双光源增强积分系统的制作方法
【专利摘要】提供了一种双光源增强积分系统。该系统包括：具有重叠光谱的第一光源和第二光源；光积分器，其被配置为对光进行积分，并且具有第一光入口面和第二光入口面；以及分束器系统，其被配置为将来自第一光源和第二光源中的每一个的光大约相等地分配到第一光入口面和第二光入口面中的每一个，使得来自第一光源和第二光源中的每一个的光在第一光入口面和第二光入口面中的每一个处大约相等地合成。
【专利说明】
双光源増强积分系统
技术领域
[0001 ]本发明总体涉及一种光学系统，并具体地涉及一种双光源增强积分(integrat1n)系统。
【背景技术】
[0002]针对光的均匀化现有的方案使用积分棒或者复眼透镜，这增加了照明光路的长度。这种现有的方案还使用类似亮度和颜色均匀度的光源(例如灯具)以简化光均匀化的要求。但是，当照明光源在颜色和强度上基本不同时，现有的积分器方案可能不能满意地将两种光源积分(integrate)为公共光束。具有基本不同颜色光源的应用的示例是具有颜色缺乏的初级光源的投影仪，其需要另外的颜色(例如红色)以实现所期望的输出颜色点。当照明光源的相应的光谱重叠时，该问题会变得更加难以解决。
【发明内容】
[0003]本说明书致力于一种系统，其中利用分束器(例如，50/50分束器和/或偏振分束器)和积分器的组合对来自发射不同颜色和具有重叠光谱的两个光源的光进行积分，所述积分器对在来自所述两个光源的光经分束器合成之后对其进行积分。
[0004]在本说明书中，元件可以描述成“被配置为”执行一个或更多个功能或者“针对”这些功能“配置”。通常，被配置为执行功能或为了执行功能所配置的元件能够执行该功能，或者适合于执行该功能，或者适应于执行该功能，或者可操作执行该功能，或者能够执行该功會K。
[0005]理解的是，为了本说明书的目的，语言“X、Y和Z中的至少一个”和“X、￥和2中的一个或更多个”可被解释为仅X、仅Y、仅Z、或者X、Y和Z中的两项或更多项的任意组合(例如XYZ、ΧΥ、ΥΖ、ΖΖ等)。类似的逻辑可应用于出现“至少一个..和“一个或更多个..的任何情况下的两个或更多个项。
[0006]本说明书的一方面提供一种系统，该系统包括:第一光源，其被配置为发射第一给定颜色的光;第二光源，其被配置为发射第二给定颜色的光，所述第二给定颜色不同于所述第一给定颜色，所述第一颜色和所述第二颜色中的每一个的相应的光谱互相重叠;光积分器，其包括:至少一个机体(body)，其被配置为对光进行积分，所述至少一个机体包括相应的长度和光出口端;第一光入口器件，其包括第一光入口面，所述第一光入口器件位于所述光出口端的远端;和第二光入口器件，其包括与所述第一光入口面平行的第二光入口面;所述第一光入口器件和所述第二光入口器件中的每一个被配置为接收光，并且将光偏转到所述至少一个机体并朝向所述光出口端；以及分束器系统，其被配置为将来自所述第一光源和所述第二光源中的每一个的光大约相等地分布到所述第一光入口面和所述第二光入口面中的每一个，使得来自所述第一光源和所述第二光源中的每一个的光在所述第一光入口面和所述第二光入口面中的每一个处大约相等地合成。
[0007]所述分束器系统可被进一步配置为:将来自所述第一光源的所述第一给定颜色的光的大约一半透射至所述第一光入口面;将来自所述第一光源的所述第一给定颜色的光的其余一半反射至所述第二光入口面;将来自所述第二光源的所述第二给定颜色的光的大约一半透射至所述第二光入口面;并且，将来自所述第二光源的所述第二给定颜色的光的其余一半反射至所述第一光入口面。
[0008]所述分束器系统可包括分束器、以及一个或更多个光学部件。
[0009]所述分束器系统可包括:一个或更多个50/50分束器和偏振分束器；以及一个或更多个光学部件。
[0010]所述分束器系统可包括分束器以及以下项中的一个或更多个；至少一个镜子、至少一个平面镜;至少一个曲面镜;至少一个透镜；以及至少一组透镜。
[0011 ]所述分束器系统可包括分束器、第一镜子和第二镜子，所述第一镜子和所述第二镜子中的每一个被配置为将来自所述分束器的相应的光反射至相应的光入口面。
[0012]所述分束器系统可包括分束器、第一组透镜和第二组透镜，所述第一组透镜和所述第二组透镜中的每一组被配置为将来自所述分束器的相应的光引导至相应的光入口面。
[0013]所述第一光入口面和所述第二光入口面可朝向相反的方向。
[0014]所述第一光入口面和所述第二光入口面可朝向相同的方向。
