数字光路长度调制的制作方法

本发明涉及光学器件，且更具体地，涉及延伸光路。
背景技术：
：提供多个焦平面或焦点调整的离散步骤对于许多应用是有用的。它可以是创建更逼真的三维显示以及捕获三维数据的能力的一部分。在现有技术中，多焦点捕获利用机械运动，例如齿轮或液体透镜。这种机制昂贵、缓慢且相对脆弱。另一种捕获多个焦距的现有技术方法使用多个镜子和透镜。这就像拥有多个相机；它体积庞大，价格昂贵。由于体积和费用，它还限制了可以同时捕获的焦距数量。在现有技术中还使用大型分束器来产生两个光路长度。然而，这也是一个体积庞大的解决方案。这种现有技术解决方案是大型、昂贵且缓慢的某种组合。液体透镜昂贵且缓慢，并且大型分束器很大。这使得它们难以使用，并且对尺寸或成本受限的系统，特别是便携式或磨损的器件无用。附图说明通过实例而非限制的方式在附图中示出了本发明，并且其中相同的附图标记表示类似的元件，并且其中：图1a是数字光路长度调制器的一个实施例的框图。图1b是数字光路长度调制器的一个实施例的框图。图2a是可以使用数字光路长度调制器的系统的一个实施例的框图。图2b是可以使用数字光路长度调制器的系统的另一个实施例的框图。图3a和3b是近眼显示器(ned)系统中的数字光路长度调制器的一个实施例的图。图4a和4b是相机系统中的数字光路长度调制器的一个实施例的图。图5a示出了光路长度延伸器(ople)的截面视图的一个实施例。图5b示出了ople的另一个实施例。图6a示出了用于控制空间位移的自对准ople的一个实施例。图6b示出了自对准ople的另一个实施例。图6c示出了自对准ople的另一个实施例。图6d示出了包括多个板的ople的一个实施例。图7a示出了使用具有非反射光的ople的效果的一个实施例。图7b示出了使用具有反射光的图7a的ople的效果的一个实施例。图7c示出了使用具有反射光的自对准ople的效果的一个实施例。图7d示出了光路扩展的实例以及对显示器的效果。图7e示出了光路扩展的实例以及对图像捕获的效果。图8a和8b示出了数字光路长度调制器和ople的一个实施例，示出了不同的光路长度。图8c和8d示出了数字光路长度调制器和ople的一个实施例，示出了各种光路长度。图9a和9b示出了数字光路长度调制器和ople的一个实施例，示出了各种光路长度。图10示出了包括三个数字光路长度调制器的调制叠层的一个实施例。图11示出了制造一组用作ople的板的一个实施例。图12示出了ople的一个实施例的透视图。图13a是数字光路长度调制器的一个实施例的框图。图13b是数字光路长度调制器的一个实施例的框图。图14a是可以使用数字光路长度调制器的系统的一个实施例的框图。图14b是可以使用数字光路长度调制器的系统的另一实施例的框图。图14c是第一类型ople的一个实施例的图。图14d是第二类型ople的一个实施例的图。图15a-15d示出了光路长度延伸器(ople)的一个实施例的截面视图中的光路的一个实施例。图16a示出了ople的另一个实施例。图16b示出了ople的元件的一个实施例的透视图。图17是通过ople的一个实施例的光路延伸的流程图。图18是包括多个ople的调制叠层的一个实施例。图19是制造ople的一个实施例的流程图。图20a是正交光学光路长度延伸器(ople)的一个实施例的图。图20b是正交ople的替代实施例的图。图21a-21c是示出通过正交ople的光路的图。图22a是使用单个成角度的偏振敏感反射元件的正交ople的另一实施例的图。图22b是具有单个成角度的偏振敏感反射元件的正交ople的不同配置的图。图22c是具有两个成角度的偏振敏感反射元件的正交ople的另一实施例的图。图22d是具有两个路径长度延伸器的正交ople的一个实施例的图。图22e是使用曲面镜的正交ople的一个实施例的图。图23a是正交ople的一个实施例的组件的一个实施例的图。图23b是正交ople的一个实施例的组件的一个实施例的图。图24是包括正交ople的调制叠层的一个实施例的图。具体实施方式描述了一种数字光路长度调制器。数字光路长度调制器包括光路长度延伸器(ople)和偏振调制器，并且可用于调整光的路径长度。在一个实施例中，具有状态1偏振的光而不是具有状态2偏振的光穿过ople中的较长路径。这可用于创建两个焦平面。ople由具有多个偏振敏感反射元件的一个或多个板构成。多个数字光路长度调制器产生调制叠层。在一个实施例中，使用调制堆叠可以增加焦平面的数量。通过创建重叠、聚焦和聚散的3d标记匹配的显示，这提供了构建能够满足人类视觉的生理要求的系统的能力。这样可以产生质量更好的3d显示器，并可以防止与3d显示器相关联的麻烦。在一个实施例中，该机制还可以用于图像捕获，以及投射或捕获类似光谱中的光波或其他波的各种其他用途，包括但不限于相机、双筒望远镜、3d打印、光刻、医学成像。创建一个简单，易于制造的数字光路长度调制器就像从真空管到晶体管的步骤，它可以实现更复杂、更便宜、更密集的数字控制元件，它可以成为广泛用途的构建模块。本发明实施例的以下详细描述参考了附图，其中相同的附图标记表示类似的元件，通过图示的方式示出了实施本发明的具体实施例。这些实施例的描述足够详细，以使本领域技术人员能够实施本发明。本领域技术人员理解，可以利用其他实施例，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行逻辑、机械、电气、功能和其他改变。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义，并且本发明的范围仅由所附权利要求限定。图1a是数字光路长度调制器的一个实施例的框图。数字光路长度调制器110包括光路长度延伸器(ople)130和偏振调制器120。偏振或非偏振光撞击偏振调制器120。偏振调制器120可以旋转偏振，保持偏振不变，和/或过滤光。偏振调制器120的输出进入ople130。在一个实施例中，偏振调制器120是数字的，因此提供数字控制以通过打开和关闭偏振调制器120来选择光路长度。在一个实施例中，偏振调制器120的切换速度是可调整的，并且切换速度可以低于50毫秒。偏振调制器120和ople130的组合使数字光路长度调制器110能够选择性地延长光路。图1b是数字光路长度调制器的一个实施例的框图。数字光路长度调制器150包括ople160和偏振调制器170。在这种情况下，偏振调制器170放置在ople160之后。偏振调制器170可以用作滤光器，以去除一部分光。可以使用图1a或图1b中所示的数字光路长度调制器的任一配置。在一个实施例中，数字光路长度调制器可以在ople的两侧包括偏振调制器。ople可包含具有多个偏振敏感反射元件的一个或多个板。ople不需要是平坦的，并且在一个实施例中可以是弯曲的以提供额外的光学特征。在一个实施例中，ople中的偏振敏感反射元件基本上是平行的。在另一个实施例中，它们可以不是平行的，而是可以成角度以提供其他光学特性。在一个实施例中，ople中的偏振敏感反射元件可以均匀地间隔开。