CN107209403A - 高功率工作的偏振开关 - Google Patents

高功率工作的偏振开关 Download PDF

Info

Publication number
CN107209403A
CN107209403A CN201580066224.5A CN201580066224A CN107209403A CN 107209403 A CN107209403 A CN 107209403A CN 201580066224 A CN201580066224 A CN 201580066224A CN 107209403 A CN107209403 A CN 107209403A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polarizer
end cap
compensator
substrate
liquid crystal
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
CN201580066224.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107209403B (zh
Inventor
G·D·夏普
D·A·科尔曼
S·吉尔曼
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.)
RealD Inc
Original Assignee
RealD Inc
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 RealD Inc filed Critical RealD Inc
Publication of CN107209403A publication Critical patent/CN107209403A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107209403B publication Critical patent/CN107209403B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • G02F1/133382—Heating or cooling of liquid crystal cells other than for activation, e.g. circuits or arrangements for temperature control, stabilisation or uniform distribution over the cell
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/22—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
    • G02B30/25—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type using polarisation techniques
    • 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
    • G02F1/133382—Heating or cooling of liquid crystal cells other than for activation, e.g. circuits or arrangements for temperature control, stabilisation or uniform distribution over the cell
    • G02F1/133385—Heating or cooling of liquid crystal cells other than for activation, e.g. circuits or arrangements for temperature control, stabilisation or uniform distribution over the cell with cooling means, e.g. fans
    • 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
    • G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13471—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells
    • 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 
    • G02F1/0136—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  for the control of polarisation, e.g. state of polarisation [SOP] control, polarisation scrambling, TE-TM mode conversion or separation
    • 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
    • G02F1/13306—Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • 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
    • G02F1/133528—Polarisers
    • 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
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133634—Birefringent elements, e.g. for optical compensation the refractive index Nz perpendicular to the element surface being different from in-plane refractive indices Nx and Ny, e.g. biaxial or with normal optical axis
    • 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
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/36—Airflow channels, e.g. constructional arrangements facilitating the flow of air
    • 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
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/38—Anti-reflection arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/337—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using polarisation multiplexing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/341—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using temporal multiplexing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

本发明描述了液晶装置，其在高辐照度条件下保持偏振/幅度调制的性能。本发明论述了在高热负载下隔离偏振元件的配置，该配置允许可以是对应力双折射敏感的其他元件(诸如玻璃)保持接近最佳的热条件。