[0015]所述第一光入口面和所述第二光入口面可朝向相反的方向，并且所述光源和所述分束器系统可关于所述至少一个机体的纵轴物理对称。
[0016]所述第一光入口面和所述第二光入口面可沿着所述相应的长度的纵轴彼此横向设置(displace)，并且与垂直于所述第一光入口面的轴垂直。
[0017]所述第一光源和所述第二光源中的每一个可被配置为发射准直光。
[0018]所述系统可进一步包括光学部件，所述光学部件被配置为对所述第一光源和所述第二光源中的每一个的光进行准直。
[0019]从所述第一光源和所述第二光源中的每一个到所述第一光入口面和所述第二光入口面中的每一个的相应的光路的长度可大约相等。
[0020]所述第一光源和所述第二光源中的每一个的光学扩展量(etendue)可在另一个的大约40%内。
[0021 ]所述至少一个机体可包括:第一机体，其被配置为将来自所述第一光入口器件的光朝向所述光出口端传送;和第二机体，其被配置为将来自所述第二光入口器件的光朝向所述光出口端传送。
【附图说明】
[0022 ]参考以下附图描述实施方式，其中:
[0023]图1描述根据非限制实现的积分器。
[0024]图2描述根据非限制实现的来自具有不同颜色和重叠光谱的光源的、穿过图1的积分器的横截面的光的轮廓。
[0025]图3描述根据非限制实现的光积分系统的示意图。
[0026]图4描述根据非限制实现的图3中的光源的相应光谱的示意图。
[0027]图5描述根据非限制实现的操作中的图3的系统。
[0028]图6描述根据非限制实现的操作中的图3的系统。
[0029]图7描述根据另选的非限制实现的光积分系统的示意图。
[0030]图8描述根据另选的非限制实现的光积分系统的示意图。
[0031 ]图9描述根据另选的非限制实现的光积分系统的示意图。
【具体实施方式】
[0032]关注图1，图1描述光积分器150，光积分器150包括:至少一个机体151-1、151-2，其被配置为对光进行积分，至少一个机体151-1、151-2包括各自的长度和光出口端153;第一光入口器件155-1，其包括第一光入口面157-1，第一光入口器件155-1位于光出口端153的远端;和第二光入口器件155-2，其包括平行于第一光入口面157-1的第二光入口面157-2;第一光入口器件155-1和第二光入口器件155-2中的每个被配置为接收光并将光偏转到至少一个机体151-1、151-2中，并且朝向光出口端153。下文中，光入口器件155-1、155-2可交换地统称为多个光入口器件155，通常称为光入口器件155 ；类似地，光入口面157-1、157-2在下文中可交换地统称为多个光入口面157，通常称为光入口面157。特别地，在
【申请人】共同拥有的颁布的美国专利N0.8011815(其通过引用合并于此)中描述了光积分器150的各种实现。实际上，光积分器150的各种实现在包括以下实现的本实现的范围内:其中每个光入口面157面向不同的方向、相同的方向(如所描述的)，沿着至少一个机体151-1、151-2的长度位于相同的位置和/或沿着至少一个机体151-1、151-2位于不同的位置(如所描述的)。实际上，如所描述的，积分器150包括:第一机体151-1，其被配置为将光从第一光入口器件155-1向光出口端153传送;和第二机体151-2，其被配置为将光从第二光入口器件155-2向光出口端153传送。但是，在其它实现中，机体151-1、155-2可以被积分。下文中，机体151 -1、151 -2可以可交换地统称为多个机体151，通常称为机体151。
[0033]尽管没有描述，来自于不同光源的光可以入射到每个光入口面157上，并且例如采用反射涂层和/或全内反射将光偏转到机体151-1、151-2;在光从光出口端153出射之前，机体151-1、151-2的每一个分别对其中所接收的光进行积分。然而，现在注意图2，图2示出积分器150的光出口端153和光穿过光出口端153的A-A截面的轮廓200，假设入射到每个光入口器件155的光具有不同颜色的但是具有重叠的光谱。如在轮廓200(轮廓200描述了总的轮廓201以及表示来自于两个不同光源的光的强度的轮廓202、203)所看到的，在穿过由机体151的出射面构成的光出口端153时可发生颜色强度的变化。例如，参看轮廓202、203。总的光强度(轮廓201)和颜色变化(轮廓202、203)在图2中被描述成穿过截面A-A的距离的函数。当进入每个光入口面157的光具有相同颜色和/或相似的强度时，这种颜色变化可能不会有问题，但是当进入光入口器件155的多个光源的颜色基本不同时，例如在采用这种积分器的投影装置中，引起颜色不均匀的问题。
