TW201329609A - 偏斜雙色偏光之射束分離器 - Google Patents

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Abstract

本發明大體上係關於用於色彩結合器中之射束分離器，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。所揭示之射束分離器及色彩結合器包括一偏斜雙色反射偏光板，該偏斜雙色反射偏光板具有以相對於入射光束之不同角度偏斜的至少兩個雙色反射偏光器，以及用以結合至少兩個色彩之光的集光光學器件。

Description

偏斜雙色偏光之射束分離器 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 POLARIZED COLOR COMBINER(代理人案號67924US002)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用於色彩結合器中之射束分離器，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。所揭示之射束分離器及色彩結合器包括一偏斜雙色反射偏光板，該偏斜雙色反射偏光板具有以相對於入射光束之不同角度偏斜的至少兩個雙色反射偏光器，以及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；及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。該色彩結合器進一步包括一雙色反射偏光板，該雙色反射偏光板具有：一第一雙色反射偏光器，其能夠朝向一偏光旋轉反射器反射第一偏光方向之該第一色彩光且透射其他光；及一第二雙色反射偏光器，其能夠朝向該偏光旋轉反射器反射該第一偏光方向之該第二色彩光且透射其他光。該第一雙色反射偏光器及該第二雙色反射偏光器各自偏斜以使得該第一色彩光及該第二色彩光自該偏光旋轉反射器反射以形成具有一正交第二偏光方向之一結合色彩偏光光束，該結合色彩偏光光束沿著垂直於該偏光旋轉反射器之一方向傳播。在另一態樣中，本發明提供包括該色彩結合器及投影光學器件之一影像投影 器。
在另一態樣中，本發明提供一色彩結合器，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；及一雙色反射偏光板。該雙色反射偏光板包括：一第一雙色反射偏光器，其能夠朝向一第一偏光旋轉反射器反射一第一偏光方向之該第一色彩光且朝向一第二偏光旋轉反射器透射其他光；及一第二雙色反射偏光器，其能夠朝向該第一偏光旋轉反射器反射該第一偏光方向之該第二色彩光且朝向該第二偏光旋轉反射器透射其他光。該第一雙色反射偏光器及該第二雙色反射偏光器各自偏斜以使得：該第一色彩光及該第二色彩光自該第一偏光旋轉反射器反射，從而形成具有一正交第二偏光方向之一第一結合色彩光束；且該第一色彩光及該第二色彩光自該第二偏光旋轉反射器反射以形成具有該第一偏光方向之一第二結合色彩光束，且該第一結合色彩光束及該第二結合色彩光束沿著垂直於該第一偏光旋轉反射器之一方向傳播。在另一態樣中，本發明提供包括該色彩結合器及投影光學器件之一影像投影器。
在又一態樣中，本發明提供一色彩結合器，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、一第二光源及一第三光源，其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，該第一光源、該第二光源及該第三光源中之至少一者自該光軸移位；及一雙色反射偏光板。該雙色反射偏光板包括：一第一雙色反射偏光器，其能夠朝向一輸出方向反射一第一偏光方向之該第一色彩光且透射其他光；一第二雙色反射偏光器，其能夠朝向該輸出方向反射該第一偏光方向之該第二色彩光且透射其他光；及一第三雙色反射偏光器，其能夠朝向該輸出方向反射該第一偏光方向之該第三色彩光且透射其他光。該色彩結合器進一步包括：一半波延遲器，其經安置以將該經透射其他光之一正交第二偏光方向轉換成該第一偏光方向；及一雙色反射板，其經安置以將該第一偏光方向之該經透射其他光反射至該輸出方向。該雙色反射板包括：一第一雙色反射器，其能夠朝向該輸出方向反射該第一偏光方向之該第一色彩光；一第二雙色反射器，其能夠朝向該輸出方向反射該第一偏光方向之該第二色彩光；及一第三雙色反射器，其能夠朝向該輸出方向反射該第一偏光方向之該第三色彩光。該第一雙色反射偏光器、該第二雙色反射偏光器及該第三雙色反射偏光器以及該第一雙色反射器、該第二雙色反射器及該第三雙色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，本發明提供包括該色彩結合器、一空間光調變器及投影光學器件之一影像投影器。
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。
貫穿本說明書而參看所附圖式，其中類似參考編號指示類似元件。
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。
本發明大體上係關於影像投影器，詳言之，係關於藉由使用雙色反射偏光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，雙色反射偏光板包括層壓於一起之複數個雙色反射偏光器，其中該等雙色反射偏光器中之每一者可以相對於雙色反射偏光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。在一特定實施例中，本發明描述使用雙色反射偏光器結合不同色彩LED之物品，該等雙色反射偏光器反射一偏光方向之一波長光譜的光，且透射另一偏光方向且亦透射兩個偏光方向之其他波長光譜的光。
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湊方法。此情形尤其可用於產生用於光展量受限制之緊湊投影系統之照明器。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而部分準直)入射於包括雙色反射偏光板總成之偏光轉換器上。雙色反射偏光板總成含有以不同角度反射紅光、綠光及藍光之偏斜雙色反射偏光器。經反射光接著輸出為偏光準直結合彩色光束。
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。
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。在一些狀況下，效率可在此等裝置中藉由再循環被拒絕之偏光方向(諸如，藉由使用反射偏光器及四分之一波板)或藉由將被拒絕之偏光方向轉換成所要偏光方向而得以改良，如別處所描述。
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。
