[實用新型]多基色圖像疊加器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720070212.2
• 申請日: 2007-05-24
• 公開（公告）號: CN201060326Y
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程思洋
• 申請（專利權(quán)）人: 程思洋
• 主分類號: G02B27/10
• 分類號: G02B27/10;G02B27/14
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司
• 代理人: 陳亮

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種光學器件，尤其涉及一種高效率多基色圖像疊加器。

背景技術(shù)

眾所周知，在以紅、綠、藍三色作為基色的顯示器中，圖像合成器是其中必不可少的裝置。本領(lǐng)域中已存在多種光束合成裝置。但這些裝置各有長短。例如，圖1公開了目前的投影儀中普遍采用的X棱鏡。不同波長(λ₁、λ₂、λ₃)的單色光分別從三個方向射入該棱鏡，并從該棱鏡的第四個方向疊加輸出。但在要輸入更多基色的情況下，這種棱鏡顯然不能滿足要求。此外，中國實用新型專利No.93109784.3中公開了一種激光束合成裝置。該裝置利用了方解石晶體的能將不同偏振態(tài)的光束進行合成的特征。但根據(jù)這種裝置的原理，對輸入的光束的偏振態(tài)有特殊的要求。由此，現(xiàn)有技術(shù)的合成器件雖然種類很多，但都有一定的局限性。

現(xiàn)在正開發(fā)基于多基色(三種以上的基色)的顯示系統(tǒng)。基色數(shù)量的增加意味著圖像顏色的還原性更好，顯示效果更佳。圖2A和2B分別示出了三基色和九基色條件下的顯示色域。通過圖2A和2B的比較可以看到，九基色的色域更接近需還原的真實色域。然而，由于以往的顯示系統(tǒng)主要以三基色(RGB)為基礎(chǔ)，因此未能提供適于這種多基色顯示系統(tǒng)的圖像合成器。

專利文件1：中國科學院物理研究所于2004/07/16提交的標題為″一種具有紅、綠、藍三基色激光彩色顯示裝置″的專利申請，申請?zhí)枺?00410069055。″因為這些多基色圖像合成裝置主要是解決目前已有的三基色激光顯示裝置無法實現(xiàn)向多基色激光顯示過渡的問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種能疊加三種以上基色的圖像以更真實地還原圖像的光學裝置。該光學裝置也能用于不同顏色的光的疊加。

為此，本實用新型提供了一種多基色圖像疊加器，它包括由單軸晶體構(gòu)成的一個主棱鏡，該主棱鏡是不規(guī)則多邊形并包括一個主分束面、至少一個分束面、可以射入若干基色合成的光的合成光入射棱面、只可射入單基色光的至少一個單色光入射棱面和一個出射棱面。主棱鏡的形狀使得從單色光入射棱面射入的單色光依次射到分束面上。所有的分束面使得入射其上的單色光均發(fā)生全反射且不同的單色光在至少一個分束面上遞進地部分疊加。最終，所有入射光在主分束面處完全疊加并經(jīng)全反射后垂直于出射棱面從主棱鏡射出。合成光入射棱面與分束面和主分束面之一相對，使得垂直射入合成光入射棱面的入射光入射于該面，與同樣射于該面的各個單色光疊加并共同發(fā)生全反射。單色光入射棱面與所述分束面和主分束面之一相對，使得從單色光入射棱面入射的光首先照射到該分束面上發(fā)生全反射，隨后在入射到另一分束面或主分束面。

在該疊加器中，單軸晶體構(gòu)成的主棱鏡的光軸方向平行于出射棱面和合成光出射面，或者垂直于出射棱面。

此外，該疊加器還可以包括與主棱鏡材料相同的多個像差修正棱鏡，這些像差修正棱鏡分別設(shè)置于入射棱面之前。

在一種情況中，主分束面與出射棱面的夾角為θ，n_orsinθ＞n₀，1≤r≤m₀，且當光軸方向平行于疊加器出射棱面和合成光的出射面時，n_ossinθ＞n₀，1≤s≤m。其中n_or表示已合成的基色r的對應(yīng)波長λ_r在主棱鏡采用的單軸晶體中的o光的主折射率，n_os表示需要疊加起進行合成的基色s的對應(yīng)波長λ_s在主棱鏡采用的單軸晶體中的o光的主折射率，n₀表示空氣的折射率，m₀是入射所述合成光入射棱面的已合成的光的基色數(shù)量，m是所述疊加器需要合成的光的基色數(shù)量。

而在另一情況中，主分束面與出射棱面的夾角為θ，n_orsinθ＞n₀，1≤r≤m₀，且當所述單軸晶體的光軸方向垂直于所述出射棱面時，n_essinθ＞n₀，1≤s≤m。

在上述疊加器中，單色光入射棱面可以同時入射兩束以上的單色光圖像，且這些單色光圖像在該單色光入射棱面處已部分疊加。此外，可沿在分束面處全反射后獲得的光路方向該分束面射入單色光。

此外，上述疊加器還可以包括設(shè)置于一單色光入射棱面之前的次級棱鏡，該次級棱鏡由各向同性材料或單軸晶體構(gòu)成并包括相互不平行的入射面和出射面，在多束單色光向一單色光入射棱面斜入射前，該次級棱鏡使這多束單色光相互靠近并重疊。