[0034]当光源具有不同颜色但是光谱重叠时，这种情况会加剧。例如，可以使用一个或更多个二向色镜以将光从不同光源路由到光积分器150的每个入射表面157，但是因为这种二向色镜对高于或者低于给定波长的光进行急剧地切断，所以来自所述光源中的至少一个的在重叠区域中的光将会损失，这可以导致光产生系统的效率降低和热量增加。
[0035]同样地，接下来注意图3，图3描述了系统300的示意图，系统300包括:第一光源301-1，其被配置为发射第一给定颜色的光;第二光源301-2，其被配置为发射第二给定颜色的光，第二给定颜色与第一给定颜色不同，第一颜色和第二颜色中的每一个的相应光谱相互重叠;光积分器350，其包括:至少一个机体351(尽管如针对积分器150描述了两个机体，但是为了方便仅指定一个机体)，至少一个机体351被配置为对光进行积分，至少一个机体351包括一长度和光出口端353;包括第一光入口面357-1的第一光入口器件355-1，第一光入口器件355-1位于光出口端353的远端;包括第二光入口面357-2的第二光入口器件355-2，第二光入口面357-2平行于第一光入口面357-1;第一光入口器件355-1和第二光入口器件355-2中的每一个被配置为用于接收光并将光偏转到至少一个机体351且朝向光出口端353 ；以及分束器系统，如所描述的，其包括分束器360、第一镜子370-1和第二镜子370-2，分束器系统被配置为:将来自第一光源301-1和第二光源301-2中的每一个的光大约均匀地分布到第一光入口面357-1和第二光入口面357-2中的每一个，从而使得来自于第一光源301-1和第二光源301-2中的每一个的光在第一光入口面357-1和第二光入口面357-2中的每一个处大约相等地合成。具体地，分束器系统被配置为将来自于第一光源301-1的第一给定颜色光的大约一半引导至第一光入口面357-1;将来自于第一光源301-1的第一给定颜色光的其余一半引导至第二光入口面357-2;将来自于第二光源301-2的第二给定颜色光的大约一半引导至第二光入口面357-2;将来自于第二光源301-2的第二给定颜色光的其余一半引导至第一光入口面357-1。系统300还包括位于光出口端353的可选的积分装置399，积分装置399可包括(但不限于)一个或更多个积分棒和具有反射内壁的中空管。积分装置399通常被配置为接收从光出口端353出射的光并且进一步地对该光进行积分；当该光从积分装置399出射时，该光可被传送至例如投影装置等中的光调制器等。虽然积分装置399被描述为能从积分器350拆卸，但在其它实现中，积分装置399可附接到积分器350的光出口端353。
[0036]在下文中，光源301-1、301-2可交换地统称为多个光源301，通常称为光源301:光入口器件355-1、355-2在下文中可交换地统称为这些光入口器件355，通常称为光入口器件355;光入口面357-1、357-2在下文中可交换地统称为多个光入口面357，通常称为光入口面357 ；镜子370-1、370-2在下文中可交换地统称为多个镜子370，通常称为镜子370。
[0037]如所描述的，每个光源301包括一个椭圆形光源，其具有由此发射的光的光学扩展量;通常，每个光源301的物理配置是相似的，包括具有相似的光学扩展量的每个光源301，但是每个光源301发射不同颜色的光(例如来自一个光源301的红色光和来自其它光源301的绿色光)。
[0038]与积分器150相反，积分器350的光入口器件355和光入口面357位于距光出口端353大约相同的距离处，并且进一步地第一光入口面357-1和第二光入口面357-2是朝向相反的方向。这种实现可以以不同的方式被实现，例如，尽管所描述的，光入口面357是背对背的，但在其它实现中，光入口面357可以是并排的，镜子370的位置因此被调整。此外，光源301和分束器系统(即，分束器360和镜子370)关于机体351的纵轴物理对称。
[0039]分束器系统包括分束器360、第一镜子370-1和第二镜子370-2，如下文中所描述的，第一镜子370-1和第二镜子370-2中的每一个被配置为将来自于分束器360的相应的光反射到相应的光入口面357。
