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TW201400877A - 雙成像器投影裝置 - Google Patents

雙成像器投影裝置 Download PDF

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TW201400877A
TW201400877A TW102114680A TW102114680A TW201400877A TW 201400877 A TW201400877 A TW 201400877A TW 102114680 A TW102114680 A TW 102114680A TW 102114680 A TW102114680 A TW 102114680A TW 201400877 A TW201400877 A TW 201400877A
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TW
Taiwan
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imager
pbs
polarization direction
imaging device
reflective polarizer
Prior art date
Application number
TW102114680A
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English (en)
Inventor
Joseph Clark Carls
Craig Russell Schardt
Duane Edward Preiss
Dwight Gene Baldwin
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of TW201400877A publication Critical patent/TW201400877A/zh

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H10F39/191—Photoconductor image sensors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • G—PHYSICS
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    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/22—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
    • G02B30/25—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type using polarisation techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/337—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using polarisation multiplexing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/363—Image reproducers using image projection screens
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/341—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using temporal multiplexing

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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

本發明描述光學元件及使用該等光學元件之光學裝置以允許將兩個成像器之輸出組合至一單一光軸上。該兩個成像器中每一者可基於交替偏振方向，且所揭示實施例可啟用高對比度3D投影機而無需時間定序或偏振定序。本發明進一步描述包括該等光學裝置之投影系統。

Description

雙成像器投影裝置 相關申請案
本申請案係關於以引用方式併入之以下美國專利申請案：與本案在同一日期申請之「雙成像器投影裝置(TWO IMAGER PROJECTION DEVICE)」，其代理人案號為68312US002。
3D視訊在消費型電子件中正變得風行。此情形係很大程度上歸因於3D電影院之漸增風行度。然而，3D視訊之現有實施中無任一者完全地令人滿意。一種使用左影像及右影像之時間定序的風行途徑使用主動式快門眼鏡(active shutter glasses)以自時域當中擷取立體影像。關於此途徑之一個問題為：每一眼睛僅在一半的時間內看到光，從而導致感知亮度減少。另一問題為：主動式遮光可導致對影像中之閃爍的感知，此情形可引起眼睛疲勞或其他體症。為了消除閃爍，必須使成像器在高頻率下操作，以便使調變模糊。此情形增加成像器之技術要求及成本。另外，主動式快門眼鏡可相當昂貴且通常不適合於大量觀眾。
由Real-D電影院系統風行化之第二途徑係使用偏振光以將兩個不同影像呈現給眼睛，針對左眼呈現一偏振且針對右眼呈現第二偏振。在Real-D途徑中，使光進行圓形偏振，以便最小化臉部圍繞檢視軸線之旋轉的影響。Real-D程序之一個優勢為：其使用被動式眼鏡(passive glasses)，且該等眼鏡之鏡片僅需要在彼此相對的意義上進行 圓形偏振。通常，在Real-D程序中，使用兩個分離投影機且使輸出分離地進行圓形偏振，抑或使用單一投影機且以時間循序方式使輸出以交替圓形偏振進行偏振。Real-D系統之一個劣勢為一半的光遺失：在第一狀況下，需要兩個投影機，但捨棄來自每一投影機之一偏振，且在第二狀況下，自以時間循序方式捨棄一偏振以來，一半的光遺失。
Dolby實驗室及其他實驗室之第三途徑使用兩組加色法原色(additive primary color)，針對每一眼睛使用一組加色法原色以產生立體影像。提供一組被動式眼鏡以為檢視者分離出立體影像，該組被動式眼鏡之每一鏡片僅使一組適當加色法原色透射。此途徑之一個劣勢為：光學效率可相當低，或投影機之複雜性相當高。
本發明描述光學元件及使用該等光學元件之光學裝置以允許將兩個成像器之輸出組合至一單一光軸上。該兩個成像器中每一者可基於交替偏振方向，且所揭示實施例可啟用高對比度3D投影機而無需時間定序或偏振定序。本發明進一步描述包括該等光學裝置之投影系統。在一態樣中，本發明提供一種成像裝置，該成像裝置包括：一第一偏振光束分光器(PBS)，其具有一輸出表面及對準於一第一偏振方向之一第一反射偏振器；一第二PBS，其具有一第一成像器表面及對準於一正交第二偏振方向之一第二反射偏振器；及一第三PBS，其具有一輸入表面及對準於該第二正交偏振方向之一第三反射偏振器。該成像裝置進一步包括：一第四PBS，其具有一第二成像器表面及對準於該第一偏振方向之一第四反射偏振器，該第一PBS至該第四PBS經配置成使得該第一反射偏振器至該第四反射偏振器以一X形狀而對準，該第一成像器表面鄰近於該輸入表面，且該第二成像器表面相對於該輸出表面；一第一成像器，其經安置成面向該第一成像器表面；及一第二成像器，其經安置成面向該第二成像器表面，其中進入該輸 入表面之一非偏振輸入光射出該輸出表面以作為具有該第一偏振方向之一第一經成像光及具有該第二正交偏振方向之一第二經成像光。在另一態樣中，本發明提供一種投影系統，該投影系統包括：該成像裝置；一輸入光源，其能夠將光射入至該輸入表面中；及投影光學件，其經安置以將自該輸出表面射出之光投影至一投影螢幕。
