专利名称：用于光学图像投影的光调制器的制作方法
技术领域：
本申请总体上涉及具有空间光调制器阵列型液晶面板的光学图像投影系统。
背景技术：
本部分对有助于更好理解本发明的方面进行介绍。相应地，据此阅读本部分的陈 述，并不应将本部分理解为对现有技术的认可或否认。在光学图像投影系统的光调制器中使用阵列型液晶面板(LCP)作为空间光调制 器已经引起了强烈的兴趣。典型地，偏振光通过偏振分束器(PBS)传到LCP。形成LCP的阵 列的各个单独液晶像素可以被激活或去激活，以使要由LCP反射的、分别具有相同偏振态 或正交(例如，相反)偏振态的光作为输入光。根据系统的配置，从LCP反射的光的一种线 偏振通过PBS传到投影光学装置，并从而提供明视场像素。光的正交线偏振分量沿着与投 影光学装置正交的方向通过PBS，并从而提供暗视场像素
发明内容
一个实施例提供一种空间光调制器。调制器包括阵列型液晶面板。调制器包括偏 振分束器。偏振分束器被定向为将源光(source light)引向阵列型液晶面板的平面反射表 面。调制器包括位于偏振分束器与阵列型液晶面板之间的斜波片(oblique wave plate)。 调制器包括位于偏振分束器与阵列型液晶面板之间的会聚透镜。会聚透镜被配置为将从平 面反射表面反射的光引向偏振分束器的面对表面(facingsurface)。—种器件包括阵列型液晶面板、偏振分束器、斜波片以及会聚透镜。偏振分束器被 定向为将源光引向阵列型液晶面板的反射平面表面。斜波片和透镜位于偏振分束器与阵列 型液晶面板之间。会聚透镜被配置为将从反射平面表面反射的光引向偏振分束器的面对表 另一实施例提供了一种光学图像投影系统。该系统包括被配置为发射源光的光 源。该系统包括光耦合以接收源光的空间光调制器。空间光调制器包括阵列型液晶面板。 空间光调制器包括偏振分束器。偏振分束器被定向为将源光引向阵列型液晶面板的反射平 面表面。空间光调制器包括位于偏振分束器与阵列型液晶面板之间的斜波片。空间光调制 器包括位于偏振分束器与阵列型液晶面板之间的会聚透镜。会聚透镜被配置为将来自反射 平面表面的反射光引向偏振分束器的面对表面。该系统包括被配置为接收从偏振分束器输 出的光的投影光学装置。
当结合附图阅读时，根据以下详细描述可以理解各个实施例。各个特征不需要按 比例绘制，为了讨论的清楚起见，可以增加或减小各个特征的尺寸。现在参照结合附图的以 下描述，在附图中图IA示出了示为本公开的光学图像投影系统的一部分的空间光调制器的示例配 置的平面图；图IB示出了实质上沿着图IA的图示线B-B的o_片(斜波片)130的示例配置的 透视图，以示意ο-片130的光轴165的定向的示例调整；图2示出了示为本公开的光学图像投影系统的一部分的空间光调制器的备选示 例配置的平面图；图3示出了包括如图IA或2所呈现的空间光调制器在内的示例光学图像投影系 统300的平面图；图4示出了例如使用图1A-3中所示的器件和系统投影图像的示例方法的流程图。
具体实施例方式一些LCP投影系统会受到不良图像对比度的影响。此外，这样的系统不容易被小型 化，这是由于特定光学元件必须保持足够大，以便捕获LCP板分散反射的实质上所有的光。已经发现，可以通过将会聚透镜放置在LCP与PBS之间的光路中，来减小诸如PBS 和投影光学装置之类的光学元件的尺寸。这里所使用的术语会聚透镜被定义为位于比任何 其他透镜更接近图像形成表面(例如，LCP表面)的位置的正透镜(例如，物镜)。即，光学 模块的投影光学装置中的任何其他透镜比会聚透镜更接近目标投影表面(例如，屏幕)。不 幸地，单独使用或者与四分之一波片一起使用的会聚透镜不能提供预期水平的投影图像对 t匕貞。本公开的实施例受益于以下实现在到达PBS的反射表面的一些光的偏振态与 PBS可以抑制的偏振态不同的情况下，会发生严重漏光。具体地，从LCP的非激活像素反射 并通过会聚透镜聚焦的光的偏振态被改变。针对要被PBS抑制的偏振态，改变入射角与面 对LCP的PBS表面不垂直的光线的偏振态。偏振态的这种改变使得期望抑制的至少一些光 能够通过PBS传到投影系统的投影光学装置。这种在这里被称作偏振光线偏差(PLRS)的 效应促成了不良对比度。