CN1229930A - 偏振变换系统 - Google Patents

偏振变换系统 Download PDF

Info

Publication number
CN1229930A
CN1229930A CN98125809A CN98125809A CN1229930A CN 1229930 A CN1229930 A CN 1229930A CN 98125809 A CN98125809 A CN 98125809A CN 98125809 A CN98125809 A CN 98125809A CN 1229930 A CN1229930 A CN 1229930A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
polarization
reverberator
liquid crystal
conversion system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN98125809A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1165802C (zh
Inventor
R·A·布德
D·B·达夫
R·N·辛格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of CN1229930A publication Critical patent/CN1229930A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1165802C publication Critical patent/CN1165802C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • G02B27/285—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining comprising arrays of elements, e.g. microprisms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/13362—Illuminating devices providing polarized light, e.g. by converting a polarisation component into another one

Abstract

一种在改进的偏振变换系统中最新利用反射偏振膜为基础的聚合物的新型结构,所述偏振变换系统用于液晶投影系统,这种液晶投影系统易于制造,成本低,并能通用于较大数值孔径的偏振变换。本发明的另一方面为采用本发明偏振变换系统的偏振调制液晶投影式显示系统。

Description

偏振变换系统
一般地说，本发明涉及投影式液晶系统，如投影式计算机显示器、投影监视器、投影视频或电视系统，具体地说，涉及一种低成本偏振变换系统和以偏振调制液晶显示器为基础的投影式液晶系统的光学装置。
投影式液晶显示器(LCD)中所用的偏振变换系统为现有技术所公知。在一种投影仪中，借助聚光器和中继透镜，使来自诸如金属卤化物弧光灯类光源的光受到反射器会聚，并照在物体上(如液晶光阀)。然后以所需的放大率使被照射物体投影于显示屏上。然而，由于占主导类型的液晶显示器通过鉴别来自亮暗象素的偏振光形成图形，所以必须在入射于液晶光阀上之前，借助比如线偏振器使由光源会聚的光偏振。在光阀中，通过离开亮暗象素的偏振光鉴频亮暗象素。然后再用分析器分析这种光。通常，利用普通起偏器使非偏振光偏振化的作用意味着，由于起偏器的吸收，使不希望的偏振光被损失。用偏振直角棱镜或平板光束分离器代换，致使透射一个方向上的偏振光，而反射另一个偏振光。在这种情况下，必须使未被使用的不需要的偏振光重新被扑获，并使它的偏振方向在可被用于照明光阀之前变换为使所用的偏振光方向。这些偏振变换系统通常包括光反射器、四分之一波片和/或二分之一波片。四分之一波片使入射光的偏振方向旋转45°。类似地，二分之一波片使入射光的偏振方向旋转90°。
在Karasawa等人的美国专利US5,200,843中，偏振和偏振变换发生于整个光源的最大孔径，因此，出射光在其入射于光阀上之前必须通过一强度均匀器。虽然这种类型的照明系统有其益处，但它们还有体积庞大并且昂贵的趋向。
