用于組合不同偏振的激光光束的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供用于與投影儀（80）一同使用的光源裝置（10）以及用于組合不同偏振的激光光束的方法，其特征在于，實現(xiàn)超過97%的反射和透射的總效率。通過利用定位為接收第一和第二白色激光光束（18，28）的多窄帶偏振光束分離器（20），具有第一偏振的第一白色激光光束（18）與具有正交于第一偏振的第二偏振的第二白色激光光束（28）相組合。本發(fā)明的實施方式利用發(fā)射具有多個波長（14，15，16和24，25，26）的兩組激光光束的兩個激光光源（12，22）。
【專利說明】用于組合不同偏振的激光光束的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及偏振光束分離器及使用它們的方法，更具體地，涉及用于組合具有不同偏振態(tài)的激光光束的多窄帶偏振光束分離器(PBS)和方法以及使用這種光束分離器的投影設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]投影系統(tǒng)要求高質(zhì)量光源。盡管投影系統(tǒng)常規(guī)地使用放電燈作為光源，現(xiàn)在對于諸如激光器的備選光源存在興趣。激光器具有若干有利屬性。它們發(fā)射高密度光束且具有非常長的操作壽命。激光是準直的且具有窄光譜。
[0003]即使激光光源具有極低的作用域Gtendue)，當(dāng)從若干獨立激光器模塊構(gòu)建極高亮度的投影儀時，每個激光器模塊具有光束角上的特定容差，且在從投影系統(tǒng)的可用作用域中組合來自不同激光器模塊的光變成挑戰(zhàn)?？烧{(diào)節(jié)工作臺可以用于消除一些光束容差，但是增加了明顯的費用和對準努力。因為激光器產(chǎn)生偏振光，通過使用偏振光束分離器(PBS)，具有正交偏正的兩個激光光束可以組合而不增加作用域。
[0004]例如，US 2009/0141242 Al描述了一種數(shù)字圖像投影儀，其包括第一偏振光源、偏振態(tài)與第一偏振光源正交的第二偏振光源、布置為引導(dǎo)第一或第二偏振的光沿著公共照射軸的PBS、MEMS空間光調(diào)制器以及用于傳送來自MEMS空間光調(diào)制器的成像光的投影光學(xué)裝置。照射和調(diào)制組件之間的改善的作用域匹配被實現(xiàn)。
[0005]如果數(shù)字光處理(DLP)投影儀與外部偏振系統(tǒng)組合使用，具有正交偏振的兩個激光光束的這種組合(其中用于兩個偏振方向的光通量被平衡)也是有利的。對于這種應(yīng)用，重要的是，來自投影儀的光被完全偏振或兩個偏振方向被等同地表達。沒有專門的測量，來自激光光源的原始偏振將以基色之間相互不同且在圖像上非均勻的方式被干擾。因此，使用外部偏振系統(tǒng)產(chǎn)生的三維(3D)圖像將經(jīng)受變色和嚴重不均勻性。甚至更糟，如果經(jīng)受雙折射的移動組件被包括在光路(諸如移動漫射器)中，則變色將隨時間變化。
[0006]本領(lǐng)域中已知若干解決方案來組合具有正交偏振的光射線。大多數(shù)PBS組合器使用這一原理:在良好定義的入射角(已知為布魯斯特角)，僅s偏振光被反射，且應(yīng)用很多電介質(zhì)涂層。PBS立方體典型地顯示針對s偏振光的極高反射(>99.5%)，但是對于P偏振光的透射相當(dāng)?shù)?約90%-95%)。線柵偏振器典型地在反射和透射方面均具有低于90%的效率。而且，在線柵偏振器中，一些能量被吸收，這可能導(dǎo)致在高照射水平損壞組件。
[0007]大多數(shù)已知偏振光束分離器一般設(shè)計為在寬范圍波長中操作。然而，當(dāng)透射寬光譜信號同時反射在窄波長帶中的光時，這種寬帶二向色性PBS的使用導(dǎo)致相對高的光損耗。此外，對于不同于布魯斯特角的角度，寬帶PBS不能達到高于90至95%的效率。這使得難以以有效的方式組合兩個正交偏振寬帶光源。
[0008]效率在設(shè)計高亮度激光投影儀中是十分重要的。激光是昂貴的且因此較低的效率代表明顯的成本增加。使用用于組合不同偏振的多個激光光束的當(dāng)前已知設(shè)備和方法，這是不能實現(xiàn)的。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的一個目的是提供與投影儀一同使用的備選光源裝置以及用于組合不同偏振的激光光束的備選方法。本發(fā)明的實施方式的優(yōu)點在于，可以實現(xiàn)超過97%的反射和透射的總效率。
