CN110140352B - 具有高帧内对比度的立体图像投影 - Google Patents

Abstract

投影系统可以使用位于内部的立体偏振调制器将立体图像内容定向到显示表面，同时使用立体偏振调制器避免帧内对比度劣化。在一个示例中，立体偏振调制器被定位在投影系统中的空间光调制器设备与成像光学器件之间。成像光学器件可以防止被立体偏振调制器散射的成像光的一部分被投影系统投射，同时允许其他光被投射。这样做可以减少或避免否则由于立体偏振调制器的存在而可能发生的投射的成像光的帧内对比度劣化。在这一示例中或作为单独的示例，投影系统可以包括在端口窗口与投影透镜之间的、用来吸收被立体偏振调制器散射的光的一部分的附件。

Description

具有高帧内对比度的立体图像投影

相关申请的交叉引用

本公开内容要求于2016年1月26日提交的、名称为“STEREO IMAGE PROJECTIONWITH HIGH INTRA-FRAME CONTRAST”的美国临时专利申请序列号62/287,184的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容总体上涉及投影具有改进的图像质量的基于偏振的立体图像，其中偏振调制可以被用于在左眼图像与右眼图像之间切换，同时帧内对比度被保持或改进。

背景技术

可以在分辨率、对比度、均匀性、颜色绘出、白点和其他参数方面评估和指定包括用于电影的图像投影的图像质量属性。其中使用偏振、颜色或光谱带宽来交替地编码由观众成员通过适当的眼镜进行观看而感知的左图像和右图像的立体图像投影也可以针对图像质量、相对于立体声串扰、均匀性、角度灵敏度和其他因素而被指定。尽管利用对更复杂的投影技术的使用而改进了投射的图像质量，但是立体编码光学器件仍然将会在二维(2D)或三维(3D)图像投影期间劣化投射的图像质量。

用于电影的立体图像投影首先由IMAX^TM公司推广，其使用在投影室中具有两个基于胶片的投影仪的配置，并且在图像光到达远距离屏幕之前将图像光引导通过线性偏振滤光器。这些线性偏振器被交叉，从而使得一个投影仪提供垂直偏振光，并且另一投影仪提供水平偏振光。然后，佩戴具有一对交叉的线性偏振镜片的立体眼镜的观察者可以观看立体图像内容。

Liptoh等人的名称为“Method and System Employing a Push-Pull LiquidCrystal Modulator”的美国专利No.4,792,850提供了基于偏振的立体图像投影，其中在投影仪之后放置偏振调制器以将发射的图像光修改为两个圆偏振态中的一个或另一个。如Liptoh的图4中所示，电光偏振调制器是pi单元、表面模式或推挽类型设备，其提供两个串联定位的液晶单元调制器，这些液晶单元调制器被异相地电驱动以对经过的图像光进行立体声编码。一个或多个偏振延迟器或偏振器也可以被集成到设备中。如Liptoh的图6中所示，偏振调制器被定位在投影仪之后但接近投影仪，并且以时间顺序的方式提供左旋和右旋圆偏振光。佩戴具有一对左圆形和右圆形偏振镜片的立体眼镜的观看者然后可以感知立体图像内容。

Lee等人的名称为“Stereoscopic Image Projecting System Using CircularlyPolarized Filter Module”的美国专利No.8,177,366提供了一种具有一系列左右偏振滤光器的圆偏振滤光器或轮，每个偏振滤光器包括线性偏振滤光器和偏振延迟器(例如，四分之一波片)，偏振延迟器在器件旋转时以交替方式修改入射图像光以产生左旋和右旋圆偏振的图像光。圆形偏振滤光轮(例如，Lee中的图5)被定位在投影仪与屏幕之间(参见例如Lee中的图4)，并且投影图像内容被与滤光器旋转同步，从而使得左旋和左旋圆偏振的图像光具有适当的定时。

即使用于立体的投影技术已经演变和改进，投影技术的其他方面也同样发生了变化。例如，近年来，投影技术已经从模拟(电影)转向数字(使用空间光调制器)，而激光开始取代氙弧灯作为电影放映机中的光源。这些变化与在影院中看到的传统体验相比在分辨率、对比度、亮度和其他属性方面提高了图像质量。值得注意的是，这些变化开始能够显著改进投射的图像对比度，包括帧内对比度，如由美国国家标准协会(ANSI)对比率(或ANSICR)和其他司法管辖区中的类似标准所描述的。然而，立体投影系统的设计并未跟上步伐，并且技术尚未适应新一代投影仪可以产生的高ANSI对比度，而是可能使得ANSI对比度降至低于甚至是传统的电影放映机的水平。因此，有机会改进立体图像投影系统的设计，从而使得可以实现增强的ANSI或帧内对比度水平。

发明内容

在一个示例中，一种立体投影系统可以投射左眼图像和右眼图像。立体投影系统包括空间光调制器设备、立体偏振调制器和成像光学器件。空间光调制器设备可以调制入射光以产生图像光。立体偏振调制器可以将图像光交替地编码为包括左眼图像光和右眼图像光的成像光。立体偏振调制器可以散射成像光的一部分。成像光学器件可以使用左眼图像光和右眼图像光投射图像。立体偏振调制器被定位在空间光调制器设备与成像光学器件之间。成像光学器件可以防止被立体偏振调制器散射的成像光的一部分被立体投影系统投射。

在另一示例中，一种方法包括：

由空间光调制器设备调制入射光以产生图像光；

由被定位在空间光调制器设备与成像光学器件之间的立体偏振调制器交替地编码图像光以形成包括左眼图像光和右眼图像光的成像光，成像光的一部分被立体偏振调制器散射；以及

由成像光学器件通过防止被立体偏振调制器散射的成像光的一部分被投射来使用左眼图像光和右眼图像光投射图像。

在另一示例中，一种投影系统包括投影透镜、部分窗口和附件(enclosure)。投影透镜可以沿着图像光路朝向端口窗口投射图像光，并且将图像光的一部分重定向离开图像光路。端口窗口可以从投影透镜传输投射的图像光。端口窗口具有用于重定向投射的图像光的一部分的表面。附件被定位在端口窗口与投影透镜之间以围绕端口窗口与投影透镜之间的图像光路。附件可以吸收被投影透镜重定向的图像光的一部分，并且吸收被表面重定向的投射的图像光的一部分。

在另一示例中，一种方法包括：

由投影透镜将图像光沿着图像光路朝向端口窗口投射，并且由投影透镜将图像光的一部分重定向离开图像光路；

由端口窗口传输来自投影透镜的投射的图像光，并且由端口窗口的表面重定向投射的图像光的一部分；以及

由被定位在端口窗口与投影透镜之间以围绕端口窗口与投影透镜之间的图像光路的附件吸收被投影透镜重定向的图像光的一部分和被表面重定向的投射的图像光的一部分。

附图说明

图1描绘了根据本公开内容的一个示例的投影系统的部分和投影系统的组件。

图2描绘了根据本公开内容的一个示例的液晶型偏振调制器。

图3描绘了根据本公开内容的一个示例的分段的旋转盘型偏振调制器。

图4描绘了根据本公开内容的一个示例的被用于测量帧内对比度的ANSI对比度目标。

图5描绘了根据本公开内容的一个示例的孔径光阑。

图6描绘了根据本公开内容的一个示例的用于改进的帧内对比度的具有立体偏振调制器的投影系统。

图7描绘了根据本公开内容的一个示例的在图6的投影系统中可使用的立体偏振调制器。

图8描绘了根据本公开内容的一个示例的用于改进的帧内对比度的具有折射中继和立体偏振调制器的投影系统。

图9描绘了根据本公开内容的一个示例的用于改进的帧内对比度的具有折射中继和立体偏振调制器的投影系统。

图10描绘了根据本公开内容的一个示例的具有立体偏振调制器和偏振分束器的投影系统，偏振分束器被定位在由投影仪内的中继光学器件创建的中间图像附近。

图11描绘了根据本公开内容的一个示例的其中被拒绝的图像光被定向到第二投影透镜的图10的投影系统的替代投影系统。

图12描绘了根据本公开内容的一个示例的被定位在距投影透镜不同距离处的立体偏振调制器的ANSI对比度的测量的数据。

图13描绘了根据本公开内容的一个示例的当被定位在距投影透镜的固定距离处时被倾斜的立体偏振调制器的ANSI对比度的测量的数据。

图14描绘了根据本公开内容的一个示例的针对立体偏振调制器比对倾斜的偏振对比度的测量的数据。

图15描绘了根据本公开内容的一个示例的具有被定位在立体偏振调制器与投影仪之间的附件组件的投影系统。

图16描绘了根据本公开内容的一个示例的具有包括用来阻挡杂散光的挡板的镜筒或壳体的成像透镜。

图17描绘了根据本公开内容的一个示例的具有附件的投影系统的示例的示意性框图。

图18描绘了根据本公开内容的一个示例的用于投影系统的端口窗口的清洁系统的示意图。

具体实施方式

本主题内容的某些方面和特征涉及一种投影系统，其使用被定位在内部的立体偏振调制器将立体图像内容定向到显示表面，同时使用立体偏振调制器避免帧内对比度劣化。在一个示例中，立体偏振调制器被定位在空间光调制器设备与投影系统中的成像光学器件之间。成像光学器件可以防止被立体偏振调制器散射的成像光的一部分被投影系统投射，同时允许其他光(例如，预期光或穿过投影系统的主路径的光)被投射。这样做可以减少或避免否则由于立体偏振调制器的存在而可能发生的投射的成像光的帧内对比度劣化。在这一示例中或作为单独的示例，投影系统可以包括端口窗口与投影透镜之间的用来吸收被立体偏振调制器散射的光的一部分的附件。

包括未被具体示出或描述的元件的元件可以采用各种形式。本文中示出和描述的附图被提供以示出根据本公开内容的一些方面的操作的原理和沿着它们的相应的光路的组件关系的示例，并且可以未示出实际尺寸或比例。一些夸张可以被包括以强调结构关系或操作的原理。在一些情况中，通常位于投影设备的光路中的组件未被示出，以更清楚地描述所示出的投影光学器件的操作。此外，除非另有明确说明或要求，否则词语“或”在本公开内容中以非排他性的意义被使用。