在另一个实施例中，偏振敏感反射元件的间隔可以沿着ople的长度变化。图2a是可以使用数字光路长度调制器的系统的一个实施例的框图。该系统用于显示。光源215提供用于显示的光。光源215可以是空间光调制器。在一个实施例中，可以存在数字校正系统210，其调整光源的输出以补偿来自数字光路长度调制器230的不同偏振的光的位置的预测差异。通过预先调整光线，所产生的光线(无论其路径长度如何)在显示时都能正确定位。数字校正系统210在空间上对进入数字光路长度调制器230的图像元素位移，其将被数字光路长度调制器230位移，以在从数字光路长度调制器230出射时将它们置于正确的位置。空间位移可以包括横向位移校正，以及对系统的其他伪像的校正。这种数字显示系统输出的预先计算在本领域中是已知的。数字校正系统210用于校正透镜翘曲、颜色分离和其他问题。数字校正系统210创建处于“渲染状态”的输出，使得用户感知的图像是正确的。在一个实施例中，光路长度延伸器(ople)240可以被配置为自对准的。也就是说，可以消除穿过ople240的较长和较短路径行进的光之间的空间位移，或者可以将其设置为有意的空间位移。下面讨论这种自对准ople的创建。在图2a的实施例中，来自光源215的光被偏振器220偏振。如果光源215输出偏振光，则可以去除偏振器220，或者可以将偏振器220集成到光源215中。偏振器220的输出是具有一个偏振的光。数字光路长度调制器230包括偏振调制器235和ople240。在一个实施例中，偏振调制器235是电子控制元件，其可以通过选择性地调制一些或所有光的偏振来在两个正交状态(状态1和状态2)之间旋转光束的偏振。在一个实施例中，正交状态是s偏振光和p偏振光。偏振调制器235也可以是选择性地过滤光的滤光器。在一个实施例中，偏振调制器235是电子控制的液晶器件(lcd)。在另一个实施例中，偏振调制器可以是法拉第调制器，可切换双折射晶体(即lino3)或另一种调制器，它可以选择性地调制撞击它的部分或全部光。在一个实施例中，偏振调制器235可以基于其他因素(例如颜色、波长等)选择性地使光偏振。在一个实施例中，偏振调制器235可以调制撞击它的光的子集。在另一个实施例中，偏振调制器235可以调制所有光，并在时间顺序切片中切换调制。时间顺序切片是指不调制在时间t处撞击的光，而调制在t+x处撞击的光。因为人类用户感知的图像由一系列时间顺序切片的数据构成，所以在一个实施例中，这些切片被感知为单个图像的组成部分。这被称为“生物实时”，其被人类观察者感知为并发，即使它在处理中是时间顺序的。偏振或选择性偏振光会撞击ople240。ople240包括一个或多个板，每个板具有多个偏振敏感反射元件，其反射具有第一偏振的光，并穿过具有第二偏振的光。在离开ople240之前，反射光在偏振敏感反射元件之间反弹两次或更多次。与具有直接穿过ople240的第二偏振的光相比，这增加了具有第一偏振的光的路径长度。在一个实施例中，光以与进入ople240的角度相同的角度离开ople240。使用该系统，改变具有两个偏振的光的相对光路长度，因为具有第一偏振的光比具有第二偏振的光传播更长的路径。利用多个数字光路长度调制器230允许多个数字可选路径长度。具有各种可选择的路径长度使得能够产生离开数字光路长度调制器230的多个焦距的光，因为基于光路的长度，光看起来与用户的距离不同。在一个实施例中，由具有较长光路的光形成的图像元素看上去更远离用户。在一个实施例中，ople240是自对准的，使得离开ople240的光不会在空间上位移，或者无论偏振如何都有意地在空间上位移。ople240的具体配置及其制造将在下面更详细地讨论。ople240和偏振调制器235构成数字光路长度调制器230。数字光路长度调制器230产生两个或更多个光路长度。尽管在图2a中仅示出了单个数字光路长度调制器230，但是该系统可以包括具有多个数字光路长度调制器230的调制叠层，以产生增加数量的光路长度。这可以用于创建更多焦平面，以创建全息图的感知。因此，该系统在两个或更多个焦平面处提供全息图切片。随着焦平面数量的增加，输出提供了接近人类感知极限的3d线索。通过利用用户感知的多个焦平面，可以创建数字全息图的感知或记录。数字光路长度调制器230的输出经由显示元件245或通过一些其他方式显示。显示元件245可以提供用于三维显示的部件，其中图像元素显示在不同的焦平面中。图2b是系统的另一个实施例的框图，其中可以使用数字光路长度调制器。在该实施例中，系统不是显示光/图像/数据，而是捕获光/图像/数据。在一个实施例中，初始图像或数据进入透镜250。偏振器255使光偏振，如果它在被捕获时尚未被偏振的话。然后，偏振光被偏振调制器260选择性地调制，并通过ople265。如上所述，在ople265内，不同偏振光具有不同的路径长度。在一个实施例中，一部分光可以被偏振，使得在光中体现的图像的一部分通过比另一部分更长的光路。在一个实施例中，所有光可以具有相同的偏振，并且偏振和因此焦距的变化可以在时间顺序切片中变化。在一个实施例中，系统可以组合并发和基于时间的光路调整。成像仪275捕获或显示图像。成像仪275可以是电子图像传感器，例如电荷耦合器件(ccd)或互补金属氧化物半导体(cmos)传感器。成像仪275可以是另一个捕获元件，例如胶片、双筒望远镜、观察仪器或捕获或显示图像的任何机制。在一个实施例中，数字校正系统280可用于校正捕获或显示的图像，以解决光束之间因为它们采用的路径的任何空间位移。如上所述，在一个实施例中，ople265是自对准的。ople265和偏振调制器260一起形成数字光路长度调制器270。在一个实施例中，尽管仅示出了单个数字光路长度调制器270，但是该系统可以包括具有多个数字光路长度调制器270的调制叠层。图3a和图3b是近眼显示器(ned)系统中的数字光路长度调制器的一个实施例的图。在一个实施例中，光调制器310输出状态1和状态2偏振光的偏振光。偏振滤光器315去除状态1偏振光，并且仅通过状态2偏振光。图3a中的偏振调制器320“关闭”，使状态2偏振光通过。在此上下文中，术语“打开”是指偏振调制器320旋转光的偏振的设置，而术语“关闭”是指偏振调制器320不改变光的偏振的设置。ople325具有多个偏振敏感反射元件，其反射状态1偏振光，同时通过状态2偏振光。这里，状态2偏振光直接透射(具有较短的光路)。在一个实施例中的输出被传输到近眼显示器(ned)投影光学器件330。当然，虽然没有示出，但是该系统中可以包括附加的光学元件，包括透镜、校正系统等。图3b是图3a的数字光路长度调制器的示意图，其中偏振调制器“打开”。这里，再次，偏振滤光器仅通过状态2偏振光。然而，这里，偏振调制器320调制光，并输出状态1偏振光。状态1偏振光被ople325中的偏振敏感反射元件反射。因此，这种光通过更长的光路。图3a和图3b的比较表明，状态1偏振光具有比状态2偏振光更长的光路。以这种方式，数字光路长度调制器340可以改变光路长度。