[0001] 本发明总体涉及光组合器和分光器，以及使用光组合器和分光器的方法。具体地讲，本发明涉及使用偏振分束器分别对不同波长光谱的光进行混合和分解的光组合器和分光器。

[0002] 用于将图像投影在屏幕上的投影系统可使用多波长光谱光源，例如采用不同波长光谱生成照明光的发光二极管(LED)。若干光学元件设置在LED与图像显示单元之间，用于从LED向图像显示单元对光进行混合和传送。图像显示单元可以使用多种方法来将图像施加到光上。例如，图像显示单元可以利用偏振现象，如透射式或反射式液晶显示器(LCD)。

[0003] 用于将图像投影在屏幕上的其它投影系统可以使用被构造用于从数字微反射镜镜阵列显示器中的阵列)进行影像反射的白光，该数字微反射镜阵列例如为用于Texas Instruments的数字光处理器 在 显示器中，数字微反射镜阵列中的各个反射镜表示投影的图像的各个像素。当对应的反射镜倾斜以使得入射光导向到投影的光路时，显示像素被照明。安置在光路内部的旋转色轮被定时为对来自数字微镜阵列的光进行反射，从而使得反射的白光经过滤来投射与像素对应的颜色。数字微反射镜阵列然后切换到下一个需要的像素颜色，并且这个过程以非常迅速的速度继续进行，从而使得整个投影的显示内容看起来被持续照亮。数字微反射镜投影系统需要较少的像素化阵列部件，这可能形成较小尺寸的投影仪。

[0019] 本文所述的光组合器接收不同的波长光谱的光，并且产生包括不同波长光谱的光的混合输出光。在一些实施例中，混合光具有与每个所接收的光相同的集光率。混合光可以是包括不止一个波长光谱的多色混合光。在一个方面，不同波长光谱的光的每一束对应于不同颜色的光(例如，红色、绿色和蓝色)，并且混合输出光是白光。为了在本文进行说明，“彩色光”和“波长光谱光”均是指具有与人眼可见的特定颜色相关的波长光谱范围的光。更一般的术语“波长光谱光”是指可见光和包括例如红外光的其它波长光谱光。

[0020] 当两个或更多的非偏振彩色光导向到合色器时，每个光根据偏振态由偏振分束器(PBS)中的反射型偏振器进行分解。当光进入PBS时，它能够被准直、会聚或发散。当通过PBS的表面或端部之一时，进入PBS的会聚或发散光可能受到损失。为了避免这种损失，可将PBS的所有外表面进行抛光，从而能够在PBS内部实现全内反射(TIR)。实现TIR提高了进入PBS的光的利用率，从而在一定角度范围内进入PBS的基本上所有光被重新导向，以通过期望表面离开PBS。

[0021] 进入光组合器的每一种彩色光的至少一个偏振分量穿过其到达偏振旋转反射器。根据设置在偏振旋转反射器中的延迟片的类型和取向，偏振旋转反射器对光的传播方向进行反转，并且改变偏振分量的振幅。偏振旋转反射器可包括反射镜和延迟片。延迟片可提供任何所需的延迟，例如1/8波长延迟片、1/4波长延迟片等等。在本文所述的实施例中，优点在于使用1/4波长延迟片和相关的反射器。当线偏振光穿过关于光偏振轴成45°角的1/4波长延迟片时，线偏振光变成圆偏振光。由于合色器中的反射型偏振器和1/4波长延迟片/反射器的反射，能够实现从光组合器输出的有效的混合光。

[0022] 相比较，当线偏振光穿过其它延迟片和取向时，线偏振光变成在S偏振与P偏振之间的偏振态(是椭圆或者是直线)，并且可能导致较低的组合器效率。光组合器的部件，包括棱镜、反射型偏振器、1/4波长延迟片、反射镜和滤波片，可通过合适的光学粘合剂结合在一起。用于将这些部件结合在一起的光学粘合剂的折射率可低于光组合器中采用的棱镜的折射率。完全结合在一起的光组合器的优点包括：组装、处理和应用过程中的对准稳定性。

[0023] 通过参照附图及其下面对应的描述，可更易于理解上述的实施例。

[0024] 图1是PBS的透视图。PBS 100包括设置在棱镜110和120的对角面之间的反射型偏振器190。棱镜110包括两个端面175和185以及其之间成90°角的第一和第二棱镜面130和140。棱镜120包括两个端面170、180以及在其之间成90°角的第三和第四棱镜面150和160。第一棱镜面130与第三棱镜面150平行，第二棱镜面140与第四棱镜面160平行。采用“第一”、“第二”、“第三”和“第四”标识图1所示的四个棱镜面，以使下面的讨论中对PBS 100的描述更清楚。反射型偏振器190可以是笛卡尔反射型偏振器或非笛卡尔反射型偏振器。非笛卡尔反射型偏振器可包括多层无机膜，例如MacNeille偏振器，所述多层无机膜例如为通过无机电介质顺序沉积制备的那些薄膜。笛卡尔反射型偏振器具有偏振轴方向，并且包括例线栅偏振器和聚合物多层光学薄膜，所述聚合物多层光学薄膜例如可通过对多层聚合层合物进行挤出并且随后进行拉伸制备。在一个实施例中，反射型偏振器190定向为一个偏振轴与第一偏振方向195平行，并与第二偏振方向196垂直。在一个实施例中，第一偏振方向195可以是S偏振方向，第二偏振方向196可以是P偏振方向。如图1所示，第一偏振方向195与端面170、175、180和185的每一个垂直。

[0025] 笛卡尔反射型偏振膜形成偏振分束器，该偏振分束器能够使没有完全准直以及从中心光束轴发散或偏斜的输入光线通过。笛卡尔反射型偏振膜可包括聚合物型多层光学薄膜，该聚合物型多层光学薄膜包括多层电介质或聚合物材料。使用介电膜的优点在于：低光衰减量、高透光率。多层光学薄膜可包括例如在U.S.专利5,962,114(Jonza等人)或U.S.专利6,721,096(Bruzzone等人)中公开的聚合物多层光学薄膜。

[0026] 图2是在一些实施例中使用的1/4波长延迟片与PBS对准的透视图。1/4波长延迟片可用于改变入射光的偏振态。PBS延迟片系统200包括具有第一棱镜110和第二棱镜120的PBS 100。1/4波长延迟片220设置为与第一棱镜面130相邻。反射型偏振器190是与第一偏振方向195对准的笛卡尔反射型偏振膜。1/4波长延迟片220包含1/4波偏振方向295，该1/4波偏振方向295可以与关于第一偏振方向195成45°处对准。尽管图2示出与顺时针方向上关于第一偏振方向195偏成45°处对准的偏振方向295，但是偏振方向
295可以相反为与逆时针方向上关于第一偏振方向195成45°处对准。在一些实施例中，
1/4波长偏振方向295可以与关于第一偏振方向195成任意角度处对准，例如该角度为从逆时针方向的90°到顺时针方向的90°。如所述以大约+/-45°定向1/4波长延迟片是有利的，这是因为当线偏振光穿过如此设置偏振方向的1/4波长延迟片时产生圆偏振光。1/4波长延迟片的其它取向能够导致反射镜反射时s偏振光没有完全转变成p偏振光，并且p偏振光没有完全转变成s偏振光，从而导致本说明书中别处描述的光组合器效率降低。

[0027] 图3示出了抛光的PBS 300内的光线路径的俯视图。根据一个实施例，棱镜110和120的第一、第二、第三和第四棱镜面130、140、150和160是与具有小于棱镜110和120的折射率“n2”的折射率“n1”的材料接触的抛光的外表面。根据另一个实施例，PBS 300的所有外表面(包括未示出的端面)是抛光的表面，其在PBS 300内部产生倾斜光线的TIR。抛光的外表面与具有小于棱镜110和120的折射率“n2”的折射率“n1”的材料接触。TIR提高了PBS 300中的光利用率，尤其是当导向到PBS的光没有沿中心轴准直时，即入射光为会聚光或者发散光时。至少一些光由于全内反射捕获在PBS 300中，直到其通过第三棱镜面
150离开。在一些情况下，几乎所有的光由于全内反射捕获在PBS 300内，直到它们通过第三棱镜面150离开。