Description

高功率工作的偏振开关
相关申请的交叉引用
本申请涉及2008年6月4日提交的美国专利申请No.12/156,683“Display device”(显示装置)(代理人档案号No.95194936.093001)、2010年8月9日提交的美国专利申请No.12/853.286“Stereoscopic flat panel display with synchronized backlight,polarization control panel,and liquid crystal display”(具有同步背光、偏振控制面板和液晶显示器的立体平板显示器)(代理人档案号No.95194936.093101)，2010年8月9日提交的美国专利申请No.12/853,274“Stereoscopic flat panel display withupdated blanking intervals”(具有更新的消隐间隔的立体平板显示器)(代理人档案号No.95194936.266001)、2010年8月9日提交的美国专利申请No.12/853,279“Stereoscopicflat panel display with scrolling backlight and synchronized liquid crystaldisplay update”(具有滚动背光和同步液晶显示更新的立体平板显示器)(代理人档案号No.95194936.266101)、2010年8月9日提交的美国专利申请No.12/853,265“Stereoscopicflat panel display with a continuously lit backlight”(具有连续发光背光的立体平板显示器)(代理人档案号No.95194936.266201)以及2010年8月9日提交的美国专利申请No.12/853,273“Segmented polarization control panel”(分段偏振控制面板)(代理人档案号No.95194936.266301)，所有这些申请全文以引用方式并入本文。此外，本申请涉及并要求2014年10月21日提交的名称为“High power handling polarization switches”(高功率工作的偏振开关)(代理人档案号No.375000)的美国临时申请No.62/066,624的优先权，该申请全文以引用方式全部并入本文。
技术领域
本公开整体涉及显示器，更具体地讲，涉及具有液晶器(LC)调制面板和偏振控制面板(PCP)的立体平板显示器。
背景技术
偏振开关常常用于为单投影仪3D投影显示器暂时编码立体图像。一个示例是ZScreen，其可以包括中性线性输入偏振器，接着是交替接合的液晶π单元(pi-cell)。由于来自很多投影仪模型的输出基本不是偏振的，诸如基于Texas Instruments DLP微型显示器的那些，因此超过一半的能量被偏振开关的输入偏振器吸收。这种能量消散在光学组件中，导致局部发热。通常利用光学粘合剂组装偏振开关，以消除产生光损失和性能劣化(例如对比度和透射波前失真)的空气-玻璃界面。这种组件中的局部发热导致应变分布，通常引起使性能劣化的显著双折射。在3D显示器中，这表现为立体对比度(SCR)的损失。
发明内容
根据本公开的一方面，一种偏振开关可以包括能进行操作以接收光的第一组件。第一组件可以包括第一端盖、与第一端盖相邻并定位成从第一端盖接收光的第一偏振器、与第一偏振器相邻并定位成从第一偏振器接收光的第二端盖。第二组件可以被定位成从第一组件接收光，并可以包括第三端盖，与第三端盖相邻并定位成从第三端盖接收光的第二偏振器，与第二偏振器相邻并定位成从第二偏振器接收光的第一单元，定位为与第一单元相邻并定位成从第一单元接收光的第一补偿器，定位为与第一补偿器相邻并定位成从第一补偿器接收光的第二补偿器，与第二基板相邻并定位成从第二补偿器接收光的第二单元，与第二单元相邻并定位成从第二单元接收光的第三补偿器，与第三补偿器相邻并定位成从第三补偿器接收光的第四端盖，其中空气隙将第一组件与第二组件分开。空气隙可以在大约0.5-10mm的范围内。
此外，第一端盖可以是borofloat玻璃，并可以涂布有抗反射涂层。第一、第二、第三和第四端盖的厚度可以在大约3-12mm的范围内。第二端盖可以是人造熔融石英。第一偏振器可以是碘或染料偏振器，第二偏振器可以是染料或碘偏振器。第一单元和第二单元可以是液晶单元，例如π单元。第一、第二和第三补偿器可以是-C补偿器。
根据本公开的另一方面，一种高功率工作的偏振系统可以包括能进行操作以接收光的第一光学组件。第一光学组件可以包括能进行操作以接收光的第一基板、与第一基板相邻并能进行操作以从第一基板接收光的第一偏振器以及与第一偏振器相邻的平面化层。高功率工作的偏振系统还可以包括能进行操作以从第一光学组件接收光的第二光学组件。第二光学组件可以包括定位成从第一光学组件的平面化层接收光的第二基板、在光路中在第二基板之后定位的第一液晶单元，定位成从第一液晶单元接收光的第二液晶单元、在光路中在第二液晶单元之后定位的第三基板以及位于第一光学组件和第二光学组件之间的空气隙。空气隙的厚度可以在大约0.5-10mm的范围内。第二光学组件还可以包括定位成从第二基板接收光的第二偏振器，其中第二偏振器可以是染料或碘偏振器，第一光学组件中的第一偏振器可以是染料或碘偏振器。此外，第一和第二偏振器可以是染料偏振器、碘偏振器或它们的任意组合。
此外，第一、第二和第三端盖可以是borofloat玻璃，第一和第二液晶单元可以是π单元。平面化层可以涂布有抗反射涂层，并可以与第一偏振器基板近似折射率匹配。而且，第二光学组件可以包括位于第一和第二液晶单元之间的第一和第二补偿器以及位于第二液晶单元之后第三端盖之前的第三补偿器，其中第一、第二和第三补偿器可以是-C补偿器，例如Zeon250。
根据本公开的另一方面，描述了一种液晶装置，其在高辐照度条件下保持偏振/幅度调制的性能。论述了在高热负载下隔离偏振元件的配置，其允许对应力双折射敏感的其他元件(例如玻璃)保持接近最佳的热条件。
本领域的普通技术人员在阅读本公开的全文后，本公开的这些和其他优点以及特征将变得显而易见。
附图说明
实施例通过示例的方式在附图中示出，其中类似的附图标号表示类似的部件，并且其中：
图1是示出了根据本公开的影院偏振开关上入射光通量时立体对比度的损失的示意图；
图2A和图2B是示出了根据本公开针对高功率工作的偏振开关的两种配置的示意图；
图3是示出了根据本公开在图1的光通量加载下空气间隔的偏振开关的稳定性的示意图；以及
图4A、图4B和图4C是示出了采用高功率工作的偏振开关的光学系统的示意图。
具体实施方式
偏振开关常常用于为单投影仪3D投影显示器暂时编码立体图像。一个示例是ZScreen，其可以包括中性线性输入偏振器，接着是交替接合的液晶π单元。由于来自很多投影仪模型的输出基本不是偏振的，诸如基于Texas Instruments DLP微型显示器的那些，因此超过一半的能量被偏振开关的输入偏振器吸收。这种能量消散在光学组件中，导致局部发热。通常利用光学粘合剂组装偏振开关，以消除产生光损失和性能劣化(例如对比度和透射波前失真)的空气-玻璃界面。这种组件中的局部发热导致应变分布，通常引起使性能劣化的显著双折射。在3D显示器中，这表现为立体对比度(SCR)的损失。SCR是透射通过3D眼镜镜片的期望图像的亮度与其他眼睛期望的亮度之比。可以利用本公开的实施例产生优化SCR和其他光学性能特性的光学组件。