在又一態樣中，本發明提供一種成像裝置，該成像裝置包括：一第一偏振光束分光器(PBS)，其具有一輸出表面及一第一反射偏振器；一第二PBS，其具有一第一成像器表面、一第二反射偏振器及一第一鄰近半波延遲器；一第三PBS，其具有一輸入表面及一第三反射偏振器；及一第四PBS，其具有一第二成像器表面、一第四反射偏振器及一第二鄰近半波延遲器。該第一PBS至該第四PBS經配置成使得該第一反射偏振器至該第四反射偏振器各自對準於一第一偏振方向且形成一X形狀，該第一成像器表面鄰近於該輸入表面，且該第二成像器表面相對於該輸出表面；一第一成像器經安置成面向該第一成像器表面；且一第二成像器經安置成面向該第二成像器表面，其中進入該輸入表面之一非偏振輸入光射出該輸出表面以作為具有該第一偏振方向之一第二經成像光及具有正交於該第一偏振方向之一第二偏振方向之一第一經成像光。在又一態樣中，本發明提供一種投影系統，該投影系統包括：該成像裝置；一輸入光源，其能夠將光射入至該輸入表面中；及投影光學件，其經安置以將自該輸出表面射出之光投影至一投影螢幕。
在又一態樣中，本發明提供一種成像裝置，該成像裝置包括：一第一偏振光束分光器(PBS)，其具有一輸出表面及一第一反射偏振器；一第二PBS，其具有一第一成像器表面、一第二反射偏振器及一第一鄰近半波延遲器；及一第三PBS，其具有一輸入表面、一第三反射偏振器及一第二鄰近半波延遲器。該成像裝置進一步包括一第四 PBS，該第四PBS具有一第二成像器表面及一第四反射偏振器，其中該第一PBS至該第四PBS經配置成使得該第一反射偏振器至該第四反射偏振器各自對準於一第一偏振方向且形成一X形狀，該第一成像器表面鄰近於該輸出表面，且該第二成像器表面相對於該輸出表面。該成像裝置又進一步包括：一第一成像器，其經安置成面向該第一成像器表面；及一第二成像器，其經安置成面向該第二成像器表面，其中進入該輸入表面之一非偏振輸入光射出該輸出表面以作為具有該第一偏振方向之一第二經成像光及具有正交於該第一偏振方向之一第二偏振方向之一第一經成像光。在又一態樣中，本發明提供一種投影系統，該投影系統包括：該成像裝置；一輸入光源，其能夠將光射入至該輸入表面中；及投影光學件，其經安置以將自該輸出表面射出之光投影至一投影螢幕。
以上【發明內容】並不意欲描述本發明之每一所揭示實施例或每一實施。以下諸圖及【實施方式】更特定地例示說明性實施例。
100‧‧‧雙成像器投影機
110‧‧‧第一偏振光束分光器(PBS)
111‧‧‧第一對角線表面
112‧‧‧第一稜鏡
113‧‧‧第二對角線表面
114‧‧‧第二稜鏡
115‧‧‧第一反射偏振器
116‧‧‧輸出表面
120‧‧‧第二偏振光束分光器(PBS)
121‧‧‧第三對角線表面
122‧‧‧第三稜鏡
123‧‧‧第四對角線表面
124‧‧‧第四稜鏡
125‧‧‧第二反射偏振器
126‧‧‧第一成像器表面
130‧‧‧第三偏振光束分光器(PBS)
131‧‧‧第五對角線表面
132‧‧‧第五稜鏡
133‧‧‧第六對角線表面
134‧‧‧第六稜鏡
135‧‧‧第三反射偏振器
136‧‧‧輸入表面
140‧‧‧第四偏振光束分光器(PBS)
141‧‧‧第七對角線表面
142‧‧‧第七稜鏡
143‧‧‧第八對角線表面
144‧‧‧第八稜鏡
145‧‧‧第四反射偏振器
146‧‧‧第二成像器表面
150‧‧‧照明光學件
151‧‧‧非偏振輸入光
152‧‧‧經透射p偏振光
153‧‧‧經反射s偏振光
154‧‧‧第二經成像光/第二經成像s偏振光
155‧‧‧第一經成像光/第一經成像p偏振光
160‧‧‧投影光學件
165‧‧‧經投影光
170‧‧‧第一成像器
180‧‧‧第二成像器
195‧‧‧第一偏振方向
200‧‧‧雙成像器投影機
210‧‧‧第一偏振光束分光器(PBS)
211‧‧‧第一對角線表面
212‧‧‧第一稜鏡
213‧‧‧第二對角線表面
214‧‧‧第二稜鏡
215‧‧‧第一反射偏振器
216‧‧‧輸出表面
220‧‧‧第二偏振光束分光器(PBS)
221‧‧‧第三對角線表面
222‧‧‧第三稜鏡
223‧‧‧第四對角線表面
224‧‧‧第四稜鏡
225‧‧‧第二反射偏振器
226‧‧‧第一成像器表面
227‧‧‧第一半波延遲器
228‧‧‧第一旋轉反射偏振器層壓物
230‧‧‧第三偏振光束分光器(PBS)
231‧‧‧第五對角線表面
232‧‧‧第五稜鏡
233‧‧‧第六對角線表面
234‧‧‧第六稜鏡
235‧‧‧第三反射偏振器
236‧‧‧輸入表面
240‧‧‧第四偏振光束分光器(PBS)
241‧‧‧第七對角線表面
242‧‧‧第七稜鏡
243‧‧‧第八對角線表面
244‧‧‧第八稜鏡
245‧‧‧第四反射偏振器
246‧‧‧第二成像器表面
247‧‧‧第二半波延遲器
248‧‧‧第二旋轉反射偏振器層壓物
250‧‧‧照明光學件
251‧‧‧非偏振輸入光
252‧‧‧經透射p偏振光
253‧‧‧經反射s偏振光
254‧‧‧第二經成像s偏振光
255‧‧‧第二經成像光/第二經成像p偏振光
256‧‧‧第一經成像p偏振光
257‧‧‧第一經成像光/第一經成像s偏振光
260‧‧‧投影光學件
265‧‧‧經投影光
270‧‧‧第一成像器
280‧‧‧第二成像器
295‧‧‧第一偏振方向
300‧‧‧雙成像器投影機
310‧‧‧第一偏振光束分光器(PBS)
311‧‧‧第一對角線表面
312‧‧‧第一稜鏡
313‧‧‧第二對角線表面
314‧‧‧第二稜鏡
315‧‧‧第一反射偏振器
316‧‧‧輸出表面
320‧‧‧第二偏振光束分光器(PBS)
321‧‧‧第三對角線表面
322‧‧‧第三稜鏡
323‧‧‧第四對角線表面
324‧‧‧第四稜鏡
325‧‧‧第二反射偏振器
326‧‧‧第一成像器表面
327‧‧‧第一半波延遲器
328‧‧‧第一旋轉反射偏振器層壓物
330‧‧‧第三偏振光束分光器(PBS)
331‧‧‧第五對角線表面
332‧‧‧第五稜鏡
333‧‧‧第六對角線表面
334‧‧‧第六稜鏡
335‧‧‧第三反射偏振器
336‧‧‧輸入表面
337‧‧‧第二半波延遲器
338‧‧‧第二旋轉反射偏振器層壓物
340‧‧‧第四偏振光束分光器(PBS)
341‧‧‧第七對角線表面
342‧‧‧第七稜鏡
343‧‧‧第八對角線表面
344‧‧‧第六稜鏡
345‧‧‧第四反射偏振器
346‧‧‧第二成像器表面
350‧‧‧照明光學件
351‧‧‧非偏振輸入光
352‧‧‧經透射s偏振光
353‧‧‧經反射s偏振光
354‧‧‧第二經成像光/第二經成像p偏振光
355‧‧‧p偏振光
356‧‧‧第一經成像光/第一經成像s偏振光
360‧‧‧投影光學件
365‧‧‧經投影光
370‧‧‧第一成像器
380‧‧‧第二成像器
395‧‧‧第一偏振方向
貫穿本說明書，參看附加圖式，其中類似參考數字表示類似元件，且其中：圖1展示雙成像器投影機之橫截面示意圖；圖2展示雙成像器投影機之橫截面示意圖；及圖3展示雙成像器投影機之橫截面示意圖。
該等圖未必按比例繪製。諸圖中使用之類似數字指代類似組件。然而，應理解，在給定圖中使用一數字以指代一組件並不意欲限制在另一圖中用相同數字而標記之組件。