另外的偏振变换系统，例如EP0,753,780(A1)和EP0,753,971(A1)中所揭示的那些系统在现有技术是公知的如图1A所示，通常用参考标号100表示。在这些系统中，来自光源101和反射器102的光的最大孔径被取样、被细分，并由透镜陈列103聚焦，结果形成光束取样阵列114，所述反射器沿箭号A所示方向反射来自光源的光。靠近这些光束取样会聚点是偏振变换系统120，包括一组平板偏振光分束器115，该组的每块平板接收一排光束取样114。由于偏振变换系统120处于光束取样会聚附近，这些光束取样互相分开，并可该系统的侧面形成另一光束取样103象。例如，使光束取样114分成透射的P一偏振光117和从偏振光分束器115的前部115a反射的S-偏振光116的两种偏振组分。S偏振光进一步被偏振光分束器115的后部115b反射。然后被反射的光束通过二分之一波片130，使其偏振方向旋转90°，从该平板透射时成为P偏振光118。于是，出射光束受到最小的幅值损失，得到光束117及118形式的单一类型线偏振光。这种偏振变换对所有光束取样都会发生，所述各光束取样随后被第二透镜陈列113射向光阀(未示出)。被适当放大并交叠的光束取样以一种非常有效的方式用偏振光照射光阀。图1A的偏振变换系统120面对反射器一侧有另一组由挡光框122形成的交替遮挡平板，以使偏振的程度最大。这种系统有很多部分，虽然总装件是小型且有效的，制造这种偏振变换系统120相对地比较昂贵。
图1B表示图1A偏振变换系统120的放大示意图。它包括一组平面型平行平板的偏振光分束器115，平板的一侧115a具有偏振光分束多层介电涂层，另一侧115b被遮光缘122遮挡，使它不能接收任何直射光。有如所示者，光只入射于各交替的平板上。类似地，将二分之一波片的缘130交替加在各平板上，使二分之一波片130只能接收S-偏振光116的反射光116a，并将其变换成P-偏振光118。尽管这种布置有其优点，但所有各部件的组合及调整是昂贵的。再有，多层薄膜的偏振膜只能在有限的角度范围内工作。
因上述原因，在本领域中需要一种简单、低成本、可在大的数值孔径下工作的偏振变换系统。
于是，本发明的目的在于提供一种偏振变换系统，它能由非偏振光得到线偏振光，而不损失掉一半光强。
本发明的另一目的在于提供一种偏振变换系统，它能由非偏振光得到线偏振光，用该线偏振光能获得较亮图形，而无需增大光源的功率。
本发明的又一目的在于提供一种偏振变换系统，它能由非偏振光得到线偏振光，用于投影式显示器中。
本发明的再一目的在于提供一种偏振变换系统，它能由非偏振光得到线偏振光，其结构简单，并因此而更为经济。
本发明的再一目的在于提供一种偏振变换系统，它能在较宽的入射角(即数值孔径)范围工作，由非偏振光得到线偏振光。
本发明的再一目的在于提供一种能在覆盖三原色红、绿、兰的较宽波长范围内产生线偏振光的偏振变换系统。
因此，给出一种用于变换入射光的偏振变换系统，它将具有至少第一和第二偏振光的入射光变换成第一偏振和第二偏振光之一。所述偏振变换系统包括入射光进入的入射端、第一和第二偏振光之一射出的出射端。位于入射端与出射端之间并关于入射光成角度地、按与入射光耦合的方式设置以聚合物为基本成分的反射偏振材料，以透射第一和第二偏振光中的一种，而反射另一种。还设置用于反射来自以聚合物为基本成分的反射偏振材料之反射光的反射器，以及位于入射端的遮光部件，用于遮断入射光与反射装置耦合方向。最后，还设置偏振变换器，用于将反射光的偏振方向变换成透射光的偏振方向。将以聚合物为基本成分的反射偏振材料、反射器、偏振变换器和遮光部件布置成使第一和第二偏振光之一的透射光从出射端射出，同时使反射的光射向所述反射器，所述反射器使其射向偏振变换器，偏振变换器在反射光从出射端射出之前依次将反射光的偏振方向变换成透射光的偏振方向。
本发明的另一方面是采用本发明偏振变换系统的偏振调制液晶投影式显示系统。
可以理解，虽然本发明是相对于可获得较大准直光束之抛物柱面反射器描述的，但也可以方便地采用椭圆形或其他种反射器，有如本领域所公知的那样，通过加入准直聚光透镜，得到准直光束。
参照以下的描述、所附权利要求及附图，将使本发明设备及方法的这些和其它的特点、方面及优点变得愈为好理解，其中：
图1A表示现有技术的LCD投影式照明系统；