根据本公开的一方面，偏振开关可以包括可操作以接收光的第一组件。第一组件可以包括第一端盖、与第一端盖相邻并定位成从第一端盖接收光的第一偏振器、与第一偏振器相邻并定位成从第一偏振器接收光的第二端盖。第二组件可以被定位成从第一组件接收光，并可以包括第三端盖、与第三端盖相邻并定位成从第三端盖接收光的第二偏振器、与第二偏振器相邻并定位成从第二偏振器接收光的第一单元、定位为与第一单元相邻并定位成从第一单元接收光的第一补偿器、定位为与第一补偿器相邻并定位成从第一补偿器接收光的第二补偿器、与第二基板相邻并定位成从第二补偿器接收光的第二单元、与第二单元相邻并定位成从第二单元接收光的第三补偿器、与第三补偿器相邻并定位成从第三补偿器接收光的第四端盖，其中空气隙将第一组件与第二组件分开。空气隙可以在大约0.5-10mm的范围内。
此外，第一端盖可以是borofloat玻璃，并可以涂布有抗反射涂层。第一、第二、第三和第四端盖的厚度可以在大约3-12mm的范围内。第二端盖可以是人造熔融石英。第一偏振器可以是碘或染料偏振器，第二偏振器可以是染料或碘偏振器。第一单元和第二单元可以是液晶单元，例如π单元。第一、第二和第三补偿器可以是-C补偿器。
根据本公开的另一方面，高功率工作的偏振系统可以包括可操作以接收光的第一光学组件。第一光学组件可以包括可操作以接收光的第一基板、与第一基板相邻并可操作以从第一基板接收光的第一偏振器以及与第一偏振器相邻的平面化层。高功率工作的偏振系统还可以包括可操作以从第一光学组件接收光的第二光学组件。第二光学组件可以包括定位成从第一光学组件的平面化层接收光的第二基板、在光路中在第二基板之后定位的第一液晶单元、定位成从第一液晶单元接收光的第二液晶单元、在光路中在第二液晶单元之后定位的第三基板以及位于第一光学组件和第二光学组件之间的空气隙。空气隙的厚度可以在大约0.5-10mm的范围内。第二光学组件还可以包括定位成从第二基板接收光的第二偏振器，其中第二偏振器可以是染料或碘偏振器，第一光学组件中的第一偏振器可以是染料或碘偏振器。此外，第一和第二偏振器可以是染料偏振器、碘偏振器或它们的任意组合。
此外，第一、第二和第三端盖可以是borofloat玻璃，第一和第二液晶单元可以是π单元。平面化层可以涂布有抗反射涂层，并可以与第一偏振器基板近似折射率匹配。而且，第二光学组件可以包括位于第一和第二液晶单元之间的第一和第二补偿器以及位于第二液晶单元之后且第三端盖之前的第三补偿器，其中第一、第二和第三补偿器可以是-C补偿器，例如Zeon 250。
根据本公开的另一方面，描述了液晶装置，其在高辐照度条件下保持偏振/幅度调制的性能。论述了在高热负载下隔离偏振元件的配置，其允许对应力双折射敏感的其他元件(例如玻璃)保持接近最佳热条件。
本领域的普通技术人员在阅读本公开的全文后，本公开的这些和其他优点以及特征将变得显而易见。
图1是示出了影院偏振开关上入射光通量时立体对比度的损失的示意图。在图1中，影院偏振开关可以是剧场ZScreen。至少在共有的美国专利No.4,792,850和美国专利No.7,477,206中大体论述了Zscreen，将这两个专利全文以引用方式并入本文。图1示出了在用于基于DLP的数字影院投影仪时3D偏振开关的局部发热的影响。随着光通量输出增大，光学组件上的热负载也增大。关联的应变在玻璃中产生应力双折射，其劣化了保持SCR所需的精确偏振控制。输入偏振器后方的任何玻璃中的应力双折射促进了这种劣化。这包括液晶单元以及光学性能所需的任何出射端盖。该图示出，对于在平均尺寸的影院屏幕上实现亮度标准所需的典型光通量输出，SCR出现显著损失。在与和系统的其他元件相关联的SCR损失组合时，结果是有超过可接受水平的重影。研究表明，减小的SCR导致所感知的图像深度损失，甚至导致视觉不适。
片状偏振器通常由通过TAC保护膜界定的功能性PVA层组成。偏振器通常利用压敏粘合剂被粘合到一个玻璃层，例如输入玻璃端盖，利用热固或UV固化粘合剂使偏振器的另一表面掩埋在光学组件中。TAC、玻璃和粘合剂的折射率接近匹配，因此组件的透射波前失真可能相当好。
常规的片状偏振器是利用基于幅材的工艺制造的，这使得难以实现低的透射波前失真(TWD)。整个结构的局部光学路径长度中的起伏导致TWD，在独立膜测量中容易观察到这种情况。此外，由于表面轮廓，在反射(单面粘合)中可以观察到不规则性，层压工艺常常会带来更大尺度的平坦性问题。然而，在光学平坦玻璃之间两个表面都折射率匹配时，这些问题被减轻到可接受的水平。
在大多数情况下，热需求状况中使用的二向色性片状偏振器需要更耐久的染料物料化学性质而不是更常见的碘化学性质。染料型偏振器可以承受更高的温度，但其效率(诸如内部透射效率和偏振效率)往往会低于碘偏振器。减小偏振效率还减小了立体对比度，而内部透射损失劣化了3D图像亮度。染料偏振器常常在光谱的蓝色部分中的透射率更低，因此系统损耗可能由于额外的色彩平衡损失而超过适光偏振器测量预期的损耗。出于可靠性原因使用染料型偏振器可能导致SCR和图像亮度之间不希望有的折衷状况。
用于从现有技术的偏振开关提取热的方法的成功希望渺茫。可以使用风扇移动外表面上方的空气，这样能够稍微减轻性能损失问题，并增大在灾害性故障之前产品能够工作的功率密度。然而，因为吸收层(通常可以是大约25微米的PVA)可以掩埋在热导率非常差的厚度相当大的玻璃中，所以此类措施不会解决热负载问题。
可以通过产生两个空气间隔的结构来使偏振器与后续的元件热隔离。偏振器和偏振开关的后续功能性元件(例如液晶单元和任何补偿膜)可以在涂布AR的平坦玻璃端盖之间独立层压，在它们之间引入空气间隔。这可以在原则上显著减小应力双折射，同时保持高度的光学性能。在很多情况下，玻璃端盖相当厚，例如大约3-12mm，这是保持透射波前失真所需的，并且玻璃端盖由borofloat玻璃组成。这样一来，偏振器层压体的出射端盖和后续组件的入射端盖有可能引入其自己的应力双折射。特别关注的是前者，其与吸收偏振器直接相邻地安置。
实现了优选实施例，因为它们：(1)基本消除了由偏振器热负载产生的应力双折射问题；(2)实现高度的光学性能(例如低透射波前失真)；以及(3)基本消除了图像亮度和立体对比度(SCR)之间的折衷。
端盖的功能是为外部抗反射涂层提供承载基板，其可以基本消除输入/输出空气-玻璃界面处的反射，并在通过组件的局部集成光学路径长度上提供期望的一致性。与偏振器表面折射率匹配的更薄的抛光玻璃也可以在减小不规则性方面相当有效。然而，薄的玻璃在层压工艺中容易畸变，这样一来，不规则性的减小可能伴随着(甚至更严重的)光焦度的引入。这与通过基板顺应性实现的光学粘合剂厚度的不均匀性相关联。在需要偏振开关孔径尺寸大时，常常使用大约3-12mm范围内的基板确保在层压工艺中不发生弯折，弯折本来可能会产生光焦度。
用于3D投影的液晶偏振开关具有规定的延迟值，该延迟值表示其和眼镜之间的锁钥关系。经由热负载引入的任何延迟破坏了这种关系，导致图像重影。基板中诱发的延迟量与四个重要参数成比例：温度分布(热梯度)、热膨胀系数、应力-光学系数和厚度。通过偏振开关的光椎在中心产生更高的功率密度，从而在中心产生更高的热集中。这一热量产生应变分布，对于大部分玻璃，应变分布导致显著的延迟。保持平坦度通常所需的玻璃不良的热导率、投影仪超过一半的光通量输出的不均匀吸收以及很大的厚度对于在针对常规玻璃的控制下保持光学延迟都是有问题的。用于光学基板的典型玻璃具有大约5-10(x10-6/℃)范围内的CTE，其中熔融二氧化硅具有大约小一个数量级的CTE。其他材料可以具有更典型的玻璃CTE值，但具有异常低的应力光学系数(2-10(x10-8mm2/N)。这些常常是具有高铅含量的玻璃，其可能引起环境合规性问题。熔融二氧化硅具有相当典型的应力光学系数(3-4x10-6/℃)，但具有低的光学吸收性和低的CTE，并且容易以大件获得，因此是适当的基板。
