小的大小格式投影器中之色彩結合器。所揭示之色彩結合器包括具有至少兩個反射器的一偏斜雙色板，該至少兩個反射器經組態以具有用以結合至少兩個色彩之光的集光光學器件。在一態樣中，本發明提供一種色彩結合器，其包括：一集光光學器件，其具有一光輸入表面及一光軸；一第一光源及一第二光源，其經安置以將一第一色彩光及一第二色彩光射出至該光輸入表面中，該第一光源及該第二光源中之至少一者自該光軸移位；及一第一反射偏光器，其安置成面向該集光光學器件與該光輸入表面相對，該第一反射偏光器能夠將該第一色彩光及該第二色彩光兩者分離成具有一第一偏光方向之一經透射光及具有一第二偏光方向之一經反射光。該色彩結合器進一步包括：一半波延遲器，其經安置以將具有該第一偏光方向之該經透射光轉換成具有該第二偏光方向之一經轉換光；一第二反射偏光器，其經安置以反射平行於具有該第二偏光方向之該經反射光的具有該第二偏光方向之該經轉換光；及一四分之一波延遲器，其經安置以截取具有該第二偏光方向之該經反射光及具有該第二偏光方向之該經轉換光。該色彩結合器更進一步提供：一偏斜雙色板，其安置成鄰近於該四分之一波延遲器且與該第一反射 偏光器及該第二反射偏光器相對，該偏斜雙色板包括：一第一雙色反射器，其能夠反射該第一色彩光且透射其他色彩光；及一第二反射器，其能夠反射該第二色彩光，其中該第一雙色反射器及該第二反射器各自偏斜以使得該第一色彩光及該第二色彩光兩者均在一輸出方向上反射穿過該第一反射偏光器及該第二反射偏光器，該第一色彩光及該第二色彩光形成具有該第一偏光方向之一結合色彩光束。在另一態樣中，本發明提供一種影像投影器，其包括：該色彩結合器；一空間光調變器，其經安置以將一影像賦予給經偏光之該第一色彩光、該第二色彩光及該第三色彩光；及投影光學器件。
在另一態樣中，本發明提供一種色彩結合器，其包括：一光準直光學器件，其具有一光輸入表面及一光軸；一第一光源、一第二光源及一第三光源，該第一光源、該第二光源及該第三光源中之至少兩者自該光軸移位且經安置以將一第一色彩光、一第二色彩光及一第三色彩光射出至該光輸入表面中；及一第一偏光射束分離器(PBS)，其安置成面向該光準直光學器件與該光輸入表面相對，該第一偏光射束分離器(PBS)能夠將該第一色彩光、該第二色彩光及該第三色彩光分離成具有該第一偏光方向之一經透射光及具有該第二偏光方向之一經反射光。該色彩結合器進一步包括：一半波延遲器，其經安置以將具有該第一偏光方向之該經透射光轉換成具有該第二偏光方向之一經轉換光；一第二PBS，其經安置以反射平行於具有該第二偏光 方向之該經反射光的具有該第二偏光方向之該經轉換光；及一四分之一波延遲器，其經安置以截取具有該第二偏光方向之該經反射光及具有該第二偏光方向之該經轉換光。該色彩結合器更進一步包括：一偏斜雙色板，其安置成鄰近於該四分之一波延遲器且與該第一PBS及該第二PBS相對，該偏斜雙色板包括：一第一雙色反射器，其能夠反射該第一色彩光且透射該第二色彩光及該第三色彩光；一第二雙色反射器，其能夠反射該第二色彩光且透射該第三色彩光；及一第三反射器，其能夠反射該第三色彩光，其中該第一雙色反射器、該第二雙色反射器及該第三反射器各自偏斜以使得該第一色彩光、該第二色彩光及該第三色彩光各自在一輸出方向上反射穿過該第一PBS及該第二PBS，該第一色彩光、該第二色彩光及該第三色彩光形成具有該第一偏光方向之一結合色彩光束。在另一態樣中，本發明提供一種影像投影器，其包括：該色彩結合器；一空間光調變器，其經安置以將一影像賦予給經偏光之該第一色彩光、該第二色彩光及該第三色彩光；及投影光學器件。
在又一態樣中，本發明提供一種色彩結合器，其包括：一集光光學器件，其具有一光輸入表面及一光軸；一第一光源及一第二光源，其經安置以將一第一色彩光及一第二色彩光射出至該光輸入表面中，該第一光源及該第二光源中之至少一者自該光軸移位；及一第一反射偏光器，其安置成面向該集光光學器件與該光輸入表面相對，該第一反 射偏光器能夠將該第一色彩光及該第二色彩光兩者分離成具有一第一偏光方向之一經透射光及具有一第二偏光方向之一經反射光。該色彩結合器進一步包括：一四分之一波延遲器，其經安置以截取具有該第二偏光方向之該經反射光；及一第一偏斜雙色板，其安置成鄰近於該四分之一波延遲器且與該第一反射偏光器相對，該第一偏斜雙色板包括：一第一雙色反射器，其能夠反射該第一色彩光且透射其他色彩光；及一第二雙色反射器，其能夠反射該第二色彩光。該色彩結合器更進一步包括：一第二偏斜雙色板，其經安置以截取具有該第一偏光方向之該經透射光，該第二偏斜雙色板包括：一第三雙色反射器，其能夠反射該第一色彩光且透射其他色彩光；及一第四雙色反射器，其能夠反射該第二色彩光，其中該第一雙色反射器及該第二雙色反射器偏斜以使得該第一色彩光及該第二色彩光兩者均在一輸出方向上反射穿過該第一反射偏光器，且該第三雙色反射器及該第四雙色反射器偏斜以使得該第一色彩光及該第二色彩光兩者均在該輸出方向上反射，該第一色彩光及該第二色彩光形成具有該第一偏光方向之一結合色彩光束。在另一態樣中，本發明提供一種影像投影器，其包括：該色彩結合器；一空間光調變器，其經安置以將一影像賦予給經偏光之該第一色彩光、該第二色彩光及該第三色彩光；及投影光學器件。
以上概述並不意欲描述本發明之每一所揭示之實施例或每一實施。以下諸圖及詳細描述更特定地例示說明性實施 例。
諸圖未必按比例繪製。在諸圖中使用之相同數字指代相同組件。然而，應理解，使用數字指代給定圖中之組件並不意欲限制另一圖中之以相同數字標記的組件。
貫穿本說明書而參看所附圖式，其中相同參考編號指示相同元件。
本發明大體上係關於影像投影器，詳言之，係關於藉由使用偏斜雙色反射板結合光而具有光之改良的均勻性之影像投影器。在一特定實施例中，偏斜雙色反射板包括層壓於一起之複數個雙色濾光片，其中雙色濾光片中之每一者可以相對於雙色反射板之法線的一角度偏斜，且結合光為偏光(polarized light)。
本文中所描述之光學元件可經組態為接收不同波長光譜光且產生結合光輸出之色彩結合器，結合光輸出包括不同波長光譜光。在一態樣中，所接收光輸入為非偏光的，且結合光輸出為偏光的。在一些實施例中，結合光具有與所接收光中之每一者相同的光展量。結合光可為包含一個以上波長光譜之光的多色結合光。結合光可為所接收光中之每一者的時間定序輸出。在一態樣中，光之不同波長光譜中之每一者對應於不同色彩光(例如，紅、綠及藍)，且結合光輸出為白光，或時間定序之紅光、綠光及藍光。為了達成本文中所提供之描述之目的，「色彩光」及「波長光譜光」兩者皆意欲意謂具有可能與特定色彩(若可為人眼 所見)相關之波長光譜範圍的光。更一般的術語「波長光譜光」指代可見光及其他波長光譜之光，包括(例如)紅外光。
又，為了達成本文中所提供之描述之目的，術語「與所要偏光狀態對準」意欲使光學元件之通軸(pass axis)的對準與穿過該光學元件之光的所要偏光狀態(亦即，諸如s偏光、p偏光、右旋圓偏光、左旋圓偏光或其類似者之所要偏光狀態)相關聯。在本文中參看諸圖所描述之一實施例中，與第一偏光狀態對準之光學元件(諸如，偏光器)意謂使p偏光狀態之光通過且反射或吸收第二偏光狀態(在此狀況下為s偏光狀態)之光的偏光器之定向。應理解，在需要時，偏光器可改為經對準以使s偏光狀態之光通過，且反射或吸收p偏光狀態之光。
又，為了達成本文中所提供之描述之目的，術語「面向」指代一元件經安置以使得自該元件之表面的垂直線遵循亦垂直於另一元件之光學路徑。一元件面向另一元件可包括將該等元件安置成鄰近於彼此。一元件面向另一元件進一步包括藉由光學器件分離該等元件，以使得垂直於一元件之光線亦垂直於另一元件。
在一特定實施例中，描述包括各自具有不同色彩之至少兩個發光二極體(LED)之色彩結合器。使自兩個LED發射之光準直成實質上重疊之射束，且來自兩個LED之光經結合並被轉換至單一偏光狀態。結合之單一偏光狀態光相比於藉由兩個LED發射之光具有較低光展量及較高亮度。
LED可用以照明投影器。因為LED在具有接近朗伯角分佈(Lambertian angular distribution)之區域之上發射光，所以投影器的亮度受到光源及投影系統之光展量的限制。用於減小LED光源之光展量的一方法為使用雙色反射器來使LED之兩個或兩個以上色彩在空間上重疊，使得其看起來係自同一區發射。一般地，色彩結合器以約45度之角度使用雙色反射器。此情形引起強反射帶移，且限制雙色反射器之有用光譜及角範圍。在一特定實施例中，本發明描述使用與入射光束成接近法線角之雙色反射器結合不同色彩LED之物品。