本公开内容的某些方面和特征包括本文中描述的示例的组合。对特定示例等的引用是指存在于至少一个示例中的特征。对“示例”或“特定示例”等的分离的引用不一定是指同一示例；然而，除非如此指出或对于本领域技术人员很清楚，否则这样的示例不是相互排斥的。在引用“方法(method)”或“多个方法(methods)”等时对单数或复数的使用不是限制性的。

如在本公开内容中被使用的术语“f数”(或F#或F/#)具有其常规光学含义，即，有效焦距与接收孔径的比率(F#＝EFL/d)。F数被用于缩放会聚到发散锥形光的宽度，从而使得F#越小，锥体角度越大，并且该锥形光的光携带能力越大。通常，相对于光学系统，所讨论的f数是指由投影透镜(例如，从中间图像平面)收集的用于光的f数或者用于入射到显示表面的光的f数。术语“数值孔径”(或NA)也被使用，并且具有其常规含义，即，F#的倒数的两倍(NA＝1/(2*F#))。数值孔径使用从物体的底部到限制孔径的内部边缘(孔径光阑)的光所描述的角度(θ)而被直接地计算[NA＝sin(θ)≈θ(以弧度表示)]。总的来说，f数和数值孔径定义诸如投影透镜的光学系统的速度。例如，NA越大或F#越小，锥体角度就越大，并且输送该锥形光的光学元件的光携带能力或光学速度就越大。

图1是具有投影透镜40的投影仪100的示意图，投影透镜40可以投射图像光束46以在远处的屏幕或显示表面50上形成图像。可以被定位在图像光束46下方的顾客或观察者70可以在显示表面50上观看投射的图像。在电影院应用中，投影仪100可以驻留在投影室中，并且可以通过端口窗口(未示出)以24帧/秒(fps)的帧速率向伴随的剧院中投射图像光，以使其中的观众受益。在内部，投影仪100具有三个或更多个颜色通道10，通常为红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)。每个颜色通道10分别具有光源15r、15g和15b以及对应的空间光调制器20r、20g和20b。在一个示例中，空间光调制器20r、20g和20b是数字微镜设备(DMD)，诸如从德克萨斯州达拉斯的Texas Instruments公司可获取的数字光处理器(DLP)空间光调制器。DMD可以在像素级调制入射的照明光。在开启(ON)状态中，每个微镜可以朝向透镜孔径光阑65定向光以创建图像光25。在关闭(OFF)状态中，每个微镜可以朝向光束收集器(beamdump)(未示出)定向光。帧序列对比度可以测量通过透镜孔径光阑65的光，作为开启状态光与未被光束收集器捕获的剩余关闭状态光的泄漏的比率。对于彩色投影，来自每个空间光调制器20的调制的出射光可以提供图像光25，图像光25可以使用诸如二向色组合器30的组合元件通常沿着局部光轴35而被组合到同一光路上。如果空间光调制器是另一种技术，诸如液晶设备(LCD)(其中硅上液晶(LCOS)设备是其示例)，则可以使用这种架构。

每个光源15r、15g、15b可以表示源自诸如氙灯的光源的经过滤的宽带光的适当颜色。图1并未描绘氙灯、滤色器、光集成光学器件和提供与光源15r、15g、15b对应的照明光的适当的分色光学器件(例如，二向色棱镜)。备选地，每个光源15r、15g、15b可以是具有以峰值波长为特征的可见波长带和在一小部分附近波长上提供一定量的能量的带宽的窄带光源(诸如激光光源、LED光源或超辐射发光二极管(SLED)光源)。例如，每个光源15r、15g、15b可以分别包括单个高功率激光光源，或者这些光源可以包括使用自由空间光学器件或光纤而被组合到公共光路上的多个激光器。从光源15r、15g、15b发射的光可以被接收到图像形成系统中，在图1的情况中，图像形成系统可以包括空间光调制器20r、20g、20b(诸如DLP(数字微镜)设备(DMD))、组合元件(诸如二向色组合器30)和投影光学器件(例如，投影透镜40)。每个空间光调制器20r、20g、20b分别位于投影系统的物平面60r、60g、60b处，并且在这种情况中位于投影透镜40的物平面处。投影透镜40包括一对说明性的透镜元件42a、42B。如果源光最初被偏振，则可以将光学器件设计成或者保持偏振质量，或者有意地将其去偏振。在前一种情况中，利用适当的光学器件，可以保持偏振质量，直到偏振图像或照明光遇到立体偏振开关。

另外，每个空间光调制器20r、20g、20b可以在屏幕所在的显示表面50处与显示的图像平面64图像共轭。来自空间光调制器20r、20g、20b的投射的图像可以由投影透镜40以放大率m＝θ₂/θ₁放大，其中θ₂和θ₁是定义物体和图像平面数值孔径相对于孔径光阑65的角度。数值孔径可以使用从局部光轴35与物平面60相交的位置到限制孔径边缘(例如，孔径光阑65)的光所描述的角度(θ)而被直接地计算[NA＝sin(θ)≈θ(以弧度表示)]。此外，屏幕具有宽度“W”，并且在图像空间中位于远离投影仪的距离“D”处。在电影领域中，距离“D”是“投掷”，并且投射比(T)可以被定义为投掷距离(距离D)与屏幕宽度(W)的比率，从而使得T＝D/W。投影仪可以提供图像以填充投射的视场(FOV)，FOV可以通过屏幕上的图像的实际物理尺寸(例如，投影宽度W')、投射的投掷比T'、到屏幕边缘的角度宽度(例如，±45°)、或其组合而被描述。

每个空间光调制器20r、20g、20b可以包括方形显示像素阵列(未示出)，这些显示像素可以由投影透镜40成像到显示表面50，以形成屏幕上投射的图像像素的阵列。每个空间光调制器20r、20g、20b可以在给定时间点产生与其输入图像数据对应的开启状态或关闭状态显示像素的可变图案。

为了实现立体投影，投影仪100还可以被配备有偏振调制器75，偏振调制器75可以提供左和右偏振图像，左和右偏振图像可以被佩戴适当立体眼镜的观察者感知为融合立体图像。偏振调制器75随后也可以被称为立体偏振调制器，立体偏振调制器可以将图像光编码为两个正交偏振方向中的立体图像光。左和右偏振图像可以是线性或圆偏振的，并且观看者可以佩戴适当的眼镜来观看偏振图像。偏振调制器75可以是推挽式、pi型或表面模式型液晶(LC)型设备(例如，Z屏)、消色差偏振液晶开关、旋转偏振轮或其他设备类型。可商购的Z屏型设备包括来自Lightspeed Design(华盛顿州贝尔维尤)的DepthQ偏振调制器、来自MasterImage(加利福尼亚州好莱坞)的Wave 3D或RealD^TMPro LP(加利福尼亚州比弗利山庄)。MasterImage也提供偏振轮调制器设备MI-Clarity 3D。这些设备也可以被集成到偏振转换成像系统中，这可以提高光效率和屏幕上图像亮度。

在其他系统中，不管具有还是不具有偏振转换系统，偏振调制器被定位在投影透镜40与显示表面50之间，并且被定位为与投影仪非常接近(在几英寸内)，因为考虑到图像光快速向外扩展以填充屏幕上的光学投影FOV，这样的定位可以减小偏振调制器设备的尺寸和成本。这样的调制器可以被单独安装在基座上，或者被安装到端口窗框(未示出)或框架的投影仪壳体上的外部安装特征上。相比之下，根据本方法的一些示例，偏振调制器75被定位在投影仪100内以改进帧内对比度和偏振对比度。通过在调制器设备内发生的光散射、衍射和反射，经过调制器(例如，参见图7)的图像光束46的一部分变成漫射或杂散光。尽管可以通过这些光学机制生成杂散光，但是术语“散射”在本文中也被用于通常包括或包含各种形式的漫射或杂散光。将立体偏振调制器和挡板定位在投影系统内可以使得能够在角度上或空间上选择性地阻挡该杂散光。孔径光阑可以提供角度过滤，而场光阑可以提供空间过滤，并且其他挡板可以提供空间和角度过滤的组合。

更详细地，图2描绘了一种类型的LC偏振调制器150，其可以用作图1中的偏振调制器75，并且提供足够的偏振对比度(例如，≥300:1)以提供在两个正交偏振方向中被编码的偏振立体图像光以实现有效的立体感知。当与后投影透镜一起被使用时，根据设计，这种类型的LC偏振调制器150可以具有宽度为8-12英寸或面积为40-100平方英寸的有效区域。偏振立体图像光是指包括左眼图像光和右眼图像光的成像光，其中左眼成像光和右眼成像光被不同地偏振。LC偏振调制器150可以是具有组合以提供具有线性偏振器120的两个串行推挽表面模式LC调制器(LC单元125)的结构的电光器件。入射图像光透射通过线性偏振器120并且LC偏振调制器150的LC单元125被驱动以使得可以出现交替的左旋和右旋圆偏振光的连续场。作为使用表面模式液晶和推挽操作的Z屏幕型设备的该偏振调制器150具有两个LC单元125中，每个LC单元125将等于四分之一波长延迟的其自身的独立相移引入到从线性偏振器120出射的光束中。每个LC单元125可以包括被定位在涂覆有ITO电极130的两个窗口135之间的液晶聚合物材料薄层。这对表面模式LC单元125可以具有用于LC对准的正交摩擦轴，并且线性偏振器120可以具有将正交摩擦轴一分为二的吸收轴。驱动器(未示出)可以响应于由投影仪100提供的同步脉冲，并且可以与同步脉冲同步地向LC单元125提供驱动电压，从而使得从LC单元125出射的偏振光可以与由投影仪产生的图像同步。由两个LC单元125提供的相移可以按照类似于作用于振荡电信号的推挽放大器的功能的方式矢量地被组合，并且所得到的相移光的延迟可以显著大于在没有单元之一的情况中将要产生的相移光的延迟。