圖1A至圖1C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1C中，偏斜雙色偏光色彩結合器100包括集光光學器件105及偏斜雙色偏光射束分離器總成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射束分離器總成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，偏斜雙色偏光色彩結合器100進一步包括與第一偏光方向139對準且安置於偏斜雙色偏光射束分離器總成106與光射出表面104之間的可選偏光器172。可選偏光器172可用以在需要時將僅一個偏光方向射 出至偏斜雙色偏光色彩結合器100中，且在本文中所描述之實施例中，包括可選偏光器172。應理解，在一些狀況下，省略可選偏光器172，且可射出兩個偏光狀態。
可選偏光器172可安置於偏斜雙色偏光射束分離器總成106與光射出表面104之間的任何所要位置處；然而，在一些狀況下，將可選偏光器172安置於經準直第一色彩光141c、經準直第二色彩光151c及經準直可選第三色彩光161c的區中可為較佳的。可選偏光器172可為本文中所描述之反射偏光器中之任一者，或其可為吸收偏光器。可選偏光器172可進一步包括相關聯之四分之一波延遲器(圖中未展示)，該四分之一波延遲器安置於偏光器與光源之間以用於光再循環，如熟習此項技術者所已知。可選偏光器172能夠透射第一偏光方向之第一色彩光141、第二色彩光151及可選第三色彩光161中的每一者，且反射或吸收第二偏光方向之第一色彩光141、第二色彩光151及可選第三色彩光161中的每一者。
在一特定實施例中，偏斜雙色偏光射束分離器總成106包括偏斜雙色偏光射束分離器130及偏光旋轉反射器138。在一些狀況下，可使用稜柱形偏光射束分離器(如諸圖中所展示)；然而，或者，組件可保留為光學路徑中之外膜(圖中未展示)。偏斜雙色偏光射束分離器130包括具有第一面131及輸入面132之第一稜柱135以及具有第三面133及輸出面134之第二稜柱136。偏斜雙色偏光射束分離器130進一步包括雙色反射偏光板137，雙色反射偏光板137包括於 第一稜柱135與第二稜柱136之間安置在偏斜雙色偏光射束分離器130之對角線上的第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及可選第三雙色反射偏光器167。
取決於安置於偏光旋轉反射器中之延遲器的類型及定向，偏光旋轉反射器138可使光之傳播方向反向且變更偏光分量之量值。偏光旋轉反射器可包括寬頻鏡或波長選擇鏡(諸如，色彩選擇雙色濾光片)及延遲器。延遲器可提供任何所要延遲，諸如八分之一波延遲器、四分之一波延遲器及其類似者。在本文中所描述之實施例中，將偏光方向旋轉至正交方向以使得光可透射穿過雙色反射偏光板137(諸如，藉由使用四分之一波延遲器及相關聯之雙色反射器)存在一優點。舉例而言，s偏光在其穿過以45°之角度與光偏光軸對準的四分之一波延遲器時改變成圓偏光，在反射時改變圓偏光的方向，且在其再次穿過四分之一波延遲器時變為p偏光。
在一特定實施例中，偏光旋轉反射器138可包括空間光調變器(諸如，可將影像賦予給每一色彩之入射偏光光束的矽上液晶(LCoS)成像器)且反射具有正交偏光狀態之含有影像的光束。在一些狀況下，空間光調變器可對光之色彩中的每一者經時間定序以產生可經由投影光學器件放大至投影螢幕上之準直結合色彩影像。
在一特定實施例中，經結合以形成雙色反射偏光板137之第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及可選第三雙色反射偏光器167中之每一者可使用諸如用以製 造MacNeille偏光器的薄膜無機沈積技術來製造，如熟習此項技術者所已知。在一些狀況下，雙色反射偏光器中之每一者可製造於可接地且經拋光至所要角度之單獨玻璃基板上，且使用光學黏著劑接合在一起。
在一特定實施例中，針對雙色反射偏光器中之每一者可使用不同聚合多層光學膜。多層光學膜偏光器可包括用以與不同波長範圍之光相互作用的不同層「包裝」。舉例而言，單式多層光學膜偏光器可包括貫穿膜厚度之若干層包裝，每一包裝與不同波長範圍(例如，色彩)之光相互作用以反射一偏光狀態且透射另一偏光狀態。在一態樣中，多層光學膜可具有與(例如)藍色光相互作用之鄰近於膜之第一表面的第一層包裝(亦即，「藍光層」)、與(例如)綠色光相互作用之第二層包裝(亦即，「綠光層」)，及與(例如)紅色光相互作用之鄰近於膜之第二表面的第三層包裝(亦即，「紅光層」)。通常，「藍光層」中之層之間的間隔遠小於「紅光層」中之層之間的間隔，以便與較短(及較高能量)藍光波長之光相互作用。
在一些狀況下，聚合多層光學膜偏光器可為尤其較佳的反射偏光器，該等反射偏光器可包括如上文所描述之膜層包裝。可與第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及可選第三雙色反射偏光器167對應地製造單獨聚合多層光學膜偏光器，且使用玻璃基板及光學黏著劑組裝該等單獨聚合多層光學膜偏光器以形成雙色反射偏光板137。在一些狀況下，一或多個聚合多層光學膜偏光器包 裝可與一或多個薄膜無機沈積之薄膜一起使用以產生雙色反射偏光板。
偏斜雙色偏光射束分離器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。
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θ1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θ1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。
第一中心光線142及第一邊界光線144、146中之每一者截取可選偏光器172且各自分離成經透射s偏光分量及經反 射或吸收的p偏光分量。在一些狀況下，可選偏光器172可為反射偏光器，且p偏光光線可使用四分之一波延遲器而被反射及再循環，如別處所描述；在一些狀況下，可選偏光器172可替代地為吸收偏光器，且p偏光光線可被吸收。第一中心光線142分離成第一s偏光中心光線142s及第一p偏光中心光線(圖中未展示)。經透射第一s偏光中心光線142s進入第一稜柱135之輸入面132，穿過第三雙色反射偏光器167，自第一雙色反射偏光器147反射，再次穿過第三雙色反射偏光器167，且經由第一面131離開第一稜柱135。經透射第一s偏光中心光線142s在垂直方向上截取偏光旋轉反射器138，反射為垂直於偏光旋轉反射器138之p偏光中心光線142p，經由第一面131進入偏斜雙色偏光射束分離器130，不變地穿過第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及第三雙色反射偏光器167，且經由輸出面134作為第一p偏光經準直光148的部分射離偏斜雙色偏光射束分離器130。
第一邊界光線144、146分離成第一s偏光邊界光線144s、146s及第一p偏光邊界光線(圖中未展示)。經透射第一s偏光邊界光線144s、146s進入第一稜柱135之輸入面132，穿過第三雙色反射偏光器167，自第一雙色反射偏光器147反射，再次穿過第三雙色反射偏光器167，且經由第一面131離開第一稜柱135。經透射第一s偏光邊界光線144s、146s在垂直方向上截取偏光旋轉反射器138，反射為垂直於偏光旋轉反射器138之p偏光邊界光線144p、 146p，經由第一面131進入偏斜雙色偏光射束分離器130，不變地穿過第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及第三雙色反射偏光器167，且經由輸出面134作為第一p偏光經準直光148的部分射離偏斜雙色偏光射束分離器130。