还应认识到的是，存在促成不良对比度的其他因素。一种促成因素是归因于会聚 透镜的存在的偏振旋转，这是由于两次通过会聚透镜并通过LCP的非激活像素的反射而产 生的光线路径。另一促成因素可能是不理想的LCP特性。在非激活状态下，理想的LCP保 持反射光的偏振态与入射光的偏振态相同。相反，真实(例如，非理想)LCP像素在非激活 状态下可能是双折射的，因此真实LCP像素可以改变入射光的偏振态(例如，线性偏振态)。 因此，产生不会被PBS抑制的偏振分量，导致不良对比度。作为本公开的一部分，还发现可以通过将斜波片(ο-片)放置在LCP与PBS之间 的光路中，来显著减少由于PLRS而引起的漏光。这里所使用的术语ο-片定义为双折射材 料(例如，诸如方解石或石英晶体之类的光学各向异性介质)，该双折射材料被配置为具有 平滑的平坦外表面，并且具有既不与外表面平行也不与外表面垂直的光轴。
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此外，在一些情况下，可以调整ο-片以补偿由于从LCP的双折射非激活像素的反 射而引起的偏振改变。例如，可以调整O-片，以相对于O-片的水平平面来改变O-片的光 轴的定向。备选地，可以向O-片添加薄的补偿波片。因此，能够减少从非理想LCP反射的 并且具有不能被来自投影路径的PBS抑制的偏振分量的光的量。在一些情况下，有利地，这 些措施还改善了图像对比度，而无需例如通过添加连接至LCP或作为LCP —部分的独立补 偿波片来显著增大系统的尺寸。ο-片与会聚透镜的组合可以允许制造更紧凑的(例如，手持)投影系统，该投影系 统能够产生具有比现有投影系统更高的对比度的图像。会聚透镜高效地引导从LCP反射的 光，以通过减小反射光的扩散来使其接近光轴传播。因此，可以减小光学元件的大小，来实 现更紧凑的投影系统。ο-片可以通过补偿总体PLRS效应来改善对比度。ο-片可以作用于 从LCP的非激活的像素反射的光的改变偏振态，以使得实质上使光线的偏振态返回当反射 光线已经形成非发散光束(例如，入射角与PBS的表面垂直)的情况下应有的偏振态。因 此，PBS能够更好地抑制从LCP的非激活像素反射的光，从而减少来自于暗视场像素的投影 光的量，并从而改善图像对比度。本公开的一个实施例是光调制器器件(例如，空间光调制器)。光调制器器件的配 置可以根据光源的偏振态以及要投影的光的预期偏振态而不同。例如，图IA示出了示为光 学图像投影系统102的一部分的光调制器器件100的示例配置的平面图。如图1所示，系 统102的实施例可以包括光源105和光学耦合至器件100的投影光学装置110。这里描述的图像投影系统的一些特征以及使用这些特征来产生投影图像的方法 在以下中的一个或多个中描述以上引用的美国专利申请12/017，440 ；美国专利7440158 ； 均在2008年1月22日提交的美国专利申请No. 12/017984、12/009991、以及12/009851 ； 均在2007年3月2日提交的美国专利申请No. 11/713155、11/681376、以及11/713493 ； 以及 Gang Chen 等人于 2009 年 1 月 22 日提交的题为 “Oscillating Mirror forlmage
Projection"的美国专利申请No._(代理案号No. CHEN18-28-26)。以上所列美
国专利和以上所列美国专利申请的全部内容通过引用合并于此。图IA所示的示例器件100包括LCP 115和PBS 120。PBS 120被定向为将源光 125引向LCP115的反射平面表面127。器件100还包括ο-片130和会聚透镜135。ο-片 130和会聚透镜135均位于LCP 115与PBS 120之间。会聚透镜135可以被配置为将从LCP 115的反射平面表面127反射的光140、142 (例如，实质上所有反射光140、142)引导至PBS 110的相对(例如，面对)表面145。在如图IA所示的一些情况下，ο-片130位于PBS 120与会聚透镜135之间。在其 他情况下，ο-片130位于会聚透镜135与LCP 115 (未示出)之间。