[0028] 如图3所示，光线L0在角度θ1范围内进入第一棱镜面130。PBS300内的光线L1在角度θ2的范围内传播，以在棱镜面140、160和端面(未示出)满足Snell定律。光线“AB”、“AC”和“AD”代表穿过PBS 300的光的许多路径中的三个，这三个路径在离开第三棱镜面150之前以不同的入射角与反射型偏振器190相交。在离开之前，光线“AB”和“AD”还分别在棱镜面140和160处经受TIR。应当理解，角θ1和θ2的范围可以是使得还可以在PBS 300的端面处发生反射的角度圆锥。在一个实施例中，反射型偏振器190被选择为在宽入射角范围内将不同的偏振光有效地分解。聚合物多层光学薄膜尤其适于在宽入射角范围内将光分解。可以使用包括MacNeille偏振器和线栅偏振器的其它反射型偏振器，但是这些偏振器在分解偏振光方面效率较低。MacNeille偏振器不能有效透射高入射角的光。使用MacNeille偏振器对偏振光进行有效分解可能受低于大约与法向成6或7度的入射角的限制，这是因为这两种偏振态在较大角度下出现大量反射。使用线栅偏振器对偏振光进行有效分解通常需要与栅线的一侧相邻的空气间隙，并且当线栅偏振器浸入更高折射率的介质中时效率下降。

[0029] 在一个方面，图4A是分别包括第一、第二、第三和第四PBS 420、440、460和480的光组合器400的俯视示意图。第一、第二、第三和第四滤波片431、432、433和434分别设置在每对相邻PBS(420和480、420和440、440和460、460和480)之间。第一、第二、第三和第四滤波片431、432、433和434可以是色选迭式延迟偏振(CSSRP)滤波片。在本发明的具体实施方式中，始终参照CSSRP滤波片，然而，可以使用如所描述的能够影响波长偏振选择旋转的任何滤波片。CSSRP滤波片431、432、433和434的每一个中的偏振旋转取决于穿过这些滤波片的每一个的光的颜色。根据一个方面，这些滤波片的每一个包括可得自ColorLink TMIncorporated(Boulder，Colorado)的ColorSelect 滤波片。包括延迟片425和反射镜430的偏振旋转反射器设置为分别面对第一、第二和第三PBS 420、440和460的每一个的第四棱镜面424、444和464。在一个实施例中，延迟片425是关于第一偏振方向195成45°取向的1/4波长延迟片。

[0030] 第一PBS 420包括第一棱镜405和第二棱镜406，第一棱镜405具有其间成90°角的第一和第二棱镜面421、422，第二棱镜406具有其间成90°角的第三和第四棱镜面423、424。反射型偏振器190设置在第一和第二棱镜405、406之间，以使得第一棱镜面421与第三棱镜面423相背对。反射型偏振器190可以是与第一偏振方向195(在这个视图中，与页面垂直)对准的笛卡尔反射型偏振器。反射型偏振器190可由非笛卡尔偏振器替代。

[0031] 第二PBS 440包括第一棱镜445和第二棱镜446，第一棱镜445具有其间成90°角的第一和第二棱镜面441、442，第二棱镜446具有其间成90°角的第三和第四棱镜面443、444。反射型偏振器190设置在第一和第二棱镜445、446之间，以使得第一棱镜面441与第三棱镜面443相背对。

[0032] 第三PBS 460包括第一棱镜465和第二棱镜466，第一棱镜465具有其间成90°角的第一和第二棱镜面461、462，第二棱镜466具有其间成90°角的第三和第四棱镜面463、464。反射型偏振器190设置在第一和第二棱镜465、466之间，以使得第一棱镜面461与第三棱镜面463相背对。

[0033] 第四PBS 480包括第一棱镜485和第二棱镜486，第一棱镜485具有其间成90°角的第一和第二棱镜面481、482，第二棱镜486具有其间成90°角的第三和第四棱镜面483、484。反射型偏振器190设置在第一和第二棱镜485、486之间，以使得第一棱镜面481与第三棱镜面483相背对。

[0034] 光传输材料435与这些棱镜面的每一个相邻设置。光传输材料435可以是折射率低于棱镜405、406、445、446、465、466、485和486的折射率的任何材料。在一个实施例中，光传输材料435是空气。在另一个实施例中，光传输材料435是光学粘合剂，所述光学粘合剂用于将延迟片425和CSSRP滤波片431、432、433、434与其各自的棱镜面粘合。

[0035] 在一个方面，图4A中示出了使用光组合器400对光进行混合的方法。第一波长光谱光450导向第一PBS 420的第一棱镜面421，第二波长光谱光470导向第二PBS 440的第一棱镜面441，第三波长光谱光490导向第三PBS 460的第一棱镜面461，并且从第四PBS 480的第一棱镜面481接收混合光401。在一个实施例中，第一、第二或第三波长光谱光450、470和490中的至少两个导向各自的棱镜面421、441和461，并且从第四PBS 480的第一棱镜面461接收混合光401。在一个实施例中，第一、第二和第三波长光谱光450、470和490是非偏振光，并且混合光401也是非偏振光。第一、第二和第三波长光谱光450、470和490的每一束可以包括来自发光二极管(LED)光源的光。可以使用各种光源，例如激光器、激光二极管、有机LED(OLED)以及非固态光源，非固体光源包括诸如具有适当的聚光器或反射器的超高压(UHP)卤素或氙灯。LED光源优于其它光源之处在于：运行经济、长寿命、耐用性、产生发光效率高以及改善的光谱输出。

[0036] 在一个实施例中，第一和第三CSSRP滤波片431、433被选择为改变第一波长光谱光450的偏振方向，第二和第四CSSRP滤波片432、434被选择为改变第三波长光谱光490的偏振方向。在图4A-4D所示的另一个实施例中，第一、第二和第三波长光谱光450、470和490分别是绿色、红色和蓝色非偏振光，第一和第三CSSRP滤波片431、433是绿色CSSRP滤波片，第二和第四CSSRP滤波片432、434是蓝色CSSRP滤波片，并且混合光401是白色非偏振光。

[0037] 现在参照图4B描述通过光组合器400的非偏振绿光450的光路。在这个实施例中，非偏振绿光450通过第一棱镜面421进入第一PBS420，并且通过第一棱镜面481以包括具有第一偏振方向的绿光458和具有第二偏振方向的绿光453的非偏振绿光离开第四PBS480。

[0038] 绿光450通过第一棱镜面421进入第一PBS 420，与反射型偏振器190相交，并且分解成具有第一偏振方向的绿光451和具有第二偏振方向的绿光452。

[0039] 具有第一偏振方向的绿光451通过第三棱镜面423离开第一PBS420，当其穿过第一CSSRP滤波片431时改变偏振方向，并且通过第二棱镜面482以具有第二偏振方向的绿光453进入第四PBS 480。具有第二偏振方向的绿光453从反射型偏振器190反射，并且通过第一棱镜面481以具有第二偏振方向的绿光453离开第四PBS 480。

[0040] 具有第二偏振方向的绿光452通过第二棱镜面422离开第一PBS420，穿过第二CSSRP滤波片432而没有发生偏振态变化，通过第三棱镜面443进入第二PBS 440，从反射型偏振器190反射，通过第四棱镜面444离开第二PBS 440，并且当其穿过1/4波长延迟片425时改变成圆形偏振光499G。绿色圆形偏振光499G从反射镜430反射，改变圆偏振的方向，并且当其穿过1/4波长延迟片425时变成具有第一偏振方向的绿光454。具有第一偏振方向的绿光454通过第四棱镜面444进入第二PBS 440，穿过反射型偏振器190，通过第二棱镜面442离开第二PBS 440，并且当其穿过第三CSSRP滤波片433时改变偏振方向，以变成具有第二偏振方向的绿光456。具有第二偏振方向的绿光456通过第三棱镜面463进入第三PBS 460，从反射型偏振器190反射，通过第四棱镜面464离开第三PBS 460，当其穿过
1/4波长延迟片425时变成绿色圆形偏振光499G，当其从反射镜430反射时改变圆偏振的方向，并且当其再次穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第一偏振方向的绿光458。具有第一偏振方向的绿光458通过第四棱镜面464进入第三PBS 460，穿过反射型偏振器190，通过第二棱镜面462离开第三PBS460，穿过第四又一个CSSRP滤波片434而没有发生偏振态变化，通过第四棱镜面484进入第四PBS 480，穿过反射型偏振器190，并且通过第一棱镜面481以具有第一偏振方向的绿光458离开第四PBS。