图2的LC偏振调制器150可以包括附加的波片或延迟器(例如，四分之一波片)和偏振器。这种类型的设备还可以包括优化摩擦轴和驱动电压的对准，用线栅偏振器代替吸收染料偏振片型线性偏振器，以及使用偏振补偿器。这种类型的设备还可以被用于在两个正交线性偏振态之间而不是在左旋和右旋圆偏振态之间切换图像光。在这种情况中，每个观看者70可以通过一对线性偏振立体眼镜观察图像内容。而且，其他液晶型设备可以针对图2的偏振调制器75提供功能。例如，可以使用仅具有单个LC单元的设备，诸如铁电液晶(FLC)开关。作为另一示例，偏振调制器75可以是消色差偏振开关，其包括具有偏振器和两个无源延迟器(波片)的单个可旋转的近晶液晶半波片，或者包括具有偏振器和两个无源延迟器的两个消色差液晶可变延迟器。

作为使用液晶立体偏振调制器来交替地将图像光编码为包括左眼图像光和右眼图像光的立体图像光的备选，图3描绘了具有可以用作图1中的偏振调制器75并且提供用于立体投影的足够的偏振对比度的类型的偏振滤光器的偏振滤光器轮175。(偏振滤光轮175也可以被称为“圆偏振滤光器”。)偏振滤光轮175或盘可以是包括至少一个左图像偏振滤光器160和至少一个右图像偏振滤光器165的圆形结构。偏振滤光器轮175可以按照适当的速率旋转，以扫描滤光器经过投射的图像路径(图像区域180)。通常，每个偏振滤光器(160或165)包括线性偏振滤光器和四分之一波片或延迟器，以将入射光转换成可以被层压到透明塑料或聚合物基底(未示出)上的右旋或左旋圆偏振光。偏振滤光轮驱动器(未示出)可以根据投影仪100的左图像发射和右图像发射的定时同步来旋转偏振滤光轮175。

如图3中所示，偏振滤光轮175可以按照交替方式(例如，L、L、R、R)使用被布置成成对的各组交替的偏振元件并且被固定到基底的12个相同尺寸的扇形的左图像偏振滤光器160和右图像偏振滤光器165而被分段。交替偏振元件可以具有其他布置，包括作为单个交替滤光器分段(L、R、L、R等)，或者连续地仅被定位在两组(L、L、L、L、L、L和R、R、R、R、R、R)中，或者交替地作为四个组(例如，L、L、L；然后是R、R、R；然后是L、L、L；然后是R、R、R)，每个剩下三个左或右滤光器分段。使用多个较小的偏振滤光器分段可以通过减少针对穿过与3D眼镜中的偏振滤光器对应的偏振滤光器分段的光而被提供的偏振方向的角度之间的不匹配来减少偏振误差或减少观看者的立体声串扰。减少旋转中的左眼/右眼过渡的数目可以减少过渡时间并且提高光效率。但是随着一组偏振滤光器中的分段数目的增加，偏振滤光轮175的旋转速率降低。用于使过滤器边缘在左和右过滤器分段之间过渡以移动通过图像区域180的许可过渡时间可以相对于过滤器对的数目和旋转速率影响轮的尺寸。此外，图像内容与成像光路中的适当消隐快门的同步可以进一步减少左眼图像与右眼图像之间的图像串扰。

投影仪100可以被开发或设置以满足各种性能度量，诸如与亮度、分辨率、闪烁、色域和颜色再现以及对比度相关的性能度量。特别地，帧间(例如，在帧之间)或帧序列对比度的规范和公布(其测量白帧与黑帧的强度比(CR＝开启状态光/关闭状态光)，性能≥5,000:1)对于投影仪来说变得越来越普遍。帧顺序对比度的值可以直接从投影仪或成像光学器件而被测量，或者使用来自屏幕的反射光而被测量。后一种测量方法的结果可以通过也到达光学检测器的局部环境或剧院中的环境光的大小而被减少。在具有附加3D子系统的投影仪的情况中，诸如偏振对比度和立体声泄漏光等属性也可以被用于测量性能。

投影仪还可以相对于帧内(例如，在单个帧内)对比度、或者指向投射的图像帧中的亮区域的图像光的相对趋势进行基准测试，以“溢出”到相邻的暗色或黑色区域中，这是由于散射、衍射或反射将图像光的一部分重定向并且漫射到显示表面的其他区域。可以使用从屏幕或显示器表面反射的光来测量帧内对比度。使用直接朝向投影仪的光学检测器可以获取可能更好的测量，因为测量受到测试环境中周围环境光散射的影响较少。帧内对比度可以利用各种目标而被测量，包括角箱对比度目标，或者可以使用图4中所示的ANSI“棋盘格”对比度目标。该ANSI对比目标200包括具有十六个相等大小的白色矩形区域210和黑色矩形区域220的图案。亮度水平可以被测量并且被报告为平均ANSI对比度，其中在亮矩形的到达中心测量的平均照度被除以暗色矩形的测量值的平均照度。在可以容易地切换图像的数字投影仪中，ANSI目标和ANSI对比目标200的逆图像都可以由投影仪100成像，并且因此十六个矩形的ANSI CR值可以被单独制表。并且，可以在屏幕上的多个坐标位置(x1，x2)处检查ANSI对比度的空间变化。可以通过测量ANSI对比度目标200的四个中心矩形区域之一的亮和暗色光水平来收集中心ANSI对比度。可以针对具有或不具有偏振调制器75或其他立体声偏振光学的投影仪100确定ANSI CR。

在光学器件中，孔径是光行进所穿过的孔或开口，孔外部的相关表面阻挡或阻止错过孔的光。孔径光阑265(参见图5)是确定从物体或光源或区域收集或者投射到图像位置或区域的光束锥角或系统f数(例如，F/4)的光阑。通过选择性地阻挡光，成像透镜中的物理孔径光阑265可以限定穿过透镜的光线的光线角度。并且，由于透镜设计被优化以针对穿过孔径光阑265的成像光线限制和平衡透镜的像差，所以孔径光阑开口270的尺寸(直径，“d”)(其通常但并不总是圆孔)可以直接贡献透镜提供的图像质量。孔径光阑265可以阻挡杂散光，诸如错过预期孔径光阑开口270并且撞击光阻挡表面275的光。通过阻挡杂散光，孔径光阑265可以贡献角度过滤(角度选择性阻挡或光传输)和帧内图像对比度的改进。在光学设计期间，光学元件也被确定为具有一个或多个透明孔，其可以限定光有意地穿过的外部光学表面的部分，并且例如可以限定将受益于抗反射(AR)涂层的光学器件的区域。

来自投影仪的高对比度性能不仅可以关于从黑色到白色的动态范围来改进图像质量，还可以相对于分辨率(MTF)和可渲染色彩空间的体积来改进图像质量。此外，当投影仪ANSI对比度较低时，可以显著降低非常高的帧序列对比度(例如，≥100,000:1)的值，除非图像内容在非常暗的场景中仅具有少量高光，诸如在深空中具有星星散射的场景。从历史上看，电影胶片投影仪使用印刷胶片提供>5,000:1的帧序列对比度，但ANSI对比度性能仅为≈200-300:1。随着电影放映机越来越多地被电子或数字投影仪取代，帧序列对比度变化很大(2,000-100,000:1)，这取决于技术，但ANSI对比度通常被保持在相同的低的200-300:1范围内。然而，数字投影仪ANSI CR也开始改进，并且很少报道大约700:1或更高的ANSI CR值。

立体偏振调制器可以经历多种机制，包括来自灰尘和内部结构的光散射，以及来自投影仪散射的后向反射，其可以减小投影的帧内对比度。本方法的某些方面和特征可以提供一种投影系统，其中可以提供非常高的ANSI CR(例如，≥800:1)，并且当将投影仪与立体偏振调制器组合时可以提供有意的额外努力。可以应用护理，因为一旦被获取，则高的ANSI或帧内对比度当在投影仪内使用光散射光学器件(例如，偏振调制器)或甚至脏光学器件时可能显著地下降。

当光与各种表面(包括调制器15(例如，DMD)、滤光器、反射镜、投影透镜和其他光学器件)相互作用时，投射的图像中ANSI CR的测量值可能受到光散射、衍射、反射或重影的影响，从而导致漫射的图像光溢出到图4的黑色矩形区域220中。光学器件的侧面可以利用黑色涂料或其他光吸收涂层而被黑化。光学壳体和镜筒的内表面(包括挡板或光阱)以及孔径光阑65处的透镜孔的外表面也可以利用黑色阳极氧化(例如，Avian Black)而被黑化。这可以产生在200-300:1范围内的典型的测量的ANSI对比度值。光学壳体或镜筒(例如，参见图16)通常是刚性结构，其不仅包围、保护和支撑光学器件，而且还包围、保护和支撑其中的挡板和其他光捕获表面或特征。例如，挡板、孔径光阑、场光阑和内壳表面可以具有黑化和螺纹、波纹或纹理表面，其中这些光捕获表面的起伏有助于通过多个连续的光吸收反射来限制和减少杂散光。

在使用偏振调制器75提供立体投影时，很少关注它们对帧内对比度、特别是ANSI对比度的影响。然而，随着投影仪ANSI对比度的提高，这些设备可能具有比以前经历的更大的影响。例如，当在投影仪前面使用立体偏振调制器时，来自提供≥800:1帧平均ANSI对比度的非典型投影仪的投射的图像的测量的帧内对比度下降至仅160:1。

这些偏振调制器设备可以有助于降低来自多个机构或散射元件的ANSI对比度，包括在偏振调制器75被暴露于投影室或剧院环境中的未过滤空气时落在这些偏振调制器75上的灰尘、碎片和其他污染物。在内部，偏振膜和延迟膜也可以贡献从表面缺陷和内部不均匀性散射的光，包括在膜拉伸或轧制期间产生的纤维状结构或图案。而且，在液晶设备中，可以有意地间隔窗口以控制图2的LC单元125的单元厚度，并且从而控制设备的偏振均匀性；例如，在跨越几英寸或更长的设备上提供均匀的10微米单元间隙。该液晶单元间隔或单元间隙可以通过使用通常由透明聚合物或玻璃制成的柱、间隔棒或间隔珠或颗粒而被控制。然而，这样的间隔物、尤其是透明间隔珠可以是可以导致投射的帧内对比度或ANSI对比度的显著降低的光散射元件。

