[实用新型]偏振分束器组件以及立体图像设备

说明书

本实用新型题为“具有衍射元件的偏振分束器组件”。本实用新型提供了一种用于将输入路径上的图像光引导到多个出射光路中的偏振分束器组件，该偏振分束器组件包括具有相交以形成接缝的边缘的多个棱镜。偏振分束器组件包括在输入光路中的接缝之前的衍射元件。衍射元件包括执行阻挡图像光的一部分和散射图像光的一部分中的至少一者的几何形状。

技术领域

本公开涉及用于投影图像以用于三维观看体验的投影系统，并且更具体地涉及抑制由偏振分束器产生的图像缺陷。

背景技术

近年来，电影院和图像投影系统已经使用3D投影系统，其使用偏振光来编码左眼图像和右眼图像，以在通过偏振滤光眼镜观看时形成立体图像。在一些情况下，光倍增偏振投影系统诸如可从RealD公司获得的那些系统已经使用多个路径来最小化来自偏振控制部件的光强度损失，从而最大化到达屏幕的图像光的量以为观看者创造更明亮的电影体验。光倍增系统的一些示例包括由共同拥有的美国专利No.7,905,602、共同拥有的美国专利No.8,220,934、共同拥有的美国专利No.7,857,455和共同拥有的美国专利No.9,958,697所教导的那些系统，所有这些专利全文以引用方式并入本文。

此类光倍增系统利用偏振分束器(PBS)，其通常将输入图像光分成多个方向。在一些系统(例如，双光束系统)中，将输入图像光分成两个方向，即透射路径和反射路径，每个路径具有不同的偏振态。在行业中被称为三光束系统的其他系统中，可能存在一个透射路径和两个反射路径。在此类系统中，每个路径中的光可由偏振控制部件处理，然后偏振编码的图像光在保偏屏上重新组合，以供配戴偏振滤光眼镜的人观看。

实用新型内容

本文公开了一种用于将输入光路上的图像光引导到多个出射光路中的偏振分束器(PBS)组件。该PBS组件可包括顶部棱镜，其具有适于接收输入光路上的图像光的第一表面。顶部棱镜还可包括适于沿着第一出射光路引导图像光的第二表面。顶部棱镜的第一表面和第二表面可相交以形成第一边缘。

该PBS组件还可包括底部棱镜，其具有适于接收输入光路上的图像光的第一表面。底部棱镜还可包括适于沿着与第一出射光路不同的第二出射光路引导图像光的第二表面。底部棱镜的第一表面和第二表面可相交以形成第二边缘。位于顶部棱镜上的第一边缘和位于底部棱镜上的第二边缘可相交以形成接缝。

该PBS组件还可包括顶部棱镜和底部棱镜之间的中心棱镜。中心棱镜可具有与顶部棱镜的第二表面相邻的第一表面，并且中心棱镜可具有与底部棱镜的第二表面相邻的第二表面。中心棱镜的第一表面和第二表面可相交以形成第三边缘。位于中心棱镜上的第三边缘可在接缝处与位于顶部棱镜上的第一边缘和位于底部棱镜上的第二边缘相交。

该PBS组件还可包括在输入光路中的接缝之前与接缝对准的衍射元件。衍射元件可包括执行阻挡图像光的一部分和散射图像光的一部分中的至少一者的几何形状。

该PBS组件还可包括在输入光路中的接缝之前的平面化板。平面化板可与顶部棱镜的第一表面和底部棱镜的第一表面相邻。平面化板可由光学级玻璃诸如Schott BK7制成。在一些实施方案中，衍射元件位于平面化板的表面上。在一些实施方案中，衍射元件包括通过光刻工艺产生的铬或铬氧化物特征。

本文还公开了一种包括如本文所述的PBS组件的立体图像设备。该立体图像设备还可包括一个或多个出射光路中的一个或多个反射构件。由第一反射构件和第二反射构件反射的光可在图像形成表面诸如屏幕上形成单个立体图像。在一些实施方案中，该立体图像设备还可包括一个或多个偏振调制器，其适于在第一偏振态和第二偏振态之间在第一出射光路和第二出射光路中的至少一者上切换图像光的偏振态。

附图说明

图1示出了利用包括PBS的3D硬件的示例性同步高分辨率3D投影系统，该PBS用于将光分成多个路径；

图2A示出了衍生自三个单独棱镜的示例性PBS的剖视图；