專(zhuān)利名稱(chēng)：空間上修改光的偏振狀態(tài)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)內(nèi)容一般涉及處理用于顯示的光，并且更特別地(盡管不一定唯一地)涉及用于空間上修改光的偏振狀態(tài)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
偏振可以被用來(lái)對(duì)用于立體三維(3D)顯示的圖像編碼。采用正交偏振狀態(tài)對(duì)左眼和右眼圖像編碼，該正交偏振狀態(tài)與觀眾所佩戴的左右偏光鏡片眼鏡的透射狀態(tài)匹配。因?yàn)槠駹顟B(tài)是正交的，所以可以最小化進(jìn)入錯(cuò)誤的眼里的左/右圖像的滲漏量。偏振方法的缺點(diǎn)是當(dāng)偏振器被用于非偏振光的光路中時(shí)至少損失50%的光。偏振光源或者非偏振光到偏振光的有效轉(zhuǎn)換可以被用來(lái)消除這種損失。這對(duì)于具有被設(shè)計(jì)為處理偏振光的調(diào)制器的顯示器而言可能是有效的。然而，對(duì)于采用并非被設(shè)計(jì)為處理偏振光的調(diào)制器的顯示器而言，因?yàn)樵谡麄€(gè)系統(tǒng)中未保持偏振狀態(tài)，所以這可能無(wú)效。在光已經(jīng)被調(diào)制后，在采用并非被設(shè)計(jì)為處理偏振光的調(diào)制器的顯示系統(tǒng)中的光是偏振的；然而，使用了不到50%的圖像光?？梢耘c非偏振光一起使用的ー個(gè)成功的顯示系統(tǒng)包括由德克薩斯州達(dá)拉斯市的德州儀器公司提供的數(shù)字微鏡器件(DMD)。有很多原因?qū)е逻€不可能通過(guò)在DMD之前將光偏振來(lái)提高采用DMD的3D立體顯示器的效率。DMD窗口中的應(yīng)カ雙折射可以改變光的偏振狀態(tài)。而且，應(yīng)カ跨窗ロ而變化。因此，偏振可以跨DMD調(diào)制器的有源區(qū)域非均勻地改變。當(dāng)光偏振狀態(tài)已經(jīng)改變?yōu)樽兂煽臻g非均勻的時(shí)候，可能減少光輸出并且可能改變跨顯示的光分布，這兩者都不是所期望的。對(duì)于使用多個(gè)DMD的系統(tǒng)，由于雙折射從ー個(gè)DMD窗ロ到另ー個(gè)DMD窗ロ可能不相同，所以出現(xiàn)了額外的復(fù)雜之處。此外，被用來(lái)分光給DMD的彩色棱鏡可以展現(xiàn)依賴(lài)于波長(zhǎng)的偏振變化?！N用于在DMD將成像光分成兩個(gè)正交偏振成像光路后恢復(fù)已經(jīng)被偏振的圖像光的未被使用的部分的方法。一個(gè)偏振成像光路指向屏幕并且另ー個(gè)偏振成像光路穿過(guò)延遲器然后朝著屏幕反射以在屏幕上被疊加到來(lái)自第一光路的成像光上。延遲器改變第二光路中的成像光的偏振狀態(tài)以匹配第一光路中的光的偏振狀態(tài)以便所有來(lái)自DMD的成像光都被利用。為使該技術(shù)成功，來(lái)自第二光路的成像光與來(lái)自第一光路的成像光在屏幕上對(duì)準(zhǔn)。任何第一和第二成像光路之間不同的光學(xué)放大、光學(xué)偏置或光學(xué)梯形失真(keystone)效應(yīng)可以導(dǎo)致屏幕上的重疊圖像中的未對(duì)準(zhǔn)以及導(dǎo)致不到最佳的呈現(xiàn)。因此，還需要ー種能夠允許利用偏振光操作并且“修復(fù)”對(duì)偏振狀態(tài)的改變的基于DMD的顯示器的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
在ー個(gè)方面，提供了ー種光學(xué)系統(tǒng)。該光學(xué)系統(tǒng)可以包括光學(xué)兀件和偏振改變光學(xué)器件(PAD)。光學(xué)兀件可以使光學(xué)系統(tǒng)中光的偏振改變自預(yù)定的偏振狀態(tài)分布。PAD可以基于由光學(xué)兀件所引起的對(duì)偏振狀態(tài)分布的改變量空間上改變光的偏振狀態(tài)分布。光學(xué)系統(tǒng)可以輸出具有預(yù)定的偏振狀態(tài)分布的光。在另一方面，提供了ー種投影系統(tǒng)。該投影系統(tǒng)可以包括光源、PAD、空間光調(diào)制器(SLM)器件、投影透鏡和清除偏振器。光源可以提供光。PAD可以空間上改變光的偏振狀態(tài)分布。SLM可以使光的偏振狀態(tài)分布改變自預(yù)定的偏振狀態(tài)分布。清除偏振器位于投影透鏡和屏幕之間。投影透鏡可以接收具有已經(jīng)被PAD改變的預(yù)定的偏振狀態(tài)分布的光。清除偏振器可以接收來(lái)自投影透鏡的光并且允許從投影系統(tǒng)輸出最大量的偏振光。在另一方面,提供了ー種方法。接收偏振光。偏振光的偏振狀態(tài)分布被光學(xué)兀件改變自預(yù)定的偏振狀態(tài)分布?；谟晒鈱W(xué)元件所引起的對(duì)偏振光的偏振狀態(tài)分布的改變量， 偏振光的偏振狀態(tài)分布被PAD空間改變以使偏振光具有預(yù)定的偏振狀態(tài)分布。輸出具有預(yù)定的偏振狀態(tài)分布的偏振光。在另一方面，提供了ー種方法。接收對(duì)應(yīng)于PAD像素對(duì)的延遲值的屏幕光亮度值。響應(yīng)于確定收到數(shù)量不足的屏幕光亮度值，改變用于PAD像素對(duì)的延遲對(duì)值并且接收對(duì)應(yīng)于改變的PAD像素對(duì)的延遲對(duì)值的附加的屏幕光亮度值。響應(yīng)于確定收到足夠數(shù)量的屏幕光亮度值，采用屏幕光亮度值和延遲對(duì)值確定ー組參數(shù)。將該組參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。在另一方面，提供了ー種方法。接收對(duì)應(yīng)于PAD像素對(duì)的屏幕光亮度值。響應(yīng)于確定未達(dá)到最大或最小屏幕光亮度水平中的至少ー個(gè)，改變用于PAD像素對(duì)的PAD延遲對(duì)值并且接收對(duì)應(yīng)于PAD像素對(duì)的附加的屏幕亮度值。響應(yīng)于確定達(dá)到最大或最小屏幕光亮度水平中的至少ー個(gè)，存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于最大或最小屏幕光亮度水平中的至少ー個(gè)的用于PAD像素對(duì)的延遲對(duì)值。提及這些示例性的方面，并非為限制或限定本公開(kāi)內(nèi)容，而是為提供示例以幫助對(duì)本公開(kāi)內(nèi)容的理解。在“具體實(shí)施方式
”中討論了另外的方面和特征并且提供了進(jìn)ー步的描述。通過(guò)查閱該說(shuō)明書(shū)或者通過(guò)實(shí)踐所呈現(xiàn)的ー個(gè)或多個(gè)方面和特征，可以進(jìn)ー步理解由各個(gè)方面和特征中的ー個(gè)或多個(gè)所提供的優(yōu)點(diǎn)。