[0040]特别地，分束器360包括一个或更多个50/50分束器、偏振分束器等，使得对于入射在分束器360的一侧的光，光的大约一半从分束器360被反射，一半通过分束器360透射。[0041 ]虽然在图3中没有描述，但是系统300可进一步地包括用于定位系统300的部件的任何适合的框架、装置等。另外，尽管没有描述，但是系统300可以包括光产生系统(例如，投影仪等的光产生系统)的组件。
[0042]另外，参照图4，光源301-1的光谱401-1通常与光源301-2的光谱401-2重叠。如所描述的，光源301-1的光谱401-1通常包括红光，光源301-2的光谱401-2通常包括绿光，但是光谱401-1的较低的波长与光谱401-2的较高的波长重叠。由于分束器360不区分波长，仅透射每个光源301的光的大约一半，并反射每个光源301的光的大约一半，所以不会发生由于在这种反射和/或透射中对光急剧地切断所导致的光能量的损失，如采用二向色镜会发生。
[0043]现在将关于图5和图6对系统300的操作进行描述，图5和图6中的每个与图3基本相似，相似的元件具有相似的标记，尽管为了清楚起见，光入口器件355和光入口面357没有用数字表示，但是可以理解的是，尽管如此光入口器件355和光入口面357被理解为是存在的。特别地，图5描述了来自光源301-1的光穿过系统300的光路，图6描述了来自光源301-2的光穿过系统300的光路。
[0044]首先注意图5，在图5中，从光源301-1发射光440，光440入射到分束器360上，分束器360反射光440的大约一半并透射光440的大约一半(尽管光440的相对较小的一部分可被吸收)。分束器360和镜子370-1被定位，使得反射光441入射到镜子370-1上，镜子370-1将光441反射到光入口面357-1。类似地，分束器360和镜子370-1被进一步定位，使得透射的光442入射在镜子370-2上，镜子370-2将光442反射到光入口面357-2。因此，来自光源301-1的光440在光入口面357之间被大约相等地分开。
[0045]参照图6，对于从光源301-2发射的光540发生相似的情况，其具有与来自光源301-1的光440不同的颜色。例如，光源301-1可以被配置为发射红光，而光源301-2可以被配置为发射绿光。
[0046]在任何情况下，光540从光源301-2发射，并入射到分束器360上，分束器360反射光540的大约一半，并透射光540的大约一半。分束器360和镜子370-2被定位，使得反射的光541入射到镜子370-2上，镜子370-2将光541反射到光入口面357-2。类似地，分束器360和镜子370-1被进一步地定位，使得透射的光542入射到镜子370-1，镜子370-1将光542反射到光入口面357-1。因而，来自光源301-2的光540在光入口面357之间被大约相等地分开。
[0047]选择光源301、分束器360、镜子370和光入口面357中的每一个的位置和角度，使得光440、540同时穿过图5和6所描述的系统行进。换句话说，尽管为了清楚起见，图5和6中的每个所述的过程被分开绘制，但被理解为同时发生。
[0048]此外，因为光源301和分束器系统(S卩，分束器360和反射器370)关于机体351的纵轴物理对称，所以从第一光源301-1和第二光源301-2中的每个到第一光入口面357-1和第二光入口面357-2中的每一个的相应光路的长度大约相等。因而，由于路径长度散射造成的光源301之间的强度变化被最小化。在其它实现，从第一光源301-1和第二光源301-2中的每一个到第一光入口面357-1和第二光入口面357-2中的每一个的相应光路的长度可以大约在另一个的大约30%以内。但是，通过沿着相应光路中的一个或更多个使用一个或更多个光学中继系统可以增大路径长度的差异。
[0049]此外，可以选择每个光源301的光学扩展量在另一个的大约40%范围内以进一步最小化其间的差异。
[0050]在任何情况下，因为光源301发射不同颜色，并且因为来自每个光源的光在每个光入口面357之间被大约相等地分开，所以进入两个光入口面357的光将关于至少颜色和强度具有大约相同的特性。因而，在光出口端353出射的光中可能会发生的任何热点关于至少颜色和强度将会是相似的。此外，光颜色分布的任何变化可以利用系统300来减少;例如，参考图2，轮廓202、203可以被减小和/或轮廓202、203中的峰值可以被减小和/或轮廓202、203的形状看上去与轮廓201相似。
