[发明专利]用于非偏振光的手性碟状结构液晶相空间光调制器

说明书

本发明涉及光扫描器或光束控制器领域，具体涉及到调制非偏振光，最终改变光所通过的方向路径。

当前所用的许多电子器件在制造中用到了各种各样的光源。在开发更新和更先进的电子器件中，所关心的是要能够保持最少的功率需求和低的制造费用。实现这些结果的一种方法是利用扫描或光束控制技术，使一般由许多发光器件组成的光源发出的光最终改变其方向路径。方向路径的这种改变能由较少的发光器件因而是较小的有源面积来产生所需的，看来似乎由更多的发光器件或较大的有源面积所形成的效应。利用这种扫描或光束控制原理的电光器件已见于显示系统中。此外，扫描或光束控制技术也可用于其它电光器件，例如目标跟踪器件、武器系统、光通信器件、光计算器件、光存储器件、印刷器件、像扫描器件，或类似器件。

人的视觉系统是一复杂系统，它有很大的本领去吸收有许多不同格式的大量信息，包括显示器的信息。显示器当前有各种不同的规格和形式，显示多种类型的信息，从机场中公布调度信息的大型显示屏到例如安装在袖珍式计算机内的小型显示屏。减小显示器尺寸，特别是减小用于袖珍式电子器件例如袖珍式通信设备等的显示器尺寸所关心的，是输出的质量、最小所需功率的维持以及低的制造费用。

制作能使所用功率最少的电光系统的一种可供选择的方法是引入扫描技术，由最少个数的有源发光器件来获得所需结果。在减小利用扫描技术的显示器的尺寸和保持清晰度质量方面，有关的是人的视觉系统的处理和集成信息的能力以及此视觉系统能进行上述工作的速度。人的视觉系统能够处理信息的速度不会超过约60Hz。因此，在1/60秒内投影和扫描到显示器上不同位置的图像可以为观察者的眼作为一集成图像观察到。举例来说，在60Hz频率下使图像“A”在显示器中移动到六个不同位置时，观察者将看到由六个“A”组合的集成图像。要是同时对此图像内容进行调制，例如六个字母“A”、“B”、“C”、“E”与“F”分别和依序地于60Hz速度下移至六个不同位置时的图像，则观察者将看到由这六个字母组合的集成图像。这一过程周知为时分成像法(time-multiplexed imagery)，通过采用扫描器或光束控制器，可以用于显示工业领域，更确切地说，可以用于开发高清晰度的微型显示器。

光扫描或光束控制器件当前不仅用于显示器，还用于其它电子器件例如目标跟踪器件、武器系统、光通信器件、光计算器件、光存储器件、印刷器件、图像扫描器件或类似器件。这类扫描器件可以多种形式存在，最普通的是装配有反射镜的机电型扫描器，例如电流计式扫描器与多角镜扫描器。这类机电型扫描器一般有较大的尺寸，因此不适合于小型、轻量、以低功率消耗运转、从本质上说是便携式的显示器件。此外，机械型扫描器复杂，因而生产费用高，且在大多数情形下在工作时要耗用很大的功率。

许多当前的扫描器件，特别是那些应用了手性碟状结构(chiralsmectic)液晶材料的扫描器件，只能控制圆偏振光。在这些扫描器件中，首先必须采用偏振器将非偏振光变为线偏振光。此时，光的100％入射到偏振器上。在偏振器与调制器之间设置四分之一波片，由此使线偏振光变成圆偏振光。工作中，约50％的光和/或能量透过偏振器和此四分之一波片，而其余约50％的光则为此偏振器吸收。这样的结构允许圆偏振光进入调制器而进行调相。入射的非偏振光必须首先线性偏振化，然后在进入调制器之前再圆偏振化，由于需从光学上准直线偏振器、四分之一波片以及手性碟状结构液晶相空间光调制器，就会增加制造费用与困难。

为此，需要有小型的扫描器件来扫描即控制所通过的100％的非偏振光，以用于电光系统中，例如安装到下述器件内的电光系统中：微型显示器、目标跟踪器件、武器系统、光通信器件、光计算器件、光存储器件、印刷器件、图像扫描器件、或类似器件。

为此，极其希望能提供这样的扫描装置，它所利用的液晶相空间光调制器包括有反射元件，例如完善的反射镜作为它的一个部件用于调相，由此得以扫描因而控制着所通过的100％的非偏振光。

本发明的目的之一在于提供新的和改进了的扫描系统，它所利用到的液晶相空间光调制器装配有能从空间上调制入射于其上的100％非偏振光的反射元件。

本发明的另一目的在于提供这样一种包括有反射元件的手性碟状结构液晶相空间光调制器，它用于电光系统中，这类电光系统则一般用于显示器、目标跟踪器件、武器系统、光通信器件、光计算器件、光存储器件、打印器件、图像扫描器件，或类似器件。