圖IA是根據(jù)一個(gè)特征的用于輸出具有空間均勻的偏振狀態(tài)分布的光的系統(tǒng)配置的框圖。圖IB是根據(jù)一個(gè)特征的用于輸出具有空間均勻的偏振狀態(tài)分布的光的可替換的系統(tǒng)配置的框圖。圖IC是根據(jù)一個(gè)特征的用于輸出具有空間均勻的偏振狀態(tài)分布的光的第二可替換的系統(tǒng)配置的框圖。圖2是根據(jù)一個(gè)特征的配置用于輸出具有空間均勻的偏振狀態(tài)分布的光的反射式投影系統(tǒng)的框圖。圖3是根據(jù)一個(gè)特征的配置用于顯示具有空間均勻的偏振狀態(tài)分布的光的三色通道系統(tǒng)的框圖。圖4是根據(jù)一個(gè)特征的用于控制可用于將光調(diào)整到空間均勻的偏振狀態(tài)分布的偏振改變光學(xué)器件(PAD)的系統(tǒng)的框圖。圖5是根據(jù)一個(gè)特征的用于校準(zhǔn)用于PAD的控制系統(tǒng)的過(guò)程的流程圖。圖6是根據(jù)第二特征的用于校準(zhǔn)用于PAD的控制系統(tǒng)的過(guò)程的流程圖。圖7示出了根據(jù)ー個(gè)特征的穿過(guò)包括兩個(gè)延遲板的PAD的光。圖8是示出根據(jù)ー個(gè)特征的PAD如何改變其上所示的光的偏振狀態(tài)分布的Poincare 球。
具體實(shí)施例方式本公開(kāi)內(nèi)容的某些特征涉及被配置用于通過(guò)將校正應(yīng)用到例如已經(jīng)將偏振狀態(tài)分布從預(yù)定偏振狀態(tài)分布改變(無(wú)意地或其它方式)的光束來(lái)輸出具有預(yù)定偏振狀態(tài)分布的光的系統(tǒng)。預(yù)定偏振狀態(tài)分布可以是諸如均勻偏振狀態(tài)分布等適當(dāng)顯示所需要的偏振狀態(tài)分布。例如，系統(tǒng)可以輸出具有偏振狀態(tài)的光，該偏振狀態(tài)的光通過(guò)將校正應(yīng)用于偏振狀態(tài)分布被無(wú)意地或以其它方式改變以具有非均勻偏振狀態(tài)分布的光而具有預(yù)期的均勻偏振狀態(tài)分布。偏振狀態(tài)可以是表示像素區(qū)域中光的平均偏振狀態(tài)的單一偏振狀態(tài)。偏振狀態(tài)從ー個(gè)像素區(qū)域到另ー個(gè)像素區(qū)域可以不同。偏振狀態(tài)分布可以表示在具有多個(gè)像素的區(qū)域內(nèi)像素的不同偏振狀態(tài)。圖1A、IB和IC描述了根據(jù)某些方面的系統(tǒng)配置100、101、103。圖1A、IB和IC中的系統(tǒng)可以用來(lái)輸出具有均勻偏振狀態(tài)分布的光或者具有空間均勻的偏振狀態(tài)的光。盡管某些實(shí)現(xiàn)被描述成將光處理為均勻偏振狀態(tài)分布，根據(jù)各個(gè)方面的實(shí)現(xiàn)可以被用來(lái)輸出任何預(yù)定的或期望的偏振狀態(tài)分布輪廓。首先描述圖IA中的系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)100可以接收沒(méi)有具體偏振狀態(tài)的光102，也是熟知的隨機(jī)偏振光?？梢园蔀橄掠喂鈱W(xué)器件適當(dāng)?shù)販?zhǔn)直光源的光的附加的元件(未示出)。系統(tǒng)100還可以包括可將光偏振為特定的空間均勻的偏振狀態(tài)的光偏振元件130。偏振狀態(tài)可以是線偏的、圓偏的或橢偏的。系統(tǒng)100包括光學(xué)元件140 (可以是諸如數(shù)字微鏡器件(DMD)等空間光調(diào)制器(SLM))，其可以改變光的偏振狀態(tài)從而偏振狀態(tài)不再是空間均勻的。雙折射材料、光學(xué)表面涂層、反射表面、方向選擇吸收、由應(yīng)カ或者由電場(chǎng)或磁場(chǎng)誘導(dǎo)的雙折射都可以使偏振狀態(tài)發(fā)生空間和非均勻地改變。系統(tǒng)100可以輸出偏振光。系統(tǒng)100包括布置在光偏振兀件130和光學(xué)兀件140之間的偏振改變光學(xué)器件(PAD) 110。PAD 110可以以變化的量空間調(diào)整光的偏振狀態(tài)。例如，PAD 110可以包括兩個(gè)具有相對(duì)小的間隔的空間可尋址的、可變的延遲板。空間可尋址的延遲板的示例是沒(méi)有任何偏振表面的液晶器件或単元?？臻g可尋址延遲板可以被電尋址。液晶器件可以被構(gòu)建成獨(dú)立可尋址像素的矩陣以便光的偏振狀態(tài)可以在逐個(gè)像素的基礎(chǔ)上由不同的量控制。系統(tǒng)100還包括控制器150，該控制器150可以通過(guò)空間調(diào)整光的偏振狀態(tài)來(lái)控制PAD 110?？刂破?50可以是電子的。通過(guò)空間調(diào)整光的偏振狀態(tài)，由光學(xué)元件140所引起的光的空間非均勻偏振狀態(tài)可以被修復(fù)。當(dāng)系統(tǒng)100輸出光時(shí)，偏振狀態(tài)可以是空間均勻的。如果光學(xué)元件140以固定的方式改變偏振狀態(tài)(即穿過(guò)光學(xué)元件140的光束的不同部分之間存在恒定的相位差)，那么PAD 110可以不需要被置于相對(duì)于光學(xué)元件140的光學(xué)共軛處。
盡管圖IA描述了布置在致使光的偏振狀態(tài)變?yōu)榭臻g非均勻的光學(xué)元件140之前的PAD 110，在其它實(shí)現(xiàn)中的PAD 110可以被布置在光學(xué)元件140之后。圖IB描述了光學(xué)系統(tǒng)101，其中PAD 110被布置在光學(xué)元件140之后，該光學(xué)元件140致使光的偏振狀態(tài)變?yōu)榭臻g非均勻。圖IC描述了光學(xué)系統(tǒng)103，其中光學(xué)元件140a、140b被分別布置在PAD 110的兩側(cè)。光學(xué)元件140a、140b可以致使光的偏振狀態(tài)變?yōu)榭臻g非均勻。如果接收到的光102是激光光源，其中光已經(jīng)被偏振，那么光偏振元件130可以在系統(tǒng)100、101和103中被去除。在系統(tǒng)100、101和103中，在光偏振元件130之后的偏振光(其中整體偏振狀態(tài)或偏振狀態(tài)分布已經(jīng)改變)被PAD 110改變?yōu)檎_的偏振狀態(tài)分布。圖2描述了根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的某些實(shí)現(xiàn)的附加特征，該光學(xué)系統(tǒng)是被配置為通過(guò)補(bǔ)償偏振狀態(tài)空間均勻性的變化來(lái)獲得更高效的立體3D顯示的反射式投影系統(tǒng)。 白色光可以源自ー個(gè)偏振光源202。偏振光源202的不例包括偏振激光、具有偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的燈以及被分成用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)投影儀的兩個(gè)獨(dú)立的偏振光通道的白光源的組合。