[0010]本發(fā)明的實施方式利用輸出具有第一偏振的第一白色激光光束和具有正交于第一偏振的第二偏振的第二白色激光光束的第二激光光源。本發(fā)明的實施方式利用定位為接收所述第一和第二白色激光光源以用于組合第一和第二偏振的多窄帶偏振光束分離器(操作為光束組合器)。
[0011]具體而言，投影系統(tǒng)設(shè)置有布置為輸出偏振彼此正交的兩組激光光束的兩個激光光源以及以約45°角定位在第一和第二激光光束之間的多窄帶偏振光束分離器?？梢栽谟糜谌齻€或更多基色(紅色、綠色和藍色或更多)的多個波長提供激光光束組。
[0012]優(yōu)選地，偏振光束分離器包括可以嵌入在光學(xué)介質(zhì)中的多層式二向色性涂層或褶皺濾光器。
[0013]再者，偏振光束分離器可以優(yōu)選地設(shè)計為具有5 °或更小的半錐角。取代完整可見光譜的范圍，偏振光束分離器還可以在諸如用于紅色、綠色和藍色或更多顏色的三個或更多窄光譜范圍上優(yōu)化，導(dǎo)致較高效率的實現(xiàn)。
[0014]優(yōu)選地，每組的激光光束使用諸如二向色性濾光器的多個濾光器疊加以形成具有彼此正交偏振的第一和第二白色激光光束。這兩個白色激光光束然后通過操作為光束組合器的多窄帶偏振光束分離器組合。PBS、濾光器和可選地光源可以提供為用于現(xiàn)有投影儀或其他設(shè)備的升級套件。
[0015]在本發(fā)明的實施方式中，提供一種投影儀，其中兩個白色激光光束通過操作為光束組合器的多窄帶偏振光束分離器組合。在本發(fā)明的實施方式中，PBS的輸出光束被提供到積分器組件。積分器可以經(jīng)由聚光透鏡接收組合激光光束。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，積分器組件可以包括諸如棒或光管道積分器的至少兩個積分器元件以及定位在每一個積分器組件的前面的光漫射元件。第一積分器調(diào)適為從激光光源接收光且在積分器的出口的表面上提供基本均勻的亮度，來自激光光源的光通過第一積分器，使得光分布變換以填充第一積分器的端部的整個剖面。源于第一積分器的激光處于具有角度間隙的很多離散數(shù)目的角度，且第二積分器接收來自第一積分器的光且調(diào)適為使得間隙中的至少一些被填充。
[0017]諸如漫射器的漫射元件或衍射元件或小透鏡陣列或折射棱鏡陣列或全息元件可以是固定的或移動的。貢獻每個波長的各個激光發(fā)射器的數(shù)目優(yōu)選地足夠高，使得諸如漫射器的漫射元件或衍射元件或小透鏡陣列或折射棱鏡陣列或全息元件可以是靜止的。
[0018]在一些實施方式中，投影儀系統(tǒng)設(shè)置有具有用于至少一個基色的多個波長的激光光源。優(yōu)選地，投影儀還包括光積分器系統(tǒng)。光積分器系統(tǒng)可以具有第一和第二積分器，由此對于波長中的每一個波長，第一積分器調(diào)適為從激光光源接收光且在積分器的出口的表面上提供基本均勻的亮度。來自激光光源的光通過第一積分器，使得光分布變換以填充第一積分器的端部的整個剖面。源于第一積分器的激光優(yōu)選地處于具有角度間隙的很多離散數(shù)目的角度，且第二積分器接收來自第一積分器的光且調(diào)適為使得間隙中的至少一些被填充。
[0019]優(yōu)選地，整個角度空間被填充。例如，如果第一積分器是棒，則光可以在第一積分器中經(jīng)歷很多的離散反射。
[0020]多個波長可以通過多個激光發(fā)射器產(chǎn)生或例如多個波長可以通過多個激光器封裝體產(chǎn)生。
[0021]優(yōu)選地，可用角度空間的均勻填充和均勻亮度的條件在一個時刻都滿足，或者如果存在隨時間的變化，它們以比眼睛可以區(qū)分的頻率高的頻率發(fā)生。
