CN114174903A - 面板延迟测量 - Google Patents
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Abstract
一种用于确定LCOS(硅上液晶)面板的残余延迟的方法，包括：将光束以入射角发送到LCOS面板并且测量反射光束的强度。该方法包括：使LCOS面板偏置在暗态；以及测量反射光束的暗态强度。该方法还包括：使LCOS面板偏置在亮态；以及测量反射光束的亮态强度。LCOS面板的残余延迟基于亮态强度和暗态强度的对比率来确定。该方法还可包括基于残余延迟为LCOS面板选择补偿器。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年7月26日提交的题为“PANEL RETARDANCE MEASUREMENT(面板延迟测量)”的美国临时专利申请号62/879,197的优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文用于所有目的。
背景技术
LCOS(硅上液晶)面板对于用作投影显示系统(诸如近眼显示系统)中的光调制器有吸引力，部分由于将像素开关和互连电路及组件集成在硅衬底上的能力，使能高分辨率显示器所需要的高像素密度。然而，LCOS面板可能引入残余延迟，其限制显示图像的对比度。进一步地，残余延迟可能对于不同的LCOS面板变化。因此，常常需要确定生产环境中的每个LCOS面板的残余延迟。
然而，用于确定LCOS面板的残余延迟的传统技术具有许多缺点。缺点包括要求昂贵的设备和高度熟练的人员，以及耗时的操作。这些缺点的影响在大批量生产环境中被放大。因此，本领域需要改进的LCOS面板的残余延迟技术。
发明内容
本公开通常涉及使用LCOS(硅上液晶)面板的显示装置。本发明的一些实施例提供了用于以有效且划算的方式确定LCOS面板的残余延迟的系统和方法。
用于测量LCOS面板的残余延迟的传统方法常常涉及昂贵的设备和高度熟练的操作者，并且可能是耗时的。在大批量生产环境中，这些缺点变得更加严重。在一些实施例中，提供了一种系统和方法，以通过使用如由亮态和暗态下的反射光强度计算的对比率来估计LCOS面板的残余延迟。进一步地，该系统和方法还可提供补偿器相对于LCOS面板的对准角度。基于残余延迟值和对准角度，可以选择补偿器以使产品的强度对比度最大化。本发明的实施例中提供的系统和方法是有效且划算的，并且非常适合于大批量生产环境。
根据一些实施例，一种用于确定硅上液晶(LCOS)面板的残余延迟的方法包括提供来自光源的光束并将光束以非法线入射角发送到LCOS面板。光束穿过发射器光学组、圆偏振器和偏置延迟器以到达LCOS面板。该方法还包括将光束从LCOS面板反射通过偏置延迟器、圆偏振器和接收器光学组并到达用于测量接收光束的强度的检测器。该方法还包括通过以下步骤来确定延迟器对准角度：旋转偏置延迟器并利用在暗态下的LCOS面板测量接收光束的强度；以及将与接收光束的强度的最小值相关联的偏置延迟器的旋转角度标识为延迟器对准角度。利用以延迟器对准角度设置的偏置延迟器和在暗态下的LCOS面板，测量接收光束的暗态强度。利用以延迟器对准角度设置的偏置延迟器和在亮态下的LCOS面板，测量接收光束的亮态强度。该方法还包括确定亮态强度和暗态强度的对比率。基于亮态强度和暗态强度的对比率确定总延迟。基于总延迟确定LCOS面板的残余延迟。该方法还包括基于残余延迟为LCOS面板选择补偿器，并且将偏置延迟器的延迟器对准角度指定为选择的补偿器相对于LCOS面板的补偿器对准角度。
在上述方法的一些实施例中，确定LCOS面板的残余延迟包括从总延迟移除偏置延迟器的延迟和圆偏振器的延迟。
在一些实施例中，基于对比率(CR)确定总延迟(γ)包括使用以下等式来确定总延迟(γ)：
1/CR＝sin^2(2πγ/λ)。
在一些实施例中，发射器光学组包括准直透镜和聚焦透镜。
在一些实施例中，接收器光学组包括准直透镜和聚焦透镜。
根据一些实施例，一种用于确定硅上液晶(LCOS)面板的残余延迟的方法包括：以入射角将光束发送到LCOS面板，并且测量反射光束的强度；使LCOS面板偏置在暗态；测量反射光束的暗态强度；使LCOS面板偏置在亮态；测量反射光束的亮态强度；基于亮态强度和暗态强度的对比率来确定LCOS面板的残余延迟；以及基于残余延迟为LCOS面板选择补偿器。
在上述方法的一些实施例中，入射角是非法线入射角。
在一些实施例中，入射角是法线入射角。
在一些实施例中，方法还包括：确定亮态强度和暗态强度的对比率；基于亮态强度和暗态强度的对比率来确定总延迟；以及基于总延迟来确定LCOS面板的残余延迟。
在一些实施例中，基于对比率(CR)确定总延迟(γ)包括使用以下等式来确定总延迟(γ)：
1/CR＝sin^2(2πγ/λ)。
在一些实施例中，确定LCOS面板的残余延迟包括从总延迟移除偏置延迟器的延迟和圆偏振器的延迟。
在一些实施例中，将光束发送到LCOS面板包括通过偏振器将光束发送到LCOS面板。
在一些实施例中，测量反射光束的强度包括使反射光束穿过偏振器到达检测器。
在一些实施例中，偏振器包括圆偏振器。
在一些实施例中，偏振器包括线偏振器。
在一些实施例中，将光束发送到LCOS面板包括通过包括准直透镜和聚焦透镜的发射器光学组来发送光束。
在一些实施例中，将光束发送到LCOS面板包括通过偏置延迟器将光束发送到LCOS面板。
在一些实施例中，测量反射光束的强度包括使反射光束穿过偏置延迟器到达检测器。