图2A和图2B是示出了针对高功率工作的偏振开关的两种配置的示意图，包括但不限于Zscreens。图2A和图2B可以是光学系统的部分，该光学系统可以包括偏振分束器、转子和反射器。这种光学系统可大体在共有的美国专利No.7,905,602中论述，该专利全文以引用方式并入本文。图2A和图2B包括两个组件：输入组件，其可以负责形成部分/完全偏振的输入光；第二组件，其可以被动或主动操控或调制偏振的线性状态。在图2A和图2B二者中，两个组件可以彼此由空气隙间隔开。该空气隙可以在大约0.5-10mm厚的范围内。
如图2A和图2B所示，第一组件或输入组件可以包括线性偏振器，其可以至少具有输入端盖，在一些情况下，在空气隙之前具有输出端盖。第二组件可以包括两个液晶单元或π单元以操控或调制光。在一些情况下，净化(clean-up)偏振器可以位于这两个液晶单元之前。此外，第二组件可以包括定位为与空气隙相邻并在第一液晶单元之前或者在偏振器之前(如果第二组件中包括偏振器的话)的端盖。此外，另一个端盖可以位于第二液晶单元之后。此外，第一组件可以从偏振分束器接收光，其中光可以透射穿过偏振分束器和/或被偏振分束器反射。在一些实施例中，偏振分束器可以是MacNeille偏振分束器或线栅偏振分束器。
图2A和图2B可以在线性偏振器之前的输入端盖处接收光。在光传播通过输入端盖和线性偏振器之后，光可能遇到空气隙。下一个端盖可以从空气隙接收光并将光引导到偏振器或第一液晶单元之一。然后可以将光从第一液晶单元引导到第二液晶单元，然后离开最后的端盖。如图2A和图2B所示，在第一液晶单元和第二液晶单元之间以及第二液晶单元之后可以设置有-C补偿器。
图2A示出了第一端盖201、第一偏振器205、第二端盖210、空气间隔隙215、第三端盖220、第二偏振器225、第一单元230、第一补偿器240、第二补偿器250、第二单元260、第三补偿器270和第四端盖280。
在图2A中，第一组件包括第一端盖201，其可以是输入平坦玻璃基板，可以有抗反射涂层(AR涂层)。因为这个基板在源自偏振器的光路的上游，所以不需要在热负载下保持低水平双折射。第一端盖201可以是较为廉价的玻璃，具有在负载下保持平坦所需的足够大厚度。端盖的厚度可以在大约3-12mm厚的范围内。然而，第一端盖201可以有充分大的机械稳定性，使其保持平坦并不会在偏振器后方的元件中引入应力双折射。玻璃或端盖中可接受的双折射可以在大约5nm/cm的范围内。该第一端盖201或玻璃基板之后为第一偏振器205，第一偏振器205可以是高度耐用的形成显著偏振光的线性偏振器。该偏振器可以是高透射染料型偏振器，其偏振效率不足以作为独立的偏振器。即，预期“净化”偏振器包含在第二组件中，使得该组合比单个高偏振效率染料型偏振器具有更好的偏振效率。偏振效率可以为大于99.99％或大于1000:1的SCR。尽管图2A和图2B的第二偏振器或净化偏振器可以包括在第二组件中，但在另一个实施例中，图2A和图2B中的第二偏振器或净化偏振器可以不是第二组件的一部分，例如在光学系统中采用偏振分束器时。此外，无论是否在光学系统中采用偏振分束器，净化偏振器的第二偏振器都可以不是第二组件的部分。
图2A的第一组件可以包括第一端盖201、第一偏振器205和第二端盖210。在图2A的第一组件中，第一偏振器205可以后随第二端盖210或第二体基板，其形状因子可以类似于第一端盖201或输入基板，但使用不同的材料。第二端盖210可以由具有相对低的热膨胀系数(CTE)、相对低的应力光学系数或每者组合的材料组成。示例性材料是人造熔融石英(SFS)，其具有大约5-10(x10-7/℃)的CTE，以及大约(3-4x10-6/℃)的应力光学系数。在第一偏振器205中发生吸收时，局部温度升高，结果即使在使用厚基板时，也有相对低的基板延迟。低的基板延迟可以大约为5nm。
通常利用光学粘合剂将图2A的第一组件的第一端盖201、第一偏振器205和第二端盖210近似折射率匹配在一起。例如端盖、第一偏振器和第二端盖的折射率可以彼此在大约0.05之内。除了满足机械/耐用性要求之外，粘合剂的期望属性包括水白色透射、低雾度、低硬度(例如可能是隔离三个基板的不同热机械属性所需)和近似匹配第一组件的三个元件的折射率。
继续对图2A的实施例的论述，第一和第二组件可以由空气隙215隔开。图2A的第二组件可以分别包括第三端盖220、第二偏振器225、第一单元230、第一补偿器240和第二补偿器250、第二单元260、第三补偿器270和第四端盖280。在第二组件中，第一单元230和第二单元260可以是液晶单元，例如π单元。第一补偿器240、第二补偿器250和第三补偿器270可以是-C补偿器，并且均可以是Zeon 250-C补偿器。补偿器可以在大约200-300的范围内。补偿器可以为宽视场环境改善对比度，还有其他。
在图2A的第二组件中，第二偏振器225可以是净化偏振器，其可以根据需要吸收来自第一组件的少量残余光，以获得期望偏振程度。这产生了偏振的非常纯粹的线性状态，但在第二组件上具有非常小的热负载。由于吸收率低，第二偏振器225或净化偏振器可以是较不耐用的碘偏振器，其可以具有平坦光谱响应的期望属性，以及由碘的化学性质实现的大约96-99％范围内的高内部透射率，以及使用一对偏振器时能忍受的低偏振效率。此外，第二组件上的低热负载可以允许第三端盖220或入射基板是更低成本的borofloat玻璃。在实践中，例如大约2％的水平的吸收率在入射基板、液晶玻璃基板和出射基板上产生非常少的热量，因此产生非常少的应力双折射。在一个优选的实施例中，由于光吸收造成的温度升高充分低，从而可以利用廉价玻璃例如borofloat玻璃制造整个第二组件。例如，温度升高可以在大约小于10摄氏度的范围内。
图2B可以包括第一组件和第二组件。此外，图2B的第一组件可以包括第一端盖203、第一偏振器207和平面化层209。可以由空气隙211将第一和第二组件隔开。图2B的第二组件可以包括第二端盖222、第二偏振器227、第一单元232、第一补偿器242、第二补偿器252、第二单元262、第三补偿器272和第三端盖282。在不同的实施例中，第一和第二偏振器可以是染料偏振器或碘偏振器，或者任何其他适当的偏振器，或它们的任意组合。在仅有第一偏振器的实施例中，第一偏振器可以是染料或碘偏振器，或任何其他适当的偏振器。
图2B的第一组件可以包括第一端盖203和第一偏振器207。在图2B的第一组件中，可以在图2B的第一组件中不再用图2A中所示的第二端盖210或出射基板，并可以利用薄(可能涂布AR)的平面化层209替代它。平面化层与偏振器基板基本折射率匹配，并可以包含被铸造到偏振器表面上的UV固化树脂。这一层通常厚度在大约20-100微米的范围内，但其不再用空气-偏振器界面，从而在功能上去除了不规则性而无需体基板(和关联的成本和厚度)。此平面化层209另外可以被抛光以实现适当的平坦度。此材料可以是具有相当高硬度的丙烯酸，这可能是在处理或净化它时避免刮擦所需的。它可以进一步具有高的玻璃化转变温度和特定的表面化学性质，这可能是沉积高质量AR涂层所需的。例如，硬度可以大约为90肖氏硬度A，玻璃化转变温度可以大约为100摄氏度。