轉至圖1B，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θ2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θ2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1B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。
第二中心光線152及第二邊界光線154、156中之每一者截取可選偏光器172且各自分離成經透射s偏光分量及經反射或吸收的p偏光分量。在一些狀況下，可選偏光器172可為反射偏光器，且p偏光光線可使用四分之一波延遲器而 被反射及再循環，如別處所描述；在一些狀況下，可選偏光器172可替代地為吸收偏光器，且p偏光光線可被吸收。第二中心光線152分離成第二s偏光中心光線152s及第二p偏光中心光線(圖中未展示)。經透射第二s偏光中心光線152s進入第一稜柱135之輸入面132，穿過第三雙色反射偏光器167及第一雙色反射偏光器147，自第二雙色反射偏光器157反射，再次穿過第三雙色反射偏光器167及第一雙色反射偏光器147，且經由第一面131離開第一稜柱135。經透射第二s偏光中心光線152s在垂直方向上截取偏光旋轉反射器138，反射為垂直於偏光旋轉反射器138之p偏光中心光線152p，經由第一面131進入偏斜雙色偏光射束分離器130，不變地穿過第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及第三雙色反射偏光器167，且經由輸出面134作為第二p偏光經準直光158的部分射離偏斜雙色偏光射束分離器130。
第二邊界光線154、156分離成第二s偏光邊界光線154s、156s及第二p偏光邊界光線(圖中未展示)。經透射第二s偏光邊界光線154s、156s進入第一稜柱135之輸入面132，穿過第三雙色反射偏光器167及第一雙色反射偏光器147，自第二雙色反射偏光器157反射，再次穿過第三雙色反射偏光器167及第一雙色反射偏光器147，且經由第一面131離開第一稜柱135。經透射第二s偏光邊界光線154s、156s在垂直方向上截取偏光旋轉反射器138，反射為垂直於偏光旋轉反射器138之p偏光邊界光線154p、156p，經由 第一面131進入偏斜雙色偏光射束分離器130，不變地穿過第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及第三雙色反射偏光器167，且經由輸出面134作為第二p偏光經準直光158的部分射離偏斜雙色偏光射束分離器130。
轉至圖1C，來自第三光源160之第三色彩光161的路徑可經由偏斜雙色偏光色彩結合器100示蹤。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θ3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θ3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1C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。
第三中心光線162及第三邊界光線164、166中之每一者截取可選偏光器172且各自分離成經透射s偏光分量及經反射或吸收的p偏光分量。在一些狀況下，可選偏光器172可為反射偏光器，且p偏光光線可使用四分之一波延遲器而被反射及再循環，如別處所描述；在一些狀況下，可選偏 光器172可替代地為吸收偏光器，且p偏光光線可被吸收。第三中心光線162分離成第三s偏光中心光線162s及第三p偏光中心光線(圖中未展示)。經透射第三s偏光中心光線162s進入第一稜柱135之輸入面132，自第三雙色反射偏光器167反射，且經由第一面131離開第一稜柱135。經透射第三s偏光中心光線162s在垂直方向上截取偏光旋轉反射器138，反射為垂直於偏光旋轉反射器138之p偏光中心光線162p，經由第一面131進入偏斜雙色偏光射束分離器130，不變地穿過第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及第三雙色反射偏光器167，且經由輸出面134作為第三p偏光經準直光168的部分射離偏斜雙色偏光射束分離器130。
第三邊界光線164、166分離成第三s偏光邊界光線164s、166s及第三p偏光邊界光線(圖中未展示)。經透射第三s偏光邊界光線164s、166s進入第一稜柱135之輸入面132，自第三雙色反射偏光器167反射，且經由第一面131離開第一稜柱135。經透射第三s偏光邊界光線164s、166s在垂直方向上截取偏光旋轉反射器138，反射為垂直於偏光旋轉反射器138之p偏光邊界光線164p、166p，經由第一面131進入偏斜雙色偏光射束分離器130，不變地穿過第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及第三雙色反射偏光器167，且經由輸出面134作為第三p偏光經準直光168的部分射離偏斜雙色偏光射束分離器130。在一特定實施例中，第一p偏光經準直光148、第二p偏光經準直光 158及第三p偏光經準直光168可為形成結合色彩p偏光經準直光的綠、紅及藍色光。結合色彩p偏光經準直光可經由影像投影器中之投影光學器件擴展以產生投影於螢幕上的放大之影像。
在一特定實施例中，第一輸入準直角θ1、第二輸入準直角θ2及第三輸入準直角θ3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2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2中，偏斜雙色偏光色彩結合器100'包括集光光學器件105及偏斜雙色偏光射束分離器總成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1C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2僅描述第一色彩光141之路徑；然而，應理解，第二色彩光151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100'之類似路徑，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在射離集光光學器件105時變為經準直第一色彩光141c。
在一特定實施例中，偏斜雙色偏光射束分離器總成106'包括偏斜雙色偏光射束分離器130、第一偏光旋轉反射器138a及第二偏光旋轉反射器138b。在一些狀況下，可使用稜柱行偏光射束分離器(如諸圖中所展示)；然而，或者，組件可保留為光學路徑中之外膜(圖中未展示)。偏斜雙色偏光射束分離器130包括具有第一面131及輸入面132之第一稜柱135以及具有第三面133及輸出面134之第二稜柱 136。偏斜雙色偏光射束分離器130進一步包括雙色反射偏光板137，雙色反射偏光板137包括於第一稜柱135與第二稜柱136之間安置在偏斜雙色偏光射束分離器130之對角線上的第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及可選第三雙色反射偏光器167。