图1B表示图1A偏振变换系统的放大视图；
图2A表示本发明偏振变换系统的等角视图；
图2B表示沿图2A之2B-2B线所取的偏振变换系统断面图；
图3A表示图2B偏振变换系统另一种实施例的断面图；
图3B表示图2B偏振变换系统又一种实施例的断面图；
图3C表示图2B偏振变换系统再一种实施例的断面图；
图4表示本发明偏振变换系统的P偏振和S偏振光的透射和反射曲线；
图5表示非偏振光透过本发明偏振变换系统的透射百分比的曲线；
图6表示利用本发明偏振变换系统的偏振和调制液晶显示系统。
以下参照图2A和2B，示出一般地用参考标号220表示的本发明偏振变换系统，其中以反射偏振材料215为基础的聚合物，如可由3M公司得到的DBET替代现有技术中所用的涂敷于多个平行平板上的分离偏振光的昂贵的多层薄膜。最好如所示的那样，使反射偏振材料215悬浮于空气中，或者换一方式，将其夹于两块薄玻璃板(未示出)之间，或玻璃光楔(未示出)之间。反射偏振材料215一般是几百微米厚，足以稳固地独立悬浮，而无需像现有技术中多层薄膜涂层的情况那样需要支撑基板。这就导致部件数量、重量及制作成本降低。
反射偏振材料215关于入射光114形成角度(90-θ)，使它透过P偏振光117，而向着S反射器225(或替代的反射聚合物材料)反射S偏振光116。反射器，如S反射器225邻近反射偏振材料，并且，也关于入射光成类似角度。S反射器225反射S偏振光116，并且最好是分离S偏振光与P偏振光的同一反射偏振材料。另外，S反射器225可以是在薄玻璃基板(未示出)上的非偏振反射器或常规反射镜。
正如现有技术中所作的那样，设置遮光部件222，以防止入射光114入射到S反射器225上。类似地，使偏振变换器，如二分之一波片230定位，以使自S反射器225反射的S偏振光116a射向二分之一波片230，从而使S偏振光116变换为P偏振光118。最好使有如图2B所示的各部件通过夹持器支架240悬浮于空气中。夹持器支架240具有用以容纳各部件的开缝245，最好用金属或塑料制成。
最好将偏振变换系统220布置成有如图2A所示那样，其中使以反射偏振材料215为基础的聚合物、S反射器225、二分之一波片230及遮光部件222构成条形陈列，通常分别将该条形陈列记为参考标号215a、225a、230a和222a。最好将这些条板布置成偏振变换系统的陈列形式，作为一个单独单元工作。不过，一些熟悉本领域的人将能理解，可按多种方式构造并成形以反射偏振材料215为基础的聚合物、S反射器225、二分之一波片230及遮光部件222，而不致脱离本发明的范围和精髓。那些熟悉本领域的人还能理解，并非必须使所述偏振变换系统220成为各部件的阵列形式，而可由单个的以反射偏振材料215、反射器225、遮光部件222和偏振变换器230构成。
以下将参照图2B、4和5讨论偏振变换系统220的工作情况。为了这种讨论，假设如图2B所示那样，使所述偏振变换系统220构成重复部件的阵列，但有如先前所讨论的那样，它的工作情况将与单一组部件相同。借助一透镜陈列，使来自光源和反射器的非偏振光射在偏振变换系统220上。射向偏振变换系统220的入射光114由P偏振光117及S偏振光116构成。遮光部件222的交替区域阻断入射光114入射到S反射器225。在所述偏振变换系统的入射光114不受遮光部件222遮挡的部分，入射光114入射到反射偏振材料215，所述反射偏振材料215位于各遮光部件222之间并成θ角，以致反射偏振材料215透射P偏振光117而向着S反射器225(或换以反射偏振材料)反射S偏振光116。然后再使S偏振光116向着二分之一波片230反射成116a，使其变换为P偏振光118。于是，使包含P偏振光和S偏振光的入射光114变换成只含P偏振光117、118的光。
另一方面，现有技术的多层薄膜偏振膜关于入射光在有限的角度范围(90-θ)内工作，而聚合物型反射偏振片215在整个较宽的角度范围内工作。图4示出工作于较宽角度范围的典型反射偏振膜的S、P光透过率(分别为610和620)及P、S光反射率(分别为630和640)当角度θ关系的测试结果，所述角度范围远宽于任何薄膜偏振分光涂层，致使本偏振变换系统220能以极大的数值孔径工作。图5表示通过样品薄膜之非偏振光的透射率与波长的函数关系。透过这些多层反射聚合物薄膜的光在整个谱段基本为均匀的透射使得它们对于偏振变换系统是极为有用的。