虽然这里仅示出了单个数字光路长度调制器340，但是可以堆叠多个数字光路长度调制器340以提供更大数量的光路长度。图3a和图3b示出了时序实施例，其中进入数字光路长度调制器340的所有光都具有一个偏振，并且被偏振调制器320调制或不调制。在该实例中，系统在时间上在图3a和图3b中所示的状态之间切换。在一个实施例中，偏振调制器320可以选择性地调制光子集的偏振。在一个实施例中，调制可以基于位置、时间、颜色、波长和可选的其他可微分因子。图4a和图4b是相机系统中的数字光路长度调制器的一个实施例的图。相机透镜410捕获图像数据，并通过偏振滤光器420传输它。偏振调制器430选择性地使光偏振，并通过ople440发送光。ople440的输出传送到图像传感器450。偏振调制器430在图4a中“关闭”，并且不调制状态2偏振光。ople440不反射状态2偏振光，因此光直接穿过数字光路长度调制器460。数字光路长度调制器460出射的光撞击图像传感器450。当然，虽然没有示出，但是该系统中可以包括附加的光学元件，包括透镜、校正系统等。图4b示出了当偏振调制器430打开时的相同系统，并将光调制为状态1偏振。状态1偏振光通过较长的光路，因为它被ople440中的偏振敏感反射元件反射。这将导致更近距离的物体聚焦而不移动成像透镜的任何元件。此外，聚焦可以像偏振调制器可以改变状态一样快地改变，其可以在50毫秒以下。ople440和偏振调制器430形成数字光路长度调制器460。在一个实施例中，该系统可以包括多个数字光路长度调制器460。图5a示出了光路长度延伸器(ople)的一个实施例。ople510包括多个偏振敏感反射元件，也称为偏振分束器(pbs)520，其选择性地反射一种偏振态的光束，同时穿过具有另一种偏振态的光。两种偏振被称为状态1偏振和状态2偏振。在一个实施例中，偏振敏感反射元件520彼此平行地均匀间隔开，彼此间隔开距离t1。在另一实施例中，偏振敏感反射元件520可以不平行或均匀间隔。在该实例中，ople510，t2的厚度被设计成使得反射光束在离开ople510之前反弹两次。角度“a”定义偏振敏感反射元件520相对于光进入的ople510的面的角度。t1、t2和角度a的关系定义了具有被反射的偏振态的光的路径长度。这些值还定义了离开ople510的反射偏振光的位置(定位和角度)。可以看出，在该实例中，状态2偏振光直接穿过ople510，并且状态1偏振光通过偏振敏感反射元件520反射，因此需要更长的光路。该图还示出了并非所有光都垂直于ople510的面撞击ople。因为光扩散(当它不是准直光时)，一些光作为成角度的光束540撞击。图5a示出了ople510为以一定角度撞击的光提供了路径延长。为简单起见，当光进入ople并被折射时角度的变化未在该图或类似图中示出。图5b示出了ople550的另一个实施例，其中ople550更厚。在该实例中，状态1偏振光在ople550内反弹多次。从图5a和图5b可以看出，ople的厚度影响光路延长的程度。图6a示出了自对准ople610的一个实施例，其包括两个板620、630，其调整反射光的空间位移。自对准ople610可用于在空间上重新对准反射光和透过光。在一个实施例中，两个板620、630匹配。如图6a所示，它们可以通过具有相同的厚度t2和镜像偏振敏感反射元件640来匹配。在一个实施例中，两个板可以通过具有特定厚度的板620之一产生的空间位移来匹配，并且偏振敏感反射元件的角度由具有不同厚度和/或角度的第二板630匹配，旨在提供匹配的空间位移。使用自对准ople调整穿过较短和较长光路的光之间的空间位移。在一个实施例中，对于带有具有镜面45度成角度的偏振敏感反射元件的两个板的自对准ople610，离开ople610的两个光束的相对位置与它们进入ople610的相对位置相同。这对于消除校正输入或输出中的空间位移的需要是有用的。在一个实施例中，自对准ople610还可用于有意地设置特定空间位移。ople610的有效厚度是构成ople610的板620、630的累积厚度，在这种情况下为2*t2。如图6a所示，ople610的两个板620、630之间可能存在间隙。在一个实施例中，间隙的大小是不相关的，因为光直接穿过间隙。在一个实施例中，包括其他ople、偏振调制器等的其他光学元件可以位于两个板620、630之间。在一个实施例中，自对准ople610的板不需要空间接近。图6b示出了ople650的另一实施例。在该实例中，ople650的两个板655、660之间没有间隙。此外，在该配置中，两个板655、660的偏振敏感反射元件665未对准。然而，它们在偏振敏感反射元件之间具有相同的距离(d)。可以看出，平行偏振敏感反射元件655的定位之间的这种位移不会改变ople650的功能。虽然图6a和6b中所示的自对准ople示出了厚度为t2的板，但应该理解，板的实际厚度不受限制。图6c示出了自对准的ople670，其中板厚得多，导致状态1偏振光和状态2偏振光之间的光路更加延长。还应注意，自对准ople中使用的两个板的厚度不需要匹配。图6d示出了ople680的一个实施例，其包括多个板。单个ople680可以包括具有偏振敏感反射元件的一个或多个板。在图6d所示的实例中，ople680包括五个板。ople680的有效厚度是构成ople680的板的厚度，在这种情况下为2*t3+t2+2*t2。图7a示出了使用ople的效果的一个实施例，其中光源用于非反射光。可以看出，在该实例中，对于未被偏振敏感反射元件反射的状态2偏振光，真实光源和“虚拟”或感知光源处于相同位置。该图另外示出，对于真实光源，光以锥形而不是直线光行进，如通常为简单起见所示。图7b示出了使用图7a的ople的效果的一个实施例，其具有用于反射光的光源。在该图示中，反射状态1偏振光。因此，用户感知的“虚拟光源”在空间上从真实光源位移。光路的延长使虚拟源垂直位移，而由反弹引起的光的移动使视在光源水平位移。在所示的实例中，虚拟光源向右和向后位移。虚拟光线显示用户的感知往回追踪光线，以感知虚拟光源。图7c示出了使用具有用于反射光的光源的自对准ople的效果的一个实施例。可以看出，通过使用自对准ople，虚拟光源看起来更远(例如，延长焦距)但不会位移。尽管图7c中所示的自对准ople在板之间没有间隙，但如上所述，包括与附加光学元件的间隙的间隙可以继续提供这种自对准特征。此外，虽然所示的自对准ople中的两个板是匹配的，但是对于偏振敏感反射元件它们不需要具有相同的厚度或角度，如上所述。图7d示出了光延伸对感知图像的效果。为了比较，该图示并排显示三度光延伸。第一个没有任何延长地通过光，因此在显示器的焦平面处感知图像。第二个延长光路，这使得用户在不同的焦平面感知图像。第三个进一步延长光路，这使得用户在第三焦平面处感知虚像。因此，通过控制光延伸的长度，系统可以在各种焦点处创建虚拟图像和图像元素。使用数字光路长度调制器，系统可以数字地调整光路，并选择性地定位各种焦距的虚像。图7e示出了光延伸对在不同实平面处捕获图像数据的效果。