在一些情况下，前一种 配置(ο-片在BPS与会聚透镜之间)实质上提供比后一种配置(ο-片在PBS与LCP之间) 更好的对比度，并因此前一种配置是优选实施例。本领域普通技术人员将理解，如何确定 ο-片130和会聚透镜135相对于彼此以及相对于LCP 115和PBS 120的最优位置，使得最 大化针对这些配置中任一配置的图像对比度，包括例如最大化要传递至LCP 115和从LCP 115反射的光的量。LCP 115包括多个像素150，可以通过在各个单独像素150上(例如，经由与各个 单独像素150邻近的透明氧化铟锡电极)施加电场来单独激活这些像素。从激活的像素150反射的光140具有与源光125的偏振态相比相反的偏振态。例如，当光源105发射垂直 偏振源光125时，来自激活像素150的反射光140是水平偏振的。相比而言，实质上不改变来自非激活像素150的反射光142的偏振态，反射光142 的入射角155与PBS的相对表面145垂直(例如，90度士5度)。然而，如上所述，由于PLRS 效应，当光140具有非垂直入射角155 (例如，大于士 5度)的情况下，可以改变来自非激活 像素150的反射光142的偏振态。例如，继续相同示例，在源光125是垂直偏振的情况下， 来自非激活像素150并具有非垂直入射角155的反射光142的大部分可以是水平偏振的。 由于来自这些非激活像素150的反射光142具有与来自激活像素150的反射光140相同的 偏振态，因此减小了激活与非激活像素150之间的光对比度。ο-片130的实施例具有与PBS 120的表面145平行的平面外表面160、162。一个 表面160面向(例如，面对)PBS 120的表面145，并且另一表面162面向(例如，面对)LCP 115的反射表面127 (例如，平面反射表面)。ο-片的平面外表面160、162可以实质上与从 PBS 120传到LCP 115的源光125垂直。ο-片130对于减少来自特定非激活像素150的反射光142的量起到重要作用，否 则光142将不利地通过PBS 110并到达系统102的投影光学装置110，从而降低图像对比 度。根据定义，ο-片130具有光轴165，光轴165具有与ο-片130的外平面表面160既不 平行也不垂直的角度167。定位外平面表面160，以接收由LCP 115反射的光140、142。本 领域技术人员熟悉描述ο-片130的光轴165的特性的各种方法。例如，能够根据准直光的 不同入射角(或者偏振)，来测量通过ο-片130的准直光的迟滞(retardance)，以确定发 生最小迟滞的入射角。在一些优选实施例中，ο-片130具有使角167在大约16度到36度(更具体地，在 大约24度到28度的范围内)范围内的光轴165。具有这种特性的ο-片130在以下方面特 别有效补偿来自非激活像素150的反射光142的偏振态，以与在反射光142的入射角155 与PBS的相对表面145垂直(上述示例中的垂直偏振光)的情况下应有的偏振态相同。如上所述，ο-片130可以被配置为至少部分地补偿由从具有非理想特性的LCP 115的双折射非激活像素的反射而引起的偏振变化。在一个实施例中，例如，可以通过旋转 ο-片130，来调整ο-片130的光轴165的定向，以补偿入射光140在从LCP 115的非理想 双折射像素150反射时发生的偏振变化。从而可以至少部分地将反射光142的偏振恢复至 非激活像素150为理想情况下其应有的偏振态。图IB示出了实质上沿着图IA所示的图示线B-B的o_片130的示例配置的透视 图，以示意对ο-片130的光轴165的定向的示例调整。图IB示出了 ο-片130的平面表面 170，平面表面170由ο-片130的光轴165和ο-片130的法向轴171 (同样如图IA所示) 限定，相对于器件100的水平平面173 (例如，在图IA的平面图中示出的水平平面)，平面 表面170具有在大约3度到4度范围内的角度172 (例如，通过如图IB中弯箭头所示旋转 ο-片)。本领域技术人员应理解，如何根据双折射像素150 (图1Α)的不理想程度将角度 172调整为不同值。在其他实施例中，备选或附加地，ο-片130还可以包括其上(例如，在图IB所示的 ο-片130的表面170上)的薄波片层175(例如，第二波片)。