專利名稱：偏振轉(zhuǎn)換合色器的制作方法
偏振轉(zhuǎn)換合色器
背景技術(shù)：
用于將圖像投影到屏幕上的投影系統(tǒng)可使用多色光源，例如發(fā)光二極管(LED)，其具有不同顏色以生成照明光。在LED和圖像顯示單元之間設(shè)置若干光學(xué)元件，用于將來自 LED的光混合并轉(zhuǎn)移到圖像顯示單元。圖像顯示單元可以使用多種方法來將圖像施加到光上。例如，正如透射型或反射型液晶顯示器一樣，圖像顯示單元可以利用偏振。用于將圖像投影在屏幕上的其它投影系統(tǒng)可使用被構(gòu)造用于從數(shù)字微反射鏡陣列進行影像反射的白光，該數(shù)字微反射鏡陣列(例如)為用于Texas Instruments的數(shù)字光處理器(DLP )顯示器中的陣列。在DLP 顯示器中，數(shù)字微反射鏡陣列內(nèi)的各個反射鏡表示投影圖像的各個像素。當(dāng)對應(yīng)的反射鏡傾斜以使得入射光導(dǎo)向到投影的光路時，顯示像素被照明。安置在光路內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)色輪被定時為對來自數(shù)字微反射鏡陣列的光進行反射， 從而使得反射的白光經(jīng)過濾來投射與像素對應(yīng)的顏色。然后，數(shù)字微反射鏡陣列切換到下一個需要的像素顏色，并且這個過程以非常迅速的速度繼續(xù)進行，從而使得整個投影的顯示內(nèi)容看起來被持續(xù)照亮。數(shù)字微反射鏡投影系統(tǒng)需要較少的像素化陣列部件，這可能形成較小尺寸的投影儀。圖像亮度是投影系統(tǒng)的重要參數(shù)。彩色光源的亮度以及將集光、組合光、均質(zhì)化光及將光遞送到圖像顯示單元的效率均會影響亮度。由于現(xiàn)代投影儀系統(tǒng)的尺寸減小，因此在將彩色光源產(chǎn)生的熱保持在低水平(可以在小型投影儀系統(tǒng)中擴散)的同時需要保持足夠的輸出亮度水平。需要光組合系統(tǒng)以更高的效率組合多個彩色光，從而得到具有足夠亮度水平的輸出光，而光源的功耗不能過大。

發(fā)明內(nèi)容
一般來講，本說明書涉及光學(xué)元件、使用該光學(xué)元件的合色器和使用該合色器的圖像投影儀。在一個方面，本發(fā)明提供了包括第一顏色選擇型二向色濾光器和第二顏色選擇型二向色濾光器的光學(xué)元件，第一顏色選擇型二向色濾光器具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第一輸入表面的第一光束，第二顏色選擇型二向色濾光器具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第二輸入表面的第二光束。光學(xué)元件還包括第一反射型偏振器和第二反射型偏振器，第一反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與第一光束和第二光束相交， 第二反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與從第一反射型偏振器反射的第二偏振態(tài)的第一和第二光束相交。光學(xué)元件另外還包括第一延遲片和第二延遲片，第一延遲片設(shè)置在第一顏色選擇型二向色濾光器和第一反射型偏振器之間，第二延遲片設(shè)置在第二顏色選擇型二向色濾光器和第一反射型偏振器之間。光學(xué)元件另外還包括反射器和第三延遲片，反射器設(shè)置為使得垂直于該反射器的線以成大約45度角與第二反射型偏振器相交，第三延遲片設(shè)置在第二反射型偏振器和反射器之間；其中第一和第二反射型偏振器、反射器和延遲片設(shè)置用于將第一和第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成第一和第二光束的第一偏振態(tài)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括該光學(xué)元件的合色器。在另一方面，本發(fā)明提供了包括成像面板和該合色器的顯示系統(tǒng)。
在另一方面，本發(fā)明提供了包括第一反射型偏振器和第二反射型偏振器的光學(xué)元件，第一反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與第一光束和第二光束相交，第二反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與從第一反射型偏振器反射的第二偏振態(tài)的第一和第二光束相交。光學(xué)元件還包括反射器和延遲片，反射器設(shè)置為使得垂直于該反射器的線以成大約 45度角與第二反射型偏振器相交，延遲片設(shè)置在第二反射型偏振器和反射器之間；其中第一和第二反射型偏振器、反射器和延遲片設(shè)置用于將第一和第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成第一和第二光束的第一偏振態(tài)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括該光學(xué)元件的合色器。 在另一方面，本發(fā)明提供了包括成像面板和該合色器的顯示系統(tǒng)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括第一顏色選擇型二向色濾光器和第二顏色選擇型二向色濾光器的光學(xué)元件，第一顏色選擇型二向色濾光器具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第一輸入表面的第一光束，第二顏色選擇型二向色濾光器具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第二輸入表面的第二光束。光學(xué)元件還包括第一反射型偏振器和第二反射型偏振器，第一反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與第一光束和第二光束相交，第二反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與來自該第一反射型偏振器的透射的第一和第二光束相交。光學(xué)元件另外還包括第一反射器和第二反射器，第一反射器設(shè)置為使得垂直于該第一反射器的線以成大約45度角與第一反射型偏振器相交，第二反射器設(shè)置為使得垂直于該第二反射器的線以成大約45度角與第二反射型偏振器相交。光學(xué)元件另外還包括分別設(shè)置在第一和第二顏色選擇型二向色濾光器與第一反射型偏振器之間的第一和第二延遲片；以及分別設(shè)置在第一反射器和第一反射型偏振器之間、第二反射器和第二反射型偏振器之間的第四和第五延遲片；其中第一和第二反射型偏振器、第一和第二反射器以及延遲片設(shè)置用于將第一和第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成第一和第二光束的第一偏振態(tài)。 在另一方面，本發(fā)明提供了包括該光學(xué)元件的合色器。在另一方面，本發(fā)明提供了包括成像面板和該合色器的顯示系統(tǒng)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括第一顏色選擇型二向色濾光器和第二顏色選擇型二向色濾光器的光學(xué)元件，第一顏色選擇型二向色濾光器具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第一輸入表面的第一光束，第二顏色選擇型二向色濾光器具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第二輸入表面的第二光束。光學(xué)元件還包括第一反射型偏振器和第二反射型偏振器，第一反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與第一光束相交，第二反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與第二光束相交。光學(xué)元件另外還包括第一反射器和第二反射器，第一反射器設(shè)置為使得垂直于該第一反射器的線以成大約45度角與該第一反射型偏振器相交，第二反射器設(shè)置為使得垂直于該第二反射器的線以成大約45度角與第二反射型偏振器相交。光學(xué)元件另外還包括分別設(shè)置在第一和第二顏色選擇型二向色濾光器與第一反射型偏振器之間的第一和第二延遲片；以及分別設(shè)置在第一反射器和第一反射型偏振器之間、第二反射器和第二反射型偏振器之間的第四和第五延遲片；其中第一和第二反射型偏振器、第一和第二反射器以及延遲片設(shè)置用于將第一和第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成第一和第二光束的第一偏振態(tài)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括該光學(xué)元件的合色器。 在另一方面，本發(fā)明提供了包括成像面板和該合色器的顯示系統(tǒng)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括非偏振光束和第一反射型偏振器的光學(xué)元件，該非偏振光束垂直于第一輸入表面，第一反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與該非偏振光束相交。光學(xué)元件還包括第一反射器、第二反射型偏振器以及第二和第三反射器，第一反射器設(shè)置為使得垂直于該第一反射器的線以成大約45度角與第一反射型偏振器相交， 第二反射型偏振器以與第一反射型偏振器成大約90度角設(shè)置在與第一反射器相反的一側(cè)上，第二和第三反射器設(shè)置為使得垂直于每一反射器的線以成大約45度角與第二反射型偏振器相交。光學(xué)元件另外還包括設(shè)置為分別鄰近第一、第二和第三反射器中的每一個的第一、第二和第三延遲片；其中第一和第二反射型偏振器以及延遲片設(shè)置用于將非偏振光束的第二偏振態(tài)轉(zhuǎn)換成非偏振光束的第一偏振態(tài)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括該光學(xué)元件的合色器。在另一方面，本發(fā)明提供了包括成像面板和該合色器的顯示系統(tǒng)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括第一顏色選擇型二向色濾光器、第二顏色選擇型二向色濾光器和第一反射型偏振器的光學(xué)元件，第一顏色選擇型二向色濾光器具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第一輸入表面的第一光束，第二顏色選擇型二向色濾光器具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第二輸入表面的第二光束，第一反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與第一和第二光束相交。光學(xué)元件還包括第一反射器、第二反射型偏振器以及第二和第三反射器，第一反射器設(shè)置為使得垂直于該第一反射器的線以成大約45 度角與第一反射型偏振器相交，第二反射型偏振器以與第一反射型偏振器成大約90度角設(shè)置在與第一反射器相反的一側(cè)上，第二和第三反射器設(shè)置為使得垂直于每一反射器的線以成大約45度角與第二反射型偏振器相交。光學(xué)元件另外還包括設(shè)置為分別鄰近第一、第二和第三反射器中的每一個的第一、第二和第三延遲片；其中第一和第二反射型偏振器以及延遲片設(shè)置用于將第一和第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成第一和第二光束的第一偏振態(tài)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括該光學(xué)元件的合色器。在另一方面，本發(fā)明提供了包括成像面板和該合色器的顯示系統(tǒng)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括第一顏色選擇型二向色濾光器、第二顏色選擇型二向色濾光器和第一反射型偏振器的光學(xué)元件，第一顏色選擇型二向色濾光器具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第一輸入表面的第一光束，第二顏色選擇型二向色濾光器具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第二輸入表面的第二光束，第一反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與第一光束和第二光束相交。光學(xué)元件還包括第一反射器、第二反射型偏振器和半波長延遲片，第一反射器設(shè)置為使得垂直于該第一反射器的線以成大約45度角與第一反射型偏振器相交，第二反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與來自第一反射型偏振器的透射的第一和第二光束相交，半波長延遲片設(shè)置在第一反射型偏振器和第二反射型偏振器之間。光學(xué)元件另外還包括分別設(shè)置在第一和第二顏色選擇型二向色濾光器與第一反射型偏振器之間的第一和第二四分之一波長延遲片。光學(xué)元件另外還包括在反射器和第一反射型偏振器之間的第四四分之一波長延遲片，其中第一和第二反射型偏振器、反射器以及延遲片設(shè)置用于將第一和第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成第一和第二光束的第一偏振態(tài)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括該光學(xué)元件的合色器。在另一方面，本發(fā)明提供了包括成像面板和該合色器的顯示系統(tǒng)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括第一顏色選擇型二向色濾光器、第二顏色選擇型二向色濾光器和第一反射型偏振器的光學(xué)元件，第一顏色選擇型二向色濾光器具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第一輸入表面的第一光束，第二顏色選擇型二向色濾光器具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第二輸入表面的第二光束，第一反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與第一光束相交。光學(xué)元件還包括第一反射器、第二反射型偏振器和半波長延遲片，第一反射器設(shè)置為使得垂直于該第一反射器的線以成大約45度角與第一反射型偏振器相交，第二反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與第二光束相交，半波長延遲片設(shè)置在第一反射型偏振器和第二反射型偏振器之間。光學(xué)元件另外還包括分別設(shè)置在第一和第二顏色選擇型二向色濾光器與第一反射型偏振器之間的第一和第二四分之一波長延遲片；以及設(shè)置在反射器和第一反射型偏振器之間的第四四分之一波長延遲片，其中第一和第二反射型偏振器、反射器以及延遲片設(shè)置用于將第一和第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成第一和第二光束的第一偏振態(tài)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括該光學(xué)元件的合色器。在另一方面，本發(fā)明提供了包括成像面板和該合色器的顯示系統(tǒng)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括第一顏色選擇型二向色濾光器、第二顏色選擇型二向色濾光器和反射型偏振器的光學(xué)元件，第一顏色選擇型二向色濾光器具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第一輸入表面的第一光束，第二顏色選擇型二向色濾光器具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第二輸入表面的第二光束，反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與第一光束和第二光束相交。光學(xué)元件還包括第一反射器和延遲片，第一反射器設(shè)置為使得垂直于該第一反射器的線以成大約45度角與反射型偏振器相交，延遲片設(shè)置在反射器和反射型偏振器之間，其中反射型偏振器、第一反射器和延遲片設(shè)置用于將第一和第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成第一和第二光束的第一偏振態(tài)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括該光學(xué)元件的合色器。