[0022]在本發(fā)明的實施方式中，具有用于至少一個基色的多個波長的激光光源可以按照大于0.5nm且小于2nm來分離。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的其他實施方式，積分器組件可以包括至少兩個積分器元件、定位在所述積分器元件前面的第一光漫射元件以及定位在兩個積分器元件之間的第二光漫射元件。第一光漫射元件可以布置為接收激光光束且以某一角度范圍傳送多個激光光束。積分器組件的特征可以為:針對波長中的每一個，在光調(diào)制器的表面上實現(xiàn)基本均勻的亮度。兩個積分器元件例如可以是棒或光管道積分器。備選地，兩個積分器元件其中任意一個可以是蠅眼積分器。
[0024]本發(fā)明提出了一種用于提供在投影儀中使用的光束的方法，該方法包括以下步驟:
[0025]疊加第一多個不同波長的激光光束以產(chǎn)生具有第一偏振的第一白色激光光束，
[0026]疊加第二多個不同波長的激光光束以產(chǎn)生具有正交于第一偏振的第二偏振的第二白色激光光束，組合所述第一和第二白色激光光束為單個光束，使得所述第一和第二偏振得以維持；
[0027]其中，疊加和組合的總效率超過97%。
[0028]該方法還可以包括以下步驟:
[0029]輸出在用于三個或更多基色的多個波長的第一組激光光束；
[0030]輸出在用于三個或更多基色的多個波長的第二組激光光束；
[0031]疊加第一組激光光束，由此形成所述第一白色激光光束；
[0032]疊加第二組激光光束，由此形成所述第二白色激光光束。
[0033]本發(fā)明的其他實施方式在所附權(quán)利要求書中詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]現(xiàn)在將參考附圖僅以示例的方式描述本發(fā)明的實施方式，附圖中:
[0035]圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的光源裝置的照射路徑的示意圖；
[0036]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式用于理想準直光束的多窄帶PBS的P偏振透射和s偏振反射的效率的圖表；
[0037]圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式用于具有5°的錐角的光束的優(yōu)化多窄帶PBS的P偏振透射和s偏振反射的平均效率的圖表；
[0038]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的積分器組件的示意圖；以及
[0039]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的投影系統(tǒng)的示意圖。
[0040]貫穿若干視圖，相應(yīng)的參考符號指示相應(yīng)的部件。此處提及的示例以一種形式說明本發(fā)明的示例性實施方式，且這種示例不應(yīng)解讀為以任意方式限制本發(fā)明的范圍。
[0041]定義
[0042]當(dāng)在本發(fā)明中使用時，“多窄帶偏振光束分離器”表示具有多個(例如3個或更多個)窄帶濾光器的偏振光束分離器。這使得，取決于激光光束的偏振，若干激光光束(這些激光光束中的每一個均是準直的且具有窄帶寬)通過光束分離器光學(xué)地引導(dǎo)(反射或透射)。有利地，窄光譜允許在三個分離的窄光譜區(qū)域上而不是在完整可見光譜上使用偏振光束分離器。在本發(fā)明的實施方式中，這可以導(dǎo)致較高的效率。多窄帶偏振光束分離器的光譜范圍應(yīng)當(dāng)與激光光束的光譜范圍匹配。例如，取決于激光的光譜范圍，PBS的光譜范圍的寬度可以高達30nm。如果激光具有較窄光譜范圍，則PBS應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地設(shè)計為更接近地匹配激光光譜范圍，因為這可以帶來更大的效率，例如，PBS光譜寬度可以高達25nm或15nm。如果激光光束具有較窄光譜范圍，則應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地選擇匹配這些范圍的PBS設(shè)計。
[0043]“皺褶涂層”是光學(xué)干涉膜，其中膜的折射率根據(jù)膜的光學(xué)厚度連續(xù)地且周期地逐漸變化。皺褶濾光器可以用作窄反射陷波濾波器。通過正弦地而不是方波地改變折射率分布，且通過控制折射率偏移，可以制造沒有較高階諧波的極窄陷波濾波器。
【具體實施方式】
