专利名称：用于安装调制元件的外壳的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及数字成像设备，尤其涉及用于安装偏振元件和反射型LCD空间光调制器的框架和方法。
背景技术：
最初被引入作为用于商务显示市场的小尺寸成像设备的数字彩色投影仪，已经稳定提高了整体成像性能和光输出能力。但是，数字电影投影仪要与例如用于影院中的常规电影胶片投影仪竞争，仍存在许多显著的技术障碍。与常规电影投影仪不同，高品质的数字投影仪系统提供红、绿、蓝色(RGB)图像数据的独立的彩色调制路径。为投影完整的彩色图像，数字彩色投影设备的设计需要以适当的强度和配准合成用于承载在各单色通道上形成的图像的单色光束。
参考图1，示出了如美国专利申请公开2003/0133079所述的数字电影投影设备10的简化图，其在此引用作为参考。每个彩色通道(r＝红，g＝绿，b＝蓝)采用类似元件形成调制光束。将每个路径中的各个元件适当地标记为r，g，或b。但是，下文叙述中只在需要时指出彩色通道之间的区别。光源20提供未调制的光，其通过均匀化光学元件22调整以提供均匀照明，然后通过照明中继透镜80被引到分色器27。分色器27将白光分为红、绿、蓝彩色通道。光线沿着任一所述3个彩色通道到达光调制组件38，其中中继透镜82引导光通过预偏振器70到达偏振分光器24。将具有希望偏振态的光透射通过偏振分光器24，随后通过空间光调制器30调制，其选择性地调制在象素位置阵列上的入射光的偏振态。空间光调制器30的作用形成图像。将从偏振分光器24反射的来自该图像的调制光，沿光轴Or/Og/Ob透射通过检偏器72，然后通过放大中继透镜28引导，通过可选的折叠式反射镜31到达二向色组合器26，所述组合器在常规系统中通常是X立方体、菲利普棱镜、或者是二向色表面的组合。还可以在调制光路中提供可选的彩色选择偏振滤光器60。二向色组合器26沿公共光轴O为投影透镜32组合了来自独立光轴Or/Og/Ob的红、绿、蓝色调制图像，以形成组合的多色图像，所述图像被投影在例如投影屏的显示表面40上。
图1的反射型液晶设备(LCD)是一种广泛应用于数字投影仪设计中的一种空间光调制器。该设备接收偏振光，并调制入射光的偏振状态，以提供作为输出的彩色光束。为了获得偏振光，通常在作为偏振器和检偏器的一个或多个偏振元件的支持下，采用偏振分光器棱镜，例如McNeille棱镜。
因为必须从每个三色通道组合调制光以合成彩色图像，因此正确的配准所调制的光束是很重要的。当从空间光调制器30的表面反射调制光时，在每个LCD表面的相关对准中的角度误差可能导致分辨率的显著偏移，从而产生不令人满意的图像质量。其它图像质量问题，例如对比度的降低，可能是因为对偏振支持元件尤其是偏振分光器24的对准缺陷。此外，热膨胀效应可能导致配准的进一步漂移，并降低偏振元件的性能。由于高端投影设备需要高亮度，在这些设备中热膨胀尤其得到关注。同时，需要紧凑的光学封装，其在成像元件和投影棱镜之间具有最短光路长度。这些冲突的需求使得高亮度投影设备的设计更为复杂。
热膨胀对图像配准的消极影响在本领域中是熟知的。回应该问题，美国专利6,345,895(Maki等)不赞成使用安装基座来支撑反射型空间光调制器、偏振分光器、及相关的偏振支持元件。尤其是，美国专利6,345,895公开了甚至提出不使用由低热膨胀系数的金属或复合材料形成的安装基座。取代的是，美国专利6,345,895提出的方法直接将空间光调制器元件安装到用于分光或彩色组合的玻璃棱镜元件上，从而使光路中的元件与热膨胀保持对准。在美国专利6,375,330(Mihalakis)、6,053,616(Fujimori等)、以及6,056,407(Iinuma等)中也提出了同样的方法。