在另一方面，本發(fā)明提供了包括成像面板和該合色器的顯不系統(tǒng)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括第一顏色選擇型二向色濾光器、第二顏色選擇型二向色濾光器和反射型偏振器的光學(xué)元件，第一顏色選擇型二向色濾光器具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第一輸入表面的第一光束，第二顏色選擇型二向色濾光器具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第二輸入表面的第二光束，反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與第一光束和第二光束相交。光學(xué)元件另外還包括第一和第二延遲片，其分別設(shè)置在第一和第二顏色選擇型二向色濾光器與反射型偏振器之間；第一反射器，其設(shè)置為使得垂直于該第一反射器的線以成大約45度角與反射型偏振器相交；和第四延遲片，其設(shè)置在反射型偏振器和反射器之間，其中反射型偏振器、反射器和延遲片設(shè)置用于將第一和第二光束組合成組合非偏振光束。在另一方面，本發(fā)明提供了包括該光學(xué)元件的合色器。在另一方面，本發(fā)明提供了包括成像面板和該合色器的顯示系統(tǒng)。在另一方面，本發(fā)明提供了包括第一顏色選擇型二向色濾光器和反射型偏振器的光學(xué)元件，第一顏色選擇型二向色濾光器具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于該第一輸入表面的第一光束，反射型偏振器設(shè)置為以成大約45度角與第一光束相交。光學(xué)元件還包括第二顏色選擇型二向色濾光器，第二顏色選擇型二向色濾光器具有第二輸入表面且設(shè)置為鄰近反射型偏振器并且位于與第一顏色選擇型二向色濾光器相反的一側(cè)，第二顏色選擇型二向色濾光器設(shè)置為透射第二光束。光學(xué)元件另外還包括第一延遲片、反射器和第二延遲片，第一延遲片設(shè)置在第一顏色選擇型二向色濾光器和反射型偏振器之間，反射器設(shè)置為使得垂直于反射器的線以成大約45度角與反射型偏振器相交，第二延遲片設(shè)置在反射型偏振器和反射器之間，其中反射型偏振器、反射器和延遲片設(shè)置用于將第一和第二光束組合成組合非偏振光束。在另一方面，本發(fā)明提供了包括該光學(xué)元件的合色器。在另一方面，本發(fā)明提供了包括成像面板和該合色器的顯示系統(tǒng)。 本專利申請的這些方面和其他方面通過下文的具體描述將顯而易見。然而，在任何情況下都不應(yīng)當(dāng)將上述發(fā)明內(nèi)容理解為是對要求保護的主題的限制，該主題僅受所附權(quán)利要求書的限定，并且在審查期間可以進行修改。


整個說明書中都參考了附圖，其中類似的附圖標記表示類似的元件，并且其中
圖1為偏振分束器的透視圖2為具有四分之一波長延遲片的偏振分束器的透視圖3為具有拋光表面的偏振分束器的俯視示意圖4為合色器的俯視示意圖5為合色器的俯視示意圖6為合色器的俯視示意圖7為合色器的俯視示意圖8為合色器的俯視示意圖9為合色器的俯視示意圖10為合色器的俯視示意圖11為合色器的俯視示意圖12為合色器的俯視示意圖；和
圖13是投影儀的示意圖。
附圖未必按比例繪制。在附圖中使用的相同的標號表示相同的部件。然而，應(yīng)當(dāng)理
解，在給定附圖中使用標號指示部件并非意圖限制另一個附圖中用相同標號標記的部件。
具體實施例方式本文描述的光學(xué)元件可以被構(gòu)造為合色器，該合色器接收不同波長譜的光并且產(chǎn)生包括不同波長譜的光的組合輸出光。在一個方面，所接收的輸入光為非偏振的，并且組合輸出光是在所需狀態(tài)偏振的。在一個實施例中，將具有非所需偏振態(tài)的所接收的光進行再循環(huán)并且旋轉(zhuǎn)至所需的偏振態(tài)，以提高光利用效率。在一個方面，所接收的輸入光為非偏振的，并且組合輸出光也為非偏振的。組合光可以是具有不止一種波長譜的光的多色組合光。 組合光可以是每個所接收光的按時間排序的輸出。在一個方面，不同波長譜的光中的每一個對應(yīng)不同的色光(如，紅光、綠光和藍光)并且組合輸出光是白光或者按時間排序的紅光、綠光和藍光。為了本文說明的目的，“彩色光”和“波長譜光”都旨在意指具有可與特定顏色(如果肉眼可見)相關(guān)的波長譜范圍的光。更普通的術(shù)語“波長譜光”是指可見的和其他波長譜的光，其包括，例如，紅外光。同樣為了本文說明的目的，術(shù)語“與所需偏振態(tài)對準”旨在涉及光學(xué)元件的透光軸與穿過光學(xué)元件的光的所需偏振態(tài)(即，諸如s偏振、ρ偏振、右圓偏振、左圓偏振等等之類的所需偏振態(tài))對準。在本文參照附圖所述的一個實施例中，與第一偏振態(tài)對準的光學(xué)元件(例如偏振器)是指下述取向的偏振器，即通過P偏振態(tài)的光、并且反射或吸收第二偏振態(tài)(在這種情況下為S偏振態(tài))的光。應(yīng)當(dāng)理解，如果需要，偏振器可相反對準成通過S偏振態(tài)的光、并且反射或吸收P偏振態(tài)的光。同樣為了本文說明的目的，術(shù)語“面向”是指設(shè)置一個元件使得元件表面的垂直線沿著同樣垂直于其他元件的光程。一個面向另一個元件的元件可包括鄰近彼此設(shè)置的元件。一個面向另一個元件的元件還包括元件，該元件被光學(xué)分離以便垂直于一個元件的光線同樣垂直于另一個元件。當(dāng)將兩個或兩個以上的非偏振色光導(dǎo)向至光學(xué)件時，各個光根據(jù)通過一個或多個反射型偏振器產(chǎn)生的偏振而被分離。根據(jù)下述的一個實施例，色光組合系統(tǒng)從不同顏色的非偏振光源接收非偏振光，并且產(chǎn)生沿一個所需狀態(tài)偏振的組合輸出光。在一個方面，兩個、三個、四個或更多個接收色光根據(jù)通過光學(xué)元件中反射型偏振器產(chǎn)生的偏振(如s偏振和P偏振或右或左圓偏振)分別進行分離。將一個偏振態(tài)的接收光進行再循環(huán)，以變?yōu)樗璧钠駪B(tài)。根據(jù)一個方面，光學(xué)元件包括反射型偏振器，該反射型偏振器定位成使得來自三色光中的每一個的光以成大約45度角與該反射型偏振器相交。該反射型偏振器可為任何已知的反射型偏振器，例如麥克尼爾偏振器、線柵偏振器、多層光學(xué)膜偏振器或諸如膽甾型液晶偏振器之類的圓偏振器。根據(jù)一個實施例，多層光學(xué)膜偏振器可優(yōu)選為反射型偏振器。多層光學(xué)膜偏振器可包括用于與不同波長范圍的光相互作用的不同層“組”。例如，一體多層光學(xué)膜偏振器在整個膜厚度上可包括若干層“組”，每個組與不同波長范圍 (如顏色)的光相互作用以反射一個偏振態(tài)并且透射其他偏振態(tài)。在一個方面，多層光學(xué)膜可具有第一層組、第二層組和第三層組，第一層組鄰近膜的第一表面并且與(例如)藍色光相互作用(即，“藍層”)，第二層組與(例如)綠色光相互作用(即，“綠層”)，且第三層組鄰近膜的第二表面并且與(例如)紅色光相互作用(即，“紅層”)。通常，“藍層”中的層之間的間距遠小于“紅層”中的層之間的間距，以便與較短(和較高能量)的藍色波長的光相互作用。聚合物多層光學(xué)膜偏振器可為尤其優(yōu)選的反射型偏振器，其可包括上文所述的膜層組。通常，較高能量波長的光(例如藍光)會不利地影響膜的老化穩(wěn)定性，并且至少由于此原因，優(yōu)選最小化藍光與反射型偏振器相互作用的次數(shù)。另外，藍光與膜相互作用的特性影響不利老化的嚴重程度。藍光穿過膜的透射與從“藍層”(即薄層)側(cè)進入的藍光的反射相比，通常對膜具有較小的損害。另外，從“藍層”側(cè)進入膜的藍光的反射與從“紅層”(即， 厚層)側(cè)進入的藍光的反射相比，對膜具有較小的損害。反射型偏振器可設(shè)置在兩個棱鏡的對角面之間，或者其可為諸如保護膜之類的自立式膜。在一些實施例中，當(dāng)將反射型偏振器設(shè)置在兩個棱鏡(如偏振分束器(PBS))之間時，光學(xué)元件的光利用效率得到改善。在該實施例中，穿過PBS傳播的光中原本會在光程中損失的一些光可以經(jīng)歷棱鏡面的全內(nèi)反射(TIR)并且再加入光程。至少由于此原因，下面的描述涉及其中反射型偏振器設(shè)置在兩個棱鏡的對角面之間的光學(xué)元件；然而，應(yīng)當(dāng)理解， 當(dāng)PBS用作護膜時，它可以以相同的方式起作用。在一個方面，PBS棱鏡的所有外表面被高度拋光，使得進入PBS的光經(jīng)歷TIR。以此方式，光包含在PBS內(nèi)并且光部分均質(zhì)化。根據(jù)一個方面，將諸如顏色選擇型二向色濾光器之類的波長選擇型濾光器設(shè)置在來自不同彩色光源中的每一個的輸入光的路徑中。顏色選擇型二向色濾光器中的每一個設(shè)置為使輸入光束以接近垂直入射的角度與濾光器相交，以使S及P偏振光的分離降至最低，并且還使色移降至最低。顏色選擇型二向色濾光器中的每一個都選擇為透射具有鄰近輸入光源的波長譜的光，并反射具有其他輸入光源中的至少一個的波長譜的光。在一些實施例中，顏色選擇型二向色濾光器中的每一個都選擇為透射具有鄰近輸入光源的波長譜的光， 并反射具有所有其他輸入光源中的波長譜的光。在一個方面，顏色選擇型二向色濾光器中的每一個都相對反射型偏振器設(shè)置，以使得接近垂直每個顏色選擇型二向色濾光器的表面的輸入光束以成大約45度的相交角與反射型偏振器相交。顏色選擇型二向色濾光器的表面的法線是指垂直穿過顏色選擇型二向色濾光器的表面的線；接近垂直是指距法線變化小于約20度或者優(yōu)選距法線小于約10度。在一個實施例中，與反射型偏振器的相交角的范圍為約25度至65度；35度至55度；40度至50度；43度至47度；或44. 5度至45. 5度。在一個方面，非所需偏振態(tài)的輸入光通過下述方式轉(zhuǎn)換成所需偏振態(tài)，即將其導(dǎo)向至延遲片和顏色選擇型二向色濾光器，在此處所述輸入光借助穿過延遲片兩次而反射并改變偏振態(tài)。在一個實施例中，延遲片設(shè)置在從每束輸入光到棱鏡面的光路內(nèi)，以使來自一個光源的光在進入PBS棱鏡面之前穿過顏色選擇型二向色濾光器和延遲片。具有非所需偏振態(tài)的光通過在從至少第二顏色選擇型二向色濾光器反射之前和之后穿過至少第二延遲片兩次進行轉(zhuǎn)換，從而變?yōu)樗璧钠駪B(tài)。在一個實施例中，延遲片設(shè)置在顏色選擇型二向色濾光器和反射型偏振器之間。 顏色選擇型二向色濾光器、延遲片和光源取向的特定組合共同配合，以得到更小、更緊湊的光學(xué)元件，該光學(xué)元件在構(gòu)造成合色器時可有效地產(chǎn)生單一偏振態(tài)的組合光。根據(jù)一個方面，延遲片為以相對于反射型偏振器的偏振態(tài)成大約45度對準的四分之一波長延遲片。在一個實施例中，對準可為相對反射型偏振器的偏振態(tài)成35至55度；40度至50度；43度至 47度；或44. 5到45. 5度。在一個方面，第一色光包括非偏振藍光，第二色光包括非偏振綠光且第三色光包括非偏振紅光，并且色光組合器組合紅光、藍光和綠光以產(chǎn)生偏振白光。在一個方面，第一色光包括非偏振藍光，第二色光包括非偏振綠光且第三色光包括非偏振紅光，并且色光組合器組合紅光、綠光和藍光以產(chǎn)生按照時序的偏振紅光、綠光和藍光。在一個方面，第一、第二和第三色光中的每一束都以單獨的光源設(shè)置。在另一個方面，將三色光中的一個以上組合為光源中的一個。在另一方面，將多于三束色光在光學(xué)元件中組合以產(chǎn)生組合光。根據(jù)一個方面，反射型偏振膜包括多層光學(xué)膜。在一個實施例中，PBS產(chǎn)生第一組合輸出光，該第一組合輸出光包括P偏振的第二色光以及S偏振的第一和第三色光。在另一個實施例中，PBS產(chǎn)生ρ偏振的第一和第三色光以及s偏振的第二色光。第一組合輸出光可穿過顏色選擇型堆疊延遲濾光器，該顏色選擇型堆疊延遲濾光器在第二色光穿過該濾光器時選擇性地改變第二色光的偏振態(tài)。這種顏色選擇型堆疊延遲濾光器得自(例如) ColorLink公司(Boulder，CO)。濾光器產(chǎn)生第二組合輸出光，該第二組合輸出光包括組合成具有相同偏振(例如，s偏振)的第一、第二和第三色光。第二組合輸出光可用于調(diào)節(jié)偏振光來產(chǎn)生圖像的透射型或反射型顯示機制中的照明。當(dāng)光束進入PBS時包括可為準直、會聚或發(fā)散的光線。在穿過PBS的表面或端面中的一個時，進入PBS的會聚光或發(fā)散光會產(chǎn)生損失。為了避免此類損失，基于棱鏡的PBS 的所有外表面都可被拋光，以能在PBS內(nèi)產(chǎn)生全內(nèi)反射(TIR)。IlR的產(chǎn)生提高了進入PBS 的光的利用率，以便所有在角度范圍內(nèi)進入PBS的光基本上被重導(dǎo)向，從而通過所需的表面射出PBS。每束色光的偏振分量都可傳送至偏振旋轉(zhuǎn)反射器。根據(jù)設(shè)置在偏振旋轉(zhuǎn)反射器中的延遲片的類型和取向，偏振旋轉(zhuǎn)反射器使光的傳播方向轉(zhuǎn)向，并且改變偏振分量的振幅。 偏振旋轉(zhuǎn)反射器可包括諸如顏色選擇型濾光器之類的波長選擇型反射鏡以及延遲片。延遲片可以提供任何所需的延遲，例如，八分之一波長延遲片、四分之一波長延遲片等。在本文所述的實施例中，使用四分之一波長延遲片和相關(guān)的二向色反射器是有利的。當(dāng)穿過被對準成與光偏振軸成45°角的四分之一波長延遲片時，線偏振光變?yōu)閳A偏振光。合色器中的反射型偏振器和四分之一波長延遲片/反射器的后續(xù)反射導(dǎo)致從合色器輸出有效的組合光。相反，隨著其穿過其他延遲片并取向，線偏振光部分變?yōu)樵趕偏振和ρ偏振(橢圓或線狀)之間的偏振態(tài)，并可造成光組合器的低效率。偏振旋轉(zhuǎn)反射器通常包括顏色選擇型二向色濾光器和延遲片。延遲片和顏色選擇型二向色濾光器相對鄰近光源的位置取決于偏振分量中的每一個的所需路徑，并且在別處參照附圖進行描述。在一個方面，反射型偏振器可為圓偏振器，例如膽留型液晶偏振器。根據(jù)此方面，偏振旋轉(zhuǎn)反射器可包括不具有任何相關(guān)的延遲片的顏色選擇型二向色濾光器。光學(xué)元件的部件，包括棱鏡、反射型偏振器、四分之一波長延遲片、反射鏡、濾光器或其他部件，都可通過合適的光學(xué)粘合劑粘合在一起。用于將部件粘合在一起的光學(xué)粘合劑具有的折射率小于或等于用于光學(xué)元件中的棱鏡的折射率。完全粘合在一起的光學(xué)元件提供的優(yōu)點包括組裝、處理和使用期間的定向穩(wěn)定性。在一些實施例中，可利用光學(xué)粘合劑將兩個相鄰棱鏡粘合在一起。在一些實施例中，一體光學(xué)部件可整合兩個相鄰棱鏡中的光學(xué)件；如(例如)整合兩個相鄰三角形棱鏡中的光學(xué)件的單個三角形棱鏡，如在別處所述。通過參照附圖和下面的