[0041] 图4C示出了通过光组合器400的非偏振红光470的光路。在这个实施例中，非偏振红光470通过第一棱镜面441进入第二PBS 440，并且通过第一棱镜面481以包括具有第一偏振方向的红光474和具有第二偏振方向的红光473的非偏振红光离开第四PBS 480。

[0042] 红光470通过第一棱镜面441进入第二PBS 440，与反射型偏振器190相交，并且分解成具有第一偏振方向的红光471和具有第二偏振方向的红光472。

[0043] 具有第一偏振方向的红光471通过第三棱镜面443离开第二PBS440，无改变地穿过第二CSSRP滤波片432，通过第二棱镜面422进入第一PBS 420，穿过反射型偏振器190，通过第四棱镜面424离开第一PBS 420，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成红色圆偏振光499R。当红色圆偏振光499R从反射镜430反射时，红色圆偏振光499R改变圆偏振的方向，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第二偏振方向的红光473，并且通过第四棱镜面424再次进入第一PBS 420。具有第二偏振方向的红光473从反射型偏振器190反射，通过第三棱镜面423离开第一PBS 420，无改变地穿过第一CSSRP滤波片431，通过第二棱镜面482进入第四PBS 480，从反射型偏振器190反射，并且通过第一棱镜面481以具有第二偏振方向的红光473离开第四PBS480。

[0044] 具有第二偏振方向的红光472通过第二棱镜面442离开第二PBS440，穿过第三CSSRP滤波片433而没有发生偏振态变化，通过第三棱镜面463进入第三PBS 460，从反射型偏振器190反射，通过第四棱镜面464离开第三PBS 460，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成红色圆偏振光499R。红色圆偏振光499R从反射镜430反射，改变圆偏振的方向，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第一偏振方向的红光474。具有第一偏振方向的红光474通过第四棱镜面464进入第三PBS 460，穿过反射型偏振器190，通过第二棱镜面462离开第三PBS 460，无改变地穿过第四CSSRP滤波片434，通过第三棱镜面483进入第四PBS 480，穿过反射型偏振器190，并且通过第一棱镜面481以具有第一偏振方向的红光474离开第四PBS 480。

[0045] 图4D示出了通过光组合器400的非偏振蓝光490的光路。在这个实施例中，非偏振蓝光490通过第一棱镜面461进入第三PBS 460，并且通过第一棱镜面481以包括具有第一偏振方向的蓝光494和具有第二偏振方向的蓝光497的非偏振蓝光离开第四PBS 480。

[0046] 蓝光490通过第一棱镜面441进入第三PBS 460，与反射型偏振器190相交，并且分解成具有第一偏振方向的蓝光491和具有第二偏振方向的蓝光492。

[0047] 具有第一偏振方向的蓝光491通过第三棱镜面463离开第三PBS460，无改变穿过第三CSSRP滤波片433，通过第二棱镜面442进入第二PBS 440，穿过反射型偏振器190，通过第四棱镜面444离开第二PBS440，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成蓝色圆偏振光499B。当蓝色圆偏振光499B从反射镜430反射时，蓝色圆偏振光499B改变圆偏振的方向，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第二偏振方向的蓝光493，并且通过第四棱镜面444再次进入第二PBS 440。具有第二偏振方向的蓝光493从反射型偏振器190反射，通过第三棱镜面443离开第二PBS 440，并且当其穿过第二CSSRP滤波片432时改变偏振方向，以变成具有第一偏振方向的蓝光495。具有第一偏振方向的蓝光495通过第二棱镜面422进入第一PBS 420，穿过反射型偏振器190，通过第四棱镜面481离开第一PBS 420，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成蓝色圆偏振光499B。当蓝色圆偏振光499B从反射镜430反射时，蓝色圆偏振光499B改变圆偏振的方向，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第二偏振方向的蓝光497，通过第四棱镜面424进入第一PBS 420，从反射型偏振器190反射，并且通过第三棱镜面423离开第一PBS 420。具有第二偏振方向的蓝光497穿过第一CSSRP滤波片431而没有发生偏振态变化，通过第二棱镜面482进入第四PBS 480，从反射型偏振器190反射，并且通过第一棱镜面481以具有第二偏振方向的蓝光497离开第四PBS 480。

[0048] 具有第二偏振方向的蓝光492通过第二棱镜面462离开第三PBS490，当其穿过第四CSSRP滤波片434时，改变偏振，以变成具有第一偏振方向的蓝光494。具有第一偏振方向的蓝光494通过第三棱镜面483进入第四PBS 480，穿过反射型偏振器190，并且通过第一棱镜面481以具有第一偏振方向的蓝光494离开第四PBS 480。

[0049] 在另一个方面，使用光组合器400将光分解的方法包括分别改变第一、第二、第三和混合光450、470、490和401的传播方向，如图4A-4D所示。混合光401导向第四PBS 480的第一棱镜面481，并且分别从第一、第二和第三PBS 420、440和460的第一棱镜面421、441和461接收第一、第二和第三波长光谱光中的至少一个。

[0050] 图5A描述了光组合器500的一个实施例，其中，光组合器400的第一、第二、第三和第四CSSRP滤波片431、432、433和434分别由第一、第二、第三和第四CSSRP滤波片531、532、533和534替代。

[0051] 在一个方面，图5A中示出了使用光组合器500对光进行混合的方法。第一波长光谱光550导向第一PBS 420的第一棱镜面421，第二波长光谱光570导向第二PBS 440的第一棱镜面441，第三波长光谱光590导向第三PBS 460的第一棱镜面461，并且从第四PBS480的第一棱镜面481接收混合光501。在一个实施例中，第一、第二或第三波长光谱光550、
570和590中的至少两个导向各自的棱镜面421、441、461，并且从第四PBS 480的第一棱镜面461接收混合光501。在一个实施例中，第一、第二和第三波长光谱光550、570和590是非偏振光，并且混合光501也是非偏振的。第一、第二和第三波长光谱光550、570和590的每一束可包括来自发光二极管(LED)光源的光。可以使用各种光源，例如激光器、激光二极管、有机LED(OLED)以及非固态光源，非固态光源包括诸如具有适当的聚光器或反射器的超高压(UHP)卤素或氙灯。LED光源优于其它光源之处在于：运行经济、长寿命、耐用性、生光效率高以及改善的光谱输出。

[0052] 在一个实施例中，第一和第三CSSRP滤波片531和533被选择为改变第一波长光谱光550的偏振方向，第二和第四CSSRP滤波片532和534被选择为改变第三波长光谱光590的偏振方向。在图5A-5D所示的另一个实施例中，第一、第二和第三波长光谱光550、
570和590分别为红色、绿色和蓝色，第一和第三CSSRP滤波片531和533是红色/青色滤波片，第二和第四CSSRP滤波片532和534是蓝色/黄色CSSRP滤波片。

[0053] 现在参照图5B描述通过光组合器500的非偏振红光550的光路。在这个实施例中，非偏振红光550通过第一棱镜面421进入第一PBS420，并且通过第一棱镜面481以包括具有第一偏振方向的红光558和具有第二偏振方向的红光553的非偏振红光离开第四PBS480。

[0054] 红光550通过第一棱镜面421进入第一PBS 420，与反射型偏振器190相交，并且分解成具有第一偏振方向的红光551和具有第二偏振方向的的红光552。

[0055] 具有第一偏振方向的红光551通过第三棱镜面423离开第一PBS420，当其穿过第一CSSRP滤波片531时改变偏振方向，并且通过第二棱镜面482以具有第二偏振方向的红光553进入第四PBS 480。具有第二偏振方向的红光553从反射型偏振器190反射，并且通过第一棱镜面481以具有第二偏振方向的红光553离开第四PBS 480。