由于光的延伸，虚拟图像看起来是共面的，即使真实物体处于不同的平面也是如此。图8a-8d示出了与数字光路长度调制器组合的ople的实施例，示出了可以创建的各种光路长度的一些实例。图8a和图8b示出了数字光路长度调制器840和ople810。在图8a所示的实例中，偏振调制器820“关闭”，因此状态2偏振光直接穿过两个ople810、830，而状态1偏振光在两个ople810、830中反射。因此，在该实例中，进入系统的状态2偏振的光根本不延伸，而状态1偏振的光在进入系统时被延长，在该实例中为3*d。相反，在图8b中，偏振调制器820“打开”，反转两个ople810、830之间的偏振。因此，状态2偏振光穿过第一ople810，然后变为状态1偏振光，并在第二ople830中反射。原始状态1偏振光在第一ople810中反射，变为状态2偏振光，并且穿过第二ople830。当偏振敏感反射元件的角度为45度时，如图8a和8b所示，入射状态2偏振光的长度在第二ople830中延长d，而入射状态1偏振光的长度在第一个ople810中延长了2d。因此，通过利用一组数字光路长度调制器，可以产生许多不同的光路长度。图8c和8d示出了与ople组合的另一数字光路长度调制器。在该实例中，第一ople850中的偏振敏感反射元件之间的距离不同于第二ople870中的偏振敏感反射元件之间的距离。因此，光束的延伸基于d1(第一ople850的偏振敏感反射元件之间的距离)和d2(第二ople870的偏振敏感反射元件之间的距离)的相加。注意，延伸为d+d2的原因是因为两个ople850、870的偏振敏感反射元件的角度是45度。如果角度改变，则光路延伸的长度也可以改变。以这种方式，通过利用偏振调制器调谐光，并且可选地改变一系列数字光路长度调制器中的ople的厚度，系统可以以离散的步骤调整光路延伸。也就是说，通过调整光束的偏振，当它通过多个ople时，光的总路径长度可以在最短的长度(光通过所有ople而没有反射的情况下)和最长的长度(光线被所有ople反射的情况下)之间递增地调整。在一个实施例中，对于具有不同光路长度的ople--由偏振敏感反射元件的不同厚度、间隔或角度中的一个或多个引起—n个ople产生2^n个光路长度。对于相同的ople，n个ople产生n+1个光路长度。在一个实施例中，它们可以产生比n+1或2^n更多个光路长度。在一个实施例中，ople的厚度可以在250微米至3毫米的范围内，但是它可以更大或更小。图9a和9b示出了ople与数字光路长度调制器组合的一个实施例。在该实例中，数字光路长度调制器940中的ople930具有与另一个ople910不同的角度的偏振敏感反射元件。可以看出，在这种情况下光路长度调整会更大。图10示出了包括三个数字光路长度调制器的调制叠层的一个实施例。每个数字光路长度调制器1010、1030、1050包括偏振调制器和ople。在该实例中，ople1020、1040中的两个是自对准ople。在各种实施例中，可以进行以下变型中的一个或多个：ople的有效厚度可以变化，偏振敏感反射元件的角度也可以变化，并且ople可以包括一个、两个或更多个板。ople的有效厚度定义为作为ople的一部分的板的累积厚度。因此，即使两个ople1040、1060中的各个板是相同的，ople1040的有效厚度也不同于ople1060的厚度。通过显示三组不同的ople，系统可以通过选择性地调制偏振来创建多达8个、23个焦距，如下所示：ople1ople2ople3状态1状态1状态1状态1状态1状态2状态1状态2状态1状态1状态2状态2状态2状态1状态1状态2状态1状态2状态2状态2状态1状态2状态2状态2图11示出了用作ople的制造板的一个实施例。本系统的一个优点是能够容易且经济地制造一致的ople。注意，制造产生板，其中一个或多个形成ople。如上所述，ople可包括一个或多个这样的板。在一个实施例中，ople由堆叠的多个基础基板1110制成。基板1110由对被调制波长光学透明的材料制成。在一个实施例中，基板1110由玻璃制成。或者，可以使用对所用波长光学透明的另一种材料，例如塑料、透明陶瓷、硅、蓝宝石或其他材料。在一个实施例中，每个基板1110的厚度在250微米到3毫米之间。基板的厚度定义了最终ople中的偏振敏感反射元件的间隔。在每个基板1110上沉积的是偏振敏感反射元件1120，也称为偏振分束器(pbs)。在一个实施例中，偏振敏感反射元件1120是介电膜。可以以各种方式沉积介电膜。在一个实施例中，介电膜包含氧化物/氮化物叠层，其被旋转、气相沉积或退火，或蒸发到基板上。另一个实施例中的偏振敏感反射元件是线栅、纳米级线线形成紧密间隔的网格。在一个实施例中，线栅的尺寸是100纳米宽的线，具有200纳米的间距。网格线的间距小于光的波长。然后将具有偏振敏感反射元件1120的基板1110彼此附接。在一个实施例中，附件可以使用粘合、熔合或将基板1110固定在一起的其他方法。在一个实施例中，使用的粘合剂是光学透明的胶。在一个实施例中，基板1110可以经由支架附接，其中基板1110使用支撑结构间隔开，而不是粘附或以其他方式直接附接。可以使用将基板固定在一起的其他方法。至少，具有偏振敏感反射元件1120的三个基板1110被堆叠以形成ople，而基板1110的数量最大可以是数百个。一旦粘合剂或其他附接机制1130完全固定，ople就在锯线1140处被切开。锯线1140的角度在20和70度之间，并且定义了ople1150中的偏振敏感反射元件1120的角度。在优选实施例中，锯线呈45度角。在一个实施例中，ople的厚度在250微米和3毫米之间。图12示出了具有长度和宽度以及厚度t2的ople的透视图。返回图11，所示过程产生一致的ople1150，其中偏振敏感反射元件1120的角度在20到70度之间。这些板可以用于ople，其提供用于延长光路的阶梯效应，其可以通过数字调制撞击ople的光的偏振来控制。ople和数字光路长度调制器可以轻松一致地制造，占用的空间非常小。图13a是数字光路长度调制器的一个实施例的框图。数字光路长度调制器1310包括光路长度延伸器(ople)1330和偏振调制器1320。偏振或非偏振光撞击偏振调制器1320。偏振调制器1320可以旋转偏振，保持偏振不变，和/或过滤光。偏振调制器1320的输出进入ople1330。在一个实施例中，偏振调制器1320是数字的，因此提供数字控制以通过打开和关闭偏振调制器1320来选择光路长度。在一个实施例中，偏振调制器1320的切换速度是可调整的，并且切换速度可以低于50毫秒。偏振调制器1320和ople1330的组合使得数字光路长度调制器1310能够选择性地延长光路。图13b是数字光路长度调制器的一个实施例的框图。数字光路长度调制器1350包括ople1360和偏振调制器1370。在这种情况下，偏振调制器1370放置在ople1360之后。偏振调制器1370可以用作滤光器，以去除一部分光。