图3A示出所述偏振变换系统的另一实施例，一般地用参考标号320表示。该实施例中的反射偏振材料315倾斜角度θ，其中θ角最好为30°，以便允许利用同一薄膜表面透射P偏振光117和反射S偏振光116。以这种结构，P偏振光117通过反射偏振片315的下半部315a，而反射的S偏振光116继续进到相邻反射偏振段的上半部315b，同时在该表面处再次反射，使之透过二分之一波片330，以便变换成偏振光118。采用这种结构，每个反射偏振段315具有双重用途，并且倾斜表面的数目削减近一半，进一步降低装置的成本。但须使金属遮光部件322与二分之一波片330互相对准。
与对于前面实施例的讨论一样，可通过夹持器支架使图3A中所示的各部件悬浮，或者可使它们贴在透明光楔340上，这种光楔最好用高质量的光学玻璃制作。透明光楔340还具有输入边340a和输出边340b，它们对应于偏振变换系统的输入端和输出端，还有偏振边340c和反射边340d。以反射偏振材料315a为基础的聚合物贴在偏振边340c上，S反射器315b贴在反射边340d上，遮光部件322贴在输入边340a上，而二分之一波片330贴在对输出边340b上。最好使多个光楔连接成偏振变换系统320，正如图3A所示那样，使它们作为一单独的单元工作。
本发明的又一实施例被示于图3B中，一般地表示为参考标号420。除了现在由通过夹持器支架440使反射偏振材料415悬浮于空气中以外，所述夹持器支架440具有开缝445，以容纳图3B中的各部件以外，图3B的实施例类似于前述实施例另外，可使反射偏振材料415贴在薄玻璃片(未示出)上，或使其被夹在薄玻璃片(未示出)之间，或者贴在多个玻璃光楔上。在这些情况中，30°表面的下部415a有反射偏振材料，而上部415b可以是简单的薄膜反射镜涂层。
图3C表示偏振变换系统的再一实施例，一般地表示为参考标号520，该实施例采用反射偏振聚合物薄膜515，其中由四分之一波片550代替前述各实施例中的二分之一波片实现偏振方向变换。这里将反射偏振薄膜515加在薄玻璃片560的下半部，并倾斜θ角，最好为30°。玻璃片560的上半部以反光镜涂层570涂敷在离S偏振光116最远的一边，而以四分之一波片涂层550涂敷于最靠近S偏振光116。将此用为偏振变换器、金属遮光部件和反射器。借助于在沿平行于透射的P偏振光117方向透射之前两次通过两个四分之一波片550，将S偏振光116变换成P偏振光118。有如所述的薄玻璃片560很容易制作，可简单地将其放入带开缝的金属的或塑料的夹持器支架内，以便装配出一种成本非常低廉的、用于投影式显示器的偏振变换系统520。
以下参照图6，它表示一种偏振调制液晶投影式显示系统，一般地表示为参考标号700，其中采用了本发明的偏振变换系统。偏振调制液晶投影式显示系统700包括光源710和反射器720，用于向着箭头B的方向反射非偏振光。设置第一透镜陈列730，用以取样、细分并聚焦非偏振光。来自第一透镜陈列730的光被聚焦于本发明的偏振变换系统740附近。然后利用第二透镜陈列750使来自偏振变换系统740的偏振光射向至少一个液晶光阀。对于彩色显示，最好采用红、绿和兰色三个液晶光阀，分别为760a,760b和760c。所述液晶光阀760a,760b和760c最好如图6所示那样为透明的，不过，那些熟悉本领域的人可以理解，各反射式光阀也可用于本发明的偏振变换系统，而不致脱离本发明的范围和精髓。
如果使用多于一个颜色的液晶光成阀，则必须分别使用颜色分离与合成装置770a和770b，以分离并合成各个光阀的颜色，形成彩色图象。随后使来自分离与合成装置770的图象射向投影透镜780，投影透镜780将所述图象投影于屏幕790上。偏振调制液晶投影式显示系统700可用于投影式计算机显示器、投影式监视器和投影式视频或电视系统。
本领域的人员从上述描述可以理解，可使本发明的偏振变换系统降低至极低的成本。所提出的结构比起较为早期的系统来，较为简单而且包含较少的部件，并可将其延伸到与先前的采用多层介电薄膜的系统相比较高的数值孔径，这是由于，以聚合物为基本成分的反射偏振材料涂层的性质的缘故。
尽管已经表示并描述了被认为是本发明优选实施例的情况，当然应能理解，可以容易地作出形式上的或细节的各种改型和变化，而不致脱离本发明的精髓。因此，其意图在于，本发明并不限于所描述并表示的各种形式，而应理解为涵盖了所有能落入所附各权利要求范围的改型。