[0051]本领域的技术人员会理解，还有更多的可替换实现或可能的修改，并且上述示例仅是一个或更多个实现的说明。
[0052]例如，接下来注意图7，图7描述了可替换的系统600，系统600与系统300基本相似，相似的元件具有相似的标记，然而是在“600”系列而非“300”系列中。此外，为了清楚起见，系统600的特征没有被全部标记;例如，描述了与积分器350相似的积分器650，但是光入口器件、光入口面、机体和光出口端没有标记出，尽管被理解为是存在的。
[0053]在任何情况下，系统600包括:第一光源601-1，其被配置为发射第一给定颜色的光的；第二光源601-2，其被配置为发射第二给定颜色的光，第二给定颜色与第一给定颜色不同，第一颜色和第二颜色中的每一个的相应光谱相互重叠;光积分器650以及分束器系统，光积分器650包括:机体，该机体被配置为对光进行积分，机体包括一定长度和光出口端;第一光入口器件，其包括第一光入口面，第一光入口器件位于光出口端的远端；以及第二光入口器件，其包括第二光入口面，第二光入口面平行于第一光入口面;第一光入口器件和第二光入口器件中的每一个被配置为接收光并将光偏转到机体且朝向光出口端，如所描述的，分束器系统包括分束器660、第一镜子670-1和第二镜子670-2，分束系统被配置为:使来自第一光源601-1和第二光源601-2中的每一个的光大约相等地分布至第一光入口面657-1和第二光入口面657-2的每一个，使得来自第一光源601-1和第二光源601-2中的每一个的光在第一光入口面657-1和第二光入口面657-2中的每个的位置处大约相等地合成。特别地，分束器系统被配置为:将来自第一光源601-1的第一给定颜色光的大约一半引导至第一光入口面;将来自第一光源601-1的第一给定颜色光的其余一半引导至第二光入口面;将来自第二光源601-2的第二给定颜色光的大约一半引导至第二光入口面;将来自第二光源601-2的第二给定颜色光的其余一半引导至第一光入口面。系统600还包括与积分器399相似的可选的第二积分器699。
[0054]下文中，光源601-1、601-2可交换地统称为这些光源601，通常称为光源601;镜子670-1、670-2在下文中可交换地统称为这些镜子670，通常称为镜子670。
[0055]系统600还包括光学部件680-1、680-2，光学部件680-1、680-2分别被配置为对来自第一光源601-1和第二光源601-2中的每一个的光进行准直。因而，与系统300相反，来自光源601的光被光学部件680-1、680-2准直，如所述的，光学部件680-1、680-2包括相应的多组透镜。由于来自光源601的光被准直，所以每个镜子670是曲面的，选择每个镜子670的曲面使得从分束器660接收的准直光被反射到积分器650的相应光入口面。
[0056]图7中还示出来自每个光源601的准直光在被分束器660反射和/或透射穿过分束器660到镜子670和到积分器650时的光路640-1、640-2。特别地，光路640-1用实线和/或实箭头表示，光路640-2用虚线和/或空心箭头表示。
[0057]在一些实施方式中，系统600可适合于通过用产生准直光的光源取代光源601来移除光学部件680-1、680-2。换句话说，在这样的实施例中，系统600包括被配置为发射准直光的第一光源和第二光源。
[0058]另外，进一步的可替代的实现和修改在本实现的范围内。例如，本系统不需要是对称的。同样地，接着注意图8，图8描述与系统300实质上相同的系统700，相似的元件具有相似的标号，然而是在“700”系列而非“300”系列中。此外，为了清楚起见，系统700的特征没有被全部标记;例如，描述了与积分器350相似的积分器750，但是光入口器件、光入口面、机体和光出口端没有标记出，尽管被理解为是存在的。