，上述的實施例可以更容易地理解。圖1為PBS的透視圖。PBS 100包括設(shè)置在棱鏡110和120的對角面之間的反射型偏振器190。棱鏡110包括兩個端面175、185，以及在兩個端面之間的具有90°角的第一和第二棱鏡面130、140。棱鏡120包括兩個端面170、180，以及在其間具有90°角的第三和第四棱鏡面150、160。第一棱鏡面130與第三棱鏡面150平行，第二棱鏡面140與第四棱鏡面160平行。采用“第一”、“第二”、“第三”和“第四”標識圖1所示的四個棱鏡面，僅用于使下面的討論中對PBS 100的描述更清楚。第一反射型偏振器190可以是笛卡爾反射型偏振器或非笛卡爾反射型偏振器。非笛卡爾反射型偏振器，例如麥克尼爾偏振器，可包括多層無機膜，例如由無機電介質(zhì)連續(xù)沉積而產(chǎn)生的那些。笛卡爾反射型偏振器具有偏振軸狀態(tài)，并且包括線柵偏振器和聚合物多層光學(xué)薄膜，該聚合物多層光學(xué)薄膜例如可通過對多層聚合層合物進行擠出并且隨后進行拉伸而制備。在一個實施例中，反射型偏振器190定向為使得一個偏振軸與第一偏振態(tài)195平行，并且與第二偏振態(tài)196垂直。在一個實施例中，第一偏振態(tài)195可為s偏振態(tài)，并且第二偏振態(tài)196可為ρ偏振態(tài)。在另一個實施例中，第一偏振態(tài)195可為ρ偏振態(tài)，并且第二偏振態(tài)196可為s偏振態(tài)。如圖1所示，第一偏振態(tài)195 垂直于端面170、175、180、185中的每一個。笛卡爾反射型偏振膜使偏振分束器能夠以高效率使不完全準直的以及從中心光束軸發(fā)散或偏斜的輸入光線通過。笛卡爾反射型偏振膜可以包括具有多層的電介質(zhì)或聚合物材料的聚合物多層光學(xué)膜。電介質(zhì)膜的使用可以具有低光衰減和高透光效率的優(yōu)勢。多層光學(xué)膜可包括聚合物多層光學(xué)膜，例如描述于美國專利5，962，114(J0nZa等人)或美國專利6，721，096 (Bruzzone等人)中的那些。圖2為在一些實施例中使用的四分之一波長延遲片與PBS對準的透視圖。四分之一波長延遲片可用于改變?nèi)肷涔獾钠駪B(tài)。PBS延遲片系統(tǒng)200包括具有第一棱鏡110和第二棱鏡120的PBS 100。四分之一波長延遲片220設(shè)置為與第一棱鏡面130相鄰。反射型偏振器190為(例如)與第一偏振態(tài)195對準的笛卡爾反射型偏振膜。四分之一波長延遲片220包括可與第一偏振態(tài)195成45°對準的四分之一波長偏振態(tài)四5。盡管圖2示出的偏振態(tài)295在順時針方向上與第一偏振態(tài)195成45°對準，但偏振態(tài)295可相反在逆時針方向上與第一偏振態(tài)195成45°對準。在一些實施例中，四分之一波長偏振態(tài)295可相對第一偏振態(tài)195成任何角度取向?qū)?，例如從逆時針方向的90°到順時針方向的90°。 將延遲片以大約+/-45°取向是有利的，因為當(dāng)線偏振光穿過相對于偏振態(tài)這樣對準的四分之一波長延遲片時產(chǎn)生圓偏振光。在從反射鏡反射時，四分之一波長延遲片的其他取向會導(dǎo)致s偏振光未完全轉(zhuǎn)換為ρ偏振光以及ρ偏振光未完全轉(zhuǎn)換為s偏振光，從而造成在本說明書別處所述的光學(xué)元件的效率降低。圖3示出了拋光PBS 300內(nèi)的光線路徑的俯視圖。根據(jù)一個實施例，棱鏡110和 120的第一、第二、第三和第四棱鏡面130、140、150、160為拋光外表面。根據(jù)另一個實施例， PBS 100的所有外表面(包括未示出的端面)均為拋光面，該拋光面在拋光的PBS 300內(nèi)產(chǎn)生傾斜光線的TIR。拋光的外表面與具有比棱鏡110和120的折射率“n2”小的折射率“η/， 的材料接觸。IlR提高了拋光的PBS 300中的光利用率，尤其是當(dāng)導(dǎo)向到拋光的PBS 300內(nèi)的光沒有沿中心軸準直時，即入射光為會聚光或者發(fā)散光時。至少一些光由于全內(nèi)反射捕獲在拋光的PBS300中，直至其通過第三棱鏡面150離開。在一些情況下，基本上所有的光都由于全內(nèi)反射捕獲在拋光的PBS 300內(nèi)，直至其通過第三棱鏡面150離開。如圖3所示，光線Ltl在角度θ工的范圍內(nèi)進入第一棱鏡面130。拋光的PBS 300 內(nèi)的光線L1在角度θ 2的范圍內(nèi)傳播，使得在棱鏡面140、160和端面(未示出)滿足IlR 條件。光線“AB”、“AC”和“AD”表示通過拋光的PBS 300的多個光程中的三個，其在穿過第三棱鏡面150射出之前以不同入射角與反射型偏振器190相交。另外光線“AB”和“AD” 在射出之前均分別在棱鏡面160和140經(jīng)歷TIR。應(yīng)當(dāng)理解，角度9工和θ 2的范圍可以為角錐，以便還可在拋光的PBS 300的端面發(fā)生反射。在一個實施例中，反射型偏振器190被選擇為在寬泛的入射角范圍內(nèi)有效地將不同偏振的光分離。聚合物多層光學(xué)膜特別適于在入射角的寬泛范圍內(nèi)分光。可以使用包括麥克尼爾偏振器和線柵偏振器在內(nèi)的其他反射型偏振器，但是其在分離偏振光方面效率較低。麥克尼爾偏振器在顯著不同于設(shè)計角的入射角下不會有效地透射光，該設(shè)計角通常關(guān)于偏振選擇表面成45度，或垂直于PBS的入射面。 利用麥克尼爾偏振器進行偏振光的有效分離可受距法線方向低于約6或7度的入射角的限制，因為在一些更大角度下可發(fā)生P偏振態(tài)的顯著反射，并且在一些更大角度下也可發(fā)生s 偏振態(tài)的顯著透射。這兩種影響均可降低麥克尼爾偏振器的分離有效性。利用線柵偏振器的偏振光的有效分離通常需要鄰近線一側(cè)的空氣間隙，并且當(dāng)線柵偏振器沉浸在較高折射率介質(zhì)中時效率下降。用于分離偏振光的線柵偏振器示于例如PCT公開WO 2008/1002541 中。在一個方面，圖4為光學(xué)元件的俯視示意圖，該光學(xué)元件被構(gòu)造成包括第一 PBS100和第二 PBS 100’的合色器400。合色器400可與在別處描述的多種光源一起使用。從第一和第二光源440、450發(fā)射的各偏振態(tài)的光線的路徑示于圖4中，以更清晰地示出合色器400的各個部件的功能。第一 PBS 100包括對準第一偏振態(tài)195、設(shè)置在第一和第二棱鏡 110、120的對角面之間的反射型偏振器190，如在別處所述。第二 PBS 100’包括對準第一偏振態(tài)195、設(shè)置在第一和第二棱鏡110’、120’的對角面之間的反射型偏振器190’，如在別處所述。反射器460設(shè)置為鄰近棱鏡面140’，并且延遲片220設(shè)置在反射器460和反射型偏振器190’之間。第一和第二波長選擇型濾光器410、420設(shè)置為面向第一棱鏡面130。第一和第二波長選擇型濾光器410、420中的每一個都可為顏色選擇型二向色濾光器，其被選擇用于分別透射第一和第二波長譜的光，并反射其他波長譜的光。在一個方面，反射型偏振器190可包括聚合物多層光學(xué)膜。在一個實施例中，反射型偏振器190包括設(shè)置為靠近第一和第二顏色選擇型二向色濾光器410、420的藍層，如在別處所述。延遲片220設(shè)置為面向第一和第二顏色選擇型二向色濾光器410、420中的每一個。延遲片220、顏色選擇型二向色濾光器010、420)、反射型偏振器(190、190’)、和反射器 460配合以分別通過第一和第二 PBS(100、100，)的第三和第四棱鏡面(150、160，)透射一種偏振態(tài)的光，并且再循環(huán)其他偏振態(tài)的光，如在別處所述。在下文所述的一個實施例中， 合色器400中的各個延遲片220均為相對第一偏振態(tài)195成大約45度取向的四分之一波長延遲片。根據(jù)另一方面，可為第一和第二光源440、450中的每一個提供任選的光隧道430 或透鏡組件(未示出)，以便提供將光源與偏振分束器分開的間距，以及提供某一準直的光。光隧道可具有直的或彎曲的側(cè)面，或者其可被透鏡系統(tǒng)代替。根據(jù)每種應(yīng)用的具體詳情，可以優(yōu)選不同的方法，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會很容易為具體的應(yīng)用選擇最佳的方法?？稍诒疚乃龅暮仙?00或任何合色器的輸出端(第三和第四棱鏡面150、 160’ )提供任選積分器(未示出)，以提高組合輸出光的均勻度。根據(jù)一個方面，每個光源 (440,450)包括一個或多個發(fā)光二極管(LED)?？梢越Y(jié)合合適的集光器或反射器來使用各種光源，例如激光器、激光二極管、有機LED(OLED)和諸如超高壓(UHP)鹵素?zé)艋螂療舻姆枪虘B(tài)光源?？捎糜诒景l(fā)明的光源、光隧道、透鏡和光積分器進一步地描述于(例如)公布的美國專利申請?zhí)朥S 2008/0285129中，該專利申請的公開內(nèi)容以其全文并入到本文中?，F(xiàn)在將參照圖4來描述第一色光441的路徑，其中非偏振的第一色光441以ρ偏振的第一色光442離開第一 PBS 100的第三棱鏡面150，并且以ρ偏振的第一色光445離開第二 PBS 10，的第四棱鏡面160，。第一光源440使非偏振的第一色光441穿過第一顏色選擇型二向色濾光器410、四分之一波長延遲片220注入、通過第一棱鏡面130進入第一 PBS 100、與反射型偏振器190 相交、并且分離成P偏振的第一色光442和s偏振的第一色光443。ρ偏振的第一色光442 穿過反射型偏振器190、以ρ偏振的第一色光442通過第三棱鏡面150離開第一 PB SlOO0s偏振的第一色光443從反射型偏振器190反射、通過第二棱鏡面140離開第一 PBS 100、通過第一棱鏡面130’進入第二 PBS 100’、并且從反射型偏振器190’反射。s偏振的第一色光443然后通過第二棱鏡面140’離開第二 PBS 100’并且當(dāng)其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光444。圓偏振光444從反射器460反射以改變圓偏振狀態(tài)， 并且當(dāng)其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡谝簧?45。ρ偏振的第一色光 445通過第二棱鏡面140’進入第二 PBS 100’、無改變地穿過反射型偏振器190’、并且以ρ 偏振的第一色光445通過第四棱鏡面160，離開第二 PBS 100，?，F(xiàn)在將參照圖4來描述第二色光451的路徑，其中非偏振的第二色光451以ρ偏振的第二色光452離開第一 PBS 100的第三棱鏡面150，并且以ρ偏振的第二色光455離開第二 PBS 100，的第四棱鏡面160，。來自第二光源450的非偏振的第二色光451穿過第二顏色選擇型二向色濾光器 420、四分之一波長延遲片220、通過第一棱鏡面130進入第一PBS 100、與反射型偏振器190 相交、并且分離成P偏振的第二色光452和s偏振的第二色光453。ρ偏振的第二色光452 穿過反射型偏振器190，并且以ρ偏振的第二色光452通過第三棱鏡面150離開第一 PBS 100。s偏振的第二色光453從反射型偏振器190反射、通過第二棱鏡面140離開第一 PBS 100、通過第一棱鏡面130’進入第二 PBS 100’、并且從反射型偏振器190’反射。s偏振的第二色光453然后通過第二棱鏡面140’離開第二 PBS 100’，并且當(dāng)其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光454。圓偏振光妨4從反射器460反射以改變圓偏振狀態(tài)， 并且當(dāng)其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡诙?55。ρ偏振的第二色光 455通過第二棱鏡面140’進入第二 PBS 100’、無改變地穿過反射型偏振器190’、并且以ρ 偏振的第二色光445通過第四棱鏡面160，離開第二 PBS 100，。在一個實施例中，第一色光441為綠光，并且第二色光451為洋紅光。根據(jù)此實施例，第一顏色選擇型二向色濾光器410為反射紅和藍(S卩，洋紅)光且透射綠光的二向色濾光器；第二顏色選擇型二向色濾光器420為反射綠光且透射洋紅光的二向色濾光器。根據(jù)此實施例，第一偏振態(tài)的第二色光451的藍色分量被透射一次并且第二偏振態(tài)的第二色光 451的藍色分量被每個反射型偏振器190、190’反射一次。單次反射優(yōu)選地為來自藍層的前表面反射，其因反射型偏振器190的取向而產(chǎn)生，如在別處所述。在一個方面，圖5為構(gòu)造成合色器500的光學(xué)元件的俯視示意圖，該合色器500的作用方式類似于圖4中所示的合色器400。在圖5中，已將圖4的合色器400的第一 PBS 100和第二 PBS 100，中的第一和第三棱鏡(110、110，)合并成單個一體棱鏡110”。合色器 500可與在別處描述的多種光源一起使用。從第一、第二和第三光源640、550、560)發(fā)射的各種偏振的光線的路徑示于圖5中，以更清晰地示出合色器500的各個部件的功能。合色器500包括對準第一偏振態(tài)195、設(shè)置在第二和第四棱鏡(120、120’)的對角面與一體棱鏡 110”之間的第一和第二反射型偏振器(190、190’)，如在別處所述。在一個方面，第一和第二反射型偏振器190、190’可包括聚合物多層光學(xué)膜。在一個實施例中，第一反射型偏振器190包括設(shè)置為靠近第一、第二和第三光源640、550、560) 的藍層，并且第二反射型偏振器190’包括設(shè)置為靠近第一反射型偏振器190’的藍層，如在別處所述。延遲片220設(shè)置在反射器570和第二反射型偏振器190’之間。延遲片220、反射器570以及第一和第二反射型偏振器190、190’配合以通過第三棱鏡面150和第四棱鏡面 160’透射一種偏振態(tài)的光，并且再循環(huán)其他偏振態(tài)的光，如在別處所述。在下文所述的一個實施例中，合色器500中的延遲片220為相對第一偏振態(tài)195成大約45度取向的四分之一波長延遲片。根據(jù)另一方面，可為第一、第二和第三光源(540、550、560)中的每一個提供任選的光隧道430或透鏡組件(未示出)，如在別處參照圖4所述，其公開內(nèi)容同樣適用于圖5。 在一些情況下，第一、第二和第三光源(M0、550、560)可為如在別處描述的單獨的彩色LED 光源，并且可包括單獨(未示出)或組合光隧道430。在一些情況下，第一、第二和第三光源 (540,550,560)可替代地為組合色光源(未示出)，例如白光?，F(xiàn)在將參照圖5來描述第一色光541的路徑，其中非偏振的第一色光541以ρ偏振的第一色光542離開第三棱鏡面150，并且以ρ偏振的第一色光545離開第四棱鏡面160，。來自第一光源MO的非偏振的第一色光541進入第一棱鏡面130、與第一反射型偏振器190相交、并且分離成ρ偏振的第一色光542和s偏振的第一色光Μ3。ρ偏振的第一色光542穿過第一反射型偏振器190，并且以ρ偏振的第一色光542通過第三棱鏡面150 尚開。s偏振的第一色光543從第一反射型偏振器190反射、從第二反射型偏振器190’ 反射、并且通過第一棱鏡面130離開。s偏振的第一色光543在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光M4、從反射器570反射以改變圓偏振狀態(tài)、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡谝簧釳5。ρ偏振的第一色光545通過第一棱鏡面130 進入、穿過第二反射型偏振器190’、并且以ρ偏振的第一色光545通過第四棱鏡面160’離開。可見于圖5中的第二色光551和第三色光561的路徑與上述第一色光541的路徑相同。因此，非偏振的第二色光551以ρ偏振的第二色光555離開第四棱鏡面160’，并且以 P偏振的第二色光552離開第三棱鏡面150。另外，非偏振的第三色光561以ρ偏振的第三色光565離開第四棱鏡面160’，并且以ρ偏振的第二色光562離開第三棱鏡面150。來自第二光源550的非偏振的第二色光551進入第一棱鏡面130、與第一反射型偏振器190相交、并且分離成ρ偏振的第二色光552和s偏振的第二色光553。ρ偏振的第二色光552穿過第一反射型偏振器190，并且以ρ偏振的第二色光552通過第三棱鏡面150 尚開。s偏振的第二色光553從第一反射型偏振器190反射、從第二反射型偏振器190’ 反射、并且通過第一棱鏡面130離開。s偏振的第二色光553在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光554、從反射器570反射以改變圓偏振狀態(tài)、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡诙?55。ρ偏振的第二色光555通過第一棱鏡面130 進入、穿過第二反射型偏振器190’、并且以ρ偏振的第二色光555通過第四棱鏡面160’離開。來自第三光源560的非偏振的第三色光561進入第一棱鏡面130、與第一反射型偏振器190相交、并且分離成ρ偏振的第三色光562和s偏振的第三色光563。ρ偏振的第三色光562穿過第一反射型偏振器190、并且以ρ偏振的第三色光562通過第三棱鏡面150 尚開。s偏振的第三色光563從第一反射型偏振器190反射、從第二反射型偏振器190’ 反射、并且通過第一棱鏡面130離開。s偏振的第三色光563在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光564、從反射器570反射以改變圓偏振狀態(tài)、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡谌?65。ρ偏振的第三色光565通過第一棱鏡面130 進入、穿過第二反射型偏振器190’、并且以ρ偏振的第三色光565通過第四棱鏡面160’離開。在一個實施例中，第一色光541為紅光，第二色光551為綠光，并且第三色光561 為洋紅光。根據(jù)此實施例，第一偏振態(tài)的第三色光的藍色分量被透射一次并且第二偏振態(tài)的第二色光陽1的藍色分量被反射型偏振器190、190’中的每一個反射一次。單次反射優(yōu)選地為來自藍層的前表面反射，其因反射型偏振器190、190’的取向而產(chǎn)生，如在別處所述。在一些情況下，第一、第二和第三光源(M0、550、560)為組合色光源(未示出)，例如白光。在一個方面，圖6為光學(xué)元件的俯視示意圖，所述光學(xué)元件被構(gòu)造成包括第一 PBS 100和第二 PBS 100’的合色器600。合色器600可與在別處描述的多種光源一起使用。從第一、第二和第三光源650、660、670發(fā)射的各種偏振的光線的路徑示于圖6中，以更清晰地示出合色器600的各個部件的功能。第一 PBS 100和第二 PBS 100’包括對準第一偏振態(tài) 195、設(shè)置在第一和第二棱鏡110、120以及110’、120，的對角面之間的第一和第二反射型偏振器190、190’，如在別處所述。在一個實施例中，第二 PBS 100’的第二棱鏡120’和第一 PBS 100的第二棱鏡120可為一體光學(xué)部件(未示出)，例如具有由第二反射型偏振器 190’、第一反射型偏振器190以及第四棱鏡面160’和第三棱鏡面150限定的三個側(cè)面的棱