附接到棱镜元件的一个公知的问题是实现其初始对准。作为一个实例，美国专利6,406,151(Fujimori)描述了将LCD元件粘合地固定到棱镜上并对准的方法。尽管直接附接到玻璃或塑料棱镜表面可以具有最小化热膨胀效应的优点，但是使用粘合剂的方案表现出许多缺陷，所述方案增加了LCD自身的散热问题，并使元件替换变成昂贵而耗时的过程。
近来，如美国专利6,122,103(Perkins等)所公开的，已经开发出用于可见光谱中的高质线栅偏振器。尽管现有的线栅偏振器在获得数字电影投影所需的高对比度方面尚未表现出全部的需要性能特征，但这些装置仍然具有许多优点。这些优点主要表现如下(i)良好的热性能。线栅偏振器不会表现出上面所提到的基于玻璃的偏振装置的热应力双折射。
(ii)坚固性。线栅偏振器已经显示出能够经受预期的光强、温度、振动、以及数字电影投影所必需的其它环境条件。
(iii)良好的角度响应。这些装置比常规玻璃偏振分光器有效地提供更多的开孔，这比常规装置允许更高水平的光通量。
(iv)良好的彩色响应。这些装置在不同彩色通道条件下运行良好。但是必须注意到，蓝光通道中的响应可能需要额外的补偿。
美国专利6,234,634和6,447,120(都属于Hansen等.)以及6,585,378(Kurtz等)公开了利用线栅偏振分光器的图像投影设备。尤其是由于其小尺寸和重量，该线栅偏振分光器具有优于常规基于棱镜的偏振分光器的优点。可以理解，结合使用线栅偏振器和检偏器元件进行光调制具有很多优点。但是，当利用用于现有技术的投影设备中的更常规的分光器和偏振器时，线栅元件自身也受到热膨胀效应的问题，并且必须在考虑热效应的情况下与每个彩色通道中的空间光调制器适当对准。
G.H.Ho等人在SID 02摘要发表的名为“The Mechanical-OpticalProperties of Wire-Grid Type Polarizer in Projection Display System”的文章中，提出了一些在采用反射型LCD空间光调制器的成像设备中应用线栅偏振元件的关键的设计考虑。注意到由机械约束和热应力在较低功率的投影设备中导致的问题，Ho等人的文章着重指出了线栅偏振分光器的常规安装技术的全部消极影响。尤其是，Ho等的公开涉及一种采用反射型LCD空间光调制器的成像系统，所述调制器将调制的光透射通过线栅偏振分光器。这类系统的固有问题包括散光，其可以通过利用Ho等人的文章所描述的技术进行修正。Ho等人的文章中提到的其它问题是由于线栅偏振分光器的热效应引起的表面变形。可以理解，如Ho等人的文章所着重指出的，低功率到中等功率的投影设备中的问题在高能投影设备中甚至变得更为明显。
安装线栅偏振分光器的关键设计考虑之一是保持该元件表面相对于空间光调制器和检偏器的表面为精确的45度方向。在设计电子投影设备中必须解决的相关问题是，空间光调制器自身相对于线栅偏振分光器和投影光路的对准。保持精确的对准而没有热漂移的消极影响，是高端电子投影设备的关键设计目标。
与Ho等人构造的成像设备不同的是，图1所示投影设备10(本发明构成其一部分)采用反射型LCD空间光调制器30r，30g，30b，其将调制光引回到对应的偏振分光器24r，24g，24b，所述分光器又将光反射向成像透镜。为了用线栅偏振分光器代替常规的基于棱镜的偏振分光器元件，必须考虑Ho等人强调的热效应。但是，由于偏振分光器的位置是作为调制光路中的反射表面，对成像问题的内在热影响甚至比Ho等人的文章中所描述的系统更为明显。就是说，使用线栅偏振分光器元件代替偏振分光器24r，24g，24b，会聚、对比度和通常的波前象差受到光学设计者更多的关注。