[0044]將參考【具體實施方式】且參考特定附圖描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此，而是僅由權(quán)利要求書限制。描述的附圖僅是示意性而非限制性的。在附圖中，用于說明性目的，一些元件的尺寸可以被放大且不按比例繪制。在本說明書和權(quán)利要求書中使用術(shù)語“包括”的地方，不排除其他元件或步驟。再者，說明書和權(quán)利要求書中的術(shù)語第一、第二、第三等用于在相似元件之間進行區(qū)分而不必用于描述依次或時間順序。應(yīng)當(dāng)理解，如此使用的術(shù)語在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下可互換且此處描述的本發(fā)明的實施方式能夠以不同于此處描述和說明的順序操作。
[0045]參考圖1，示意性說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的光源裝置10的照射路徑。光源12和22提供通過二向色性濾色器17，以及通過多窄帶PBS20以經(jīng)由聚光透鏡11引導(dǎo)到積分器組件60的光束。應(yīng)當(dāng)理解的是，光束在與當(dāng)PBS用作光束分離器時相反的方向中通過PBS發(fā)送。因此，PBS用作光束組合器。光源12和22可以是諸如半導(dǎo)體激光器的激光光源，布置為分別輸出激光光束14、15、16和24、25、26。光源12可以在用于三個或更多基色的多個波長或波長范圍提供第一組激光光源，諸如紅色激光光束14、綠色激光光束15和藍色激光光束16。不同波長范圍可以可選地包括用于相同基色的不同波長。光源22可以在例如具有三個或更多基色的匹配波長提供第二組激光光源，諸如紅色激光光束24、綠色激光光束25和藍色激光光束26。激光光束14、15、16可以首先使用諸如二向色性濾色器17的濾光器通過疊加組合以形成偏振白色激光光束18。因此,激光光束24、25、26可以首先使用諸如二向色性濾色器(未不出)的濾光器組合以形成偏振白色激光光束28。激光光束14、
15、16和24、25、26的取向可以選擇為使得兩個白色激光光束18和28的偏振彼此正交。這些正交偏振態(tài)也可以通過使用針對白色激光光束其中一個或二者的延遲器獲得。PBS20可以用于組合兩個偏振。圖1中示出白色光束18為s偏振的且圖1中示出白色光束28是P偏振的，然而相反的布置也是可能的。來自PBS20的光可以被引導(dǎo)到任意合適的光學(xué)布置。
[0046]在特定實施方式中，在PBS20之后，組合的激光光束19借助于諸如聚光透鏡11之類的聚焦裝置聚焦到積分器組件60的入口。例如，還可以直接借助于蠅眼積分器使用準直激光光束19。
[0047]示例激光光源12、22使用一組半導(dǎo)體激光器，諸如多個激光發(fā)射器或多個激光器封裝體。可以使用任意合適的激光器。例如，可以使用紅色和藍色帶直流二極管，且對于綠色和藍色帶，可以使用雙頻半導(dǎo)體激光器。這些激光器的優(yōu)點在于，可以分別獲得6nm和4nm的有限范圍內(nèi)的一組波長偏移激光以減小斑點。示例波長組是:
[0048]紅色:例如通過修改結(jié)的溫度波長從635nm偏移到637nm。
[0049]綠色:529.75nm、530.70nm、531.75nm、532.50nm、533.75nm、534.60nm。
[0050]藍色:462±7nm
[0051]波長多樣性優(yōu)選地通過調(diào)節(jié)半導(dǎo)體激光器設(shè)備獲得。例如，綠色和藍色雙頻率激光器中的波長多樣性可以通過調(diào)節(jié)VBG和PPLN雙倍頻晶體實現(xiàn)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn):對于諸如紙張的最大增益I的表面，綠色帶中的Inm間隔提供良好或甚至最佳去斑結(jié)果。例如，可以在波長之間使用Inm的擴展，即使對于某些屏幕而言稍大的分離可能更佳(1.25或1.5nm)。對于一些銀屏幕，發(fā)現(xiàn):高達5nm的甚至更大的分離可能是優(yōu)選的。