在一些实施例中，该方法还包括：通过以下步骤来确定用于偏置延迟器的延迟器对准角度：旋转偏置延迟器并利用在暗态下的LCOS测量反射光束的强度，以及将与强度的最小值相关联的偏置延迟器的旋转角度标识为用于偏置延迟器的延迟器对准角度。
在一些实施例中，该方法还包括：将偏置延迟器的延迟器对准角度标识为选择的补偿器相对于LCOS面板的补偿器对准角度。
根据一些实施例，一种用于确定硅上液晶(LCOS)面板的残余延迟的系统包括：用于LCOS面板的保持器；偏置延迟器，其设置在LCOS面板上；偏振器，其设置在偏置延迟器上；发射器光学组，其设置在偏振器上；光源，其设置在发射器光学组上，其中，发射器光学组被配置为将来自光源的通过偏振器和偏置延迟器的光束以非法线入射角聚焦到LCOS面板。该系统还包括：接收器光学组，其设置在偏振器上；以及检测器，其设置在接收器光学组上用于测量从LCOS面板反射的光的强度。接收器光学组被配置为将从LCOS面板反射的通过偏置延迟器和偏振器的光束聚焦到检测器。该系统还包括用于交替地将LCOS面板偏置为暗态和亮态的控制器。
在一些实施例中，该系统被配置为确定从LCOS面板反射的光的亮态强度和暗态强度。
在一些实施例中，该系统被配置为基于从LCOS面板反射的光的亮态强度和暗态强度的对比率来确定LCOS面板的残余延迟。
在一些实施例中，基于对比率(CR)确定总延迟(γ)包括使用以下等式来确定总延迟(γ)：
1/CR＝sin^2(2πγ/λ)。
在一些实施例中，偏振器包括圆偏振器。
在一些实施例中，偏振器包括线偏振器。
可以通过参考说明书和附图的残余部分来实现对本发明的性质和优点的进一步的理解。
附图说明
图1示出了LCOS(硅上液晶)装置的剖视图；
图2示出了根据本发明的各种实施例的用于确定LCOS(硅上液晶)面板的残余延迟的系统的简化示意图；
图3示出了根据本发明的各种实施例的用于确定LCOS(硅上液晶)面板的残余延迟的系统中的光路和光学元件；
图4是示出根据本发明的各种实施例的内容捕获装置中的用于基于梯度的曝光和增益控制的过程的实施例的流程图；
图5A和图5B示出了根据本发明的各种实施例的补偿器和圆偏振器的各种轴；
图6A至图6D示出了根据本发明的各种实施例的基于用于确定残余延迟的替代方法的图；
图7A至图7D示出了根据本发明的各种实施例的基于用于确定残余延迟的替代方法的图；以及
图8示出了根据本发明的各种实施例的可用于实现各种方面的计算机系统的框图的示例。
具体实施方式
在以下描述中，出于解释的目的，阐述了特定细节以便提供本公开的实施例的透彻理解。然而，显而易见的是，可以在没有这些特定细节的情况下实施各种实施例。附图和描述不旨在是限制性的。
随后的描述仅提供示例性实施例，并且不旨在限制本公开的范围、适用性或配置。相反，对示例性实施例的随后描述将向本领域技术人员提供用于实现示例性实施例的使能描述。例如，虽然描述可以描述像素信息、图像和/或显示，但是应当认识到，音频可以由增强现实装置产生并呈现给用户，而不是视觉内容，或者除了视觉内容之外。还应当理解，在不脱离如随附的权利要求阐述的本公开的精神和范围的情况下，可以对元件的功能和布置做出各种改变。
在硅上液晶(LCOS)显示器中，CMOS芯片控制埋在芯片表面正下方的方形反射铝电极上的电压，每个电极控制一个像素。每个电极可以控制显示器中的像素，每个像素具有独立地可寻址电压。所有像素的公共电压由在盖玻璃上的由氧化铟锡(ITO)制成的透明导电层提供。
图1是示出LCOS装置的简化剖视图。如图1所示，LCOS装置100包括硅衬底110，硅衬底110可包括CMOS层。在硅衬底110上，可以存在绝缘层120、多个反射像素电极130、液晶层140、诸如氧化铟锡(ITO)的透明电极150、透明盖玻璃层160和补偿器170。
LCOS装置100是反射LCOS装置。在操作中，偏振光束被引导到LCOS装置100的至少一部分上。偏振光束穿过透明盖玻璃层160、透明电极150和液晶层140。偏振光束由反射像素电极130反射，返回穿过液晶层140和透明盖玻璃层160。在跨液晶材料施加电压的情况下，光束的偏振改变，例如，从一个线性偏振改变为正交线性偏振。在这个意义上，液晶层140取决于施加在像素电极130与透明电极150之间的电压差充当偏振调制器。因此，除了充当偏振分析器的偏振元件之外，液晶层140可以处于亮态以允许光通过，或者处于暗态以阻挡光。偏振调制光束从反射LCOS装置100发出。偏振调制光束然后可穿过成像透镜到达屏幕上以显示图像。
当LOCS装置100被驱动到暗态时，它可以对入射在其上的光引入残余延迟，从而限制显示图像的对比度。如图1所示，为了补偿残余延迟并且因此实现期望的对比率，LCOS装置100可以配备有放置在盖玻璃层160上的补偿器170。补偿器170(也称为补偿器箔)被设计为引起双折射，使得穿过其的光经历与由反射LCOS产生的残余延迟相反的延迟。因此，改进了显示图像的对比度。
关于LCOS装置中的残余延迟和补偿使用的问题的进一步的讨论可以在Shimizu美国专利申请公开号2006/0256263中找到，其全部内容通过引用并入本文用于所有目的。
为了将适当的补偿器与LCOS装置匹配，可能需要确定每个单独LCOS面板的残余延迟。不幸的是，存在与用于测量残余延迟的常规方法相关联的缺点。例如，一些常规系统可使用基于参数的方法，使用一系列已知的输入偏振状态，测量输出偏振状态，以及直接计算延迟。用于测量LCOS面板的残余延迟的此类常规方法常常涉及昂贵的设备和高度熟练的操作者，并且可能是耗时的。在大批量生产环境中，这些缺点变得更加严重。