在一態樣中，本發明提供有效地結合來自不同色彩光源之輸出之緊密方法。此情形尤其可用於產生用於光展量受限制之緊密投影系統之照明器。舉例而言，紅光、綠光及藍光LED之線性陣列(其中每一LED之輸出藉由主要光學器件之集合部分準直)入射於包括偏斜反射板總成之偏光轉換器上。偏斜反射板總成含有以不同角度反射紅光、綠光及藍光之雙色反射板。經反射光接著輸出為偏光準直結合色彩光束。
3個LED之組態可擴展至包括黃光及紅外光之其他色彩，如熟習此項技術者所理解。LED可以包括線性陣列及三角形陣列之各種型樣配置。光源可包括與LED結合之雷射，且亦可基於全雷射系統。LED可由發射在紅光、綠光及藍光之短波長範圍內的至少主要色彩之集合及發射在紅光、綠光及藍光之長波長範圍內的主要色彩之第二集合組 成。另外，光混合所在之點處的孔隙可併有蠅眼陣列(FEA)以提供另外色彩積分。此可由透鏡之一維或二維陣列組成，其中至少一維具有2至約20個透鏡，如別處所描述。
基於LCoS之攜帶型投影系統歸因於低成本及高解析度LCoS面板之可用性而正變得常見。LED照明之LCoS投影器中之元件的清單可包括一或多個LED光源、可選色彩結合器、可選預偏光系統、中繼光學器件、PBS、LCoS面板及投影透鏡單元。對於基於LCoS之投影系統，投影器之效率及對比度與進入PBS之光的偏光程度直接相關。出於至少此原因，常常要求利用反射/再循環光學器件或偏光轉換光學元件之預偏光系統。
利用偏光射束分離器及半波延遲器之偏光轉換方案為將偏光提供至PBS中之最有效方式中的一者。對經偏光轉換之光的一挑戰為其可能遭受空間不均勻性，從而產生在所顯示影像中之假影。因此，在具有偏光轉換器之系統中，均勻化系統可係符合需要的，如別處所描述。
在一特定實施例中，用於影像投影器之照明器包括將所發射非偏光導引至偏光轉換器中之光源。偏光轉換器將光分離至兩個路徑中，每一偏光狀態一個路徑。兩個偏光狀態中之每一者的路徑長度大致相等，且偏光光束接著可穿過至單體FEA積分器。單體FEA積分器可使得光束發散，且接著導引光束以用於(例如)藉由使用空間光調變器來將影像賦予給光束及使用投影光學器件來將影像顯示於螢幕 上而進一步處理。
在一些狀況下，光學投影器使用諸如發光二極體(LED)或放電燈之非偏光光源、偏光選擇元件、第一偏光空間調變器及第二偏光選擇元件。因為第一偏光選擇元件拒絕了50%的自非偏光光源發射之光，所以偏光選擇投影器常常可具有低於非偏光裝置之效率。
增加偏光選擇投影器之效率的一技術為在光源與第一偏光選擇元件之間添加偏光轉換器。一般而言，存在設計此項技術中所使用之偏光轉換器的兩種方式。第一方式為使自光源發射之光部分準直，使經部分準直之光束穿過透鏡陣列，及將偏光轉換器陣列定位於每一焦點處。偏光轉換器通常具有偏光射束分離器，該偏光射束分離器具有偏光選擇偏斜膜(例如，MacNeille偏光器、線柵偏光器或雙折射光學膜偏光器)，其中經反射偏光藉由偏斜反射器反射，使得經反射射束平行於由偏斜偏光選擇膜透射之射束而傳播。偏光中之一個射束或另一個射束穿過半波延遲器，使得兩個射束具有相同偏光狀態。
將非偏光光束轉換成具有單一偏光狀態之光束的另一技術為使整個光束穿過偏斜偏光選擇器，且藉由反射器及半波延遲器調節分離射束以使得發射單一偏光狀態。用偏光轉換器直接照明偏光選擇空間光調變器可產生照度及色彩非均勻性。
在一特定實施例中，偏光轉換器可併有蠅眼陣列(FEA)以在投影系統中均勻化光。偏光轉換器之輸出側包括單體 FEA以均勻化光。單體FEA之輸入及輸出側包括相同數目個透鏡，其中輸出側上之每一透鏡的中心大致在輸入側處之匹配透鏡的焦點處。透鏡可為圓柱形、雙凸、球面或非球面；然而，在許多狀況下，球面透鏡可為較佳的。蠅眼積分器及偏光轉換器可顯著地改良投影器之照度及色彩均勻性，如別處所描述。
圖1A至圖1F展示根據本發明之一態樣之偏斜雙色偏光色彩結合器100的橫截面示意圖。在圖1A至圖1F中，偏斜雙色偏光色彩結合器100包括集光光學器件105及偏斜雙色偏光轉換器106。集光光學器件105包括第一透鏡元件110及第二透鏡元件120、光輸入表面114及垂直於光輸入表面114之光軸102。第一光源140、第二光源150及可選第三光源160各自安置於面向光輸入表面114之光射出表面104上。第一光源140、第二光源150及可選第三光源160中之至少兩者自光軸102移位，且第一光源140、第二光源150及可選第三光源160中之一者可定位於光軸上。第一光源140、第二光源150及可選第三光源160中之每一者經安置以分別將第一色彩光141、第二色彩光151及可選第三色彩光161射出至光輸入表面114中，如別處所描述。
在一特定實施例中，集光光學器件105可為用以使自第一光源140、第二光源150及可選第三光源160發射之光準直的光準直器。集光光學器件105可包括單透鏡光準直器(圖中未展示)、雙透鏡光準直器(圖中展示)、繞射光學元件(圖中未展示)或其組合。雙透鏡光準直器具有第一透鏡 元件110，第一透鏡元件110包括安置成與光輸入表面114相對之第一凸表面112。第二透鏡元件120包括面向第一凸表面112之第二表面122及與第二表面122相對之第三凸表面124。第二表面122可選自凸表面、平坦表面及凹表面。
第一色彩光141、第二色彩光151及可選第三色彩光161中之每一者在射離集光光學器件105時變為經準直第一色彩光141c、經準直第二色彩光151c及經準直可選第三色彩光161c。因為第一光源140、第二光源150及可選第三光源160中之每一者以距集光光學器件105之光軸102的不同間隔安置於光射出表面104上，所以經準直第一色彩光141c、經準直第二色彩光151c及經準直可選第三色彩光161c中之每一者在其進入偏斜雙色偏光轉換器106時以相對於光軸之略微不同角度被準直。
在一特定實施例中，偏斜雙色偏光轉換器106包括第一反射偏光器172、第二反射偏光器182及安置於第一反射偏光器172與第二反射偏光器182之間的半波延遲器192。在一特定實施例中，第一反射偏光器172可安置於可選稜柱第一偏光射束分離器(PBS)170之對角線表面上，且第二反射偏光器182可安置於可選稜柱形第二PBS 180之對角線表面上。第一反射偏光器172及第二反射偏光器182中之每一者對準以通過在本文中描述為p偏光之第一偏光方向190。
偏斜雙色偏光轉換器106進一步包括四分之一波延遲器194及偏斜雙色板130。偏斜雙色偏光轉換器106之所描述的組件將經準直(且非偏光)之第一色彩光141c、經準直(且 非偏光)第二色彩光151c及經準直(且非偏光)可選第三色彩光161c中之每一者共同地轉換成準直結合偏光，其中不同經準直光色彩中的每一者在同一方向上準直，如參看諸圖所描述。
在一些狀況下，第一及第二反射偏光器172、182可為笛卡爾反射偏光器，其與第一偏光方向190對準以使得入射於反射偏光器172、182上之第一偏光方向光(例如，p偏光)透射穿過反射偏光器，且第二正交偏光方向(例如，s偏光)光自反射偏光器反射，如別處所描述。在一些狀況下，第一及第二反射偏光器172、182可安置於偏光射束分離器(如諸圖中所展示)之對角面上，或者，第一反射偏光器172及第二反射偏光器182可保留為光學路徑中之外膜(圖中未展示)。四分之一波延遲器194可與第一偏光方向190成45度角對準，使得經反射s偏光可經旋轉成p偏光，如參看圖3及圖4所描述。
在一特定實施例中，偏斜雙色偏光色彩結合器100進一步包括安置成面向四分之一波延遲器194且與第一及第二反射偏光器172、182相對之偏斜雙色板130。偏斜雙色板130包括能夠反射第一色彩光141且透射其他色彩光之第一雙色反射器132。偏斜雙色板130進一步包括能夠反射第二色彩光151且透射其他色彩光之第二雙色反射器134。偏斜雙色板130更進一步包括能夠反射可選第三色彩光161之可選第三雙色反射器136。在一些狀況下，例如在僅包括第一及第二光源140、150(亦即，省略可選第三光源160)時， 第二雙色反射器可替代地為諸如寬頻鏡之通用反射器，此係因為不需要透射其他波長(亦即，色彩)之光。製造偏斜雙色板130以使得第一、第二及可選第三雙色反射器132、134、136中之每一者偏斜，使得自雙色反射器中之每一者反射為經反射經準直光的入射經準直光在平行方向上行進，如別處所描述。