[0056] 具有第二偏振方向的红光552通过第二棱镜面422离开第一PBS420，穿过第二CSSRP滤波片532而没有发生偏振态变化，通过第三棱镜面443进入第二PBS 440，从反射型偏振器190反射，通过第四棱镜面444离开第二PBS 440，并且当其穿过1/4波长延迟片425时变成红色圆偏振光599R。红色圆偏振光599R从反射镜430反射，改变圆偏振的方向，并且当其穿过1/4波长延迟片425时变成具有第一偏振方向的红光554。具有第一偏振方向的红光554通过第四棱镜面444进入第二PBS 440，穿过反射型偏振器190，通过第二棱镜面442离开第二PBS 440，并且当其穿过第三CSSRP滤波片533时，改变偏振方向，以变成具有第二偏振方向的红光556。具有第二偏振方向的红光556通过第三棱镜面463进入第三PBS 460，从反射型偏振器190反射，通过第四棱镜面464离开第三PBS 460，当其穿过
1/4波长延迟片425时变成红色圆偏振光599R，当其从反射镜430反射时，改变圆偏振的方向，并且当其再次穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第一偏振方向的红光558。具有第一偏振方向的红光558通过第四棱镜面464进入第三PBS 460，穿过反射型偏振器190，通过第二棱镜面462离开第三PBS460，穿过第四CSSRP滤波片534而没有发生偏振态变化，通过第四棱镜面484进入第四PBS 480，穿过反射型偏振器190，并且通过第一棱镜面481以具有第一偏振方向的红光558离开第四PBS。

[0057] 图5C示出了通过光组合器500的非偏振绿光570的光路。在这个实施例中，非偏振绿光570通过第一棱镜面441进入第二PBS 440，并且通过第一棱镜面481以包括具有第一偏振方向的绿光574和具有第二偏振方向的绿光573的非偏振绿光离开第四PBS 480。

[0058] 绿光570通过第一棱镜面441进入第二PBS 440，与反射型偏振器190相交，并且分解成具有第一偏振方向的绿光571和具有第二偏振方向的绿光572。

[0059] 具有第一偏振方向的绿光571通过第三棱镜面443离开第二PBS440，无变化地穿过第二CSSRP滤波片532，通过第二棱镜面422进入第一PBS 420，穿过反射型偏振器190，通过第四棱镜面424离开第一PBS 420，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成绿色圆偏振光599G。当绿色圆偏振光599G从反射镜430反射时，绿色圆偏振光599G改变圆偏振的方向，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第二偏振方向的绿光573，并且通过第四棱镜面424再次进入第一PBS 420。具有第二偏振方向的绿光573从反射型偏振器190反射，通过第三棱镜面423离开第一PBS 420，无变化穿过第一CSSRP滤波片531，通过第二棱镜面482进入第四PBS 480，从反射型偏振器190反射，并且通过第一棱镜面481以具有第二偏振方向的绿光573离开第四PBS480。

[0060] 具有第二偏振方向的绿光572通过第二棱镜面442离开第二PBS440，穿过第三CSSRP滤波片533而没有发生偏振态变化，通过第三棱镜面463进入第三PBS 460，从反射型偏振器190反射，通过第四棱镜面464离开第三PBS 460，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成绿色圆偏振光599G。绿色圆偏振光599G从反射镜430反射，改变圆偏振的方向，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第一偏振方向的绿光574。具有第一偏振方向的绿光574通过第四棱镜面464进入第三PBS 460，穿过反射型偏振器190，通过第二棱镜面462离开第三PBS滤波片460，无变化穿过第四CSSRP滤波片534，通过第三棱镜面483进入第四PBS 480，穿过反射型偏振器190，并且通过第一棱镜面481以具有第一偏振方向的绿光574离开第四PBS 480。

[0061] 图5D示出了通过光组合器500的非偏振蓝光590的光路。在这个实施例中，非偏振蓝光590通过第一棱镜面461进入第三PBS 460，并且通过第一棱镜面481以包括具有第一偏振方向的蓝光594和具有第二偏振方向的蓝光597的非偏振蓝光离开第四PBS 480。

[0062] 蓝光590通过第一棱镜面441进入第三PBS 460，与反射型偏振器190相交，并且分解成具有第一偏振方向的蓝光591和具有第二偏振方向的蓝光592。

[0063] 具有第一偏振方向的蓝光591通过第三棱镜面463离开第三PBS460，无变化地穿过第三CSSRP滤波片533，通过第二棱镜面422进入第二PBS 440，穿过反射型偏振器190，通过第四棱镜面444离开第二PBS 440，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成蓝色圆偏振光599B。当蓝色圆偏振光599B从反射镜430反射时，蓝色圆偏振光599B改变圆偏振的方向，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第二偏振方向的蓝光593，并且通过第四棱镜面444再次进入第二PBS 440。具有第二偏振方向的蓝光593从反射型偏振器190反射，通过第三棱镜面443离开第二PBS 440，并且当其穿过第二CSSRP滤波片532时，改变偏振方向，以变成具有第一偏振方向的蓝光595。具有第一偏振方向的蓝光595通过第二棱镜面422进入第一PBS 420，穿过反射型偏振器190，通过第四棱镜面481离开第一PBS 420，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成蓝色圆偏振光599B。当蓝色圆偏振光599B从反射镜430反射时，蓝色圆偏振光599B改变圆偏振的方向，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第二偏振方向的蓝光597，通过第四棱镜面424进入第一PBS 420，从反射型偏振器190反射，并且通过第三棱镜面423离开第一PBS 420。具有第二偏振方向的蓝光597穿过第一CSSRP滤波片531而无偏振态变化，通过第二棱镜面482进入第四PBS 480，从反射型偏振器190反射，并且通过第一棱镜面481以具有第二偏振方向的蓝光597离开第四PBS 480。

[0064] 具有第二偏振方向的蓝光592通过第二棱镜面462离开第三PBS490，当其穿过第四CSSRP滤波片534时，改变偏振，以变成具有第一偏振方向的蓝光594。具有第一偏振方向的蓝光594通过第三棱镜面483进入第四PBS 480，穿过反射型偏振器190，并且通过第一棱镜面481以具有第一偏振方向的蓝光594离开第四PBS 480。

[0065] 在另一个方面，使用光组合器500将光分解的方法包括分别改变第一、第二、第三和混合光550、570、590和501的传播方向，如图5A-5D中所示。混合光501导向第四PBS580的第一棱镜面481，并且分别从第一、第二和第三PBS 520、540和560的第一棱镜面
421、441和461接收第一、第二和第三波长光谱光中的至少一个。

[0066] 在一个方面，图6A是分别包括第一、第二、第三和第四PBS 620、640、660和680的光组合器600的俯视示意图。第一、第二、第三和第四CSSRP滤波片631、632、633和634分别设置在每对相邻的PBS(620和680、620和640、640和660、660和680)之间。
CSSRP滤波片631、632、633和634每一个中的偏振的旋转取决于穿过每个单独的滤波片的光的颜色。每个单独的CSSRP滤波片适用于使至少一种颜色的光无变化地穿过滤波片，同时改变至少另一种颜色的偏振方向。根据一个方面，每个滤波片包括得自ColorLink TM
Incorporated(Boulder，Colorado)的ColorSelect 滤波片。包括延迟片425和反射镜
430的偏振旋转反射器设置为分别面对第一、第二、第三和第四PBS 620、640、660和680的每一个的第四棱镜面424、444、464和484。在一个实施例中，延迟片425是关于第一偏振方向195以45°取向的1/4波长延迟片。

[0067] 第一PBS 620包括第一棱镜405和第二棱镜406，第一棱镜405具有其间成90°角的第一和第四棱镜面421、424，第二棱镜406具有其间成90°角的第二和第三棱镜面422、423。反射型偏振器190设置在第一和第二棱镜405、406之间，以使得第一棱镜面421与第三棱镜面423相背对。反射型偏振器190可以是与第一偏振方向195(在这个视图中，与页面垂直)对准的笛卡尔反射型偏振器。反射型偏振器190可由非笛卡尔偏振器替代。

[0068] 第二PBS 640包括第一棱镜445和第二棱镜446，第一棱镜445具有其间成90°角的第一和第四棱镜面441、444，第二棱镜446具有其间成90°角的第二和第三棱镜面442、443。反射型偏振器190设置在第一和第二棱镜445、446之间，以使得第一棱镜面441与第三棱镜面443相背对。

[0069] 第三PBS 660包括第一棱镜465和第二棱镜466，第一棱镜465具有其间成90°角的第一和第四棱镜面461、464，第二棱镜466具有其间成90°角的第二和第三棱镜面462、463。反射型偏振器190设置在第一和第二棱镜465和466之间，以使第一棱镜面461与第三棱镜面463相背对。

[0070] 第四PBS 680包括第一棱镜485和第二棱镜486，第一棱镜485具有其间成90°角的第一和第四棱镜面481、484，第二棱镜486具有其间成90°角的第二和第三棱镜面482、483。反射型偏振器190设置在第一和第二棱镜485、486之间，以使第一棱镜面481与第三棱镜面483相背对。