^Ml O第一波長選擇型濾光器610設(shè)置為面向第一 PBS 100的第一棱鏡面130。第二和第三波長選擇型濾光器(620、630)設(shè)置為面向第二 PBS100，的第二棱鏡面140，。第一、第二和第三波長選擇型濾光器610、620、630中的每一個均可為顏色選擇型二向色濾光器，其被選擇用于分別透射第一、第二和第三波長譜的光，并反射其他波長譜的光。在一個方面， 第一和第二反射型偏振器190、190’可包括聚合物多層光學(xué)膜。在一個實施例中，第一反射型偏振器190包括設(shè)置為靠近第一顏色選擇型二向色濾光器610的藍層，并且第二反射型偏振器190’包括設(shè)置為靠近第二顏色選擇型二向色濾光器620以及第三顏色選擇型二向色濾光器630的藍層，如在別處所述。包括寬帶反射鏡640的偏振旋轉(zhuǎn)反射器設(shè)置為面向第一 PBS 100的第二棱鏡面 140。偏振旋轉(zhuǎn)反射器還包括設(shè)置在第二棱鏡面140和寬帶反射鏡640之間的延遲片220。 寬帶反射鏡640和延遲片220用于轉(zhuǎn)換通過第二棱鏡面140離開第一 PBS 100的光的偏振態(tài)，并且將轉(zhuǎn)換了偏振態(tài)的光重導(dǎo)向返回到第一 PBS 100內(nèi)，如在別處所述。包括寬帶反射鏡680的偏振旋轉(zhuǎn)反射器設(shè)置為面向第二 PBS 100’的第一棱鏡面 130’。偏振旋轉(zhuǎn)反射器還包括設(shè)置在第一棱鏡面130’和寬帶反射鏡680之間的延遲片220。 寬帶反射鏡680和延遲片220用于轉(zhuǎn)換通過第一棱鏡面130’離開第二 PBS 100’的光的偏振態(tài)，并且將轉(zhuǎn)換了偏振態(tài)的光重導(dǎo)向返回到第二 PBS 100’內(nèi)，如在別處所述。延遲片220設(shè)置為面向第一、第二和第三顏色選擇型濾光器(610、620、630)中的每一個。在一些情況下，如圖6所示，延遲片220可為跨越第一 PBS 100的第一棱鏡面130 和第二 PBS 100’的第二棱鏡面140’的一體延遲片220。在一些情況下，可將單獨的延遲片220設(shè)置為鄰近各個顏色選擇型濾光器(610、620、630)。延遲片220、顏色選擇型濾光器(610、620、630)、反射器(640、680)以及第一和第二反射型偏振器190、190，配合以通過第一 PBS 100的第三棱鏡面150和第二 PBS100，的第四棱鏡面160，透射一種偏振態(tài)的光，并且再循環(huán)其他偏振態(tài)的光，如在別處所述。在下文所述的一個實施例中，合色器600中的各個延遲片220均為相對第一偏振態(tài)195成大約45度取向的四分之一波長延遲片。根據(jù)另一方面，可為第一、第二和第三光源650、660、670中的每一個提供任選的光隧道430或透鏡組件(未示出)，如在別處參照圖4所述，其公開內(nèi)容同樣適用于圖6。現(xiàn)在將參照圖6來描述第一色光651的路徑，其中非偏振的第一色光651以ρ偏振的第一色光652離開第一 PBS 100的第三棱鏡面150，并且以ρ偏振的第一色光659離開第二 PBS 100，的第四棱鏡面160，。來自第一光源650的非偏振的第一色光651穿過第一顏色選擇型二向色濾光器 610、四分之一波長延遲片220、通過第一棱鏡面130進入第一 PBS 100、與第一反射型偏振器190相交、并且分離成ρ偏振的第一色光652和s偏振的第一色光653。ρ偏振的第一色光652穿過第一反射型偏振器190、并且以ρ偏振的第一色光652通過第三棱鏡面150離開第一 PBS 100。s偏振的第一色光653從第一反射型偏振器190反射、通過第二棱鏡面140離開第一 PBS 100、當(dāng)其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光654、從寬帶反射鏡640 反射以改變圓偏振狀態(tài)、并且當(dāng)其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡谝簧?655。ρ偏振的第一色光655通過第二棱鏡面140進入第一 PBS 100、穿過第一反射型偏振器190、通過第四棱鏡面160離開第一 PBS 100、通過第三棱鏡面150，進入第二 PBS 100，、 穿過第二反射型偏振器190’、并且通過第一棱鏡面130’離開第二 PBS 100’。ρ偏振的第一色光655在其穿過四分之一波長延遲片220變?yōu)閳A偏振光656、從寬帶反射鏡680反射以改變圓偏振狀態(tài)、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閟偏振的第一色光657、通過第一棱鏡面130’進入第二 PBS 100’、從第二反射型偏振器190’反射、并且通過第二棱鏡面 140’離開第二 PBS 100’。s偏振的第一色光657在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光658、從第二顏色選擇型二向色濾光器620或第三顏色選擇型二向色濾光器630 反射以改變圓偏振狀態(tài)、在其穿過四分之一波長延遲片220時變成ρ偏振的第一色光659、 通過第二棱鏡面140’進入第二 PBS 100’、穿過第二反射型偏振器190’、并且以ρ偏振的第一色光659通過第四棱鏡面160，離開第二 PBS 100，。現(xiàn)在將參照圖6來描述第二色光661的路徑，其中非偏振的第二色光661以ρ偏振的第二色光669離開第一 PBS 100的第三棱鏡面150，并且以ρ偏振的第二色光662離開第二 PBS 100，的第四棱鏡面160，。來自第二光源660的非偏振的第二色光661穿過第二顏色選擇型二向色濾光器 620、四分之一波長延遲片220、通過第二棱鏡面140’進入第二 PBS 100’、與第二反射型偏振器190’相交、并且分離成ρ偏振的第二色光662和s偏振的第二色光663。ρ偏振的第二色光662穿過第二反射型偏振器190’，并且以ρ偏振的第二色光662通過第四棱鏡面160’ 離開第二 PBS 100，。s偏振的第二色光663從第二反射型偏振器190’反射、通過第一棱鏡面130’離開第二 PBS 100，、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光664、從寬帶反射鏡680 反射以改變圓偏振狀態(tài)、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡诙?65、通過第一棱鏡面130’進入第二 PBS 100’、穿過第二反射型偏振器190’、并且通過第三棱鏡面150，離開第二 PBS 100，。ρ偏振的第二色光665通過第四棱鏡面160進入第一 PBS 100、 穿過第一反射型偏振器190、通過第二棱鏡面140離開第一 PBS 100、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光666。圓偏振光666從寬帶反射鏡640反射以改變圓偏振狀態(tài)、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閟偏振的第二色光667、通過第二棱鏡面 140進入第一 PBS 100、從第一反射型偏振器190反射、并且通過第一棱鏡面130離開第一 PBS 100。s偏振的第二色光667在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光668、 從第一顏色選擇型二向色濾光器610反射以改變圓偏振狀態(tài)、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡诙?69、并且通過第一棱鏡面130進入第一 PBS 100。ρ偏振的第二色光669穿過第一反射型偏振器190，并且以ρ偏振的第二色光669通過第三棱鏡面 150 離開第一 PBS 100?，F(xiàn)在將參照圖6來描述第三色光671的路徑，其中非偏振的第三色光671以ρ偏振的第三色光679離開第一 PBS 100的第三棱鏡面150，并且以ρ偏振的第三色光675離開第二 PBS 100’的第四棱鏡面160’。應(yīng)當(dāng)理解，第三色光671和第二色光661通過合色器 600的路徑為類似的，如圖6所見。來自第二光源670的非偏振的第三色光671穿過第三顏色選擇型二向色濾光器 630、四分之一波長延遲片220、通過第二棱鏡面140’進入第二 PBS 100’、與第二反射型偏振器190’相交、并且分離成ρ偏振的第三色光672和s偏振的第三色光673。ρ偏振的第三色光672穿過第二反射型偏振器190’、并且以ρ偏振的第三色光672通過第四棱鏡面160’ 離開第二 PBS 100，。s偏振的第三色光673從第二反射型偏振器190’反射、通過第一棱鏡面130’離開第二 PBS 100’、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光674、從寬帶反射鏡680 反射以改變圓偏振狀態(tài)、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡谌?75、 通過第一棱鏡面130’進入第二 PBS 100’、穿過第二反射型偏振器190’、并且通過第三棱鏡面150，離開第二 PBS 100，。ρ偏振的第三色光675通過第四棱鏡面160進入第一 PBS 100、 穿過第一反射型偏振器190、通過第二棱鏡面140離開第一 PBS 100、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光676。圓偏振光676從寬帶反射鏡640反射以改變圓偏振狀態(tài)、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閟偏振的第三色光677、通過第二棱鏡面 140進入第一 PBS 100、從第一反射型偏振器190反射、并且通過第一棱鏡面130離開第一 PBS 100。s偏振的第三色光677在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光678、 從第一顏色選擇型二向色濾光器610反射以改變圓偏振狀態(tài)、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡谌?79、并且通過第一棱鏡面130進入第一 PBS 100。ρ偏振的第三色光679穿過第一反射型偏振器190，并且以ρ偏振的第三色光679通過第三棱鏡面 150 離開第一 PBS 100。在一個實施例中，第一色光651為綠光，第二色光661為藍光，并且第三色光671 為紅光。根據(jù)此實施例，第一顏色選擇型二向色濾光器610為反射紅和藍光且透射綠光的二向色濾光器；第二顏色選擇型二向色濾光器620為反射綠和紅光且透射藍光的二向色濾光器；第三顏色選擇型二向色濾光器630為反射藍和綠光且透射紅光的二向色濾光器。根據(jù)此實施例，第一偏振態(tài)的藍色第二色光661通過反射型偏振器190、190’中的每一個透射兩次，并且第二偏振態(tài)的藍色第二色光661被反射型偏振器190、190’中的每一個反射一次。單次反射優(yōu)選地為來自藍層的前表面反射，其因反射型偏振器190、190’的取向而產(chǎn)生， 如在別處所述。在一個實施例中，也可將第四色光(未示出)注入到合色器600中。在此實施例中，偏振旋轉(zhuǎn)反射器包括替代上述寬帶反射鏡640的第四顏色選擇型二向色濾光器、任選的光隧道以及第四光源，其設(shè)置方式類似于示于圖6中的第一、第二和第三光源650、660、 670、任選的光隧道430以及顏色選擇型二向色濾光器610、620、630。第四顏色選擇型二向色濾光器反射第一、第二和第三色光651、661、671，并且透射第四色光(未示出)。在此實施例中，第四色光也以P偏振態(tài)穿過第一 PBS 100的第三棱鏡面150以及第二 PBS 100’的第四棱鏡面160’。在一個方面，圖7為光學(xué)元件的俯視示意圖，該光學(xué)元件被構(gòu)造成包括第一 PBS 100和第二 PBS 100’的合色器700。合色器700可與在別處描述的多種光源一起使用。從第一、第二和第三光源740、750、760發(fā)射的各種偏振的光線的路徑示于圖7中，以更清晰地示出合色器700的各個部件的功能。第一 PBS 100和第二 PBS 100’包括對準第一偏振態(tài) 195、設(shè)置在第一和第二棱鏡110、120以及110’、120’的對角面之間的第一和第二反射型偏振器190、190’，如在別處所述。第一、第二和第三波長選擇型濾光器710、720、730設(shè)置為面向第二 PBS 100，的第二棱鏡面140’。第一、第二和第三波長選擇型濾光器710、720、730中的每一個都可為顏色選擇型二向色濾光器，其被選擇用于分別透射第一、第二和第三波長譜的光，并反射其他波長譜的光。在一個方面，第一和第二反射型偏振器190、190’可包括聚合物多層光學(xué)膜。在一個實施例中，第二反射型偏振器190’包括設(shè)置為靠近第一、第二和第三顏色選擇型二向色濾光器(710、720、730)的藍層，并且第一反射型偏振器190包括設(shè)置為位于與第二反射型偏振器190’的藍層相反的一側(cè)，如在別處所述。包括寬帶反射鏡(740、750、790)的第一、第二和第三偏振旋轉(zhuǎn)反射器設(shè)置為分別面向第一 PBS 100的第二和第一棱鏡面140、130以及第二 PBS 100，的第一棱鏡面130，。 各個偏振旋轉(zhuǎn)反射器還包括設(shè)置在相應(yīng)棱鏡面和寬帶反射鏡之間的延遲片220。寬帶反射鏡740、750、790和延遲片220用于轉(zhuǎn)換離開以及再次進入第一和第二 PBS 100、100，的光的偏振態(tài)，如在別處所述。延遲片220、顏色選擇型濾光器(710、720、730)、寬帶反射鏡(740、750、790)以及第一和第二反射型偏振器190、190’配合以通過第二 PBS100，的第四棱鏡面160’和第一 PBS 100的第三棱鏡面150透射一種偏振態(tài)的光，并且再循環(huán)其他偏振態(tài)的光，如在別處所述。在下文所述的一個實施例中，合色器700中的各個延遲片220均為相對第一偏振態(tài)195 成大約45度取向的四分之一波長延遲片。根據(jù)另一方面，可為第一、第二和第三光源740、750、760中的每一個提供任選的光隧道430或透鏡組件(未示出)，如在別處參照圖4所述，其公開內(nèi)容同樣適用于圖7。現(xiàn)在將參照圖7來描述第一色光761的路徑，其中非偏振的第一色光761以ρ偏振的第一色光762離開第二 PBS 100，的第四棱鏡面160，，并且以ρ偏振的第一色光769離開第一 PBS 100的第三棱鏡面150。來自第一光源760的非偏振的第一色光761穿過第一顏色選擇型二向色濾光器
24710、四分之一波長延遲片220、通過第二棱鏡面140’進入第二 PBS 100’、與第二反射型偏振器190’相交、并且分離成ρ偏振的第一色光762和s偏振的第一色光763。ρ偏振的第一色光762穿過第二反射型偏振器190’，并且以ρ偏振的第一色光762通過第四棱鏡面160’ 離開第二 PBS 100，。s偏振的第一色光763從第二反射型偏振器190’反射、通過第一棱鏡面130’離開第二 PBS 100’、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振的第一色光764、從第三寬帶反射鏡790反射以改變圓偏振方向、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡谝簧?65、并且通過第一棱鏡面130，進入第二 PBS 100，。ρ偏振的第一色光765穿過第二反射型偏振器190’、通過第三棱鏡面150’離開第二 PBS 100’、通過第四棱鏡面160進入第一 PBS 100、穿過第一反射型偏振器190、并且通過第二棱鏡面140離開第一 PBS 100。 P偏振的第一色光765在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光766、從第一寬帶反射鏡740反射以改變圓偏振狀態(tài)、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閟偏振的第一色光767。s偏振的第一色光767通過第二棱鏡面140進入第一 PBS 100、從第一反射型偏振器190反射、通過第一棱鏡面130離開第一 PBS 100、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光768。圓偏振光768從第二寬帶反射鏡750反射以改變圓偏振狀態(tài)、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡谝簧?69、通過第一棱鏡面 130進入第一 PBS 100、穿過第一反射型偏振器190、并且以ρ偏振的第一色光769通過第三棱鏡面150離開第一 PBS100?，F(xiàn)在將參照圖7來描述第二色光771的路徑，其中非偏振的第二色光771以ρ偏振的第二色光779離開第一 PBS 100的第三棱鏡面150，并且以ρ偏振的第二色光772離開第二 PBS 100’的第四棱鏡面160’。應(yīng)當(dāng)理解，第一色光761、第二色光771和第三色光 781通過合色器600的路徑為類似的，如圖7所見。來自第二光源770的非偏振的第二色光771穿過第二顏色選擇型二向色濾光器 720、四分之一波長延遲片220、通過第二棱鏡面140’進入第二 PBS 100’、與第二反射型偏振器190’相交、并且分離成ρ偏振的第二色光772和s偏振的第二色光773。ρ偏振的第二色光772穿過第二反射型偏振器190’、并且以ρ偏振的第二色光772通過第四棱鏡面160’ 離開第二 PBS 100，。