取決於安置於偏光旋轉反射器中之延遲器的類型及定向，第一偏光旋轉反射器138a及第二偏光旋轉反射器138b可各自使光之傳播方向反向且變更偏光分量之量值。偏光旋轉反射器可包括寬頻鏡或波長選擇鏡(諸如，色彩選擇雙色濾光片)及延遲器。延遲器可提供任何所要延遲，諸如八分之一波延遲器、四分之一波延遲器及其類似者。在本文中所描述之實施例中，將偏光方向旋轉至正交方向以使得光可透射穿過雙色反射偏光板137(諸如，藉由使用四分之一波延遲器及相關聯之雙色反射器)存在一優點。舉例而言，s偏光在其穿過以45°之角度與光偏光軸對準的四分之一波延遲器時改變成圓偏光，在反射時改變圓偏光的方向，且在其再次穿過四分之一波延遲器時變為p偏光。在一些狀況下，偏光旋轉反射器之此結合可用以提供來自偏斜雙色偏光射束分離器總成106'之經準直非偏光結合色彩光。
在一特定實施例中，第一偏光旋轉反射器138a及第二偏光旋轉反射器138b中之至少一者可包括空間光調變器(諸如，可將影像賦予給入射偏光光束的矽上液晶(LCoS)成像器)且反射具有正交偏光狀態之含有影像的光束。在一些 狀況下，可將不同影像單獨地賦予給與空間光調變器相互作用之正交偏光方向中的每一者，如別處所描述。在此狀況下，所得經準直結合色彩光可用作(例如)立體顯示器之部分，其中s偏光對應於藉由一個眼睛檢視之影像，且p偏光對應於藉由另一個眼睛檢視之第二影像，從而產生三維立體影像。在一些狀況下，可替代地將對位之相同影像賦予給正交偏光方向中之每一者，且所得經準直結合色彩光可具有可高達單一偏光狀態之亮度兩倍的改良之亮度，如熟習此項技術者所已知。
在一特定實施例中，經結合以形成雙色反射偏光板137之第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及可選第三雙色反射偏光器167中之每一者可使用薄膜無機沈積技術來製造，如熟習此項技術者所已知。在一些狀況下，雙色反射偏光器中之每一者可製造於可接地且經拋光至所要角度之單獨玻璃基板上，且使用光學黏著劑接合在一起。
在一特定實施例中，針對雙色反射偏光器中之每一者可使用不同聚合多層光學膜。多層光學膜偏光器可包括用以與不同波長範圍之光相互作用的不同層「包裝」。舉例而言，單式多層光學膜偏光器可包括貫穿膜厚度之若干層包裝，每一包裝與不同波長範圍(例如，色彩)之光相互作用以反射一偏光狀態且透射另一偏光狀態。在一態樣中，多層光學膜可具有與(例如)藍色光相互作用之鄰近於膜之第一表面的第一層包裝(亦即，「藍光層」)、與(例如)綠色光 相互作用之第二層包裝(亦即，「綠光層」)，及與(例如)紅色光相互作用之鄰近於膜之第二表面的第三層包裝(亦即，「紅光層」)。通常，「藍光層」中之層之間的間隔遠小於「紅光層」中之層之間的間隔，以便與較短(及較高能量)藍光波長之光相互作用。在一些狀況下，聚合多層光學膜偏光器可為尤其較佳的反射偏光器，該等反射偏光器可包括如上文所描述之膜層包裝。可與第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及可選第三雙色反射偏光器167對應地製造單獨聚合多層光學膜偏光器，且使用玻璃基板及光學黏著劑組裝該等單獨聚合多層光學膜偏光器以形成雙色反射偏光板137。
偏斜雙色偏光射束分離器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第一經準直結合p偏光及第二經準直結合s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。
轉至圖2，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θ1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θ1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2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。
第一中心光線142進入偏斜雙色偏光射束分離器130，穿過第三雙色反射偏光器167且截取第一雙色反射偏光器147，其中第一中心光線142經分離成經反射第一s偏光中心光線142s及經透射第一p偏光中心光線142p。
經反射第一s偏光中心光線142s穿過第三雙色反射偏光器167且經由第一面131射離偏斜雙色偏光射束分離器130，在垂直方向上截取第一偏光旋轉反射器138a，且反射為垂直於偏光旋轉反射器138之第一經轉換p偏光中心光線142p2。第一經轉換p偏光中心光線142p2經由第一面131進入偏斜雙色偏光射束分離器130，不變地穿過第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及第三雙色反射偏光器167，且經由輸出面134作為第一經轉換p偏光中心光線142p2射離偏斜雙色偏光射束分離器130。
經透射第一p偏光中心光線142p穿過第二雙色反射偏光器157且經由第三面133射離偏斜雙色偏光射束分離器130，在垂直方向上截取第二偏光旋轉反射器138b，且反 射為垂直於偏光旋轉反射器138之第一經轉換s偏光中心光線142s2。第一經轉換s偏光中心光線142s2經由第三面133進入偏斜雙色偏光射束分離器130，不變地穿過第二雙色反射偏光器157，自第一雙色反射偏光器147反射，且經由輸出面134作為第一經轉換s偏光中心光線142s2射離偏斜雙色偏光射束分離器130。
第一邊界光線144、146進入偏斜雙色偏光射束分離器130，穿過第三雙色反射偏光器167且截取第一雙色反射偏光器147，其中第一邊界光線144、146經分離成經反射第一s偏光邊界光線144s、146s及經透射第一p偏光邊界光線144p、146p。
經反射第一s偏光邊界光線144s、146s穿過第三雙色反射偏光器167且經由第一面131射離偏斜雙色偏光射束分離器130，在垂直方向上截取第一偏光旋轉反射器138a，且反射為垂直於偏光旋轉反射器138之第一經轉換p偏光邊界光線144p2、146p2。第一經轉換p偏光邊界光線144p2、146p2經由第一面131進入偏斜雙色偏光射束分離器130，不變地穿過第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及第三雙色反射偏光器167，且經由輸出面134作為第一經轉換p偏光邊界光線144p2、146p2射離偏斜雙色偏光射束分離器130。
經透射第一p偏光邊界光線144p、146p穿過第二雙色反射偏光器157且經由第三面133射離偏斜雙色偏光射束分離器130，在垂直方向上截取第二偏光旋轉反射器138b，且 反射為垂直於偏光旋轉反射器138之第一經轉換s偏光邊界光線144s2、146s2。第一經轉換s偏光邊界光線144s2、146s2經由第三面133進入偏斜雙色偏光射束分離器130，不變地穿過第二雙色反射偏光器157，自第一雙色反射偏光器147反射，且經由輸出面134作為第一經轉換s偏光邊界光線144s2、146s2射離偏斜雙色偏光射束分離器130。