本发明的实施例提供了用于以划算且节省时间的方式确定LCOS面板的残余电阻的系统和方法。减少或消除了昂贵设备的使用，并且本文所描述的方法和系统特别适合于大批量生产环境。
在一些实施例中，提供了LCOS补偿器分箱(binning)工具和方法，用于确定与每个LCOS面板一起使用的特定补偿器(或补偿器类别)，以补偿面板的残余延迟。一个这样的系统使用裸(非补偿)LCOS(硅上液晶)面板的顺序对比度来估计面板的残余延迟。基于该值，可以选择理想补偿器以使产品的顺序对比度最大化。
在示例中，系统使用圆偏振作为基态，因此，用于LCOS面板的延迟测量系统使用圆偏振的输入和输出光。这由放置在光束路径中的圆偏振器产生。假设完美圆偏振状态，光路中的任何延迟将改变偏振状态椭圆度，并且在通过第二正交偏振器时减少消光。消光的减少由Malus定律描述。因此，系统的延迟可以通过测量一对交叉偏振器的消光的变化来间接测量。
在示例中，此处所描述的测试仪使用充当初始偏振元件和正交分析器的单个偏振器。这是因为在LCOS基元内反射时，偏振状态改变偏手性。因此，偏振器与反射光的偏振状态正交。在理想情况下，所有反射光将由圆偏振器吸收。
还可确定LCOS基元的延迟轴。为了测量慢轴，在圆偏振器与LCOS面板之间放置具有已知偏振轴的延迟器。当延迟器的偏振轴与LCOS基元的偏振轴垂直(交叉)时，将发生最佳消光。通过旋转延迟器并且测量消光，可以间接测量基元的固有慢轴。
在一些实施例中，系统使用特定光锥角来询问LCOS基元，并且基于该锥角上的对比度的积分进行测量。锥角通过透镜(或一系列透镜)输入到LCOS，并且在通过透镜(或一系列透镜)和单像素检测器从LCOS反射之后再次捕获。
在一些实施例中，残余延迟从测量的对比率导出。在暗态和亮态下测量反射光的强度，并且可以计算对比率。
在对比度测量之前，确定最佳延迟器角度，也称为延迟器对准角度。偏置延迟器旋转到不同角度(例如，使用以20度间隔的5个角度)。在每个角度处，测量暗态(例如，高电压)下的面板的通量。暗态通量与补偿器角度适合于余弦函数。与余弦函数的最小值相关联的角度对应于在测试中的面板的最佳补偿器角度或补偿器对准角度。
利用以最佳延迟器角度取向的延迟器，通过采用亮态(低电压)下的通量和暗态(高电压)下的通量的比率来测量面板的顺序对比率。在以下表达式中，对比率(CR)与系统的延迟(γ)有关：
其中，CR＝对比率，γ＝系统延迟，并且λ＝波长。
接下来，LCOS面板的残余延迟(RR)可根据以下关系由系统延迟(γ)确定。
RR＝γ+Comp-ToolResidual
该等式中计算的γ是系统延迟，其考虑了来自圆偏振器和偏置补偿器的延迟。使用以上等式计算面板的残余延迟RR。在该示例中，Comp是偏置延迟器的延迟，以及ToolResidual是由圆偏振器引入的额外延迟。如本文所使用的，偏置延迟器也被称为偏置补偿器。
图2示出了根据本发明的各种实施例的用于确定LCOS(硅上液晶)面板的残余延迟的系统的简化示意图。如图2所示，用于确定LCOS面板210的残余延迟的系统200可包括用于LCOS面板210的支撑体201、设置在LCOS面板210上的偏置延迟器220、设置在偏置延迟器220上的偏振器230以及设置在偏振器230上的发射器光学组240。光源250设置在发射器光学组240上。如图2所示，发射器光学组240包括多个光学元件(例如，透镜)，并且发射器光学组240的特定设计将取决于特定应用。发射器光学组被配置为将来自光源250的通过偏振器230和偏置延迟器220的输入光束251以非法线入射角聚焦到LCOS面板210。如图2所示，输入光束251的光路253相对于LCOS面板210的法线211形成入射角θ。
系统200还具有：接收器光学组260，其设置在偏振器230上；以及检测器270，其设置在接收器光学组260上，用于测量从LCOS面板反射的光271的强度。如图2所示，接收器光学组260包括多个光学元件(例如，透镜)，并且接收器光学组260的特定设计将取决于特定应用。接收器光学组260被配置为将从LCOS面板210反射的通过偏置延迟器220和偏振器230的光束聚焦到检测器270。系统200还可具有控制器280。
在一些实施例中，偏置延迟器200可以是低延迟板，例如，具有约4nm的延迟，用于确定补偿器的旋转角度。旋转角度可有助于确定补偿器放置在LCOS面板上的角度。偏置延迟器200的延迟值被选择为低于可能的延迟值，低于将与LCOS面板一起使用的补偿器。具有已知慢轴的低延迟偏置延迟器用于确定LCOS面板的延迟的慢轴。
在系统200中，可以旋转偏振器230、偏置延迟器220和LCOS面板210以允许利用输入光束进行测试，以在不同的入射角度处到达LCOS 210。例如，红光、绿光和蓝光的光源可以以不同的入射角度使用。
在图2的示例中，偏振器230被示出为圆偏振器。在这种情况下，可以确定从光的s和p分量对残余延迟的影响。在其他实施例中，还可使用其他类型的偏振器，诸如线偏振器。在一些实施例中，入射光束以非法线入射角发送到LCOS面板。在图2中，输入光束251形成相对于LCOS面板210的法线211的入射角θ。在其他实施例中，还可以使用法线角入射。在这种情况下，入射角θ是0°。本领域普通技术人员将认识到许多变型、修改和替代。
