用于组合与光调制器相邻布置的像素相互作用的光束的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于组合与光调制器的相邻布置的像素相互作用的光束的装置，其中光调制器包括多个像素并且以使两个相邻像素相应地形成宏像素的方式被驱动，其中以下列方式配置和布置具有萨伐特板功能的光学元件：使得入射光束以入射光束的第一子光束朝向宏像素的第一像素传播并且以入射光束的第二子光束朝向宏像素的第二像素传播，其中结构化光束影响部件被设置在光学元件和光调制器之间，结构化光束影响部件被配置为使得第一子光束由此以与第二子光束不同的方式受到影响，其中设置反射装置，利用反射装置反射第一子光束和第二子光束，其中第一子光束和/或第二子光束在与光调制器的相应像素相互作用后再次通过结构化光束影响部件和光学元件，其中光学元件以使反射后的第一子光束和反射后的第二子光束彼此组合的方式配置和布置。组合的方式配置和布置。组合的方式配置和布置。

【技术实现步骤摘要】
用于组合与光调制器相邻布置的像素相互作用的光束的装置
[0001]本申请是申请号为201780073606.X，国际申请号为 PCT/EP2017/074903，国际申请日为2017年9月29日，申请人为视瑞尔技术公司，专利技术名称为用于组合与光调制器相邻布置的像素相互作用的光束的装置的申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种用于组合光束的装置，该光束与光调制器的相邻布置的像素相互作用。本专利技术还涉及一种光束组合装置和一种用于光的复值调制的空间光调制装置。本专利技术涉及一种光束组合装置和一种偏振敏感元件的光学装置，该偏振敏感元件允许通过相位调制光调制器和光束组合器对光场进行复值调制，该复值调制对照射波的入射方向上的变化不敏感。
[0003]在介绍中提到的这种类型的装置尤其用在用于物体和/或场景的三维重构的全息显示器中，或者对其有用，这种显示器由申请人例如在专利文献WO2006/066919A1或其他出版物中描述。

技术介绍

[0004]专利文献DE102009044910A1和WO2010/149583A1描述了用于光调制器(SLM)的相应2个相位像素的光束组合以形成复值像素的装置的各种配置，以下称为光束组合器。两个像素彼此相邻布置。在该文献中，光调制器的相邻布置的像素尤其旨在表示在空间上彼此直接相邻的像素，在这种情况下，像素可以在水平方向、竖直方向或不同方向(例如对角线) 上彼此相邻地布置。在通过SLM之后，由像素对的两个像素向光提供不同的偏振。这通过结构化延迟片完成。一种偏振光通过光束组合器的路径与另一个偏振光的路径不同，因此在光束组合器的出口处发生叠加或组合。术语“光束组合”在本文中尤其旨在表示光束以下列方式空间叠加，在组合之后，组合光束在空间重叠区域中具有基本相同的传播方向。
[0005]图1以与专利文献WO2010/149583A1的图8类似的方式示出了根据现有技术的结构化孔径光阑AP和具有偏振相关光传播的层PS，例如方解石层。光程示意性地示出。为简单起见，示意性地表明几何光传播，不考虑衍射。
[0006]入射光被分成穿过该层到达SLMPIX(光调制器像素)的第一像素的例如线性偏振光以及行进到SLMPIX的第二像素的第二偏振光，第二偏振光例如垂直于第一偏振光并且也是线性偏振的。为了说明，这里通过虚线示意性地表明一个偏振，而通过点画线示意性地表明另一个偏振。对于基于LC(液晶)的相位调制SLM，其例如仅调制特定入射偏振的相位光，也可以在偏振选择层的出口处施加结构化延迟片。这样的效果是，在进入 SLMPIX之前，例如对于行进到第二像素的光，偏振以下列方式旋转，即只有一个偏振的光通过SLM本身。在反射SLM的情况下，光然后沿着相同的路径返回，并且像素对的两个像素的光在孔径开口的位置处再次叠加。
[0007]图2示出了没有孔径光阑的情况。为了说明，以不同的灰色阴影表示在先前的孔径光阑所处的位置进入的光。两个偏振方向的光将到达每个像素。在通过SLMPIX之后，光也将
在两个方向上从每个像素再次返回。在返回路径上，尽管来自像素1和像素2的光将以期望的方式叠加，但是来自像素3的光也将不期望地叠加在来自像素2的光上。在这种形式中，该装置不能被用作用于光束组合的装置(光束组合器)。
[0008]因此，本专利技术的目的是提供和改进用于组合光束的装置，其基本上避免了这些问题。