在一特定實施例中，第一經準直光141c、第二經準直光151c及第三經準直光161c可為形成結合色彩p偏光經準直光及結合色彩s偏光經準直光的綠、紅及藍色光。第一偏光旋轉反射器138a及第二偏光旋轉反射器138b中之每一者可將不同資訊賦予給偏光方向中之每一者的不同色彩光中之每一者。在一些狀況下，偏光旋轉反射器可為諸如LCoS成像器之空間光調變器，且結合色彩p偏光經準直光可包含具有對應於第一LCoS成像器138a之影像資訊的p偏光，且結合色彩s偏光經準直光可包含具有對應於第二LCoS成像器138b之影像資訊的s偏光。
圖3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。偏斜雙色偏光色彩結合器100"包括集光光學器件105及偏斜雙色偏光射束分離器總成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1C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3僅描述第一色彩光141之路徑；然而，應理解，第二色彩光151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100"之類似路徑，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在射離集光光學器件105時變為經準直第一色彩光141c。
在一特定實施例中，偏斜雙色偏光射束分離器總成106"包括第一偏斜雙色偏光射束分離器130a、第二偏斜雙色偏光射束分離器130b及安置於其間的半波延遲器。在一些狀況下，對於第一偏斜雙色偏光射束分離器130a及第二偏斜雙色偏光射束分離器130b中之每一者可使用稜柱形偏光射 束分離器(如諸圖中所展示)；然而，或者，組件可保留為光學路徑中之外膜(圖中未展示)。第一偏斜雙色偏光射束分離器130a包括具有輸入面131a及第二面132a之第一稜柱135a及具有第三面133a及輸出面134a之第二稜柱136a。第一偏斜雙色偏光射束分離器130a進一步包括第一雙色反射偏光板137a，第一雙色反射偏光板137a包括於第一稜柱135a與第二稜柱136a之間安置在第一偏斜雙色偏光射束分離器130a之對角線上的第一雙色反射偏光器147a、第二雙色反射偏光器157a及可選第三雙色反射偏光器167a。
第二偏斜雙色偏光射束分離器130b包括具有輸入面131b及第二輸出面132b之第三稜鏡135b。第二偏斜雙色偏光射束分離器130b進一步包括第二雙色反射偏光板137b，第二雙色反射偏光板137b包括安置於第三稜鏡135b之對角線上的第一雙色反射偏光器147b、第二雙色反射偏光器157b及可選第三雙色反射偏光器167b。在一些狀況下，第二雙色偏光板137b中之第一反射偏光器147b、第二反射偏光器157b及第三反射偏光器167b中之每一者可替代地為第一雙色反射器、第二雙色反射器及第三雙色反射器，如熟習此項技術者所已知。
在一特定實施例中，經結合以形成雙色反射偏光板137之第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及可選第三雙色反射偏光器167中之每一者可使用薄膜無機沈積技術來製造，如熟習此項技術者所已知。在一些狀況下，雙色反射偏光器中之每一者可製造於可接地且經拋光 至所要角度之單獨玻璃基板上，且使用光學黏著劑接合在一起。
在一特定實施例中，針對雙色反射偏光器中之每一者可使用不同聚合多層光學膜。多層光學膜偏光器可包括用以與不同波長範圍之光相互作用的不同層「包裝」。舉例而言，單式多層光學膜偏光器可包括貫穿膜厚度之若干層包裝，每一包裝與不同波長範圍(例如，色彩)之光相互作用以反射一偏光狀態且透射另一偏光狀態。在一態樣中，多層光學膜可具有與(例如)藍色光相互作用之鄰近於膜之第一表面的第一層包裝(亦即，「藍光層」)、與(例如)綠色光相互作用之第二層包裝(亦即，「綠光層」)，及與(例如)紅色光相互作用之鄰近於膜之第二表面的第三層包裝(亦即，「紅光層」)。通常，「藍光層」中之層之間的間隔遠小於「紅光層」中之層之間的間隔，以便與較短(及較高能量)藍光波長之光相互作用。在一些狀況下，聚合多層光學膜偏光器可為尤其較佳的反射偏光器，該等反射偏光器可包括如上文所描述之膜層包裝。可與第一雙色反射偏光器147、第二雙色反射偏光器157及可選第三雙色反射偏光器167對應地製造單獨聚合多層光學膜偏光器，且使用玻璃基板及光學黏著劑組裝該等單獨聚合多層光學膜偏光器以形成雙色反射偏光板137。
偏斜雙色偏光射束分離器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s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。
轉至圖3，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θ1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θ1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3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。
第一中心光線142進入第一偏斜雙色偏光射束分離器130a，穿過第三雙色反射偏光器167a且截取第一雙色反射偏光器147a，其中第一中心光線142經分離成經反射第一s偏光中心光線142s及經透射第一p偏光中心光線142p。
經反射第一s偏光中心光線142s穿過第三雙色反射偏光器167a且經由第二面132a射離第一偏斜雙色偏光射束分離器130a。
經透射第一p偏光中心光線142p穿過第二雙色反射偏光器157且經由輸出面134a射離第一偏斜雙色偏光射束分離器130a，且在其穿過半波延遲器192時旋轉以變成經轉換s偏光中心光線142s2。經轉換s偏光中心光線142s2經由輸入面131b進入第三稜鏡135b，穿過第三雙色反射偏光器167b，自第一雙色反射偏光器147b反射，再次穿過第三雙色反射偏光器167b且經由第二輸出面132b射離第三稜鏡135b。
第一邊界光線144、146進入第一偏斜雙色偏光射束分離器130a，穿過第三雙色反射偏光器167a且截取第一雙色反射偏光器147a，其中第一邊界光線144、146經分離成經反射第一s偏光邊界光線144s、146s及經透射第一p偏光邊界光線144p、146s。
經反射第一s偏光邊界光線144s、146s穿過第三雙色反射偏光器167a且經由第二面132a射離第一偏斜雙色偏光射束分離器130a。
經透射第一p偏光邊界光線144p、146p穿過第二雙色反射偏光器157且經由輸出面134a射離第一偏斜雙色偏光射束分離器130a，且在其穿過半波延遲器192時旋轉以變成經轉換s偏光邊界光線144s2、146s2。經轉換s偏光邊界光線144s2、146s2經由輸入面131b進入第三稜鏡135b，穿過第三雙色反射偏光器167b，自第一雙色反射偏光器147b反射，再次穿過第三雙色反射偏光器167b且經由第二輸出面132b射離第三稜鏡135b。