[0052]可以與本發(fā)明一同使用的高效率窄帶偏振光束分離器在US 5，828，489中描述。該PBS包括薄膜涂層，該薄膜涂層具有貫穿其厚度的折射率梯度。梯度折射率膜可以以非正交角度布置在嵌入介質(zhì)中。梯度折射率膜可以是嵌入在支持光學(xué)介質(zhì)中(諸如一對接合棱鏡之間)的褶皺濾光器。PBS在透射寬帶光的同時反射在窄光譜區(qū)域中的偏振光。因此，實現(xiàn)在所有波長的P偏振的有效透射和在特定窄波長的s偏振的反射以及在所有其他波長的s偏振的高透射。
[0053]也可以在本發(fā)明中使用透射僅在窄波長帶中的P偏振而反射在寬波長范圍上的s偏振的PBS。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的多窄帶PBS20可以是多層式二向色性涂層。備選地，PBS20可以是嵌入在諸如玻璃之類的光學(xué)介質(zhì)(未示出)中的褶皺濾光器。PBS20例如可以具有立方體形狀。PBS20可以定位為接收具有彼此正交的偏振的兩個白色激光光束(18，28)。例如，PBS20可以以約45°的角度定位在兩個白色激光光束(18，28)之間。
[0054]多窄帶PBS20的示例的特性在圖2的圖表中說明。激光相對于燈具有兩個優(yōu)勢:可以用于改善PBS的效率；激光是準直的且具有窄光譜。如圖2所示，入射激光的窄光譜允許在三個分離的窄光譜范圍(諸如用于紅色、綠色和藍色的光譜范圍)上而不是在完整的可見光譜上優(yōu)化PBS20?？梢赃_到較高的效率。圖表40示出當(dāng)PBS20在準直激光光束中以45°而不是已知現(xiàn)有技術(shù)中通常使用的56°到57°的布魯斯特角定位時用于P偏振光的透射和用于s偏振光的反射。結(jié)果，可以達到相對高的效率。如圖2所示，多窄帶PBS20僅在相對窄的波長帶中透射P偏振光，而在相對寬的波長范圍上反射s偏振光。備選地,PBS20可以被設(shè)計且定位為在窄波長帶中透射s偏振光而在相對寬波長范圍上反射P偏振光。
[0055]二向色性濾光器或鏡子的缺點是其與角度的依賴性。例如，如圖2示出的圖表40的邊緣針對較大入射角朝向較小波長偏移，且針對較小入射角，朝向較大波長偏移。這意味著，當(dāng)來自光源(12和22)的錐角增加時，PBS20的工作頻率范圍的寬度必須增加。這里，激光光源的第二優(yōu)點可以用于進一步改善PBS20的效率。激光光束(14、15、16和24、25、26)是準直的，且因此入射角中的變化是非常有限的。當(dāng)針對PBS20的涂層的設(shè)計使用5°的半錐角時，如圖3的圖表50所示，可以分別在激光光束14、15、16和24、25、26的窄波長帶內(nèi)獲得超過97%的總效率。該圖示出具有5°錐角的激光光束的平均透射或反射。
[0056]在投影儀的【具體實施方式】中，如圖1示出的光源裝置10可以包括如圖4所示的積分器組件60。積分器組件60可以包括兩個積分器元件61和63，定位在積分器元件61前面的第一漫射器或折射元件或小透鏡陣列或折射棱鏡陣列62以及定位在積分器元件63前面的中間或第二漫射器或折射元件或小透鏡陣列或折射棱鏡陣列64。積分器組件60還可以被稱為“雙積分器”。積分器組件60調(diào)適為盡可能均勻地填充投影儀(例如圖5所示的投影儀80)的作用域，而不在較大角度上散射光，所述較大角度不被投影儀光學(xué)系統(tǒng)和投影透鏡接受(導(dǎo)致減小的光效率)。兩個積分器元件61、63沿著光源12、22和光調(diào)制器84(圖5)之間的光路順序地布置。兩個積分器元件61、63未示為彼此物理接觸，而是其間具有中繼光學(xué)裝置65以將積分器61的出口成像到積分器63和漫射器元件64的入口。然而，如果存在數(shù)目足夠高的相干激光發(fā)射器，使得不再需要漫射器元件64的移動控制，則兩個積分器元件61、63可以布置為使得它們彼此物理連接。積分器組件60在此處通過引用合并的共同未決的專利申請PCT/EP2011/055743中更詳細地說明。