Claims (30)

1．一种偏振变换系统，用于将具有至少第一和第二偏振光的入射光变换成第一偏振和第二偏振光之一，所述偏振变换系统的特征在于包括：
入射光进入的入射端；
第一和第二偏振光之一射出的出射端；
位于入射端与出射端之间并关于入射光成角度地、按与入射光耦合的方式设置的以聚合物为基本成分的反射偏振材料，以透射第一和第二偏振光中的一种，而反射另一种；
用于反射来自所述以聚合物为基本成分的反射偏振材料之反射光的反射器；
位于入射端的遮光部件，用于遮断入射光与反射装置耦合；
偏振变换器，用于将反射光的偏振方向变换成透射光的偏振方向；
其中将以聚合物为基本成分的反射偏振材料、反射器、偏振变换器和遮光部件布置成使第一和第二偏振光之一的透射光从出射端射出，并使反射光在该处射向所述反射器，反射器使其射向偏振变换器，在从出射端射出之前，偏振变换器将反射光偏振方向变换成透射光偏振方向。
2．如权利要求1所述的偏振变换系统，其特征在于，所述反射器为非偏振反射器。
3．如权利要求1所述的偏振变换系统，其特征在于，所述反射器为反光镜。
4．如权利要求1所述的偏振变换系统，其特征在于，所述反射器也是以聚合物为基本成分的反射偏振材料。
5．如权利要求1所述的偏振变换系统，其特征在于，所述透射光是P偏振光，反射光是S偏振光，P、S偏振光彼此成90°，所述偏振变换器为二分之一波片，用以将S偏振光变换成P偏振光。
6．如权利要求1所述的偏振变换系统，其特征在于，还包括带开缝的夹持器支架，用以容纳以聚合物为基本成分的反射偏振材料、反射器、偏振变换器和遮光部件，并按所需的排列容纳它们。
7．如权利要求1所述的偏振变换系统，其特征在于，还包括透明光楔，它有与本偏振变换系统之入射端和出射端对应的入射边和出射边，还有偏振边和反射边，以聚合物为基本成分的反射偏振材料贴在偏振边上，反射器贴在反射边上，遮光部件贴在输入边上，而偏振变换器贴在输出边上。
8．如权利要求1所述的偏振变换系统，其特征在于，所述以聚合物为基本成分的反射偏振材料关于入射光方向成45°角。
9．如权利要求1所述的偏振变换系统，其特征在于，所述以聚合物为基本成分的反射偏振材料还包括反射器，并关于入射光方向成60°角，该以聚合物为基本成分的反射偏振材料具有下半部和上半部，它们被布置成透射通过下半部的光，并使反射光射向上半部，再向偏振变换器反射。
10．如权利要求1所述的偏振变换系统，其特征在于，所述以聚合物为基本成分的反射偏振材料、反射器、偏振变换器和遮光部件被构造成条形，这些条形按偏振变换系统陈列的形式布置，作为单独一个单元工作。
11．一种偏振变换系统，用于将具有至少第一和第二偏振光的入射光变换成第一偏振光和第二偏振光之一，所述偏振变换系统的特征在于包括：
入射光进入的入射端；
第一和第二偏振光之一射出的出射侧；
位于入射端与出射端之间并关于入射光成角度地、按与入射光耦合的方式设置的以聚合物为基本成分的反射偏振材料，以透射第一和第二偏振光中的一种，而反射另一种；
用于反射来自所述以聚合物为基本成分的反射偏振材料之反射光的反射器；以及
偏振变换器，用于将反射光的偏振方向变换成透射光的偏振方向；
其中将以聚合物为基本成分的反射偏振材料、反射器和偏振变换器布置成使第一和第二偏振光之一的透射光从出射端射出，并使反射光在该处射向偏振变换器和反射器，在从出射端射出之前，所述偏振变换器和反射器将反射光偏振方向变换成透射光的偏振方向。