轉至圖1A，來自第一光源140之第一色彩光141的路徑可經由偏斜雙色偏光色彩結合器100示蹤。第一色彩光141包括在第一光傳播方向上行進之第一中心光線142及在第一輸入光準直角θ1i內之射線錐，該射線錐之邊界由第一邊界光線144、146表示。第一中心光線142係在大體上平行於光軸102之方向上自第一光源140射出至光輸入表面114中，穿過第一透鏡元件110、第二透鏡元件120，且作為在第一經準直色彩光141c的中心之第一中心光線142自集光光學器件105出射。第一邊界光線144、146中之每一者係在大體上與光軸102成第一輸入光準直角θ1i之方向上射出至光輸入表面114中，穿過第一透鏡元件110、第二透鏡元件120，且作為形成第一經準直色彩光141c的邊界之第一邊界光線144、146自集光光學器件105出射。如可自圖1A看出，集光光學器件105用以使自第一光源140通過之第一色彩光141準直以作為第一經準直色彩光141c出射，第一經準直色彩光141c的路徑在圖1B中繼續，如由標記A、B、C所指示。
第一中心光線142及第一邊界光線144、146中之每一者 進入偏斜雙色偏光轉換器106之第一PBS 170且截取第一反射偏光器172。第一中心光線142及第一邊界光線144、146中之每一者的路徑在圖1A至圖1B中示意性地表示，但出於簡潔起見，本文中將僅描述第一中心光線142之路徑。應理解，對第一邊界光線144、146中之每一者的描述可自其各別路徑中之每一者及對圖1A至圖1B內之第一中心光線142的路徑之描述容易地判定。
第一中心光線142分離成經透射第一p偏光中心光線142p及經反射第一s偏光中心光線142s。經反射第一s偏光中心光線142s射離第一PBS 170，穿過四分之一波延遲器194，在四分之一波延遲器194中，經反射第一s偏光中心光線142s改變成圓偏光141cr。圓偏光141cr自第一雙色反射器132反射，改變圓偏光之方向，且穿過四分之一波延遲器194(在四分之一波延遲器194中，圓偏光141cr改變成第一輸出p偏光中心光線143p)，透射穿過第一反射偏光器172，且在垂直於光軸102之方向上射離第一PBS 170。
經透射第一p偏光中心光線142p射離第一PBS 170，穿過半波延遲器192，改變成經轉換第一s偏光中心光線142s2，進入第二PBS 180，自第二反射偏光器182反射，射離第一PBS 180且穿過四分之一波延遲器194，在四分之一波延遲器194中，經透射第一p偏光中心光線142p改變成圓偏光141cr。圓偏光141cr自第一雙色反射器132反射，改變圓偏光之方向，且穿過四分之一波延遲器194，在四分之一波延遲器194中，圓偏光141cr改變成第一經轉換輸出 p偏光中心光線143p2。第一經轉換輸出p偏光中心光線143p2進入第二PBS 180，透射穿過第二反射偏光器182，且在垂直於光軸102且平行於第一輸出p偏光中心光線143p之方向上射離第二PBS 180。
轉至圖1C，來自第二光源150之第二色彩光151的路徑可經由偏斜雙色偏光色彩結合器100示蹤。第二色彩光151包括在第二光傳播方向上行進之第二中心光線152及在第二輸入光準直角θ2i內之射線錐，該射線錐之邊界由第二邊界光線154、156表示。第二中心光線152係在大體上平行於光軸102之方向上自第二光源150射出至光輸入表面114中，穿過第一透鏡元件110、第二透鏡元件120，且作為在第二經準直色彩光151c的中心之第二中心光線152自集光光學器件105出射。第二邊界光線154、156中之每一者係在大體上與光軸102成第二輸入光準直角θ2i之方向上射出至光輸入表面114中，穿過第一透鏡元件110、第二透鏡元件120，且作為形成第二經準直色彩光151c的邊界之第二邊界光線154、156自集光光學器件105出射。如可自圖1C看出，集光光學器件105用以使自第二光源150通過之第二色彩光151準直以作為第二經準直色彩光151c出射，第二經準直色彩光151c的路徑在圖1D中繼續，如由標記A'、B'、C'所指示。
第二中心光線152及第二邊界光線154、156中之每一者進入偏斜雙色偏光轉換器106之第一PBS 170且截取第一反射偏光器172。第二中心光線152及第二邊界光線154、156 中之每一者的路徑在圖1C至圖1D中示意性地表示，但出於簡潔起見，本文中將僅描述第二中心光線152之路徑。應理解，對第二邊界光線154、156中之每一者的描述可自其各別路徑中之每一者及對圖1C至圖1D內之第二中心光線152的路徑之描述容易地判定。
第二中心光線152分離成經透射第二p偏光中心光線152p及經反射第二s偏光中心光線152s。經反射第二s偏光中心光線152s射離第一PBS 170，穿過四分之一波延遲器194，在四分之一波延遲器194中，經反射第二s偏光中心光線152s改變成圓偏光151cr。圓偏光151cr自第二雙色反射器134反射，改變圓偏光之方向，且穿過四分之一波延遲器194(在四分之一波延遲器194中，圓偏光151cr改變成第二輸出p偏光中心光線153p)，透射穿過第一反射偏光器172，且在垂直於光軸102之方向上射離第一PBS 170。
經透射第二p偏光中心光線152p射離第一PBS 170，穿過半波延遲器192，改變成經轉換第二s偏光中心光線152s2，進入第二PBS 180，自第二反射偏光器182反射，射離第二PBS 180且穿過四分之一波延遲器194，在四分之一波延遲器194中，經透射第二p偏光中心光線152p改變成圓偏光151cr。圓偏光151cr自第二雙色反射器134反射，改變圓偏光之方向，且穿過四分之一波延遲器194，在四分之一波延遲器194中，圓偏光151cr改變成第二經轉換輸出p偏光中心光線153p2。第二經轉換輸出p偏光中心光線153p2進入第二PBS 180，透射穿過第二反射偏光器182， 且在垂直於光軸102且平行於第二輸出p偏光中心光線153p之方向上射離第二PBS 180。
轉至圖1E，來自可選第三光源160之可選第三色彩光161的路徑可經由偏斜雙色偏光色彩結合器100示蹤。在圖1E中所展示之一特定實施例中，可選第三光源160可安置於光軸上；然而，可選第三光源160亦可安置於光軸附近，如別處所描述。第三色彩光161包括在第三光傳播方向上行進之第三中心光線162及在第三輸入光準直角θ3i內之射線錐，該射線錐之邊界由第三邊界光線164、166表示。第三中心光線162係在大體上平行於光軸102之方向上自第三光源160射出至光輸入表面114中，穿過第一透鏡元件110、第二透鏡元件120，且作為在第三經準直色彩光161c的中心之第三中心光線162自集光光學器件105出射。第三邊界光線164、166中之每一者係在大體上與光軸102成第三輸入光準直角θ3i之方向上射出至光輸入表面114中，穿過第一透鏡元件110、第二透鏡元件120，且作為形成第三經準直色彩光161c的邊界之第三邊界光線164、166自集光光學器件105出射。如可自圖1E看出，集光光學器件105用以使自第三光源160通過之第三色彩光161準直以作為第三經準直色彩光161c出射，第三經準直色彩光161c的路徑在圖1F中繼續，如由標記A"、B"、C"所指示。
第三中心光線162及第三邊界光線164、166中之每一者進入偏斜雙色偏光轉換器106之第一PBS 170且截取第一反射偏光器172。第三中心光線162及第三邊界光線164、166 中之每一者的路徑在圖1E至圖1F中示意性地表示，但出於簡潔起見，本文中將僅描述第三中心光線162之路徑。應理解，對第三邊界光線164、166中之每一者的描述可自其各別路徑中之每一者及對圖1E至圖1F內之第三中心光線162的路徑之描述容易地判定。
第三中心光線162分離成經透射第三p偏光中心光線162p及經反射第三s偏光中心光線162s。經反射第三s偏光中心光線162s射離第一PBS 170，穿過四分之一波延遲器194，在四分之一波延遲器194中，經反射第三s偏光中心光線162s改變成圓偏光161cr。圓偏光161cr自第三雙色反射器136反射，改變圓偏光之方向，且穿過四分之一波延遲器194(在四分之一波延遲器194中，圓偏光161cr改變成第三輸出p偏光中心光線163p)，透射穿過第一反射偏光器172，且在垂直於光軸102之方向上射離第一PBS 170。
經透射第三p偏光中心光線162p射離第一PBS 170，穿過半波延遲器192，改變成經轉換第三s偏光中心光線162s2，進入第二PBS 180，自第二反射偏光器182反射，射離第二PBS 180且穿過四分之一波延遲器194，在四分之一波延遲器194中，經透射第三p偏光中心光線162p改變成圓偏光161cr。圓偏光161cr自第三雙色反射器136反射，改變圓偏光之方向，且穿過四分之一波延遲器194，在四分之一波延遲器194中，圓偏光161cr改變成第三經轉換輸出p偏光中心光線163p2。第三經轉換輸出p偏光中心光線163p2進入第二PBS 180，透射穿過第二反射偏光器182， 且在垂直於光軸102且平行於第三輸出p偏光中心光線163p之方向上射離第二PBS 180。