[0059]在任何情况下，系统700包括:第一光源701-1，其被配置为发射第一给定颜色的光;第二光源701-2，其被配置为发射第二给定颜色的光，第二给定颜色与第一给定颜色不同，第一颜色和第二颜色中的每一个的相应光谱相互重叠;光积分器750以及分束器系统，所述光积分器750包括:机体，机体被配置为对光进行积分，机体具有一定长度和光出口端；第一光入口器件，其包括第一光入口面，第一光入口器件位于光出口端的远端;和第二光入口器件，其包括第二光入口面，第二光入口面平行于第一光入口面;第一光入口器件和第二光入口器件中的每一个被配置为接收光并将光偏转到机体且朝向光出口端，如所描述的，分束器系统包括分束器760、镜子770、第一组透镜790-1和第二组透镜790-2(所描述的每组透镜790-1、790-2都包括一个透镜)，分束器系统被配置为:将来自第一光源701-1和第二光源701-2中的每一个的光大约相等地分布到第一光入口面757-1和第二光入口面757-2的每一个，以使得来自第一光源701-1和第二光源701-2中的每一个的光在第一光入口面757-1和第二光入口面757-2中的每个处大约相等地合成。特别地，分束器系统被配置成:将来自第一光源701-1的第一给定颜色光的大约一半引导至第一光入口面;将来自第一光源701-1的第一给定颜色光的其余一半引导至第二光入口面;将来自第二光源701-2的第二给定颜色光的大约一半引导至第二光入口面;将来自第二光源701-2的第二给定颜色光的其余一半引导至第一光入口面。系统700还包括与积分器399相似的可选的第二积分器799。
[0060]下文中，光源701-1、701-2可交换地统称为多个光源701，通常称为光源701;以及，第一组透镜790-1、第二组透镜790-2在下文中可交换地统称为多个透镜790，通常称为透镜组 790 0
[0061 ]与系统300、600相反，在系统700中，如在积分器150中一样，积分器750的第一入口面和第二入口面朝向相同的方向；此外，第一光入口和第二光入口在沿着积分器7 50的机体的纵轴的方向上彼此横向设置，并且与垂直于第一光入口面的轴垂直。另选地，第一光入口和第二光入口在通常与积分器750的机体的长度和与第一光入口面垂直的轴都垂直的方向上彼此横向设置。
[0062]此外，光源701被定位为彼此约90°，使得分别由光学部件780-1、780-2准直的准直光740-1、740-2在分束器760处彼此相交;分束器760定位为与准直光740-1、740-2中的每一个光束约45°，并且位于光源701-1和积分器750的第一光入口面之间。特别地，光路740-1用实线和/或实箭头表示，光路740-2用虚线和/或空心箭头表示。光740-1透射穿过分束器760，被分束器760成90°反射的光740-2入射到一组透镜790-1上，该组透镜790-1被配置为将准直光聚焦到积分器的第一光入口面上。被分束器760成90°反射的光740-1、以及被分束器760透射的光740-2入射到镜子770上，镜子770也与透射的光740-2和反射的光740-1成45°角。因此，在镜子770处接收的光740-1、740-2称90°被反射到一组透镜790-2中，该组透镜790-2被配置为将准直光聚焦进入到积分器的第二光入口面上。
[0063]因此，系统700的分束系统包括分束器360、第一透镜组790-1和第二透镜组790-2，第一透镜组790-1和第二透镜组790-2中的每个被配置成将来自分束器360的相应的光引导到相应的光入口面。
[0064]因此，根据具有横向设置的光入口面的积分器750的物理配置来选择系统700的部件、部件的定位和/或位置。选择部件及其定位，以使得光路长度被选择，从而光路长度在彼此的大约30%以内。
[0065]至今为止所描述的系统300、600、700的每一个中，光源包括一个或更多个的灯具、
椭圆灯具等。但是，这样的灯具可以由其它类型的光源(包括但不限于，磷光体、量子点等等)替代。
[0066]例如，下面注意图9，图9描述了与系统700实质上相似的系统800，相似的元件具有相似的标记，但是用“800”系列替代“700”系列。此外，为了清楚起见，没有对系统800的所有的特征都进行标记;例如，描述了与积分器750相似的积分器850，但是光入口器件、光入口面、机体和光出口端没有标记出来，尽管被理解为是存在的。