为了增强鲁棒性，图2中描绘的LC类型的一些偏振调制器150可以在提供线性偏振器120的功能时代替用于聚合物的线栅偏振器(在玻璃上具有金属线)/染料型偏振器。然而，线栅偏振器可以后向反射和散射光。如果调制器和线栅偏振器被定位在投影透镜40与屏幕之间，则该后向反射光可以照射投影仪100的前表面。即使线栅偏振器倾斜，足够的这样的光也可以散射离开投影仪100的前表面并且漫射地传播到屏幕以显著降低帧内对比度，包括测量的ANSI对比度。尽管投影仪的前表面的更好的黑化可以增强帧内对比度，但是当投影仪的帧内对比度特别高时，改进可能是不充分的。

本方法的某些方面和特征提供了一种具有立体偏振调制器的投影仪，与等于或几乎等于没有偏振调制器的情况中的水平的水平相比，该立体偏振调制器能够实现立体图像感知并且保持投射的图像的帧内对比度。作为示例，图6描绘了包括三个照明组件310r、310g和310b的投影仪300的示意图，每个照明组件提供来自相应的光源组件315的主要红色、绿色或蓝色(RGB)颜色之一。光源组件315可以包括一个或多个光源，在这一示例中，光源是激光光源设备。通过利用一个或多个反射镜320的重定向，照明光被定向到空间光调制器350上。包括由空间光调制器350的寻址像素赋予过渡光中的图像数据的调制的图像光被组合以穿过共同的光路。包括光轴335，并且穿过成像光学器件400并且到达显示表面420(例如，投影屏幕)上。投影仪300可以是倾斜的，或者成像光学器件400与偏移一起被使用，或者其组合，以将投射的图像从投影室向下瞄准并且朝向屏幕。

更详细地，图6的照明组件310r、310g和310b典型地包括一个或多个照明透镜325、形成并且引导过渡光束的光积分器330(例如，蝇眼积分器或积分条)、以及一起沿着光轴335将照射光定向到相关联的空间光调制器350的另外的照明透镜325和反射镜320。反射镜320不需要被定位在光学系统的平面内。例如，用于绿色通道的光路中的反射镜320可以在平面外并且不阻挡光传递到成像光学器件400，这可能以其他方式通过图6而被暗示。

在图6的投影系统中，二向色组合器345包括第一组合器346和第二组合器347，每个组合器是具有适当的薄膜光学涂层的二向色元件，该光学涂层可以根据其波长选择性地透射或反射光。虽然二向色组合器345被示出为一对倾斜玻璃板，但也可以使用其他结构示例，包括X棱镜、V棱镜或飞利浦(或Plumbicon)型棱镜。反射镜320也可以按照棱镜的形式而被提供，诸如广泛使用的TIR(全内反射)棱镜，其可以与飞利浦棱镜和DLP设备组合而被使用。

在图6的投影仪300中，成像光学器件400被描绘为具有多个透镜元件415和孔径光阑410的多元件组件或投影透镜460，孔径光阑410将来自空间光调制器350r、350g和350b的光以高放大率(通常为100x-400x)在它们各自的物体平面处直接成像或投射到图像平面(显示表面420)上。在提供立体内容的影院中，屏幕可以是高增益屏幕，具有在反射时保持入射光的偏振的镀银或纳米颗粒表面结构。为了利用左眼图像光和右眼图像光对用于立体(3D)观看的图像内容编码，并且辅助投影的偏振立体图像光25的帧内对比度，立体偏振调制器430被示出为被定位在内部位置445，在成像光学器件400之前，但在二向色组合器345之后。立体偏振调制器430可以是液晶或偏振轮设备。如果这一功能甚至更早地被定位在系统中，诸如在二向色组合器345之前，则可以使用多个立体偏振调制器430。

投影仪300的某些方面和特征可以在投影仪300内的内部位置445处提供立体偏振调制器430，并且该立体偏振调制器430沿着光学路径或光轴被定位在成像光学器件400之前。由立体偏振调制器产生的杂散光可以具有从剩余图像光传播的空间并且遇到挡板或光阱(例如，镜筒的黑化内表面)和物理孔径光阑265的光阻挡表面275，这可以有助于阻挡或角度过滤这样的杂散光。立体偏振调制器430也可以被定位在成像光学器件400内，例如被定位在孔径光阑410处，尽管投影仪光学机械可以较少地阻挡由立体偏振调制器430产生的杂散光。在使用LC型偏振调制器或作为轮的偏振调制器的其他偏振切换立体投影仪中，偏振开关被定位在投影仪外部，在图像空间中，在靠近成像光学器件400的最后的透镜元件415的外部位置440处或附近，并且来自调制器的散射光可以很容易地传播到屏幕上。虽然在这种情况中，调制器的倾斜可以增加帧内对比度，但是外部安装和使用立体偏振调制器430可以被约束为使得设备在垂直于投射图像光的光轴335的方向中被对准，因为调制器修改高度发散的光并且设备性能受到角度限制。

在图6的投影仪300的上下文中，作为单独或组合地操作的若干不同设计变化的结果，立体偏振调制器430可以提供改进的帧内或ANSI对比度。作为上下文，图7描绘了入射到立体偏振调制器430的图像光25，并且散射光90和后向反射光95都从设备的不同内部区域出射并且围绕图像光的主或预期路径在各种前向和后向方向中前进。作为辅助帧内对比度的一种选择，立体偏振调制器430可以利用具有较少散射的更好材料而被升级，从而产生较少的杂散光。例如，目前这些设备可以包括固定延迟器(波片)或包括聚合物膜的补偿器。虽然这样的薄膜通常很便宜，但它们可能同时具有可能导致光散射的表面缺陷和内部不均匀性。然而，利用被定位在投影仪300的内部位置445处的立体偏振调制器430，调制器设备可以足够小(例如，1-6平方英寸)，从而使得可以使用具有更好光学质量的更昂贵的材料。如果需要，这些改变还可以使得立体偏振调制器430的波前质量被改进，以帮助降低设备在被定位在投影仪内时可能引起的图像质量(MTF)劣化。

例如，聚合物延迟器或波片可以利用消色差石英波片而被代替，消色差石英波片可以是对热损伤不太敏感的更坚固的材料。备选地，延迟器可以包括聚合物延迟器，该聚合物延迟器被附接到坚固的导热的光学透射的基底，诸如来自马萨诸塞州伯灵顿的Surmet公司的

其然后可以进行空气或液体冷却。

是一种具有光学双折射性的高折射率蓝宝石光学陶瓷。厚度为1.0mm至1.5mm的

的窗口可以能够充分保持偏振对比度。

同样地，通过修改LC单元125的构造，可以改进被配备有LC型立体偏振调制器430的投影仪的投影帧内ANSI对比度。例如，大面积设备可以使用间隔珠来控制单元间隙厚度，但这些间隔珠可能导致显著的几何光散射，从而降低了帧内对比度。由于被定位在投影仪300内的内部位置445处的LC型立体偏振调制器430可以明显小于外部位置440处的外部设备，所以可以使用其他单元间隙间隔方法。如果设备足够小，则可以利用外框架安装方法将单元间隙保持在光学通光孔的外边缘附近。备选地，可以用例如通过光掩模工艺形成的间隔柱保持单元间隙。由于间隔柱与间隔珠相比尺寸可以更小更均匀并且更稀疏地分布，所以可以减少光学散射的量。还可以调节间隔物密度(空间分布)、形状和其他性质以减少光散射并且改进帧内对比度。另外，间隔珠或柱可以被制造成暗或光吸收(例如，具有增加的光密度)，以散射更少的光。对立体偏振调制器430的损坏的热风险可以通过从在LC设备中可以被选择以获取低成本和耐久性的典型窗口的玻璃切换到可以提供更好的热性能的备选材料而被实现。例如，可以取而代之使用熔融石英，因为它具有非常低的可见光吸收。备选地，LC单元窗口玻璃也可以由

制成，并且被冷却以从设备中吸取热量，从而有益于内部的LC聚合物材料。立体偏振调制器430的外部光学表面或窗口也可以被抗反射涂覆，以减少随后可能影响帧内对比度或图像分辨率(MTF)的后向反射。

不仅可以通过物理改变设备的结构来改进立体偏振调制器430对投影仪300的帧内对比度的有害影响，而且设备在投影仪300内的仔细放置和倾斜也可以是有益的。例如，图6描绘了在内部位置445处并且相对于局部光轴335倾斜的立体偏振调制器430。图7描绘了驻留在光学系统的光路中的立体偏振调制器430，其倾斜角度θ远离与局部光轴335正常对准。另外，如果线性偏振器120是线栅偏振器类型的光学器件，则它可以与集成立体偏振调制器430设备分离并且被定位在投影系统中的其他地方。

尽管图6的投影仪300的光学架构可以允许立体偏振调制器430的上述倾斜和重定位变化，但是可能限制可用空间。相比之下，图8描绘了与图6的成像光学器件400相比的投影仪301的备选结构，其可以具有长工作距离投影透镜460。可以利用中继透镜450和投影透镜461的组合来代替图6中的投影透镜。在投影仪中使用中继光学器件可以有用于降低投影透镜461的成本，因为可能不需要与中继器配对的投影透镜来提供短焦距(用于高放大倍率)和长工作距离或长后焦距(以提供光束梳理光学器件的空间)。中继透镜450将空间光调制器350成像到中间图像平面455，该中间图像平面455又被投影透镜461重新成像到远处的显示表面或屏幕(未示出)，向下取向如光轴335所示。在这一示例中，中继透镜450和投影透镜461组件都包括多个折射透镜元件415。尽管图8中所示的中继透镜450(具有通常从左向右行进的光)具有靠近中间图像平面455的场透镜元件，但是也可以使用向中间图像平面455远心地提供图像光的中继透镜配置。取决于投影仪的总流明输出和给定时间的图像内容，中间图像平面455处或附近的光通量密度或光功率密度可以很高。例如，由于中间图像平面附近的光功率密度可以高达2-30W/cm²，因此可以小心地设计立体偏振调制器430，从而使得它可以承受这些曝光水平。

使用中继光学器件可以有用于改进成像系统中的帧内对比度，因为细长的光学路径长度可以允许额外的光阻挡和吸收(例如，黑色)表面，诸如挡板、掩模和光阱。例如，在图8的系统中，描绘了两个孔径光阑410，并且尽管它们中的仅一个是限定系统f数的限制孔径，但是两个孔径都可以有助于杂散光阻挡或角度过滤。因此，当将内部立体偏振调制器430及其线性偏振器引入具有中继光学器件的投影仪301时，存在定位这些组件以减少帧内对比度损失的额外机会。在所示的示例系统中，立体偏振调制器430被定位在中继透镜450的输入侧上的内部位置445，并且两个孔径光阑410可以帮助衰减作为有用图像光25而丢失的散射或杂散光。备选内部位置445c具有类似的特性。然而，立体偏振调制器430可以被定位在内部的其他位置，包括在其他示出的内部位置445a和445b处，其中仅一个孔径光阑410然后可以有助于杂散光阻挡。