12．如权利要求11所述的偏振变换系统，其特征在于，所述反射器为非偏振反射器。
13．如权利要求11所述的偏振变换系统，其特征在于，所述反射器为反光镜。
14．如权利要求11所述的偏振变换系统，其特征在于，所述反射器也是以聚合物为基本成分的反射偏振材料。
15．如权利要求11所述的偏振变换系统，其特征在于，还包括带开缝的夹持支架，用以容纳以聚合物为基本成分的反射偏振材料、反射器和偏振变换器，并按所需的排列容纳它们。
16．如权利要求11所述的偏振变换系统，其特征在于，所述以聚合物为基本成分的反射偏振材料还包括反射器，并关于入射光方向成60°角，该以聚合物为基本成分的反射偏振材料具有下半部和上半部，它们被布置成透射光通过下半部，并使反射光射向上半部，再向偏振变换器反射。
17．如权利要求11所述的偏振变换系统，其特征在于，所述透射光是P偏振光，反射光是S偏振光，P、S偏振光彼此成90°，所述偏振变换器包括四分之一波片，它使偏振光变换45°，并将其布置成先使反射光通过所述四分之一波片，然后到反射器，反射器再使反射光通过该四分之一波片，致使反射光被变换90°，从S偏振光变换成P偏振光。
18．如权利要求11所述的偏振变换系统，其特征在于，所述以聚合物为基本成分的反射偏振材料、反射器、偏振变换器和遮光部件被构造成条形，这些条形按偏振变换系统陈列的形式布置，作为单独一个单元工作。
19．一种偏振调制液晶投影式显示系统，它包括：
提供非偏振光的光源；
传输所述非偏振光的反射器；
第一透镜陈列，所述非偏振光射于其上，用以将非偏振光细分并聚焦成至少具有第一和第二偏振光的入射光束陈列；
偏振变换系统，所述入射光束陈列射向它，并位于所述第一透镜陈列的焦点附近，用于使至少具有第一和第二偏振光的入射光束变换成第一和第二偏振光之一，该偏振变换系统包括：入射光进入的入射端；第一和第二偏振光之一射出的出射端；位于入射端与出射端之间的以聚合物为基本成分的反射偏振材料陈列，每一个单个的以聚合物为基本成分的反射偏振材料与每一束入射光耦合，并关于入射光成角度，以透射第一和第二偏振光中的一种，而反射另一种；一反射器陈列，用于反射来自每一个以聚合物为基本成分的反射偏振材料之反射光；一位于入射端的遮光部件陈列，用于遮断入射光与反射装置耦合；和一偏振变换器陈列，用于将反射光的偏振方向变换成透射光的偏振方向；从而将以聚合物为基本成分的反射偏振材料、反射器、偏振变换器和遮光部件布置成使第一和第二偏振光之一的透射光从出射端射出，并使反射光在该处射向所述反射器，反射器使其射向偏振变换器，在从出射端射出之前，所述偏振变换器将反射光偏振方向变换成透射光的偏振方向；
用于传输偏振光的第二透镜陈列；
至少一个液晶光阀，偏振光射于其上，产生图象；
投影图象的投影透镜；以及
使图象投影于其上的屏幕。
20．如权利要求19所述的偏振调制液晶投影式显示系统，其特征在于，还包括放大和中继透镜系统，用以照明所述光阀。
21．如权利要求19所述的偏振调制液晶投影式显示系统，其特征在于，所述液晶光阀是透明型的。
22．如权利要求19所述的偏振调制液晶投影式显示系统，其特征在于，所述液晶光阀是反射型的。
23．如权利要求19所述的偏振调制液晶投影式显示系统，其特征在于，具有一个以上液晶光阀，每个光阀都能显示不同颜色的图象，所述系统还包括颜色分离与合成装置，以分离并合成各个液晶光阀的彩色图象，形成彩色图象。
24．如权利要求23所述的偏振调制液晶投影式显示系统，其特征在于，第一液晶光阀为红色的，第二液晶光阀为绿色的，第三液晶光阀为兰色的。
25．一种偏振调制液晶投影式显示系统，它包括：
提供非偏振光的光源；
传输所述非偏振光的反射器；
第一透镜陈列，所述非偏振光射于其上，用以将非偏振光细分并聚焦成至少具有第一和第二偏振光的入射光束陈列；
偏振变换系统，所述入射光束陈列射向它，并位于所述第一透镜陈列的焦点附近，用于使至少具有第一和第二偏振光的入射光束变换成第一和第二偏振光之一，该偏振变换系统包括：入射光进入的入射端；第一和第二偏振光之一射出的出射端；位于入射端与出射端之间的以聚合物为基本成分的反射偏振材料陈列，每一个单个的以聚合物为基本成分的反射偏振材料与每一束入射光耦合，并关于入射光成角度，以透射第一和第二偏振光中的一种，而反射另一种；一反射器陈列，用于反射来自每一个以聚合物为基本成分的反射偏振材料之反射光；和一偏振变换器陈列，用于将反射光的偏振方向变换成透射光的偏振方向；从而将以聚合物为基本成分的反射偏振材料、反射器和偏振变换器布置成使第一和第二偏振光之一的透射光从出射端射出，并使反射光在该处射向所述偏振变换器和反射器，并且在从出射端射出之前，偏振变换器和反射器将反射光偏振方向变换成透射光偏振方向；传输偏振光的第二透镜陈列；
至少一个液晶光阀，偏振光射于其上，产生图象；
投影图象的投影透镜；以及
使图象投影于其上的屏幕。
26．如权利要求25所述的偏振调制液晶投影式显示系统，其特征在于，还包括放大和中继透镜系统，用以照明所述光阀。
27．如权利要求25所述的偏振调制液晶投影式显示系统，其特征在于，所述液晶光阀是透明型的。
28．如权利要求25所述的偏振调制液晶投影式显示系统，其特征在于，所述液晶光阀是反射型的。
29．如权利要求25所述的偏振调制液晶投影式显示系统，其特征在于，具有一个以上液晶光阀，每个光阀都能显示不同颜色的图象，所述系统还包括颜色分离与合成装置，以分离并组合各个液晶光阀的彩色图象，形成彩色图象。
30．如权利要求29所述的偏振调制液晶投影式显示系统，其特征在于，第一液晶光阀为红色的，第二液晶光阀为绿色的，第三液晶光阀为兰色的。
CNB981258093A 1997-11-20 1998-11-19 偏振变换系统及包含该系统的液晶显示系统 Expired - Lifetime CN1165802C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/975337 1997-11-20
US08/975,337 US6803972B1 (en) 1997-11-20 1997-11-20 Polarization conversion system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1229930A true CN1229930A (zh) 1999-09-29
CN1165802C CN1165802C (zh) 2004-09-08