在一特定實施例中，第一輸入準直角θ1i、第二輸入準直角θ2i及第三輸入準直角θ3i中之每一者可相同，且與第一輸入光源140、第二輸入光源150及可選第三輸入光源160中之每一者相關聯的投影光學器件(圖中未展示)可將此等輸入準直角限制於約10度至約80度之間的角度，或約10度至約70度之間的角度，或約10度至約60度之間的角度，或約10度至約50度之間的角度，或約10度至約40度之間的角度，或約10度至約30度或30度以下之間的角度。在一特定實施例中，輸入準直角中之每一者的範圍在約60度至約70度之間。
圖2A至圖2B展示根據本發明之一態樣之偏斜雙色偏光色彩結合器101的橫截面示意圖。圖2A至圖2B中所展示之元件102至194'中之每一者對應於先前已描述的圖1A至圖1F中所展示之相同數字元件102至194。舉例而言，圖2A至圖2B之光軸102對應於圖1A至圖1F之光軸102，等等。在此特定實施例中，圖1A至圖1F中所展示之偏斜雙色板130已被再分成三個偏斜雙色板區段130'、130"、130'''，且四分之一波延遲器194亦已被再分成兩個區段。應理解，圖1A至圖1F之偏斜雙色板130及四分之一波延遲器194的功能可藉由在需要時再分(例如，如圖2A至圖2B中所展示)而保留，此係因為每一區段以相同方式起作用。在一些狀況下，經再分偏斜雙色板可為較佳的，此係因為板之總厚度 可藉由降低板之大小而減小。
在圖2A至圖2B中，偏斜雙色偏光色彩結合器101包括集光光學器件105及偏斜雙色偏光轉換器106'。集光光學器件105包括第一透鏡元件110及第二透鏡元件120、光輸入表面114及垂直於光輸入表面114之光軸102。第一光源140、第二光源150及可選第三光源160各自安置於面向光輸入表面114之光射出表面104上。第一光源140、第二光源150及可選第三光源160中之至少兩者自光軸102移位，且第一光源140、第二光源150及可選第三光源160中之一者可定位於光軸上。第一光源140、第二光源150及可選第三光源160中之每一者經安置以類似於參看圖1A至圖1F所描述之方式的方式將光射出至光輸入表面114中。為了簡潔起見，將參看圖2A至圖2B僅描述第二色彩光151之路徑；然而，應理解，第一色彩光141及可選第三色彩光161將遵循穿過偏斜雙色偏光色彩結合器101之類似路徑，如別處所描述。
在一特定實施例中，偏斜雙色偏光轉換器106'包括第一反射偏光器172、第二反射偏光器182及安置於第一反射偏光器172與第二反射偏光器182之間的半波延遲器192。在一特定實施例中，第一反射偏光器172可安置於可選稜柱形第一偏光射束分離器(PBS)170之對角線表面上，且第二反射偏光器182可安置於可選稜柱形第二PBS 180之對角線表面上。第一反射偏光器172及第二反射偏光器182中之每一者對準以通過在本文中描述為p偏光之第一偏光方向 190。
偏斜雙色偏光轉換器106'進一步包括四分之一波延遲器194'、第一偏斜雙色板130'、第二偏斜雙色板130"及第三偏斜雙色板130'''。第一偏斜雙色板130'、第二偏斜雙色板130"及第三偏斜雙色板130'''中之每一者包括相同的材料組合物及介電鏡表面之相對斜度，如在別處(例如)參看圖1A至圖1F之偏斜雙色板130所描述。偏斜雙色偏光轉換器106'之所描述的組件將經準直(且非偏光)第一色彩光141c、經準直(且非偏光)第二色彩光151c及經準直(且非偏光)可選第三色彩光161c中之每一者共同地轉換成準直結合偏光，其中不同經準直光色彩中的每一者係在同一方向上經準直，如參看諸圖所描述。
在一些狀況下，第一反射偏光器172及第二反射偏光器182可為笛卡爾反射偏光器，其與第一偏光方向190對準以使得入射於反射偏光器172、182上之第一偏光方向光(例如，p偏光)透射穿過反射偏光器，且第二正交偏光方向(例如，s偏光)光自反射偏光器反射，如別處所描述。在一些狀況下，第一反射偏光器172及第二反射偏光器182可安置於偏光射束分離器(如諸圖中所展示)之對角面上，或者，第一反射偏光器172及第二反射偏光器182可保留為光學路徑中之外膜(圖中未展示)。四分之一波延遲器194可與第一偏光方向190成45度角對準，使得經反射s偏光可經旋轉成p偏光，如參看圖3及圖4所描述。
在一特定實施例中，偏斜雙色偏光色彩結合器101進一 步包括安置成面向四分之一波延遲器194'且與第一偏光器172相對之第一偏斜雙色板130'，以及安置成面向四分之一波延遲器194'且與第二偏光器182相對之第二偏斜雙色板130"及第三偏斜雙色板130'''。第一偏斜雙色板130'、第二偏斜雙色板130"及第三偏斜雙色板130'''各自分別包括能夠反射第一色彩光141且透射其他色彩光之第一雙色反射器132'、132"、132'''。第一偏斜雙色板130'、第二偏斜雙色板130"及第三偏斜雙色板130'''各自分別進一步包括能夠反射第二色彩光151且透射其他色彩光之第二雙色反射器134'、134"、134'''。第一偏斜雙色板130'、第二偏斜雙色板130"及第三偏斜雙色板130'''各自分別更進一步包括能夠反射第三色彩光161且透射其他色彩光之可選第三雙色反射器136'、136"、136'''。在一些狀況下，例如在僅包括第一光源140及第二光源150(亦即，省略可選第三光源160)時，第二雙色反射器可替代地為諸如寬頻鏡之通用反射器，此係因為不需要透射其他波長(亦即，色彩)之光。製造第一偏斜雙色板130'、第二偏斜雙色板130"及第三偏斜雙色板130'''以使得第一雙色反射器132、第二雙色反射器134及可選第三雙色反射器136中之每一者偏斜，使得自雙色反射器中之每一者反射為經反射經準直光的入射經準直光在平行方向上行進，如別處所描述。
轉至圖2A，來自第二光源150之第二色彩光151的路徑可經由偏斜雙色偏光色彩結合器101示蹤。第二色彩光151包括在第二光傳播方向上行進之第二中心光線152及在第二 輸入光準直角θ2i內之射線錐，該射線錐之邊界由第二邊界光線154、156表示。第二中心光線152係在大體上平行於光軸102之方向上自第二光源150射出至光輸入表面114中，穿過第一透鏡元件110、第二透鏡元件120，且作為在第二經準直色彩光151c的中心之第二中心光線152自集光光學器件105出射。第二邊界光線154、156中之每一者係在大體上與光軸102成第二輸入光準直角θ2i之方向上射出至光輸入表面114中，穿過第一透鏡元件110、第二透鏡元件120，且作為形成第二經準直色彩光151c的邊界之第二邊界光線154、156自集光光學器件105出射。如可自圖2A看出，集光光學器件105用以使自第二光源150通過之第二色彩光151準直以作為第二經準直色彩光151c出射，第二經準直色彩光151c的路徑在圖2B中繼續，如由標記D、E、F所指示。
第二中心光線152及第二邊界光線154、156中之每一者進入偏斜雙色偏光轉換器106'之第一PBS 170且截取第一反射偏光器172。第二中心光線152及第二邊界光線154、156中之每一者的路徑在圖2A至圖2B中示意性地表示，但出於簡潔起見，本文中將僅描述第二中心光線152之路徑。應理解，對第二邊界光線154、156中之每一者的描述可自其各別路徑中之每一者及對圖2A至圖2B內之第二中心光線152的路徑之描述容易地判定。
第二中心光線152分離成經透射第二p偏光中心光線152p及經反射第二s偏光中心光線152s。經反射第二s偏光中心 光線152s射離第一PBS 170，穿過四分之一波延遲器194'，在四分之一波延遲器194'中，經反射第二s偏光中心光線152s改變成圓偏光151cr。圓偏光151cr進入第一偏斜雙色板130'，自第二雙色反射器134'反射，改變圓偏光之方向，且穿過四分之一波延遲器194'(在四分之一波延遲器194'中，圓偏光151cr改變成第二輸出p偏光中心光線153p)，透射穿過第一反射偏光器172，且在垂直於光軸102之方向上射離第一PBS 170。
經透射第二p偏光中心光線152p射離第一PBS 170，穿過半波延遲器192，改變成經轉換第二s偏光中心光線152s2，進入第二PBS 180，自第二反射偏光器182反射，射離第一PBS 180且穿過四分之一波延遲器194'，在四分之一波延遲器194'中，經透射第二p偏光中心光線152p改變成圓偏光151cr。圓偏光151cr進入第三偏斜雙色板130'''，自第二雙色反射器134"反射，改變圓偏光之方向，且穿過四分之一波延遲器194'，在四分之一波延遲器194'中，圓偏光151cr改變成第二經轉換輸出p偏光中心光線153p2。第二經轉換輸出p偏光中心光線153p2進入第二PBS 180，透射穿過第二反射偏光器182，且在垂直於光軸102且平行於第二輸出p偏光中心光線153p之方向上射離第二PBS 180。