[0057]光源裝置10還可以在如圖5中示意性說明的投影系統(tǒng)70中使用。這種投影系統(tǒng)70的光學(xué)裝置可以布置在光源裝置10的光學(xué)裝置的下游。投影系統(tǒng)70可以包括投影儀80和上面形成有圖像的顯示面90。顯示面90可以是顯示屏或諸如建筑物或水表面的一些其他表面。投影儀80可以是任意合適的投影儀。例如，它可以包括如圖1所示的光源裝置10、光調(diào)制器84和投影透鏡組件86。光源裝置10產(chǎn)生光束83以照射光調(diào)制器84。光調(diào)制器84可以是空間光調(diào)制器或光閥，例如，它可以包括光調(diào)制元件(也稱為光閥元件)的二維陣列。每個光閥元件可以對應(yīng)于將被顯示的圖像的像素，且可以獨立控制以允許特定量的光通過該元件和/或從該元件反射。在一維空間光調(diào)制器中，每個光閥元件可以對應(yīng)于被顯示圖像的多于一個的像素。例如，通過鏡子的移動，這種光調(diào)制器的像素可以在屏幕的表面上被掃過。光調(diào)制器84可以使用諸如液晶面板的透射技術(shù)，其中，依賴于需要在像素位置透射的光量，各個元件被開啟或關(guān)閉或是介于開啟和關(guān)閉之間的某一值。備選地，光調(diào)制器14可以使用諸如數(shù)字光處理(DLP)或硅上液晶(LCOS)之類的反射技術(shù)。
[0058]有利地，光束83在光調(diào)制器84的表面上具有均勻強度分布。本發(fā)明利用諸如從激光器獲得的相干光束是尤其有用的。在本發(fā)明的實施方式中，光源12、22至少對于一個基色包括能夠發(fā)射高密度光束(諸如圖1所示的激光光束14、15、16和24、25、26)的激光光源或能夠發(fā)射高密度光束的一組激光光源。特定的光源12、22已經(jīng)在上面詳細描述。
[0059]投影儀還包括控制光源12、22和光調(diào)制器84的操作的控制器88?？刂破?8還可以作為分離的組件來提供。
[0060]本發(fā)明不限于此處描述的實施方式，其可以修改或變化而不偏離本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種光源裝置(10)，所述光源裝置包括: 第一激光光源(12),其設(shè)置為輸出具有第一偏振的第一白色激光光束(18); 第二激光光源(22),其設(shè)置為輸出具有第二偏振的第二白色激光光束(28)； 其中，所述第二白色激光光束(28)的偏振正交于所述第一白色激光光束(18)的偏振；以及 多窄帶偏振光束分離器(20)，其定位為接收所述第一白色激光光束(18)和所述第二白色激光光束(28)以用于組合所述第一偏振和所述第二偏振。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源裝置(10)，其中，所述第一激光光源(12)包括在用于三個或更多基色的多個波長的第一組激光光束(14，15，16);且其中，所述第二激光光源(22)包括在用于三個或更多基色的多個波長的第二組激光光束(24，25，26)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源裝置(10)，其中，多個二向色性濾色器(17)通過疊加的方式組合所述激光光束(14,15,16),由此形成所述第一偏振的白色激光光束(18),且其中，多個二向色性濾色器通過疊加的方式組合所述激光光束(24，25，26)，由此形成所述第二偏振的白色激光光束(28 )。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的光源裝置(10)，所述光源裝置還包括積分器組件(60 )，所述積分器組件經(jīng)由 聚光透鏡(11)接收具有所述組合的第一和第二偏振的組合激光光束(19)。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的光源裝置(10)，其中，所述多窄帶偏振光束分離器(20)以約45°的角度定位在所述第一白色激光光束(18)和所述第二白色激光光束(28)之間。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的光源裝置(10)，其中，所述多窄帶偏振光束分離器(20)包括多層式二向色性涂層或皺褶濾光器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源裝置(10)，其中，所述涂層或濾光器被嵌入在光學(xué)介質(zhì)中。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的光源裝置(10)，其中，所述多窄帶偏振光束分離器(20)具有小于或等于5°的半錐形接受角。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的光源裝置(10)，其中，所述多窄帶偏振光束分離器(20)透射在窄波長帶中的P偏振光，而反射在相對寬的波長范圍上的s偏振光，或者透射在窄波長帶中的s偏振光,而反射在相對寬的波長范圍上的P偏振光。