來(lái)自偏振光源202的光可以穿過(guò)包括一組透鏡204、208和小透鏡陣列206的照射部分來(lái)均化光并且獲得正確的長(zhǎng)寬比以照射空間光調(diào)制器(SLM)器件217、218、219，每個(gè)空間光調(diào)制器器件可以是DMD。每個(gè)SLM器件217、218、219可以對(duì)光進(jìn)行調(diào)制以基于輸入圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生成像光。其它用來(lái)均化光的照射類(lèi)型也是可能的，例如采用積分器棒代替小透鏡陣列206。如果輸入光的偏振是線偏的并且與棒的邊緣對(duì)準(zhǔn)，那么積分器棒可以保持光的偏振。如果光的輸入偏振是橢偏的(其可以是可由PAD 210校正的)，那么積分器棒可能無(wú)法充分地保持光的偏振。照射部分的輸出可以被導(dǎo)到PAD 210。PAD 210可以根據(jù)預(yù)定義的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)值空間地調(diào)整光偏振狀態(tài)。中繼光學(xué)器件212 (其可以不包括在一些實(shí)現(xiàn)中)通過(guò)全內(nèi)反射(TIR)棱鏡214和分離器/組合器彩色棱鏡216將來(lái)自PAD 210的光成像到各自的紅色、綠色和藍(lán)色SLM器件217、218、219上。來(lái)自SLM器件217、218、219的調(diào)制光可以由分離器/組合器彩色棱鏡216重新組合成ー個(gè)光束并且被引導(dǎo)通過(guò)投影透鏡220在屏幕224上形成圖像。當(dāng)使用中繼光學(xué)器件212時(shí)，PAD 210可以與SLM器件217、218、219和屏幕224共軛。系統(tǒng)可以包括在投影透鏡的輸出端的清除偏振器222。清除偏振器222可以消除偏振中的任何殘留變化。因?yàn)閷?duì)PAD 210的編程可以恢復(fù)由諸如SLM器件217、218、219的窗ロ等偏振破壞元件所丟失的偏振均勻性，所以通過(guò)清除偏振器222的透射可以是高的。第二投影系統(tǒng)(未示出)可以被用來(lái)利用正交輸出偏振狀態(tài)傳輸?shù)诙劬σ晥D，但是卻可以具有同圖2中所描述的那些組件相似的組件。例如，第一投影系統(tǒng)可以投影左眼圖像，其中采用第一偏振狀態(tài)對(duì)該圖像進(jìn)行編碼，并且第二投影系統(tǒng)可以投影右眼圖像，其中采用與第一偏振狀態(tài)正交的第二偏振狀態(tài)對(duì)該圖像進(jìn)行編碼。在該設(shè)置中，兩個(gè)投影儀可以形成三維投影系統(tǒng)。根據(jù)ー個(gè)實(shí)現(xiàn)的PAD 210可以包括兩個(gè)具有相對(duì)小的間隔的空間可尋址的延遲板?？臻g可尋址的延遲板可以產(chǎn)生具體的偏振狀態(tài)，該偏振狀態(tài)可以在穿過(guò)該板的光束的橫截面內(nèi)被空間地控制?？臻g可尋址的延遲板可以位于SLM器件217、218、219的共軛面附近以便與空間可尋址的延遲板上的每個(gè)像素有關(guān)的光可以映射到SLM器件217、218、219上的局部區(qū)域?？梢赃x擇PAD 210的延遲值以便當(dāng)光被SLM器件217、218、219中的ー個(gè)或多個(gè)的分離器/組合器彩色棱鏡216或投影透鏡220改變或者被系統(tǒng)中的任何其它元件改變時(shí)，光可以被投影透鏡220輸出且具有期望的空間偏振狀態(tài)。由于在光學(xué)共軛處的元件，PAD 210可以不局限于校正偏振狀態(tài)的空間均勻性。PAD 210的分辨率可以與SLM器件217、218、219的分辨率相同或者比SLM器件217、218、219的分辨率低得多。提高PAD 210的分辨率可以允許對(duì)空間非均勻性進(jìn)行越精細(xì)的校正。在一些實(shí)現(xiàn)中，分辨率可以被配置為正好足夠高以跟隨由系統(tǒng)誘導(dǎo)的偏振狀態(tài)變化。較高的分辨率可以導(dǎo)致不必要的成本。為了消除由PAD 210引起的像素偽影或者PAD 210上的表面缺陷到SLM器件217、218、219的成像，PAD 210可以被略微移出共軛平面以使SLM器件217、218、219上的照射變模糊并且使PAD 210的不同偏振區(qū)域之間的空間過(guò)渡變模糊。圖3描述了根據(jù)ー些實(shí)現(xiàn)的光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)是投影系統(tǒng)，其可以解釋三個(gè)SLM器件217、218、219的應(yīng)カ雙折射量中可能的差異使得針對(duì)三個(gè)彩色通道的每ー個(gè)通道的偏振狀態(tài)的均勻性可以更好地得到補(bǔ)償。例如，圖3的系統(tǒng)可以用于已經(jīng)被分成紅色、綠色和藍(lán)色頻帶的偏振光源。諸如紅色、綠色和藍(lán)色激光等三個(gè)獨(dú)立光源342、352、362可以 用來(lái)分離偏振光源?？商鎿Q地，對(duì)于偏振白色光源，ニ向色鏡可以用于將白光分成紅色、綠色和藍(lán)色三個(gè)獨(dú)立的彩色光路(圖3中未示出)。每ー個(gè)彩色通道可以有其自己的透鏡組、小透鏡陣列和PAD。例如，與光源342相關(guān)聯(lián)的彩色通道可以包括透鏡組344、348、小透鏡陣列346和PAD 350。與光源352相關(guān)聯(lián)的彩色通道可以包括透鏡組354、358、小透鏡陣列356和PAD 360。與光源362相關(guān)聯(lián)的彩色通道可以包括透鏡組364、368、小透鏡陣列366和 PAD 370。每個(gè)PAD可以被編程來(lái)為每ー個(gè)彩色通道補(bǔ)償所發(fā)生的偏振變化?？梢孕Ｕ總€(gè)SLM器件的雙折射中的差異。彩色組合棱鏡375可以接收三種彩色光束并且形成単一的白色光束。如參照?qǐng)D2所討論的，白色光束可以進(jìn)入中繼光學(xué)器件212和其它組件以變成調(diào)制圖像光，該調(diào)制圖像光由投影透鏡220通過(guò)清除偏振器222投影到屏幕224上。第二投影系統(tǒng)(未示出)可以用來(lái)傳送具有正交輸出偏振狀態(tài)的第二眼睛視圖。在另ー個(gè)實(shí)現(xiàn)中，可以使用単一的投影儀3D系統(tǒng)。偏振開(kāi)關(guān)器件(未示出)，例如z屏幕，可以位于SLM和屏幕224之間以允許成像光的偏振狀態(tài)針對(duì)用于立體3D投影的相應(yīng)的左眼和右眼圖像根據(jù)需要而整體地(即在整個(gè)圖像區(qū)域上)改變。清除偏振器可以是可選的，例如如果入射到偏振開(kāi)關(guān)器件上的偏振狀態(tài)具有足夠的質(zhì)量。在這種情況下，PAD210或PAD 350、360、370可以允許獲得比其他方式可能更高的光效率。如果PAD可以運(yùn)行在足夠高的幀速率，那么PAD可以起到與開(kāi)關(guān)器件相同的作用并且可以去除該開(kāi)關(guān)器件。