s偏振的第二色光773從第二反射型偏振器190’反射、通過第一棱鏡面130’離開第二 PBS 100’、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振的第二色光774、從第三寬帶反射鏡790反射以改變圓偏振方向、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡诙?75、并且通過第一棱鏡面130，進入第二 PBS 100，。ρ偏振的第二色光775穿過第二反射型偏振器190’、通過第三棱鏡面150’離開第二 PBS 100’、通過第四棱鏡面160進入第一 PBS 100、穿過第一反射型偏振器190、并且通過第二棱鏡面140離開第一 PBS 100。 P偏振的第二色光775在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光776、從第一寬帶反射鏡740反射以改變圓偏振狀態(tài)、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閟偏振的第二色光777。s偏振的第二色光777通過第二棱鏡面140進入第一 PBS 100、從第一反射型偏振器190反射、通過第一棱鏡面130離開第一 PBS 100、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光778。圓偏振光778從第二寬帶反射鏡750反射以改變圓偏振狀態(tài)、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡诙?79、通過第一棱鏡面130進入第一 PBS 100、穿過第一反射型偏振器190、并且以ρ偏振的第二色光779通過第三棱鏡面150離開第一 PBS100。現(xiàn)在將參照圖7來描述第三色光781的路徑，其中非偏振的第三色光781以ρ偏振的第三色光789離開第一 PBS 100的第三棱鏡面150，并且以ρ偏振的第三色光782離開第二 PBS 100，的第四棱鏡面160，。來自第三光源780的非偏振的第三色光781穿過第三顏色選擇型二向色濾光器 730、四分之一波長延遲片220、通過第二棱鏡面140’進入第二 PBS 100’、與第二反射型偏振器190’相交、并且分離成ρ偏振的第三色光782和s偏振的第三色光783。ρ偏振的第三色光782穿過第二反射型偏振器190’、并且以ρ偏振的第三色光782通過第四棱鏡面160’ 離開第二 PBS 100，。s偏振的第三色光783從第二反射型偏振器190’反射、通過第一棱鏡面130’離開第二 PBS 100’、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振的第三色光784、從第三寬帶反射鏡790反射以改變圓偏振方向、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡谌?85、并且通過第一棱鏡面130’進入第二 PBS 100’。ρ偏振的第三色光785穿過第二反射型偏振器190’、通過第三棱鏡面150’離開第二 PBS 100’、通過第四棱鏡面160進入第一 PBS 100、穿過第一反射型偏振器190、并且通過第二棱鏡面140離開第一 PBS 100。 P偏振的第三色光785在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光786、從第一寬帶反射鏡740反射以改變圓偏振狀態(tài)、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閟偏振的第三色光787。s偏振的第三色光787通過第二棱鏡面140進入第一 PBS 100、從第一反射型偏振器190反射、通過第一棱鏡面130離開第一 PBS 100、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光788。圓偏振光788從第二寬帶反射鏡750反射以改變圓偏振狀態(tài)、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡谌?89、通過第一棱鏡面 130進入第一 PBS 100、穿過第一反射型偏振器190、并且以ρ偏振的第三色光789通過第三棱鏡面150離開第一 PBS100。在一個實施例中，第一色光761為綠光，第二色光771為藍光，并且第三色光781 為紅光。根據(jù)此實施例，第一顏色選擇型二向色濾光器710為反射紅和藍光且透射綠光的二向色濾光器；第二顏色選擇型二向色濾光器720為反射綠和紅光且透射藍光的二向色濾光器；第三顏色選擇型二向色濾光器730為反射藍和綠光且透射紅光的二向色濾光器。根據(jù)此實施例，第一偏振態(tài)的藍色第二色光771通過第二反射型偏振器190’透射兩次并且通過第一反射型偏振器190透射兩次；并且第二偏振態(tài)的藍色第二色光751被第二反射型偏振器190’和第一反射型偏振器190中的每一個反射一次。由每個反射型偏振器的單次反射優(yōu)選地為來自藍層的前表面反射，其因反射型偏振器190、190’的取向而產(chǎn)生，如在別處所述。在一個方面，圖8為光學(xué)元件的俯視示意圖，該光學(xué)元件被構(gòu)造成包括PBS 100和鄰近PBS 100的第三棱鏡面150的反射棱鏡120’的合色器800。合色器800可與在別處描述的多種光源一起使用。從第一和第二光源860、870發(fā)射的各種偏振態(tài)的光線的路徑示于圖8中，以更清晰地示出合色器800的各個部件的功能。PBS 100包括對準第一偏振態(tài)195、 設(shè)置在第一和第二棱鏡110、120的對角面之間的反射型偏振器190，如在別處所述。反射棱鏡120’重導(dǎo)向離開PBS 100的光的一部分，如在別處所述。反射棱鏡120’包括其間具有90度角的第五棱鏡面150’、第六棱鏡面160’，以及具有寬帶反射鏡840的對角棱鏡面。寬帶反射鏡840也可為類似于如在別處所述的薄膜反射型偏振器的薄膜，并且不需要反射棱鏡120’。在一個實施例中，反射棱鏡120’和第二棱鏡120可為一體光學(xué)部件(未示出)， 例如具有由寬帶反射鏡840、反射型偏振器190以及第三和第六棱鏡面150、160’限定的三個側(cè)面的棱鏡。第一和第二波長選擇型濾光器810、820設(shè)置為面向第一棱鏡面130。第一和第二波長選擇型濾光器810、820中的每一個都可為顏色選擇型二向色濾光器，其被選擇用于分別透射第一和第二波長譜的光，并反射其他波長譜的光。在一個方面，反射型偏振器190可包括聚合物多層光學(xué)膜。在一個實施例中，反射型偏振器190包括設(shè)置為靠近第一和第二顏色選擇型二向色濾光器810、820的藍層，如在別處所述。包括寬帶反射鏡850的偏振旋轉(zhuǎn)反射器設(shè)置為面向PBS 100的第二棱鏡面140。 偏振旋轉(zhuǎn)反射器還包括設(shè)置在第二棱鏡面140和寬帶反射鏡850之間的延遲片220。寬帶反射鏡850和延遲片220用于轉(zhuǎn)換通過第二棱鏡面140離開PBS 100的光的偏振態(tài)，并且將轉(zhuǎn)換了偏振態(tài)的光重導(dǎo)向返回到PBS 100內(nèi)，如在別處所述。延遲片220、顏色選擇型二向色濾光器(810、820)、寬帶反射鏡(840、850)和反射型偏振器190配合以通過第四和第六棱鏡面160、160’透射一種偏振態(tài)的光，并且再循環(huán)其他偏振態(tài)的光，如在別處所述。在下文所述的一個實施例中，合色器800中的各個延遲片 220為相對第一偏振態(tài)195成大約45度取向的四分之一波長延遲片。根據(jù)另一方面，可為第一和第二光源860、870中的每一個提供任選的光隧道430或透鏡組件(未示出)，如在別處所述?，F(xiàn)在將參照圖8來描述第一色光861的路徑，其中非偏振的第一色光861以ρ偏振的第一色光865離開第四棱鏡面160，并且以ρ偏振的第一色光862離開第六棱鏡面160’。第一光源860使非偏振的第一色光861穿過第一顏色選擇型二向色濾光器810注入、通過第一棱鏡面130進入PBS 100、與反射型偏振器190相交、并且分離成ρ偏振的第一色光862和s偏振的第一色光863。ρ偏振的第一色光862穿過反射型偏振器190、通過第三棱鏡面150離開PBS 100、通過第五棱鏡面150，進入反射棱鏡120，、從寬帶反射鏡840 反射、并且以P偏振的第一色光862通過第六棱鏡面160’離開反射棱鏡120’。s偏振的第一色光863從反射型偏振器190反射、通過第二棱鏡面140離開PBS 100、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光864。圓偏振光864從寬帶反射鏡850反射以改變圓偏振狀態(tài)、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡谝簧?65。ρ偏振的第一色光865通過第二棱鏡面140進入PBS 100、無改變地穿過反射型偏振器190、并且以ρ偏振的第一色光865通過第四棱鏡面160離開PBS 100?，F(xiàn)在將參照圖8來描述第二色光871的路徑，其中非偏振的第二色光871以P偏振的第二色光875離開第四棱鏡面160，并且以ρ偏振的第二色光872離開第六棱鏡面160’。來自第二光源870的非偏振的第二色光871穿過第二顏色選擇型二向色濾光器 820、通過第一棱鏡面130進入PBS 100、與反射型偏振器190相交、并且分離成ρ偏振的第二色光872和s偏振的第二色光873。ρ偏振的第二色光872穿過反射型偏振器190、通過第三棱鏡面150離開PBS 100、通過第五棱鏡面120，進入反射棱鏡120，、從寬帶反射鏡840 反射、并且以P偏振的第二色光862通過第六棱鏡面160’離開反射棱鏡120’。
27
s偏振的第二色光873從反射型偏振器190反射、通過第二棱鏡面140離開PBS 100、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光874。圓偏振光874從寬帶反射鏡850反射以改變圓偏振狀態(tài)、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡诙?75。ρ偏振的第二色光875通過第二棱鏡面140進入PBS 100、無改變地穿過反射型偏振器190、并且以ρ偏振的第二色光875通過第四棱鏡面160離開PBS 100。在一個實施例中，第一色光861為綠光，并且第二色光871為洋紅光。根據(jù)此實施例，第一顏色選擇型二向色濾光器810為反射紅和藍(S卩，洋紅)光且透射綠光的二向色濾光器；第二顏色選擇型二向色濾光器820為反射綠光并且透射洋紅光的二向色濾光器。根據(jù)此實施例，第一偏振態(tài)的第二色光871的藍色分量被透射兩次，并且第二偏振態(tài)的第二色光871的藍色分量被反射型偏振器190反射一次。單次反射優(yōu)選地為來自藍層的前表面反射，其因反射型偏振器190的取向而產(chǎn)生，如在別處所述。在一個方面，圖9為光學(xué)元件的俯視示意圖，該光學(xué)元件被構(gòu)造成包括第一 PBS 100和第二 PBS 100’的合色器900。合色器900可與在別處描述的多種光源一起使用。從第一、第二和第三光源940、960、970發(fā)射的各種偏振的光線的路徑示于圖9中，以更清晰地示出合色器900的各個部件的功能。第一 PBS 100和第二 PBS 100，包括對準第一偏振態(tài) 195、設(shè)置在第一和第二棱鏡110、120以及110’、120’的對角面之間的第一和第二反射型偏振器190、190’，如在別處所述。第一波長選擇型濾光器910設(shè)置為面向第一 PBS 100的第二棱鏡面140。第二和第三波長選擇型濾光器920、930設(shè)置為面向第二 PBS100，的第一棱鏡面130’。第一、第二和第三波長選擇型濾光器910、920、930中的每一個均可為顏色選擇型二向色濾光器，其被選擇用于分別透射第一、第二和第三波長譜的光，并反射其他波長譜的光。延遲片220設(shè)置為面向第一、第二和第三顏色選擇型濾光器(910、920、930)中的每一個。在一些情況下，如圖9所示，延遲片220可為跨越(例如)第二 PBS 100’的第一棱鏡面130’的一體延遲片220。在一些情況下，可將單獨的延遲片220設(shè)置為鄰近各個顏色選擇型濾光器(910、920、930)。在一個方面，第一和第二反射型偏振器190、190’可包括聚合物多層光學(xué)膜。在一個實施例中，第二反射型偏振器190，包括設(shè)置為靠近第二和第三顏色選擇型二向色濾光器 (920,930)的藍層，并且第一反射型偏振器190包括設(shè)置為面向第一顏色選擇型二向色濾光器910的藍層，如在別處所述。包括寬帶反射鏡950的偏振旋轉(zhuǎn)反射器設(shè)置為面向第二 PBS 100’的第二棱鏡面 140’。偏振旋轉(zhuǎn)反射器還包括設(shè)置在第二棱鏡面140’和寬帶反射鏡之間的延遲片220。寬帶反射鏡950和延遲片220用于轉(zhuǎn)換離開以及再次進入第二 PBS 100’的光的偏振態(tài)，如在別處所述。延遲片220、顏色選擇型濾光器(910、920、930)、寬帶反射鏡950以及第一和第二反射型偏振器190、190，配合以通過第二 PBS 100，的第四棱鏡面160，和第一 PBS 100的第四棱鏡面160透射一種偏振態(tài)的光，并且再循環(huán)其他偏振態(tài)的光，如在別處所述。在下文所述的一個實施例中，合色器900中的各個延遲片220均為相對第一偏振態(tài)195成大約45 度取向的四分之一波長延遲片。根據(jù)另一方面，可為第一、第二和第三光源940、960、970中的每一個提供任選的光隧道430或透鏡組件(未示出)，如在別處參照圖4所述，其公開內(nèi)容同樣適用于圖9。合色器900還包括設(shè)置在第一和第二 PBS 100、100’之間的半波長延遲片225。半波長延遲片225與第一和第二偏振器190、190’配合以轉(zhuǎn)換從其穿過的光的偏振態(tài)，并且另外相對第一偏振態(tài)195成大約45度取向?，F(xiàn)在將參照圖9來描述第一色光941的路徑，其中非偏振的第一色光941以ρ偏振的第一色光942離開第一 PBS 100的第四棱鏡面160，并且以ρ偏振的第一色光948離開第二 PBS 100，的第四棱鏡面160，。來自第一光源940的非偏振的第一色光941穿過第一顏色選擇型二向色濾光器 910、四分之一波長延遲片220、通過第二棱鏡面140進入第一 PBS 100、與第一反射型偏振器190相交、并且分離成ρ偏振的第一色光942和s偏振的第一色光943。ρ偏振的第一色光942穿過第一反射型偏振器190，并且以ρ偏振的第一色光942通過第四棱鏡面160離開第一 PBS 100。 s偏振的第一色光943從第一反射型偏振器190反射、通過第一棱鏡面130離開第一 PBS 100、穿過半波長延遲片變?yōu)棣哑竦牡谝簧?44、并且通過第三棱鏡面150進入第二 PBS 100’。ρ偏振的第一色光944穿過第二反射型偏振器190’、通過第一棱鏡面130’ 離開第二 PBS190’、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光945、從第二或第三顏色選擇型二向色濾光器920、930反射以改變圓偏振方向、并且在穿過四分之一波長延遲片220之后變?yōu)閟偏振的第一色光946。s偏振的第一色光通過第一棱鏡面130’進入第二 PBS 100’、從第二反射型偏振器190’反射、穿過第二 PBS 100’的第二棱鏡面140’、并且穿過四分之一波長延遲片220變?yōu)閳A偏振光947。圓偏振光947從寬帶反射鏡950反射以改變圓偏振方向、穿過四分之一波長延遲片220之后變?yōu)棣哑竦牡谝簧?48、通過第二棱鏡面140，進入第二 PBS 100，、穿過第二反射型偏振器190，、并且以ρ偏振的第一色光948 通過第四棱鏡面160，離開第二 PBS 100，?，F(xiàn)在將參照圖9來描述第二色光961的路徑，其中非偏振的第一色光961以ρ偏振的第二色光965離開第一 PBS 100的第四棱鏡面160，并且以ρ偏振的第二色光968離開第二 PBS 100’的第四棱鏡面160’。應(yīng)當(dāng)理解，第二色光961和第三色光971通過合色器 900的路徑為類似的，如圖9所見。來自第二光源960的非偏振的第二色光961穿過第二顏色選擇型二向色濾光器 920、四分之一波長延遲片220、通過第一棱鏡面130’進入第二 PBS 100’、與第二反射型偏振器190’相交、并且分離成ρ偏振的第二色光962和s偏振的第二色光966。ρ偏振的第二色光962穿過第二反射型偏振器190’、通過第三棱鏡面150’離開第二 PBS 100’、在其穿過半波長延遲片225時變?yōu)閟偏振的第二色光963、通過第一棱鏡面130進入第一 PBS 100、 從第一反射型偏振器190反射、并且通過第二棱鏡面140離開第一 PBS 100。s偏振的第二色光963穿過四分之一波長延遲片220、變?yōu)閳A偏振光964、從第一顏色選擇型二向色濾光器910反射以改變圓偏振方向、穿過四分之一波長延遲片220并且變?yōu)棣哑竦牡诙?965。ρ偏振的第二色光965通過第二棱鏡面140進入第一 PBS 100、穿過第一反射型偏振器190、并且以ρ偏振的第二色光965通過第四棱鏡面160離開第一 PBS 100。