將極其有用的是具有一種啟用高對比度3-D投影而無需時間定序或多個投影機之裝置。本發明描述光學元件及使用該等光學元件之光 學裝置以允許將兩個成像器之輸出組合至一單一光軸上。該兩個成像器中每一者可基於交替偏振方向，且所揭示實施例可啟用高對比度3D投影機而無需時間定序或偏振定序。本發明進一步描述包括該等光學裝置之投影系統。然而，在一些狀況下，時間定序及/或偏振定序可在所描述光學裝置上分層以提供先前途徑不可能達成之增強，如在別處所描述。所揭示實施例相比於習知途徑有效地使光學裝置之亮度加倍。該構造可進一步消除與先前途徑相關聯的關於低對比度之問題。
在一特定實施例中，4個偏振光束分光器(PBS)之陣列可用於諸如雙矽上液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCOS)投影機之雙成像器投影裝置中。該4-PBS陣列經配置成使得每一PBS中之反射偏振器以X形狀而對準，該X形狀使用交叉反射偏振器而將輸入光分離成兩個相異偏振方向、將每一偏振方向投送至兩個成像器中之一者、使自該成像器反射之光重新組合，且將所得光呈現給投影透鏡。
在一特定實施例中，本發明可啟用低成本之高對比度3D投影而無需時間定序(以及主動式快門眼鏡之附帶成本及劣勢)且無需其他以偏振為基礎之技術的高設備成本。本發明可使用諸如3M多層光學膜(Multilayer Optical Film,MOF)偏振器之反射偏振器，其具有足夠高反射及透射屬性以啟用有效率裝置。
在另一特定實施例中，可將相同內容投影至兩個成像器中每一者上，其可用來有效地使投影機之亮度加倍且准許使用兩個偏振而不使用偏振轉換系統。此情形可使能夠使用較大LED且進一步增加可在投影機中達成之亮度。
在又一特定實施例中，可將兩個不同視訊內容(關於每一偏振狀態存在一個視訊內容)成像及投影至單一螢幕上。在此實施例中，兩對分離偏振眼鏡可由不同檢視者使用，每一對僅使單一偏振狀態透射 以分離出不同內容。此實施例可使兩個不同檢視者能夠在同一螢幕上同時地檢視兩個不同視訊內容。
在又一特定實施例中，可將各自具有兩個正交偏振狀態中之一者的兩個不同視訊內容投影至反射偏振器上，藉此使該兩個內容分離，使得其可被分離地顯示，例如，並列地或疊置地。
在又一特定實施例中，可將時間定序及主動式護目鏡(亦即，快門眼鏡)與所揭示裝置進行組合，使得兩個不同3D內容可同時地由該同一裝置投影至相同(或結合以上實施例，不同)螢幕上。
以偏振為基礎之3D投影機的一些實施例使用單一偏振光束分光器(PBS)，其經由一個面而饋送照明光、將該光分裂成兩個偏振而離開該PBS、使該光透射至位於兩個額外側表面上之兩個不同成像器，且接著使該光重新組合於該PBS上且允許該光通過其進入投影透鏡之第四面而射出該PBS。然而，此實施例歸因於暗態p偏振至投影透鏡中之反射而遭受顯著削弱之對比度。此情形通常可將單PBS 3D系統之對比度限於約25：1，此對比度對於一些應用而言可為不可接受的。另外，取決於所使用之反射偏振器技術，透射偏振之效率相比於反射偏振之效率可存在顯著差異。此情形可尤其為在所需偏振方向不對應於與反射偏振器相關聯之經界定s及p偏振方向時的狀況。
對比於典型以偏振為基礎之3D投影機，本文所描述之實施例各自使用多個偏振光束分光器(PBS)。應理解，在本文所描述之實施例中，可使用任何習知反射偏振器技術。然而，基於多層光學膜(MOF)之反射偏振器係由於其高效率及在低F/#下操作之能力而特別有利。
在一些狀況下，反射偏振器可為笛卡爾(Cartesian)反射偏振器或非笛卡爾反射偏振器。非笛卡爾反射偏振器可包括多層無機膜，諸如，藉由無機介電質之循序沈積而生產之多層無機膜，諸如，MacNeille偏振器。笛卡爾反射偏振器具有偏振軸線狀態，且包括線 柵偏振器及聚合多層光學膜(MOF)兩者，諸如，可藉由多層聚合層壓物之擠壓及後續拉伸而生產之聚合MOF。笛卡爾反射偏振器膜向偏振光束分光器提供使未完全地準直且自中心光束軸線發散或偏斜之輸入光射線以高效率通過的能力。笛卡爾反射偏振器膜可包含聚合多層光學膜，聚合多層光學膜包含多個介電或聚合材料層。使用介電膜在使光通過時可具有低光衰減及高效率之優勢。多層光學膜可包含聚合多層光學膜，諸如，美國專利5,962,114(Jonza等人)或美國專利6,721,096(Bruzzone等人)中描述之聚合多層光學膜。
在一些實施例中，可將諸如半波延遲器之延遲器置放成鄰近於反射偏振器，以實現使不同偏振狀態自偏振器/延遲器總成反射或透射。在一些狀況下，可將諸如四分之一波延遲器之延遲器定位成鄰近於成像器，以實現入射光在自成像器反射後即進行偏振方向旋轉。根據一態樣，延遲器為與反射偏振器之偏振方向成大約45度而對準的四分之一波延遲器。在一實施例中，該對準可與反射偏振器之偏振方向成35度至55度、40度至50度、43度至48度，或44.5度至45.5度。在一特定實施例中，當入射光以大約45度截取四分之一波延遲器及反射偏振器時，可較佳的是使四分之一波延遲器代替地與反射偏振器之偏振方向成大約53度而對準。
在一些實施例中，本文所描述之反射偏振器中每一者可代替地為反射偏振器層壓物，其包括經安置成鄰近於第一反射偏振器之第二反射偏振器，其中兩個反射偏振器經對準以使相同偏振方向之光通過。在一些實施例中，反射偏振器層壓物中每一者可進一步包括安置於兩個反射偏振器之間的吸收偏振器，吸收偏振器亦對準於相同偏振方向。使用經安置成彼此鄰近之多個反射偏振器(其間包夾有抑或未包夾有吸收偏振器)可顯著地改良本文所描述之投影裝置之對比度。
出於本文所提供之描述之目的，術語「對準於所要偏振狀態」 或「對準於所要偏振方向」意欲使光學元件之通軸的對準關聯於傳遞通過光學元件之光的所要偏振狀態，亦即，諸如s偏振、p偏振、右旋圓形偏振、左旋圓形偏振或其類似者之所要偏振狀態。在本文參看諸圖所描述之一實施例中，諸如對準於第一偏振狀態之偏振器的光學元件意謂使p偏振狀態之光通過且使第二偏振狀態(在此狀況下為s偏振狀態)之光反射或吸收的該偏振器之定向。應理解，視需要，偏振器可代替地經對準以使s偏振狀態之光通過，且使p偏振狀態之光反射或吸收。
又，出於本文所提供之描述之目的，術語「面向」指代一元件經安置成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該等元件經安置成彼此鄰近。一元件面向另一元件進一步包括該等元件由光學件分離成使得垂直於一元件之光射線亦垂直於另一元件。
在一些狀況下，輸入光之偏振分量可傳遞通過至偏振旋轉反射器。取決於安置於偏振旋轉反射器中之延遲器的類型及定向，偏振旋轉反射器使光之傳播方向反向且變更偏振分量之量值。偏振旋轉反射器可用以僅使光反射，諸如，用鏡面進行反射，且亦可用以將諸如影像之資訊賦予給輸入光，此情形可引起經成像光輸出。因而，偏振旋轉反射器可包括液晶成像器、矽上液晶(LCoS)成像器、數位微鏡面成像器、寬頻鏡面、諸如雙色濾光片之波長選擇性鏡面，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，但可有利地使用四分之一波延遲器。線性偏振光隨著其傳遞通過與光偏振軸線成45°之角度而對準的四分之一波延遲器而改變至圓形偏振光。與此對比，線性偏振光隨著其傳遞通過其他延遲器及定向而改變至介於s偏振與p偏振中間之偏振狀態(橢圓形抑或線性)，且可引起光學裝置內之光輸送之較低效率。然而，在一些狀 況下，視需要，可預想不同延遲(例如，半波延遲)可與不同定向(例如，22.5度或其類似者)進行組合，其可引起相似效率。