例如，在一些实施例中，附加 波片层175可以具有在大约1微米到10微米范围内的厚度176。薄波片层175可以具有与ο-片130的光轴定向和迟滞不同的适当的光轴177定向和迟滞，以改善对非激活LCP像素 150的双折射的补偿。例如，光轴177的迟滞或角度178中的至少一个与ο-片130的相应 值至少有大约百分之十的不同。例如，在一些优选实施例中，光轴177的定向与相对于垂直 轴179 (即，与水平平面173垂直的轴)大约45度的角度178相对应。在一些优选实施例 中，波片层175的材料的双折射具有与非激活LCP像素150的双折射相反的符号。在一些 情况下，LCP像素150的光轴与波片层175可以近似对准。在一些优选实施例中，层175的 迟滞在大约3纳米到5纳米范围内。本领域技术人员将理解，如何调整薄波片层175的厚 度176和定向，以补偿双折射像素150的不理想。ο-片130的厚度还可以影响对来自非激活像素150的具有非垂直入射角155的 反射光142的偏振态的补偿。例如，在一些优选实施例中，ο-片130具有在大约3微米到6 微米范围内的厚度180(图1Α)。然而，根据光学各向异性晶体材料的类型，ο-片可以包括 用于提供预期的半波光迟滞的不同厚度180的值。有时，很难制造大约5微米或更大的ο-片厚度180。在这样的情况下，可以协同地 调整ο-片130的光轴165的角度167以及ο-片130的厚度180，以实现改善的图像对比 度与ο-片130的方便制造之间的平衡。以下针对提供可接受水平的ANSI图像对比度(例 如，大约500 1或更大)的一些示例实施例示意了这些原理。这里所使用的术语ANSI对 比度是指来自于8个矩形中激活像素的平均反射光强除以来自于其他8个矩形中非激活像 素的平均反射光强所得的比值，其中激活和非激活像素部分以矩形4X4棋盘图案布置。在 一些实施例中，可以使用在大约24度到28度范围内的光轴角度167以及在大约4微米到 4. 2微米范围内的厚度180来获得大约600 1的ANSI对比度。在其他实施例中，可以使 用在大约29度到31度范围内的光轴角度167以及大约5. 6微米的厚度180来获得大约 1500 1的ANSI对比度。在其他实施例中，可以使用26度士 1度的光轴角度167以及在 大约3. 5微米到4微米范围内的厚度180来获得大约500 1的ANSI对比度。LCP 115可以由允许以这里描述的方式操作偏振光的任何传统材料组成。例如，在 一些优选实施例中，LCP 115是硅基液晶面板。在一些实施例中，例如，当期望紧凑系统102 时，LCP 115的高度和宽度尺寸在1到若干毫米的量级上。例如，在这种紧凑系统102的一 些优选实施例中，LCP 115的高度和宽度182均在大约3毫米到5毫米范围内。会聚透镜135可以由任何材料组成，这些材料对于源光125是透明的，并具有便于 引导反射光140、142以使得实质上(例如，大约百分之九十或更多的反射光)落在PBS 120 的相对(例如，面对)表面145上的任何形状和尺寸。继续示例紧凑系统102，在一些优选 实施例中，会聚透镜135是具有大约13mm焦距的正(例如，会聚)玻璃或塑料透镜。在一些 优选实施例中，为了便于获得紧凑系统102，会聚透镜135的直径185是反射平面表面127 的高度和宽度尺寸181、182中较大者的大约1到1.2倍。例如，考虑当反射平面表面127 具有高度181和宽度182分别为大约3mm和5mm的矩形形状的情况。会聚透镜135的一些 优选实施例具有在大约5mm到6mm范围内的直径185。由于会聚透镜135可以降低从LCP 115反射的光140、142的扩散，因此，还可以缩 减PBS 120的尺寸，从而便于紧凑系统102的设计。继续以上示例紧凑系统102，在一些优 选实施例中，PBS 120的高度、厚度以及宽度尺寸190、192、194是反射平面表面127的高度 和宽度尺寸181、182中较大者的大约1到1. 2倍。在高度和宽度尺寸181、182中较大者等于大约5mm的情况下，PBS的高度、宽度和深度尺寸190、192、194在大约5到6mm的范围内。 