可以使用图13a或图13b所示的数字光路长度调制器的任一配置。在一个实施例中，数字光路长度调制器可以在ople的两侧包括偏振调制器。图14a是可以使用数字光路长度调制器的系统的一个实施例的框图。该系统用于显示。光源1415提供用于显示的光。光源1415可以是空间光调制器。在一个实施例中，可以存在数字校正系统1410，其调整光源的输出以补偿来自数字光路长度调制器1430的不同偏振的光的位置的预测差异。通过预先调整光线，所产生的光线(无论其路径长度如何)在显示时都能正确定位。在一个实施例中，数字校正系统1410通过数字光路长度调制器1430改变具有特定偏振的光的亮度，以校正由于ople引起的亮度损失。在一个实施例中，数字校正系统1410在空间上对进入数字光路长度调制器1430的图像元素位移，其可以被数字光路长度调制器1430位移，以在从数字光路长度调制器1430出射时将它们放置在正确的位置。来自数字校正系统1410的校正可以包括亮度、横向位移和对系统的其他伪像的校正。这种数字显示系统输出的预先计算在本领域中是已知的。数字校正系统1410用于校正透镜翘曲、颜色分离和其他问题。数字校正系统1410创建处于“渲染状态”的输出，使得用户感知的图像是正确的。在一个实施例中，光学路径长度延伸器(ople)1440可以不在穿过ople1440的较长路径和较短路径的光之间产生任何空间位移。在一个实施例中，ople1440可以产生空间位移或者可以设置为有意的空间位移。在图14a的实施例中，来自光源1415的光被偏振器1420偏振。如果光源1415输出偏振光，则可以消除偏振器1420，或者可以将偏振器1420集成到光源1415中。偏振器1420的输出是具有一个偏振的光。数字光路长度调制器1430包括偏振调制器1435和ople1440。在一个实施例中，偏振调制器1435是电子控制元件，其可以通过选择性地调制一些或所有光的偏振来在两个正交状态(状态1和状态14)之间旋转光束的偏振。在一个实施例中，正交状态是顺时针和逆时针圆偏振光。在一个实施例中，两个正交状态是s偏振和p偏振线性偏振光。偏振调制器1435也可以是选择性地过滤光的滤光器。在一个实施例中，偏振调制器1435是电子控制的液晶器件(lcd)。在另一个实施例中，偏振调制器可以是法拉第调制器、可切换双折射晶体(即lino3)或另一种调制器，它可以选择性地调制撞击它的部分或全部光。在一个实施例中，偏振调制器1435可以基于其他因素(例如颜色、波长等)选择性地使光偏振。在一个实施例中，偏振调制器1435可以调制撞击它的光的子集。在另一实施例中，偏振调制器1435可调制所有光，并在时间顺序切片中切换调制。时间顺序切片是指不调制在时间t处撞击的光，而调制在t+x处撞击的光。因为人类用户感知的图像由一系列时间顺序切片的数据构成，所以在一个实施例中，这些切片被感知为单个图像的组成部分。这被称为“生物实时”，其被人类观察者感知为并发，即使它在处理中是时间顺序的。偏振或选择性偏振光撞击ople1440。ople1440反射具有第一偏振的光，并穿过具有第二偏振的光。在离开ople1440之前，反射光会反弹。与具有直接穿过ople1440的第二偏振的光相比，这增加了具有第一偏振的光的路径长度。在一个实施例中，光以与进入ople1440相同的角度离开ople1440。使用该系统改变具有两个偏振的光的相对光路长度，因为具有第一偏振的光比具有第二偏振的光行进更长的路径。利用多个数字光路长度调制器1430允许多个数字可选路径长度。具有各种可选路径长度使得能够产生离开数字光路长度调制器1430的多个焦距光，因为基于光路的长度，光看起来与用户的距离不同。在一个实施例中，由具有较长光路的光形成的图像元素看上去更远离用户。在一个实施例中，不管偏振如何，离开ople1440的光不是空间位移的，或者是有意地在空间上位移的。ople1440的具体配置及其制造将在下面更详细地讨论。ople1440和偏振调制器1435构成数字光路长度调制器1430。数字光路长度调制器1430产生两个或更多个光路长度。尽管在图14a中仅示出了单个数字光路长度调制器1430，但是该系统可以包括具有多个数字光路长度调制器1430的调制叠层，以产生增加数量的光路长度。这可以用于创建更多焦平面，以创建全息图的感知。因此，该系统在两个或更多个焦平面处提供全息图切片。随着焦平面数量的增加，输出提供了接近人类感知极限的3d线索。通过利用用户感知的多个焦平面，可以创建数字全息图的感知或记录。数字光路长度调制器1430的输出经由显示元件1445或通过一些其他方式显示。显示元件1445可以提供用于三维显示的部件，其中图像元素显示在不同的焦平面中。图14b是系统的另一个实施例的框图，其中可以使用数字光路长度调制器。在该实施例中，系统不是显示光/图像/数据，而是捕获光/图像/数据。在一个实施例中，初始图像或数据进入透镜1450。如果光在捕获时未被偏振，则偏振器1455使光偏振。然后，偏振光由偏振调制器1460选择性地调制，并穿过ople1465。如上所述，在ople1465内，不同偏振光具有不同的路径长度。在一个实施例中，一部分光可以被偏振，使得在光中体现的图像的一部分通过比另一部分更长的光路。在一个实施例中，所有光可以具有相同的偏振，并且偏振和因此焦距的变化可以在时间顺序切片中变化。在一个实施例中，系统可以组合并发和基于时间的光路调整。成像仪1475捕获或显示图像。成像仪1475可以是电子图像传感器，例如电荷耦合器件(ccd)或互补金属氧化物半导体(cmos)传感器。成像仪1475可以是另一个捕获元件，例如胶片、双筒望远镜、观察仪器或捕获或显示图像的任何机制。在一个实施例中，数字校正系统1480可用于校正捕获或显示的图像，以解决光束之间因为它们采用的路径的亮度/光水平或空间位移的差异。ople1465和偏振调制器1460一起形成数字光路长度调制器1470。在一个实施例中，尽管仅示出了单个数字光路长度调制器1470，但是该系统可以包括具有多个数字光路长度调制器1470的调制叠层。图14c是第一类型ople的一个实施例的图，称为横向ople。ople包括一个或多个板，每个板具有多个偏振敏感反射元件，其反射具有第一偏振的光，并穿过具有第二偏振的光。在离开ople之前，反射光在偏振敏感反射元件之间反弹两次或更多次。与具有直接穿过横向ople的第二偏振的光相比，这增加了具有第一偏振的光的路径长度。图14d是第二类型ople的一个实施例的图，称为纵向ople。ople在底表面上包括反射元件，其反射具有第一偏振的光。在从ople通过底部表面离开ople之前，光又从ople的顶部反弹回来。与具有直接穿过纵向ople的第二偏振的光相比，这增加了具有第一偏振的光的路径长度。图15a-15d示出了光路长度延伸器(ople)的一个实施例的截面视图中的光路的一个实施例。ople包括入射面，其由部分反射涂层1520、四分之一波片1530和线栅偏振器1540涂覆。在该实例中，光偏振在传播方向上定义。