圖2C至圖2D展示根據本發明之一態樣之偏斜雙色偏光色彩結合器103的橫截面示意圖。圖2C至圖2D中所展示之元件102至194'中之每一者對應於先前已描述的圖1A至圖 1F中所展示之相同數字元件102至194。舉例而言，圖2C至圖2D之光軸102對應於圖1A至圖1F之光軸102，等等。在此特定實施例中，圖1A至圖1F中所展示之偏斜雙色板130已被再分成兩個偏斜雙色板區段130a'、130b'，四分之一波延遲器194經定位成僅鄰近於偏斜雙色板區段中之一者，半波延遲器已被移除，且偏斜雙色板區段以相對於彼此之一角度定位，如別處所描述。
在圖2C至圖2D中，偏斜雙色偏光色彩結合器103包括集光光學器件105及偏斜雙色偏光轉換器106"。集光光學器件105包括第一透鏡元件110及第二透鏡元件120、光輸入表面114及垂直於光輸入表面114之光軸102。第一光源140、第二光源150及可選第三光源160各自安置於面向光輸入表面114之光射出表面104上。第一光源140、第二光源150及可選第三光源160中之至少兩者自光軸102移位，且第一光源140、第二光源150及可選第三光源160中之一者可定位於光軸上。第一光源140、第二光源150及可選第三光源160中之每一者經安置以類似於參看圖1A至圖1F所描述之方式的方式將光射出至光輸入表面114中。為了簡潔起見，將參看圖2A至圖2B僅描述第二色彩光151之路徑；然而，應理解，第一色彩光141及可選第三色彩光161將遵循穿過偏斜雙色偏光色彩結合器101之類似路徑，如別處所描述。
在一特定實施例中，偏斜雙色偏光轉換器106"包括經安置以截取進入轉換器之光的反射偏光器172。在一特定實 施例中，反射偏光器172可安置於可選稜柱形第一偏光射束分離器(PBS)170之對角線表面上，且第二稜柱183可安置成鄰近於第一PBS 170以支撐第二偏斜雙色板130b'，如別處所描述。對準反射偏光器172以通過在本文中描述為p偏光之第一偏光方向190。
偏斜雙色偏光轉換器106"進一步包括四分之一波延遲器194、第一偏斜雙色板130'及第二偏斜雙色板130''''。第一偏斜雙色板130a，及第二偏斜雙色板130''''中之每一者包括相同的材料組合物及介電鏡表面之相對斜度，如在別處(例如)參看圖1A至圖1F之偏斜雙色板130所描述。偏斜雙色偏光轉換器106"之所描述的組件將經準直(且非偏光)之第一色彩光141c、經準直(且非偏光)第二色彩光151c及經準直(且非偏光)可選第三色彩光161c中之每一者共同地轉換成準直結合偏光，其中不同經準直光色彩中的每一者係在同一方向上經準直，如參看諸圖所描述。
在一些狀況下，反射偏光器172可為笛卡爾反射偏光器，其與第一偏光方向190對準以使得入射於反射偏光器172上之第一偏光方向光(例如，p偏光)透射穿過反射偏光器，且第二正交偏光方向(例如，s偏光)光自反射偏光器反射，如別處所描述。在一些狀況下，反射偏光器172可安置於偏光射束分離器(如諸圖中所展示)之對角面上，或者，反射偏光器172可保留為光學路徑中之外膜(圖中未展示)。四分之一波延遲器194可與第一偏光方向190成45度角對準，使得經反射s偏光可經旋轉成p偏光，如參看圖3 及圖4所描述。
在一特定實施例中，偏斜雙色偏光色彩結合器103進一步包括安置成面向四分之一波延遲器194'且與反射偏光器172相對之第一偏斜雙色板130'。第二偏斜雙色板130''''以相對於反射偏光器172之一角度安置，使得透射穿過反射偏光器172之光反射以使得其以垂直於光軸102且平行於射離結合器之所有其他光的一角度射離偏斜雙色偏光色彩結合器103。在一些狀況下，第二偏斜雙色板130''''可安置成鄰近於稜柱183之對角面184，如諸圖中所展示。
第一偏斜雙色板130'及第二偏斜雙色板130''''各自分別包括能夠反射第一色彩光141且透射其他色彩光之第一雙色反射器132'、132''''。第一偏斜雙色板130'及第二偏斜雙色板130''''各自分別進一步包括能夠反射第二色彩光151且透射其他色彩光之第二雙色反射器134'、134''''。第一偏斜雙色板130'及第二偏斜雙色板130''''各自分別更進一步包括能夠反射第三色彩光161且透射其他色彩光之可選第三雙色反射器136'、136''''。在一些狀況下，例如在僅包括第一光源140及第二光源150(亦即，省略可選第三光源160)時，第二雙色反射器可替代地為諸如寬頻鏡之通用反射器，此係因為不需要透射其他波長(亦即，色彩)之光。製造第一偏斜雙色板130'及第二偏斜雙色板130''''以使得第一雙色反射器132'、132''''、第二雙色反射器134'、134''''及可選第三雙色反射器136'、136''''中之每一者偏斜，使得自雙色反射器中之每一者反射為經反射經準直光的入射經準直光在平 行方向上行進，如別處所描述。
轉至圖2C，來自第二光源150之第二色彩光151的路徑可經由偏斜雙色偏光色彩結合器103示蹤。第二色彩光151包括在第二光傳播方向上行進之第二中心光線152及在第二輸入光準直角θ2i內之射線錐，射線錐之邊界由第二邊界光線154、156表示。第二中心光線152係在大體上平行於光軸102之方向上自第二光源150射出至光輸入表面114中，穿過第一透鏡元件110、第二透鏡元件120，且作為在第二經準直色彩光151c的中心之第二中心光線152自集光光學器件105出射。第二邊界光線154、156中之每一者係在大體上與光軸102成第二輸入光準直角θ2i之方向上射出至光輸入表面114中，穿過第一透鏡元件110、第二透鏡元件120，且作為形成第二經準直色彩光151c的邊界之第二邊界光線154、156自集光光學器件105出射。如可自圖2C看出，集光光學器件105用以使自第二光源150通過之第二色彩光151準直以作為第二經準直色彩光151c出射，第二經準直色彩光151c的路徑在圖2D中繼續，如由標記G、H、I所指示。
第二中心光線152及第二邊界光線154、156中之每一者進入偏斜雙色偏光轉換器106"之第一PBS 170且截取反射偏光器172。第二中心光線152及第二邊界光線154、156中之每一者的路徑在圖2C至圖2D中示意性地表示，但出於簡潔起見，本文中將僅描述第二中心光線152之路徑。應理解，對第二邊界光線154、156中之每一者的描述可自其 各別路徑中之每一者及對圖2C至圖2D內之第二中心光線152的路徑之描述容易地判定。
第二中心光線152分離成經透射第二p偏光中心光線152p及經反射第二s偏光中心光線152s。經反射第二s偏光中心光線152s射離第一PBS 170，穿過四分之一波延遲器194'，在四分之一波延遲器194'中，經反射第二s偏光中心光線152s改變成圓偏光151cr。圓偏光151cr進入第一偏斜雙色板130'，自第二雙色反射器134'反射，改變圓偏光之方向，且穿過四分之一波延遲器194'(在四分之一波延遲器194'中，圓偏光151cr改變成第二輸出p偏光中心光線153p)，透射穿過反射偏光器172，且在垂直於光軸102之方向上射離第一PBS 170。
經透射第二p偏光中心光線152p射離第一PBS 170，穿過稜柱183之對角線表面184，進入第二偏斜雙色板130''''，自第二雙色反射器134''''反射，且在垂直於光軸102且平行於第二輸出p偏光中心光線153p之方向上穿過稜柱183。
圖3為PBS之透視圖。PBS 200包括安置於稜柱210及220之對角面之間的反射偏光器290。稜柱210包括兩個端面275、285，以及第一稜柱面230及第二稜柱面240，在第一稜柱面230與第二稜柱面240之間具有90°之角度。稜柱220包括兩個端面270、280，以及第三稜柱面250及第四稜柱面260，在第三稜柱面250與第四稜柱面260之間具有90°之角度。第一稜柱面230平行於第三稜柱面250，且第二稜柱面240平行於第四稜柱面260。以「第一」、「第二」、「第 三」及「第四」識別圖3中所展示之四個稜柱面僅用以在隨後的論述中闡明PBS 200之描述。