[0071] 光传输材料435与这些棱镜面的每一个相邻设置。光传输材料435可以是折射率低于棱镜405、406、445、446、465、466、485和486的折射率的任何材料。在一个实施例中，光传输材料435是空气。在另一个实施例中，光传输材料435是光学粘合剂，所述光学粘合剂用于将延迟片425和CSSRP滤波片631、632、633、634与其各自的棱镜面粘合。

[0072] 在一个方面，图6A中示出了使用光组合器600对光进行混合的方法。第一波长光谱光650导向第一PBS 620的第一棱镜面421，第二波长光谱光670导向第二PBS 640的第一棱镜面441，第三波长光谱光690导向第三PBS 660的第一棱镜面461，并且从第四PBS680的第一棱镜面481接收混合光601。在一个实施例中，第一、第二或第三波长光谱光650、
670、690中的至少两个导向各自的棱镜面421、441和461，并且从第四PBS 680的第一棱镜面461接收混合光601。在一个实施例中，第一、第二和第三波长光谱光650、670、690是非偏振光，并且混合光601也是非偏振的。第一、第二和第三波长光谱光650、670、690的每一束可以包括来自发光二极管(LED)光源的光。可以使用各种光源，例如激光器、激光二极管、有机LED(OLED)以及非固态光源，非固体光源包括诸如具有适当的聚光器或反射器的超高压(UHP)卤素或氙灯。LED光源优于其它光源之处在于：运行经济、长寿命、耐用性、生光效率高以及改善的光谱输出。

[0073] 在一个实施例中，第一和第三CSSRP滤波片631、633被选择为改变第二和第三波长光谱光670、690的偏振方向，第二和第四CSSRP滤波片632、634被选择为改变第一和第二波长光谱光650、670的偏振方向。在图6A-6D中所示的另一个实施例中，第一、第二和第三波长光谱光650、670、690分别是绿色、红色和蓝色非偏振光，第一和第三CSSRP滤波片631、633是对红色和蓝色光的偏振方向进行旋转，同时保持绿光的偏振方向不变的绿色/品红色CSSRP滤波片。第二和第四CSSRP滤波片632、634是对红光和绿光的偏振方向进行旋转，同时保持蓝光的偏振方向不变的黄色/蓝色滤波片；并且混合光601是白色非偏振光。

[0074] 现在参照图6B描述通过光组合器600的非偏振绿光650的光路。在这个实施例中，非偏振绿光650通过第一棱镜面421进入第一PBS620，并且通过第一棱镜面481以包括具有第一偏振方向的绿光658和具有第二偏振方向的绿光653的非偏振绿光离开第四PBS680。

[0075] 绿光650通过第一棱镜面421进入第一PBS 620，与反射型偏振器190相交，然后分解成具有第一偏振方向的绿光651和具有第二偏振方向的绿光652。

[0076] 具有第一偏振方向的绿光651通过第三棱镜面423离开第一PBS620，无变化地穿过第一CSSRP滤波片631，通过第二棱镜面482进入第四PBS 680，穿过反射型偏振器190，通过第四棱镜面484离开第四PBS 680，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成绿色圆偏振光699G。当绿色圆偏振光699G从反射镜430反射时，绿色圆偏振光699G改变圆偏振的方向，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第二偏振方向的绿光653，通过第四棱镜面484进入第四PBS 680，从反射型偏振器190反射，并且通过第一棱镜面481以具有第二偏振方向的绿光653离开第四PBS 680。

[0077] 具有第二偏振方向的绿光652通过第四棱镜面424离开第一PBS620，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成绿色圆偏振光699G。当绿色圆偏振光699G从反射镜430反射时，绿色圆偏振光699G改变圆偏振的方向，当其穿过1/4波长延迟片时，变成具有第一偏振方向的绿光654，通过第四棱镜面424再次进入第一PBS 620，穿过反射型偏振器190，并且通过第二棱镜面422离开第一PBS。当穿过第二CSSRP滤波片632时，具有第一偏振方向的绿光654变成具有第二偏振方向的绿光656，通过第三棱镜面443进入第二PBS 640，从反射型偏振器190反射，通过第二棱镜面442离开第二PBS 640，穿过第三CSSRP滤波片633而没有发生偏振态变化，并且通过第三棱镜面463进入第三PBS 660。具有第二偏振方向的绿光656从反射型偏振器190反射，通过第二棱镜面462离开第三PBS 660，当其穿过第四CSSRP滤波片634时，变成具有第一偏振方向的绿光658，通过第三棱镜面483进入第四PBS 680，穿过反射型偏振器190，并且通过第一棱镜面481以具有第一偏振方向的绿光
658离开第四PBS 680。

[0078] 图6C示出了通过光组合器600的非偏振红光670的光路。在这个实施例中，非偏振红光670通过第一棱镜面441进入第二PBS 640，并且通过第一棱镜面481以包括具有第一偏振方向的红光678和具有第二偏振方向的红光677的非偏振红光离开第四PBS 680。

[0079] 红光670通过第一棱镜面441进入第二PBS 640，并且与反射型偏振器190相交，红光670在反射型偏振器190中分解成具有第一偏振方向的红光671和具有第二偏振方向的红光672。

[0080] 具有第一偏振方向的红光671通过第三棱镜面443离开第二PBS640，并且当其穿过第二CSSRP滤波片632时，变成具有第二偏振方向的红光673。具有第二偏振方向的红光673通过第二棱镜面422进入第一PBS 620，从反射型偏振器190反射，通过第三棱镜面423离开第一PBS 620，并且当其穿过第一CSSRP滤波片631时，变成具有第一偏振方向的红光
675。具有第一偏振方向的红光675通过第二棱镜面482进入第四PBS 680，穿过反射型偏振器190，通过第四棱镜面484离开第四PBS 680，然后当其穿过1/4波长延迟片425时，变成红色圆偏振光699R。当红色圆偏振光699R从反射镜430反射时，红色圆偏振光699R改变圆偏振的方向，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第二偏振方向的红光677，通过第四棱镜面484进入第四PBS 680，从反射型偏振器190反射，并且通过第一棱镜面481以具有第二偏振方向的红光677离开第四PBS 680。

[0081] 具有第二偏振方向的红光672从反射型偏振器190反射，通过第四棱镜面444离开第二PBS 640，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成红色圆偏振光699R，当其从反射镜430反射时，改变圆偏振的方向，并且当其再次穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第一偏振方向的红光674。具有第一偏振方向的红光674通过第四棱镜面444进入第二PBS 640，穿过反射型偏振器190，通过第二棱镜面442离开第二PBS640，并且当其穿过第三CSSRP滤波片633时，变成具有第二偏振方向的红光676。具有第二偏振方向的红光676通过第三棱镜面463进入第三PBS 660，从反射型偏振器190反射，通过第二棱镜面462离开第三PBS
660，并且当其穿过第四CSSRP滤波片634时，变成具有第一偏振方向的红光678。具有第一偏振方向的红光678通过第三棱镜面483进入第四PBS 680，穿过反射型偏振器190，并且通过第一棱镜面481以具有第一偏振方向的红光678离开第四PBS 680。

[0082] 图6D示出了通过光组合器600的非偏振蓝光690的光路。在这个实施例中，非偏振蓝光690通过第一棱镜面461进入第三PBS 660，并且通过第一棱镜面481以包括具有第一偏振方向的蓝光694和具有第二偏振方向的蓝光697的非偏振蓝光离开第四PBS 680。

[0083] 蓝光690通过第一棱镜面461进入第三PBS 660，并且与反射型偏振器190相交，蓝光690在反射型偏振器190中分解成具有第一偏振方向的蓝光691和具有第二偏振方向的蓝光692。

[0084] 具有第一偏振方向的蓝光691通过第三棱镜面463离开第三PBS660，并且当其穿过第三CSSRP滤波片633时，变成具有第二偏振方向的蓝光693。具有第二偏振方向的蓝光693通过第二棱镜面442进入第二PBS 640，从反射型偏振器190反射，通过第三棱镜面443离开第二PBS 640，并且无变化地穿过第二CSSRP滤波片632。具有第二偏振方向的蓝光693通过第二棱镜面422进入第一PBS 620，从反射型偏振器190反射，通过第三棱镜面423离开第一PBS 620，当其穿过第一CSSRP滤波片631时，变成具有第一偏振方向的蓝光695，并且通过第二棱镜面482进入第四PBS 680。具有第一偏振方向的蓝光695穿过反射型偏振器190，通过第四棱镜面484离开第四PBS 680，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成蓝色圆偏振光699B。当蓝色圆偏振光699B从反射镜430反射时，蓝色圆偏振光699B改变圆偏振的方向，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第二偏振方向的蓝光697，通过第四棱镜面484进入第四PBS 680，从反射型偏振器190反射，并且通过第一棱镜面481以具有第二偏振方向的蓝光697离开第四PBS680。