这些光学效应主要来源于表面变形、横向偏移或倾斜和/或旋转，以及热应力能引起的所有问题。Ho等人不仅没有考虑到高强度照明存在的问题，也没有考虑到反射结构所引起的特定问题，并且Ho等人也未提供其解决方案。作为另一个近来的参考文献，美国专利申请公开2003/0117708(Kane)公开了一种密封外壳，其包括线栅偏振分光器、空间光调制器和投影透镜，并且在其内部空间填充惰性气体或真空。U.S.2003/0117708陈述的目的之一是保护线栅元件免受侵蚀，并处理和模块封装光学组件。虽然该方法在仅采用单个空间光调制器的小尺寸投影环境中可以应用，但U.S.2003/0117708的设备和方法可能不适用于设计为商业用途的全彩色投影设备的高热环境中，例如用于电影院中。另外，高质数字投影需要对每个彩色通道使用独立的空间光调制器和高质投影光学元件。为了提供合适的对比度，需要对偏振分光器使用附加的支持元件，以提供其它偏振选择。将这些偏振支持元件与偏振分光器和整个成像路径相对对准是非常重要的。U.S.2003/0117708中并没有使用或添加这类支持元件。另外，U.S.2003/0117708的方法也没有预计或提供对于在高热环境中可能产生的热变形和应力双折射的解决方案，所述高热环境是由于密封外壳中的过多约束和热容量。
因此可以看到，尽管线栅偏振器和偏振分光器在用于数字投影设备时具有某些优点，但为了从这些元件获得适当的性能，必须解决热膨胀效应引起的对准问题和复杂性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种安装空间光调制器和偏振支持元件的设备和技术，其具有机械坚固性，并使得热膨胀不会降低成像质量，同时允许在光调制路径中简单对准元件。为了达到该目的，本发明提供一种外壳，其用于将线栅偏振分光器和空间光调制器安装为与输出光路对准，所述外壳包括(a)前板，其具有开口，以允许沿照明轴线提供入射照明；(b)调制器安装板，其与所述前板隔开并平行，用于在所述照明轴线的所述输出光路中安装所述空间光调制器；(c)第一和第二偏振器支撑板，其被相互隔开，并在所述前板和所述调制器安装板之间延伸；所述第一和第二支撑板各自的相对的内表面提供共面支撑特征，用于支撑在所述内表面之间的所述线栅偏振分光器；以及所述线栅偏振分光器垂直于所述相对的内表面、并在所述表面之间延伸，所述线栅偏振分光器的表面与所述调制器安装板上的所述空间光调制器的表面具有固定角度，所述固定角度沿所述输出光路限定输出光轴。
本发明的一个特征是为单色通道的空间光调制器和偏振支持元件提供模块式外壳。
本发明的一个优点是提供了一种能相对于调制光的光路精确对准线栅偏振分光器的安装方法。利用本发明所述的设备和方法，一旦将所述外壳安装到位就不需要调节偏振分光器的位置。在任一彩色通道只需要略微调节空间光调制器的位置。
本发明所述的设备和方法的另一个优点是允许使用常规的光学制造公差来制造精确对准外壳。
本发明的另一个优点是，允许对单个彩色通道更换空间光调制器，而不需要重新调节偏振支持元件。用于单色通道的整套调制和偏振元件被封装为一个单元，从而容易拆除以用于维修。
本发明的另一个优点是，提供了用于偏振元件的安装设置，其具有坚固性，并考虑了热膨胀的影响。
本领域技术人员通过结合附图阅读下述的详细描述，本发明的这些或其它目的、特征和优点会变得更加明显，在所述附图中示出和描述了本发明的示例性实施例。
尽管说明书总结的权利要求书尤其指出并清楚要求了本发明的主题，应该相信，通过结合附图的下述描述，本发明将更加容易理解，其中图1是示出利用反射型LCD空间光调制器的投影设备的元件总体设置的示意框图；图2是相对于光路中的其它元件示出本发明的外壳的元件的透视图；图3是示出本发明外壳的元件的放大透视图，其中没有图2所示的安装细节；图4是示出本发明外壳的内部元件的透视图，其中拆除了检偏器；