根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的系統(tǒng)的某些實(shí)現(xiàn)可以用于具有基于DMD技術(shù)操作的投影儀的3D影院特征的影片呈現(xiàn)，其中可能難以保持足夠的光水平。使用如上所述的PAD不是限于使用DMD的顯示系統(tǒng)，而是PAD可以對(duì)任何光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行校正，在這些光學(xué)系統(tǒng)中光的偏振狀態(tài)的空間均勻性已經(jīng)被光學(xué)元件或以其他方式(例如，光學(xué)組件或反射表面的涂層，或者最初可能具有非均勻空間偏振狀態(tài)分布的偏振光源)改變?？梢允褂肞AD的其他類(lèi)型的光學(xué)系統(tǒng)的示例包括非反射式投影系統(tǒng)(例如液晶顯示器)和其他反射式系統(tǒng)(例如硅上液晶)。在另ー個(gè)實(shí)現(xiàn)中，清除偏振器222的存在可以允許系統(tǒng)整體地改變系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)保持光的偏振狀態(tài)的空間均勻性。對(duì)于暗的場(chǎng)景，可以生成光的空間均勻的偏振狀態(tài)使得由投影透鏡220結(jié)合清除偏振器222的效果所輸出的光可以產(chǎn)生從清除偏振器222到屏幕224的最小量的偏振光。在這種情況下，PAD可以配置為改變光的空間偏振狀態(tài)使得被改變的偏振狀態(tài)在投影透鏡220的輸出端是空間均勻的但是與清除偏振器222的偏振軸正交。以類(lèi)似的方式，PAD可以被編程來(lái)改變光的空間偏振狀態(tài)使得被改變的偏振狀態(tài)在投影透鏡220的輸出端是空間均勻的但是處于介于根據(jù)場(chǎng)景圖像亮度允許最大量或最小量的偏振光穿過(guò)清除偏振器的偏振狀態(tài)之間的偏振狀態(tài)。在另ー個(gè)實(shí)現(xiàn)中，圖2中與清除偏振器222相結(jié)合的PAD 210可以用來(lái)為圖像區(qū)域的各個(gè)區(qū)域改變投影系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)保持所期望的光的偏振狀態(tài)的分布。例如，PAD 210可以接近或處于SLM器件217、218、219的共軛平面。基于局部圖像場(chǎng)景內(nèi)容的計(jì)算可以用來(lái)為對(duì)應(yīng)于每對(duì)PAD 210像素的SLM器件217、218、219的每個(gè)區(qū)域確定通過(guò)清除偏振器222的最大值和最小值之間所期望的傳輸量。這些校正可以基于場(chǎng)景圖像內(nèi)容在時(shí) 間上和空間上都發(fā)生變化。在另ー個(gè)實(shí)現(xiàn)中，如圖3中所描述的與清除偏振器222相結(jié)合的PAD 350,360,370可以用來(lái)修改紅色、緑色和藍(lán)色的亮度均勻性從而修改色彩均勻性，同時(shí)保持光的偏振狀態(tài)的空間均勻性。PAD 350、360、370可以接近或處于SLM器件217、218、219的共軛平面。色彩均勻性的測(cè)量可以用來(lái)確定用于產(chǎn)生改進(jìn)的色彩均勻性的校正。校正值可以應(yīng)用到PAD350、360、370。校正可以基于投影儀的內(nèi)部性能或者其還可以包括諸如環(huán)境照明影響等外部效果。SLM器件217、218、219上的熱光負(fù)載在圖2的系統(tǒng)中可以是基本恒定的。使用串聯(lián)SLM器件以提高對(duì)比度的其他系統(tǒng)可能遭遇熱漂移的問(wèn)題，因?yàn)榈谝唤M調(diào)制器的可變光輸出可以改變第二組調(diào)制器上的光的熱負(fù)載的量。下游的第二組調(diào)制器上(時(shí)間上和/或空間上)變化的光負(fù)載可以導(dǎo)致調(diào)制器光學(xué)器件上的熱變化，該熱變化引起像素與不同色彩的未配準(zhǔn)和不可接受的圖像退化。在圖2的系統(tǒng)中，SLM器件217、218、219可以獨(dú)立于信號(hào)的內(nèi)容基本上經(jīng)受相同的光量。清除偏振器222可以接收導(dǎo)致清除偏振器的可變熱量的可變光負(fù)載量，但是可以容易地冷卻清除偏振器以便最小化或消除其對(duì)像素配準(zhǔn)的影響。在另ー個(gè)實(shí)現(xiàn)中，PAD可以用來(lái)提高任何類(lèi)型的投影系統(tǒng)中的光效率，該投影系統(tǒng)使用偏振光并且具有使用偏振來(lái)運(yùn)行的SLM器件但是該系統(tǒng)中具有至少ー個(gè)致使空間偏振狀態(tài)變成非均勻的元件。在另ー個(gè)實(shí)現(xiàn)中，PAD可以被控制器控制以便空間偏振狀態(tài)可以隨時(shí)間被校正。當(dāng)投影儀的光學(xué)系統(tǒng)(或任何其他機(jī)制)中的熱應(yīng)カ隨時(shí)間改變光的偏振狀態(tài)的非均勻性時(shí)，這可能是有用的。由PAD所做的校正也可以隨時(shí)間變化來(lái)適當(dāng)?shù)鼐S持在投影透鏡的輸出端的光的偏振狀態(tài)的空間均勻性。如圖4中所示的控制系統(tǒng)可以用來(lái)要么在投影顯示期間要么在投影顯示之間校準(zhǔn)具有PAD的投影系統(tǒng)和/或隨時(shí)間校正具有PAD的投影系統(tǒng)。例如，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的PAD驅(qū)動(dòng)器值可以在顯示之間或者在每天或每周的基礎(chǔ)上被更新。圖4中的PAD控制系統(tǒng)可以使用PAD驅(qū)動(dòng)器402來(lái)控制PAD 350、360、370。PAD350、360、370各自可以是兩個(gè)延遲板，其中可以控制每個(gè)像素的延遲值。兩個(gè)延遲板可以是光學(xué)上串聯(lián)的以便一個(gè)延遲板的像素與來(lái)自另ー個(gè)延遲板的像素對(duì)齊。每個(gè)來(lái)自第一板的像素與第二延遲板中相應(yīng)的像素對(duì)齊，并且這些像素可以是像素對(duì)。PAD驅(qū)動(dòng)器402可以通過(guò)由處理器404計(jì)算或者處理器404從用戶接ロ 410接收并且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器408中的數(shù)值確定的量來(lái)驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素對(duì)。通過(guò)控制PAD的延遲單元中的每個(gè)像素對(duì)，可以改變穿過(guò)像素區(qū)域的光的偏振狀態(tài)，因此在投影透鏡的輸出端的光處于對(duì)每種色彩而言是空間均勻的偏振狀態(tài)。