若干不同光源可用以照明投影機，包括一或多個發光二極體(LED)、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)水銀、鹵素或氙氣燈。以矽上液晶(LCoS)為基礎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。在一特定實例中，LED照明LCoS投影機中之元件清單可包括LED光源、選用色彩組合器、中繼光學件、PBS、LCoS面板，及投影透鏡單元。
在一些狀況下，諸如可購自Texas Instruments之DLP®成像器的微鏡面陣列可用作成像器以形成用於投影機之影像。在DLP®成像器中，數位微鏡面陣列內之個別鏡面表示經投影影像之個別像素。在一些狀況下，特別是當使用偏振光以照明微鏡面陣列時，可需要藉由使用諸如四分之一波延遲器之延遲器而使入射光及反射光之偏振方向旋轉，使得經引導朝向成像器的具有第一偏振方向之光在自成像器反射後即旋轉至正交第二偏振方向，如在別處所描述。四分之一波延遲器可與所要偏振方向成諸如約45度之角度而對準，如在別處所描述。
圖1展示根據本發明之一態樣的雙成像器投影機100之橫截面示意圖。投影機100包括第一偏振光束分光器(PBS)110，PBS 110包括具有第一對角線表面111及輸出表面116之第一稜鏡112、具有第二對角線表面113之第二稜鏡114，及安置於第一對角線表面111與第二對角線表面113之間的第一反射偏振器115。第一反射偏振器115對準於第一偏振方向195。在圖1所示之實施例中，第一偏振方向195經展示為垂直於頁面，且對準於第一偏振方向195意欲意謂第一反射偏振器115經對準以使s偏振光通過且使p偏振光反射，如在別處所描述。
投影機100進一步包括第二PBS 120，第二PBS 120包括具有第三 對角線表面121及第一成像器表面126之第三稜鏡122、具有第四對角線表面123之第四稜鏡124，及安置於第三對角線表面121與第四對角線表面123之間的第二反射偏振器125。第二反射偏振器125對準於正交第二偏振方向，使得p偏振光傳遞通過第二反射偏振器125且s偏振光自第二反射偏振器125反射，如在別處所描述。
投影機100又進一步包括第三PBS 130，第三PBS 130包括具有第五對角線表面131之第五稜鏡132、具有第六對角線表面133之第六稜鏡134、輸入表面136，及安置於第五對角線表面131與第六對角線表面133之間的第三反射偏振器135。第三反射偏振器135對準於正交第二偏振方向，使得p偏振光傳遞通過第三反射偏振器135且s偏振光自第三反射偏振器135反射，如在別處所描述。
投影機100又進一步包括第四PBS 140，第四PBS 140包括具有第七對角線表面141之第七稜鏡142、具有第八對角線表面143之第八稜鏡144、第二成像器表面146，及安置於第七對角線表面141與第八對角線表面143之間的第四反射偏振器145。第四反射偏振器145對準於第一偏振方向，使得s偏振光傳遞通過第四反射偏振器145且p偏振光自該第四反射偏振器反射，如在別處所描述。第一PBS 110、第二PBS 120、第三PBS 130及第四PBS 140經配置成使得第一反射偏振器115、第二反射偏振器125、第三反射偏振器135及第四反射偏振器145以「X」形狀而對準。另外，第一成像器表面126及輸入表面136鄰近，且第二成像器表面146經安置成相對於輸出表面116。
第一成像器170經安置成面向第一成像器表面126且第二成像器180經安置成面向第二成像器表面146，使得自照明光學件150進入輸入表面136之非偏振輸入光151射出輸出表面116以作為具有第一偏振方向195(亦即，圖1中之s偏振方向)之第一經成像光155及具有第二正交偏振方向(亦即，圖1中之p偏振方向)之第二經成像光154。
非偏振輸入光151通過輸入表面136而進入第三PBS 130、截取第三反射偏振器135，且被分裂成經透射p偏振光152及經反射s偏振光153。經透射p偏振光152傳遞至第四PBS 140中、自第四反射偏振器145反射、通過第二成像器表面146而射出第四PBS 140，且自第二成像器180反射以作為第二經成像s偏振光154。第二經成像s偏振光154通過第二成像器表面146而進入第四PBS 140、傳遞通過第四反射偏振器145、進入第一PBS 110、傳遞通過第一反射偏振器115、射出輸出表面116，且進入投影光學件160以作為第二經成像s偏振光154。
經反射s偏振光153傳遞至第二PBS 120中、自第二反射偏振器125反射、通過第一成像器表面126而射出第二PBS 120，且自第一成像器170反射以作為第一經成像p偏振光155。第一經成像p偏振光155通過第一成像器表面126而進入第二PBS 120、傳遞通過第二反射偏振器125、進入第一PBS 110、自第一反射偏振器115反射、射出輸出表面116，且進入投影光學件160以作為第一經成像p偏振光155。用於將影像投影至投影螢幕之投影光學件160已在別處予以描述，且通常為熟習此項技術者所熟知。
照明光學件150通常提供可有效率地用於投影機100內且投影通過至投影光學件160的準直且均一之光。照明光學件150可包括在別處所描述之光源中任一者，且可與多種光學元件相關聯，該等光學元件包括適合供本發明中使用之準直器及色彩組合器，包括(例如)以下各案中描述之準直器及色彩組合器：同在申請中美國專利申請案第61/385237號、第61/385241號、第61/385248號、第61/485165號；名為「Light Combiner」之PCT專利公開案第WO2009/085856號、名為「Light Combiner」之PCT專利公開案第WO2009/086310號、名為「Optical Element and Color Combiner」之PCT專利公開案第WO2009/139798號、名為「Optical Element and Color Combiner」之 PCT專利公開案第WO2009/139799號；以及名為「Polarization Converting Color Combiner」之同在申請中PCT專利申請案第US2009/062939號、名為「High Durability Color Combiner」之同在申請中PCT專利申請案第US2009/063779號、名為「Color Combiner」之同在申請中PCT專利申請案第US2009/064927號，及名為「Polarization Converting Color Combiner」之同在申請中PCT專利申請案第US2009/064931號；公開美國專利申請案第US2010/0277796號、第US2011/0007392號、第US2011/0216396號；公開PCT專利申請案第WO2011/034810號；以及美國專利第7,821,713號。
第一經成像p偏振光155及第二經成像s偏振光154射出投影光學件160以作為經投影光165之部分，其可為：在針對發送給每一眼睛之影像使用不同偏振狀態的情況下無時間定序之3D立體投影；針對兩個成像器中每一者上之相同影像的有效加倍亮度影像；可在同一螢幕上使用不同偏振狀態眼鏡進行檢視之兩個完全不同視訊內容；兩個不同視訊內容，關於每一偏振狀態存在一個視訊內容，該等視訊內容被投影至反射偏振器上，藉此將該兩個內容分離成使得其可被顯示，例如，並列地或疊置地；或時間定序影像，其係與主動式護目鏡進行組合，使得兩個不同3D內容同時地由同一裝置投影至相同(或結合以上實施例，不同)螢幕上，如在別處所描述。