技术实现思路

[0009]根据本专利技术的装置用于组合与光调制器的相邻布置的像素相互作用的光束。光调制器包括多个像素并且以使两个相邻像素相应地形成宏像素的方式被驱动。设置与宏像素相关的分束器，由此以下列方式配置和布置分束器：使得入射光束被分成第一子光束和第二子光束，使得第一子光束在宏像素的第一像素的方向上传播并且第二子光束在宏像素的第二像素的方向上传播。优选地，将光束分成强度基本上相等的第一子光束和第二子光束。第一结构化光束影响部件被设置在分束器和光调制器之间，第一结构化光束影响部件被配置为使得第一子光束由此以与第二子光束不同的方式受到影响。第一子光束和第二子光束在与宏像素的相应像素相互作用之后通过第二结构化光束影响部件，第二结构化光束影响部件配置为使得第一子光束由此以与第二子光束不同的方式(优选以相反方式)受到影响。设置光束组合器，光束组合器被配置和布置为使得第一子光束和第二子光束由此能够组合。光束选择器布置在光调制器和第一结构化光束影响部件或第二结构化光束影响部件之间，光束选择器被配置为使得不属于该宏像素的第一子光束和/或第二子光束由此被阻挡，例如被吸收或反射。入射光或两个子光束优选地透射通过该装置的光调制器，或者入射光仅通过光调制器一次。该装置在下文称为透射操作装置。
[0010]根据本专利技术的装置用于组合与光调制器的相邻布置的像素相互作用的光束。光调制器包括多个像素并且以使两个相邻像素相应地形成宏像素的方式被驱动。设置与宏像素相关的分束器，以下列方式配置和布置分束器：使得入射光束由此被分成第一子光束和第二子光束，使得第一子光束在宏像素的第一像素的方向上传播并且第二子光束在宏像素的第二像素的方向上传播。优选地，将光束分成强度基本上相等的第一子光束和第二子光束。结构化光束影响部件被设置在分束器和光调制器之间，结构化光束影响部件被配置为使得第一子光束由此以与第二子光束不同的方式受到影响。设置反射装置，利用反射装置反射光束。第一子光束和/或第二子光束在与光调制器的相应像素相互作用后再次通过结构化光束影响部件和分束器，以便重新组合第一光束和第二光束。光束选择器布置在光调制器和结构化光束影响部件之间，光束选择器被配置为使得不属于该宏像素的第一子光束和/或第二子光束由此被阻挡。优选地，入射光或两个子光束与该装置的光调制器反射地相互作用。一方面这可以通过使两个子光束两次通过光调制器来实施，例如当光第一次通过光调制器的液晶层，在反射装置处反射并且第二次通过液晶层。这种光调制器的一个示例是硅基液晶 (LCoS)。另一方面，光调制器本身的像素可以包括反射装置，使得两个子光束分别与反射作用的像素相互作用。这种光调制器的一个示例是微电子机械系统(MEMS)。该装置在下文称为反射操作装置。
[0011]根据本专利技术，首先认识到，可以避免在结构化孔径处的可能产生干扰的衍射效应，尤其是在装置中可以不必使用这种结构化孔径，而且分开的子光束不会以不希望的方式无
意地受到相邻宏观像素的影响。原因在于，由于光束选择器结合结构化光束影响部件的特定配置和布置，与现有技术相比不再需要结构化孔径，即以使不属于宏像素的第一和/或第二子光束由此被阻挡的方式。然而，其操作模式与根据现有技术的结构化孔径的操作模式不同，结构化孔径的操作模式在其光学非透射位置处不会让任何光束进入光束组合装置。然而，根据本专利技术的装置允许所有入射光束进入根据本专利技术的用于组合光束的装置并且归因于光束选择器与结构化光束影响部件的组合基本上仅在装置内部阻挡不属于宏像素的第一和/或第二子光束。因为不必在装置中使用结构化孔径，所以有利地避免了结构化孔径相对于光调制器的像素的位置的取向。