s偏振的第二色光966從第二反射型偏振器190’反射、通過第二棱鏡面140’離開第二 PBS 100’、穿過四分之一波長延遲片220變?yōu)閳A偏振光967、從寬帶反射鏡950反射以改變圓偏振方向、穿過四分之一波長延遲片220變?yōu)棣哑竦牡诙?68、并且通過第二棱鏡面140’進入第二 PBS 100’。ρ偏振的第二色光968穿過第二反射型偏振器190’，并且以P偏振的第二色光968通過第四棱鏡面160，離開第二 PBS 100，?，F(xiàn)在將參照圖9來描述第三色光971的路徑，其中非偏振的第三色光971以ρ偏振的第三色光975離開第一 PBS 100的第四棱鏡面160，并且以ρ偏振的第二色光978離開第二 PBS 100，的第四棱鏡面160，。來自第三光源970的非偏振的第三色光971穿過第三顏色選擇型二向色濾光器 930、四分之一波長延遲片220、通過第一棱鏡面130’進入第二 PBS 100’、與第二反射型偏振器190’相交、并且分離成ρ偏振的第三色光972和s偏振的第三色光976。ρ偏振的第三色光972穿過第二反射型偏振器190’、通過第三棱鏡面150’離開第二 PBS 100’、在其穿過半波長延遲片225時變?yōu)閟偏振的第三色光973、通過第一棱鏡面130進入第一 PBS 100、 從第一反射型偏振器190反射、并且通過第二棱鏡面140離開第一 PBS 100。s偏振的第三色光973穿過四分之一波長延遲片220、變?yōu)閳A偏振光974、從第一顏色選擇型二向色濾光器910反射以改變圓偏振方向、穿過四分之一波長延遲片220并且變?yōu)棣哑竦牡谌?975。ρ偏振的第三色光975通過第二棱鏡面140進入第一 PBS 100、穿過第一反射型偏振器190、并且以ρ偏振的第三色光975通過第四棱鏡面160離開第一 PBS 100。s偏振的第三色光976從第二反射型偏振器190’反射、通過第二棱鏡面140’離開第二 PBS 100’、穿過四分之一波長延遲片220變?yōu)閳A偏振光977、從寬帶反射鏡950反射以改變圓偏振方向、穿過四分之一波長延遲片220變?yōu)棣哑竦牡谌?78、并且通過第二棱鏡面140’進入第二 PBS 100’。ρ偏振的第三色光978穿過第二反射型偏振器190’，并且以P偏振的第三色光978通過第四棱鏡面160，離開第二 PBS 100，。在一個實施例中，第一光源940發(fā)射綠光，第二光源960發(fā)射藍光，并且第三色光源970為紅光。根據(jù)此實施例，第一顏色選擇型二向色濾光器910為反射紅和藍光且透射綠光的二向色濾光器；第二顏色選擇型二向色濾光器920為反射綠和紅光且透射藍光的二向色濾光器；第三顏色選擇型二向色濾光器930為反射藍和綠光且透射紅光的二向色濾光器。根據(jù)此實施例，來自第二光源960的ρ偏振態(tài)的藍色光通過第二反射型偏振器190’透射兩次并且通過第一反射型偏振器190透射一次；來自第二光源960的s偏振態(tài)的藍色光被第二反射型偏振器190’反射一次并且從第一反射型偏振器190反射一次。反射優(yōu)選地為來自藍層的前表面反射，其因反射型偏振器190、190’的取向而產(chǎn)生，如在別處所述。在一個實施例中，也可將第四色光(未示出)注入到合色器900中。在此實施例中，偏振旋轉(zhuǎn)反射器包括替代上述寬帶反射鏡950的第四顏色選擇型二向色濾光器、任選的光隧道以及第四光源，其設(shè)置方式類似于示于圖9中的第一、第二和第三光源(940、960、 970)、任選的光隧道430以及顏色選擇型二向色濾光器(910、920、930)。第四顏色選擇型二向色濾光器反射第一、第二和第三色光(941、961、971)、并且透射第四色光(未示出)。在此實施例中，第四色光也以P偏振態(tài)穿過第一 PBS 100的第四棱鏡面160和第二 PBS 100’ 的第四棱鏡面160’。在一個方面，圖10為光學(xué)元件的俯視示意圖，該光學(xué)元件被構(gòu)造成包括PBS 100 的合色器1000。合色器1000可與在別處描述的多種光源一起使用。從第一、第二和第三光源(1050、1060、1070)發(fā)射的各種偏振態(tài)的光線的路徑示于圖10中，以更清晰地示出合色器1000的各個部件的功能。PBS 100包括對準第一偏振態(tài)195、設(shè)置在第一和第二棱鏡 110,120的對角面之間的反射型偏振器190，如在別處所述。第一波長選擇型濾光器1010設(shè)置為面向第二棱鏡面140，并且第二和第三波長選擇型濾光器1020、1030設(shè)置為面向第一棱鏡面130。第一、第二和第三波長選擇型濾光器 (1010U020U030)中的每一個都可為顏色選擇型二向色濾光器，其被選擇用于分別透射第一、第二和第三波長譜的光，并反射其他波長譜的光。在一個方面，反射型偏振器190可包括聚合物多層光學(xué)膜。在一個實施例中，反射型偏振器190包括設(shè)置為靠近第一、第二和第三顏色選擇型二向色濾光器(1010、1020、1030)的藍層，如在別處所述。延遲片220設(shè)置為面向第一、第二和第三顏色選擇型濾光器(1010、1020、1030)中的每一個。在一些情況下，如圖10所示，延遲片220可為跨越(例如)第一 PBS 100的第一棱鏡面130的一體延遲片220。在一些情況下，可將單獨的延遲片220設(shè)置為鄰近每個顏色選擇型濾光器(1010、1020、1030)。包括寬帶反射鏡1040的偏振旋轉(zhuǎn)反射器設(shè)置為面向PBS 100的第三棱鏡面150。 偏振旋轉(zhuǎn)反射器還包括設(shè)置在第三棱鏡面150和寬帶反射鏡1040之間的延遲片220。寬帶反射鏡1040和延遲片220用于轉(zhuǎn)換通過第三棱鏡面150離開PBS 100的光的偏振態(tài)，并且將轉(zhuǎn)換了偏振態(tài)的光重導(dǎo)向返回到PBS 100內(nèi)，如在別處所述。延遲片220、顏色選擇型二向色濾光器(1010、1020、1030)、寬帶反射鏡1040和反射型偏振器190配合以將兩種垂直偏振狀態(tài)的光通過第四棱鏡面160透射為組合光，如在別處所述。在下文所述的一個實施例中，合色器1000中的各個延遲片220為相對第一偏振態(tài)195成大約45度取向的四分之一波長延遲片。根據(jù)另一方面，可為第一、第二和第三光源(1050、1060、1070)中的每一個提供任選的光隧道430或透鏡組件(未示出)，如在別處所述?，F(xiàn)在將參照圖10來描述第一色光1051的路徑，其中非偏振的第一色光1051以ρ 偏振的第一色光1052和s偏振的第一色光1057離開第四棱鏡面160。第一光源1050使非偏振的第一色光1051穿過第一顏色選擇型二向色濾光器1010 和四分之一波長延遲片220注入、通過第二棱鏡面140進入PBS 100、與反射型偏振器190 相交、并且分離成P偏振的第一色光1052和s偏振的第一色光1053。ρ偏振的第一色光 1052穿過反射型偏振器190，并且以ρ偏振的第一色光1052通過第四棱鏡面160離開PBS 100。s偏振的第一色光1053從反射型偏振器190反射、通過第一棱鏡面130離開PBS 100、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光ΙΟΜ。圓偏振光IOM從第二或第三顏色選擇型二向色濾光器(1020、1030)反射以改變圓偏振狀態(tài)、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡谝簧?055。ρ偏振的第一色光1055通過第一棱鏡面130進入PBS 100、無改變地穿過反射型偏振器190、通過第三棱鏡面150離開PBS 100、 并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光1056。圓偏振光1056從寬帶反射鏡1040反射以改變圓偏振狀態(tài)、在其穿過四分之一波長延遲片220時再次變?yōu)閟偏振的第一色光1057、通過第三棱鏡面150進入PBS 100、從反射型偏振器190反射、并且以s偏振的第一色光1057通過第四棱鏡面160離開PBS 100。現(xiàn)在將參照圖10來描述第二色光1061的路徑，其中非偏振的第二色光1061以ρ偏振的第二色光1065和s偏振的第二色光1067離開第四棱鏡面160。來自第二光源1060的非偏振的第二色光1061穿過第二顏色選擇型二向色濾光器 1020、通過第一棱鏡面130進入PBS 100、與反射型偏振器190相交、并且分離成ρ偏振的第二色光1062和s偏振的第二色光1063。ρ偏振的第二色光1062穿過反射型偏振器190、通過第三棱鏡面150離開PBS 100、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光1066、 在其從寬帶反射鏡1040反射時改變圓偏振方向、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閟偏振的第二色光1067。s偏振的第二色光1067通過第三棱鏡面150進入PBS 100、從反射型偏振器190反射、并且以s偏振的第二色光1067通過第四棱鏡面160離開PBS100。s偏振的第二色光1063從反射型偏振器190反射、通過第二棱鏡面140離開PBS 100、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光1064。圓偏振光1064從第一顏色選擇型二向色濾光器1010反射以改變圓偏振狀態(tài)、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡诙?065。ρ偏振的第二色光1065通過第二棱鏡面140進入 PBS 100、無改變地穿過反射型偏振器190、并且以ρ偏振的第二色光1065通過第四棱鏡面 160 離開 PBS 100?，F(xiàn)在將參照圖10來描述第三色光1071的路徑，其中非偏振的第一色光1071以ρ 偏振的第三色光1075和s偏振的第三色光1077離開第一 PBS 100的第四棱鏡面160。應(yīng)當(dāng)理解，第二色光1061和第三色光1071通過合色器1000的路徑是類似的，如圖10所見。來自第三光源1070的非偏振的第三色光1071穿過第三顏色選擇型二向色濾光器 1030、通過第一棱鏡面130進入PBS 100、與反射型偏振器190相交、并且分離成ρ偏振的第三色光1072和s偏振的第三色光1073。ρ偏振的第三色光1072穿過反射型偏振器190、通過第三棱鏡面150離開PBS 100、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光1076、 在其從寬帶反射鏡1040反射時改變圓偏振方向、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閟偏振的第三色光1077。s偏振的第三色光1077通過第三棱鏡面150進入PBS 100、從反射型偏振器190反射、并且以s偏振的第三色光1077通過第四棱鏡面160離開PBS100。s偏振的第三色光1073從反射型偏振器190反射、通過第二棱鏡面140離開PBS 100、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光1074。圓偏振光1074從第一顏色選擇型二向色濾光器1010反射以改變圓偏振狀態(tài)、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡谌?075。ρ偏振的第三色光1075通過第二棱鏡面140進入 PBS 100、無改變地穿過反射型偏振器190、并且以ρ偏振的第三色光1075通過第四棱鏡面 160 離開 PBS 100。在一個實施例中，第一色光1051為綠光，第二色光1061為藍光，并且第三色光 1071為紅光。根據(jù)此實施例，第一顏色選擇型二向色濾光器1010為反射紅和藍(即，洋紅) 光且透射綠光的二向色濾光器；第二顏色選擇型二向色濾光器1020為反射綠和紅光且透射藍光的二向色濾光器；并且第三顏色選擇型二向色濾光器1030為反射綠和藍光且透射紅光的二向色濾光器。根據(jù)此實施例，第一偏振態(tài)的藍色第二色光1061被透射兩次，并且第二偏振態(tài)的藍色第二色光1061被反射型偏振器190反射兩次。第一反射優(yōu)選地為來自藍層的前表面反射，其因反射型偏振器190的取向而產(chǎn)生，如在別處所述。在一個方面，圖11為光學(xué)元件的俯視示意圖，該光學(xué)元件被構(gòu)造成包括PBS 100 的合色器1100。合色器1100可與在別處描述的多種光源一起使用。從第一、第二和第三
32光源(1160、1170、1180)發(fā)射的各種偏振態(tài)的光線的路徑示于圖11中，以更清晰地示出合色器1100的各個部件的功能。PBS 100包括對準第一偏振態(tài)195、設(shè)置在第一和第二棱鏡 110,120的對角面之間的反射型偏振器190，如在別處所述。第一、第二和第三波長選擇型濾光器(1110、1120、1130)設(shè)置為面向第一棱鏡面 130。第一、第二和第三波長選擇型濾光器(1110、1120、1130)中的每一個均可為顏色選擇型二向色濾光器，其被選擇用于分別透射第一、第二和第三波長譜的光，并反射其他波長譜的光。在一個方面，反射型偏振器190可包括聚合物多層光學(xué)膜。在一個實施例中，反射型偏振器190包括設(shè)置為靠近第一、第二和第三顏色選擇型二向色濾光器(1110、1120、1130) 的藍層，如在別處所述。延遲片220設(shè)置為面向第一、第二和第三顏色選擇型濾光器(1110、1120、1130)中的每一個。在一些情況下，如圖11所示，延遲片220可為跨越(例如)第一 PBS 100的第一棱鏡面130的一體延遲片220。在一些情況下，可將單獨的延遲片220設(shè)置為鄰近各個顏色選擇型濾光器(1110、1120、1130)。包括寬帶反射鏡1140、1150的偏振旋轉(zhuǎn)反射器設(shè)置為分別面向PBS 100的第二和第三棱鏡面(140、150)。偏振旋轉(zhuǎn)反射器還包括設(shè)置在相應(yīng)棱鏡面和寬帶反射鏡之間的延遲片220。寬帶反射鏡1140、1150和延遲片220用于轉(zhuǎn)換離開PBS 100的光的偏振態(tài)，并且將轉(zhuǎn)換了偏振態(tài)的光重導(dǎo)向返回到PBS 100內(nèi)，如在別處所述。延遲片220、顏色選擇型二向色濾光器(1110、1120、1130)、寬帶反射鏡(1140、 1150)和反射型偏振器190配合以將兩種垂直偏振狀態(tài)的光通過第四棱鏡面160透射為組合光，如在別處所述。在下文所述的一個實施例中，合色器1100中的各個延遲片220為相對第一偏振態(tài)195成大約45度取向的四分之一波長延遲片。根據(jù)另一方面，可為第一、第二和第三光源(1160、1170、1180)中的每一個提供任選的光隧道430或透鏡組件(未示出)， 如在別處所述?，F(xiàn)在將參照圖11來描述第一色光1161的路徑，其中非偏振的第一色光1161以ρ 偏振的第一色光1165和s偏振的第一色光1167離開第四棱鏡面160。應(yīng)當(dāng)理解，第二色光 1171和第三色光1181通過合色器1100的路徑是類似的，如圖11所見。為簡便起見，下面僅描述第一色光1161通過合色器1100的路徑。來自第一光源1160的非偏振的第一色光1161穿過第一顏色選擇型二向色濾光器 1110、通過第一棱鏡面130進入PBS 100、與反射型偏振器190相交、并且分離成P偏振的第一色光1162和s偏振的第一色光1163。ρ偏振的第一色光1162穿過反射型偏振器190、通過第三棱鏡面150離開PBS 100、在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光1166、 在其從寬帶反射鏡1140反射時改變圓偏振方向、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閟偏振的第一色光1167。s偏振的第一色光1167通過第三棱鏡面150進入PBS 100、從反射型偏振器190反射、并且以s偏振的第一色光1167通過第四棱鏡面160離開PBS100。s偏振的第一色光1163從反射型偏振器190反射、通過第二棱鏡面140離開PBS 100、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光1164。圓偏振光1164從寬帶反射鏡1150反射以改變圓偏振狀態(tài)，并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡谝簧?165。ρ偏振的第一色光1165通過第二棱鏡面140進入PBS 100、無改變地穿過反射型偏振器190、并且以ρ偏振的第一色光1165通過第四棱鏡面160離開PBS 100。