类似地，图9描绘了投影仪302的替代结构，其中作为长工作距离投影透镜的图6的成像光学器件400已经被Offner中继器470和投影透镜462的组合代替。Offner中继器470是包括主镜475和副镜480的反射成像系统。图9的Offner中继器470可以由两个折叠镜321补充，一个折叠镜用于收集来自物体的图像光25(空间光调制器350)，另一个折叠镜用于朝向投影透镜462定向图像光。主镜475和副镜480可以共享孔径光阑410在轴上的公共光轴335a，但是场(物体和图像)是“离轴的”。然后可以在最小和最大径向场之间的环形区域上优化设计性能。并且图像光可以远心地被入射到中间图像平面455，然后由投影透镜重新成像。也就是说，利用来自反射镜321的同心布局和折叠，中间图像平面455处的最佳图像质量的区域是环形的，并且以光轴335为中心。Offner中继器470名义上以单位放大率工作，但是可以适度地偏离(例如，～1.04×)，成像性能降低最小。Offner中继器470或其壳体也可以被配备挡板、掩模和光阱(均未示出)(包括在镜面边缘处提供阻挡的主镜和副镜掩模)以减小杂散光的大小。类似地，场光阑435可以被定位在中间图像平面附近，以阻挡可能在中间图像本身的区域之外的杂散光。备选地，由中继透镜450或Offner中继器470表示的中继光学器件可以被修改为混合或反射折射系统，包括折射和反射成像光学器件二者。

尽管可以将非偏振图像光转换为偏振的左眼图像光和右眼图像光的立体偏振调制器430可以被定位在Offner中继器470的输入侧，在靠近二向色组合器345的内部位置445c处，但是可以更容易地将调制器定位在Offner中继器的输出侧的光路中，如由内部位置445a和445b指示的。例如，图10描绘了投影仪303的一部分及其成像光学器件400的一部分，其中来自中继光学器件的输出图像光25在中间图像平面455处聚焦，其转而由投影透镜463重新成像。成像光学器件400包括中继光学器件(未示出)和投影透镜463。为了减少ANSI对比度损失，立体偏振调制器430可以在通常被定位在中间体附近的光路中的内部位置445a处被定位并且倾斜。可以包括被定位在中间图像平面455附近的场光阑435以辅助杂散光阻挡。如图所示，集成立体偏振调制器430包括两个LC单元125和延迟器140。然而，虽然线性偏振器可以保持集成在该设备中，但是功率密度问题可以有利于线栅设备而不是吸收设备，但是后向反射和散射可以小心地被控制。在一些示例中，偏振器与立体偏振调制器430分离并且被定位在先前的内部位置445b。如图所示，线栅板偏振分束器(PBS)495是可以用作预偏振器并且将一个偏振的图像光25朝向立体偏振调制器430发射并且可以朝向要吸收的束流485反射正交偏振态的图像光的偏振元件。如果输入的图像光已经预偏振，则可能不需要PBS 495，尽管如果来自光源的先前偏振质量(例如，对比度、取向、均匀性)没有完全保持则可以使用清理偏振器或PBS。通过将未使用的、反射的和散射的图像光定向到光束收集器485中，由适当的光挡板490补充，很少的未使用的光可以散射到光路中并且影响帧内对比度。可以使用具有密封件或垫圈的内部壳体或附件(未示出)来保持立体偏振调制器430和其他内部光学表面免受灰尘和其他污染物的影响。

尽管LC单元125和延迟器140都有助于光散射和帧内对比度损失，因为它们将非偏振图像光变换为偏振立体图像光，但LC单元可能是散射的主要贡献者。因此，可以接受的是，将LC单元125留在内部位置445，将延迟器140与集成的设备分开，并且将延迟器140移动到外部位置440。对于延迟器140的光功率密度曝光可以减轻。外部安装的延迟器可以容易地被移除或切换出2D显示，并且同样易于更换或清洁。相比之下，当利用图10的类型的投影仪303进行从3D到2D图像内容的显示切换时，临时移除立体偏振调制器430和偏振分束器495两者以及插入任何适当的光路长度补偿器可能在机械上更加困难。因此，如果充分地控制来自立体偏振调制器430的光的散射，则可以将调制器留在系统中以用于2D和3D操作两者，但是在2D图像投影期间，它们可以是休眠的。然而，除非投影仪采用图11的双透镜方法构造，否则仍可能需要移除偏振器。备选地，可以使用可移动组件(未示出)将立体偏振调制器430和偏振分束器495移出光轴335，并且将适当的光路长度补偿器移动到光轴335中。

偏振元件、通常是如图10中的偏振分束器可以是板线栅PBS(如图所示)、棱柱嵌入线栅PBS、二向色板偏振器、Mac Nielle棱镜、双鸽子薄膜全内反射(FTIR)棱镜、或其他类型的偏振光束分离器。与Mac Nielle棱镜相比，线栅板PBS具有热稳定性并且相对角度不敏感。然而，PBS在立方玻璃棱镜中嵌入有线栅，去除了来自倾斜板的像散，但是线被嵌入粘合剂中，改变了折射率，降低了可见对比度性能。然后，更优化的设备可以使线间距减小(低于100nm)以进行补偿。此外，对于像电影投影这样的高功率应用，在棱镜玻璃(例如，熔融石英)和柔性粘合剂或化学键合中使用更耐热的材料可以有用于偏振分束器和立体偏振调制器中的任一个或两者。这些材料改进也可以被应用于双鸽子薄膜全内反射(FTIR)棱镜或其他棱镜结构。

图11描绘了图10的投影仪303的变体，其中偏振元件是用作预偏振器和分束器的PBS 495，并且光束收集器485被第二光路代替，第二光路具有反射镜321、被定向为提供半波旋转的四分之一波长延迟器140、第二立体偏振调制器430和由第二投影透镜463表示的第二成像光学器件的一部分。在这种情况中，成像光学器件400包括中继光学器件(未示出)和两个投影透镜463。一起提供左眼图像光和右眼图像光的两个立体偏振调制器430被定位和倾斜，以便减少它们对帧内对比度的劣化。在图11的投影仪中，由两个立体偏振调制器430表示的偏振转换系统被定位在可比较的内部位置445a，其在光学机械和设计上被集成到投影仪303中，而不是在投影仪303之后添加“光倍增器”。这样的方法可以是光学上优越的，因为后投影仪光倍增器难以接收并且光学地容纳由投影仪发射的高度发散的图像光25。

具有被定位在投影仪前方的立体偏振调制器的投影系统可能导致图像光的一部分从调制器反向反射或散射，并且引起显著的帧内对比度劣化。但是，具有如图10中的配置的投影仪303可以被设置为使得中继光学器件在投影透镜463之前提供大约10mm的中间图像平面455，并且最后的中继光学元件(未示出)与第一投影透镜元件之间的轴向距离可以大于200mm。在这一个示例中，PBS 495可以从投影透镜463偏移大于200mm的距离。当立体偏振调制器430被安装在投影仪系统前面的外部位置440时，通过散射和后向反射，ANSI对比度可以降至约150:1。相比之下，在光路中没有立体偏振调制器430的光学系统的测量的ANSI对比度可以超过800:1。

没有集成的预偏振器的LC型立体偏振调制器430可以被用在光路中的各个内部位置445处。预偏振器功能可以由PBS 495提供，PBS 495可以从立体偏振调制器430偏移10-200mm的距离，这取决于调制器的给定位置。这样的配置的一些示例的结果在图12中被示出，图12示出了测量ANSI CR与远离第一投影透镜元件并且朝向最后的中继光学元件的调制器位置的曲线图。图12示出了与外部位置440相比被定位在这些内部位置445的测试立体声偏振调制器的更高ANSI CR。特别是，立体偏振调制器没有倾斜而是垂直于局部光轴而对齐的没有旋转的ANSI CR的曲线500提供最小ANSI CR>250:1并且在距离投影透镜463约30mm的位置处提供接近400:1。然而，具有旋转的ANSI CR与位置的曲线525示出了与在垂直于局部光轴和不同位置的固定倾斜处的立体偏振调制器430的性能。该曲线表明最小ANSICR>350:1，以及在距离投影透镜约30mm的光路位置处的立体偏振调制器430达到超过800:1的峰值的最大ANSI对比度。投影系统可以支持比图12中所示的显著更高的可测量的ANSICR值。例如，在没有场光阑的情况中组装的投影测试系统中获取改进的ANSI CR的曲线525。这些图表表明，立体声调制器位置可以针对ANSI对比度而被优化，改进两者优化位置，并且附加的改进来自优化位置和倾斜两者。在沿着局部光轴或发生峰值帧内CR的光路的内部距离处，来自立体偏振调制器430的大量散射光可能会错过透镜，或者被镜筒的光吸收或捕获表面阻挡，包括物理孔径光阑265的遮光表面275、以及镜筒的黑化镜片座和壁(也参见图16)。通常，与具有直接成像的投影系统(例如，图6)相比，具有中继光学器件的投影仪(例如，图8、图9、图10和图11)可以针对立体偏振调制器内产生的杂散光提供更多的光学路径长度，以离开剩余的图像光传播并且遇到挡板或光陷阱或孔径光阑265的光阻挡表面275。

