[发明专利]颜色分离和组合光学系统以及具有该系统的图像投影装置

权利要求书

1.一种颜色分离和组合系统，被配置为将来自光源的光引导到第一图像显示元件和第二图像显示元件，组合来自第一图像显示元件和第二图像显示元件的光，并将组合光引导到投影光学系统，所述颜色分离和组合系统包括：

第一光学系统，包括第一光学平面；和

第二光学系统，包括第二光学平面、第三光学平面和第四光学平面，

其特征在于，第一光学平面将来自光源的光引导到第二光学平面，

其中，第二光学平面将来自第一光学平面的光之中的第一颜色光引导到第三光学平面，并将来自第一光学平面的光之中的具有与第一颜色光的波长不同的波长的第二颜色光引导到第四光学平面，

其中，第一图像显示元件和第二图像显示元件中的每一个均被配置为从沿图像显示区域的法线方向反射光束的第一状态和沿相对于该法线方向倾斜的方向反射光束的第二状态中的一个转移到第一状态和第二状态中的另一个；

其中，第三光学平面将第一颜色光全反射向第一图像显示元件，并且将来自第一状态的第一图像显示元件的光全反射向投影光学系统，

其中，第三光学平面透射来自第二状态的第一图像显示元件的光，

其中，第四光学平面将第二颜色光全反射向第二图像显示元件，并且将来自第一状态的第二图像显示元件的光全反射向投影光学系统，以及

其中，第四光学平面透射来自第二状态的第二图像显示元件的光。

2.根据权利要求1所述的颜色分离和组合系统，还在第四光学平面上包括抗反射膜。

3.根据权利要求1所述的颜色分离和组合系统，其特征在于，第二颜色光是绿光。

4.根据权利要求1所述的颜色分离和组合系统，其特征在于，第一截面被设置为与第二光学平面、第三光学平面和第四光学平面中的每一个正交并包括第一图像显示元件的法线的截面，并且，第二截面被设置为包括第一图像显示元件的法线的截面，并且

其中，入射在第一图像显示元件或第二图像显示元件上的入射光束的角度分布之中，第一截面的角度分布小于第二截面的角度分布。

5.根据权利要求1所述的颜色分离和组合系统，其特征在于，第三光学平面包括气隙层。

6.根据权利要求5所述的颜色分离和组合系统，还包括介电多层膜，该介电多层膜被配置为在第三光学平面上反射预定波长的光。

7.一种颜色分离和组合系统，包括棱镜光学系统，并且被配置为使用棱镜光学系统将来自光源的光引导到第一图像显示元件和第二图像显示元件，组合来自第一图像显示元件和第二图像显示元件的光，并将组合光引导到投影光学系统，

其特征在于，所述棱镜光学系统包括：

第一光学平面；

第二光学平面；

第三光学平面；和

第四光学平面，

第一光学平面将来自光源的光引导到第二光学平面，

其中，第二光学平面将来自第一光学平面的光之中的第一颜色光引导到第三光学平面，并将来自第一光学平面的光之中的具有与第一颜色光的波长不同的波长的第二颜色光引导到第四光学平面，

其中，第一图像显示元件和第二图像显示元件中的每一个均被配置为从沿图像显示区域的法线方向反射光束的第一状态和沿相对于该法线方向倾斜的方向反射光束的第二状态中的一个转移到第一状态和第二状态中的另一个；

其中，第三光学平面将第一颜色光全反射向第一图像显示元件，并且将来自第一状态的第一图像显示元件的光经由第二光学平面全反射向投影光学系统，

其中，第三光学平面透射来自第二状态的第一图像显示元件的光，

其中，第四光学平面将第二颜色光全反射向第二图像显示元件，并且将来自第一状态的第二图像显示元件的光全反射向投影光学系统，以及

其中，第四光学平面透射来自第二状态的第二图像显示元件的光。

8.一种图像投影装置，包括：

光源；

第一图像显示元件；

第二图像显示元件；

照明光学系统，被配置为使用来自光源的光照射第一图像显示元件和第二图像显示元件；和

根据权利要求1至7中任一项所述的颜色分离和组合系统。