第一反射偏光器290可為笛卡爾反射偏光器或非笛卡爾反射偏光器。非笛卡爾反射偏光器可包括多層無機膜，諸如藉由無機介電質的連續沈積產生之多層無機膜(諸如，MacNeille偏光器)。笛卡爾反射偏光器具有偏光軸線狀態，且包括線柵偏光器及諸如可藉由多層聚合層壓板之擠壓及後續拉伸產生的聚合多層光學膜兩者。在一實施例中，反射偏光器290對準以使得一個偏光軸線平行於第一偏光狀態295，且垂直於第二偏光狀態296。在一實施例中，第一偏光狀態295可為s偏光狀態，且第二偏光狀態296可為p偏光狀態。在另一實施例中，第一偏光狀態295可為P偏光狀態，且第二偏光狀態296可為s偏光狀態。如圖3中所展示，第一偏光狀態295垂直於端面270、275、280、285中之每一者。
笛卡爾反射偏光器膜提供具有使未完全準直且發散或自中心光束軸線偏斜之輸入光線以高效率通過之能力的偏光射束分離器。笛卡爾反射偏光器膜可包含聚合多層光學膜，聚合多層光學膜包含多層之介電質或聚合材料。使用介電質膜可具有光之低衰減及使光通過之高效率的優勢。多層光學膜可包含聚合多層光學膜，諸如美國專利5,962,114(Jonza等人)或美國專利6,721,096(Bruzzone等人)中所描述之聚合多層光學膜。
圖4為將四分之一波延遲器與PBS對準(如在一些實施例 中所使用)之透視圖。四分之一波延遲器可用以改變入射光之偏光狀態。PBS延遲器系統300包括具有第一稜柱210及第二稜柱220之PBS 200。四分之一波延遲器220安置成鄰近於第一稜柱面230。反射偏光器290為(例如)與第一偏光狀態295對準之笛卡爾反射偏光器膜。四分之一波延遲器320包括可以45°與第一偏光狀態295對準的四分之一波偏光狀態395。儘管圖4展示在順時針方向上以45°與第一偏光狀態295對準之偏光狀態395，但偏光狀態395可替代地在逆時針方向上以45°與第一偏光狀態295對準。在一些實施例中，四分之一波偏光狀態395可以任一度定向(例如，自逆時針方向上之90°至順時針方向上之90°)與第一偏光狀態295對準。以大約+/- 45°(如所描述)定向延遲器可為有利的，此係因為在線性偏光穿過與偏光狀態如此對準的四分之一波延遲器時會產生圓偏光。四分之一波延遲器的其他定向可產生未完全轉變成p偏光之s偏光及在自鏡反射之前未完全轉變成s偏光光的p偏光，從而導致在此描述中之別處所描述的光學元件之減小的效率。
圖5展示根據本發明之一態樣之影像投影器1的示意圖。影像投影器1包括能夠將部分準直結合色彩光輸出24射出至均勻化偏光轉換器模組30中之色彩結合器模組10，在均勻化偏光轉換器模組30中，部分準直結合色彩光輸出24被轉換成均勻偏光45，該偏光射離均勻化偏光轉換器模組30且進入影像產生器模組50。影像產生器模組50輸出影像光65，影像光65進入投影模組70，在投影模組70中，影像光 65變成投射影像光80。
在一態樣中，色彩結合器10包括經由集光光學器件505輸入之不同波長光譜輸入光源，如別處所描述。集光光學器件505產生包括不同波長光譜光之部分準直結合色彩光輸出24，如別處所描述。
在一態樣中，輸入光源為非偏光的，且部分準直結合色彩光輸出24亦為非偏光的。部分準直結合色彩光輸出24可為包含一個以上波長光譜之光的多色結合光。部分準直結合色彩光輸出24可為所接收光中之每一者的時間定序輸出。在一態樣中，不同波長光譜之光中之每一者對應於不同色彩光(例如，紅、綠及藍)，且結合光輸出為白光，或時間定序之紅光、綠光及藍光。為了達成本文中所提供之描述之目的，「色彩光」及「波長光譜光」兩者皆意欲意謂具有可能與特定色彩(若可為人眼所見)相關之波長光譜範圍的光。更一般的術語「波長光譜光」指代可見光及其他波長光譜之光，包括(例如)紅外光。
根據一態樣，每一輸入光源包含一或多個發光二極體(LED)。可使用各種光源，諸如雷射、雷射二極體、有機LED(OLED)及非固態光源(諸如，具有適當集光器或反射器之超高壓(UHP)鹵素或氙氣燈)。可用於本發明中之光源、光準直器、透鏡及光積分器進一步描述於(例如)已公開之美國專利申請案第US 2008/0285129號，該申請案之揭示內容之全文包括於本文中。
在一態樣中，均勻化偏光轉換器模組30包括能夠將非偏 光部分準直結合色彩光輸出24轉換成均勻準直的偏光45之偏斜雙色偏光轉換器506。均勻化偏光轉換器模組30可進一步包括透鏡42之單體陣列，諸如在別處所描述之透鏡的可選單體FEA，其可均勻化作為均勻偏光45而射離均勻化偏光轉換器模組30之部分準直結合色彩光輸出24且改良光輸出24的均勻性。與均勻化偏光轉換器模組30相關聯之可選FEA之代表性配置描述於(例如)以下專利中：同在申請中之題為「FLY EYE INTEGRATOR POLARIZATION CONVERTER」的美國專利第61/346183號(代理人案號66247US002，2010年5月19日申請)、題為「POLARIZED PROJECTION ILLUMINATOR」的美國專利第61/346190號(代理人案號66249US002，2010年5月19日申請)，及題為「COMPACT ILLUMINATOR」的美國專利第61/346193號(代理人案號66360US002，2010年5月19日申請)。
在一態樣中，影像產生器模組50包括偏光射束分離器(PBS)56、代表性成像光學器件52、54及空間光調變器58，上述各者協作以將均勻偏光45轉換成影像光65。合適的空間光調變器(亦即，影像產生器)先前已描述於(例如)以下文獻中：美國專利第7,362,507號(Duncan等人)、第7,529,029號(Duncan等人)、美國公開案第2008-0285129-A1號(Magarill等人)，以及PCT公開案第WO 2007/016015號(Duncan等人)。在一特定實施例中，均勻偏光45為源自可選FEA之每一透鏡的發散光。在穿過成像光學器件52、54及PBS 56之後，均勻偏光45變成均勻地對空間光調變器 進行照明之成像光60。在一特定實施例中，來自可選FEA中之透鏡中之每一者的發散光線束中之每一者對空間光調變器58之主要部分進行照明，使得個別發散射線束彼此重疊。
在一態樣中，投影模組70包括可用以將影像光65投射為投射光80之代表性投影光學器件72、74、76。合適的投影光學器件72、74、76先前已描述且為熟習此項技術者所熟知的。
以下為本發明之實施例之清單。
項目1為一種色彩結合器，其包含：一集光光學器件，其具有一光輸入表面及一光軸；一第一光源及一第二光源，其經安置以將一第一色彩光及一第二色彩光射出至該光輸入表面中，該第一光源及該第二光源中之至少一者自該光軸移位；一第一反射偏光器，其安置成面向該集光光學器件與該光輸入表面相對，該第一反射偏光器能夠將該第一色彩光及該第二色彩光兩者分離成具有一第一偏光方向之一經透射光及具有一第二偏光方向之一經反射光；一半波延遲器，其經安置以將具有該第一偏光方向之該經透射光轉換成具有該第二偏光方向之一經轉換光；一第二反射偏光器，其經安置以反射平行於具有該第二偏光方向之該經反射光的具有該第二偏光方向之該經轉換光；一四分之一波延遲器，其經安置以截取具有該第二偏光方向之該經反射光及具有該第二偏光方向之該經轉換光；及一偏斜雙色板，其安置成鄰近於該四分之一波延遲器且與該第一 反射偏光器及該第二反射偏光器相對，該偏斜雙色板包括：一第一雙色反射器，其能夠反射該第一色彩光且透射其他色彩光；及一第二反射器，其能夠反射該第二色彩光，其中該第一雙色反射器及該第二反射器各自偏斜以使得該第一色彩光及該第二色彩光兩者均在一輸出方向上反射穿過該第一反射偏光器及該第二反射偏光器，該第一色彩光及該第二色彩光形成具有該第一偏光方向之一結合色彩光束。
項目2為項目1之色彩結合器，其中該反射偏光器包含一偏光射束分離器(PBS)或一外膜之一對角面。
項目3為項目1或項目2之色彩結合器，其中該集光光學器件包含光準直光學器件。
項目4為項目3之色彩結合器，其中該光準直光學器件包含一單透鏡設計、一雙透鏡設計、一繞射光學元件，或其組合。
項目5為項目1至項目4之色彩結合器，其中該集光光學器件包含：一第一透鏡，其具有與該光輸入表面相對之一第一凸表面；及一第二透鏡，其具有面向該第一凸表面之一第二表面及與該第二表面相對之一第三凸表面。
項目6為項目1至項目5之色彩結合器，其中該第二反射器包含一寬頻鏡。
項目7為項目1至項目6之色彩結合器，其中該第二反射器包含能夠反射該第二色彩光且透射其他色彩光之一第二 雙色反射器。
項目8為項目1至項目7之色彩結合器，其進一步包含經安置以將一第三色彩光射出至該光輸入表面中之一第三光源，且其中該偏斜雙色板進一步包含能夠反射該第三色彩光以在該輸出方向上作為具有該第一偏光方向之該結合色彩光束射離之一第三反射器。
項目9為項目8之色彩結合器，其中該第三反射器包含一寬頻鏡。
項目10為項目8之色彩結合器，其中該第三反射器包含能夠反射該第三色彩光且透射其他色彩光之一第三雙色反射器。