圖2展示根據本發明之一態樣的雙成像器投影機200之橫截面示意圖。投影機200包括第一偏振光束分光器(PBS)210，PBS 210包括具有第一對角線表面211及輸出表面216之第一稜鏡212、具有第二對角線表面213之第二稜鏡214，及安置於第一對角線表面211與第二對角線表面213之間的第一反射偏振器215。第一反射偏振器215對準於第一偏振方向295。在圖2所示之實施例中，第一偏振方向295經展示為垂直於頁面，且對準於第一偏振方向295意欲意謂第一反射偏振器215 經對準以使p偏振光通過且使s偏振光反射，如在別處所描述。
投影機200進一步包括第二PBS 220，第二PBS 220包括具有第三對角線表面221及第一成像器表面226之第三稜鏡222，及具有第四對角線表面223之第四稜鏡224。第二PBS 220進一步包括經安置成鄰近於第三對角線表面221之第二反射偏振器225，及經安置成鄰近於第四對角線表面223之第一半波延遲器227。第二反射偏振器225對準於第一偏振方向，使得p偏振光傳遞通過第二反射偏振器225且s偏振光自第二反射偏振器225反射。第二反射偏振器225及第一半波延遲器227形成第一旋轉反射偏振器層壓物228。在一些狀況下，第一旋轉反射偏振器層壓物228中之第一半波延遲器227可與第一偏振方向成任何所要角度(諸如，45度)而對準，如在別處所描述。在一些狀況下，第一半波延遲器227可代替地由與第一偏振方向295成一角度而對準之兩個四分之一波延遲器(未圖示)替換，如在別處所描述。在其他狀況下，此等反射偏振器可對準於最好地最佳化偏振旋轉效率之其他角度。
投影機200又進一步包括第三PBS 230，第三PBS 230包括具有第五對角線表面231之第五稜鏡232、具有第六對角線表面233之第六稜鏡234、輸入表面236，及安置於第五對角線表面231與第六對角線表面233之間的第三反射偏振器235。第三反射偏振器235對準於第一偏振方向，使得p偏振光傳遞通過第三反射偏振器235且s偏振光自第三反射偏振器235反射，如在別處所描述。
投影機200又進一步包括第四PBS 240，第四PBS 240包括具有第七對角線表面241之第七稜鏡242、具有第八對角線表面243之第八稜鏡244，及第二成像器表面246。第四PBS 240進一步包括經安置成鄰近於第七對角線表面241之第四反射偏振器245，及經安置成鄰近於第八對角線表面243之第二半波延遲器247。第四反射偏振器245對準於第一偏振方向，使得p偏振光傳遞通過第四反射偏振器245且s偏振光 自第四反射偏振器245反射。第四反射偏振器245及第二半波延遲器247形成第二旋轉反射偏振器層壓物248。在一些狀況下，第二旋轉反射偏振器層壓物248中之第二半波延遲器247可與第一偏振方向成任何所要角度(諸如，45度)而對準，如在別處所描述。在一些狀況下，第二半波延遲器247可代替地由與第一偏振方向295成一角度而對準之兩個四分之一波延遲器(未圖示)替換，如在別處所描述。
第一PBS 210、第二PBS 220、第三PBS 230及第四PBS 240經配置成使得第一反射偏振器215、第二反射偏振器225、第三反射偏振器235及第四反射偏振器245以「X」形狀而對準。另外，第一成像器表面226及輸入表面236鄰近，且第二成像器表面246經安置成相對於輸出表面216。
第一成像器270經安置成面向第一成像器表面226且第二成像器280經安置成面向第二成像器表面246，使得自照明光學件250進入輸入表面236之非偏振輸入光251射出輸出表面216以作為具有第二正交偏振方向(亦即，圖2中之s偏振方向)之第一經成像光257及具有第一偏振方向(亦即，圖2中之p偏振方向)之第二經成像光255。
非偏振輸入光251通過輸入表面236而進入第三PBS 230、截取第三反射偏振器235，且被分裂成經透射p偏振光252及經反射s偏振光253。經透射p偏振光252傳遞至第四PBS 240中、傳遞通過第二半波延遲器247而旋轉至自第四反射偏振器245反射之s偏振光、再次傳遞通過第二半波延遲器247而旋轉回至p偏振光、通過第二成像器表面246而射出第四PBS 240，且自第二成像器280反射以作為第二經成像s偏振光254。第二經成像s偏振光254通過第二成像器表面246而進入第四PBS 240、傳遞通過半波延遲器247而旋轉至傳遞通過第四反射偏振器245之第二經成像p偏振光255、進入第一PBS 210、傳遞通過第一反射偏振器215、射出輸出表面216，且進入投影光學件260以作為第二經 成像p偏振光255。
經反射s偏振光253傳遞至第二PBS 220中、自第二反射偏振器225反射、通過第一成像器表面226而射出第二PBS 220，且自第一成像器270反射以作為第一經成像p偏振光256。第一經成像p偏振光256通過第一成像器表面226而進入第二PBS 220、傳遞通過第二反射偏振器225、傳遞通過第一半波延遲器227而旋轉至第一經成像s偏振光257、進入第一PBS 210、自第一反射偏振器215反射、射出第一輸出表面216，且進入投影光學件260以作為第一經成像s偏振光257。
第一經成像s偏振光257及第二經成像p偏振光255射出投影光學件260以作為經投影光265之部分，其可為：在針對發送給每一眼睛之影像使用不同偏振狀態的情況下無時間定序之3D立體投影；針對兩個成像器中每一者上之相同影像的有效加倍亮度影像；可在同一螢幕上使用不同偏振狀態眼鏡進行檢視之兩個完全不同視訊內容；兩個不同視訊內容，關於每一偏振狀態存在一個視訊內容，該等視訊內容被投影至反射偏振器上，藉此將該兩個內容分離成使得其可被顯示，例如，並列地或疊置地；或時間定序影像，其係與主動式護目鏡進行組合，使得兩個不同3D內容同時地由同一裝置投影至相同(或結合以上實施例，不同)螢幕上，如在別處所描述。
圖3展示根據本發明之一態樣的雙成像器投影機300之橫截面示意圖。投影機300包括第一偏振光束分光器(PBS)310，PBS 310包括具有第一對角線表面311及輸出表面316之第一稜鏡312、具有第二對角線表面313之第二稜鏡314，及安置於第一對角線表面311與第二對角線表面313之間的第一反射偏振器315。第一反射偏振器315對準於第一偏振方向395。在圖3所示之實施例中，第一偏振方向395經展示為垂直於頁面，且對準於第一偏振方向395意欲意謂第一反射偏振器315經對準以使p偏振光通過且使s偏振光反射，如在別處所描述。
投影機300進一步包括第二PBS 320，第二PBS 320包括具有第三對角線表面321之第三稜鏡322。第二PBS 320進一步包括具有第四對角線表面323及第一成像器表面326之第四稜鏡324。第二PBS 320又進一步包括經安置成鄰近於第四對角線表面323之第二反射偏振器325，及經安置成鄰近於第三對角線表面321之第一半波延遲器327。第二反射偏振器325對準於第一偏振方向，使得p偏振光傳遞通過第二反射偏振器325且s偏振光自第二反射偏振器325反射。第二反射偏振器325及第一半波延遲器327形成第一旋轉反射偏振器層壓物328。在一些狀況下，第一旋轉反射偏振器層壓物328中之第一半波延遲器327可與第一偏振方向成任何所要角度(諸如，45度)而對準，如在別處所描述。在一些狀況下，第一半波延遲器327可代替地由與第一偏振方向395成一角度而對準之兩個四分之一波延遲器(未圖示)替換，如在別處所描述。