例如，在一个实施例中：·c1偏振是左旋圆偏振，·c2偏振是左旋圆偏振，·l1偏振是s型线性偏振，·l2偏振是p型线性偏振。当然，这些特定偏振仅仅是实例性的，并且实际偏振是两组正交偏振。本领域技术人员将理解，可以在不改变本发明的情况下改变偏振。对于具有偏振类型2的光，这里是c1(圆偏振类型1)，光穿过部分反射涂层1520，穿过四分之一波片1530，并通过线栅偏振器1540离开。四分之一波片1530将c1偏振改变为l1偏振，因此出射光是l1偏振的。这可以输入到另一个数字光路长度调制器。图15b-15d示出了具有偏振c2(类型2的圆偏振)的光在它撞击ople时所采用的路径。通过四分之一波片1530将其改变为偏振l2。具有偏振l2的光被线栅偏振器1540反射。图15c示出了通过四分之一波片返回的反射光的路径，四分之一波片将其重新转换为c2偏振。然后它撞击部分反射涂层1520。部分反射涂层1520反射一部分光，作为c1偏振光，并允许其余光穿过，作为c2偏振光。现在的c1偏振光再次穿过四分之一波片，然后通过线栅偏振器离开。因此，以c2偏振进入的光的路径是以c1偏振进入的光的路径的长度的三倍，因为它在离开之前穿过ople向上反射并第二次向下穿过ople。但是，在此过程中没有虚拟源的横向位移。图16a示出了ople的另一个实施例。ople1600包括具有部分反射涂层1625的第一层1620，包含四分之一波片1635的中间层1630，以及包括线栅偏振器1645的第三层1640。在一个实施例中，ople1600利用每个层之间的间隔物1650。在另一个实施例中，这些层可以彼此连接。部分反射涂层1625被施加到第一层1620。部分反射涂层1625是一个实施例，是160-100埃厚度的反射金属或电介质的薄层。在一个实施例中，材料是铝或银。在一个实施例中，将部分反射涂层1625施加到第一层1620的底部。在一个实施例中，中间层1630完全由四分之一波片1635制成，或者可以具有四分之一波片部分。四分之一波片可以是云母，或聚合物塑料。四分之一波的大小没有限制。底层包括线栅偏振器1645，其可以应用于第三层的顶部。每个层由对与ople一起使用的光的类型透明的材料制成。材料可以是玻璃、塑料、蓝宝石或其他材料。选择ople的厚度以优化光路延长的值。在一个实施例中，反射元件可以成形，而不是平坦的。图16b示出了ople的元件的一个实施例的透视图。可以看出，这些层可以单独制造，然后使用间隔物附接，或者使用玻璃或其他材料的中间层。ople的高度由层的大小定义，包括中间层或间隔物。高度控制光路的延长。图17是通过ople的一个实施例的光路延伸的流程图。该过程开始于框1710。在框1720，接收具有偏振c1的圆偏振光。光线穿过四分之一波片，将偏振变为线性(l1)。在框1740，光击中线栅偏振器。在块1750，确定偏振光l1是否将被线栅偏振器反射。如果l1偏振光未被反射，则在框1760，l1偏振光穿过线栅偏振器，并离开纵向ople。如果l1偏振被反射，如框1750所确定的，则在框1770处，光通过ople反射回来。在框1775，反射光再次通过四分之一波片，将偏振从l1改变为c1。在框1780处，部分反射涂层反射回一部分光。光的反射部分将偏振改变为c2。两次反射的光再次通过四分之一波片，将偏振从c2改变为l2。在框1795处，l2偏振光穿过纵向ople。然后该过程结束。图18是包括多个ople的调制叠层的一个实施例。调制叠层包括四个数字光路长度调制器。每个数字光路长度调制器1850、1855、1860、1865包括偏振调制器和ople。在该实例中，第一ople1810是纵向ople，而其他ople是横向ople。横向ople1820之一是自对准ople。在各种实施例中，可以进行以下变型中的一个或多个：ople的有效厚度可以变化，偏振敏感反射元件的角度也可以变化，并且ople可以包括一个、两个或更多个板。ople的有效厚度定义为作为ople的一部分的板的累积厚度。因此，ople1820的有效厚度不同于ople1840的厚度，即使两个ople1820、1840中的各个板是相同的。通过显示的一组四个不同的ople，系统可以通过选择性地调制偏振来创建多达十六、24个焦距，如下所示：ople1ople2ople3ople4状态1状态1状态1状态1状态1状态1状态1状态2状态1状态1状态2状态1状态1状态1状态2状态2状态1状态2状态1状态1状态1状态2状态1状态2状态1状态2状态2状态1状态1状态2状态2状态2状态2状态1状态1状态1状态2状态1状态1状态2状态2状态1状态2状态1状态2状态1状态2状态2状态2状态2状态1状态1状态2状态2状态1状态2状态2状态2状态2状态1状态2状态2状态2状态2在一个实施例中，因为光从纵向ople的两侧离开，所以纵向ople1810优选地是包括纵向ople的调制叠层1800中的第一ople。在一个实施例中，纵向ople1810的数量受每个纵向ople的光损失水平的限制。图19是制造纵向ople的一个实施例的流程图。该过程开始于框1910。在框1920，使用两个光学透明的材料片。在一个实施方案中，片材由玻璃制成。或者，可以使用对系统的波长光学透明的另一种材料，例如塑料、透明陶瓷、硅、蓝宝石或其他材料。在框1930，将部分反射涂层施加到第一片的第一表面上。在一个实施例中，该第一表面是片材的“顶部”表面，其将形成ople的入射面。在框1940处，将第一片的第二表面附接到四分之一波片。在一个实施例中，所用粘合剂是光学透明的胶。在一个实施例中，基板可以通过间隔物附接，其中基板使用支撑结构间隔开，而不是粘附或以其他方式直接附接。可以使用将基板固定在一起的其他方法。四分之一波片由双折射材料制成，对于该双折射材料，折射率对于穿过它的光的不同取向是不同的。四分之一波片可以是块状材料，例如云母、石英、方解石或塑料。四分之一波片可以是应用于光学透明材料的膜。四分之一波片将圆偏振光转换为线性偏振光，反之亦然。在框1950处，将第二片材附接到四分之一波片的另一侧。四分之一波片现在夹在两片透明材料片之间。附件可以经由粘合剂、间隔物或其他方法。在框1960处，将线栅偏振器应用于第二片材的第二表面。在一个实施例中，这是出射面。在框1970处，将所得材料切割成适当尺寸的纵向ople。然后该过程结束。尽管这被示为流程图，但是本领域技术人员将理解，不需要按所示顺序采取步骤。例如，在将第二片材集成到ople结构中之前或之后，可以在任何时间将线栅偏振器应用于光学透明材料。类似地，可以在任何时间施加部分反射涂层。所示过程产生一致的纵向ople。这些纵向ople可用于延长光路，可通过数字调制撞击ople的光的偏振来控制。ople和数字光路长度调制器可以轻松一致地制造，占用的空间非常小。在一个实施例中，ople由一个或多个偏振敏感反射元件构成，其使得一个偏振态的光比另一个偏振态的光行进更长的路径。在一个实施例中，ople包含具有一个或两个对角偏振敏感反射元件的长方体，以及四分之一波片和两侧的镜子。