項目11為項目8之色彩結合器，其中該第一色彩光、該第二色彩光及該第三色彩光包含一紅色光、一綠色光及一藍色光。
項目12為項目1至項目11之色彩結合器，其中該反射偏光器包含一聚合多層光學膜偏光器、一線柵偏光器或一MacNeille偏光器。
項目13為一種色彩結合器，其包含：一光準直光學器件，其具有一光輸入表面及一光軸；一第一光源、一第二光源及一第三光源，該第一光源、該第二光源及該第三光源中之至少兩者自該光軸移位且經安置以將一第一色彩光、一第二色彩光及一第三色彩光射出至該光輸入表面中；一第一PBS，其安置成面向該光準直光學器件與該光輸入表面相對，該第一PBS能夠將該第一色彩光、該第二 色彩光及該第三色彩光分離成具有一第一偏光方向之一經透射光及具有一第二偏光方向之一經反射光；一半波延遲器，其經安置以將具有該第一偏光方向之該經透射光轉換成具有該第二偏光方向之一經轉換光；一第二PBS，其經安置以反射平行於具有該第二偏光方向之該經反射光的具有該第二偏光方向之該經轉換光；一四分之一波延遲器，其經安置以截取具有該第二偏光方向之該經反射光及具有該第二偏光方向之該經轉換光；及一偏斜雙色板，其安置成鄰近於該四分之一波延遲器且與該第一PBS及該第二PBS相對，該偏斜雙色板包括：一第一雙色反射器，其能夠反射該第一色彩光且透射該第二色彩光及該第三色彩光；一第二雙色反射器，其能夠反射該第二色彩光且透射該第三色彩光；及一第三反射器，其能夠反射該第三色彩光，其中該第一雙色反射器、該第二雙色反射器及該第三反射器各自偏斜以使得該第一色彩光、該第二色彩光及該第三色彩光各自在一輸出方向上反射穿過該第一PBS及該第二PBS，該第一色彩光、該第二色彩光及該第三色彩光形成具有該第一偏光方向之一結合色彩光束。
項目14為項目13之色彩結合器，其中該第三反射器為一寬頻鏡。
項目15為項目13之色彩結合器，其中該第三反射器為能夠反射該第三色彩光且透射其他色彩光之一第三雙色反射器。
項目16為項目13至項目15之色彩結合器，其中該第一 PBS及該第二PBS中之每一者包含一聚合多層光學膜偏光器、一線柵偏光器或一MacNeille偏光器。
項目17為一種色彩結合器，其包含：一集光光學器件，其具有一光輸入表面及一光軸；一第一光源及一第二光源，其經安置以將一第一色彩光及一第二色彩光射出至該光輸入表面中，該第一光源及該第二光源中之至少一者自該光軸移位；一第一反射偏光器，其安置成面向該集光光學器件與該光輸入表面相對，該第一反射偏光器能夠將該第一色彩光及該第二色彩光兩者分離成具有一第一偏光方向之一經透射光及具有一第二偏光方向之一經反射光；一四分之一波延遲器，其經安置以截取具有該第二偏光方向之該經反射光；一第一偏斜雙色板，其安置成鄰近於該四分之一波延遲器且與該第一反射偏光器相對，該第一偏斜雙色板包括：一第一雙色反射器，其能夠反射該第一色彩光且透射其他色彩光；一第二雙色反射器，其能夠反射該第二色彩光；及一第二偏斜雙色板，其經安置以截取該經透射第一偏光方向，該第二偏斜雙色板包括：一第三雙色反射器，其能夠反射該第一色彩光且透射其他色彩光；一第四雙色反射器，其能夠反射該第二色彩光，其中該第一雙色反射器及該第二雙色反射器偏斜以使得該第一色彩光及該第二色彩光兩者均在一輸出方向上反射穿過該第一反射偏光器，且該第三雙色反射器及該第四雙色反射器偏斜以使得該第一色彩光及該第二色彩光兩者均在該輸出方向上反射，該第一色彩光及該第二色彩光形成具有該第一偏 光方向之一結合色彩光束。
項目18為項目17之色彩結合器，其進一步包含經安置以將一第三色彩光射出至該光輸入表面中之一第三光源，且其中該第一偏斜雙色板及該第二偏斜雙色板各自進一步包含能夠反射該第三色彩光以在該輸出方向上作為具有該第一偏光方向之該結合色彩光束射離之一第三反射器。
項目19為一種影像投影器，其包含：項目1至項目18之色彩結合器；一空間光調變器，其經安置以將一影像賦予給經偏光之第一色彩光、第二色彩光及第三色彩光；及投影光學器件。
項目20為項目19之影像投影器，其中該空間光調變器包含一矽上液晶(LCoS)成像器或一透射性液晶顯示器(LCD)。
除非另有指示，否則說明書及申請專利範圍中所使用之表示特徵大小、量及物理性質之所有數字應被理解為由術語「約」修飾。因此，除非有相反指示，否則前述說明書及所附申請專利範圍中所闡述之數值參數為可取決於由熟習此項技術者利用本文中所揭示之教示來設法獲得之所要性質而變化的近似值。
本文中所引用之所有參考案及公開案係以在本發明中全文引用之方式明確地併入本文中，除非該等參考案及公開案可能與本發明直接抵觸。雖然本文中已說明且描述特定實施例，但一般熟習此項技術者將瞭解，在不脫離本發明之範疇的情況下，多種替代及/或等效實施可替代所展示 及描述之特定實施例。本申請案意欲涵蓋本文中所論述之特定實施例之任何調適或變化。因此，希望本發明僅受申請專利範圍及其等效物限制。
1‧‧‧影像投影器
10‧‧‧色彩結合器模組
24‧‧‧部分準直結合色彩光輸出
30‧‧‧均勻化偏光轉換器模組
42‧‧‧透鏡
45‧‧‧均勻偏光
50‧‧‧影像產生器模組
52‧‧‧成像光學器件
54‧‧‧成像光學器件
56‧‧‧偏光射束分離器(PBS)
58‧‧‧空間光調變器
60‧‧‧成像光
65‧‧‧影像光
70‧‧‧投影模組
72‧‧‧投影光學器件
74‧‧‧性投影光學器件
76‧‧‧投影光學器件
80‧‧‧投射光
100‧‧‧偏斜雙色偏光色彩結合器
102‧‧‧光軸
103‧‧‧偏斜雙色偏光色彩結合器
104‧‧‧光射出表面
105‧‧‧集光光學器件
106‧‧‧偏斜雙色偏光轉換器
106'‧‧‧偏斜雙色偏光轉換器
106"‧‧‧偏斜雙色偏光轉換器
110‧‧‧第一透鏡元件
112‧‧‧第一凸表面
114‧‧‧光輸入表面
120‧‧‧第二透鏡元件
122‧‧‧第二表面
124‧‧‧第三凸表面
130‧‧‧偏斜雙色板
130'‧‧‧偏斜雙色板區段/第一偏斜雙色板
130"‧‧‧偏斜雙色板區段/第二偏斜雙色板
130'''‧‧‧偏斜雙色板區段/第三偏斜雙色板
130''''‧‧‧第二偏斜雙色板
130a'‧‧‧偏斜雙色板區段/第一偏斜雙色板
130b'‧‧‧偏斜雙色板區段/第二偏斜雙色板
132‧‧‧第一雙色反射器
132'‧‧‧第一雙色反射器
132"‧‧‧第一雙色反射器
132'''‧‧‧第一雙色反射器
132''''‧‧‧第一雙色反射器
134‧‧‧第二雙色反射器
134'‧‧‧第二雙色反射器
134"‧‧‧第二雙色反射器
134'''‧‧‧第二雙色反射器
134''''‧‧‧第二雙色反射器
136‧‧‧可選第三雙色反射器
136'‧‧‧可選第三雙色反射器
136"‧‧‧可選第三雙色反射器
136'''‧‧‧可選第三雙色反射器
136''''‧‧‧可選第三雙色反射器
140‧‧‧第一光源
141‧‧‧第一色彩光
141c‧‧‧經準直(且非偏光)第一色彩光
141cr‧‧‧圓偏光
142‧‧‧第一中心光線
142P‧‧‧經透射第一p偏光中心光線
142S‧‧‧經反射第一s偏光中心光線
142S2‧‧‧經轉換第一s偏光中心光線
143P‧‧‧第一輸出p偏光中心光線
143P2‧‧‧第一經轉換輸出p偏光中心光線
144‧‧‧第一邊界光線
146‧‧‧第一邊界光線
150‧‧‧第二光源
151‧‧‧第二色彩光
151c‧‧‧經準直(且非偏光)第二色彩光
151cr‧‧‧圓偏光
152‧‧‧第二中心光線
152P‧‧‧經透射第二p偏光中心光線
152S‧‧‧經反射第二s偏光中心光線
152S2‧‧‧經轉換第二s偏光中心光線
153P‧‧‧第二輸出p偏光中心光線
153P2‧‧‧第二經轉換輸出p偏光中心光線
154‧‧‧第二邊界光線
156‧‧‧第二邊界光線
160‧‧‧可選第三光源
161‧‧‧可選第三色彩光
161c‧‧‧經準直(且非偏光)可選第三色彩光
161cr‧‧‧圓偏光
162‧‧‧第三中心光線
162P‧‧‧經透射第三p偏光中心光線
162S‧‧‧經反射第三s偏光中心光線
162S2‧‧‧經轉換第三s偏光中心光線
163P‧‧‧第三輸出p偏光中心光線
163P2‧‧‧第三經轉換輸出p偏光中心光線
164‧‧‧第三邊界光線
166‧‧‧第三邊界光線
170‧‧‧可選稜柱形第一偏光射束分離器(PBS)
172‧‧‧第一反射偏光器
180‧‧‧可選稜柱形第二PBS
182‧‧‧第二反射偏光器
183‧‧‧第二稜柱
190‧‧‧第一偏光方向
192‧‧‧半波延遲器
194‧‧‧四分之一波延遲器
194'‧‧‧四分之一波延遲器
200‧‧‧偏光射束分離器(PBS)
210‧‧‧稜柱
220‧‧‧稜柱
230‧‧‧第一稜柱面
240‧‧‧第二稜柱面
250‧‧‧第三稜柱面
260‧‧‧第四稜柱面