系统200中的控制器280可以执行各种控制功能。例如，控制器280可以针对各种测量在暗态或亮态下偏置LCOS面板210。在一些实施例中，系统200被配置为基于从LCOS面板210反射的光的亮态强度和暗态强度的对比率来确定LCOS面板210的残余延迟。下面结合图4描述用于确定残余延迟的方法。
图3示出了根据本发明的各种实施例的用于确定LCOS(硅上液晶)面板的残余延迟的系统中的光路和光学元件。图3示出了包括三个透镜341、342和343的发射器光学组340。这些透镜包括准直透镜和聚焦透镜。发射器光学组340被配置为将来自光源350的输入光束351以非法线入射角聚焦到LCOS面板310。如图3所示，输入光束351的光路353与LCOS面板310的法线311形成入射角θ。在一些实施例中，角度θ可以在10度与15度之间。图3进一步示出了光源350与透镜341之间的距离L1、透镜341与342之间的距离L2、透镜342与343之间的距离L3以及透镜343与LCOS面板310之间的距离L4。在一些实施例中，距离L1–L4可以在10mm与100mm之间。
图3还示出用于将从LCOS面板30反射的光束371引导到检测器(未示出)的接收器光学组360。接收器光学组360被配置为将从LCOS面板310反射的光束聚焦到检测器。图3示出了包括三个透镜361、362和363的接收器光学组360。这些透镜包括准直透镜和聚焦透镜。图3还示出了反射光束371的光路373。
图4示出了根据本发明的各种实施例的用于确定LCOS(硅上液晶)面板的残余延迟的方法的流程图。方法400是用于确定LCOS面板的残余延迟的方法，该方法可在诸如上文结合图2所描述的系统200的系统中实现。如图4所示，方法400包括在410处提供来自光源的光束。光源可以是由例如光纤递送的激光光源。
在420处，光束以非法线入射角发送到LCOS面板，穿过发射器光学组、圆偏振器和偏置延迟器以到达LCOS面板。如图2所示，来自光源250的输入光束251以非法线入射角通过发射器光学组240、偏振器230和偏置延迟器220发送到LCOS面板210。如图2所示，输入光束252的光路253形成相对于LCOS面板210的法线211的入射角θ。图3示出了包括三个透镜341、342和343的发射器光学组340。这些透镜包括准直透镜和聚焦透镜。在图2和图3中的示例中，入射光具有非法线入射角。在其他实施例中，还可以使用具有0°入射角θ的法线入射角。
在430处，光束从LCOS面板反射通过偏置延迟器、圆偏振器和接收器光学组反射到达用于测量接收光束的强度的检测器。如图2所示，从LCOS面板210反射的光束透射通过偏置延迟器220、偏振器230和接收器光学组260以到达检测器270。图3示出了包括三个透镜361、362和363的接收器光学组360。这些透镜包括准直透镜和聚焦透镜。
在440处，该方法包括通过旋转偏置延迟器并利用在暗态下的LCOS测量反射光束的强度来确定延迟器对准角度，也被称为与偏置延迟器相关联的对比度测量角度。然后将与反射光束的强度的最小值相关联的偏置延迟器的旋转角度确定为延迟器对准角度，或对比度测量角度。在一些实施例中，该延迟器对准角度或对比度测量角度也被称为偏置延迟器的最佳角度，因为该角度被用作用于使选择的补偿器相对于LCOS面板取向的补偿器对准角度。
在450处，利用以延迟器对准角度或对比度测量角度设置的偏置延迟器，以及在暗态下的LCOS，该方法测量反射光束的暗态强度。然后，利用仍然以对比度测量角度设置的偏置延迟器和在亮态下的LCOS，该方法测量反射光束的亮态强度。此处，通过例如图2中的处理器280改变施加到LCOS面板的电压，LCOS面板可以在暗态或亮态下偏置。
在460处，方法包括确定亮态强度和暗态强度的对比率。对比率(CR)是从暗态和亮态下偏置的LCO反射的光强度的比率。
在470处，基于亮态强度和暗态强度的对比率确定总延迟。在一些实施例中，可基于对比率(CR)确定总延迟(γ)，包括使用以下等式来确定总延迟(γ)：
其中，CR＝对比率，γ＝系统延迟，并且λ＝波长。
在480处，基于总延迟来确定LCOS面板的残余延迟(RR)。残余延迟(RR)可使用上述等式计算并且然后针对已经在适当位置的补偿器进行调整。
RR＝γ+Comp-ToolResidual
此处，在该示例中，Comp是偏置延迟器的延迟，以及ToolResidual是由圆偏振器引入的额外延迟。
在490处，基于残余延迟选择用于LCOS的补偿器，并且将延迟器对准角度指定为选择的补偿器相对于LCOS面板的补偿器对准角度。
该方法还可包括基于残余延迟选择用于LCOS面板的补偿器。在一些实施例中，残余延迟(RR)的测试结果被分组到不同的箱(bin)中。箱是由设备测量的残余延迟(RR)值的范围。根据本发明的实施例，一旦分析了LCOS面板并且确定了对应于LCOS面板的测量RR值的箱，那么具有与该特定箱相关联的延迟值的补偿器可用于该特定LCOS面板。
应当理解，图4所示的特定步骤提供了根据本发明的各种实施例的用于确定LCOS(硅上液晶)面板的残余延迟的特定方法。还可以根据可替代实施例执行其他步骤序列。例如，本发明的可替代实施例可以以不同的顺序执行上述步骤。而且，图4所示的单独步骤可包括多个子步骤，这些子步骤可以以适合于单独步骤的各种顺序执行。此外，可以取决于特定应用添加或移除附加步骤。本领域普通技术人员将认识到许多变化、修改和替代。