在一特定實施例中，第一經準直光141c、第二經準直光151c及第三經準直光161c可為形成結合色彩p偏光經準直光的綠、紅及藍色光。結合色彩s偏光經準直光可用以照明諸如LCoS成像器之空間光調變器以產生承載資訊之影像，且投影光學器件可用以將影像放大至投影螢幕，如熟習此項技術者所已知。
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。
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；一雙色反射偏光板，其包含：一第一雙色反射偏光器，其能夠朝向一偏光旋轉反射器反射一第一偏光方向之該第一色彩光且透射其他光；及一第二雙色反射偏光器，其能夠朝向該偏光旋轉反射器反射該第一偏光方向之該第二色彩光且透射其他光；其中該第一雙色反射偏光器及該第二雙色反射偏光器各自偏斜以使得該第一色彩光 及該第二色彩光自該偏光旋轉反射器反射以形成具有一正交第二偏光方向之一結合色彩偏光光束，該結合色彩偏光光束沿著垂直於該偏光旋轉反射器之一方向傳播。
項目2為項目1之色彩結合器，其進一步包含安置成面向該集光光學器件與該光輸入表面相對之一偏光器，該偏光器能夠透射該第一偏光方向之該第一色彩光及該第二色彩光兩者。
項目3為項目1或項目2之色彩結合器，其中該雙色反射偏光板包含一偏光射束分離器(PBS)或一外膜之一對角面。
項目4為項目1至項目3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5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6為項目1至項目5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7為項目1至項目6之色彩結合器，其中該偏光旋轉反射器包含一四分之一波延遲器及一寬頻鏡。
項目8為項目1至項目7之色彩結合器，其中該偏光旋轉反射器包含一空間光調變器。
項目9為項目8之色彩結合器，其中該空間光調變器包含 一反射性矽上液晶(LCoS)顯示面板。
項目10為項目1至項目9之色彩結合器，其中該第一雙色反射偏光器及該第二雙色反射偏光器各自包含一聚合多層光學膜或一經塗佈介電膜。
項目11為項目1至項目10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，其中該雙色反射偏光板進一步包含一第三雙色反射偏光器，該第三雙色反射偏光器能夠朝向該偏光旋轉反射器反射該第一偏光方向之該第三色彩光且透射其他光，該第三雙色反射偏光器偏斜以使得該第三色彩光自該偏光旋轉反射器反射以形成具有該第二偏光方向之該結合的色彩光束，該結合的色彩光束沿著垂直於該偏光旋轉反射器之該方向傳播。
項目12為項目11之色彩結合器，其中該第三雙色反射偏光器包含一聚合多層光學膜或一經塗佈介電膜。
項目13為項目11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14為項目1至項目13之色彩結合器，其中該偏光器包含一反射偏光器或一吸收偏光器。
項目15為項目1至項目13之色彩結合器，其進一步包含安置於該偏光器與該集光光學器件之間的一四分之一波延遲器。
項目16為一種影像投影器，其包含項目1至項目15之色 彩結合器及投影光學器件。
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；一雙色反射偏光板，其包含：一第一雙色反射偏光器，其能夠朝向一第一偏光旋轉反射器反射一第一偏光方向之該第一色彩光且朝向一第二偏光旋轉反射器透射其他光；一第二雙色反射偏光器，其能夠朝向該第一偏光旋轉反射器反射該第一偏光方向之該第二色彩光且朝向該第二偏光旋轉反射器透射其他光；其中該第一雙色反射偏光器及該第二雙色反射偏光器各自偏斜以使得：該第一色彩光及該第二色彩光自該第一偏光旋轉反射器反射，形成具有一正交第二偏光方向之一第一結合的色彩光束；且該第一色彩光及該第二色彩光自該第二偏光旋轉反射器反射以形成具有該第一偏光方向之一第二結合的色彩光束，且該第一結合的色彩光束及該第二結合的色彩光束沿著垂直於該第一偏光旋轉反射器之一方向傳播。
項目18為項目17之色彩結合器，其中該雙色反射偏光板包含一偏光射束分離器(PBS)或一外膜之一對角面。
項目19為項目17或項目18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20為項目19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21為項目17至項目20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22為項目17至項目21之色彩結合器，其中該第一偏光旋轉反射器及該第二偏光旋轉反射器中之至少一者包含一空間光調變器。
項目23為項目17至項目22之色彩結合器，其中該空間光調變器包含一LCoS顯示面板。
項目24為項目17至項目23之色彩結合器，其中該第一雙色反射偏光器及該第二雙色反射偏光器各自包含一聚合多層光學膜或一經塗佈介電膜。
項目25為項目17至項目24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，其中該雙色反射偏光板進一步包含一第三雙色反射偏光器，該第三雙色反射偏光器能夠朝向該第一偏光旋轉反射器反射該第一偏光方向之該第三色彩光且朝向一第二偏光旋轉反射器透射其他光，其中該第三雙色反射偏光器偏斜以使得該第三色彩光自該第一偏光旋轉反射器反射以變為具有該正交第二偏光方向之該第一結合的色彩光束之部分；且該第三色彩光自該第二偏光旋轉反射器反射以變為具有該第一偏光方向之該第二結合的色彩光束之部分。
項目26為項目25之色彩結合器，其中該第三雙色反射偏 光器包含一聚合多層光學膜或一經塗佈介電膜。
項目27為項目25或項目26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28為一種影像投影器，其包含項目17至項目27之色彩結合器及投影光學器件。
項目29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、一第二光源及一第三光源，其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，該第一光源、該第二光源及該第三光源中之至少一者自該光軸移位；一雙色反射偏光板，其包含：一第一雙色反射偏光器，其能夠朝向一輸出方向反射一第一偏光方向之該第一色彩光且透射其他光；一第二雙色反射偏光器，其能夠朝向該輸出方向反射該第一偏光方向之該第二色彩光且透射其他光；一第三雙色反射偏光器，其能夠朝向該輸出方向反射該第一偏光方向之該第三色彩光且透射其他光；一半波延遲器，其經安置以將該經透射其他光之一正交第二偏光方向轉換成該第一偏光方向；一雙色反射板，其經安置以將該第一偏光方向之該經透射其他光反射至該輸出方向，該雙色反射板包含：一第一雙色反射器，其能夠朝向該輸出方向反射該第一偏光方向之該第一色彩光；一第二雙色反射器，其能夠朝向該輸出方向反射該第一偏光方向之該第二色彩光；及一第三雙色反射器，其能夠朝向該輸出方向反 射該第一偏光方向之該第三色彩光；其中該第一雙色反射偏光器、該第二雙色反射偏光器及該第三雙色反射偏光器以及該第一雙色反射器、該第二雙色反射器及該第三雙色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形成具有該第一偏光方向之一結合的色彩光束。