[0067]在任何情况下，系统800包括:第一光源801-1，其被配置为发射第一给定颜色的光;第二光源801-2，其被配置为发射第二给定颜色的光，第二给定颜色与第一给定颜色不同，第一颜色和第二颜色中的每一个的相应光谱相互重叠；光积分器850以及和分束器系统，所述光积分器850包括:机体，其被配置为对光进行积分，机体具有长度和光出口端;第一光入口器件，其包括第一光入口面，第一光入口器件位于光出口端的远端;和第二光入口器件，其包括第二光入口面，第二光入口面平行于第一光入口面;第一光入口器件和第二光入口器件中的每一个被配置为接收光并将光偏转到机体且朝向光出口端;如所描述的，分束器系统包括分束器860、镜子870、第一组透镜890-1和第二组透镜890-2，分束器系统被配置为:将来自第一光源801-1和第二光源801-2中的每一个的光大约相等地分布到第一光入口面857-1和第二光入口面857-2中的每一个，使得来自第一光源801-1和第二光源801-2中的每一个的光在第一光入口面857-1和第二光入口面857-2中的每一个处大约相等地合成。特别地，分束器系统被配置为:将来自第一光源801-1的第一给定颜色光的大约一半引导至第一光入口面;将来自第一光源801-1的第一给定颜色光的其余一半引导至第二光入口面；将来自第二光源801-2的第二给定颜色光的大约一半引导至第二光入口面;将来自第二光源801-2的第二给定颜色光的其余一半引导至第一光入口面。系统800还包括与积分器399相似的可选的第二积分器899。
[0068]下文中，光源801-1、801-2可交换地统称为多个光源801，通常称为光源801;以及，第一组透镜890-1、第二组透镜890-2在下文中可交换地统称为多组透镜890，通常称为一组透镜890。
[0069]另外，描述了光路840-1、840-2，其相应地实质上与光路740-1、740-2相似。特别地，光路840-1用实线表不和/或实箭头，和光路840-2用虚线和/或空心箭头表不。
[0070]与系统700相反，系统800进一步包括激励源893，激励源893被配置为向镜子870发射成45°并且位于镜子870的与分束器860相反的一侧的激励光895。镜子870被配置为透射激励光895并反射来自每个光源801的光；例如，镜子870可以包括二向色镜，该二向色镜被配置为透射激励光895并且反射来自每个光源801的光。激励光穿过镜子870行进到分束器860，分束器860将激励光895的大约一半朝向光源801-1反射并且将激励光895的大约一半朝向光源801-2透射。每个光源801被激励光895激励，并且作为响应发射光，光以与参照系统700所描述的方式相似的方式沿着光路840-1、840-2传输。通常，激励光源893包括激光源和/或蓝色激光源，并且每个光源801可以包括相应的磷光体、相应的量子点等，光源801-2被配置为发射与光源801-1不同颜色的光。
[0071]系统300、600、700和800进一步论证了各种分束器系统都在本实现的范围内。权利要求I的系统，其中分束器系统包括分束器和一个或更多个的光学部件。例如，此处所描述的分束器系统可包括一个或更多个50/50分束器和偏振分束器，以及一个或更多个的光学部件。这种光学部件可以包括，但不限于，下面中的一个或更多个:至少一个镜子;至少一个平面镜;至少一个曲面镜;至少一个透镜;和至少一组透镜。
[0072]在一些实现中，本文所述的原理可以扩展到具有三个或更多个光源的系统。例如，本文所述的分束器系统可适合于将来自三个或更多个光源的光分配到与积分器150、650、750、850的任何一个类似的积分器的三个或更多个光入口面，其中三个或更多个光源中的至少两个具有相应的重叠光谱。实际上，只要具有至少两个光源和至少两个光入口面，光源的数量可以比光入口面的数量更多或者更少。但是，在一些实现中，光源的数量可等于光入口面的数量。当使用两个以上的光源和/或两个以上的光入口面时，相关联的分束器系统可以包括多于一个的分束器，选择每一个分束器的透射和反射特性，选择每个分束器的位置，以及选择任何镜子的位置，使得来自每个光源的光大约相等地分布到每个光入口面，这样来自每个光源的光在每个光入口面处大约相等地合成。
[0073]在任何情况下，本文描述了这样的系统:利用分束器合成来自两个光源的不同颜色的光，使得入射到具体特定配置的积分器的相应的光入口面上的光大约相同；这里所描述的积分器在
【申请人】共同拥有发步的美国专利N0.8011815中描述。
[0074]本领域技术人员将理解还存在更多的替代实现和可能的修改，并且以上示例仅为一个或更多个实现的说明。因而，本发明的范围仅由这里所附的权利要求书限定。
【主权项】
