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LCOS振幅型空間光調製器成像光路設計

發布時間:2020-12-24 10:02:20 瀏覽量:6218 作者:Grin

摘要

LCOS是一種2000年後發展起來的新型顯示技術,相較於(yu) 傳(chuan) 統的LCD顯示。LCOS可以將像元做得很小,具有光能利用率高,圖像解析

度高等優(you) 點。曾因製造工藝限製屢受挫折,卻因其出色的表現,尤其在高清顯示和智能近眼顯示行業(ye) 已經占有一席之地。 可以被做成

體(ti) 積小、重量輕的投影模塊,在汽車抬頭顯示、VR眼鏡、智能檢測等領域有著很好的国产成人在线观看免费网站前景。

正文


LCOS成像特性:

1、改變入射到LCOS上的光的偏振方向改變:LCOS的成像原理,是改變入射光的偏振方向。理想情況下關(guan) 狀態下的像素,不改變入

射光的偏振狀態,入射光和反射光的偏振方向都平行於(yu) 顯示器短邊。開狀態下的像素將入射光的偏振方向偏轉90度,即S光入射後,反

射光為(wei) P光。LCOS上的每個(ge) 像素在上電後隻有打開和關(guan) 閉兩(liang) 種狀態。

2、正反畫麵交替顯示:為(wei) 防止圖像殘影和液晶惰化,LCOS每一幀的顯示時間不能過長(通常不超過50ms),且顯示的圖片需要在正

向和反向兩(liang) 種模式間快速轉換,正向顯示的時間與(yu) 反向顯示的時間相同,這能保證在一幀圖像顯示結束後,液晶分子處於(yu) 平衡狀態,穿

過該像素液晶層的電場強度積分為(wei) 0。

 

3、LCOS上輸出的同步信號:LCOS驅動板可以輸出LED使能(Enable)信號用於(yu) 控製LCOS光源照明,同時三個(ge) 未定義(yi) 的SPO口輸出

高低電平的狀態可以在MetroCon軟件的Repertoire界麵編輯,輸出幀同步信號,可用作外部設備的同步觸發信號。


同步成像的方法:

1、光源同步

光路中使用可調諧光源,通常為(wei) 單色、RGB三色LED光源或可被外部信號控製的激光器。連接光源與(yu) LCOS驅動板上的LED使能

(Enable)信號輸出端口,可以非常方便的實現照明同步。對於(yu) 一些需要使用大功率LED作為(wei) 光源的情,FDD国产黄色在线观看也提供了配套的

LED驅動板。


2、光路中同步

對於(yu) 一些光源發出的光為(wei) 恒定光強的光,例如不可被外觸發的連續激光器,可在光路中加入光開關(guan) ,如AOTF,使用LCOS電路板上的

幀同步信號或LED使能信號作為(wei) 控製信號,在顯示正向圖像時光開關(guan) 打開,在顯示反向圖像時關(guan) 閉,同樣也能實現同步成像,但這樣能

會(hui) 降低成像質量。


3、傳(chuan) 感器同步

例如在環境光情景下使用時,通常使用SPO口輸出的幀同步信號,使傳(chuan) 感器隻在LCOS顯示正向圖像時曝光,顯示反向圖像時不響應,

這樣的光路雖然肉眼無法觀察到清晰的成像,但是相機拍到的圖像效果與(yu) 方法1一致。


偏振光分離器件:

偏振片

LCOS改變了入射光的偏振方向,可以在入射和反射光路使用一組光軸正交的偏振片,分離未被調製的光(處於(yu) 關(guan) 狀態的像素反射的s

光)。這樣的光路簡單,光效率相對較高,但缺點是入射光與(yu) 反射光不能共線,而是存在一個(ge) 角度,這導致光線不能垂直入射LCOS,

這可能會(hui) 導致投影出的圖像存在畸變像差或離焦,增大光路體(ti) 積。


使用PBS晶體(ti)

PBS可以讓特定偏振方向的光穿過晶體(ti) ,如圖所示,PBS可以使S光在PBS晶體(ti) 中發生全反射到達LCOS,而P光穿過PBS晶體(ti) 。反射光

中S光發生反射離開光路,p光進入成像光路。添加PBS晶體(ti) 在光路中,可以實現光線垂直LCOS入射和出射,這樣方便了後麵光路的搭

建。但PBS晶體(ti) 往往不能將p光和s光完全分離,這會(hui) 降低係統對比度。

 

偏振片加PBS

這可能是目前使用最多,且成像效果較好的光路。幾乎沒有哪一個(ge) 偏振片能實現輸出光的偏振方向完全平行於(yu) 光軸,出射光往往還有一

些垂直於(yu) 偏振片光軸的光強分量。要實現出射光更好的線偏振性,偏振片透射效率往往會(hui) 降低。根據需要,選擇合適的偏振片和PBS,

有助於(yu) 構建對比度和光效率合適的光路。

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