應(yīng)用于PAD驅(qū)動(dòng)器402的校正值表可以通過(guò)校準(zhǔn)過(guò)程預(yù)先確定以便將確定的校正值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器408中并且根據(jù)需要應(yīng)用到PAD。如果PAD驅(qū)動(dòng)器值由于投影系統(tǒng)中的變化而隨時(shí)間變化，可以確定變化配置文件并且更新存儲(chǔ)的PAD值。一個(gè)這樣的變化可能是投影儀從上電達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)條件的結(jié)果。還可以從用戶接ロ 410(或其他來(lái)源)接收PAD值變化配置文件并且將該P(yáng)AD值變化配置文件存儲(chǔ)進(jìn)存儲(chǔ)器408。PAD可以實(shí)現(xiàn)各種各樣的校正，以及圖像增強(qiáng)功能。配置PAD可以取決于為實(shí)現(xiàn)而選擇的特定的校正和功能，并且可以使用預(yù)定義的靜態(tài)值和預(yù)定義的動(dòng)態(tài)值(即校正)實(shí)現(xiàn)配置。在一些實(shí)現(xiàn)中，可以動(dòng)態(tài)地配置PAD。預(yù)定義的靜態(tài)值的示例包括色彩均勻性校正、亮度均勻性校正和效率提高。預(yù)定義的動(dòng)態(tài)值的示例包括偏振切換、全局對(duì)比度增強(qiáng)和局部對(duì)比度增強(qiáng)。用戶接ロ 410可以用來(lái)從用戶接收指定的將被實(shí)時(shí)使用的值和函數(shù)。對(duì) 于每個(gè)值或函數(shù)，處理器404可以部分基于在校準(zhǔn)過(guò)程中確定并且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器408中的數(shù)值來(lái)確定必要的延遲值。產(chǎn)生的延遲值可以被實(shí)時(shí)提供給PAD驅(qū)動(dòng)器402來(lái)相應(yīng)地運(yùn)行PAD。圖4的控制系統(tǒng)可以用來(lái)校準(zhǔn)PAD。校準(zhǔn)可以用來(lái)表征因已經(jīng)被細(xì)分為對(duì)應(yīng)于每個(gè)PAD像素對(duì)的空間區(qū)域的光學(xué)系統(tǒng)而產(chǎn)生的偏振變化。該信息可以存儲(chǔ)在表內(nèi)并且用于控制PAD延遲量。照相機(jī)或傳感器406可以通過(guò)幀抓取或其他合適的方法重獲投影到屏幕上的圖像信息。初始校準(zhǔn)可以是兩階段的過(guò)程。第一階段可以包括確定PAD像素和用于投影系統(tǒng)的每個(gè)顏色的相應(yīng)的ー個(gè)SLM像素或多個(gè)SLM像素之間的空間對(duì)應(yīng)。該信息可以用來(lái)確定SLM/PAD對(duì)應(yīng)圖。第二階段可以包括為每組PAD像素確定延遲度以便最大化或最小化通過(guò)清除偏振器的投射光傳輸。可以一次執(zhí)行ー種顏色的校準(zhǔn)。當(dāng)為ー種顔色校準(zhǔn)吋，其他顔色源可以被禁用。對(duì)于ー對(duì)PAD像素，已知的一對(duì)延遲值可以被PAD用來(lái)產(chǎn)生亮度輸出。對(duì)于由光學(xué)系統(tǒng)所引起的偏振狀態(tài)的變化可以基于已知信息的集合和相應(yīng)的測(cè)量亮度而被確定。圖5描述了第二階段過(guò)程的ー個(gè)示例，該第二階段過(guò)程可以用來(lái)校準(zhǔn)PAD控制系統(tǒng)以確定用于每對(duì)PAD像素或每個(gè)像素區(qū)域的延遲度。針對(duì)ー對(duì)預(yù)定的像素描述了方法500。對(duì)于接下來(lái)的ー對(duì)像素，重復(fù)該方法直到PAD上的所有像素對(duì)已經(jīng)被校準(zhǔn)以產(chǎn)生延遲值表。在塊505，接收對(duì)應(yīng)于預(yù)定PAD像素對(duì)的已知延遲對(duì)值的屏幕光亮度值。例如，PAD上的預(yù)定像素對(duì)可以被PAD驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生對(duì)于偏振狀態(tài)的已知變化，所以SLM器件上的預(yù)定像素區(qū)域的光可以被投影透鏡投射通過(guò)已知方位的清除偏振器并且投射到屏幕上。照相機(jī)可以捕捉對(duì)應(yīng)于預(yù)定SLM區(qū)域和已知PAD像素對(duì)的延遲值的屏幕亮度值。處理器可以接收所測(cè)得的值。在塊510，處理器可以執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的應(yīng)用來(lái)確定是否接收到足夠數(shù)量的對(duì)應(yīng)于用于PAD像素對(duì)的延遲對(duì)值的屏幕光亮度值。該過(guò)程可能類(lèi)似于使用偏振器和波片確定未知的偏振狀態(tài)。例如，最小數(shù)量的測(cè)量可以用來(lái)確定唯一的偏振，但是附加的測(cè)量可以用來(lái)提高精度。在一些實(shí)現(xiàn)中，接收到對(duì)應(yīng)于四個(gè)不同延遲值的至少四個(gè)屏幕光亮度值，其中該四個(gè)不同延遲值已經(jīng)被適當(dāng)?shù)剡x擇用于PAD像素對(duì)或PAD像素區(qū)域。如果接收到的數(shù)量不足，在塊515改變用于PAD像素對(duì)的延遲對(duì)值并且過(guò)程返回到塊505。如果接收到足夠的數(shù)量，在塊520，處理器可以執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的應(yīng)用(使用接收到的屏幕亮度值和已知的PAD像素對(duì)延遲值)確定ー組參數(shù)。該組參數(shù)可以定義偏振狀態(tài)。通過(guò)應(yīng)用諸如使用輸入偏振、第一延遲器的主軸、第二延遲器的主軸以及清除偏振器的方向的具體配置的Jones矩陣的方法可以確定該組參數(shù)。在塊530，處理器可以使用于PAD像素對(duì)的在塊520中計(jì)算出的該組參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。所存儲(chǔ)的該組參數(shù)可以被存儲(chǔ)為可以針對(duì)用于投影系統(tǒng)的三色的PAD像素對(duì)而被填充的參數(shù)表。圖6描述了另ー種方法，該方法可以用來(lái)校準(zhǔn)PAD控制系統(tǒng)來(lái)確定用于每對(duì)PAD 像素的延遲度。針對(duì)ー個(gè)預(yù)定的PAD像素對(duì)描述了方法600。對(duì)于接下來(lái)的ー對(duì)像素，重復(fù)該方法直到PAD上的像素對(duì)被校準(zhǔn)以產(chǎn)生延遲值表。在塊605，接收到對(duì)應(yīng)于預(yù)定PAD像素對(duì)的屏幕光亮度值。