項目30為項目29之色彩結合器，其中該雙色反射偏光板包含一偏光射束分離器(PBS)或一外膜之一對角面。
項目31為項目29或項目30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32為項目29至項目31之色彩結合器，其中該第一雙色反射偏光器、該第二雙色反射偏光器及該第三雙色反射偏光器各自包含一聚合多層光學膜或一經塗佈介電膜。
項目33為項目29至項目32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34為一種影像投影器，其包含項目29至項目33之色彩結合器、經安置以將一影像賦予給該結合的色彩光束之一空間光調變器；及投影光學器件。
項目35為項目34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。
100‧‧‧偏斜雙色偏光色彩結合器
100'‧‧‧偏斜雙色偏光色彩結合器
100"‧‧‧偏斜雙色偏光色彩結合器
102‧‧‧光軸
104‧‧‧光射出表面
105‧‧‧集光光學器件
106‧‧‧偏斜雙色偏光射束分離器總成
106'‧‧‧偏斜雙色偏光射束分離器總成
106"‧‧‧偏斜雙色偏光射束分離器總成
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‧‧‧偏斜雙色偏光射束分離器
130a‧‧‧第一偏斜雙色偏光射束分離器
130b‧‧‧第二偏斜雙色偏光射束分離器
131‧‧‧第一面
131a‧‧‧輸入面
131b‧‧‧輸入面
132‧‧‧輸入面
132a‧‧‧第二面
132b‧‧‧第二輸出面
133‧‧‧第三面
133a‧‧‧第三面
134‧‧‧輸出面
134a‧‧‧輸出面
135‧‧‧第一稜柱
135a‧‧‧第一稜柱
135b‧‧‧第三稜鏡
136‧‧‧第二稜柱
136a‧‧‧第二稜柱
137‧‧‧雙色反射偏光板
137a‧‧‧第一雙色反射偏光板
137b‧‧‧第二雙色反射偏光板
138‧‧‧偏光旋轉反射器
138a‧‧‧第一偏光旋轉反射器
138b‧‧‧第二偏光旋轉反射器
139‧‧‧第一偏光方向
140‧‧‧第一光源
141‧‧‧第一色彩光
141c‧‧‧經準直第一色彩光
142‧‧‧第一中心光線
142P‧‧‧經透射第一p偏光中心光線
142P2‧‧‧第一經轉換p偏光中心光線
142S‧‧‧經反射第一s偏光中心光線/經透射第一s偏光中心光線
142S2‧‧‧第一經轉換s偏光中心光線
144‧‧‧第一邊界光線
144P‧‧‧經透射第一p偏光邊界光線
144P2‧‧‧第一經轉換p偏光邊界光線
144S‧‧‧經反射第一s偏光邊界光線/經透射第一s偏光邊界光線
144S2‧‧‧第一經轉換s偏光邊界光線
146‧‧‧第一邊界光線
146P‧‧‧經透射第一p偏光邊界光線
146P2‧‧‧第一經轉換p偏光邊界光線
146S‧‧‧經反射第一s偏光邊界光線/經透射第一s偏光邊界光線
146S2‧‧‧第一經轉換s偏光邊界光線
147‧‧‧第一雙色反射偏光器
147a‧‧‧第一雙色反射偏光器
147b‧‧‧第一雙色反射偏光器
148‧‧‧第一p偏光經準直光
150‧‧‧第二光源
151‧‧‧第二色彩光
151c‧‧‧經準直第二色彩光
152‧‧‧第二中心光線
152P‧‧‧p偏光中心光線
152S‧‧‧經透射第二s偏光中心光線
154‧‧‧第二邊界光線
154P‧‧‧p偏光邊界光線
154S‧‧‧經透射第二s偏光邊界光線
156‧‧‧第二邊界光線
156P‧‧‧p偏光邊界光線
156S‧‧‧經透射第二s偏光邊界光線
157‧‧‧第二雙色反射偏光器
157a‧‧‧第二雙色反射偏光器
157b‧‧‧第二雙色反射偏光器
158‧‧‧第二p偏光經準直光
160‧‧‧可選第三光源
161‧‧‧可選第三色彩光
161c‧‧‧經準直可選第三色彩光
162‧‧‧第三中心光線
162P‧‧‧p偏光中心光線
162S‧‧‧經透射第三s偏光中心光線
164‧‧‧第三邊界光線
164P‧‧‧p偏光邊界光線
164S‧‧‧經透射第三s偏光邊界光線
166‧‧‧第三邊界光線
166P‧‧‧p偏光邊界光線
166S‧‧‧經透射第三s偏光邊界光線
167‧‧‧可選第三雙色反射偏光器
167a‧‧‧可選第三雙色反射偏光器
167b‧‧‧可選第三雙色反射偏光器
168‧‧‧第三p偏光經準直光
172‧‧‧可選偏光器
192‧‧‧半波延遲器
圖1A至圖1C展示偏斜雙色偏光色彩結合器之橫截面示意圖；圖2展示偏斜雙色偏光色彩結合器之橫截面示意圖；及圖3展示偏斜雙色偏光色彩結合器之橫截面示意圖。
100‧‧‧偏斜雙色偏光色彩結合器
102‧‧‧光軸
104‧‧‧光射出表面
105‧‧‧集光光學器件
106‧‧‧偏斜雙色偏光射束分離器總成
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‧‧‧偏斜雙色偏光射束分離器
131‧‧‧第一面
132‧‧‧輸入面
133‧‧‧第三面
134‧‧‧輸出面
135‧‧‧第一稜柱
136‧‧‧第二稜柱
137‧‧‧雙色反射偏光板
138‧‧‧偏光旋轉反射器
139‧‧‧第一偏光方向
140‧‧‧第一光源
141‧‧‧第一色彩光
141c‧‧‧經準直第一色彩光
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/經透射第一s偏光中心光線
144‧‧‧第一邊界光線
144P‧‧‧經透射第一p偏光邊界光線
144S‧‧‧經反射第一s偏光邊界光線/經透射第一s偏光邊界光線
146‧‧‧第一邊界光線
146P‧‧‧經透射第一p偏光邊界光線
146S‧‧‧經反射第一s偏光邊界光線/經透射第一s偏光邊界光線
147‧‧‧第一雙色反射偏光器
148‧‧‧第一p偏光經準直光
150‧‧‧第二光源
157‧‧‧第二雙色反射偏光器
160‧‧‧可選第三光源
167‧‧‧可選第三雙色反射偏光器
172‧‧‧可選偏光器

Claims (35)

  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；一雙色反射偏光板，其包含：一第一雙色反射偏光器，其能夠朝向一偏光旋轉反射器反射一第一偏光方向之該第一色彩光且透射其他光；及一第二雙色反射偏光器，其能夠朝向該偏光旋轉反射器反射該第一偏光方向之該第二色彩光且透射其他光；其中該第一雙色反射偏光器及該第二雙色反射偏光器各自偏斜以使得該第一色彩光及該第二色彩光自該偏光旋轉反射器反射以形成具有一正交第二偏光方向之一結合色彩偏光光束，該結合色彩偏光光束沿著垂直於該偏光旋轉反射器之一方向傳播。
  2. 如請求項1之色彩結合器，其進一步包含安置成面向該集光光學器件與該光輸入表面相對之一偏光器，該偏光器能夠透射該第一偏光方向之該第一色彩光及該第二色彩光兩者。