[0085] 具有第二偏振方向的蓝光692从反射型偏振器190反射，通过第四棱镜面464离开第三PBS 660，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成蓝色圆偏振光699B，当蓝色圆偏振光699B从反射镜430反射时，改变圆偏振的方向，并且当其再次穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第一偏振方向的蓝光694。具有第一偏振方向的蓝光694通过第四棱镜面464进入第三PBS 660，穿过反射型偏振器190，通过第二棱镜面462离开第三PBS 660，并且无变化地穿过第四CSSRP滤波片634。具有第一偏振方向的蓝光694通过第三棱镜面483进入第四PBS 680，穿过反射型偏振器190，并且通过第一棱镜面481以具有第一偏振方向的蓝光694离开第四PBS 680。

[0086] 在另一个方面，使用光组合器600将光分解的方法包括分别改变第一、第二、第三和混合光650、670、690、601的传播方向，如图6A-6D所示。混合光601导向第四PBS 680的第一棱镜面481，并且分别从第一、第二和第三PBS 620、640、660的第一棱镜面421、441、461接收第一、第二和第三波长光谱光中的至少一个。

[0087] 在一个方面，图7A是分别包括第一、第二、第三和第四PBS 720、740、760、780的光组合器700的俯视示意图。第一、第二、第三和第四CSSRP滤波片731、732、733、734分别设置在每对相邻PBS(720和780、720和740、740和760、760和780)之间。CSSRP滤波片731、732、733和734的每一个中的偏振旋转取决于穿过这些滤波片的每一个的光的颜色。根据一个方面，这些滤波片的每一个包括得从ColorLink Incorporated(Boulder，Colorado)的TM
ColorSelec M滤波片。包括延迟片425和反射镜430的偏振旋转反射器设置为分别面对第一、第二和第三PBS720、740、760的第四棱镜面424、444、464。在一个实施例中，延迟片425是关于第一偏振方向195成45°取向的1/4波长延迟片。

[0088] 第一PBS 720包括第一棱镜405和第二棱镜406，第一棱镜405具有其间成90°角的第一和第二棱镜面421、422，第二棱镜406具有其间成90°角的第三和第四棱镜面423、424。反射型偏振器190设置在第一和第二棱镜405、406之间，以使第一棱镜面421与第三棱镜面423相背对。反射型偏振器190可以是与第一偏振方向195(在这个视图中，与页面垂直)对准的笛卡尔反射型偏振器。反射型偏振器190可由非笛卡尔偏振器替代。

[0089] 第二PBS 740包括第一棱镜445和第二棱镜446，第一棱镜445具有其间成90°角的第一和第四棱镜面441、444，第二棱镜446具有其间成90°角的第二和第三棱镜面442、443。反射型偏振器190设置在第一与第二棱镜445、446之间，以使第一棱镜面441与第三棱镜面443相背对。

[0090] 第三PBS 760包括第一棱镜465和第二棱镜466，第一棱镜465具有其间成90°角的第一和第四棱镜面461、464，第二棱镜466具有其间成90°角的第二和第三棱镜面462、463。反射型偏振器190设置在第一和第二棱镜465、466之间，以使第一棱镜面461与第三棱镜面463相背对。

[0091] 第四PBS 780包括第一棱镜485和第二棱镜486，第一棱镜485具有其间成90°角的第一和第二棱镜面481、482，第二棱镜486具有其间成90°角的第三和第四棱镜面483、484。反射型偏振器190设置在第一和第二棱镜485、486之间，以使第一棱镜面481与第三棱镜面483相背对。

[0092] 光传输材料435与这些棱镜面的每一个相邻设置。光传输材料435可以是折射率低于棱镜405、406、445、446、465、466、485、486的折射率的任何材料。在一个实施例中，光传输材料435是空气。在另一个实施例中，光传输材料435是光学粘合剂，所述光学粘合剂用于将延迟片425和CSSRP滤波片731、732、733、734与其各自的棱镜面粘合。

[0093] 在一个方面，图7A中示出了使用光组合器700对光进行混合的方法。第一波长光谱光750导向第一PBS 720的第一棱镜面421，第二波长光谱光770导向第二PBS 740的第一棱镜面441，第三波长光谱光790导向第三PBS 760的第一棱镜面461，并且从第四PBS780的第一棱镜面481接收混合光701。在一个实施例中，第一、第二或第三波长光谱光750、
770、790中的至少两个导向各自的棱镜面421、441、461，并且从第四PBS 780的第一棱镜面
461接收混合光701。在一个实施例中，第一、第二和第三波长光谱光750、770、790是非偏振光，并且混合光701也是非偏振的。第一、第二和第三波长光谱光750、770、790的每一束可以包括来自发光二极管(LED)光源的光。可以使用各种光源，例如激光器、激光二极管、有机LED(OLED)以及非固态光源，非固体光源包括诸如具有适当的聚光器或反射器的超高压(UHP)卤素或氙灯。LED光源优于其它光源之处在于：运行经济、长寿命、耐用性、生光效率高以及改善的光谱输出。

[0094] 在一个实施例中，第一CSSRP滤波片731被选择为改变第一波长光谱光750的偏振方向，第二CSSRP滤波片732被选择为改变第三波长光谱光790的偏振方向，第三CSSRP滤波片733被选择为改变第二和第三波长光谱光770和790的偏振方向，并且第四CSSRP滤波片734被选择为改变第一和第二波长光谱光750和770的偏振方向。在图7A-7D所示的另一个实施例中，第一、第二和第三波长光谱光750、770、790分别是绿色、红色和蓝色非偏振光，第一CSSRP滤波片731是绿色/品红CSSRP滤波片，第二CSSRP滤波片432是蓝色/黄色CSSRP滤波片，第三CSSRP滤波片733是品红/绿色CSSRP滤波片，第四CSSRP滤波片734是青色/红色CSSRP滤波片，并且混合光701是白色非偏振光。

[0095] 现在参照图7B描述通过光组合器700的非偏振绿光750的光路。在这个实施例中，非偏振绿光750通过第一棱镜面421进入第一PBS720，并且通过第一棱镜面481以包括具有第一偏振方向的绿光754和具有第二偏振方向的绿光753的非偏振绿光离开第四PBS780。

[0096] 绿光750通过第一棱镜面421进入第一PBS 720，与反射型偏振器190相交，并且分解成具有第一偏振方向的绿光751和具有第二偏振方向的绿光752。

[0097] 具有第一偏振方向的绿光751通过第三棱镜面423离开第一PBS720，当其穿过第一CSSRP滤波片731时，改变偏振方向，并且通过第二棱镜面482以具有第二偏振方向的绿光753进入第四PBS 780。具有第二偏振方向的绿光753从反射型偏振器190反射，并且通过第一棱镜面481以具有第二偏振方向的绿光753离开第四PBS 780。

[0098] 具有第二偏振方向的绿光752通过第二棱镜面422离开第一PBS720，穿过第二CSSRP滤波片732而没有偏振态变化，通过第三棱镜面443进入第二PBS 740，从反射型偏振器190反射，通过第二棱镜面442离开第二PBS 740，穿过第三CSSRP滤波片733而没有偏振态变化，通过第三棱镜面463进入第三PBS 760，从反射型偏振器190反射，通过第二棱镜面462离开第三PBS 760，并且当其穿过第四CSSRP滤波片734时，变成具有第一偏振方向的绿光754。具有第一偏振方向的绿光754通过第三棱镜面483进入第四PBS 780，穿过反射型偏振器，并且通过第一棱镜面481以具有第一偏振方向的绿光754离开第四PBS780。

[0099] 图7C示出了通过光组合器700的非偏振红光770的光路。在这个实施例中，非偏振红光770通过第一棱镜面441进入第二PBS 740，并且通过第一棱镜面481以包括具有第一偏振方向的红光778和具有第二偏振方向的红光773的非偏振红光离开第四PBS 780。