图5是示出用于调制和偏振的本发明外壳的内部元件的透视图，其中拆除了顶部盖板；图6是示出本发明外壳的内部元件的透视图，其中拆除了顶部盖板，并示出了用于照明的代表光锥和调制光；以及图7是示出从用于附接空间光调制器的安装板分开的关键支撑结构的透视分解图。
具体实施例方式
本说明书尤其涉及这样的元件，其构成根据本发明的装置的一部分，或与其直接协作。应理解到，没有具体示出或描述的元件可以具有本领域技术人员所熟知的各种形式。
参考图2和3，示出了外壳100的透视图，其用于将空间光调制器30及其支持偏振元件安装到投影设备10内部的机架壁104上，所述偏振支持元件用于单色调制通道，在优选实施例中为蓝色通道。将单色照射I引到旋转反射镜31上，其反射照射I使其穿过放大中继透镜82和环形孔102，然后进入外壳100。如图1所示，随后将沿Ob轴输出的调制光引入用于合成的缩小中继透镜28、以及投影光学元件。将调制器装配件106附接为外壳100的一部分。
参考图4，示出了拆除检偏器72之后的外壳100的内部元件和整体结构的正透视图。调制器装配件106附接到调制器安装板110。将顶板112和底板120配合到调制器安装板110中，以将调制器安装板110和环形孔102隔开。在外壳100中，将线栅偏振分光器122设置在相对于空间光调制器30的表面的固定的对角角度上。沿底板120边缘设置的配准凹槽118，从而为检偏器72的底边提供支座。将预偏振器70安装在由环形孔102提供的凹槽108中，并利用例如RTV型粘合剂的柔性顺从的粘合剂将其略微固定到位。
参考图7，示出了拆除了调制器安装板110后的外壳100的透视图。例如通过浇铸可以将由顶板112、底板120和环形孔102构成的外壳100的部分制造为单个单元。不管以什么方式制造外壳100，必须将底板120与顶板112的相对表面上的相应支撑特征相互对准，以便在这些表面之间以最小的约束配准线栅偏振分光器122和检偏器72。线栅偏振分光器122分别与底板120和顶板112上的共面配准表面124和124’配合。线栅偏振分光器122的底部边缘位于分光器支座底部128的上方。在一个实施例中，通过机械加工把共面配准表面124和124’对准为共面，然后将底板120和顶板112组装到环形孔102。以同样的操作对边缘导轨126和126’进行类似的机械加工，使其在外壳100中与偏振分光器122的边缘共线。
同样，为了支撑检偏器72，对准底板120上的配准凹槽118，使其后表面与顶板112的侧面116共面。在顶板112和底板120上设置槽114，以最大化空气流109，其为环境空气或专用受迫气流，并通过所述偏振分光器的一个或两个表面，同时也为邻近的偏振和调制元件提供额外的冷却。另外，冷却偏振分光器的额外好处是防止偏振分光器和/或其装配件的不同的热膨胀，所述膨胀可能导致偏振分光器从其正常位置旋转，从而引起会聚(屏幕位置)误差。
可以利用常规用于机械加工的或铸造的金属元件的配合方法，将底板120和顶板112配合到调制器安装板110和环形孔102。可以采用插脚和锁销(detent)对准这些元件以形成图4所示的外壳100的外部壳体。随后将这些部件用螺丝拧紧在一起，使外壳100形成单个模块部件。为了使热膨胀均匀，采用类似的材料制造底板120、顶板112、调制器安装板110以及环形孔102。在优选实施例中，用铝制成底板120、顶板112、调制器安装板110以及环形孔102。可选的是，可以使用其它具有低热膨胀系数的材料，例如殷钢或某些类型的不锈钢。