在一個實施例中，第一色光1161為綠光，第二色光1171為藍光，并且第三色光 1181為紅光。根據(jù)此實施例，第一顏色選擇型二向色濾光器1110為反射紅和藍(S卩，洋紅) 光且透射綠光的二向色濾光器；第二顏色選擇型二向色濾光器1120為反射綠和紅光且透射藍光的二向色濾光器；且第三顏色選擇型二向色濾光器1130為反射綠和藍光且透射紅光的二向色濾光器。根據(jù)此實施例，第一偏振態(tài)的藍色第二色光1161被透射兩次，并且第二偏振態(tài)的藍色第二色光1161被反射型偏振器190反射兩次。第一反射優(yōu)選地為來自藍層的前表面反射，其因反射型偏振器190的取向而產(chǎn)生，如在別處所述。在一個實施例中，也可將第四色光(未示出)注入到合色器1100中。在此實施例中，偏振旋轉(zhuǎn)反射器包括替代上述寬帶反射鏡1140、1150的第四顏色選擇型二向色濾光器、任選的光隧道以及第四光源，其設(shè)置方式類似于示于圖11中的第一、第二和第三光源 (1160、1170、1180)、任選的光隧道430以及顏色選擇型二向色濾光器(1110、1120、1130)。 第四顏色選擇型二向色濾光器反射第一、第二和第三色光(1160、1170、1180)，并且透射第四色光(未示出)。在此實施例中，第四色光也穿過第一 PBS 100的第四棱鏡面160。在一個方面，圖12為光學(xué)元件的俯視示意圖，該光學(xué)元件被構(gòu)造成包括PBS 100 的合色器1200。合色器1200可與在別處描述的多種光源一起使用。從第一、第二和第三光源(1250、1260、1270)發(fā)射的各種偏振態(tài)的光線的路徑示于圖12中，以更清晰地示出合色器1200的各個部件的功能。PBS 100包括對準第一偏振態(tài)195、設(shè)置在第一和第二棱鏡 110,120的對角面之間的反射型偏振器190，如在別處所述。第一波長選擇型濾光器1210設(shè)置為鄰近反射型偏振器190并且面向第一和第二棱鏡面(130、140)，并且第二和第三波長選擇型濾光器1220、1230設(shè)置為面向第四棱鏡面 160。第一、第二和第三波長選擇型濾光器(1210、1220、1230)中的每一個均可為顏色選擇型二向色濾光器，其被選擇用于分別透射第一、第二和第三波長譜的光，并反射其他波長譜的光。在一個方面，反射型偏振器190可包括聚合物多層光學(xué)膜。在一個實施例中，反射型偏振器190包括設(shè)置為靠近第一顏色選擇型二向色濾光器1210的藍層，如在別處所述。延遲片220設(shè)置為面向第二和第三顏色選擇型濾光器(1220、1230)中的每一個。 在一些情況下，如圖12所示，延遲片220可為跨越(例如)第一 PBS 100的第四棱鏡面160 的一體延遲片220。在一些情況下，可將單獨的延遲片220設(shè)置為鄰近各個顏色選擇型濾光器(1220,1230)。包括寬帶反射鏡1240的偏振旋轉(zhuǎn)反射器設(shè)置為面向PBS 100的第二棱鏡面140。 偏振旋轉(zhuǎn)反射器還包括設(shè)置在第二棱鏡面140和寬帶反射鏡1240之間的延遲片220。寬帶反射鏡1240和延遲片220用于轉(zhuǎn)換通過第二棱鏡面140離開PBS 100的光的偏振態(tài)，并且將轉(zhuǎn)換偏振態(tài)的光重導(dǎo)向返回到PBS 100內(nèi)，如在別處所述。延遲片220、顏色選擇型二向色濾光器(1210、1220、1230)、寬帶反射鏡1240和反射型偏振器190配合以將兩種垂直偏振狀態(tài)的光通過第三棱鏡面150透射為組合光，如在別處所述。在下文所述的一個實施例中，合色器1200中的各個延遲片220為相對第一偏振態(tài)195成大約45度取向的四分之一波長延遲片。根據(jù)另一方面，可為第一、第二和第三光源(1250、1260、1270)中的每一個提供任選的光隧道430或透鏡組件(未示出)，如在別處所述?，F(xiàn)在將參照圖12來描述第一色光1251的路徑，其中非偏振的第一色光1251以ρ偏振的第一色光1252和s偏振的第一色光1257離開第三棱鏡面150。第一光源1250使非偏振的第一色光1251通過第一棱鏡面130、通過第一顏色選擇型二向色濾光器1210注入到PBS 100中、與反射型偏振器190相交、并且分離成ρ偏振的第一色光1252和s偏振的第一色光1253。ρ偏振的第一色光1252穿過反射型偏振器190， 并且以P偏振的第一色光1252通過第四棱鏡面160離開PBS 100。s偏振的第一色光1253從反射型偏振器190反射、穿過第一顏色選擇型二向色濾光器1210、通過第二棱鏡面140離開PBS 100、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光12Μ。圓偏振光12Μ從寬帶反射鏡1240反射以改變圓偏振狀態(tài)，并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)棣哑竦牡谝簧?255。ρ偏振的第一色光1255通過第二棱鏡面140進入PBS 100、無改變地穿過第一顏色選擇型二向色濾光器1210和反射型偏振器190、通過第四棱鏡面160離開PBS 100、并且在其穿過四分之一波長延遲片220時變?yōu)閳A偏振光1256。圓偏振光1256從第二或第三顏色選擇型二向色濾光器(1220、1230) 反射以改變圓偏振狀態(tài)、在其穿過四分之一波長延遲片220時再次變?yōu)閟偏振的第一色光 1257、通過第四棱鏡面160進入PBS 100、從反射型偏振器190反射、并且以s偏振的第一色光1257通過第三棱鏡面150離開PBS 100。現(xiàn)在將參照圖12來描述第二色光1261的路徑，其中非偏振的第二色光1261無改變地以非偏振的第二色光1261離開第三棱鏡面150。應(yīng)當(dāng)理解，第二色光1261和第三色光1271通過合色器1200的路徑是類似的，如圖12所見。為簡便起見，下面僅描述第二色光1261通過合色器1200的路徑。來自第二光源1260的非偏振的第二色光1261穿過第二顏色選擇型二向色濾光器 1220、通過第四棱鏡面160進入PBS 100、并且與反射型偏振器190相交。s偏振態(tài)的第二色光1261從反射型偏振器190反射并且通過第三棱鏡面150離開PBS 100。ρ偏振態(tài)的第二色光1261通過反射型偏振器190透射、從第一顏色選擇型二向色濾光器1210反射、再次穿過反射型偏振器、并且通過第三棱鏡面150離開PBS 100。因此，可看出S-和ρ-偏振態(tài)的第二色光1261均通過第三棱鏡面150離開PBS 100。在一個實施例中，第一色光1251為藍光，第二色光1261為綠光，并且第三色光 1271為紅光。根據(jù)此實施例，第一顏色選擇型二向色濾光器1210為反射紅和綠光且透射藍光的二向色濾光器；第二顏色選擇型二向色濾光器1220為反射藍和紅光且透射綠光的二向色濾光器；并且第三顏色選擇型二向色濾光器1230為反射綠和藍光且透射紅光的二向
色濾光器ο色光組合系統(tǒng)中的光源可連續(xù)性通電，如在共同待審的公布的美國專利申請?zhí)朥S 2008/0285129中所述。根據(jù)一個方面，時序與接收來自色光組合系統(tǒng)的組合輸出光的投影系統(tǒng)中的透射型或反射型成像裝置同步。根據(jù)一個方面，以足夠快的速率來重復(fù)該時序，使得避免了投影圖像出現(xiàn)閃爍，并且避免了投影視頻圖像中出現(xiàn)諸如色斷的運動偽影。圖13示出包括三色光組合系統(tǒng)1302的投影儀1300。三色光組合系統(tǒng)1302在輸出區(qū)域1304提供組合輸出光。在一個實施例中，輸出區(qū)域1304的組合輸出光被偏振。輸出區(qū)域1304的組合輸出光穿過光引擎光學(xué)件1306到達投影光學(xué)件1308。光引擎光學(xué)件1306包括透鏡1322、13Μ和反射器13沈。投影光學(xué)件1308包括透鏡1328、PBS 1330和投影透鏡1332。投影透鏡1332中的一個或多個可相對PBS 1330
35移動，以實現(xiàn)對投影圖像1312的對焦調(diào)節(jié)。反射型成像裝置1310調(diào)節(jié)投影光學(xué)件中的光的偏振態(tài)，使得穿過PBS 1330并進入投影透鏡的光的強度將被調(diào)節(jié)以產(chǎn)生投影圖像1312。 控制電路1314連接到反射型成像裝置1310以及光源1316、1318和1320，以將反射型成像裝置1310的操作與光源1316、1318和1320的時序同步。在一個方面，輸出區(qū)域1304處組合光的第一部分被引導(dǎo)穿過投影光學(xué)件1308，且組合輸出光的第二部分可穿過輸出區(qū)域 1304循環(huán)返回到合色器1302內(nèi)。組合光的第二部分可通過(例如)反射鏡、反射型偏振器、反射型LCD等的反射而循環(huán)返回到合色器內(nèi)。圖13中所示的布置是示例性的，并且所公開的光組合系統(tǒng)也可與其它投影系統(tǒng)一起使用。根據(jù)一個可供選擇的方面，可以使用透射型成像裝置。根據(jù)一個方面，如上文所述的色光組合系統(tǒng)生成三色(白色)輸出。該系統(tǒng)具有高效率的原因在于，具有反射型偏振膜的偏振分束器的偏振性質(zhì)(對s偏振光的反射和對 P偏振光的透射)對于大范圍的光源入射角的敏感性低。另外的準直組件可以用于提高合色器內(nèi)光源的光的準直。在沒有一定程度的準直的情況下，將存在如下方面導(dǎo)致的大量光損失取決于入射角(AOI)的二向色性反射的變化、IlR的損失或增加的阻止TIR的短暫連接和/或PBS內(nèi)的劣化的偏振鑒別度和功能。在本公開中，偏振分束器用作光管，用于使光由于全內(nèi)反射而被包含并且只通過所需表面射出。盡管已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域中的熟練工人將認識到， 在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以進行形式和細節(jié)的修改。除非另外指明，否則在說明書和權(quán)利要求中使用的表示部件的尺寸、數(shù)量和物理特性的所有數(shù)字應(yīng)當(dāng)被理解為由術(shù)語“約”來修飾。因此，除非有相反的指示，否則在上述說明書和所附權(quán)利要求中所提出的數(shù)值參數(shù)為近似值，可根據(jù)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員利用本文所公開的教導(dǎo)內(nèi)容尋求獲得的所需特性而變化。除了與本公開可能直接抵觸的程度，本文引用的所有參考文獻及出版物都明確地以引用方式全文并入本文中。雖然本文已經(jīng)示出和描述了一些具體實施例，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以用多種替代和/或等同實現(xiàn)方式來代替所示出和描述的具體實施例。本專利申請旨在涵蓋本文所討論的具體實施例的任何修改或變型。因此，本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其等同內(nèi)容的限制。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)元件，包括第一顏色選擇型二向色濾光器，具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第一輸入表面的第一光束；第二顏色選擇型二向色濾光器，具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第二輸入表面的第二光束；第一反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與所述第一光束和所述第二光束相交； 第二反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與從所述第一反射型偏振器反射的第二偏振態(tài)的所述第一和第二光束相交；第一延遲片，設(shè)置在所述第一顏色選擇型二向色濾光器和所述第一反射型偏振器之間；第二延遲片，設(shè)置在所述第二顏色選擇型二向色濾光器和所述第一反射型偏振器之間；反射器，設(shè)置為使得垂直于所述反射器的線以成大約45度角與所述第二反射型偏振器相交；和第三延遲片，設(shè)置在所述第二反射型偏振器和所述反射器之間， 其中所述第一和第二反射型偏振器、所述反射器和所述延遲片設(shè)置用于將所述第一和第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成所述第一和第二光束的第一偏振態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其中所述第一、所述第二和所述第三延遲片中的至少兩個為一體延遲片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其中所述第一光束包括第一顏色非偏振光，并且所述第二光束包括不同于所述第一顏色非偏振光的第二顏色非偏振光。
4.一種光學(xué)元件，包括第一反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與第一光束和第二光束相交； 第二反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與從所述第一反射型偏振器反射的第二偏振態(tài)的所述第一和所述第二光束相交；反射器，設(shè)置為使得垂直于所述反射器的線以成大約45度角與所述第二反射型偏振器相交；和延遲片，設(shè)置在所述第二反射型偏振器和所述反射器之間，其中所述第一和第二反射型偏振器、所述反射器和所述延遲片設(shè)置用于將所述第一和所述第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成所述第一和所述第二光束的第一偏振態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)元件，其中所述第一光束包括第一顏色非偏振光，并且所述第二光束包括第二顏色非偏振光。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)元件，還包括能夠以成大約45度角與所述第一反射型偏振器相交的第三光束，其中所述第一和第二反射型偏振器、所述反射器以及所述延遲片設(shè)置用于將所述第一、所述第二和所述第三光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成所述第一、所述第二和所述第三光束的第一偏振態(tài)。
7.一種光學(xué)元件，包括第一顏色選擇型二向色濾光器，具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第一輸入表面的第一光束；第二顏色選擇型二向色濾光器，具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第二輸入表面的第二光束；第一反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與所述第一光束和所述第二光束相交； 第二反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與來自所述第一反射型偏振器的透射的第一和第二光束相交；第一反射器，設(shè)置為使得垂直于所述第一反射器的線以成大約45度角與所述第一反射型偏振器相交；第二反射器，設(shè)置為使得垂直于所述第二反射器的線以成大約45度角與所述第二反射型偏振器相交；第一和第二延遲片，分別設(shè)置在所述第一和第二顏色選擇型二向色濾光器與所述第一反射型偏振器之間；第四和第五延遲片，分別設(shè)置在所述第一反射器和所述第一反射型偏振器之間，以及所述第二反射器和所述第二反射型偏振器之間，其中所述第一和第二反射型偏振器、所述第一和第二反射器、以及所述延遲片設(shè)置用于將所述第一和所述第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成所述第一和第二光束的第一偏振態(tài)。
8.一種光學(xué)元件，包括第一顏色選擇型二向色濾光器，具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第一輸入表面的第一光束；第二顏色選擇型二向色濾光器，具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第二輸入表面的第二光束；第一反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與所述第一光束相交； 第二反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與所述第二光束相交； 第一反射器，設(shè)置為使得垂直于所述第一反射器的線以成大約45度角與所述第一反射型偏振器相交；第二反射器，設(shè)置為使得垂直于所述第二反射器的線以成大約45度角與所述第二反射型偏振器相交；第一和第二延遲片，分別設(shè)置在所述第一和第二顏色選擇型二向色濾光器與所述第一反射型偏振器之間；第四和第五延遲片，分別設(shè)置在所述第一反射器和所述第一反射型偏振器之間，以及所述第二反射器和所述第二反射型偏振器之間，其中所述第一和第二反射型偏振器、所述第一和第二反射器、以及所述延遲片設(shè)置用于將所述第一和第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成所述第一和第二光束的第一偏振態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的光學(xué)元件，還包括第三顏色選擇型二向色濾光器，具有第三輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第三輸入表面的第三光束；和第三延遲片，設(shè)置在所述第三顏色選擇型二向色濾光器和所述第二反射型偏振器之間；其中所述第一和第二反射型偏振器、所述第一和第二反射器、以及所述延遲片設(shè)置用于將所述第一、所述第二和所述第三光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成所述第一、所述第二和所述第三光束的第一偏振態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)元件，其中所述第一、所述第二和所述第三延遲片中的至少兩個為一體延遲片。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)元件，其中所述第一光束包括第一顏色非偏振光，所述第二光束包括第二顏色非偏振光，并且所述第三光束包括第三顏色非偏振光。