投影機300又進一步包括第三PBS 330，第三PBS 330包括具有第五對角線表面331之第五稜鏡332、具有第六對角線表面333之第六稜鏡334，及輸入表面336。第三PBS 330進一步包括經安置成鄰近於第六對角線表面333之第三反射偏振器335，及經安置成鄰近於第五對角線表面331之第二半波延遲器337。第三反射偏振器335對準於第一偏振方向，使得p偏振光傳遞通過第三反射偏振器335且s偏振光自第三反射偏振器335反射。第三反射偏振器335及第二半波延遲器337形成第二旋轉反射偏振器層壓物338。在一些狀況下，第二旋轉反射偏振器層壓物338中之第二半波延遲器337可與第一偏振方向成任何所要角度(諸如，45度)而對準，如在別處所描述。在一些狀況下，第二半波延遲器337可代替地由與第一偏振方向395成一角度而對準之兩個四分之一波延遲器(未圖示)替換，如在別處所描述。
投影機300又進一步包括第四PBS 340，第四PBS 340包括具有第 七對角線表面341之第七稜鏡342、具有第八對角線表面343之第八稜鏡344、第二成像器表面346，及安置於第七對角線表面341與第八對角線表面343之間的第四反射偏振器345。第四反射偏振器345對準於第一偏振方向，使得p偏振光傳遞通過第四反射偏振器345且s偏振光自第四反射偏振器345反射，如在別處所描述。
第一PBS 310、第二PBS 320、第三PBS 330及第四PBS 340經配置成使得第一反射偏振器315、第二反射偏振器325、第三反射偏振器335及第四反射偏振器345以「X」形狀而對準。另外，第一成像器表面326及輸出表面316鄰近，且第二成像器表面346經安置成相對於輸出表面316。
第一成像器370經安置成面向第一成像器表面326且第二成像器380經安置成面向第二成像器表面346，使得自照明光學件350進入輸入表面336之非偏振輸入光351射出輸出表面316以作為具有第二正交偏振方向(亦即，圖3中之s偏振方向)之第一經成像光356及具有第一偏振方向(亦即，圖3中之p偏振方向)之第二經成像光354。
非偏振輸入光351通過輸入表面336而進入第三PBS 330、截取第三反射偏振器335，且被分裂成經透射p偏振光，經透射p偏振光傳遞通過第二半波延遲器337以作為經透射s偏振光352及經反射s偏振光353。經透射s偏振光352傳遞至第四PBS 340中、自第四反射偏振器345反射、通過第二成像器表面346而射出第四PBS 340，且自第二成像器380反射以作為第二經成像p偏振光354。第二經成像p偏振光354通過第二成像器表面346而進入第四PBS 340、傳遞通過第四反射偏振器345、進入第一PBS 310、傳遞通過第一反射偏振器315、射出輸出表面316，且進入投影光學件360以作為第二經成像p偏振光354。
經反射s偏振光353傳遞至第二PBS 320中、傳遞通過第一半波延遲器327而旋轉至傳遞通過第二反射偏振器325之p偏振光355、通過第 一成像器表面326而射出第二PBS 320，且自第一成像器370反射以作為第一經成像s偏振光356。第一經成像s偏振光356通過第一成像器表面326而進入第二PBS 320、自第二反射偏振器325反射、進入第一PBS 310、自第一反射偏振器315反射、射出第一輸出表面316，且進入投影光學件360以作為第一經成像s偏振光356。
第一經成像s偏振光356及第二經成像p偏振光354射出投影光學件360以作為經投影光365之部分，其可為：在針對發送給每一眼睛之影像使用不同偏振狀態的情況下無時間定序之3D立體投影；針對兩個成像器中每一者上之相同影像的有效加倍亮度影像；可在同一螢幕上使用不同偏振狀態眼鏡進行檢視之兩個完全不同視訊內容；兩個不同視訊內容，關於每一偏振狀態存在一個視訊內容，該等視訊內容被投影至反射偏振器上，藉此將該兩個內容分離成使得其可被顯示，例如，並列地或疊置地；或時間定序影像，其係與主動式護目鏡進行組合，使得兩個不同3D內容同時地由同一裝置投影至相同(或結合以上實施例，不同)螢幕上，如在別處所描述。
因為自成像器反射之經成像光隨後自反射偏振器反射，所以反射偏振器必須足夠平坦以維持影像之適當解析度。用於提供足夠平坦反射偏振器之技術可(例如)在2011年11月28日申請之名為「METHOD OF MAKING POLARIZING BEAM SPLITTERS PROVIDING HIGH RESOLUTION IMAGES AND SYSTEMS UTILIZING SUCH BEAM SPLITTERS」的同在申請中美國專利申請案第61/564,172號(代理人案號為68016US002)中找到。平坦度可藉由標準粗糙度參數Ra(表面與均值之垂直偏差之絕對值的平均值)、Rq(表面與均值之垂直偏差的均方根平均值)及Rz(每一取樣長度中之最高峰值與最低谷值之間的平均距離)而量化。具體言之，反射偏振器較佳地具有小於45nm之表面粗糙度Ra或小於80nm之表面粗糙度Rq，且更佳地具有小於40nm之表面 粗糙度Ra或小於70nm之表面粗糙度Rq，且甚至更佳地具有小於35nm之表面粗糙度Ra或小於55nm之表面粗糙度Rq。在投影光路中，各別透射偏振器充當用於影像反射偏振器之「清除(cleanup)」偏振器。此情形相比於單PBS反射成像途徑提供改良型對比度的可能性。
下文為本發明之實施例清單。
項目1為一種成像裝置，其包含：一第一偏振光束分光器(PBS)，其具有一輸出表面及對準於一第一偏振方向之一第一反射偏振器；一第二PBS，其具有一第一成像器表面及對準於一正交第二偏振方向之一第二反射偏振器；一第三PBS，其具有一輸入表面及對準於該第二正交偏振方向之一第三反射偏振器；一第四PBS，其具有一第二成像器表面及對準於該第一偏振方向之一第四反射偏振器，該第一PBS至該第四PBS經配置成使得該第一反射偏振器至該第四反射偏振器以一X形狀而對準，該第一成像器表面鄰近於該輸入表面，且該第二成像器表面相對於該輸出表面；一第一成像器，其經安置成面向該第一成像器表面；及一第二成像器，其經安置成面向該第二成像器表面，其中進入該輸入表面之一非偏振輸入光射出該輸出表面以作為具有該第一偏振方向之一第一經成像光及具有該第二正交偏振方向之一第二經成像光。
項目2為項目1之成像裝置，其中該第一偏振方向之該輸入光自該第二成像器反射以作為具有該第二偏振方向之該第二經成像光，且該第二偏振方向之該輸入光自該第一成像器反射以作為具有該第一偏振方向之該第一經成像光。
項目3為項目1或項目2之成像裝置，其中該第一偏振方向及該第二正交偏振方向包含線性偏振。
項目4為項目1至項目3之成像裝置，其中該等反射偏振器中每一者經安置為護膜或經安置為一PBS之內部表面。
項目5為項目1至項目4之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器各自包含一立體影像之一部分。
項目6為項目1至項目4之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器包含一液晶成像器、一矽上液晶(LCOS)成像器、一數位微鏡面成像器或其一組合。
項目7為項目6之成像裝置，其中該數位微鏡面成像器進一步包含一個四分之一波延遲器。
項目8為項目1至項目7之成像裝置，其中該輸入光包含一時間定序色彩輸入。
項目9為項目1至項目8之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器組合地包含一交替時間定序第一立體影像及第二立體影像。