10.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的光源裝置(10)，其中，所述光源裝置具有大于97%的效率。
11.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的光源裝置(10)，由此，所述第一白色激光光束(18)的偏振和所述第二白色激光光束(28)的偏振的正交狀態(tài)通過相對于所述第二激光光源(22)旋轉(zhuǎn)地移動所述第一激光光源(12)來實現(xiàn)。
12.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的光源裝置(10)，由此，所述第一白色激光光束(18)的偏振和所述第二白色激光光束(28)的偏振的正交狀態(tài)通過針對所述白色激光光束(18，28)中至少一個白色激光光束使用延遲器來實現(xiàn)。
13.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的光源裝置(10)，其中，針對紅色、綠色和藍色的三個分尚的窄光譜范圍優(yōu)化所述多窄帶偏振光束分尚器(20)。
14.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的光源裝置(10)，其中，針對三個分離的窄光譜范圍優(yōu)化所述多窄帶偏振光束分離器(20)，由此，所述范圍包括達到30nm更具體地達到25nm或15nm的寬度。
15.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的光源裝置(10)，其中，所述多個波長可以設(shè)置在:用于紅色的635nm至637nm的范圍中；用于綠色的529nm至535nm的范圍中；以及用于藍色的455nm至470nm的范圍中。
16.根據(jù)權(quán)利要求2至12中任一項所述的光源裝置(10)，其中，所述多個波長通過多個激光發(fā)射器或多個激光器封裝體產(chǎn)生。
17.一種投影儀(80)，所述投影儀包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的光源裝置(10)。
18.一種投影系統(tǒng)(70)，所述投影系統(tǒng)使用根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的光源裝置(10)且包括投影儀(80)和上面形成有圖像的顯示面(90)，所述投影系統(tǒng)(70)包括多窄帶偏振光束分離器(20),所述多窄帶偏振光束分離器被定位為接收具有第一偏振的第一白色激光光束(18)和具有正交于所述第一偏振的第二偏振的第二白色激光光束(28),其中，所述偏振光束分離器(20)組合所述第一偏振和所述第二偏振。
19.一種用于提供在投影儀中使用的光束的方法，該方法包括以下步驟: 疊加第一多個不同波長的激光光束以產(chǎn)生具有第一偏振的第一白色激光光束(18)， 疊加第二多個不同波長的激光光束以產(chǎn)生具有正交于所述第一偏振的第二偏振的第二白色激光光束(28 )，組合所述第一白色激光光束和所述第二白色激光光束為單個白色光束，使得所述第一偏振和所述第二偏振被維持； 其中，疊加和組合的總效率超過97%。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，該方法還包括以下步驟: 輸出在用于三個基色的多個波長的第一組激光光束(14，15,16)； 輸出在用于三個基色的多個波長的第二組激光光束(24，25,26)； 疊加所述第一組激光光束(14，15，16)，由此形成所述第一白色激光光束(18)； 疊加所述第二組激光光束(24，25，26)，由此形成所述第二白色激光光束(28)。
【文檔編號】H04N13/04GK103597816SQ201280026604
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月1日
【發(fā)明者】P·詹森 申請人:巴庫股份有限公司