例如，PAD上的預(yù)定像素對(duì)可以被PAD驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生已知量的偏振狀態(tài)變化，所以預(yù)定像素對(duì)的光被投影透鏡投射通過(guò)已知方位的清除偏振器并且被投射到屏幕上。照相機(jī)可以捕捉對(duì)應(yīng)于預(yù)定PAD像素對(duì)的屏幕光亮度值。處理器可以接收所測(cè)得的值。在塊610，處理器執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的應(yīng)用來(lái)確定是否由對(duì)應(yīng)于預(yù)定PAD像素對(duì)的屏幕光亮度值達(dá)到最大或最小屏幕光亮度水平。如果執(zhí)行應(yīng)用的處理器確定還沒(méi)有達(dá)到最大或最小水平，則在塊615，處理器執(zhí)行應(yīng)用程序以改變用于PAD像素對(duì)的PAD延遲對(duì)值并且過(guò)程返回到塊605。如果執(zhí)行應(yīng)用的處理器確定已經(jīng)達(dá)到最大或最小水平，則在塊620，處理器使對(duì)應(yīng)于最大化或最小化屏幕光亮度的用于PAD像素對(duì)的延遲對(duì)值被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中?？梢曰趯⑵聊还饬炼壬蔀樽畲蠡蜃钚≈档难舆t值對(duì)在存儲(chǔ)器中制訂延遲值的延遲表。延遲值表可以針對(duì)用于投影系統(tǒng)的三色的PAD像素對(duì)而被填充。圖6的過(guò)程可以被實(shí)現(xiàn)為在不使用校準(zhǔn)的照相機(jī)或傳感器進(jìn)行屏幕光亮度測(cè)量的情況下基于比較基礎(chǔ)來(lái)確定延遲值。在另ー個(gè)實(shí)現(xiàn)中，可以采用照相機(jī)來(lái)執(zhí)行校準(zhǔn)方法500和600，該照相機(jī)在使用抓幀特征的相同時(shí)刻捕獲用于PAD像素對(duì)的屏幕光亮度?？梢允褂萌缟纤龅挠糜讴`個(gè)PAD像素對(duì)的相同方法并行處理用于PAD像素對(duì)的數(shù)據(jù)。根據(jù)本文所述的某些系統(tǒng)和方法的實(shí)現(xiàn)可以確保由投影透鏡輸出的偏振光具有任何期望的偏振狀態(tài)分布例如可以高效穿過(guò)清除偏振器的空間均勻偏振狀態(tài)。下面描述了根據(jù)ー個(gè)系統(tǒng)和過(guò)程的實(shí)現(xiàn)的一個(gè)示例以說(shuō)明可以導(dǎo)致輸出光具有空間均勻偏振狀態(tài)的PAD和清除偏振器。討論從使用DMD的投影系統(tǒng)(如圖3)的投影透鏡的輸出開(kāi)始，并且跟隨光回到光源(或者諸如圖3中的光源)。提供本示例以幫助理解；其不應(yīng)該被用來(lái)限制要求保護(hù)的任何發(fā)明。從清除偏振器輸出的一小束白光可以會(huì)聚到影院屏幕上的ー個(gè)像素。該光可以具有特定的偏振，因?yàn)樗艔那宄衿魃涑?。在被清除偏振器接收以獲得高效率之前，該光可以具有大體上相同的偏振。以相反的方向跟隨光往回通過(guò)投影系統(tǒng)，該光穿過(guò)投影透鏡，其在這里可以略微改變其偏振狀態(tài)。然后，其穿過(guò)TIR棱鏡和彩色棱鏡，其在這里被分成紅色、緑色和藍(lán)色成分，每個(gè)成分經(jīng)受進(jìn)一歩的偏振變化。三束光然后會(huì)聚到各自的彩色DMD上的三個(gè)像素。在行進(jìn)到DMD的過(guò)程中，窗ロ的局部應(yīng)カ雙折射進(jìn)ー步改變偏振狀態(tài)。對(duì)每個(gè)紅色、綠色和藍(lán)色DMD而言，這可能是不同的。光從DMD被反射并且往回穿過(guò)DMD窗ロ、彩色棱鏡(其在這里被轉(zhuǎn)換回白色光束)、TIR棱鏡和中繼光學(xué)器件，從而經(jīng)受對(duì)其偏振狀態(tài)的進(jìn)一歩改變。最后，白光由彩色棱鏡再次分成三束光，該三束光會(huì)聚到靠近各自的RGB通道中的每個(gè)PAD的三個(gè)點(diǎn)。光占有每個(gè)PAD的輸出端上的小塊區(qū)域，具有特定的偏振狀態(tài)。綠色通道中的偏振狀態(tài)可以被標(biāo)注為Pa。Pa可以是任何可能的偏振狀態(tài)。光束的不同部分可以具有不同的偏振狀態(tài)，但Pa可以是光束內(nèi)的偏振狀態(tài)的最終總和。適當(dāng)設(shè)計(jì)的綠色PAD可以將初始偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換為偏振狀態(tài)Pa。將PAD放在恰當(dāng)位置并且相應(yīng)地設(shè)置，向前穿過(guò)陣列并且穿過(guò)所有光學(xué)器件傳播光可以產(chǎn)生入射在清除偏振器上的期望的偏振狀態(tài)。類(lèi)似的論述被應(yīng)用到穿過(guò)紅色PAD的紅色光和穿過(guò)藍(lán)色PAD的藍(lán)色光。假定每個(gè)PAD陣列的分辨率足夠高以解釋顯示器的觀看范圍內(nèi)的偏振狀態(tài)的變化，PAD可以匹配偏振狀態(tài)中的空間變化。紅色、緑色和藍(lán)色PAD陣列可以不具有相同的分辨率。
Poincare 球(Optics of Liquid Crystal Displays, P. Yeh, C. Gu,1999,section
2.5)可以作為可視化工具來(lái)表明根據(jù)ー些實(shí)現(xiàn)的PAD可以從給定的輸入偏振狀態(tài)輸出任何偏振狀態(tài)。Poincare球上的每個(gè)點(diǎn)代表単獨(dú)的偏振狀態(tài)。球的表面代表所有可能的偏振狀態(tài)的完備集合。下面提供了具體的示例，但是可以通過(guò)各種不同的配置或方法來(lái)設(shè)計(jì)PAD。在一些實(shí)現(xiàn)中，PAD可以包括如圖7所示的兩個(gè)可變延遲板704、706并且光在+Z方向傳播。由PAD所接收的光可以具有線偏振并且具有沿y軸702對(duì)準(zhǔn)的偏振狀態(tài)。第一延遲板704可以在主軸708相對(duì)于J軸45度處被定位。如圖8中的Poincare球上所示，沿y軸的輸入線偏振位于+S I軸刺穿球804表面的位置。由第一延遲板上的可變延遲產(chǎn)生的偏振狀態(tài)的變化是繞延遲板的主軸(+S2)的旋轉(zhuǎn)。線段801示出了對(duì)于從0到60度范圍的可變延遲所產(chǎn)生的偏振狀態(tài)變化。第二延遲板706可以在其主軸710沿y軸的情況下被定位。在Poincare球上，對(duì)于第二延遲板706的偏振狀態(tài)的變化由繞S I軸的旋轉(zhuǎn)表示并且線段802示出了對(duì)于從0到360度范圍的可變延遲所產(chǎn)生的變化。通過(guò)由第一延遲板產(chǎn)生的0到180度的延遲以及由第二延遲板產(chǎn)生的0到360度的延遲，可以到達(dá)Poincare球上的任何點(diǎn)。該兩個(gè)延遲板可以允許將固定的輸入偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換成任何其他輸出偏振狀態(tài)。