类似地，ο-片130的高度和宽度尺寸196、198可以是高度和宽度尺寸181、182中较大者的 1到1.2倍。图IA示出了器件100和系统102的示例配置，其中，源光125是垂直偏振光，PBS 120被配置为将垂直偏振光125反射到LCP 115。在这样的配置中，从LCP 115(例如，激活 像素150)反射水平偏振光140，并且该水平偏振光140通过PBS 120被直接透射至系统102 的投影光学装置110。通过PBS 120将包括由ο-片130补偿的光在内的从LCP 115(例如， 非激活像素150)反射的垂直偏振光反射至源光125的源点(例如，光源105)。图2示出了同样被示为本公开的光学图像投影系统202的一部分的光调制器器件 200(例如，空间光调制器)的备选示例配置的平面图。图IA中所使用的相同参考数字用 于指示器件200和系统202的类似元件和特征。在器件200和系统202的该示例配置中， 源光125可以是水平偏振光，并且PBS 120可以被配置为直接通过PBS 120将水平偏振光 125透射至LCP 115。在这样的配置中，从LCP 115 (例如，激活像素150)反射的垂直偏振 光140被BPS 120反射至系统102的投影光学装置110。包括由o_片130补偿的光在内的 从LCP 150 (例如，非激活像素150)反射的水平偏振光142通过PBS 120传到源光125的 JM^ 点 ο另一实施例是光学图像投影系统300。在一些优选实施例中，系统300被配置为手 持投影系统。非限制示例包括蜂窝电话、个人数字助理或媒体播放器。图3示出了包括光调制器器件(例如，空间光调制器)在内的示例光学图像投影 系统300的平面图。出于示意的目的，示出了图IA中呈现的器件100配置。然而，也可以 使用诸如在图2中呈现的器件200配置之类的其他配置。为了清楚起见，图IA中所使用的 相同参考数字用于示出系统300的类似特征。系统300包括光源105、光调制器器件100 (例如，空间光调制器)、以及投影光学 装置110。光源被配置为发射源光125，光调制器器件100光耦合至光源。例如，器件100 可以被配置为接收源光125。例如，器件100的PBS 120可以被定向为将源光125引向LCP 115的反射平面表面127。器件100的LCP 115,PBS 120,ο-片130以及会聚透镜135可以 具有如图1或图2的上下文中所描述的任何配置。投影光学装置被配置为接收从PBS 120输出的光。投影光学装置110可以包括反 射镜、透镜、偏振器其他光学组件，这些光学组件被配置为进一步改善图像对比度，并且引 导在LCP 115上形成的图像，以及便于通过PBS 120将光140传到目标投影表面310(例如， 观察表面)。为了清楚起见，仅示出了投影光学装置110的两个元件一个投影透镜315以 及一个偏振器317。在一些情况下，目标投影表面310是投影屏幕320的表面，投影屏幕320也是系统 300的一部分。在这样的实施例中，投影屏幕320光耦合至投影光学装置110。例如，投影 屏幕320可以是与投影光学装置110对准的前或后投影屏幕。然而，在其他情况下，目标投 影表面310可以是在系统300外部的结构的表面。例如，投影屏幕320可以是墙(例如，白 墙)、桌面表面、或者其上具有能够用作目标投影表面310的空白表面的的其他平面结构。 在一些情况下，例如，表面310可以是漫反射平面表面。由于会聚透镜135减少了从LCP 115反射的光140、142的扩散，可以另外使用投影光学装置110的更多紧凑元件315、317，从而便于紧凑系统300设计。例如，在一些情况 下，投影光学装置110的元件315、317的尺寸是反射平面表面(图1A)的高度和宽度尺寸 181、182中较大者的1到1. 2倍。例如，再次考虑LCP 115的反射平面表面127的高度和 宽度尺寸181、182 (图1A)均在大约3毫米到5毫米范围内的情况。在这样的情况下，投影 透镜315的直径325可以在大约5mm到6mm的范围内，并且偏振器317的高度330和宽度 332大约为5mm到6mm。