图2B中的平面化层209的益处可以是其将基板厚度减小了1000X-5000X的比例，同时仍然执行期望的光学功能。这将延迟减小了相近倍数，还有助于克服对在偏振器处俘获热有责任的热传导问题。此热不仅造成延迟，而且用于确定光学损伤阈值。在光通量密度足以驱动高于90C的偏振器温度时，更高耐用性染料偏振器可能失效。因不再用厚的出射基板，外部排热方法(例如风扇)可以更有效，由此在光通量高时降低了偏振器温度。可以通过出射偏振器基板和第二组件的输入基板之间的通道推送过滤后的空气，这有效地释放了偏振器处累积的热。
有几种用于生产平面化层的制造方法。在一种示例性方法中，可以首先利用压敏粘合剂(PSA)将偏振膜层压到第一端盖或入射基板。偏振器可以具有表面处理、硬涂层或可以具有例如利用等离子体处理的表面激活，以促进与平面化层的强粘附。可以在偏振器上分配液体树脂，并向树脂中压入平坦铸造模具，使它遍布于偏振器表面上。可以利用脱模材料处理铸造模具以在固化时阻止粘合。铸造模具可以由抛光的玻璃材料组成，该材料对UV辐射是透明的。在获得期望的树脂厚度之后，在铸造模具大致平行于输入基板对准时，将该树脂暴露于UV辐射，使其固化。利用机械或热工艺从树脂中释放铸造模具，暴露与铸造模具的平坦度共形的树脂表面。然后这个表面可以施加额外的涂层，诸如AR涂层。
图2B中所示的第二组件可以包括主动或被动操控从第一组件出射的光偏振状态的元件。在图2A和图2B的示例中，第二组件可以至少包括入射基板，接着是净化偏振器、两个液晶π单元和出射基板。如图2B所示，还可以包括分别在第一单元232和第二单元262之间的第一补偿器242和第二补偿器252。此外，可以有沿光路位于第二单元262之后的第三补偿器272。补偿器可以是-C补偿器，例如Zeon 250补偿器。
图2A和图2B之间的一个差异在于，图2A的第一组件可以具有体SFS基板，图2B的第一组件可以具有平面化层。这些元件都可以利用折射率匹配的粘合剂粘结性地粘合。
此外，如图2A、图2B、图4A、图4B和图4C所示，在光学系统中采用或不采用偏振分束器时，第一偏振器可以是染料偏振器、碘偏振器或任何其他适当的偏振器。此外，在光学系统中采用或不采用偏振分束器时，在光学系统中采用偏振分束器时，可以去除图2A和图2B的第二偏振器。
图3是示出了在光通量负载下用于图2A的空气间隔的偏振开关的立体对比度(SCR)的稳定性的曲线图。图3示出了与图1针对常规偏振开关的情况相比，随着光通量负载增大，SCR基本保持不变。除了前述元件之外，组件可以包括操纵偏振状态的额外的膜。例如，可以使用延迟膜以增强视场，如共有的美国专利No.8,638,400中所述，该专利全文以引用方式并入本文。像玻璃基板那样，延迟膜可以类似地容易发生由热-机械负载造成的应力。此负载可能是因为层压工艺、微分CTE(即使在热均衡中也可能存在)以及由于光通量分布而造成的不均匀热。优选的基板基于COP或COC基板，与基于(例如)聚碳酸酯(PC)的延迟膜相比，其往往会相对地不受此类应力影响。
图4A、图4B和图4C是示出了采用高功率工作的偏振开关的光学系统的示意图。图4A示出了可以由偏振分束器410接收的输入图像光400。偏振分束器(PBS)另选地可以是MacNeille PBS或线栅PBS。PBS 410可以沿第一光路460透射光并且沿第二光路470向反射器420反射光。在图4A中，第一光路460上的光可以遇到第一偏振开关450，第一偏振开关450可以是图2A和图2B中前述实施例的任一种。此外，第二光路470上的光可以被传递到转子430，转子430可以是半波片，然后光可以被引导至第二偏振开关440。第二偏振开关440也可以是图2A和图2B中所述实施例的任一种。通常，第一和第二偏振开关可以是类似实施例，例如图4A的第一和第二偏振开关都可以是图2B的实施例。
图4B示出了可以由偏振分束器410接收的输入图像光400。偏振分束器(PBS)另选地可以是MacNeille PBS或线栅PBS。PBS 410可以沿第一光路460透射光并且沿第二光路470向反射器420反射光。此外，第二光路470上的光可以被传递到转子430，转子430可以是半波片，然后光可以被引导至偏振开关440。偏振开关440可以是图2A和图2B中所述实施例的任一种。
图4C示出了可以由偏振分束器410接收的输入图像光400。偏振分束器(PBS)另选地可以是MacNeille PBS或线栅PBS。PBS 410可以沿第一光路460透射光。在图4C中，第一光路460上的光可以遇到第一偏振开关450，第一偏振开关450可以是图2A和图2B中前述实施例的任一种。从PBS 410反射的光可以被传递到转子430，转子430可以是半波片，然后光可以被引导至第二偏振开关440。第二偏振开关440也可以是图2A和图2B中所述实施例的任一种。在光遇到第二偏振开关之后，光可以被传递到反射器420。通常，第一和第二偏振开关可以是类似实施例，例如图4A的第一和第二偏振开关都可以是图2B的实施例。
如在本文中可使用的，术语“基本上”和“大约”为其相应术语和/或术语之间的相对性提供业内可接受的公差。此类业内可接受的公差在0％至10％的范围内，并对应于但不限于分量值、角度等。在各项之间的此相对性在大约0％至10％的范围内。
本公开的实施例可用于多种光学系统中。实施例可包括或利用各种投影仪、投影系统、光学组件、显示器、微型显示器、计算机系统、处理器、独立成套的投影仪系统、视觉和/或视听系统以及电和/或光学装置。实际上，本公开的方面可以几乎跟与光学和电气装置、光学系统、演示系统有关的任何设备，或者可包括任何类型的光学系统的任何设备一起使用。因此，本公开的实施例可用于光学系统、视觉和/或光学演示中使用的装置、视觉外围设备等，并且可用于多种计算环境。
应当理解，本公开在应用或创造方面不限于所示的具体布置的细节，因为本公开能够有其他实施例。此外，可以不同的组合和布置来阐述本公开的各个方面，以限定实施例在其本身权利内的独特性。另外，本文使用的术语是为了说明的目的，而非限制。
虽然上文描述了根据本文所公开的原理的各种实施例，但应理解，这些实施例仅以举例的方式示出，而并非是限制。因此，本公开的广度和范围不应受到上述任何示例性实施例的限制，而应该仅根据本公开发布的任何权利要求及其等同物来限定。另外，所描述的实施例中提供了上述优点和特征，但不应将发布的这些权利要求的应用限于实现任何或全部上述优点的过程和结构。
除此之外，本文章节标题是为符合37CFR 1.77的建议而提供，或者用于提供组织线索。这些标题不应限制或表征可产生于本公开的任何权利要求中所列出的实施例。具体来说并且以举例的方式，虽然标题是指“技术领域”，但权利要求书不应受到在该标题下选择用于描述所谓的领域的语言的限制。另外，“背景技术”中对技术的描述不应被理解为承认某些技术对本公开中的任何实施例而言是现有技术。“发明内容”也并非要被视为是对发布的权利要求书中所述的实施例的表征。此外，本公开中对单数形式的“发明”的任何引用不应用于辩称在本公开中仅有单一新颖点。可以根据产生于本公开的多项权利要求的限制来阐述多个实施例，并且此类权利要求因此限定由其保护的实施例和它们的等同物。在所有情况下，应根据本公开基于权利要求书本身来考虑其范围，而不应受本文给出的标题的约束。