这些曲线表明当立体偏振调制器430被定位在光路中在中间图像平面455处或附近的内部位置445处时可能发生峰值ANSI CR，在这一示例中，中间图像平面455被定位在距投影透镜463约10mm处(透镜具有短的工作距离(～10-15mm))。特别地，立体偏振调制器430可以被定位在投影透镜或成像光学器件的焦深之外的一定距离处，从而使得调制器或其上的任何结构或碎片都不与投射的图像聚焦。同样地，调制器离中间图像平面越远，任何结构或碎片在投射的图像中引起可见阴影的可能性越小。作为示例，对于具有100-150微米宽的焦深的投影透镜，中间图像平面455与立体偏振调制器430之间的10-30mm偏移距离可以在远场中充分地考虑到焦深和阴影瑕疵两者。然而，对于利用较少散射元件制造的立体偏振调制器430，无论是来自单元间隙间隔物、划痕、挖掘、灰尘还是散射较少光的其他不均匀性，可以减少杂散光的生成，并且用于定位调制器设备以获取ANSI对比度的最佳位置可以被定位在更宽范围的内部位置445(例如，在中间图像之前的5-35mm)，并且因此保持或几乎保持投影仪的原始的高的ANSI对比度。同样地，其他立体偏振调制器430可以具有不同的光散射特性，其使得峰值ANSI对比度更接近中间图像，或者更接近在镜筒与中间图像平面455之间的内部位置445。投影光学器件可以被设计为具有足够长的工作距离(例如，25-50mm)或与镜筒的间隙，以允许定位。然而，即使在被定位在透镜与中间图像平面之间的调制器发生峰值ANSI对比度的情况中，通过被定位在中间图像之前的机械受限的内部位置445处的调制器也可以获取大大改进的ANSI对比度。

通过比较，图13示出了ANSI CR相对于旋转的测量曲线525，其中立体偏振调制器430处于距投影透镜约30mm的固定位置，并且倾斜远离垂直于局部光轴。对于这一测试设备，首先发生约800:1的峰值ANSI对比度，立体偏振调制器430的倾斜(θ)约为9-13度。该倾斜可以被保持在最小必要值，因为倾斜板引入像散，像散降低了图像质量，除非另有修正。然而，引入较少光学散射的立体偏振调制器430可以具有较小的倾斜以帮助减少ANSI对比度劣化，尽管可以利用另一补偿倾斜板来校正像散。

然而，可能需要进一步小心，因为立体偏振调制器430的偏振对比度也具有角度依赖性，特别是因为一些LC设备具有不对称的角度响应。图14描绘了LC立体偏振调制器430的测量的偏振对比度与相对于局部光轴的倾斜，并且当水平旋转的偏振对比度555具有随角度下降的对称响应时，垂直旋转的偏振对比度曲线500具有不对称响应，其偏振对比度在垂直倾斜的特定方向中被改进。这种类型的偏振对比度不对称通常发生，因为LC单元内的LC对准层以预倾角沉积，其因此破坏了设备对称性，并且当该设备在施加的电场下操作时，预倾斜对于获取无域LC分子取向可能是有用的。对于特定的测试设备，图14表示优选垂直倾斜(θ)以保持高偏振对比度。如果由于像散或机械或其他约束而限制设备倾斜，则更适度的倾斜(例如，约3-7°)仍然可以提供一些偏振对比度和帧内对比度改进(如图13中所示)。因此，例如，在使用被定位在投影仪300中的内部位置445中的该立体偏振调制器430时，用于改进ANSI CR的倾斜(例如，5-6°)也可以解释或平衡也是由倾斜设备引起的散光和偏振对比度。

总之，图12、图13和图14的测量对比度数据表明，通过将调制器定位在内部位置而不是外部位置，同时进一步倾斜调制器设备以进一步改进帧内对比度和基本上保持偏振对比度，可以改进能够与立体偏振调制器一起操作的投影仪的帧内对比度。例如，在图6和图8至图11的投影仪中，立体偏振调制器在内部位置445处被定位和倾斜。结果，由立体偏振调制器漫射、散射、反射或以其他方式重定向的大部分杂散图像光可以被阻挡，从而防止光到达显示表面并且降低帧内对比度。这些可以改进投影场景的帧内对比度，尽管幅度可以取决于平均场景亮度和图像内容的结构(例如，高光的大小和位置)两者。作为选择，投影仪可以进一步被配备有可变光圈(例如，可调节光圈)以帮助在场景相关的基础上控制帧内对比度。该可变孔径可以被定位在孔径光阑410或投影仪中的其他内部位置处。

光学(透镜)壳体或镜筒中的孔径光阑和其他挡板的设计可以捕获或阻挡杂散光并且帮助帧内对比度。例如，图16描绘了定向图像光束46以通常沿着光轴335将物平面60成像到远处的像平面64的成像透镜组件或投影透镜460。物平面60也可以是中间图像平面。也可以是中继透镜的透镜组件还包括不仅针对透镜元件415提供物理支撑而且还针对挡板490提供物理支撑的壳体或透镜镜筒405。杂散光425可以同时击中挡板490和孔径光阑265两者，挡板490和孔径光阑265两者可以被纹理化、黑化和定位以阻挡或捕获并且吸收杂散光。镜筒405的内表面和透镜元件415的外边缘也可以有利地被黑化。场光阑435和具有光吸收特征的其他挡板也可以被定位在镜筒405的外部，并且被用于辅助杂散光阻挡。ANSI或帧内对比度的改进也可以有益于被提供给显示器表面的图像分辨率或MTF，因为可解析细节之间的黑色区域中的光水平同样被降低。

此外，被设计用于投影仪内的内部位置445的立体偏振调制器430可以被优化以获取优异的偏振性能(例如，更高的偏振对比度)，因为它在适度发散的光下操作(例如，F/3.5或±8.2°锥)。同样地，如果光学设计提供远心光学器件，该远心光学器件在中间图像附近提供远心空间(例如，角度视场平行于±0.5°公差内)，则设备看到的光学角度可以被进一步减小以有助于角度偏振对比度性能优化。使用远心光学器件获得的这种增加的性能水平和减少的偏差可以帮助偏振调制器设备更好地容忍倾斜(θ)。然而，被定位在外部位置440处的立体偏振调制器430由于处于高度发散的光(例如，±45°)中而受到性能限制，从而严重地限制了可以应用于增强帧内对比度的任何设备倾斜。

作为立体偏振调制器的放置和构造的补充或备选，帧内对比度改进也可以应用于图3的圆偏振过滤器175和等效设备。该旋转圆形滤光轮型设备可以类似地都被定位在投影仪300内的内部位置445处，并且在那些位置处以一定角度倾斜，从而使得该设备生成的所有或大多数杂散光被孔径光阑410和其他表面捕获或阻挡。在这些设备中，散射光可能由由于薄膜或基底的不均匀性、划痕、挖掘或灰尘、薄膜波纹和薄膜层压缺陷或气泡而导致的散射而产生。然而，由于圆偏振滤光器175包括线性偏振滤光器和四分之一波长延迟器，因此可以组装或升级这些材料以提供更好的光学质量。例如，波片可以包括晶体石英，并且线性偏振器可以与设备分离并且在系统中被安装在单独的位置。同样地，塑料基底材料可以利用玻璃而被代替，玻璃更具各向同性并且具有更好的表面质量。此外，对于被定位在内部位置445而不是投影仪的外部位置的圆偏振滤光器175，扫描图像区域180较小，并且因此该设备可以更小并且制造和操作更便宜。备选地，利用更简单的设备(诸如FLC开关)替换图7的LC立体偏振调制器430可以增强帧内对比度，因为单个LC单元设备可以具有更少的光散射表面，包括单元间隙隔离物。

然而，由于延迟器保留在旋转圆偏振滤光器175上并且偏振滤光器175被固定在先前内部位置445处，所以两个偏振分量不会一起旋转，并且输出图像光25可以是椭圆偏振而不是圆偏振。如果需要，分段线栅PBS轮可以在位置445b处代替PBS 495(图10至图11)并且与偏振过滤器立体声调制器轮同步旋转。当轮旋转时，图像区域180的内部相对于轮的旋转中心、相对于图像区域180的外部的停留时间可以不同。然而，可以构造空间光调制器170的照明不均匀性以进行补偿。

在另一示例中，旋转圆偏振滤光器175也可以与具有两个投影透镜463的具有两个投影路径的图11的投影仪一起使用。然而，如果管理光路长度以及两个投影路径之间的偏移距离“t”，则可比较的内部位置445a可以被定位在也垂直于两个局部光轴336的共同的平面中(例如，共面)。在这种情况中，可以定位旋转圆偏振滤光器175(未示出)，从而使得它为两个光路提供立体偏振调制，同时在每个光路所调制为右(R)或左(L)。

如前所述，与立体偏振调制器430组合操作投影仪同时提供或保持投影仪的高(例如，≥800:1)ANSI对比度可以激励将立体偏振调制器430定位在投影仪内的内部位置445处。然而，当使用偏振来调制用于立体感知的图像光25时，感知的图像质量可以取决于该图像光的偏振质量。在光源是氙灯的情况中，发射的光天生地完全且随机地非偏振。在立体偏振调制器430之前，线性偏振器或PBS 495可以用作输入图像光上的预偏振器。此后，来自诸如空间光调制器350和二向色组合器345等下游光学器件的任何空间或角度偏振特征可以被洗掉，因为来自氙灯的光缺少任何角度或空间偏振偏置。

然而，一旦偏振图像光经过立体偏振调制器430，下游光学器件就会降低偏振态纯度，并且降低立体图像质量。例如，在图6的投影仪中，通过被定位在内部位置445处的立体偏振调制器430，投影透镜460可以降低图像光的偏振质量，这取决于透镜的设计和由屏幕尺寸(或总屏幕流明)和图像内容指示的热负荷。如果需要，透镜的偏振保持可以通过仔细的透镜设计而被实现，其中策略性地选择和放置不同的光学玻璃以减少热应力双折射。

另外，如果投影仪使用激光光源，如果通常不保持偏振质量，则通常本征偏振的发射激光会引起复杂化。备选地，例如，基于激光的照明组件310可以进一步被配备有消偏振器340，如图6、图8和图9中所示，诸如基于晶体的Lyot或Cornu类型的那些。然而，即使使用这些设备，激光也可以不完全地去偏振，并且可以更加小心以确保二向色组合器345也是偏振中性的。例如，穿过投影光学器件的图像光25可以在角度上和空间上去偏振，从而使得对于场位置，“s”偏振光与“p”偏振光的比率(其在理想情况中为1:1，其中公差≤0.1％)例如为1.001:1。