270‧‧‧端面
275‧‧‧端面
280‧‧‧端面
285‧‧‧端面
290‧‧‧反射偏光器
295‧‧‧第一偏光狀態
296‧‧‧第二偏光狀態
300‧‧‧PBS延遲器系統
320‧‧‧四分之一波延遲器
395‧‧‧四分之一波偏光狀態
505‧‧‧集光光學器件
506‧‧‧偏斜雙色偏光轉換器
θ1i‧‧‧第一輸入光準直角
θ2i‧‧‧第二輸入光準直角
θ3i‧‧‧第三輸入光準直角
圖1A至圖1B展示偏斜雙色偏光色彩結合器之橫截面示意圖；圖1C至圖1D展示偏斜雙色偏光色彩結合器之橫截面示意圖；圖1E至圖1F展示偏斜雙色偏光色彩結合器之橫截面示意圖；圖2A至圖2B展示偏斜雙色偏光色彩結合器之橫截面示意圖；圖2C至圖2D展示偏斜雙色偏光色彩結合器之橫截面示意圖；圖3為偏光射束分離器(PBS)之透視圖；圖4為將四分之一波延遲器與PBS對準之透視圖；及圖5展示影像投影器之示意圖。
100‧‧‧偏斜雙色偏光色彩結合器
102‧‧‧光軸
106‧‧‧偏斜雙色偏光轉換器
130‧‧‧偏斜雙色板
132‧‧‧第一雙色反射器
134‧‧‧第二雙色反射器
136‧‧‧可選第三雙色反射器
141c‧‧‧經準直(且非偏光)第一色彩光
141cr‧‧‧圓偏光
142P‧‧‧經透射第一p偏光中心光線
142S‧‧‧經反射第一s偏光中心光線
142S2‧‧‧經轉換第一s偏光中心光線
143P‧‧‧第一輸出p偏光中心光線
143P2‧‧‧第一經轉換輸出p偏光中心光線
170‧‧‧可選稜柱第一偏光射束分離器(PBS)
172‧‧‧第一反射偏光器
180‧‧‧可選稜柱第二PBS
182‧‧‧第二反射偏光器
190‧‧‧第一偏光方向
192‧‧‧半波延遲器
194‧‧‧四分之一波延遲器

Claims (20)

  1. 一種色彩結合器，其包含：一集光光學器件，其具有一光輸入表面及一光軸；一第一光源及一第二光源，其經安置以將一第一色彩光及一第二色彩光射出至該光輸入表面中，該第一光源及該第二光源中之至少一者自該光軸移位；一第一反射偏光器，其安置成面向該集光光學器件與該光輸入表面相對，該第一反射偏光器能夠將該第一色彩光及該第二色彩光兩者分離成具有一第一偏光方向之一經透射光及具有一第二偏光方向之一經反射光；一半波延遲器，其經安置以將具有該第一偏光方向之該經透射光轉換成具有該第二偏光方向之一經轉換光；一第二反射偏光器，其經安置以反射平行於具有該第二偏光方向之該經反射光的具有該第二偏光方向之該經轉換光；一四分之一波延遲器，其經安置以截取具有該第二偏光方向之該經反射光及具有該第二偏光方向之該經轉換光；及一偏斜雙色板，其安置成鄰近於該四分之一波延遲器且與該第一反射偏光器及該第二反射偏光器相對，該偏斜雙色板包括：一第一雙色反射器，其能夠反射該第一色彩光且透射其他色彩光；及一第二反射器，其能夠反射該第二色彩光， 其中該第一雙色反射器及該第二反射器各自偏斜以使得該第一色彩光及該第二色彩光兩者均在一輸出方向上反射穿過該第一反射偏光器及該第二反射偏光器，該第一色彩光及該第二色彩光形成具有該第一偏光方向之一結合色彩光束。
  2. 如請求項1之色彩結合器，其中該反射偏光器包含一偏光射束分離器(PBS)或一外膜之一對角面。
  3. 如請求項1之色彩結合器，其中該集光光學器件包含光準直光學器件。
  4. 如請求項3之色彩結合器，其中該光準直光學器件包含一單透鏡設計、一雙透鏡設計、一繞射光學元件，或其組合。
  5. 如請求項1之色彩結合器，其中該集光光學器件包含：一第一透鏡，其具有與該光輸入表面相對之一第一凸表面；及一第二透鏡，其具有面向該第一凸表面之一第二表面及與該第二表面相對之一第三凸表面。
  6. 如請求項1之色彩結合器，其中該第二反射器包含一寬頻鏡。
  7. 如請求項1之色彩結合器，其中該第二反射器包含能夠反射該第二色彩光且透射其他色彩光之一第二雙色反射器。
  8. 如請求項1之色彩結合器，其進一步包含經安置以將一第三色彩光射出至該光輸入表面中之一第三光源，且其 中該偏斜雙色板進一步包含能夠反射該第三色彩光以在該輸出方向上作為具有該第一偏光方向之該結合色彩光束射離之一第三反射器。
  9. 如請求項8之色彩結合器，其中該第三反射器包含一寬頻鏡。
  10. 如請求項8之色彩結合器，其中該第三反射器包含能夠反射該第三色彩光且透射其他色彩光之一第三雙色反射器。
  11. 如請求項8之色彩結合器，其中該第一色彩光、該第二色彩光及該第三色彩光包含一紅色光、一綠色光及一藍色光。
  12. 如請求項1之色彩結合器，其中該反射偏光器包含一聚合多層光學膜偏光器、一線柵偏光器或一MacNeille偏光器。
  13. 一種色彩結合器，其包含：一光準直光學器件，其具有一光輸入表面及一光軸；一第一光源、一第二光源及一第三光源，該第一光源、該第二光源及該第三光源中之至少兩者自該光軸移位且經安置以將一第一色彩光、一第二色彩光及一第三色彩光射出至該光輸入表面中；一第一PBS，其安置成面向該光準直光學器件與該光輸入表面相對，該第一PBS能夠將該第一色彩光、該第二色彩光及該第三色彩光分離成具有一第一偏光方向之一經透射光及具有一第二偏光方向之一經反射光； 一半波延遲器，其經安置以將具有該第一偏光方向之該經透射光轉換成具有該第二偏光方向之一經轉換光；一第二PBS，其經安置以反射平行於具有該第二偏光方向之該經反射光的具有該第二偏光方向之該經轉換光；一四分之一波延遲器，其經安置以截取具有該第二偏光方向之該經反射光及具有該第二偏光方向之該經轉換光；及一偏斜雙色板，其安置成鄰近於該四分之一波延遲器且與該第一PBS及該第二PBS相對，該偏斜雙色板包括：一第一雙色反射器，其能夠反射該第一色彩光且透射該第二色彩光及該第三色彩光；一第二雙色反射器，其能夠反射該第二色彩光且透射該第三色彩光；及一第三反射器，其能夠反射該第三色彩光，其中該第一雙色反射器、該第二雙色反射器及該第三反射器各自偏斜以使得該第一色彩光、該第二色彩光及該第三色彩光各自在一輸出方向上反射穿過該第一PBS及該第二PBS，該第一色彩光、該第二色彩光及該第三色彩光形成具有該第一偏光方向之一結合色彩光束。
  14. 如請求項13之色彩結合器，其中該第三反射器為一寬頻鏡。
  15. 如請求項13之色彩結合器，其中該第三反射器為能夠反 射該第三色彩光且透射其他色彩光之一第三雙色反射器。
  16. 如請求項13之色彩結合器，其中該第一PBS及該第二PBS中之每一者包含一聚合多層光學膜偏光器、一線柵偏光器或一MacNeille偏光器。
  17. 一種色彩結合器，其包含：一集光光學器件，其具有一光輸入表面及一光軸；一第一光源及一第二光源，其經安置以將一第一色彩光及一第二色彩光射出至該光輸入表面中，該第一光源及該第二光源中之至少一者自該光軸移位；一第一反射偏光器，其安置成面向該集光光學器件與該光輸入表面相對，該第一反射偏光器能夠將該第一色彩光及該第二色彩光兩者分離成具有一第一偏光方向之一經透射光及具有一第二偏光方向之一經反射光；一四分之一波延遲器，其經安置以截取具有該第二偏光方向之該經反射光；一第一偏斜雙色板，其安置成鄰近於該四分之一波延遲器且與該第一反射偏光器相對，該第一偏斜雙色板包括：一第一雙色反射器，其能夠反射該第一色彩光且透射其他色彩光；一第二雙色反射器，其能夠反射該第二色彩光；及一第二偏斜雙色板，其經安置以截取具有該第一偏光方向之該經透射光，該第二偏斜雙色板包括： 一第三雙色反射器，其能夠反射該第一色彩光且透射其他色彩光；一第四雙色反射器，其能夠反射該第二色彩光，其中該第一雙色反射器及該第二雙色反射器偏斜以使得該第一色彩光及該第二色彩光兩者均在一輸出方向上反射穿過該第一反射偏光器，且該第三雙色反射器及該第四雙色反射器偏斜以使得該第一色彩光及該第二色彩光兩者均在該輸出方向上反射，該第一色彩光及該第二色彩光形成具有該第一偏光方向之一結合色彩光束。
  18. 如請求項17之色彩結合器，其進一步包含經安置以將一第三色彩光射出至該光輸入表面中之一第三光源，且其中該第一偏斜雙色板及該第二偏斜雙色板各自進一步包含能夠反射該第三色彩光以在該輸出方向上作為具有該第一偏光方向之該結合色彩光束射離之一第三反射器。
  19. 一種影像投影器，其包含：如請求項1、請求項13或請求項17之色彩結合器；一空間光調變器，其經安置以將一影像賦予給經偏光之該第一色彩光、該第二色彩光及該第三色彩光；及投影光學器件。
  20. 如請求項19之影像投影器，其中該空間光調變器包含一矽上液晶(LCoS)成像器或一透射性液晶顯示器(LCD)。
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