12.一種光學(xué)元件，包括 非偏振光束，垂直于第一輸入表面；第一反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與所述非偏振光束相交； 第一反射器，設(shè)置為使得垂直于所述第一反射器的線以成大約45度角與所述第一反射型偏振器相交；第二反射型偏振器，以相對于所述第一反射型偏振器成大約90度角設(shè)置在與所述第一反射器相反的一側(cè)；第二和第三反射器，設(shè)置為使得垂直于各個所述反射器的線以成大約45度角與所述第二反射型偏振器相交；和第一、第二和第三延遲片，設(shè)置為分別鄰近所述第一、第二和第三反射器中的每一個， 其中所述第一和第二反射型偏振器以及所述延遲片設(shè)置用于將所述非偏振光束的第二偏振態(tài)轉(zhuǎn)換成所述非偏振光束的第一偏振態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)元件，其中所述非偏振光束包括白光。
14.一種光學(xué)元件，包括第一顏色選擇型二向色濾光器，具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第一輸入表面的第一光束；第二顏色選擇型二向色濾光器，具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第二輸入表面的第二光束；第一反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與所述第一光束和所述第二光束相交； 第一反射器，設(shè)置為使得垂直于所述第一反射器的線以成大約45度角與所述第一反射型偏振器相交；第二反射型偏振器，以相對于所述第一反射型偏振器成大約90度角設(shè)置在與所述第一反射器相反的一側(cè)；第二和第三反射器，設(shè)置為使得垂直于各個所述反射器的線以成大約45度角與所述第二反射型偏振器相交；以及第一、第二和第三延遲片，設(shè)置為分別鄰近所述第一、第二和第三反射器中的每一個， 其中所述第一和第二反射型偏振器以及所述延遲片設(shè)置用于將所述第一和所述第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成所述第一和所述第二光束的第一偏振態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光學(xué)元件，還包括第三顏色選擇型二向色濾光器，具有第三輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第三輸入表面的第三光束，其中所述第一和第二反射型偏振器、所述第一和第二反射器、以及所述延遲片設(shè)置用于將所述第一、所述第二和所述第三光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成所述第一、所述第二和所述第三光束的第一偏振態(tài)。
16.一種光學(xué)元件，包括第一顏色選擇型二向色濾光器，具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第一輸入表面的第一光束；第二顏色選擇型二向色濾光器，具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第二輸入表面的第二光束；第一反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與所述第一光束和所述第二光束相交； 第一反射器，設(shè)置為使得垂直于所述第一反射器的線以成大約45度角與所述第一反射型偏振器相交；第二反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與來自所述第一反射型偏振器的透射的第一和第二光束相交；半波長延遲片，設(shè)置在所述第一反射型偏振器和所述第二反射型偏振器之間； 第一和第二四分之一波長延遲片，分別設(shè)置在所述第一和所述第二顏色選擇型二向色濾光器與所述第一反射型偏振器之間；以及第四四分之一波長延遲片，位于所述反射器和所述第一反射型偏振器之間， 其中所述第一和第二反射型偏振器、所述反射器、以及所述延遲片設(shè)置用于將所述第一和所述第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成所述第一和所述第二光束的第一偏振態(tài)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光學(xué)元件，還包括第三顏色選擇型二向色濾光器，具有第三輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第三輸入表面的第三光束；以及第三四分之一波長延遲片，設(shè)置在所述第三顏色選擇型二向色濾光器和所述第二反射型偏振器之間；其中所述第一和第二反射型偏振器、所述反射器、以及所述延遲片設(shè)置用于將所述第一、第二和第三光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成所述第一、第二和第三光束的第一偏振態(tài)。
18.一種光學(xué)元件，包括第一顏色選擇型二向色濾光器，具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第一輸入表面的第一光束；第二顏色選擇型二向色濾光器，具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第二輸入表面的第二光束；第一反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與所述第一光束相交； 第一反射器，設(shè)置為使得垂直于所述第一反射器的線以成大約45度角與所述第一反射型偏振器相交；第二反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與所述第二光束相交； 半波長延遲片，設(shè)置在所述第一反射型偏振器和所述第二反射型偏振器之間； 第一和第二四分之一波長延遲片，分別設(shè)置在所述第一和所述第二顏色選擇型二向色濾光器與所述第一反射型偏振器之間；以及第四四分之一波長延遲片，位于所述反射器和所述第一反射型偏振器之間， 其中所述第一和第二反射型偏振器、所述反射器、以及所述延遲片設(shè)置用于將所述第一和所述第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成所述第一和所述第二光束的第一偏振態(tài)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光學(xué)元件，還包括第三顏色選擇型二向色濾光器，具有第三輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第三輸入表面的第三光束；以及第三四分之一波長延遲片，設(shè)置在所述第三顏色選擇型二向色濾光器和所述第一反射型偏振器之間；其中所述第一和第二反射型偏振器、所述反射器、以及所述延遲片設(shè)置用于將所述第一、第二和第三光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成所述第一、第二和第三光束的第一偏振態(tài)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16或權(quán)利要求18所述的光學(xué)元件，其中所述四分之一波長延遲片中的至少兩個為一體延遲片。
21.根據(jù)權(quán)利要求16或權(quán)利要求18所述的光學(xué)元件，其中所述半波長延遲片設(shè)置為以大致垂直方向與所述第一光束相交。
22.根據(jù)權(quán)利要求16或權(quán)利要求18所述的光學(xué)元件，其中每個光束包括不同色光。
23.一種光學(xué)元件，包括第一顏色選擇型二向色濾光器，具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第一輸入表面的第一光束；第二顏色選擇型二向色濾光器，具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第二輸入表面的第二光束；反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與所述第一光束和所述第二光束相交；第一反射器，設(shè)置為使得垂直于所述第一反射器的線以成大約45度角與所述反射型偏振器相交；以及延遲片，設(shè)置在所述反射器和所述反射型偏振器之間，其中所述反射型偏振器、所述第一反射器、以及所述延遲片設(shè)置用于將所述第一和所述第二光束的第二偏振態(tài)分別轉(zhuǎn)換成所述第一和所述第二光束的第一偏振態(tài)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光學(xué)元件，其中所述第二偏振態(tài)的第一和第二光束從所述第一反射器反射，并且所述第一偏振態(tài)的第一和第二光束從第二反射器反射。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光學(xué)元件，其中所述第一光束包括第一顏色非偏振光，并且所述第二光束包括不同于所述第一顏色非偏振光的第二顏色非偏振光。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光學(xué)元件，還包括形成偏振分束器(PBS)的第一和第二棱鏡，所述第一和第二二向色濾光器設(shè)置為鄰近所述第一棱鏡的第一面，第一反射鏡設(shè)置為鄰近所述第一棱鏡的第二面，并且其中所述反射型偏振器設(shè)置在所述PBS的第一對角面上。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的光學(xué)元件，其中第二反射器設(shè)置在第三棱鏡的第二對角面上。
28.一種光學(xué)元件，包括第一顏色選擇型二向色濾光器，具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第一輸入表面的第一光束；第二顏色選擇型二向色濾光器，具有第二輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第二輸入表面的第二光束；反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與所述第一光束和所述第二光束相交；第一和第二延遲片，分別設(shè)置在所述第一和第二顏色選擇型二向色濾光器與所述反射型偏振器之間；第一反射器，設(shè)置為使得垂直于所述第一反射器的線以成大約45度角與所述反射型偏振器相交；以及第四延遲片，設(shè)置在所述反射型偏振器和所述反射器之間，其中所述反射型偏振器、所述反射器和所述延遲片設(shè)置用于將所述第一和所述第二光束組合成組合非偏振光束。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的光學(xué)元件，還包括第三顏色選擇型二向色濾光器，具有第三輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第三輸入表面的第三光束；以及第三延遲片，設(shè)置在所述第三顏色選擇型二向色濾光器和所述反射型偏振器之間， 其中所述反射型偏振器、所述反射器和所述延遲片設(shè)置用于將所述第一、所述第二和所述第三光束組合成組合非偏振光束。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的光學(xué)元件，其中所述第一、所述第二和所述第三延遲片中的至少兩個為一體延遲片。
31.根據(jù)權(quán)利要求觀或權(quán)利要求四所述的光學(xué)元件，還包括第二反射器，設(shè)置為使得垂直于所述第二反射器的線以成大約45度角與所述反射型偏振器相交；以及第五延遲片，設(shè)置在所述反射型偏振器和所述第二反射器之間。
32.一種光學(xué)元件，包括第一顏色選擇型二向色濾光器，具有第一輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第一輸入表面的第一光束；反射型偏振器，設(shè)置為以成大約45度角與所述第一光束相交； 第二顏色選擇型二向色濾光器，具有第二輸入表面且設(shè)置為鄰近所述反射型偏振器并且位于與所述第一顏色選擇型二向色濾光器相反的一側(cè)，所述第二顏色選擇型二向色濾光器設(shè)置為透射第二光束；第一延遲片，設(shè)置在所述第一顏色選擇型二向色濾光器和所述反射型偏振器之間； 反射器，設(shè)置為使得垂直于所述反射器的線以成大約45度角與所述反射型偏振器相交；以及第二延遲片，設(shè)置在所述反射型偏振器和所述反射器之間，其中所述反射型偏振器、所述反射器和所述延遲片設(shè)置用于將所述第一和所述第二光束組合成組合非偏振光束。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的光學(xué)元件，還包括第三顏色選擇型二向色濾光器，具有第三輸入表面且設(shè)置為透射垂直于所述第三輸入表面的第三光束，其中所述反射型偏振器以成大約45度角與所述第二光束相交，并且其中所述反射型偏振器、所述反射器和所述延遲片設(shè)置用于將所述第一、所述第二和所述第三光束組合成組合非偏振光束。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的光學(xué)元件，其中所述第一和所述第三延遲片為一體延遲片。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的光學(xué)元件，其中所述第一光束包括第一顏色非偏振光，所述第二光束包括第二顏色非偏振光，并且所述第三光束包括第三顏色非偏振光。
36.根據(jù)權(quán)利要求1、4、7、8、12、14、16、18、23、28或32中任一項所述的光學(xué)元件，其中各個反射器都具有寬帶反射鏡。
37.根據(jù)權(quán)利要求1、4、7、8、12、14、16、18、23、28或32中任一項所述的光學(xué)元件，其中各個反射型偏振器都與所述第一偏振態(tài)對準，并且各個延遲片都包括與所述第一偏振態(tài)成大約45度角對準的四分之一波長延遲片。
38.根據(jù)權(quán)利要求1、4、7、8、12、14、16、18、23、28或32中任一項所述的光學(xué)元件，其中各個光束都包括會聚或發(fā)散光線。
39.根據(jù)權(quán)利要求觀或權(quán)利要求32所述的光學(xué)元件，還包括形成偏振分束器(PBQ的第一和第二棱鏡，其中所述反射型偏振器設(shè)置在所述PBS的第一對角面上。
40.根據(jù)權(quán)利要求1、4、7、8、12、14、16、18或23中任一項所述的光學(xué)元件，還包括 形成第一偏振分束器(PBQ的第一和第二棱鏡，其中所述第一反射型偏振器設(shè)置在所述第一 PBS的第一對角面上；以及形成第二 PBS的第三和第四棱鏡，其中所述第二反射型偏振器設(shè)置在所述第二 PBS的第二對角面上。
41.根據(jù)權(quán)利要求1、4、7、8、12、14、16、18、23、28或32中任一項所述的光學(xué)元件，其中各個反射型偏振器都包括聚合物多層光學(xué)膜。
42.一種合色器，包括根據(jù)權(quán)利要求1、4、7、8、12、14、16、18、23、28或32中任一項所述的光學(xué)元件。
43.一種顯示系統(tǒng)，包括成像面板和根據(jù)權(quán)利要求42所述的合色器。
全文摘要
本發(fā)明描述了光學(xué)元件、使用該光學(xué)元件的合色器以及使用該合色器的圖像投影儀。該光學(xué)元件可構(gòu)造成下述合色器，該合色器接收不同波長譜的光并且產(chǎn)生包括不同波長譜的光的組合輸出光。在一個方面，該接收輸入光為非偏振的，并且組合輸出光為沿所需狀態(tài)偏振的。在一個方面，該接收輸入光為非偏振的，并且組合輸出光也為非偏振的。該光學(xué)元件可被構(gòu)造用于使可對合色器中的波長敏感型部件造成損害的光的通過量降至最低。使用該合色器的圖像投影儀可包括通過反射或透射偏振光工作的成像模塊。
文檔編號G02B27/10GK102272659SQ200980154464
公開日2011年12月7日 申請日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月19日
發(fā)明者安德魯·J·烏德科克, 潘恩賜, 程曉輝, 菲利普·E·沃森, 贠智省 申請人:3M創(chuàng)新有限公司