[發(fā)明專利]空間上修改光的偏振狀態(tài)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180032715.X
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102971659A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·C·里德;J·W·鮑倫
• 申請（專利權(quán)）人: 圖象公司
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28;G02B26/08;G02B27/18;G02B27/26;G02B5/30;G02F1/13
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2010年6月29日提交的題為“Method?to?Increase?3-D?Light?Efficiency?by?Altering?Light?Polarization”的美國臨時專利申請序列第61/359,647號的優(yōu)先權(quán)，其整體通過引用被結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(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)

偏振可以被用來對用于立體三維(3D)顯示的圖像編碼。采用正交偏振狀態(tài)對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。因為偏振狀態(tài)是正交的，所以可以最小化進(jìn)入錯誤的眼里的左/右圖像的滲漏量。

偏振方法的缺點是當(dāng)偏振器被用于非偏振光的光路中時至少損失50％的光。偏振光源或者非偏振光到偏振光的有效轉(zhuǎn)換可以被用來消除這種損失。這對于具有被設(shè)計為處理偏振光的調(diào)制器的顯示器而言可能是有效的。然而，對于采用并非被設(shè)計為處理偏振光的調(diào)制器的顯示器而言，因為在整個系統(tǒng)中未保持偏振狀態(tài)，所以這可能無效。在光已經(jīng)被調(diào)制后，在采用并非被設(shè)計為處理偏振光的調(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。

可以與非偏振光一起使用的一個成功的顯示系統(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€不可能通過在DMD之前將光偏振來提高采用DMD的3D立體顯示器的效率。DMD窗口中的應(yīng)力雙折射可以改變光的偏振狀態(tài)。而且，應(yīng)力跨窗口而變化。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。對于使用多個DMD的系統(tǒng)，由于雙折射從一個DMD窗口到另一個DMD窗口可能不相同，所以出現(xiàn)了額外的復(fù)雜之處。此外，被用來分光給DMD的彩色棱鏡可以展現(xiàn)依賴于波長的偏振變化。

一種用于在DMD將成像光分成兩個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。一個偏振成像光路指向屏幕并且另一個偏振成像光路穿過延遲器然后朝著屏幕反射以在屏幕上被疊加到來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)以便所有來自DMD的成像光都被利用。為使該技術(shù)成功，來自第二光路的成像光與來自第一光路的成像光在屏幕上對準(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準(zhǔn)以及導(dǎo)致不到最佳的呈現(xiàn)。

因此，還需要一種能夠允許利用偏振光操作并且“修復(fù)”對偏振狀態(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

在一個方面，提供了一種光學(xué)系統(tǒng)。該光學(xué)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)元件所引起的對偏振狀態(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，提供了一種投影系統(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，提供了一種方法。接收偏振光。偏振光的偏振狀態(tài)分布被光學(xué)元件改變自預(yù)定的偏振狀態(tài)分布。基于由光學(xué)元件所引起的對偏振光的偏振狀態(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，提供了一種方法。接收對應(yīng)于PAD像素對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像素對的延遲對值并且接收對應(yīng)于改變的PAD像素對的延遲對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值確定一組參數(shù)。將該組參數(shù)存儲在存儲器中。