在一些实施例中，光源105包括被配置为发射源光125作为垂直偏振光或水平偏 振光之一的一个或多个激光器340、342、344。在一些实施例中，激光器340、342、344被配置 为发射源光125作为线偏光。对于在图3中所示的实施例，三个激光器340、342、344分别被 配置为产生指定颜色(例如，分别为红、绿和蓝)的脉冲光。可以使从激光器340、342、344 输出的光同步，使得PBS 120接收到光125的不同颜色的周期序列。光源105还可以包括 颜色组合器350，颜色组合器350被配置为接收来自于激光器340、342、344的源光125，并 将光125引向PBS120。本领域技术人员应熟悉其他光学元件的使用，以根据需要进一步调 整去往PBS 120的源光125。例如，光源105还可以包括透镜、偏振器、反射镜、漫射器或其 他光学元件(未示出)。本公开的又一实施例是一种投影图像的方法。在图1-3的上下文中讨论的器件 100,200或系统102、202、300的任何实施例可以用于实现该方法中的步骤。继续参照图 1-3，图4示出了光学图像投影的流程图。该方法包括通过BPS 120将源光束125 (例如，具有第一偏振态的光束)引向LCP 115的反射平面表面127。PBS 120具有面向(例如，面对)反射平面表面127的平面表面 125。在一些优选实施例中，平面表面125实质上与反射平面表面127平行。在达到LCP 115 的途中，光125还通过ο-片130和会聚透镜135。方法400还包括步骤410 在反射平面表面127上形成图像。形成图像(步骤410) 包括在步骤412中从激活像素150 (例如，第一像素集合)反射源光，并且步骤415中从非 激活像素150 (例如，第二像素集合)反射(例如，与步骤412同时反射)源光125。液晶像 素的第一和第二集合使反射光140、142处于不同的偏振态。例如，所选激活像素150反射 的源光125具有第二偏振态，第二偏振态实质上与源光125的第一偏振态正交(例如，反)。 所选非激活像素150反射的源光125具有实质上与第一偏振态相同的偏振态。然而，如上 所述，由于PLRS，从非激活像素反射的光束142的一部分具有与源光125的第一偏振态反的 第二偏振态。本领域技术人员将理解，对于所有光束125而言，第一和第二偏振态并不固定为 相同值。相反，并不沿着光轴的每个光束125 (例如，非垂直输入角155)相对于PBS应具有 其自己的特定反射和透射的第一和第二偏振态。方法400还包括步骤420 将来自激活和非激活像素150的反射光束140、142传 到(并通过)会聚透镜135。会聚透镜135可以被配置为将实质上所有反射光束140、142 引导到PBS 120的相对(例如，面对)表面125。方法400还包括步骤425 将来自激活和非激活像素150的反射光束140、142传 到(并通过)0_片130。ο-片130可以被配置为补偿来自非激活像素150的反射光束142， 以使其具有被PBS引向源光方向的第一偏振态(例如，与源光125的偏振态相同的第一偏振态)。即，ο-片130用于补偿来自非激活像素的具有非垂直输入角155的反射光束142， 以使得它们的偏振态实质上回到第一偏振态。如图4所示，在一些情况下，反射光束140、142传到会聚透镜135 (步骤420)并然 后传到ο-片130 (步骤425)。在其他情况下，反射光束140、142传到ο-片130 (步骤425) 并然后传到会聚透镜135 (步骤420)。方法400还包括步骤430 使来自会聚透镜135和ο_片130的反射光束140、 142 (例如，从第二非激活像素集合反射的光)通过PBS 120，使得将具有第一偏振态的反射 光140、142引向源光125。优选地，该方法包括步骤435 使来自第一像素集合(例如，激活像素150)的反射 光140、142通过PBS 120传到投影光学装置。例如，步骤435可以包括使具有第二偏振态 的反射光束140通过PBS 120去往投影光学装置。该光还传到观察屏(例如，漫反射平面 屏幕)。在一些情况下，传播具有第二偏振态的反射光束140 (步骤435)包括步骤445:使 来自激活像素150的反射光140 (具有第二偏振态)直接通过PBS 120传到投影光学装置 110(例如，图1Α)。