項目10為一種成像裝置，其包含：一第一偏振光束分光器(PBS)，其具有一輸出表面及一第一反射偏振器；一第二PBS，其具有一第一成像器表面、一第二反射偏振器及一第一鄰近半波延遲器；一第三PBS，其具有一輸入表面及一第三反射偏振器；一第四PBS，其具有一第二成像器表面、一第四反射偏振器及一第二鄰近半波延遲器，其中該第一PBS至該第四PBS經配置成使得該第一反射偏振器至該第四反射偏振器各自對準於一第一偏振方向且形成一X形狀，該第一成像器表面鄰近於該輸入表面，且該第二成像器表面相對於該輸出表面；一第一成像器，其經安置成面向該第一成像器表面；及一第二成像器，其經安置成面向該第二成像器表面，其中進入該輸入表面之一非偏振輸入光射出該輸出表面以作為具有該第一偏振方向之一第二經成像光及具有正交於該第一偏振方向之一第二偏振方向之一第一經成像光。
項目11為項目10之成像裝置，其中該第一偏振方向之該輸入光自該第二成像器反射以作為具有該第二偏振方向之該第二經成像光，且 該第二偏振方向之該輸入光自該第一成像器反射以作為具有該第一偏振方向之該第一經成像光。
項目12為項目10或項目11之成像裝置，其中該第一偏振方向及該第二正交偏振方向包含線性偏振。
項目13為項目10至項目12之成像裝置，其中該等反射偏振器中每一者經安置為護膜或經安置為一PBS之內部表面。
項目14為項目10至項目13之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器各自包含一立體影像之一部分。
項目15為項目10至項目14之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器包含一液晶成像器、一矽上液晶(LCOS)成像器、一數位微鏡面成像器或其一組合。
項目16為項目15之成像裝置，其中該數位微鏡面成像器進一步包含一個四分之一波延遲器。
項目17為項目10至項目16之成像裝置，其中該輸入光包含一時間定序色彩輸入。
項目18為項目10至項目17之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器組合地包含一交替時間定序第一立體影像及第二立體影像。
項目19為項目10至項目18之成像裝置，其中該第一半波延遲器及該第二半波延遲器中每一者係獨立地與該第一偏振方向成一角度而對準。
項目20為項目10至項目19之成像裝置，其中該第一半波延遲器及該第二半波延遲器中至少一者包含兩個四分之一波延遲器。
項目21為一種成像裝置，其包含：一第一偏振光束分光器(PBS)，其具有一輸出表面及一第一反射偏振器；一第二PBS，其具有一第一成像器表面、一第二反射偏振器及一第一鄰近半波延遲器； 一第三PBS，其具有一輸入表面、一第三反射偏振器及一第二鄰近半波延遲器；一第四PBS，其具有一第二成像器表面及一第四反射偏振器，其中該第一PBS至該第四PBS經配置成使得該第一反射偏振器至該第四反射偏振器各自對準於一第一偏振方向且形成一X形狀，該第一成像器表面鄰近於該輸出表面，且該第二成像器表面相對於該輸出表面；一第一成像器，其經安置成面向該第一成像器表面；及一第二成像器，其經安置成面向該第二成像器表面，其中進入該輸入表面之一非偏振輸入光射出該輸出表面以作為具有該第一偏振方向之一第二經成像光及具有正交於該第一偏振方向之一第二偏振方向之一第一經成像光。
項目22為項目21之成像裝置，其中該第一偏振方向之該輸入光自該第一成像器反射以作為具有該第二偏振方向之該第一經成像光，且該第二偏振方向之該輸入光自該第二成像器反射以作為具有該第一偏振方向之該第一經成像光。
項目23為項目21或項目22之成像裝置，其中該第一偏振方向及該第二正交偏振方向包含線性偏振。
項目24為項目21至項目23之成像裝置，其中該等反射偏振器中每一者經安置為護膜或經安置為一PBS之內部表面。
項目25為項目21至項目24之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器各自包含一立體影像之一部分。
項目26為項目21至項目25之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器包含一液晶成像器、一矽上液晶(LCOS)成像器、一數位微鏡面成像器或其一組合。
項目27為項目26之成像裝置，其中該數位微鏡面成像器進一步包含一個四分之一波延遲器。
項目28為項目21至項目27之成像裝置，其中該輸入光包含一時 間定序色彩輸入。
項目29為項目21至項目28之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器組合地包含一交替時間定序第一立體影像及第二立體影像。
項目30為項目21至項目29之成像裝置，其中該第一半波延遲器及該第二半波延遲器中每一者係獨立地與該第一偏振方向成一角度而對準。
項目31為項目21至項目30之成像裝置，其中該第一半波延遲器及該第二半波延遲器中至少一者包含兩個四分之一波延遲器。
項目32為一種投影系統，其包含：根據項目1至項目31之成像裝置；一輸入光源，其能夠將光射入至該輸入表面中；及投影光學件，其經安置以將自該輸出表面射出之光投影至一投影螢幕。
項目33為項目1至項目31之成像裝置，其中每一反射偏振器包含一反射偏振器層壓物，該反射偏振器層壓物具有一對反射偏振器抑或包夾於一對反射偏振器之間的一吸收偏振器，該對反射偏振器及該吸收偏振器各自對準於相同偏振方向。
除非另有指示，否則本說明書及申請專利範圍中使用的表達特徵大小、量及物理屬性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，否則前述說明書及附加申請專利範圍中闡述之數值參數為可取決於由熟習此項技術者利用本文所揭示之教示而設法獲得之所要屬性而變化的近似值。
本文所引用之所有參考案及公開案的全文係在本文中以引用方式明確地併入本發明中，惟在該等參考案及公開案可與本發明直接衝突的程度上除外。雖然本文已說明及描述特定實施例，但一般熟習此項技術者應瞭解，在不脫離本發明之範疇的情況下，多種替代及/或等效實施可取代所展示及描述之特定實施例。本申請案意欲涵蓋本文 所論述之特定實施例之任何調適或變化。因此，希望本發明僅受到申請專利範圍及其等效者限制。
100‧‧‧雙成像器投影機
110‧‧‧第一偏振光束分光器(PBS)
111‧‧‧第一對角線表面
112‧‧‧第一稜鏡
113‧‧‧第二對角線表面
114‧‧‧第二稜鏡
115‧‧‧第一反射偏振器
116‧‧‧輸出表面
120‧‧‧第二偏振光束分光器(PBS)
121‧‧‧第三對角線表面
122‧‧‧第三稜鏡
123‧‧‧第四對角線表面
124‧‧‧第四稜鏡
125‧‧‧第二反射偏振器
126‧‧‧第一成像器表面
130‧‧‧第三偏振光束分光器(PBS)
131‧‧‧第五對角線表面
132‧‧‧第五稜鏡
133‧‧‧第六對角線表面
134‧‧‧第六稜鏡
135‧‧‧第三反射偏振器
136‧‧‧輸入表面
140‧‧‧第四偏振光束分光器(PBS)
141‧‧‧第七對角線表面
142‧‧‧第七稜鏡
143‧‧‧第八對角線表面
144‧‧‧第八稜鏡
145‧‧‧第四反射偏振器
146‧‧‧第二成像器表面
150‧‧‧照明光學件
151‧‧‧非偏振輸入光
152‧‧‧經透射p偏振光
153‧‧‧經反射s偏振光
154‧‧‧第二經成像光/第二經成像s偏振光
155‧‧‧第一經成像光/第一經成像p偏振光
160‧‧‧投影光學件
165‧‧‧經投影光
170‧‧‧第一成像器
180‧‧‧第二成像器
195‧‧‧第一偏振方向

Claims (33)