如果投影系統(tǒng)引入對(duì)偏振狀態(tài)的小變化，那么可能不需要具有可以產(chǎn)生每個(gè)可能的偏振狀態(tài)的PAD。這可以對(duì)應(yīng)于Poincare球表面上的較小區(qū)域。在一些實(shí)現(xiàn)中，由于對(duì)可變延遲板尋址的有限數(shù)量的比特位，使用較小區(qū)域可以導(dǎo)致更準(zhǔn)確的偏振校正。雖然已經(jīng)就有關(guān)具體方面、實(shí)現(xiàn)及其特征詳細(xì)描述了本技術(shù)方案，但是應(yīng)當(dāng)注意至IJ，在獲得對(duì)前述內(nèi)容的理解之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易產(chǎn)生這些方面、實(shí)現(xiàn)和特征的改變、變化和等效物。因此，應(yīng)當(dāng)理解，已經(jīng)為示例而非限制的目的呈現(xiàn)了本公開(kāi)內(nèi)容，并且不排除包括對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言可能是顯而易見(jiàn)的對(duì)本技術(shù)方案的這樣的修改、變化和/或増加。此外，本文闡述了許多具體的細(xì)節(jié)以提供對(duì)于所要求保護(hù)的技術(shù)方案的全面的理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所要求保護(hù)的技術(shù)方案可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)踐。在其他情況下，并未詳細(xì)描述本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的方法、設(shè)備或系統(tǒng)以便不使所要求保護(hù)的技術(shù)方案變得模糊。本文所討論的ー個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)并不局限于任何特定的硬件架構(gòu)或配置。處理器和存儲(chǔ)器可以包括任何計(jì)算設(shè)備，該計(jì)算設(shè)備是有形組件的合適的布置，該有形組件提供以ー個(gè)或多個(gè)輸入為條件的結(jié)果。合適的計(jì)算設(shè)備包括訪問(wèn)被存儲(chǔ)的軟件的多用途基于微處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該軟件將計(jì)算系統(tǒng)從通用計(jì)算設(shè)備編程或配置為實(shí)現(xiàn)本技術(shù)方案的一個(gè)或多個(gè)方法的專(zhuān)用計(jì)算設(shè)備。任何合適的編程、腳本、或其他類(lèi)型的語(yǔ)言或語(yǔ)言的組合可以用來(lái)在被用于對(duì)計(jì)算設(shè)備進(jìn)行編程或配置的軟件中實(shí)現(xiàn)本文所包含的教導(dǎo)?？梢栽谶@樣的計(jì)算設(shè)備的運(yùn)行中執(zhí)行本文所公開(kāi)的方法(及其變化)。上面的示 例中所呈現(xiàn)的塊的順序可以被改變——例如，塊可以被重新排序、組合和/或分解成子塊。某些塊或過(guò)程可以并行執(zhí)行。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)系統(tǒng)，包括 光學(xué)元件，配置為使所述光學(xué)系統(tǒng)中的光的偏振狀態(tài)分布改變自預(yù)定的偏振狀態(tài)分布；以及 偏振改變光學(xué)器件(PAD)，配置為基于由所述光學(xué)元件所引起的所述偏振狀態(tài)分布的改變量而在空間上改變所述光的所述偏振狀態(tài)分布， 其中所述光學(xué)系統(tǒng)配置為輸出具有所述預(yù)定的偏振狀態(tài)分布的所述光。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述光學(xué)元件包括配置為從所述預(yù)定的偏振狀態(tài)分布改變所述光學(xué)系統(tǒng)中的所述光的所述偏振狀態(tài)分布的以下特性中的至少ー個(gè)特性 涂層; 反射表面； 雙折射材料； 通過(guò)對(duì)所述光產(chǎn)生雙折射以響應(yīng)應(yīng)カ； 通過(guò)對(duì)所述光產(chǎn)生雙折射以響應(yīng)電場(chǎng)； 通過(guò)對(duì)所述光產(chǎn)生雙折射以響應(yīng)磁場(chǎng)；或者 方向選擇吸收。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中輸出光的所述預(yù)定的偏振狀態(tài)是均勻分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)一歩包括 光源； 空間光調(diào)制器(SLM);以及 投影透鏡， 其中所述投影透鏡配置為輸出具有所述預(yù)定的偏振狀態(tài)分布的所述光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)ー步包括位于所述投影透鏡輸出的清除偏振器，其中所述清除偏振器配置為接收光的所述預(yù)定的偏振狀態(tài)分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述清除偏振器配置為響應(yīng)于所述PAD改變所述光的所述偏振狀態(tài)分布而輸出最大量的所述光。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述PAD位于所述SLM和所述光源之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述PAD配置為改變所述光的全局偏振狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述SLM是數(shù)字微鏡器件。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述SLM包括多個(gè)SLM， 其中所述PAD包括多個(gè)PAD,所述PAD的數(shù)量等于所述SLM的數(shù)量。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述PAD位于所述SLM和所述投影透鏡之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述PAD位于所述SLM的共軛平面。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述PAD從所述SLM的共軛平面偏移。
14.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述PAD具有低于所述SLM的分辨率的分辨率。
15.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述光源包括激光。