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于组合与光调制器的相邻布置的像素相互作用的光束的装置，其中所述光调制器包括多个像素并且以使两个相邻像素相应地形成宏像素的方式被驱动，其中以下列方式配置和布置具有萨伐特板功能的光学元件：使得入射光束以入射光束的第一子光束朝向所述宏像素的第一像素传播并且以入射光束的第二子光束朝向所述宏像素的第二像素传播，其中结构化光束影响部件被设置在所述光学元件和所述光调制器之间，所述结构化光束影响部件被配置为使得所述第一子光束由此以与所述第二子光束不同的方式受到影响，其中设置反射装置，利用所述反射装置反射所述第一子光束和所述第二子光束，其中所述第一子光束和/或所述第二子光束在与所述光调制器的相应像素相互作用后再次通过所述结构化光束影响部件和所述光学元件，其中所述光学元件以使反射后的所述第一子光束和反射后的所述第二子光束彼此组合的方式配置和布置。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学元件以光学双折射单轴元件的形式配置。3.根据权利要求1所述的装置，其中半波片布置在所述光学元件与另外的光学元件之间，并且其中所述半波片能够包括相对于入射光的偏振成45度的光轴。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述光学元件和所述另外的光学元件是相同配置的光学双折射单轴元件和/或由相同材料制成和/或具有相同的光轴，或者其中所述光学元件和所述另外的光学元件的光轴相互旋转180度，或者其中两个双折射单轴元件的光轴定向为使得两个元件的普通和非普通子光束相对于界面所形成的角度(θ)相等。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学元件包括至少一个体光栅或至少一个偏振光栅并且适于执行萨伐特板的功能。6.根据权利要求3所述的装置，其中所述光学元件和/或所述另外的光学元件包括至少一个体光栅或至少一个偏振光栅并且适于执行萨伐特板的功能。7.根据权利要求1所述的装置，其中所述结构化光束影响部件包括区域化地具有λ/4片延迟器的功能的空间结构，和/或其中所述结构化光束影响部件包括区域化地不改变所述子光束的光学特性的空间结构，和/或其中所述结构化光束影响部件的空间结构适应于所述光调制器的所述像素的空间结构。8.根据权利要求1所述的装置，其中所述光调制器的所述像素本身是反射配置的，或者其中反射镜布置在所述光调制器的光学透射像素之后。9.根据权利要求1所述的装置，其中设置光束叠加部件，利用所述光束叠加部件能够使所述第一子光束和所述第二子光束干涉。10.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学元件、可选地存在的第二光学元件、可选地存在的半波片、所述结构化光束影响部件和/或光束叠加部件例如通过粘合剂直接布置在彼此上或彼此固定。11.根据权利要求1所述的装置，其中所述入射光束具有线性偏振，所述入射光束被定向或调整为使得所述第一子光束和所述第二子光束能够被引导朝向所述宏像素的所述第一像素和所述第二像素并且在所述第一子光束和所述第二子光束经过反射后重新组合。12.根据权利要求1或3所述的装置，其中平面形状的照射装置设置在光学元件和光束叠加部件之间，或者在另外的光学元件和光束叠加部件之间，所述照射装置包括平面形状的光导和提取单元，利用所述提取单元能够从所述光导中提取光并使所述光指向所述光调制器，其中在所述反射装置处反射的光基本上不偏转地传播通过所述照射装置。
13.根据权利要求1所述的装置，其中所述光调制器是微机电系统装置，或者其中所述光调制器包括液晶，并且所述光调制器以使所述液晶执行平面内旋转的方式配置，其中所述入射光束是线性偏振...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺伯特，
申请(专利权)人：视瑞尔技术公司，
类型：发明
国别省市：