  3. 如請求項1之色彩結合器，其中該雙色反射偏光板包含一偏光射束分離器(PBS)或一外膜之一對角面。
  4. 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。
  5. 如請求項4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。
  6. 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。
  7. 如請求項1之色彩結合器，其中該偏光旋轉反射器包含一四分之一波延遲器及一寬頻鏡。
  8. 如請求項1之色彩結合器，其中該偏光旋轉反射器包含一空間光調變器。
  9. 如請求項8之色彩結合器，其中該空間光調變器包含一反射性矽上液晶(LCoS)顯示面板。
  10. 如請求項1之色彩結合器，其中該第一雙色反射偏光器及該第二雙色反射偏光器各自包含一聚合多層光學膜或一經塗佈介電膜。
  11. 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，其中該雙色反射偏光板進一步包含一第三雙色反射偏光器，該第三雙色反射偏光器能夠朝向該偏光旋轉反射器反射該第一偏光方向之該第三色彩光且透射其他光，該第三 雙色反射偏光器偏斜以使得該第三色彩光自該偏光旋轉反射器反射以形成具有該正交第二偏光方向之該結合色彩偏光光束，該結合色彩偏光光束沿著垂直於該偏光旋轉反射器之該方向傳播。
  12. 如請求項11之色彩結合器，其中該第三雙色反射偏光器包含一聚合多層光學膜或一經塗佈介電膜。
  13. 如請求項11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。
  14. 如請求項2之色彩結合器，其中該偏光器包含一反射偏光器或一吸收偏光器。
  15. 如請求項2之色彩結合器，其進一步包含安置於該偏光器與該集光光學器件之間的一四分之一波延遲器。
  16. 一種影像投影器，其包含如請求項9之色彩結合器及投影光學器件。
  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；一雙色反射偏光板，其包含：一第一雙色反射偏光器，其能夠朝向一第一偏光旋轉反射器反射一第一偏光方向之該第一色彩光且朝向一第二偏光旋轉反射器透射其他光； 一第二雙色反射偏光器，其能夠朝向該第一偏光旋轉反射器反射該第一偏光方向之該第二色彩光且朝向該第二偏光旋轉反射器透射其他光；其中該第一雙色反射偏光器及該第二雙色反射偏光器各自偏斜以使得：該第一色彩光及該第二色彩光自該第一偏光旋轉反射器反射，從而形成具有一正交第二偏光方向之一第一結合色彩光束；且該第一色彩光及該第二色彩光自該第二偏光旋轉反射器反射以形成具有該第一偏光方向之一第二結合色彩光束，該第一結合色彩光束及該第二結合色彩光束沿著垂直於該第一偏光旋轉反射器之一方向傳播。
  18. 如請求項17之色彩結合器，其中該雙色反射偏光板包含一偏光射束分離器(PBS)或一外膜之一對角面。
  19. 如請求項17之色彩結合器，其中該集光光學器件包含光準直光學器件。
  20. 如請求項19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。
  21. 如請求項17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。
  22. 如請求項17之色彩結合器，其中該第一偏光旋轉反射器及該第二偏光旋轉反射器中之至少一者包含一空間光調變器。
  23. 如請求項22之色彩結合器，其中該空間光調變器包含一LCoS顯示面板。
  24. 如請求項17之色彩結合器，其中該第一雙色反射偏光器及該第二雙色反射偏光器各自包含一聚合多層光學膜或一經塗佈介電膜。
  25. 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，其中該雙色反射偏光板進一步包含一第三雙色反射偏光器，該第三雙色反射偏光器能夠朝向該第一偏光旋轉反射器反射該第一偏光方向之該第三色彩光且朝向該第二偏光旋轉反射器透射其他光，其中該第三雙色反射偏光器偏斜以使得該第三色彩光自該第一偏光旋轉反射器反射以變為具有該正交第二偏光方向之該第一結合色彩光束之部分；且該第三色彩光自該第二偏光旋轉反射器反射以變為具有該第一偏光方向之該第二結合色彩光束之部分。
  26. 如請求項25之色彩結合器，其中該第三雙色反射偏光器包含一聚合多層光學膜或一經塗佈介電膜。
  27. 如請求項25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。
  28. 一種影像投影器，其包含如請求項17之色彩結合器及投影光學器件。
  29. 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、一第二光源及一第三光源，其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，該第一光源、該第二光源及該第三光源中之至少一者自該光軸移位；一雙色反射偏光板，其包含：一第一雙色反射偏光器，其能夠朝向一輸出方向反射一第一偏光方向之該第一色彩光且透射其他光；一第二雙色反射偏光器，其能夠朝向該輸出方向反射該第一偏光方向之該第二色彩光且透射其他光；一第三雙色反射偏光器，其能夠朝向該輸出方向反射該第一偏光方向之該第三色彩光且透射其他光；一半波延遲器，其經安置以將該經透射其他光之一正交第二偏光方向轉換成該第一偏光方向；一雙色反射板，其經安置以將該第一偏光方向之該經透射其他光反射至該輸出方向，該雙色反射板包含：一第一雙色反射器，其能夠朝向該輸出方向反射該第一偏光方向之該第一色彩光；一第二雙色反射器，其能夠朝向該輸出方向反射該第一偏光方向之該第二色彩光；及 一第三雙色反射器，其能夠朝向該輸出方向反射該第一偏光方向之該第三色彩光；其中該第一雙色反射偏光器、該第二雙色反射偏光器及該第三雙色反射偏光器以及該第一雙色反射器、該第二雙色反射器及該第三雙色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形成具有該第一偏光方向之一結合色彩光束。
  30. 如請求項29之色彩結合器，其中該雙色反射偏光板包含一偏光射束分離器(PBS)或一外膜之一對角面。
  31. 如請求項29之色彩結合器，其中該集光光學器件包含光準直光學器件。
  32. 如請求項29之色彩結合器，其中該第一雙色反射偏光器、該第二雙色反射偏光器及該第三雙色反射偏光器各自包含一聚合多層光學膜或一經塗佈介電膜。
  33. 如請求項29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。
  34. 一種影像投影器，其包含如請求項29之色彩結合器、經安置以將一影像賦予給該結合色彩光束之一空間光調變器；及投影光學器件。
  35. 如請求項34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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