在一个示例中，提供具有改进的帧内对比度的立体图像投影可以包括在光学路径中被定位在成像光学器件的孔径光阑之前的立体偏振调制器。成像光学器件可以包括折射投影透镜(图6)、折射中继透镜和折射投影透镜组合(图8)、或反射中继透镜和折射投影透镜组合(图9)。另外，中继器可以是反射折射的，并且包括具有光学功率的折射和反射光学元件。另外，投影光学器件也可以是反射折射或反射(使用所有反射元件)，例如使用望远镜光学配置，而不是包括所有折射透镜元件的更典型的投影透镜。大多数经典的望远镜形式(诸如卡塞格林或Ritchey-Chretien设计)用于天文学，并且具有狭窄的视野和无限共轭。然而，存在望远镜、反射、成像光学设计，其提供有限(虽然遥远)共轭成像和大视场。例如，对于图像投影应用图像投影应用，可以使用离轴伸缩设计形式，诸如使用三个主镜元件并且缺少中间图像的“反射三重透镜”、或者通常包括中间图像的“三镜面偏光镜”。另外，反射镜通常使用椭圆形、双曲线形、抛物线形或自由形状表面轮廓的某种组合。

备选地，对于具有高帧内对比度的投影仪可以被配备外部安装的立体偏振调制器的情况。可以进一步努力以减少或捕获来自在投影透镜与端口窗口之间的任何光学元件(诸如立体偏振调制器)，来自投影室端口窗口，或者来自投影透镜元件的重定向光(例如，散射或反射光)，以提高图像质量。特别地，可以将用来处理杂散光的各种特征添加到光学元件的支撑组件、投影仪的前部、端口窗口、投影仪与立体偏振调制器之间的空间、立体偏振调制器与端口窗口之间的空间、或投影仪与端口窗口之间的空间。也可以将用来处理杂散光的特征添加到光学元件内，诸如从而减少来自立体偏振调制器中的单元间隙间隔物的光学散射。其他光学元件可以是光编码元件，诸如偏振器、分析器或其他光编码设备。表面可以基于由表面接收的光的入射角来反射光。一部分光可以被定向到能够吸收接收的光的表面，并且热量可以被表面消散，或者其可以使用风扇被主动地冷却。光路中具有污染物(例如，灰尘或其他空气污染物)的光学表面可以散射由表面接收的光。光学表面上的污染物越多，可以通过被光学表面上的污染物的散射而被重定向的光越多。端口窗口、投影透镜或立体偏振调制器可以随着时间的推移重定向更多的光，因为这些设备的任何光学表面上的污染物积聚被暴露于投影室或放映厅空气。

图15描绘了投影仪305与具有投影仪立体偏振调制器430的端口窗口625之间的两个附件600、620的分解图。第一附件600被定位在投影透镜460与光学元件或组件(诸如外部立体偏振调制器430)之间。第二附件620被定位在立体偏振调制器430与端口窗口625之间。虚线(除了指示光的线之外)反射有助于示出附件的一些内表面的内部组件。图像光25可以从投影透镜460出射(emerge)并且由端口窗口625接收；然而，可能从投影透镜460、端口窗口625和光学元件上的光学表面的光的散射、反射或衍射而生成杂散光，以使得光在投影透镜与端口窗口之间的不期望的(例如，非预期的或次级的)光路中被重定向。已经被重定向的光可能遇到附件600、620的内部光吸收表面，因此一部分不期望的重定向的光可能被吸收，并且不能有助于降低帧内图像对比度。

可以添加和构造附件600以在投影仪305或投影透镜460与立体偏振调制器430之间利用成像光包围或围绕空间或体积，其中立体偏振调制器430与投影透镜460之间的附件的内表面具有光吸收材料或特征。优选地，这些材料具有哑光黑色饰面(matte blackfinish)，其能够处理强烈的光照水平，并且既不显著脱气(outgas)也不容易脱落可能导致污染的材料。可能的涂层包括来自Lord公司(北卡罗来纳的卡里)的

Z306和来自Avian Technologies(新罕布什尔的新伦敦)的Avian Black。如果光吸收表面或挡板具有纹理表面(诸如已经被喷砂或者具有表面浮雕的表面)、或者翅片、锥形或金字塔形特征，则还可以改进光吸收和帧内对比度。附件600的内壁也可以被构造成使得这些高光吸收表面被定位在投影透镜与立体偏振调制器的有源部分之间的直接光路之外或从其偏移。在附件上的杂散光具有适合使用其他吸光材料(诸如由Edmund Optics(新泽西的Barrington)提供的天鹅绒状植绒材料或植绒纸)的强度的区域可以有效吸收杂散光，包括当它们最少地脱落纤维或其他污染物时。可以通过植绒工艺来创建植绒纹理饰面(flockedtextured finish)或植绒材料，从而使得黑色纤维被沉积在表面上以提供增强的光吸收。立体偏振调制器430的外部光学表面也可以具有抗反射涂层，以帮助减少反射和散射光的影响。

附件600还可以被设计成使得被包围在投影透镜460的前部或投影仪305的前部与立体偏振调制器430之间的空间保持相对无污染，否则可能最终这些污染物可能在立体偏振调制器或投影透镜的光学表面上。在2D投影不在投影透镜460前面使用立体偏振调制器的情况中，机构(未示出)可以使得立体偏振调制器430转换出直接光路，同时保持附件600相对闭合或密封以防止污染物进入。

如先前所讨论的，立体偏振调制器430可以包括线栅预偏振器，其可以朝向投影仪背向反射光，其可能使得来自投影仪的前表面的显著光散射，从而有助于帧内对比度的减少。立体偏振调制器430和相关联的预偏振器二者都可以被定位在投影仪内，在光路中位于投影透镜460之前。备选地，预偏振器可以被定位在投影透镜460之前，而立体偏振调制器430的其余部分可以被定位在投影透镜460之后。作为附加选项，立体偏振调制器430可以具有伴随的偏振器，其吸收而不是像线栅偏振器那样反射光，并且可以针对立体偏振调制器使用附加的冷却。

可以通过安装在附件600内的风扇(未示出)来提供针对立体偏振调制器的附加冷却，以冷却位于附件600内部的立体偏振调制器430表面的表面。也可以利用空气过滤来进一步降低附件600的内表面的灰尘污染的风险。另一种方式是使用气刀，气刀被定位成在待冷却的表面上吹过无尘空气，其中到气刀的空气被过滤。使用外部空气源在附件内吹过待冷却的表面的另一可能的优点是，可以创建内部正压力以引起压力梯度，该压力梯度确保附件外部的污染物保持在封闭空间的外部。如果冷却未被使用，则仍然可以使用正气压来防止污染物迁移到封闭空间中。

图15还示出了可以在立体偏振调制器430与端口窗口625之间被提供的第二附件620。端口窗口625是玻璃的窗口，其将投影室空间与顾客落座以观看投射的图像的剧院空间分开。封闭立体偏振调制器430与端口窗口625之间的空间可以使得可以创建基本上没有污染物的另一体积的空气，从而减少污染物在立体偏振调制器430的面向端口窗口625的表面上的随时间的累积。第二附件620可以允许面向端口窗口625的立体偏振调制器表面的无污染冷却。同样地，还可以冷却立体偏振调制器430的面向端口窗口625的表面，其中经过滤的空气提供正压力，以进一步降低表面污染的风险。对于不使用立体偏振调制器430的投影系统，可以将其从投射的图像光路暂时移除，同时将附件600和第二附件620都保持在适当位置(以及适当的密封件或垫圈)，以帮助保持这个局部环境干净。

备选地，如图17中所示，可以在投影透镜460或投影仪305的前部与端口窗口625之间使用附件1702。单个附件1702可以从投影仪305的前部并且从大致邻近投影透镜460的地方延伸到端口窗口625区域以保护封闭的空气体积免受污染。从投影透镜460投射的光1704朝向端口窗口625的放映厅侧中的屏幕(未示出)被定向。附件1702还可以允许立体偏振调制器被定位在封闭空间内，从而使得它根据需要处于适当位置并且可以在未被使用时被移出光路。对于不使用立体偏振调制器的2D投影系统，来自图15的第一附件600和第二附件620可以是在图15的投影仪305或投影透镜460与端口窗口625之间的一个分离的附加附件1702。附件1702可以具有带有光吸收特征的内表面，并且通过封闭组件并且通过在附件1702内具有正气压来创建无污染环境。对于具有内部偏振开关的3D投影，立体偏振调制器430和偏振器可以保持被定位在投影仪内在投影透镜460和附件1702之前，在这种情况中，附件1702可以降低投影仪305与端口窗口625之间的光学表面上的污染风险。

无论是投影仪与端口窗口之间的单个附件还是两个分离的附件的附件的壁都可以由软质或硬质材料构成。与端口窗口配对的附件可以是可伸缩的挡板，以允许投影仪与端口窗口之间的不同距离。可以被用于挡板的软材料可以是布料或合成材料，诸如

这些软材料可以是黑颜色的，并且可以限制附件外部的污染物穿过附件的壁到达内部空间。附件可以具有框架结构以支撑形成柔性附件壁的软材料。附件可以安装到端口窗口组件、端口窗口框架、或投影仪的前面。可以使用提供快速连接和快速断开连接的

或类似的耦合机构将附件的软材料安装到端口窗口或投影仪。如果使用两个附件组件，则一个附件可以被安装在投影仪上，另一附件可以被安装在端口窗口组件上。例如，来自图15的附件600可以被安装到投影仪305的前面，并且附件620可以被安装在端口窗口625处。附件也可以是可调节的，以将投影仪305定位在距端口窗口625的不同距离处。

为了保持高帧内对比度，端口窗口625可以被保持清洁。可以使用各种方式来保持端口窗口625清洁，或者根据需要清洁端口窗口625。如前所述，经过滤的空气也可以被定向到端口窗口表面以帮助保持它们清洁。作为另一示例，端口窗口625的表面可以具有自清洁或抗静电表面处理或涂层，诸如Pilkington Activ^TM(英国的Lankashire)或来自Heraeus(德国的哈瑙)的Clevios^TM。表面还可以具有导电表面涂层，以降低带电污染物颗粒粘附到表面的能力，类似于被用于减少电影胶片吸引灰尘和其他污染物的机制。作为在诸如端口窗口的表面上将污染物保持在最小程度的又一方式，颗粒转移辊(PTR)可以在具有污染物的表面上滚动以拾取污染物颗粒。诸如来自Eastman Kodak(纽约的罗切斯特)的PTR的外表面包括略微粘稠的聚氨酯(urethane)材料，当辊子经过表面时，该材料可以从表面去除灰尘。PTR可以使用具有溶剂的超声波清洁器而被清洗、干燥并且被重复使用。在一些示例中，PTR可以在剧院中的端口窗口625上被自动地滚动以间歇地清洁窗口表面。