在其他情况下，传播具有第二偏振态的反射光束140(步骤435)包括步 骤447 通过PBS 120将来自激活像素150的反射光140反射到投影光学装置110 (例如， 图2)。在其他情况下，来自第二非激活像素集合152的反射光可以被配置为通过PBS传 到投影光学装置110，并且来自第一激活像素集合152的反射光被配置为通过PBS 120传到 源光125。在一些实施例中，方法400还包括步骤450 将从光源105产生的源光束125引向 PBS 120。在一些实施例中，源光束125从具有至少一个激光器的光源105发出，光源105 被配置为发射第一偏振态(例如，垂直偏振光或水平偏振态中的一个)的光。尽管已经详细描述了本公开的一些实施例，本领域技术人员应理解，在不背离本 公开范围的前提下，可以进行各种变化、替换和修改。
权利要求
一种空间光调制器，包括包括阵列型液晶面板；偏振分束器，其中，所述偏振分束器被定向为将源光引向所述阵列型液晶面板的平面反射表面；斜波片，位于所述偏振分束器与所述阵列型液晶面板之间；以及会聚透镜，位于所述偏振分束器与所述阵列型液晶面板之间，其中，所述会聚透镜被配置为将从所述平面反射表面反射的光引向所述偏振分束器的面对表面。
2.根据权利要求1所述的调制器，其中，所述斜波片位于所述偏振分束器与所述会聚 透镜之间。
3.根据权利要求1所述的调制器，其中，所述斜波片位于所述会聚透镜与所述阵列型 液晶面板之间。
4.根据权利要求1所述的调制器，其中，所述斜波片具有光轴，所述光轴相对于所述斜 波片的外平面表面形成在约16度到36度范围内的角度，所述外平面表面被定位以接收所 述从所述反射表面反射的光。
5.根据权利要求1所述的调制器，其中，所述斜波片的平面表面相对于所述器件的水 平面具有在大约3度到4度范围内的角度，所述平面表面由所述斜波片的光轴和所述斜波 片的法向轴来限定。
6.根据权利要求1所述的调制器，其中，所述源光是垂直偏振光，所述PBS被配置为将 所述垂直偏振光反射到所述LCP，从所述LCP反射的水平偏振光被直接通过所述PBS透射到 图像投影系统的投影光学装置。
7.根据权利要求1所述的调制器，其中，所述源光是水平偏振光，所述PBS被配置为将 所述水平偏振光直接通过所述PBS透射到所述LCP，并且从所述LCP反射的垂直偏振光被从 所述PBS反射到图像投影系统的投影光学装置。
8.一种光学图像投影系统，包括 被配置为发射源光的光源；光耦合以接收所述源光的空间光调制器，所述空间光调制器包括 阵列型液晶面板；偏振分束器，其中，所述偏振分束器被定向为将所述源光引向所述阵列型液晶面板的 反射平面表面；斜波片，位于所述偏振分束器与所述阵列型液晶面板之间；以及 会聚透镜，位于所述偏振分束器与所述阵列型液晶面板之间，其中，所述会聚透镜被配 置为将来自所述反射平面表面的反射光引向所述偏振分束器的面对表面；以及 被配置为接收从所述偏振分束器输出的光的投影光学装置。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述系统被配置为手持投影系统。
10.一种投影图像的方法，包括将源光束通过偏振分束器引向阵列型液晶面板的反射平面表面，其中，所述偏振分束 器具有面对所述反射平面表面的平面表面；所述阵列型液晶面板的第一和第二液晶像素集合反射所述源光，所述第一和第二液晶 像素集合使反射光处于不同的偏振态；使所述反射光通过会聚透镜；以及 使所述反射光通过斜波片。
全文摘要
一种空间光调制器100，包括阵列型液晶面板115、偏振分束器120、斜波片130以及会聚透镜135。偏振分束器被定向为将源光125引向阵列型液晶面板的反射平面表面127。斜波片和会聚透镜位于偏振分束器与阵列型液晶面板之间。会聚透镜被配置为将来自反射平面表面的光引到偏振分束器的面对表面125上。
文档编号H04N9/31GK101918880SQ200980102608
公开日2010年12月15日 申请日期2009年1月22日 优先权日2008年1月22日
发明者米哈埃拉·迪努, 罗兰·里夫, 陈刚 申请人:阿尔卡特朗讯美国公司