  1. 一種成像裝置，其包含：一第一偏振光束分光器(PBS)，其具有一輸出表面及對準於一第一偏振方向之一第一反射偏振器；一第二PBS，其具有一第一成像器表面及對準於一正交第二偏振方向之一第二反射偏振器；一第三PBS，其具有一輸入表面及對準於該第二正交偏振方向之一第三反射偏振器；一第四PBS，其具有一第二成像器表面及對準於該第一偏振方向之一第四反射偏振器，該第一PBS至該第四PBS經配置成使得該第一反射偏振器至該第四反射偏振器以一X形狀而對準，該第一成像器表面鄰近於該輸入表面，且該第二成像器表面相對於該輸出表面；一第一成像器，其經安置成面向該第一成像器表面；及一第二成像器，其經安置成面向該第二成像器表面，其中進入該輸入表面之一非偏振輸入光射出該輸出表面以作為具有該第一偏振方向之一第一經成像光及具有該第二正交偏振方向之一第二經成像光。
  2. 如請求項1之成像裝置，其中該第一偏振方向之該輸入光自該第二成像器反射以作為具有該第二偏振方向之該第二經成像光，且該第二偏振方向之該輸入光自該第一成像器反射以作為具有該第一偏振方向之該第一經成像光。
  3. 如請求項1之成像裝置，其中該第一偏振方向及該第二正交偏振方向包含線性偏振。
  4. 如請求項1之成像裝置，其中該等反射偏振器中每一者經安置為 護膜或經安置為一PBS之內部表面。
  5. 如請求項1之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器各自包含一立體影像之一部分。
  6. 如請求項1之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器包含一液晶成像器、一矽上液晶(LCOS)成像器、一數位微鏡面成像器或其一組合。
  7. 如請求項6之成像裝置，其中該數位微鏡面成像器進一步包含一個四分之一波延遲器。
  8. 如請求項1之成像裝置，其中該輸入光包含一時間定序色彩輸入。
  9. 如請求項1之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器組合地包含一交替時間定序第一立體影像及第二立體影像。
  10. 一種成像裝置，其包含：一第一偏振光束分光器(PBS)，其具有一輸出表面及一第一反射偏振器；一第二PBS，其具有一第一成像器表面、一第二反射偏振器及一第一鄰近半波延遲器；一第三PBS，其具有一輸入表面及一第三反射偏振器；一第四PBS，其具有一第二成像器表面、一第四反射偏振器及一第二鄰近半波延遲器，其中該第一PBS至該第四PBS經配置成使得該第一反射偏振器至該第四反射偏振器各自對準於一第一偏振方向且形成一X形狀，該第一成像器表面鄰近於該輸入表面，且該第二成像器表面相對於該輸出表面；一第一成像器，其經安置成面向該第一成像器表面；及一第二成像器，其經安置成面向該第二成像器表面， 其中進入該輸入表面之一非偏振輸入光射出該輸出表面以作為具有該第一偏振方向之一第二經成像光及具有正交於該第一偏振方向之一第二偏振方向之一第一經成像光。
  11. 如請求項10之成像裝置，其中該第一偏振方向之該輸入光自該第二成像器反射以作為具有該第二偏振方向之該第二經成像光，且該第二偏振方向之該輸入光自該第一成像器反射以作為具有該第一偏振方向之該第一經成像光。
  12. 如請求項10之成像裝置，其中該第一偏振方向及該第二正交偏振方向包含線性偏振。
  13. 如請求項10之成像裝置，其中該等反射偏振器中每一者經安置為護膜或經安置為一PBS之內部表面。
  14. 如請求項10之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器各自包含一立體影像之一部分。
  15. 如請求項10之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器包含一液晶成像器、一矽上液晶(LCOS)成像器、一數位微鏡面成像器或其一組合。
  16. 如請求項15之成像裝置，其中該數位微鏡面成像器進一步包含一個四分之一波延遲器。
  17. 如請求項10之成像裝置，其中該輸入光包含一時間定序色彩輸入。
  18. 如請求項10之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器組合地包含一交替時間定序第一立體影像及第二立體影像。
  19. 如請求項10之成像裝置，其中該第一半波延遲器及該第二半波延遲器中每一者係獨立地與該第一偏振方向成一角度而對準。
  20. 如請求項10之成像裝置，其中該第一半波延遲器及該第二半波延遲器中至少一者包含兩個四分之一波延遲器。
  21. 一種成像裝置，其包含：一第一偏振光束分光器(PBS)，其具有一輸出表面及一第一反射偏振器；一第二PBS，其具有一第一成像器表面、一第二反射偏振器及一第一鄰近半波延遲器；一第三PBS，其具有一輸入表面、一第三反射偏振器及一第二鄰近半波延遲器；一第四PBS，其具有一第二成像器表面及一第四反射偏振器，其中該第一PBS至該第四PBS經配置成使得該第一反射偏振器至該第四反射偏振器各自對準於一第一偏振方向且形成一X形狀，該第一成像器表面鄰近於該輸出表面，且該第二成像器表面相對於該輸出表面；一第一成像器，其經安置成面向該第一成像器表面；及一第二成像器，其經安置成面向該第二成像器表面，其中進入該輸入表面之一非偏振輸入光射出該輸出表面以作為具有該第一偏振方向之一第二經成像光及具有正交於該第一偏振方向之一第二偏振方向之一第一經成像光。
  22. 如請求項21之成像裝置，其中該第一偏振方向之該輸入光自該第一成像器反射以作為具有該第二偏振方向之該第一經成像光，且該第二偏振方向之該輸入光自該第二成像器反射以作為具有該第一偏振方向之該第一經成像光。
  23. 如請求項21之成像裝置，其中該第一偏振方向及該第二正交偏振方向係選自線性偏振、圓形偏振或橢圓形偏振。
  24. 如請求項21之成像裝置，其中該等反射偏振器中每一者經安置為護膜或經安置為一PBS之內部表面。
  25. 如請求項21之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器各 自包含一立體影像之一部分。
  26. 如請求項21之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器包含一液晶成像器、一矽上液晶(LCOS)成像器、一數位微鏡面成像器或其一組合。
  27. 如請求項26之成像裝置，其中該數位微鏡面成像器進一步包含一個四分之一波延遲器。
  28. 如請求項21之成像裝置，其中該輸入光包含一時間定序色彩輸入。
  29. 如請求項21之成像裝置，其中該第一成像器及該第二成像器組合地包含一交替時間定序第一立體影像及第二立體影像。
  30. 如請求項21之成像裝置，其中該第一半波延遲器及該第二半波延遲器中每一者係獨立地與該第一偏振方向成一角度而對準。
  31. 如請求項21之成像裝置，其中該第一半波延遲器及該第二半波延遲器中至少一者包含兩個四分之一波延遲器。
  32. 一種投影系統，其包含：如請求項1、10或21之成像裝置；一輸入光源，其能夠將光射入至該輸入表面中；及投影光學件，其經安置以將自該輸出表面射出之光投影至一投影螢幕。
  33. 如請求項1、10或21之成像裝置，其中每一反射偏振器包含一反射偏振器層壓物，該反射偏振器層壓物具有一對反射偏振器抑或包夾於一對反射偏振器之間的一吸收偏振器，該對反射偏振器及該吸收偏振器各自對準於相同偏振方向。
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