空间光调制器的象素的复位方法技术

本发明专利技术提供一种空间光调制器的象素的复位方法。在一种有“软着陆”电极的空间光调制器中，存在着偏转片附着在着陆电极上的可能。本发明专利技术提供的方法包括（１）施加一个电压以存储能量于偏转片的铰链里，然后（２）去除电压以释放所存储的能量。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为89101512.4，申请日为89年3月16日、名称为“空间光调制器和方法”的分案申请。本专利技术涉及空间光调制器(光阀管)的象素的复位方法，尤其涉及具有由电子寻址偏转片形成的象素的。空间光调制器(SLM)是一种以空间形式，根据电或光的输入调制入射光的变换器。入射光可以以相位、亮度、偏振度、或方向调制。光调制可以用呈现各种电光或磁光效应的多种材料来完成，也可用通过表面形变来调制光的材料完成。各种SLM在光信息处理、投影显示和静电复印领域中有着广泛的应用。请参见“L.Hornbeck，128×128可变形镜面器件(DeformableMirrorDevice)，30IEEETran.Elec.Dev.539(1983)”。一种众所周知的用于高亮度电子显示的SLM是埃德富(Eidophor)光调制器。它是一种把静电式表面和微凹的油膜用作有源光学元件的系统。请看“E.Baumann，富士(Fischer)大屏幕投射系统(Eidophor)，20J.SMPTE351(1953)”。在这系统中，一个连续的油膜用电子束以光栅形式来对其进行扫描。该电子束被调制得可以在油膜上的每个可分辨的象素面积内产生存储电荷的空间周期分布。通地油膜表面和支承底片之间的静电吸引力，该电荷分布在每个象素中建立了相位光栅。支承底片具有一个不变的电位。这种吸引力使得油膜表面产生形变，其形变量与存储电荷量成正比。被调制后的油膜用氙弧灯的空间相干光来照射。入射到已被调制的油膜的象素之上，通过局部相位光栅衍射成为一组空间有规则地间隔的离散序列，该序列通过部分光学系统落在由交替透明和不透明的栅条周期阵列组成的纹影挡板上。纹形挡板栅条的间隔选择得与挡板平面上的衍射信号序列的间隔相匹配，以使能得到高的光通量效率。入射到光阀管未调制区域的光，通过纹影挡板的不透明栅条，阻止其到达投射透镜，因此，光阀管上的未调制区由纹影成像系统在投影屏幕上形成的象是暗的。而由受调制的电子束引入的相位微扰由纹影投射仪在屏幕上转变成明亮的光点。尽管存在着由于电子轰击产生油的聚合作用以及有机物蒸发对阴极造成污染等许多技术困难，但这种类型的油膜系统已成功地发展到可广泛应用于总光通量要求为几千流明的屏幕上。然而这种系统昂贵、苯重、有些部件的寿命又较短。许多非油膜SLM也已发展起来，它们包括偏转元件型的、偏振平面旋转型的、和光散射型等。这些SLM类型采用种种效应，如金属反射层的形变、弹性体或弹性光导体和铁电体的散射及偏振、PLZT陶瓷和液晶等。例如，“R.Spragueetal，用于激光复印的线性总内反射空间光调制器，299Proc.SPIE68(1981)”和“W.Turner和R.Sprague，用于激光复印的集成总内反射(TIR)空间光调制器，299Proc.SPIE76(1982)”和“美国专利No.4380373”描述了在光敏介质上的非撞击式复印系统。在这系统中，激光形成线性照明，通过光调制器线性阵列，在光敏介质上成像。该阵列通过电极及驱动电路制作在集成驱动元件上而形成一个总内反射空间光调制器。驱动元件与电光晶体(如铌酸锂)总内反射表面相对放置。每两电极间的散射场发生的折射系数的局部变化由使TIR交界面在光敏介质上成像的纹形读出光学装置读出。这是个一维图像，光敏介质在位于线性阵列的图像下的鼓筒上旋转，从而产生两维图像(如一页文稿)作复印之用。然而，SLM(光阀管)由于它的混合特性，易于产生制造困难。散射场的场强，从而已调制光象素所衍射的光的大小易受寻址电极和不到十分之一微米的电光晶体表面之间的气隙厚度变化的影响。于是陷在晶体和电极结构之间的即使很小的微粒也会在光敏介质上引起照度不一致性的问题。