1.一种系统，该系统包括: 第一光源，其被配置为发射第一给定颜色的光； 第二光源，其被配置为发射第二给定颜色的光，所述第二给定颜色不同于所述第一给定颜色，所述第一颜色和所述第二颜色中的每一个的相应的光谱互相重叠； 光积分器，其包括:至少一个机体，其被配置为对光进行积分，所述至少一个机体包括相应的长度和光出口端;第一光入口器件，其包括第一光入口面，所述第一光入口器件位于所述光出口端的远端;和第二光入口器件，其包括与所述第一光入口面平行的第二光入口面;所述第一光入口器件和所述第二光入口器件中的每一个被配置为接收光，并且将光偏转到所述至少一个机体并朝向所述光出口端；以及 分束器系统，其被配置为将来自所述第一光源和所述第二光源中的每一个的光大约相等地分布到所述第一光入口面和所述第二光入口面中的每一个，使得来自所述第一光源和所述第二光源中的每一个的光在所述第一光入口面和所述第二光入口面中的每一个处大约相等地合成。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述分束器系统被进一步配置为:将来自所述第一光源的所述第一给定颜色的光的大约一半透射至所述第一光入口面;将来自所述第一光源的所述第一给定颜色的光的其余一半反射至所述第二光入口面;将来自所述第二光源的所述第二给定颜色的光的大约一半透射至所述第二光入口面;并且，将来自所述第二光源的所述第二给定颜色的光的其余一半反射至所述第一光入口面。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述分束器系统包括分束器、以及一个或更多个光学部件。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述分束器系统包括:一个或更多个50/50分束器和偏振分束器;以及一个或更多个光学部件。5.如权利要求1所述的系统，其中，所述分束器系统包括分束器以及以下项中的一个或更多个;至少一个镜子、至少一个平面镜;至少一个曲面镜;至少一个透镜；以及至少一组透Ho6.如权利要求1所述的系统，其中，所述分束器系统包括分束器、第一镜子和第二镜子，所述第一镜子和所述第二镜子中的每一个被配置为将来自所述分束器的相应的光反射至相应的光入口面。7.如权利要求1所述的系统，其中，所述分束器系统包括分束器、第一组透镜和第二组透镜，所述第一组透镜和所述第二组透镜中的每一组被配置为将来自所述分束器的相应的光引导至相应的光入口面。8.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一光入口面和所述第二光入口面朝向相反的方向。9.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一光入口面和所述第二光入口面朝向相同的方向。10.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一光入口面和所述第二光入口面朝向相反的方向，并且所述光源和所述分束器系统关于所述至少一个机体的纵轴物理对称。11.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一光入口面和所述第二光入口面沿着所述相应的长度的纵轴彼此横向设置，并且与垂直于所述第一光入口面的轴垂直。12.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一光源和所述第二光源中的每一个被配置为发射准直光。13.如权利要求1所述的系统，其中，所述系统进一步包括光学部件，所述光学部件被配置为对所述第一光源和所述第二光源中的每一个的光进行准直。14.如权利要求1所述的系统，其中，从所述第一光源和所述第二光源中的每一个到所述第一光入口面和所述第二光入口面中的每一个的相应的光路的长度大约相等。15.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一光源和所述第二光源中的每一个的光学扩展量在另一个的大约40%内。16.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个机体包括:第一机体，其被配置为将来自所述第一光入口器件的光朝向所述光出口端传送;和第二机体，其被配置为将来自所述第二光入口器件的光朝向所述光出口端传送。
【文档编号】G03B21/20GK106054394SQ201610347436
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】D·R·阿德马, J·马, G·希尔
【申请人】美国科视数字系统公司