Claims (22)

1.一种偏振开关，所述偏振开关包括：
第一组件，所述第一组件能进行操作以接收光，所述第一组件包括：
第一端盖；
第一偏振器，所述第一偏振器与所述第一端盖相邻并定位成从所述第一端盖接收光；
第二端盖，所述第二端盖与所述第一偏振器相邻并定位成从所述第一偏振器接收光；
第二组件，所述第二组件定位成从所述第一组件接收光，所述第二组件包括：
第三端盖；
第二偏振器，所述第二偏振器与所述第三端盖相邻并定位成从所述第三端盖接收光；
第一单元，所述第一单元与所述第二偏振器相邻并定位成从所述第二偏振器接收光；
第一补偿器，所述第一补偿器定位为与所述第一单元相邻并定位成从所述第一单元接收光；
第二补偿器，所述第二补偿器定位为与所述第一补偿器相邻并定位成从所述第一补偿器接收光；
第二单元，所述第二单元与第二基板相邻并定位成从所述第二补偿器接收光；
第三补偿器，所述第三补偿器与所述第二单元相邻并定位成从所述第二单元接收光；
第四端盖，所述第四端盖与所述第三补偿器相邻并定位成从所述第三补偿器接收光；
其中空气隙将所述第一组件与所述第二组件分开。
2.根据权利要求1所述的偏振开关，其中所述第一端盖是borofloat玻璃。
3.根据权利要求2所述的偏振开关，其中所述第一端盖包括抗反射涂层。
4.根据权利要求1所述的偏振开关，其中所述第一偏振器是染料偏振器。
5.根据权利要求1所述的偏振开关，其中所述第二偏振器是碘偏振器。
6.根据权利要求1所述的偏振开关，其中所述第一单元和所述第二单元是液晶单元。
7.根据权利要求1所述的偏振开关，其中所述第一端盖、所述第二端盖、所述第三端盖和所述第四端盖的厚度在大约3-12mm的范围内。
8.根据权利要求1所述的偏振开关，其中所述第二端盖是人造熔融石英。
9.根据权利要求1所述的偏振开关，其中所述第一补偿器、所述第二补偿器和所述第三补偿器是-C补偿器。
10.根据权利要求1所述的偏振开关，其中所述空气隙在大约0.5-10mm的范围内。
11.一种高功率工作的偏振系统，所述高功率工作的偏振系统包括：
第一光学组件，所述第一光学组件能进行操作以接收光，所述第一光学组件包括：
第一基板，所述第一基板能进行操作以接收光；
第一偏振器，所述第一偏振器与所述第一基板相邻并能进行操作以从所述第一基板接收光；
平面化层，所述平面化层与所述第一偏振器相邻；
第二光学组件，所述第二光学组件能进行操作以从所述第一光学组件接收光，所述第二光学组件包括：
第二基板，所述第二基板定位成从所述第一光学组件的所述平面化层接收光；
第一液晶单元，所述第一液晶单元定位于光路中所述第二基板后方；
第二液晶单元，所述第二液晶单元定位成从所述第一液晶单元接收光；
第三基板，所述第三基板定位于光路中所述第二液晶单元后方；以及
空气隙，所述空气隙位于所述第一光学组件和所述第二光学组件之间。
12.根据权利要求11所述的高功率工作的偏振系统，还包括定位成从所述第二基板接收光的第二偏振器。
13.根据权利要求12所述的高功率工作的偏振系统，其中所述第二偏振器是碘偏振器。
14.根据权利要求11所述的高功率工作的偏振系统，其中所述第一偏振器是碘偏振器。
15.根据权利要求11所述的高功率工作的偏振系统，其中所述第一端盖、所述第二端盖和所述第三端盖还包含borofloat玻璃。
16.根据权利要求11所述的高功率工作的偏振系统，其中所述第一液晶单元和所述第二液晶单元还包括π单元。
17.根据权利要求11所述的高功率工作的偏振系统，其中所述空气隙的厚度在大约0.5-10mm的范围内。
18.根据权利要求11所述的高功率工作的偏振系统，其中所述平面化层涂有抗反射涂层。
19.根据权利要求11所述的高功率工作的偏振系统，其中所述平面化层与所述第一偏振器基板近似折射率匹配。
20.根据权利要求11所述的高功率工作的偏振系统，还包括第二偏振器，其中所述第一偏振器是染料偏振器，所述第二偏振器是碘偏振器。
21.根据权利要求11所述的高功率工作的偏振系统，还包括位于所述第一液晶单元和所述第二液晶单元之间的第一补偿器和第二补偿器，以及位于所述第二液晶单元之后并且在所述第三端盖之前的第三补偿器。
22.根据权利要求21所述的高功率工作的偏振系统，其中所述第一补偿器、所述第二补偿器和所述第三补偿器是-C补偿器。
CN201580066224.5A 2014-10-21 2015-10-21 高功率工作的偏振开关 Active CN107209403B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462066624P 2014-10-21 2014-10-21
US62/066,624 2014-10-21
PCT/US2015/056754 WO2016065065A1 (en) 2014-10-21 2015-10-21 High power handling polarization switches

