[发明专利]双全内反射偏振分束器

权利要求书

1.一种双全内反射(TIR)棱镜，包括：

输入棱镜，具有进入表面、第一间隙表面和第一离开表面；

楔形棱镜，具有输出表面和第二间隙表面，所述第二间隙表面通过间隙与所述第一间隙表面间隔开；

输出棱镜，具有输入表面和第二离开表面；以及

反射型偏振器，设置在所述输出表面和所述输入表面之间，

其中所述输入棱镜、所述楔形棱镜、所述反射型偏振器和所述输出棱镜被构造为将第一偏振方向的入射光束从所述进入表面传送至所述第二离开表面，并且将第二偏振方向的所述入射光束从所述进入表面传送至所述第一离开表面。

2.根据权利要求1所述的双TIR棱镜，其中所述第二间隙表面基本上平行于所述第一间隙表面，并且其中所述输出棱镜的所述第二离开表面基本上平行于所述输入棱镜的所述进入表面。

3.根据权利要求1所述的双TIR棱镜，其中所述间隙包括间隙材料，所述间隙材料的折射率低于所述输入棱镜和所述输出棱镜中的任一者的折射率。

4.根据权利要求3所述的双TIR棱镜，其中所述间隙材料为空气。

5.根据权利要求1所述的双TIR棱镜，其中所述反射型偏振器为粘附至所述输出表面或所述输入表面中的至少一者的多层光学膜。

6.根据权利要求1所述的双TIR棱镜，其中所述反射型偏振器包括线栅偏振器。

7.根据权利要求6所述的双TIR棱镜，还包括邻近所述线栅偏振器的第二间隙。

8.根据权利要求1所述的双TIR棱镜，其中所述进入表面和所述第一间隙表面以第一角度相交；所述输出表面和所述第二间隙表面以第二角度相交；所述输入表面和所述第二离开表面以第三角度相交；并且其中所述第一角度和所述第二角度的总和等于所述第三角度。

9.根据权利要求8所述的双TIR棱镜，其中所述输入棱镜、所述楔形棱镜和所述输出棱镜中的每一个具有等于1.7的折射率；并且其中所述第一角度为11.9度，所述第二角度为7度，并且所述第三角度为18.9度。

10.一种分离偏振光的方法，包括：

使来自输入棱镜的进入表面的第一偏振方向的光束透射穿过楔形棱镜、反射型偏振器和输出棱镜；

使来自所述输入棱镜的进入表面的第二偏振方向的所述光束透射并且穿过所述楔形棱镜，以与所述反射型偏振器相交；

从所述反射型偏振器反射所述第二偏振方向的光束；

使所述第二偏振方向的光束透射穿过所述楔形棱镜和所述输入棱镜之间的间隙；以及

通过所述输入棱镜的第一离开表面和所述进入表面中的一者输出所述第二偏振方向的光束。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二偏振方向的光束从所述输入棱镜的所述进入表面经历TIR至少一次。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述输入棱镜还包括邻近所述间隙的第一间隙表面，并且所述第二偏振方向的光束从所述第一间隙表面经历TIR至少一次。

13.一种投影系统，包括：

双TIR棱镜，包括：

输入棱镜，具有进入表面、第一间隙表面和第一离开表面；

楔形棱镜，具有输出表面和第二间隙表面，所述第二间隙表面通过间隙与所述第一间隙表面间隔开；

输出棱镜，具有输入表面和第二离开表面；以及

反射型偏振器，设置在所述输出表面和所述输入表面之间，

其中所述输入棱镜、所述楔形棱镜、所述反射型偏振器和所述输出棱镜被构造为将第一偏振方向的入射光束从所述进入表面传送至所述第二离开表面，并且将第二偏振方向的所述入射光束从所述进入表面传送至所述第一离开表面；以及

光源，设置为将所述入射光束透射至所述进入表面。

14.根据权利要求13所述的投影系统，还包括液晶面板，所述液晶面板设置为拦截所述入射光束，并且将具有所述第一偏振方向的像素化部分透射至投影透镜。

15.根据权利要求14所述的投影系统，其中所述液晶面板设置在所述光源和所述双TIR棱镜之间。

16.根据权利要求14所述的投影系统，其中所述双TIR棱镜设置在所述光源和所述液晶面板之间。