在上文所描述的实施例中，在LCOS面板的单个位置处(例如，在LCOS面板的中心)测量残余延迟。补偿器板然后基于所测量的残余延迟来选择，并且在组装LCOS装置时放置在LCOS面板的整个有源区上。在可替代实施例中，可以使用上文所描述的方法测量跨LCOS面板的多个像素位置处的残余延迟。在这些可替代实施例中，可以基于以各种方式(包括多个数据的平均、多个数据的均方根值、加权平均、最佳拟合等)测量多个像素位置的残余延迟数据来确定残余延迟的代表值。残余延迟的代表值然后可用于选择用于LCOS面板的补偿器板。
图5A和图5B示出了根据本发明的各种实施例的补偿器和圆偏振器的各种轴。图5A示出了显示补偿器的慢轴的补偿器的俯视图，该补偿器具有在补偿器的周边处的凹口的形式的慢轴指示器。可替代地，可以通过平坦边缘在补偿器的周边处标记慢轴。图5B示出了圆偏振器的俯视图，该圆偏振器具有由圆偏振器的周边处的凹口标记的偏振透射轴。图5B还示出了从偏振透射轴以45°旋转的慢轴。上文所描述的方法提供了用于使补偿器相对于圆偏振器取向的信息。
图6A至图6D示出了基于用于根据本发明的各种实施例的确定残余延迟的替代方法的图。在图6A至图6D中，水平轴是理想的补偿器延迟，以及垂直轴是从测量计算的残余延迟。对于水平轴，通过以下方法来确定理想补偿器：零偏振法或使用一组离散补偿器测量对比率并拟合该结果以获得理想补偿器值。残余延迟可根据无补偿器的对比率(CR)测量进行估计，即，补偿器延迟＝0nm，
其中，CR＝对比率，γ＝系统延迟，并且λ＝波长偏置。
发明人使用具有不同延迟值的不同补偿器执行分析。在该示例中，在图6A中使用具有5nm延迟的偏置补偿器，在图6B中使用具有8nm延迟的偏置补偿器，在图6C中使用具有10nm延迟的补偿器，以及在图6D中使用具有12nm延迟的偏置补偿器。残余延迟使用上述等式计算并且然后针对已经在适当位置的补偿器进行调整如下。
RR＝γ+Comp-ToolResidual
其中，RR是面板的残余延迟，Comp是偏置延迟器的延迟，以及ToolResidual是由圆偏振器引入的额外延迟。
此处，当补偿器延迟与LCOS面板的残余延迟匹配时，对比度达到峰值。任何偏差(+或-)可能降低对比度。作为示例，如果面板的残余延迟是8nm(初始未知)，并且使用具有5nm的延迟的补偿器，则测量的对比度将是第一个值。当具有5nm延迟的补偿器用具有8nm延迟的补偿器替换时，将测量较高的对比度值；当具有8nm延迟的补偿器用具有10nm延迟的补偿器替换时，将测量较低的对比度值。因此，面板的残余延迟将被确定为8nm，因为对比度从8nm的偏差降低了测量的对比度。
在图6A中，利用具有5nm延迟的补偿器，产生线性曲线，这指示水平轴上的值与垂直轴上的值之间的一一对应。该结果与在光路中使用低延迟偏置延迟器的上文所描述的方法一致。如果未使用低延迟偏置延迟器，则使用上文所描述的方法将仅使用两次对比度测量，因为给定针对不同补偿器的对比度变化，不清楚是否需要较低延迟补偿器来确定残余延迟或较高延迟补偿器。在图6B至图6D中，并且与图6A相反，在水平轴上的值与垂直轴上的值之间不存在一一对应。相反，基于对比度计算，存在两个可能的残余延迟值。因此，当使用对比度测量来确定残余延迟时，使用具有低延迟值的偏置补偿器。而且，这些图指示对比度测量是用于确定LCOS面板的残余延迟的有效技术。
作为电压变化函数的对比度变化(如下图7A至图7D所示)可用于确定面板是否由路径中的补偿器进行过度补偿或补偿不足。
图7A至图7D示出了基于用于根据本发明的各种实施例的确定残余延迟的替代方法的图。类似于图6A至图6D，在图7A至图7D中，水平轴是理想的补偿器延迟，以及垂直轴是从测量计算的残余延迟。对于水平轴，不使用补偿器。残余延迟可从无补偿器的情况下的对比率(CR)测量进行估计。对于垂直轴，使用具有不同延迟值的补偿器。在该示例中，在图6A中使用具有5nm延迟的补偿器，在图6B中使用具有8nm延迟的补偿器，在图6C中使用具有10nm延迟的补偿器，以及在图6D中使用具有12nm延迟的补偿器。残余延迟使用上述等式计算并且然后针对已经在适当位置的补偿器进行调整。
图7A至图7D示出了改变施加到LCOS面板的电压的效果。改变面板的电压和对比度的测量可用于确定所使用的特定偏置补偿器是否导致面板过度补偿或补偿不足。在第一种情况下，如果偏置补偿器具有太低的延迟，导致LCOS面板补偿不足，则电压的增加将增加对比率(CR)。例如，CR@3.2V-CR@2.8V将大于0。因此，可能的是，插入偏置补偿器，测量与两个LCOS面板电压相关联的对比度，并且确定当对比度由于电压的增加而增加时，面板补偿不足。
在第二种情况下，如果偏置补偿器具有太高的延迟，导致LCOS面板过度补偿，则电压的增加将减小对比率(CR)。例如，CR@3.2V-CR@4.8V将小于0。因此，可能的是，插入偏置补偿器，测量与两个LCOS面板电压相关联的对比度，并且确定当对比度由于电压的增加而减小时，面板过度补偿。
RR＝|γ+sign(CR@3.2V-CR@2.8V)·Comp|
在这种情况下，计算的残余延迟考虑对比度变化的符号。
在图7A至图7D中，当偏置补偿器以小于面板的残余延迟的延迟为特征时，基于对比度测量计算的残余延迟将小于理想的残余延迟，其由用于每个图的偏置补偿器延迟值的左边的数据点表示(即，针对图7A的5nm、针对图7B的8nm、针对图7C的10nm、以及针对图7D的12nm)。类似地，当偏置补偿器以大于面板的残余延迟的延迟为特征时，基于对比度测量计算的残余延迟将大于理想的残余延迟，其由用于每个图的偏置补偿器延迟值的右边的数据点表示。与关于图6A至图6D讨论的技术一样，这些图指示对比度测量是用于确定LCOS面板的残余延迟的有效技术。
图8是计算机系统或信息处理装置的框图，该计算机系统或信息处理装置可合并实施例、并入实施例中或用于实践本公开内发现的任何创新、实施例和/或示例。
图8是计算机系统800的框图。图8仅是示例性的。在一些实施例中，计算机系统包括单个计算机设备，其中子系统可以是计算机设备的组件。在其他实施例中，计算机系统可以包括多个计算机设备，每个计算机设备是具有内部组件的子系统。计算机系统800及其任何组件或子系统可包括配置用于执行本文所描述的方法的硬件和/或软件元件。
计算机系统800可包括熟悉的计算机组件，诸如一个或多个数据处理器或中央处理单元(CPU)805、一个或多个图形处理器或图形处理单元(GPU)810、存储器子系统815、存储子系统820、一个或多个输入/输出(I/O)接口825、通信接口830等。计算机系统800可包括系统总线835，该系统总线835互连上述组件并且提供诸如装置间通信的连接的功能。
一个或多个数据处理器或中央处理单元(CPU)805可以执行逻辑或程序代码，或者用于提供专用功能。(一个或多个)CPU 805的一些示例可包括一个或多个微处理器(例如，单核和多核)或微控制器、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)和专用集成电路(ASIC)。如本文所使用的，处理器包括同一集成芯片上的多核处理器，或单个电路板或网络上的多个处理单元。
一个或多个图形处理器或图形处理单元(GPU)810可执行与图形相关联的或者用于提供图形特定功能的逻辑或程序代码。GPU 810可包括任何常规图形处理单元，诸如由常规视频卡提供的图形处理单元。在各种实施例中，GPU 810可包括一个或多个向量或并行处理单元。这些GPU可以是用户可编程的，并且包括用于编码/解码特定类型的数据(例如，视频数据)或用于加速2D或3D绘图操作、纹理操作、着色操作等的硬件元件。一个或多个图形处理器或图形处理单元(GPU)810可以包括任意数量的寄存器、逻辑单元、算术单元、缓存、存储器接口等。
存储器子系统815可例如使用机器可读制品、信息存储装置或计算机可读存储介质来存储信息。一些示例可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、易失性存储器、非易失性存储器和其他半导体存储器。存储器子系统815可包括数据和程序代码840。
存储子系统820还可使用机器可读制品、信息存储装置或计算机可读存储介质来存储信息。存储子系统820可使用存储介质845存储信息。由存储子系统820使用的存储介质845的一些示例可包括软盘、硬盘、诸如CD-ROM、DVD和条形码的光学存储介质、可移动存储装置、网络存储装置等。在一些实施例中，可以使用存储子系统820存储数据和程序代码840的全部或一部分。
一个或多个输入/输出(I/O)接口825可以执行I/O操作。一个或多个输入装置850和/或一个或多个输出装置855可以通信地耦接到一个或多个I/O接口825。一个或多个输入装置850可以从用于计算机系统800的一个或多个源接收信息。一个或多个输入装置850的一些示例可包括计算机鼠标、轨迹球、轨迹板、操纵杆、无线遥控器、绘图板、语音命令系统、眼睛跟踪系统、外部存储系统、适当地配置为触摸屏的监视器、适当地配置为收发机的通信接口等。在各种实施例中，一个或多个输入装置850可允许计算机系统800的用户与一个或多个非图形或图形用户界面交互，以经由命令、按钮的点击等输入注释、选择对象、图标、文本、用户界面小部件或出现在监视器/显示装置上的其他用户界面元素。
一个或多个输出装置855可将信息输出到用于计算机系统800的一个或多个目的地。一个或多个输出装置855的一些示例可包括打印机、传真机、用于鼠标或操纵杆的反馈装置、外部存储系统、监视器或其他显示装置、适当地配置为收发机的通信接口等。一个或多个输出装置855可允许计算机系统800的用户查看对象、图标、文本、用户界面小部件或其他用户界面元素。显示装置或监视器可以与计算机系统800一起使用，并且可包括配置用于显示信息的硬件和/或软件元件。
通信接口830可执行通信操作，包括发送和接收数据。通信接口830的一些示例可包括网络通信接口(例如以太网、Wi-Fi)。例如，通信接口830可以耦接到通信网络/外部总线860，诸如计算机网络、USB集线器等。计算机系统可包括多个相同的组件或子系统，例如，通过通信接口830或内部接口连接在一起。在一些实施例中，计算机系统、子系统或装置可以通过网络进行通信。在这样的实例中，一台计算机可以被认为是客户端，另一台计算机可以被认为是服务器，其中每台计算机可以是同一计算机系统的一部分。客户端和服务器可以各自包括多个系统、子系统或组件。
计算机系统800还可包括一个或多个应用(例如，软件组件或功能)，以由处理器执行来执行、进行或以其他方式实现本文所公开的技术。这些应用可以实现为数据和程序代码840。此外，计算机程序、可执行计算机代码、人类可读源代码、着色器代码、渲染引擎等，以及诸如图像文件、包括对象的几何描述的模型、对象的有序几何描述、模型的过程描述、场景描述符文件等的数据，可存储在存储器子系统815和/或存储子系统820中。