Family

ID=25522922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB981258093A Expired - Lifetime CN1165802C (zh) 1997-11-20 1998-11-19 偏振变换系统及包含该系统的液晶显示系统

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6803972B1 (zh)
CN (1) CN1165802C (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1478208B (zh) * 2001-06-04 2010-05-26 伊尔格冯汗 光学器件
CN103018917A (zh) * 2011-09-22 2013-04-03 索尼公司 光学设备和投影设备
CN109483886A (zh) * 2018-12-21 2019-03-19 绍兴市上虞区幻想动力机器人科技有限公司 一种液晶屏3d打印用偏振光源

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6661475B1 (en) * 2000-03-23 2003-12-09 Infocus Corporation Color video projection system employing reflective liquid crystal display device
JP4143444B2 (ja) * 2003-03-07 2008-09-03 キヤノン株式会社 照明光学系
US7261418B2 (en) * 2004-11-12 2007-08-28 3M Innovative Properties Company Projection apparatus
US7391569B2 (en) * 2004-12-29 2008-06-24 3M Innovative Properties Company Projection system including intrinsic polarizer
TWI269112B (en) * 2005-04-28 2006-12-21 Young Optics Inc Optical projecting device and polarizing light source module thereof
JP5030134B2 (ja) * 2005-08-18 2012-09-19 株式会社リコー 偏光変換素子、偏光変換光学系および画像投影装置
JP5538731B2 (ja) * 2009-01-29 2014-07-02 キヤノン株式会社 積層薄膜、位相板、及び反射型液晶表示装置
WO2018229961A1 (ja) * 2017-06-16 2018-12-20 マクセル株式会社 光源装置およびヘッドアップディスプレイ装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5235443A (en) * 1989-07-10 1993-08-10 Hoffmann-La Roche Inc. Polarizer device
US5313318A (en) * 1991-11-04 1994-05-17 Apple Computer, Inc. Internal frame for a liquid crystal display not extending to the upper surface thereof, light guide and circuitry assembly
US5412492A (en) * 1991-11-05 1995-05-02 Magnascreen Corporation Electro-optical lens assembly
JPH05241103A (ja) * 1992-02-21 1993-09-21 Nec Corp 投射型液晶表示装置
US5729306A (en) * 1994-09-30 1998-03-17 Sharp Kabushiki Kaisha Light splitting and synthesizing device and liquid crystal display apparatus including the same
KR0164463B1 (ko) * 1994-11-25 1999-03-20 이헌조 액정프로젝트의 광학장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1478208B (zh) * 2001-06-04 2010-05-26 伊尔格冯汗 光学器件
CN103018917A (zh) * 2011-09-22 2013-04-03 索尼公司 光学设备和投影设备
CN109483886A (zh) * 2018-12-21 2019-03-19 绍兴市上虞区幻想动力机器人科技有限公司 一种液晶屏3d打印用偏振光源
CN109483886B (zh) * 2018-12-21 2024-01-30 深圳市龙祥卓越电子科技有限公司 一种液晶屏3d打印用偏振光源

Also Published As

Publication number Publication date
US6803972B1 (en) 2004-10-12
CN1165802C (zh) 2004-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0492636B1 (en) Polarization illumination device and projector having the same
CN1052081C (zh) 图象投影系统
CN1061505C (zh) 反射图象投射屏及包括这种屏的图象投射系统
EP0977442B1 (en) Color projection system incorporating electro-optic light modulator and rotating light reflective element
US5283600A (en) LCD projector
US5995284A (en) Polarized illumination system for LCD projector
CN1165802C (zh) 偏振变换系统及包含该系统的液晶显示系统
CN1144076C (zh) 反射型投影仪
CN1187637C (zh) 液晶投影仪的光学系统
CN1463384A (zh) 反射型液晶投影器
CN1171111C (zh) 投影仪
KR100218583B1 (ko) 투사형 화상표시장치
JPH09133905A (ja) 光偏向装置及びその装置を利用する液晶バルブ型の投射システム
CN1222788C (zh) 偏振光变换元件的制造方法
CN1157423A (zh) 偏振棱镜及使用该偏振棱镜的光学系统
US5301030A (en) Optical illumination apparatus for a display unit with efficient light source polarization
JPH05181135A (ja) 偏光照明装置及び該偏光照明装置を用いた投写表示装置
CN1595224A (zh) 照明装置和使用该装置的投影机
CN1278163C (zh) 投影机
CN100354665C (zh) 双棱镜中偏振循环的照明装置
CN1192272C (zh) 图象投影系统
JPH11160791A (ja) 照明光学装置およびこの照明光学装置を使用した投写型表示装置
CN1568437A (zh) 光学装置
CN1784907A (zh) 投影仪系统
CN2505864Y (zh) 一种改进的液晶投影装置分光系统

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20040908

CX01 Expiry of patent term