例如，图18示出了当观察者直接地被定位在放映厅侧的端口窗口1802前面时具有窗口清洁系统1800的端口窗口1802的视图。投影室端口窗口1802具有被安装在轨道1806、1808上的托架1804，从而使得托架1804可以在端口窗口1802的表面上被移动以清洁它。托架1804可以具有PTR 1810，从而使得当托架1804横过或越过端口窗口1802移动时，PTR1810在接触窗口表面并且在表面上滚动时可以拾取表面污染物。托架1804可以包括电机和控制系统，从而使得可以远程地控制托架运动。托架1804还可以或备选地包括被定位在托架1804上的喷嘴，当托架1804横穿端口窗口1802时，该喷嘴可以在端口窗口表面处引导受压的无污染空气以将污染物吹离端口窗口表面。在端口窗口1802旁边在可以定位托架1804的地方可以是投影室与放映厅之间的壁中的用来允许从投影室进入到放映厅侧上的托架PTR 1810的通道门1812。例如，PTR 1810可以被移除以被清洁并且然后被重新插入，或者可以在滑架1804上执行其他维护工作。

如上所述，存在很多解决端口窗口上的污染物的配置。所公开的方式可以按照各种方式被组合或按照不同的配置而被执行。例如，端口窗口625可以被端口窗口625的投影室侧的附件包围，其中封闭整个端口窗口625，或者封闭投射的图像通过的端口窗口625的一部分。端口窗口表面的屏幕侧可以被配置有自清洁、导电或防静电的涂层，或被配置有窗口清洁系统，或这两者。清洁系统可以是PTR机构，其可以移动(transition)端口窗口625以去除污染物颗粒。备选地，端口窗口625的投影室侧和屏幕侧二者可以被配置有端口窗口625的如下表面，该表面用导电或抗静电涂层被处理或被配置有窗口清洁系统，或这两者。在另一示例中，端口窗口625和立体偏振调制器430可以是相同的。

可以组合用于改进帧内对比度的所描述的方式的各个方面和特征。例如，具有内部安装的立体偏振调制器430(例如，根据图6、图8、图9、图10和图11)(其进一步被定位和倾斜以改进帧内对比度)的投影仪可以与从投影仪延伸到端口窗口625的附件600结合而被使用，其中附件既有助于包含杂散光又减少了对投影透镜或端口窗口表面上的污染。诸如将端口窗口表面装配为是防静电和自清洁的其他技术也可以与投影仪结合而被使用。

用于在提供偏振切换的同时改进ANSI对比度的本方式的某些方面和特征可以在其他光学成像系统中提供，或者被提供用于除了电影图像投影之外的其他目的。例如，某些方面可以被用于偏振敏感印刷应用，包括某些类型的光刻。同样地，在成像系统内最佳地定位和倾斜立体偏振调制器也可以被应用于其他部分散射的光学组件，包括温和的光学漫射器、金刚石转向光学器件或衍射光学器件。另外，尽管某些描述涉及ANSI对比度，但是各个方面可以参考其他对比度标准而被应用。

对主题内容的示例(包括说明性的示例)的前述描述被呈现以仅用于说明和描述的目的，而并未旨在穷举或将主题内容限制为所公开的精确形式。在不脱离本公开内容的范围的情况下，本领域技术人员将清楚它的很多修改、适配、组合和用途。上述说明性示例被给出以向读者介绍这里讨论的一般主题，而并未旨在限制所公开的概念的范围。

Claims (22)

1.一种用于投射左眼图像和右眼图像的立体投影系统，所述立体投影系统包括：

空间光调制器设备，其被配置为调制入射光以产生图像光；

立体偏振调制器，其用来交替地将所述图像光编码为包括左眼图像光和右眼图像光的成像光，并且用来作为散射的结果将光重定向离开图像路径；以及

成像光学器件，其用来使用所述左眼图像光和所述右眼图像光投射图像，所述立体偏振调制器被定位在所述空间光调制器设备与所述成像光学器件之间，所述成像光学器件包括孔，所述孔被配置为通过吸收被所述立体偏振调制器散射的所述成像光的所述一部分，来防止被所述立体偏振调制器散射的所述成像光的所述一部分被所述立体投影系统投射。

2.根据权利要求1所述的立体投影系统，其中所述成像光学器件是具有由壳体限定的所述孔的远心光学器件，所述孔被配置为防止被所述立体偏振调制器散射的所述成像光的所述一部分被所述立体投影系统投射。

3.根据权利要求1或2所述的立体投影系统，其中所述成像光学器件包括透镜元件并且被安装在壳体中，所述壳体在所述透镜元件之间具有表面，所述表面被配置为通过将所述成像光的所述一部分捕获在所述透镜元件之间，来防止被所述立体偏振调制器散射的所述成像光的所述一部分被所述立体投影系统投射，其中所述表面被配置为通过经由被涂覆有光吸收材料、被纹理化或被配置有挡板来吸收所述成像光的所述一部分，来将所述成像光的所述一部分捕获在所述透镜元件之间。

4.根据权利要求1或2所述的立体投影系统，其中所述立体偏振调制器相对于局部光轴可倾斜。

5.根据权利要求1或2所述的立体投影系统，其中所述立体偏振调制器可定位在光学路径中在所述成像光学器件之前并且在所述成像光学器件的焦深外部。

6.根据权利要求1或2所述的立体投影系统，其中所述成像光学器件包括投影透镜。

7.根据权利要求6所述的立体投影系统，其中所述成像光学器件还包括中继光学器件，所述中继光学器件被配置为在所述投影透镜之前提供中间图像，所述投影透镜被配置为对所述中间图像重新成像。

8.根据权利要求7所述的立体投影系统，其中所述中继光学器件包括Offner中继器。

9.根据权利要求1或2所述的立体投影系统，其中所述立体偏振调制器还包括可定位在所述图像光的光路中的偏振元件，所述偏振元件被配置为将图像光分离成指向所述立体偏振调制器的第一偏振态的光和不指向所述立体偏振调制器的第二偏振态的光。

10.根据权利要求9所述的立体投影系统，其中所述偏振元件被配置为将所述第二偏振态的所述光沿着第二光路定向到第二立体偏振调制器和第二组成像光学器件，其中所述第二立体偏振调制器可定位在相对于所述第二组成像光学器件的物理孔径光阑的另外的光路中。

11.一种由在权利要求1至10中的任一权利要求中定义的立体投影系统投射左眼图像和右眼图像方法，包括：

由所述空间光调制器设备调制入射光以产生图像光；

由被定位在所述空间光调制器设备与成像光学器件之间的所述立体偏振调制器交替地编码所述图像光以形成包括左眼图像光和右眼图像光的成像光，所述成像光的一部分被所述立体偏振调制器散射；以及

由所述成像光学器件使用所述左眼图像光和所述右眼图像光投射图像，其中所述成像光学器件防止被所述立体偏振调制器散射的所述成像光的所述一部分被投射。

12.一种投影系统，包括：

投影透镜，其用来沿着图像光路朝向端口窗口投射图像光，并且用来作为被散射或反射离开所述图像光路的结果将所述图像光的一部分重定向离开所述图像光路；

所述端口窗口，其被配置为从所述投影透镜传输投射的图像光，所述端口窗口具有用于作为被散射或反射离开所述图像光路的结果重定向所述投射的图像光的一部分的表面；以及

附件，其被定位在所述端口窗口与所述投影透镜之间以围绕所述端口窗口与所述投影透镜之间的图像光路，所述附件被配置为吸收被所述投影透镜重定向的所述图像光的所述一部分并且吸收被所述表面重定向的所述投射的图像光的所述一部分。

13.根据权利要求12所述的投影系统，还包括所述投影透镜与所述端口窗口之间的光学元件，所述光学元件被配置为作为被散射或反射离开所述图像光路的结果将所述投射的图像光的一部分重定向。

14.根据权利要求13所述的投影系统，其中所述光学元件是立体偏振调制器。

15.根据权利要求13或14所述的投影系统，其中所述附件具有内表面，所述内表面被配置为从所述光学元件接收要被吸收的所述投射的图像光的所述一部分。

16.根据权利要求12所述的投影系统，还包括被定位在所述投影系统内部的立体偏振调制器。

17.根据权利要求12至14中的任一权利要求所述的投影系统，其中所述附件具有被配置为吸收光的内表面，所述内表面具有：

哑光黑色饰面；

植绒纹理饰面；

利用黑色纤维通过植绒工艺而被创建的饰面；或者

光挡板结构，其包括翅片、圆锥或金字塔状结构。

18.根据权利要求12至14中的任一权利要求所述的投影系统，其中所述附件被配置为相对于所述附件外部的压力具有内部正压力。

19.根据权利要求12至14中的任一权利要求所述的投影系统，其中所述端口窗口具有外表面，所述外表面具有用于排斥污染物的涂层。

20.根据权利要求12至14中的任一权利要求所述的投影系统，还包括：

颗粒转移辊，其用于接触所述端口窗口的窗口表面以从所述窗口表面去除污染物；或者

喷嘴，其被定位成将空气定向到所述窗口表面之上以从所述窗口表面去除污染物。

21.根据权利要求20所述的投影系统，其中所述颗粒转移辊被配置为在所述窗口表面之上移动以去除所述污染物。

22.一种由在权利要求12至21中的任一权利要求中定义的投影系统减少或捕获投影仪中的杂散光方法，包括：

由投影透镜将图像光沿着图像光路朝向端口窗口投射，并且由所述投影透镜将所述图像光的一部分重定向离开所述图像光路；

由所述端口窗口传输来自所述投影透镜的投射的图像光，并且由所述端口窗口的表面重定向所述投射的图像光的一部分；以及

由被定位在所述端口窗口与所述投影透镜之间以围绕所述端口窗口与所述投影透镜之间的所述图像光路的附件吸收被所述投影透镜重定向的所述图像光的所述一部分和被所述表面重定向的所述投射的图像光的所述一部分。

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