第二偏振态的光被偏振敏感反射元件反射，穿过四分之一波片，被镜子反射并第二次穿过四分之一波片。这反转了光的偏振，其在离开正交ople之前至少再次被反射。在一个实施例中，支撑偏振敏感反射元件的结构是布置成长方体的四个三角形棱镜，其支撑两个不同取向的成角度的偏振敏感反射元件并且在一侧上具有光路延伸器。在一个实施例中，成角度的偏振敏感反射元件包括线栅偏振器或薄膜偏振器涂层。在一个实施例中，ople可以由具有多个偏振敏感反射元件的一个或多个板构成。多个数字光路长度调制器产生调制叠层。在一个实施例中，通过使用调制叠层，可以增加焦平面的数量。通过创建重叠、聚焦和聚散的3d线索匹配的显示，这提供了构建能够满足人类视觉的生理要求的系统的能力。这样可以生成质量更好的3d显示器，并可以防止与3d显示器相关联的麻烦。在一个实施例中，该机制还可以用于图像捕获，以及投射或捕获类似光谱中的光波或其他波的各种其他用途，包括但不限于相机，双筒望远镜、3d打印、光刻、医学成像等。创建一个简单、易于制造的数字光路长度调制器就像从真空管到晶体管的步骤；它可以实现更复杂、更便宜、更密集的数字控制元素，这些元素可以成为广泛用途的构建模块。图20a是正交光学光路长度延伸器(ople)的一个实施例的图。正交ople2000包括四个棱镜2010a、2010b、2010c和2010d，布置成形成长方体。在一个实施例中，长方体是方形长方体。棱镜2010a、2010b、2010c、2010d限定入射面(棱镜2010a的基部)、出射面(棱镜2010c的基部)和两个侧面(棱镜2010b和2010d的基部)。在一个实施例中，由棱镜2010a、2010b、2010c和2010d限定的面的高度(h1)在5毫米和2000毫米之间。在一个实施例中，高度基于系统的孔径。在棱镜2010a、2010b、2010c、2010d的接触区域之间是成角度的偏振敏感反射元件(在一个实施例中为线栅偏振器)2030a、2030b、2040a、2040b。由共用边缘棱镜2010a和2010b以及棱镜2010c和2010d的共用边缘形成的由棱镜形成的第一对角线在第一取向2030a、2030b上具有线栅偏振器，并且由棱镜2010b和2010c的共用边缘以及棱镜2010a和2010d的共用边缘形成的垂直对角线在第二取向2040a、2040b上具有线栅偏振器。路径长度延伸器2020位于ople2000的一侧，这里位于棱镜2010d的基部上。在一个实施例中，路径长度延伸器2020(h2)的高度在20/4毫米到30毫米之间。在ople2000的两侧有四分之一波片2050a，2050b和镜子2060a、2060b。在一个实施例中，四分之一波片2050a、2050b是双折射材料，例如云母。在一个实施例中，四分之一波片2050a、2050b是聚碳酸酯膜，其可以应用于侧棱镜2010b的基部和路径长度延伸器2020的基部。在另一个实施例中，四分之一波片2050b可以应用于路径长度延伸器2020的顶部或棱镜2010d的底部。在一个实施例中，棱镜2010a、2010b、2010c、2010d和路径长度延伸器2020由对所使用的波长透明的材料制成，例如，光学透明的光波长光。在一个实施例中，棱镜2010a、2010b、2010c、2010d和路径长度延伸器2020胶合在一起。图20b示出了替代实施例，其中一侧的棱镜是五边形棱镜2080。在该实施例中，路径长度延伸器2090可以被制造为棱镜之一(这里是棱镜2080)的一部分。棱镜2080取代图20a中所示的棱镜2010d和路径长度延伸器2020。另外，在一个实施例中，在棱镜的尖端上存在小的非反射区域2070，其形成棱镜2010a、2010b、2010c、2080的交叉点。在一个实施例中，非反射区域2070可以是截面中的黑点。非反射区域2070确保撞击交叉点的光不会引起光的散射。图20a和图20b的实施例不是专用的，并且元件可以混合和匹配。图21a-21c示出了图1a的正交ople中的光所遵循的光路。为了能够看到光路，从镜子反弹的光稍微位移。本领域技术人员将理解，该位移仅用于说明目的。图21a示出了具有第一偏振2120的光的光路。具有第一偏振的光离开偏振旋转器2110，并进入正交ople2100。它以第一取向穿过线栅，并由具有第二偏振的线栅反射。它穿过四分之一波片，然后被镜子反射。由于穿过四分之一波片两次，光现在具有第二偏振。因此，它以第二取向穿过线栅，并且通过具有第一取向的线栅从正交ople2100反射出来。通过ople2100的光路长度为21*h1，是棱镜形成的正方形边长的两倍。注意，尽管示出了具有厚度，但是四分之一波片不会显著增加光路长度。图21b示出了具有第二偏振2140的光的光路。具有第二偏振的光离开偏振旋转器2110，并进入正交ople2100。它由具有第一取向的线栅反射，并穿过光路延伸器。它穿过四分之一波片，并被镜子反射回穿过四分之一波片和路径长度延伸器。由于穿过四分之一波片两次，光现在具有第一偏振。因此，它通过具有第二取向的线栅从正交ople2100反射出来。通过ople2100的光路长度为21*h1+21*h2，是棱镜形成的正方形边长的两倍加上路径长度延伸器长度的两倍。在10毫米×10毫米棱镜和21毫米光路延伸器的典型配置中，光路的差异因此是210％，210毫米至214毫米。在一个实施例中，偏振调制器放置在ople之前，使得一个偏振的光通过ople2100发送，导致所有光同时离开，行进相同的路径长度。在另一个实施例中，通过ople发送的光可以包括两种偏振的光，并且偏振选择可以在光通过ople2100之后发生。图21c示出了具有第二偏振的光在不同位置进入ople2100的光路。可以看出，在这种情况下，光线以第一取向穿过线栅，然后被具有第二取向的线栅反射，穿过光路延伸器。因此，光行进的距离再次为21*h1+21*h2。图22a示出了正交ople的替代实施例。在该实施例中，仅存在单个偏振敏感反射元件(在一个实施例中为线栅偏振器)2210，由两个四分之一波片2220a、2220b和镜子2215a、2215b构成框架。在一个实施例中，该配置可以用两个三角形棱镜构建。在另一个实施例中，该配置可以用单个三角形棱镜构建。在一个实施例中，在一个实施例中，该配置不利用光路延伸器，因为存在单个偏振敏感反射元件，仅反射具有第二偏振的光。具有第一偏振2225的光直接穿过ople2205。具有第二偏振光2227的光被偏振敏感反射元件2210反射，穿过四分之一波片2220b，被镜子反射，并再次穿过四分之一波片2220b。它现在具有第一偏振并且因此在遇到第二四分之一波片2220a之前穿过偏振敏感反射元件2210，并且再次反弹，偏振旋转回到第二偏振。然后它第三次和最后一次撞击偏振敏感反射元件2210，并从ople2205反射出来。因此，对于正交ople2205的正方形截面，具有第一偏振的光的路径长度是w，即偏振器2205的宽度，而具有第二偏振的光的路径长度是2h+w(或者22h)，因为它在ople2205的两侧之间反弹两次。图22b示出了具有单个偏振敏感反射元件的ople的替代实施例。在该配置中，ople2230包括偏振敏感反射元件2210、两个四分之一波片2220a、2220b和两个镜子2215a、2215b的相同元件。然而，代替利用棱镜来定位偏振敏感反射元件2210，偏振敏感反射元件2210由不同的支撑结构支撑。在一个实施例中，支撑结构可以是玻璃、塑料、薄膜或其他材料的薄片，其可以为偏振敏感反射元件提供支撑，例如线栅偏振器或薄膜偏振器涂层，并且可以保持其结构。在一个实施例中，棱镜可以由空气代替，并且偏振敏感反射元件2210可以通过附接到框架或其他结构而支撑在支撑结构的一个或多个边缘上。在另一个实施例中，偏振敏感反射元件可以由支撑结构支撑，例如对角线玻璃片、塑料或其他光学透明材料。如果需要考虑重量，则此配置可能很有用。图22c示出了图1a和图1b所示的ople2235的实施例，没有棱镜支撑结构。该配置包括用于偏振敏感反射元件2240a、2240b的支撑框架，但不包括图1a中所示的棱镜。在一个实施例中，偏振敏感反射元件2240a，2240b固定到ople2235的路径长度延伸部分2246的顶部。在一个实施例中，路径长度延伸器可以由框架形成，该框架在偏振敏感反射元件2240a、2240b的底部和四分之一波片2244b之间提供间隔。图22d示出了ople的替代实施例。在该配置中，ople2250的两侧具有路径长度延伸器2270a、2270b。在该配置中，路径长度的差异是路径长度延伸器2270a、2270b的高度差。在一个实施例中，系统可以提供可调整的高度，从而能够改变光路长度。在一个实施例中，可以通过相对于ople的其余部分移动镜子来调整高度，以在ople的任一侧或两侧上形成更长或更短的路径长度延伸器。图22e示出了ople的另一个实施例。在这种配置中，一侧或两侧上的光路长度延伸由曲面镜2290提供。在一个实施例中，不需要光路长度延伸器。在另一个实施例中，使用可选的光路延伸器。通过使用具有光功率的镜子，调制虚拟物体距离。这可以与光路延伸器(未示出)组合。图23a是组装正交ople的零件一个实施例的图。三角形棱镜2310、2315、2320、2325的尺寸匹配。在一个实施例中，每个棱镜2310、2315、2320、2325具有等腰三角形末端。在一个实施例中，三角形是90-45-45三角形。在一个实施例中，棱镜由玻璃或塑料制成，其对系统使用的波长是透明的。对于视觉对象表示或捕获，棱镜对视觉频率范围内的光是透明的。线栅或其他偏振敏感反射元件(未示出)放置在棱镜上。在一个实施例中，线栅可以放置在棱镜上，胶合到棱镜上，或纳米压印在棱镜上。在一个实施例中，每个棱镜2310、2315、2320、2325的一侧具有放置在其上的线栅，使得存在两个棱镜，每个棱镜具有每个取向的偏振敏感反射元件。在另一个实施例中，两个棱镜可以具有相对取向的偏振敏感反射元件，其位于棱镜的两侧。一旦应用偏振敏感反射元件，棱镜2310、2315、2320、2325可彼此附接。在一个实施例中，棱镜用折射率匹配的胶粘在一起，其不具有光学效果。然后将路径长度延伸器2330附接到棱镜的基部，这里是棱镜232340。在一个实施例中，路径长度延伸器2330也由对系统使用的波长透明的玻璃或塑料制成，并且使用折射率匹配的胶粘合。在另一个实施例中，如上面图1b所示，棱镜之一可以包括整体光路延伸器。在该配置中，光路延伸器不需要附接到棱镜。然后，四分之一波片2335、2345耦合到由棱镜2310、2315、2320、2325和光路延伸器2330形成的长方体的侧面。在一个实施例中，四分之一波片2335、2345可以是施加到棱镜2315的基部和路径长度延伸器2330的膜。反射镜2340、2347耦合到四分之一波片2335、2345。在一个实施例中，使用折射率匹配的胶将镜子胶合在一起。尽管这里棱镜2310、2315、2320、2325显示为相对较短的片，但在一个实施例中，系统可以组装成大矩形，然后切割成合适的尺寸。在一个实施例中，尺寸取决于系统的孔径。在一个示范性实施例中，由棱镜形成的面是5毫米×5毫米(h)，并且ople(l)的长度是12毫米。长度可以在5毫米和100毫米之间。图23b示出了没有棱镜的ople组件的一个实施例。在一个实施例中，第一取向2350和第二取向2355的偏振敏感反射元件相交。在一个实施例中，偏振敏感反射元件2350、2355放置在支撑结构上。支撑结构可以是塑料、玻璃、膜或其他光学透明材料，其可以为偏振敏感反射元件2350、2355提供结构。在一个实施例中，偏振敏感反射元件2350、2355及其支撑结构具有半切口，因此两个偏振敏感反射元件2350、2355彼此滑动形成x形状。在一个实施例中，偏振敏感反射元件2350、2355彼此垂直，并且具有第一取向的线栅偏振器与ople的入射面成-45度角。在一个实施例中，在该配置中，ople的中心具有非反射区域，以确保不会将负面光学效应引入系统。在一个实施例中，ople包括偏振敏感反射元件2350、2355，四分之一波片2370、2380和镜子2380、2385。该结构由框架2360支撑，框架2360为了简化由框架元件示出。在一个实施例中的框架可以是塑料、玻璃或其他材料，并且只要它能够支撑镜子和偏振敏感反射元件，就不需要是透明的。在一个实施例中，四分之一波片2370、2380可以附接到镜子2375、2385。在一个实施例中，可以存在路径长度延伸器(未示出)。在一个实施例中，可以存在路径长度延伸器(未示出)。在另一实施例中，偏振敏感反射元件2350、2355的基部位于四分之一波片2370和镜子2375上方的高度h2处，以在不需要物理物体的情况下创建路径长度延伸器的间距。从图23a和图23b可以清楚地看出如何组装图1a、1b、2a、2b、2c、2d和2e中所示的各种ople配置。尽管这些实施例是分开示出的，但是本领域技术人员将理解，来自配置的元件也可以用于其他配置中。图24是包括多个ople的调制叠层的一个实施例的图。该示范性调制叠层包括四个数字光路长度调制器，每个调制器2430、2450、2470和2490包括偏振调制器和ople。在该实例中，第一ople2435是纵向ople2435，第二ople是正交ople2455，第三和第四ople是横向ople2475、2495。利用所示的一组四个不同ople，系统可以通过选择性地调制偏振来产生多达十六个焦距。在一个实施例中，因为光从纵向ople的两侧离开，所以纵向ople2435优选地是包括纵向ople的调制堆叠2410中的第一ople。在前述说明书中，已经参考本发明的特定示范性实施例描述了本发明。然而，显而易见的是，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的更广泛的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。因此，说明书和附图应被视为说明性的而非限制性的。当前第1页12