光阀管调制和未调制区之间边界上的象素的系统光学响应，由于寻址技术的性质，也比已调制区中间附近的象素的响应低得多，根据这种技术已制成的印刷机，目前市场上已不再见到。“M.Littleetal.，可寻址CCD液晶光阀管，Proc.SIDSymp.250(April1982)”描述了一种在硅片的正面具有CCD面阵，在硅片的反面具有液晶阵的SLM。电荷输入CCD直到整个的模拟电荷数据都装入为止，然后电荷转入硅片反面，在那儿再调制液晶。这种器件由于电荷从前面转移到背面，具有较严重的固定型式的噪声以及分辨率力下降的缺点。另一种可以做成一维和两维阵列的SLM是一种可形变的反射镜。形变镜可细分为三类弹性体类，膜片类及悬臂片式形变镜。在弹性体类中，一金属化的弹性体的寻址是通过一个空间变化的电压实现的，这种电压通过压缩弹性体产生表面形变。因为寻址电压需要约一至二百伏电压，因此这种弹性体对于高集成密度的硅寻址电路不是一种良好的选择对象。参看“A.Lakators和R.Bergen，使用非晶体Se型RUTICON光阀管的电视投影显示，24IEEETran.Elec.Dev.930(1977)”。薄膜形变镜有多种类型。一种类型基本上是上述埃德富(Eidophor)油膜的替代品。在这系统中，一个薄的反射膜利用支撑栅格结构架安装到阴极射线管(CRT)的荧光屏上。寻址方式和埃德富(Eidophor)一样，是通过光栅扫描电子来实现的。用电子束在CRT的玻璃荧光屏上存储的电荷通过静电感应吸引具有恒定电压的薄膜。这种吸引力使得薄膜陷入栅格结构的网孔中，因此在每个受调制的象素位置上形成一个微型球面镜。从这种类型受调象素衍射的光被集中进入比较窄的锥体中，该锥体围绕镜面反射束旋转对称。这种类型的光阀管与一纹影挡板一起使用，这种纹影挡板包含一个中心模糊区，其位置及尺寸确好能挡住从光阀管未调制区镜面反射后光学系统所形成的光源的像。已调象素在纹影挡板的平面上产生一个比中心模糊区更大的圆形光斑，但集中在它上面。一般而言，形变薄膜投影器的挡板效率或越过纹影挡板的已调光素的能量的百分比比油膜埃德富(Eidophor)投影器的稍低一些。此外，这些薄膜可形变镜系统至少存在两个主要问题。为了对较硬的反射薄膜进行寻址，需要高压。电子束光栅和象素支撑栅格结构之间稍不对准就会产生寻址问题。这种不对准会使成像模糊及显示的亮度不一致。在“L.Hornbeck，30IEEETran.Elec.Dev.539(1983)”和“美国专利No.4441791”中描述了另一种类型的薄膜形变镜，它是一个由与硅寻址电路粘接在一起的金属化聚合物镜阵组成的混合集成电路。其下的、通过空气隙与镜阵元件隔开的模拟寻址电路，通过静电吸引力使镜的阵列在所选定的象素中移位，这种两维移位图形产生一个相应的反射光相位调制图形。这种反射光相位调制图形可通过纹影投影技术转化为模拟量的强度变化，或可用作光信息处理器的输入变换器。由于极微小的微粒陷入薄膜和其底部的支撑结构之间也会产生缺陷，从而使薄膜形变镜遇到了制造工艺性问题。薄膜会在这些陷入的微粒上形成篷状物，这些蓬状物横向扩展得比这些微粒自身尺寸大得多，这些蓬状物又会由纹影成像系统形成一个个亮点的像。悬臂片式的形变镜是一种可形变的悬臂片的微机械阵列，藉助于某些寻址方式可以被静电感应而一个一个地产生形变，从而调制线性阵列或平面阵列图形中的入射光。这种悬臂片式形变镜与适当的投影光学电路一起使用，能用于显示，作光信息处理，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使偏转片式空间光调制器的象素复位的方法，包括下列步骤：（ａ）施加一个电压以存储能量于偏转片的铰链里，然后（ｂ）去除电压以释放所存储的能量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉里J霍恩贝克，
申请(专利权)人：得克萨斯仪器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]