16.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述光學(xué)系統(tǒng)是三維投影系統(tǒng)，配置用于輸出三維圖像，所述三維投影系統(tǒng)包括偏振開(kāi)關(guān)器件。
17.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述光學(xué)系統(tǒng)是具有配置用于輸出左眼圖像的第一投影系統(tǒng)和配置用于輸出右眼圖像的第二投影系統(tǒng)的三維投影系統(tǒng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述PAD配置為切換所述光的偏振。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述PAD包括至少兩個(gè)空間上可尋址的可變延遲板。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述至少兩個(gè)空間上可尋址的可變延遲板包括至少兩個(gè)液晶器件。
21.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中所述PAD是電可尋址的。
22.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)一歩包括配置用于控制所述PAD的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括 照相機(jī)，配置為測(cè)量被投射到屏幕上的光的亮度； 處理器，配置為執(zhí)行應(yīng)用以計(jì)算用于PAD驅(qū)動(dòng)器的PAD延遲值并且將所述PAD延遲值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中， 其中所述PAD配置為基于所述預(yù)定的偏振狀態(tài)分布空間上改變所述光的所述偏振狀態(tài)分布以減少由所述光學(xué)元件引起的空間變化。
23.ー種投影系統(tǒng)，包括 光源，配置為提供光； 偏振改變光學(xué)器件(PAD),配置為在空間上改變所述光的偏振狀態(tài)分布； 空間光調(diào)制器(SLM)器件，配置為使所述光的所述偏振狀態(tài)分布改變自預(yù)定的偏振狀態(tài)分布； 投影透鏡；以及 清除偏振器，位于所述投影透鏡和屏幕之間， 其中所述投影透鏡配置為接收具有已經(jīng)被所述PAD改變的所述預(yù)定的偏振狀態(tài)分布的光， 其中所述清除偏振器配置為接收來(lái)自所述投影透鏡的所述光并且允許從所述投影系統(tǒng)輸出最大量的偏振光。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的投影系統(tǒng)，其中所述清除偏振器配置為允許從所述投影系統(tǒng)輸出最小量的偏振光。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的投影系統(tǒng)，其中所述清除偏振器配置為允許從所述投影系統(tǒng)輸出預(yù)定量的偏振光。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的投影系統(tǒng)，其中所述PAD配置為允許輸出預(yù)定量的偏振光，所述預(yù)定量的偏振光根據(jù)所述PAD的分辨率以及通過(guò)所述清除偏振器的時(shí)間和空間傳輸變化基于所述SLM器件的與每對(duì)PAD像素相對(duì)應(yīng)的每個(gè)區(qū)域的信號(hào)內(nèi)容而在空間上變化。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的投影系統(tǒng)，其中所述PAD配置為允許輸出預(yù)定量的偏振光，所述預(yù)定量的偏振光根據(jù)所述PAD的分辨率而在空間上變化，其中通過(guò)所述清除偏振器的傳輸配置為基于校正源于所述投影系統(tǒng)或投影機(jī)環(huán)境中的至少ー個(gè)的色彩非均勻性而在空間上變化。
28.—種方法,包括接收偏振光； 由光學(xué)元件從預(yù)定的偏振狀態(tài)分布改變所述偏振光的偏振狀態(tài)分布； 由偏振改變光學(xué)器件基于由所述光學(xué)兀件引起的對(duì)所述偏振光的所述偏振狀態(tài)分布的改變量空間上改變所述偏振光的所述偏振狀態(tài)分布以使所述偏振光具有所述預(yù)定的偏振狀態(tài)分布；以及 輸出具有所述預(yù)定的偏振狀態(tài)分布的所述偏振光。
29.—種方法,包括 接收對(duì)應(yīng)于偏振改變光學(xué)器件(PAD)像素對(duì)的延遲值的屏幕光亮度值； 響應(yīng)于確定接收到數(shù)量不足的屏幕光亮度值，改變用于所述PAD像素對(duì)的所述延遲對(duì)值并且接收對(duì)應(yīng)于所述改變的所述PAD像素對(duì)的延遲對(duì)值的附加的屏幕光亮度值； 響應(yīng)于確定收到足夠數(shù)量的屏幕光亮度值，采用所述屏幕光亮度值和延遲對(duì)值確定ー組參數(shù)；以及 將該組參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
30.一種方法,包括 接收對(duì)應(yīng)于偏振改變光學(xué)器件(PAD)像素對(duì)的屏幕光亮度值； 響應(yīng)于確定未達(dá)到最大或最小屏幕光亮度水平中的至少ー個(gè)，改變用于所述PAD像素對(duì)的PAD延遲對(duì)值并且接收對(duì)應(yīng)于所述PAD像素對(duì)的附加的屏幕亮度值；以及 響應(yīng)于確定達(dá)到所述最大或所述最小屏幕光亮度水平中的至少ー個(gè)，存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于所述最大或所述最小屏幕光亮度水平中的所述至少一個(gè)的用于所述PAD像素對(duì)的延遲對(duì)值。
全文摘要
描述了被配置用于通過(guò)將校正應(yīng)用到例如具有已經(jīng)被改變(無(wú)意地或其它)為空間上非均勻的空間上均勻的偏振狀態(tài)分布的光束來(lái)輸出具有空間上均勻的偏振狀態(tài)分布的光的系統(tǒng)和方法。投影系統(tǒng)可以包括光學(xué)元件和偏振改變光學(xué)器件(PAD)。光學(xué)元件可以使投影系統(tǒng)中的光偏振是空間上非均勻的。PAD可以基于由光學(xué)元件引起的以及在光進(jìn)入光學(xué)元件之前光上的空間非均勻性的量空間上改變光的偏振狀態(tài)分布。投影系統(tǒng)可以輸出具有空間上均勻的偏振狀態(tài)分布的光。
文檔編號(hào)G02B27/18GK102971659SQ201180032715
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者S·C·里德, J·W·鮑倫 申請(qǐng)人:圖象公司