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107209403A true CN107209403A (zh) 2017-09-26
CN107209403B CN107209403B (zh) 2020-11-06

Family

ID=55761508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580066224.5A Active CN107209403B (zh) 2014-10-21 2015-10-21 高功率工作的偏振开关

Country Status (7)

Country Link
US (2) US9618765B2 (zh)
EP (1) EP3210074B1 (zh)
KR (2) KR20230071196A (zh)
CN (1) CN107209403B (zh)
AU (1) AU2015335897B2 (zh)
CA (1) CA2965174C (zh)
WO (1) WO2016065065A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2018230767A1 (en) 2017-03-08 2019-10-03 Gary Sharp Innovations, Inc. Wide angle variable neutral density filter
CN111108428A (zh) 2017-07-17 2020-05-05 加里夏普创新有限责任公司 单轴延迟器堆栈的广角补偿
JP7304869B2 (ja) 2018-01-29 2023-07-07 メタ プラットフォームズ テクノロジーズ， リミテッド ライアビリティ カンパニー 中空のトリプルパスの光学素子
US11249355B2 (en) 2018-01-29 2022-02-15 Gary Sharp Innovations, Llc Color switch for reduced color cross-talk
CN115685432A (zh) 2018-03-02 2023-02-03 加里夏普创新有限责任公司 用于偏振基向量转换的延迟器堆栈对
KR102367866B1 (ko) 2020-07-02 2022-02-25 주식회사 루트로닉 Ems 전극 패드

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030039019A1 (en) * 1999-12-29 2003-02-27 Timothy Large Tuneable liquid crystal optical filter
US20080129930A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Agoura Technologies Reflective polarizer configuration for liquid crystal displays
CN101566754A (zh) * 2008-04-21 2009-10-28 乐金显示有限公司 液晶显示设备
CN102591129A (zh) * 2011-03-30 2012-07-18 深圳市亿思达显示科技有限公司 投影机、立体影像系统
CN103119499A (zh) * 2010-07-13 2013-05-22 瑞尔D股份有限公司 用于短焦3d投影的视场补偿偏振开关