与照明系统(图2、3所示轴线I)的精确对准并不是至关重要的，对准未调制光路时可以有一定的容许公差。有利的是，外壳100在容许公差范围内可以自动定心到照明轴I，从而不需要进一步的手动对准。再次参考图3，通过把中继透镜82的圆筒配合到环形孔102上提供这种自动定心，其中环形孔102自身被固定到机架壁104上。
对偏振元件的对准参考图5，示出了偏振和调制元件的透视图，其中拆除了顶板112和环形孔102，而示出了在位的检偏器72。图5示出了调制器安装板110和基板120的结构细节。如图7所示，基板120具有共面配准表面124，或者是等同的机械特征，其充当基准，以相对于空间光调制器30的需要的固定角度设置线栅偏振分光器122。在优先实施例中，该固定角度是45度。然后，如图5所示，分光器支座底部128(在图7中显示最清楚)提供垂直基准，以在y方向对准线栅偏振分光器122。共面配准表面124提供基准，以在z方向对准线栅偏振分光器122。基板120中的边缘导轨126充当基准点，用于沿共面配准表面124(即图5所示的x方向)水平对准线栅偏振分光器122。如图7所示，顶板112中相应的边缘导轨126’与底板120中的边缘导轨126对准，从而提供一对基准点，以在水平方向(x方向)上对准偏振分光器122的一个边缘，所述偏振分光器在基板120和顶板112之间延伸。
在设计外壳100时，允许偏振元件的热膨胀在控制的方向上、相对基准点或表面。使用边缘导轨126和共面配准表面124允许线栅偏振分光器122从边缘导轨126附近的接触的拐角点向外热膨胀。线栅偏振分光器122邻近其底部边缘的表面与底板120上的共面配准表面124相对设置；线栅偏振分光器122的顶部边缘与顶板112上的共面配准表面124’相对设置，同时允许沿该顶部边缘的热膨胀。可以使用少量柔性顺从的粘合剂(如RTV型粘合剂)来将线栅偏振分光器122的底部边缘固定到支座底部128，同时将线栅偏振分光器122的顶部边缘固定到顶板112上的共面配准表面124’的表面上。类似，如图7所示位于配准凹槽118上的检偏器72能在其顶部边缘膨胀，并被柔性地粘合到侧表面116上。通过允许一定公差的热膨胀并允许在预定方向(图5所示的x和y方向)上的膨胀，从而外壳100的设计最小化了线栅偏振分光器122和检偏器72由于热效应而产生的弯曲和其它变形。
可以观察到，制造如图4、5和7所示的外壳100允许相对于彩色通道的投影光学元件对偏振和调制元件进行初始近似的定位，也就是说，对三个偏振元件(预偏振器70、线栅偏振分光器122和检偏器72)和空间光调制器30提供初始的对准。当然，对于对线栅偏振元件边缘的对准仍然存在小公差，利用现有的制造技术，这些元件的精确偏振轴线精确到约0.5度的范围内。
在制造外壳100中可以使用常规的光学公差和加工技术。有利的是，外壳100允许以需要的精度将所述三个偏振元件组装在一起，从而在将这些元件装配到位后不需要进一步的调节。然后可以将外壳100安装到机架壁104上。通过调整调制器安装板110上的空间光调制器30的相对位置可以实现对输出光路(例如图3或5所示的Ob轴)的精确对准。最终的精确对准是辅助调节，通常在几个微米的量级上，其可以在投影设备10组装完毕后进行。
为了以需要的精度提供图像配准，下述对准方式是尤其重要的(i)将线栅偏振分光器122与图5所示的输出光轴Ob对准；(ii)将线栅偏振分光器122与空间光调制器30对准；以及(iii)将检偏器72与线栅偏振分光器122和输出光轴Ob对准。
这样，如图2所示，利用本发明的设备和方法，通过在外壳100内部组装元件并将外壳100安装到机架壁104上，可以实现的上述对准(i)和(iii)。而上述对准(ii)需要将空间光调制器30定位到调制器安装板110上并调节到位。这样，利用该配置，只需要对空间光调制器30的一次现场调节，以光学对准每个彩色通道中的光调制组件38的元件。
图6所示透视图示出了通过线栅偏振分光器122透射并被其反射的代表光锥。
当完全组装外壳100时，通过将预偏振器70安装到环形孔102中，所提供的预偏振器70与照射路径I的对准，充分在公差范围内。
对空间光调制器30的对准再次参考附图1，可以更容易的理解空间光调制器30的对准的问题。为了精确对准输出光轴O，每个彩色通道Or/Og/Ob都必须与二向色组合器26对准。利用外壳100，当被最初安装到调制器安装板110上时，每个空间光调制器30的位置将已经在一些合理的对准公差范围内，通常在例如几个象素的范围内。如光学对准领域内的技术人员所熟知的，利用投影的成像目标，微调每个空间光调制器30的位置，将允许在投影设备10内进行最后对准。当实施这种对准后，利用在光学机械领域所熟知的粘合剂和技术，可以将每个空间光调制器30安装(pot)在位。
实施外壳100的第二个设计考虑因素涉及最小化可能减弱图像对比度的光泄漏。参考图5，来自入射路径I的一些杂散光S可能被线栅偏振分光器122的表面反射，而不是被完全透射到空间光调制器30。在这种不希望的反射杂散光S的路径中的任何类型的反射表面都能反射在输出光轴Ob方向上通过线栅偏振分光器122的光的一部分，从而降低了对比度。因此，在可能的杂散、反射光S的路径中推荐使用非反射型材料。在一个实施例中，在杂散光S的路径中提供光吸收材料。
在一个实施例中，名称“顶部”和“底部”是指外壳100及其元件的轮廓(layout)；外壳100的角方向在本发明的范围内可以改变。通过例如采用插脚或其它定位特征，在顶板112和底板120上设置适当位置的装配点，可以为对准提供共面基准面。检偏器72和预偏振器70元件自身可以是线栅偏振元件，或者是其它类型的常规平面偏振装置。检偏器72可以是例如基于聚合物的偏振器。
电子成像投影系统中的常规安装方法是将偏振元件安装到玻璃棱镜元件以补偿热膨胀，与此不同的是，本发明的外壳100提供一个独立的结构，其将这些元件保持在相对于彼此的需要的位置关系。在美国专利6,345,895中不鼓励在金属基板上支撑调制元件和偏振元件，本发明提供的外壳100采用基板120作为这些元件的主要支撑结构。现有技术方案需要大量的设置和调节来获得偏振元件相互之间及其与空间光调制器之间必要的对准，与之不同的是，本发明的外壳100保持这些元件的位置，从而仅需要较小地调节空间光调制器30来对准彩色合成光学元件的彩色通道中的调制和偏振元件。同时，外壳100的设计方案利用只采用标准光学容差的制造和机械加工技术来提供这些精确对准。与将元件附接到合成棱镜上的设备不同，本发明的外壳100允许对每个彩色通道进行独立的组装、调节及维护，从而使在单个彩色通道中的调节对投影设备10整体的影响最小化。现有技术方案包括多个金属片元件，与之不同的是，本发明外壳100提供了用于安装偏振和调制元件的单独的坚固框架，其适用于高能耗的投影系统。
因此，提供了一种设备和方法，其在一种结构中安装偏振元件和反射型LCD空间光调制器，所述结构是热坚固的，并允许简单的对准技术。
零件名单10投影设备20光源22均匀化光学元件24偏振分光器24r偏振分光器，红色24g偏振分光器，绿色24b偏振分光器，蓝色26二向色组合器27分色器28放大中继透镜28r放大中继透镜，红色28g放大中继透镜，绿色28b放大中继透镜，蓝色30空间光调制器30r空间光调制器，红色30g空间光调制器，绿色30b空间光调制器，蓝色31折叠式反射镜
32投影透镜38光调制组件38r光调制组件，红色38g光调制组件，绿色38b光调制组件，蓝色40显示表面60感色偏振滤光器60r感色偏振滤光器，红色60g感色偏振滤光器，绿色60b感色偏振滤光器，蓝色70预偏振器72检偏器80照射中继透镜82中继透镜100外壳102环形孔104机架壁106调制器装配件108凹槽109空气流110调制器安装板112顶板114槽116侧面118配准凹槽120基板122线栅偏振分光器124共面配准表面
124′共面配准表面126边缘导轨126′边缘导轨128分光器支座底部
权利要求
1.一种外壳，其用于将线栅偏振分光器和空间光调制器安装为与输出光路对准，所述外壳包括(a)前板，其具有开口，以允许沿照明轴线提供入射照明；(b)调制器安装板，其与所述前板隔开并平行，用于在所述照明轴线的所述输出光路中安装所述空间光调制器；(c)第一和第二偏振器支撑板，其被相互隔开，并在所述前板和所述调制器安装板之间延伸；所述第一和第二支撑板各自的相对的内表面提供共面支撑特征，用于支撑在所述内表面之间的所述线栅偏振分光器；以及所述线栅偏振分光器垂直于所述相对的内表面、并在所述表面之间延伸，所述线栅偏振分光器的表面与所述调制器安装板上的所述空间光调制器的表面具有固定角度，所述固定角度沿所述输出光路限定输出光轴。
2.根据权利要求1所述的外壳，其中所述第一和第二偏振器支撑板还提供一对共面的第一和第二边缘支持元件，用于配准所述线栅偏振分光器的边缘。
3.根据权利要求1所述的外壳，其中所述第一偏振器支撑板还包括第一检偏器支座特征，用于支撑检偏器的表面并对准所述检偏器的边缘；所述第一检偏器支座特征与所述第二偏振器支撑板上的对应第二检偏器支座特征共面；以及所述第一和第二偏振器支撑板从而为输出光路中的检偏器提供支撑，所述检偏器在所述第一和第二偏振器支撑板之间延伸。
4.根据权利要求1所述的外壳，其中所述支撑板为环境或受迫空气通过所述偏振和调制元件提供足够的通风。
5.根据权利要求1所述的外壳，其中所述空间光调制器是反射型液晶空间光调制器。
6.根据权利要求1所述的外壳，其中所述前板还包括用于容纳预偏振器的槽。
7.根据权利要求1所述的外壳，其中在所述前板中的开口是环形孔。
8.根据权利要求1所述的外壳，其中所述线栅偏振分光器的表面与所述调制器安装板上的空间光调制器的表面之间的所述固定角度是对角线角。
9.根据权利要求1所述的外壳，其中所述共面支撑特征选自于机械加工表面和定位销。
10.根据权利要求3所述的外壳，其中所述检偏器包括线栅偏振元件。
11.根据权利要求3所述的外壳，其中所述检偏器包括基于聚合物的偏振器。
12.一种外壳，其用于将线栅偏振分光器和空间光调制器安装为与输出光路对准，所述外壳包括(a)前板，其具有开口，以允许沿照明轴线通过预检偏器元件提供入射照明；(b)调制器安装板，其与所述前板隔开并平行，用于在所述照明轴线的路径中安装所述空间光调制器；(c)第一和第二偏振器支撑板，其被相互隔开，并在所述前板和所述调制器安装板之间延伸；所述第一和第二支撑板各自的相对的内表面提供共面支撑特征，用于支撑在所述内表面之间延伸的所述线栅偏振分光器；其中所述第一和第二偏振器支撑板还提供一对共面的第一和第二边缘支持元件，用于配准所述线栅偏振分光器的边缘；所述第一和第二偏振器支撑板还包括共面支撑特征，用于在输出光路中安装检偏器；以及所述线栅偏振分光器垂直于所述相对的内表面、并在所述表面之间延伸，所述线栅偏振分光器的表面与所述调制器安装板上的所述空间光调制器的表面具有固定角度，所述固定角度沿所述输出光路限定输出光轴。
13.根据权利要求12所述的外壳，其中所述空间光调制器是反射型液晶空间光调制器。
14.根据权利要求12所述的外壳，其中在所述前板中的所述开口是环形孔。
15.根据权利要求12所述的外壳，其中所述线栅偏振分光器的表面与所述调制器安装板上的空间光调制器的表面之间的所述固定角度是对角线角。