[0100] 红光770通过第一棱镜面441进入第二PBS 740，与反射型偏振器190相交，并且分解成具有第一偏振方向的红光771和具有第二偏振方向的红光772。

[0101] 具有第一偏振方向的红光771通过第三棱镜面443离开第二PBS740，无变化地穿过第二CSSRP滤波片732，通过第二棱镜面422进入第一PBS 720，穿过反射型偏振器190，通过第四棱镜面424离开第一PBS 720，穿过反射型偏振器190，通过第四棱镜面424离开第一PBS720，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成红色圆偏振光799R。当红色圆偏振光799R从反射镜430反射时，红色圆偏振光799R改变圆偏振的方向，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第二偏振方向的红光773，并且通过第四棱镜面424再次进入第一PBS 720。具有第二偏振方向的红光773从反射型偏振器190反射，通过第三棱镜面423离开第一PBS 720，无变化地穿过第一CSSRP滤波片731，通过第二棱镜面482进入第四PBS780，从反射型偏振器190反射，并且通过第一棱镜面481以具有第二偏振方向的红光773离开第四PBS 780。

[0102] 具有第二偏振方向的红光772通过第四棱镜面444离开第二PBS740，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成红色圆偏振光799R。当红色圆偏振光799R从反射镜430反射时，红色圆偏振光799R改变圆偏振的方向，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第一偏振方向的红光774，通过第四棱镜面444进入第二PBS 740，穿过反射型偏振器190，通过第二棱镜面442离开第二PBS 740，并且当其穿过第三CSSRP滤波片733时，变成具有第二偏振方向的红光776。具有第二偏振方向的红光776通过第三棱镜面463进入第三PBS760，从反射型偏振器190反射，通过第二棱镜面462离开第三PBS 760，并且当其穿过第四CSSRP滤波片734时，变成具有第一偏振方向的红光778。具有第一偏振方向的红光778通过第三棱镜面483进入第四PBS 780，穿过反射型偏振器190，并且通过第一棱镜面481以具有第一偏振方向的红光778离开第四PBS 780。

[0103] 图7D示出了通过光组合器700的非偏振蓝光790的光路。在这个实施例中，非偏振蓝光790通过第一棱镜面461进入第三PBS 760，并且通过第一棱镜面481以包括具有第一偏振方向的蓝光796和具有第二偏振方向的蓝光795的非偏振蓝光离开第四PBS 780。

[0104] 蓝光790通过第一棱镜面461进入第三PBS 760，与反射型偏振器190相交，并且分解成具有第一偏振方向的蓝光791和具有第二偏振方向的蓝光792。

[0105] 具有第一偏振方向的蓝光791通过第三棱镜面463离开第三PBS760，并且当其穿过第三CSSRP滤波片733时，变成具有第二偏振方向的蓝光793，通过第二棱镜面442进入第二PBS 740，从反射型偏振器190反射，通过第三棱镜面443离开第二PBS 740，并且当其穿过第二CSSRP滤波片732时，变成具有第一偏振方向的蓝光794。具有第一偏振方向的蓝光794通过第二棱镜面422进入第一PBS 720，穿过反射型偏振器190，通过第四棱镜面424离开第一PBS 720，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成蓝色圆偏振光799B。当蓝色圆偏振光799B从反射镜430反射时，蓝色圆偏振光799B改变圆偏振的方向，当其穿过
1/4波长延迟片425时，变成具有第二偏振方向的蓝光795，通过第四棱镜面424进入第一PBS 720，从反射型偏振器190反射，并且通过第三棱镜面423离开第一PBS 720。具有第二偏振方向的蓝光795无变化地穿过第一CSSRP滤波片731，通过第二棱镜面482进入第四PBS 780，从反射型偏振器190反射，并且通过第一棱镜面481以具有第二偏振方向的蓝光
795离开第四PBS 780。

[0106] 具有第二偏振方向的蓝光792通过第四棱镜面464离开第三PBS790，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成蓝色圆偏振光799B，当其从反射镜430反射时，改变圆偏振的方向，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第一偏振方向的蓝光796。具有第一偏振方向的蓝光796通过第四棱镜面464进入第三PBS 760，穿过反射型偏振器190，通过第二棱镜面462离开第三PBS 760，无变化地穿过第四CSSRP滤波片734，通过第三棱镜面
483进入第四PBS 780，穿过反射型偏振器190，并且通过第一棱镜面481以具有第一偏振方向的蓝光796离开第四PBS 780。

[0107] 在另一个方面中，使用光组合器700将光分解的方法包括分别改变第一、第二、第三和混合光750、770、790、701的传播方向，如图7A-7D所示。混合光701导向第四PBS 780的第一棱镜面481，并且分别从第一、第二和第三PBS 720、740、760的第一棱镜面421、441、461接收第一、第二和第三波长光谱光中的至少一个。

[0108] 在一个方面，图8A是分别包括第一、第二、第三和第四PBS 820、840、860、880的光组合器800的俯视示意图。第一、第二、第三和第四CSSRP滤波片831、832、833和834分别设置在每对相邻的PBS(820和880、820和840、840和860、860和880)之间。CSSRP滤波片831、832、833和834的每一个中的偏振旋转取决于穿过这些滤波片的每一个的光的颜色。根据一个方面，这些滤波片的每一个包括可得自ColorLink Incorporated(Boulder，TMColorado)的ColorSelect 滤波片。包括延迟片425和反射镜430的偏振旋转反射器设置为分别面对第一、第二和第三PBS 820、840、860的第四棱镜面424、444、464。在一个实施例中，延迟片425是关于第一偏振方向195成45°取向的1/4波长延迟片。

[0109] 第一PBS 820包括第一棱镜405和第二棱镜406，第一棱镜405具有其间成90°角的第一和第四棱镜面421、424，第二棱镜面406具有其间成90°角的第二和第三棱镜面422、423。反射型偏振器190设置在第一和第二棱镜405、406之间，以使第一棱镜面421与第三棱镜面423相背对。反射型偏振器190可以是与第一偏振方向195(在这个视图中，与页面垂直)对准的笛卡尔反射型偏振器。反射型偏振器190可由非笛卡尔偏振器替代。

[0110] 第二PBS 840包括第一棱镜445和第二棱镜446，第一棱镜445具有其间成90°角的第一和第二棱镜面441、442，第二棱镜446具有其间成90°角的第三和第四棱镜面443、444。反射型偏振器190设置在第一和第二棱镜445、446之间，以使第一棱镜面441与第三棱镜面443相背对。

[0111] 第三PBS 860包括第一棱镜465和第二棱镜466，第一棱镜465具有其间成90°角的第一和第四棱镜面461、464，第二棱镜466具有其间成90°角的第二和第三棱镜面462、463。反射型偏振器190设置在第一和第二棱镜465、466之间，以使第一棱镜面461与第三棱镜面463相背对。

[0112] 第四PBS 880包括第一棱镜485和第二棱镜486，第一棱镜485具有其间成90°角的第一和第二棱镜面481、482，第二棱镜486具有其间成90°角的第三和第四棱镜面483、484。反射型偏振器190设置在第一和第二棱镜485、486之间，以使第一棱镜面481与第三棱镜面483相背对。

[0113] 光传输材料435与这些棱镜面的每一个相邻设置。光传输材料435可以是折射率低于棱镜405、406、445、446、465、466、485、486的折射率的任何材料。在一个实施例中，光传输材料435是空气。在另一个实施例中，光传输材料435是光学粘合剂，所述光学粘合剂用于将延迟片425和CSSRP滤波片831、832、833、834与其各自的棱镜面粘合。

[0114] 在一个方面，图8A中示出了使用光组合器800对光进行混合的方法。第一波长光谱光850导向第一PBS 820的第一棱镜面421，第二波长光谱光870导向第二PBS 840的第一棱镜面441，第三波长光谱光890导向第三PBS 860的第一棱镜面461，并且从第四PBS880的第一棱镜面481接收混合光801。在一个实施例中，第一、第二或第三波长光谱光850、
870、890中的至少两个导向各自的棱镜面421、441、461，并且从第四PBS 880的第一棱镜面
461接收混合光801。在一个实施例中，第一、第二和第三波长光谱光850、870、890是非偏振光，并且混合光801也是非偏振的。第一、第二和第三光谱光850、870和890的每一束可以包括来自发光二极管(LED)光源的光。可以使用各种光源，例如激光器、激光二极管、有机LED(OLED)以及非固态光源，非固体光源包括诸如具有适当的聚光器或反射器的超高压(UHP)卤素或氙灯。LED光源优于其它光源之处在于：运行经济、长寿命、耐用性、生光效率高以及改善的光谱输出。