还可以使用适于经由符合各种协议(包括互联网)的有线、光学和/或无线网络传输的载波信号来编码和发送这样的程序。因此，根据本发明的实施例的计算机可读介质可以使用通过这样的程序编码的数据信号来创建。用程序代码编码的计算机可读介质可以与兼容装置打包，或者与其他装置分开提供(例如，经由互联网下载)。任何这样的计算机可读介质可以驻留在单个计算机产品(例如硬盘驱动器、CD或整个计算机系统)上或内部，并且可以存在于系统或网络内的不同计算机产品上或内部。计算机系统可包括监视器、打印机或其他适合的显示器，用于向用户提供本文所提到的任何结果。
本文所描述的任何方法可以利用包括一个或多个处理器的计算机系统全部或部分地执行，该一个或多个处理器可以被配置为执行步骤。因此，实施例可以涉及被配置为执行本文所描述的任何方法的步骤的计算机系统，潜在地利用执行相应步骤或相应步骤组的不同组件。尽管呈现为编号步骤，但是本文中的方法的步骤可以同时或以不同顺序执行。此外，这些步骤的部分可与来自其他方法的其他步骤的部分一起使用。而且，步骤的全部或部分可以是可选的。此外，任何方法的任何步骤可以利用模块、电路或用于执行这些步骤的其他装置来执行。
虽然上文已经描述了本发明的各种实施例，但是应当理解，它们仅以示例的方式而非以限制的方式呈现。同样地，各种图可以描绘用于本公开的示例架构或其他配置，其为了帮助理解可包括在本公开中的特征和功能。本公开不限于所示的示例架构或配置，而是可以使用各种替代架构和配置来实现。此外，尽管上文根据各种示例性实施例和实施方式来描述本公开，但是应当理解，在一个或多个单独实施例中描述的各种特征和功能不限于对描述它们所使用的的特定实施例的适用性。相反，它们可以单独或以某种组合应用于本公开的其他实施例中的一个或多个，无论是否描述了这样的实施例，以及这样的特征是否作为所描述的实施例的一部分呈现。因此，本公开的宽度和范围不应当由任何上文所描述的示例性实施例限制。
在本文档中，本文所使用的术语“模块”是指软件、固件、硬件以及用于执行本文所描述的相关联的功能的这些元件的任何组合。此外，出于讨论的目的，各种模块被描述为分立模块；然而，如对于本领域普通技术人员来说将显而易见的，两个或两个以上模块可以组合以形成执行根据本发明的实施例的相关联的功能的单个模块。
应当理解，出于清楚目的，上述描述已经参考不同的功能单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，显而易见的是，可以在不同功能单元、处理器或域之间使用任何适合的功能分布而不脱离本发明。例如，示出由单独的处理器或控制器执行的功能可以由相同的处理器或控制器执行。因此，对特定功能单元的引用仅被看作对用于提供所描述的功能的适合装置的引用，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。
除非另外明确说明，本文档中使用的术语和短语和其变型应当被解释为开放式的，与限制性相反。作为上述的示例：术语“包括”应理解为意指“包括但不限于”等；术语“示例”用于提供讨论中的项的示例性实例，而不是其详尽或限制性列表；以及诸如“常规”、“传统”、“正常”、“标准”、“已知”等形容词以及具有类似意思的术语，不应解释为将所描述的项限于给定的时间段，或限于截至给定时间可用的项。但是相反，这些术语应当被理解为涵盖现在或将来任何时间可能可用、已知的常规的、传统的、正常的或标准的技术。同样地，与连词“和”连接的一组项不应理解为要求这些项中的每一个存在于分组中，而是应理解为“和/或”，除非另外明确说明。类似地，与连词“或”连接的一组项不应理解为要求该组项之间的互相排斥，而是也应理解为“和/或”，除非另外明确说明。此外，尽管本公开的项、元件或组件可以单数形式描述或要求保护，但是除非明确说明对单数的限制，否则复数预期在其范围内。在一些实例中，诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”或者其他类似短语的扩展词语和短语的存在不应当被理解为意味着在这样的扩展短语可以缺少的实例中预期或者要求更窄情况。
还应理解，本文所描述的示例和实施例仅用于说明目的，并且根据其进行的各种修改或改变将向本领域技术人员建议并且将包括在本申请的精神和范围内以及权利要求书的范围内。
Claims (26)
1.一种用于确定硅上液晶(LCOS)面板的残余延迟的方法，所述方法包括：
提供来自光源的光束；
将所述光束以非法线入射角发送到所述LCOS面板，所述光束穿过发射器光学组、圆偏振器和偏置延迟器以到达所述LCOS面板；
将所述光束从所述LCOS面板反射通过所述偏置延迟器、所述圆偏振器和所述接收器光学组并到达用于测量接收光束的强度的检测器；
通过以下步骤确定延迟器对准角度：
旋转所述偏置延迟器并利用在暗态下的所述LCOS面板测量所述接收光束的强度；以及
将与所述接收光束的强度的最小值相关联的所述偏置延迟器的旋转角度标识为所述延迟器对准角度；
利用以所述延迟器对准角度设置的所述偏置延迟器和在所述暗态下的所述LCOS面板，测量所述接收光束的暗态强度；
利用以所述延迟器对准角度设置的所述偏置延迟器和在亮态下的所述LCOS面板，测量所述接收光束的亮态强度；
确定所述亮态强度和所述暗态强度的对比率；
基于所述亮态强度和所述暗态强度的对比率来确定总延迟；
基于所述总延迟来确定所述LCOS面板的残余延迟；
基于所述残余延迟为所述LCOS面板选择补偿器；以及
将所述偏置延迟器的所述延迟器对准角度指定为所选择的补偿器相对于所述LCOS面板的补偿器对准角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述LCOS面板的所述残余延迟包括从所述总延迟移除所述偏置延迟器的延迟和所述圆偏振器的延迟。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述对比率(CR)确定所述总延迟(γ)包括使用以下等式来确定所述总延迟(γ)：
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发射器光学组包括准直透镜和聚焦透镜。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收器光学组包括准直透镜和聚焦透镜。
6.一种用于确定硅上液晶(LCOS)面板的残余延迟的方法，所述方法包括：
将光束以入射角发送到所述LCOS面板并且测量反射光束的强度；
使所述LCOS面板偏置在暗态；
测量所述反射光束的暗态强度；
所述LCOS面板偏置在亮态；
测量所述反射光束的亮态强度；
基于所述亮态强度和所述暗态强度的对比率来确定所述LCOS面板的残余延迟；以及
基于所述残余延迟为所述LCOS面板选择补偿器。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述入射角是非法线入射角。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述入射角是法线入射角。
9.根据权利要求6所述的方法，还包括：
确定所述亮态强度和所述暗态强度的所述对比率；
基于所述亮态强度和所述暗态强度的所述对比率来确定总延迟；以及
基于所述总延迟来确定所述LCOS面板的所述残余延迟。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，基于所述对比率(CR)确定所述总延迟(γ)包括使用以下等式来确定所述总延迟(γ)：
11.根据权利要求9所述的方法，其中，确定所述LCOS面板的所述残余延迟包括从所述总延迟移除所述偏置延迟器的延迟和所述圆偏振器的延迟。
12.根据权利要求6所述的方法，其中，将光束发送到所述LCOS面板包括通过偏振器将所述光束发送到所述LCOS面板。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，测量所述反射光束的强度包括使所述反射光束穿过所述偏振器到检测器。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述偏振器包括圆偏振器。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述偏振器包括线偏振器。
16.根据权利要求6所述的方法，其中，将光束发送到所述LCOS面板包括通过包括准直透镜和聚焦透镜的发射器光学组来发送所述光束。
17.根据权利要求6所述的方法，其中，将光束发送到所述LCOS面板包括通过偏置延迟器将所述光束发送到所述LCOS面板。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，测量所述反射光束的强度包括使所述反射光束穿过所述偏置延迟器到检测器。
19.根据权利要求17所述的方法，还包括：通过以下步骤来确定用于所述偏置延迟器的延迟器对准角度：旋转所述偏置延迟器并利用暗态下的所述LCOS测量所述反射光束的强度，以及将与所述强度的最小值相关联的所述偏置延迟器的旋转角度标识为用于所述偏置延迟器的所述延迟器对准角度。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：将所述偏置延迟器的所述延迟器对准角度标识为所选择的补偿器相对于所述LCOS面板的所述补偿器对准角度。
21.一种用于确定硅上液晶(LCOS)面板的残余延迟的系统，所述系统包括：
用于所述LCOS面板的保持器；
偏置延迟器，其设置在所述LCOS面板上；
偏振器，其设置在所述偏置延迟器上；
发射器光学组，其设置在所述偏振器上；
光源，其设置在所述发射器光学组上；其中，所述发射器光学组被配置为以非法线入射角将来自所述光源的通过所述偏振器和所述偏置延迟器的光束聚焦到所述LCOS面板；
接收器光学组，其设置在所述偏振器上；
检测器，其设置在所述接收器光学组上，用于测量从所述LCOS面板反射的光的强度，其中，所述接收器光学组被配置为将从所述LCOS面板反射的通过所述偏置延迟器和所述偏振器的光束聚焦到所述检测器；以及
控制器，其用于交替地将所述LCOS面板偏置为暗态和亮态。
22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述系统被配置为确定从所述LCOS面板反射的光的亮态强度和暗态强度。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述系统被配置为基于从所述LCOS面板反射的所述光的所述亮态强度和所述暗态强度的对比率来确定所述LCOS面板的残余延迟。
24.根据权利要求23所述的系统，其中，基于所述对比率(CR)确定所述总延迟(γ)包括使用以下等式来确定所述总延迟(γ)：
25.根据权利要求21所述的系统，其中，所述偏振器包括圆偏振器。
26.根据权利要求21所述的系统，其中，所述偏振器包括线偏振器。
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