16.根据权利要求12所述的外壳，其中所述共面支撑特征选自于机械加工表面和定位销。
17.根据权利要求12所述的外壳，其中所述检偏器包括线栅偏振元件。
18.根据权利要求12所述的外壳，其中所述预偏振器元件包括线栅偏振元件。
19.根据权利要求12所述的外壳，其中所述预偏振器元件包括基于聚合物的偏振器。
20.一种外壳，其用于将线栅偏振分光器和空间光调制器安装为与输出光路对准，所述外壳包括(a)前板，其具有开口，以允许沿照明轴线提供入射照明；(b)调制器安装装置，用于在所述照明轴线的路径中安装所述空间光调制器；(c)第一和第二偏振器支撑板，其被相互隔开，并从所述前板延伸；所述第一和第二支撑板各自的相对的内表面提供共面支撑特征，用于支撑在所述内表面之间的所述线栅偏振分光器；以及所述线栅偏振分光器垂直于所述相对的内表面、并在所述表面之间延伸，所述线栅偏振分光器的表面与所述空间光调制器的表面具有固定角度，通过反射来自所述空间光调制器的光，所述固定角度沿输出光路限定输出光轴。
21.一种方法，其用于将线栅偏振分光器和空间光调制器安装为与输出光路对准，所述方法包括(a)沿照明轴线引入入射照明；(b)在所述照明轴线的路径中安装所述空间光调制器；(c)在隔开的第一和第二偏振器支撑板之间延伸所述线栅偏振分光器，其中(i)所述第一和第二支撑板的各自的相对的内表面提供共面支撑特征，用于支撑在所述相对的内表面之间延伸的线栅偏振分光器；(ii)所述第一偏振器支撑板的内表面限定第一边缘基准，用于配准所述线栅偏振分光器的第一边缘，并限定第二边缘基准的第一点，用于配准所述线栅偏振分光器的第二边缘，其中所述第二边缘与所述第一边缘相邻并垂直，所述第二边缘在所述第一和第二偏振器支撑板之间延伸；(iii)所述第二偏振器支撑板的内表面限定所述第二边缘基准的第二点；以及所述线栅偏振分光器从而被支撑为垂直于所述内表面，所述线栅偏振分光器的表面与所述空间光调制器的表面具有固定角度，所述固定角度沿所述输出光路限定输出光轴。
22.根据权利要求21所述的安装方法，其中在所述第一和第二偏振器支撑板之间延伸所述线栅偏振分光器的步骤还包括，在所述线栅偏振分光器相对于所述第二偏振器支撑板的内表面的接触点上施加柔性粘合剂的步骤。
23.根据权利要求21所述的安装方法，还包括在所述第一和第二支撑板上的共面支撑特征之间延伸检偏器的步骤。
24.根据权利要求21所述的安装方法，还包括调节所述空间光调制器的位置以对准所述输出光轴的步骤。
25.根据权利要求21所述的安装方法，其中安装所述空间光调制器的步骤包括，将所述空间光调制器附接到安装板的步骤，所述安装板被附接到所述第一和第二偏振器支撑板上。
26.根据权利要求21所述的安装方法，其中所述固定角度是对角线角。
全文摘要
一种外壳(100)，其用于将线栅偏振分光器(122)和空间光调制器(30)安装为与输出光路对准，所述外壳包括前板，其具有开口，以允许沿照明轴线提供入射照明。调制器安装板(110)与所述前板隔开并平行，用于在所述照明轴线的所述输出光路中安装所述空间光调制器。第一和第二偏振器支撑板被相互隔开，并在所述前板和所述调制器安装板之间延伸。所述第一和第二支撑板各自的相对的内表面提供共面支撑特征，用于支撑在所述内表面之间的所述线栅偏振分光器。所述线栅偏振分光器在相对的所述表面之间延伸。所述线栅偏振分光器的表面与所述调制器安装板上的所述空间光调制器的表面具有固定角度。所述固定角度沿所述输出光路限定输出光轴。
文档编号G03B21/14GK1836451SQ200480021164
公开日2006年9月20日 申请日期2004年7月6日 优先权日2003年7月22日
发明者F·D·埃尔纳, B·D·西尔弗斯坦 申请人:莫克斯泰克公司