[0115] 在一个实施例中，第一和第三CSSRP滤波片831、833被选择为改变第一波长光谱光850的偏振方向，第二和第四CSSRP滤波片832、834被选择为改变第一和第二波长光谱光850和870的偏振方向。在图8A-8D所示的另一个实施例中，第一、第二和第三波长光谱光850、870、890分别是红色、绿色和蓝色非偏振光，第一和第三CSSRP滤波片831、833是红色/青色CSSRP滤波片，第二和第四CSSRP滤波片832、834是黄色/蓝色CSSRP滤波片，并且混合光801是白色非偏振光。

[0116] 现在参照图8B描述通过光组合器800的非偏振红光850的光路。在这个实施例中，非偏振红光850通过第一棱镜421进入第一PBS 820，并且通过第一棱镜面481以包括具有第一偏振方向的红光858和具有第二偏振方向的红光853的非偏振红光离开第四PBS880。

[0117] 红光850通过第一棱镜面421进入第一PBS 820，与反射型偏振器190相交，并且分解成具有第一偏振方向的红光851和具有第二偏振方向的红光852。

[0118] 具有第一偏振方向的红光851通过第三棱镜面423离开第一PBS820，当其穿过第一CSSRP滤波片831时，改变偏振方向，并且通过第二棱镜面482以具有第二偏振方向的红光853进入第四PBS 880。具有第二偏振方向的红光853从反射型偏振器190反射，并且通过第一棱镜面481以具有第二偏振方向的红光853离开第四PBS 880。

[0119] 具有第二偏振方向的红光852通过第四棱镜面424离开第一PBS820，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成红色圆偏振光899R。红色圆偏振光899R从反射镜430反射，改变圆偏振的方向，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第一偏振方向的红光854。具有第一偏振方向的红光854通过第四棱镜面424进入第一PBS 820，穿过反射型偏振器190，通过第二棱镜面422离开第一PBS 820，并且当其穿过第一CSSRP滤波片831时，改变偏振方向，以变成具有第二偏振方向的红光855。具有第二偏振方向的红光855通过第三棱镜面443进入第二PBS 840，从反射型偏振器190反射，通过第四棱镜面444离开第二PBS 840，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成红色圆偏振光899R，当红色圆偏振光899R从反射镜430反射时，改变圆偏振的方向，并且当其再次穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第一偏振方向的红光856。具有第一偏振方向的红光856通过第四棱镜面444进入第二PBS 840，穿过反射型偏振器190，通过第二棱镜面442离开第二PBS

[0120] 840，当其穿过第三CSSRP滤波片433时，变成具有第二偏振方向的红光857。具有第二偏振方向的红光857通过第三棱镜面463进入第三PBS 860，从反射型偏振器190反射，通过第二棱镜面462离开第三PBS860，并且当其穿过第四CSSRP滤波片434时，变成具有第一偏振方向的红光858。具有第一偏振方向的红光858通过第三棱镜面483进入第四PBS 880，穿过反射型偏振器190，并且通过第一棱镜面481以具有第一偏振方向的红光858离开第四PBS 880。

[0121] 图8C示出了通过光组合器800的非偏振绿光870的光路。在这个实施例中，非偏振绿光870通过第一棱镜面441进入第二PBS 840，并且通过第一棱镜面481以包括具有第一偏振方向的绿光874和具有第二偏振方向的绿光873的非偏振绿光离开第四PBS 880。

[0122] 绿光870通过第一棱镜面441进入第二PBS 840，与反射型偏振器190相交，并且分解成具有第一偏振方向的绿光871和具有第二偏振方向的绿光872。

[0123] 具有第一偏振方向的绿光871通过第三棱镜面443离开第二PBS840，并且当其穿过第二CSSRP滤波片832时，变成绿光873。具有第二偏振方向的绿光873通过第二棱镜面422进入第一PBS 820，从反射型偏振器190反射，通过第三棱镜面423离开第一PBS820，无变化地穿过第一CSSRP滤波片831，通过第二棱镜面482进入第四PBS 880，从反射型偏振器190反射，并且通过第一棱镜面481以具有第二偏振方向的绿光873离开第四PBS
880。

[0124] 具有第二偏振方向的绿光872通过第二棱镜面442离开第二PBS840，穿过第三CSSRP滤波片433而无偏振态变化，通过第三棱镜面463进入第三PBS 860，从反射型偏振器190反射，通过第二棱镜面462离开第三PBS 860，并且当其穿过第四CSSRP滤波片834时，变成具有第一偏振方向的绿光874。具有第一偏振方向的绿光874通过第三棱镜面483进入第四PBS 880，穿过反射型偏振器190，并且通过第一棱镜面461以具有第一偏振方向的绿光874离开第四PBS 880。

[0125] 图8D示出了通过光组合器800的非偏振蓝光890的光路。在这个实施例中，非偏振蓝光890通过第一棱镜面461进入第三PBS 860，并且通过第一棱镜面481以包括具有第一偏振方向的蓝光894和具有第二偏振方向的蓝光893的非偏振蓝光离开第四PBS 880。

[0126] 蓝光890通过第一棱镜面441进入第三PBS 860，与反射型偏振器190相交，并且分解成具有第一偏振方向的蓝光891和具有第二偏振方向的蓝光892。

[0127] 具有第一偏振方向的蓝光891通过第三棱镜面463离开第三PBS860，无变化地穿过第三CSSRP滤波片833，通过第二棱镜面442进入第二PBS 840，穿过反射型偏振器190，通过第四棱镜面444离开第二PBS 840，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成蓝色圆偏振光899B。当蓝色圆偏振光899B从反射镜430反射时，蓝色圆偏振光899B改变圆偏振的方向，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第二偏振方向的蓝光893，并且通过第四棱镜面444再次进入第二PBS 840。具有第二偏振方向的蓝光893从反射型偏振器190反射，通过第三棱镜面443离开第二PBS 840，无变化地穿过第二CSSRP滤波片832，并且通过第二棱镜面422进入第一PBS 820。具有第二偏振方向的蓝光893从反射型偏振器190反射，通过第三棱镜面483离开第一PBS 820，无变化地穿过第一CSSRP滤波片831，通过第二棱镜面482进入第四PBS 880，从反射型偏振器190反射，并且通过第一棱镜面481以有第二偏振方向的蓝光893离开第四PBS 880。

[0128] 具有第二偏振方向的蓝光892通过第四棱镜面464离开第三PBS860，当其穿过1/4波长延迟片425时，变成蓝色圆偏振光899B，当其从反射镜430反射时，改变圆偏振的方向，并且当其穿过1/4波长延迟片425时，变成具有第一偏振方向的蓝光894。具有第一偏振方向的蓝光894通过第四棱镜面464进入第三PBS 860，穿过反射型偏振器190，通过第二棱镜面462离开第三PBS 860，无变化地穿过第四CSSRP滤波片834，通过第三棱镜面
483进入第四PBS 880，穿过反射型偏振器190，并且通过第一棱镜面481以具有第一偏振方向的蓝光894离开第四PBS 880。

[0129] 在另一个方面，使用光组合器800将光分解的方法包括分别改变第一、第二、第三和混合光850、870、890、801的传播方向，如图8A-8D所示。混合光801导向第四PBS 880的第一棱镜面481，并且分别从第一、第二和第三PBS 820、840、860的第一棱镜面421、441、461接收第一、第二和第三波长光谱光中的至少一个。

[0130] 除非另外指明，在说明书和权利要求中使用的表示部件的尺寸、数量和物理特性的所有数字应当被理解为由词语“约”来修饰。因此，除非有相反的指示，在上述说明书和所附权利要求中所提出的数值参数为近似值，可根据本领域内的技术人员利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性而变化。

[0131] 尽管本文示出和描述了特定实施例，但是本领域普通技术人员应该明白，在不脱离本发明的范围的情况下，大量的替代形式和/或等效实施方式可替换所示和所述的特定实施例。本申请旨在覆盖本文讨论的特定实施例的任何改动和变型。因此，本发明应该仅仅由权利要求及其等同物进行限定。