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2040134A (en) 1978-11-09 1980-08-20 Marconi Co Ltd Stereoscopic television systems
US4792850A (en) * 1987-11-25 1988-12-20 Sterographics Corporation Method and system employing a push-pull liquid crystal modulator
US6188460B1 (en) 1990-06-11 2001-02-13 Reveo, Inc. Image display panel having a backlighting structure and a single-layer pixelated aray of reflective-type spectral filtering elements where between light is recycled for producing color images with enhanced brightness
US5564810A (en) 1992-12-31 1996-10-15 Honeywell Inc. Full color stereoscopic display with color multiplexing
JPH0815641A (ja) 1994-06-27 1996-01-19 Canon Inc 表示装置
US6184969B1 (en) 1994-10-25 2001-02-06 James L. Fergason Optical display system and method, active and passive dithering using birefringence, color image superpositioning and display enhancement
US6243055B1 (en) 1994-10-25 2001-06-05 James L. Fergason Optical display system and method with optical shifting of pixel position including conversion of pixel layout to form delta to stripe pattern by time base multiplexing
GB2317524A (en) 1996-09-19 1998-03-25 Sharp Kk Three dimensional stereoscopic projection display
JPH10221643A (ja) 1997-01-31 1998-08-21 Canon Inc 立体画像表示装置
CN1143164C (zh) 1997-04-23 2004-03-24 夏普公司 反射型液晶显示装置及由其构成的触摸板一体式反射型液晶显示装置
US6975345B1 (en) 1998-03-27 2005-12-13 Stereographics Corporation Polarizing modulator for an electronic stereoscopic display
US6577375B1 (en) * 1998-12-28 2003-06-10 Kyocera Corporation Liquid crystal display device having particular sapphire substrates
US6933991B2 (en) 1999-01-22 2005-08-23 White Electronic Designs Corp. Super bright low reflectance liquid crystal display
GB2354833A (en) 1999-09-28 2001-04-04 Sharp Lab Of Europ Ltd Liquid crystal device
JP2001154640A (ja) 1999-11-29 2001-06-08 Idemitsu Kosan Co Ltd 立体表示装置および立体表示方法
JP2002101427A (ja) 2000-09-22 2002-04-05 Denso Corp 立体画像表示装置及び立体画像表示装置の制御方法
JP2003202519A (ja) 2001-12-28 2003-07-18 Canon Inc 立体画像表示装置
AU2003216481A1 (en) 2002-03-01 2003-09-16 Planar Systems, Inc. Reflection resistant touch screens
US20040036821A1 (en) * 2002-08-22 2004-02-26 Optiva, Inc. Liquid crystal shutter
EP1590699B1 (en) 2003-02-05 2006-11-29 Ocuity Limited Switchable display apparatus
GB2398130A (en) 2003-02-05 2004-08-11 Ocuity Ltd Switchable active lens for display apparatus
KR100540109B1 (ko) 2003-02-06 2006-01-10 가부시끼가이샤 도시바 입체 화상 표시 장치
JP2005077437A (ja) 2003-08-29 2005-03-24 Olympus Corp 映像表示装置及び立体映像表示装置並びに車載用映像表示装置
US20050140634A1 (en) 2003-12-26 2005-06-30 Nec Corporation Liquid crystal display device, and method and circuit for driving liquid crystal display device
US7436469B2 (en) * 2004-10-15 2008-10-14 3M Innovative Properties Company Composite diffuser plates and direct-lit liquid crystal displays using same
JP4593257B2 (ja) 2004-12-09 2010-12-08 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 照明装置、液晶表示装置，携帯端末装置およびその制御方法
TW200622357A (en) * 2004-12-28 2006-07-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Display panel and liquid crystal display device
US20060203338A1 (en) 2005-03-12 2006-09-14 Polaris Sensor Technologies, Inc. System and method for dual stacked panel display
GB2426352A (en) 2005-05-21 2006-11-22 Sharp Kk A switchable multi-view display
KR100813977B1 (ko) 2005-07-08 2008-03-14 삼성전자주식회사 2차원/3차원 영상 호환용 고해상도 입체 영상 디스플레이장치
KR101128519B1 (ko) 2005-08-04 2012-03-27 삼성전자주식회사 고해상도 오토스테레오스코픽 디스플레이
TWI320161B (en) 2005-12-01 2010-02-01 Method for controlling a plurality of displaying regions of a display panel
US7477206B2 (en) 2005-12-06 2009-01-13 Real D Enhanced ZScreen modulator techniques
US7528906B2 (en) * 2006-01-23 2009-05-05 Real D Achromatic polarization switches
KR100677637B1 (ko) 2006-02-22 2007-02-02 삼성전자주식회사 고해상도 오토스테레오스코픽 디스플레이
KR101244910B1 (ko) 2006-04-03 2013-03-18 삼성전자주식회사 시분할 입체 영상 디스플레이 장치 및 그 구동 방법
KR101259011B1 (ko) 2006-09-15 2013-04-29 삼성전자주식회사 고해상도 다시점 입체 영상 디스플레이 장치
WO2008042798A2 (en) 2006-09-29 2008-04-10 Colorlink, Inc. Polarization conversion systems for stereoscopic projection
US7952548B2 (en) 2007-03-09 2011-05-31 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Electronic display device
KR101416227B1 (ko) 2007-06-26 2014-07-07 삼성전자주식회사 편광 스위치의 구동 방법
JP2008287180A (ja) 2007-05-21 2008-11-27 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 液晶表示装置
KR101406795B1 (ko) 2007-05-30 2014-06-12 삼성전자주식회사 스캐닝이 가능한 백라이트를 이용한 풀해상도의2차원/3차원 영상 디스플레이 장치 및 제어 방법
US20080316303A1 (en) 2007-06-08 2008-12-25 Joseph Chiu Display Device
KR20090018528A (ko) 2007-08-17 2009-02-20 삼성전자주식회사 2차원/3차원 영상 호환용 디스플레이 장치 및 그 구동방법
KR101419234B1 (ko) 2007-12-18 2014-07-15 엘지디스플레이 주식회사 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치
KR100893618B1 (ko) 2008-03-07 2009-04-20 삼성모바일디스플레이주식회사 전자 영상 기기
KR101502364B1 (ko) 2008-08-22 2015-03-13 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그의 구동 방법
TWI392895B (zh) 2008-10-09 2013-04-11 Au Optronics Corp 可切換式平面立體顯示器
KR101640839B1 (ko) 2009-06-01 2016-07-20 삼성디스플레이 주식회사 3차원 영상 표시 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치
KR20120043766A (ko) 2009-08-07 2012-05-04 리얼디 인크. 연속적으로 조명된 백라이트를 갖는 입체 평판 패널 디스플레이
WO2011033684A1 (ja) 2009-09-18 2011-03-24 Odake Ryota 画像表示装置
EP2539760A2 (en) * 2010-02-22 2013-01-02 RealD Inc. Bendable liquid crystal polarization switch for direct view stereoscopic display
CA2874615C (en) 2012-05-24 2017-09-19 Raytheon Company High power optical switch

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030039019A1 (en) * 1999-12-29 2003-02-27 Timothy Large Tuneable liquid crystal optical filter
US20080129930A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Agoura Technologies Reflective polarizer configuration for liquid crystal displays
CN101566754A (zh) * 2008-04-21 2009-10-28 乐金显示有限公司 液晶显示设备
CN103119499A (zh) * 2010-07-13 2013-05-22 瑞尔D股份有限公司 用于短焦3d投影的视场补偿偏振开关
CN102591129A (zh) * 2011-03-30 2012-07-18 深圳市亿思达显示科技有限公司 投影机、立体影像系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP3210074A1 (en) 2017-08-30
CA2965174C (en) 2023-10-10
AU2015335897A1 (en) 2017-05-18
AU2015335897A2 (en) 2017-09-28
KR20170070232A (ko) 2017-06-21
US20160147079A1 (en) 2016-05-26
EP3210074A4 (en) 2018-05-02
WO2016065065A1 (en) 2016-04-28
CN107209403B (zh) 2020-11-06
US9618765B2 (en) 2017-04-11
KR102533793B1 (ko) 2023-05-18
CA2965174A1 (en) 2016-04-28
KR20230071196A (ko) 2023-05-23
US20170248797A1 (en) 2017-08-31
EP3210074B1 (en) 2021-12-01
AU2015335897B2 (en) 2021-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107209403A (zh) 高功率工作的偏振开关
US10591707B2 (en) Optical system for head-mounted display
US10082675B2 (en) High power handling polarization switches
CN110703444B (zh) 用于头戴式显示器的光学系统
JP5660786B2 (ja) パターニング位相差フィルムとその製造方法、偏光眼鏡、映像表示システムとその製造方法
JP2012185499A (ja) マイクロリターダフィルムを形成するための方法
JP5756635B2 (ja) 液晶素子
JP2006276353A (ja) 光学補償板及びそれを用いた反射型液晶プロジェクタ
JP2006514319A (ja) 光学コアおよび光学コアを備える投影システム
KR102139542B1 (ko) 3d 품질 향상을 위한 다이렉트 코팅이 된 디스플레이장치
JP2013101262A (ja) 積層体およびその製造方法、ならびに表示装置
JP4337524B2 (ja) 光学補償板とそれを用いた投射型液晶表示装置
JP2686151B2 (ja) 背面投射形立体映像装置
JP2007232870A (ja) プロジェクタ
JP2014178460A (ja) パターン位相差フィルム及び画像表示装置
TW201207435A (en) Display device, 3D display device, and manufacturing method of the same

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant