KR100425099B1

KR100425099B1 - Polarization conversion system

Info

Publication number: KR100425099B1
Application number: KR10-2001-0050576A
Authority: KR
Inventors: 서은성; 김영운; 최호영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2004-03-30
Also published as: KR20030016812A

Abstract

액정 프로젝션 티브이(TV), 모니터 등에 적용되는 광학 장치에 관한 것으로서, 특히 플라이 아이 렌즈 뒷단에 소정각을 가지고 교대로 미러판 및 격자 무늬를 가진 반사형 편광판을 위치시켜 상기 플라이 아이 렌즈로부터 입사되는 비 편광 빛을 직교하는 두 개의 편광 방향으로 분리하고, 상기 미러판 및 반사형 편광판 사이 또는, 상기 반사형 편광판과 미러판 사이의 기판 위에 편광 변환판을 형성하여 입사된 빛의 편광 방향을 변환함으로써, PBS 어레이의 각도와 열에 따른 성능 저하를 개선할 수 있다.The present invention relates to an optical device applied to a liquid crystal projection television (TV), a monitor, and the like. In particular, a non-reflective polarizing plate having a predetermined angle at a rear end of a fly's eye lens and a reflective polarizer having a lattice pattern and a lattice pattern are alternately incident from the fly's eye lens. By separating the polarized light into two orthogonal polarization directions, and forming a polarization conversion plate on the substrate between the mirror plate and the reflective polarizing plate or between the reflective polarizing plate and the mirror plate to convert the polarized direction of the incident light, It can improve the performance degradation of angle and heat of PBS array.

Description

Polarization conversion system

본 발명은 액정 프로젝션 티브이(TV), 모니터 등에 적용되는 광학 장치에 관한 것으로서, 특히 격자 무늬를 가진 반사형 편광자(Polarizer)를 이용한 편광 변환 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device applied to a liquid crystal projection television (TV), a monitor, and the like, and more particularly, to a polarization conversion device using a reflective polarizer having a lattice pattern.

최근 TV의 대형화에 따라 프로젝션 시스템이 많이 연구되고 있다. 프로젝션시스템의 이미지 소자로는 폴리 실리콘(Poly-silicon)과 실리콘 크리스탈(Silicon Crystal)에 액정을 올린 것과, 나노(nano) 기술을 이용한 DMD(Digital Micromirror Display) 등이 있다. 이 중 액정 소자를 이용하는 시스템은 빛의 편광을 변조(Modulation)해서 화면을 표시하고 있다. 따라서, 액정에 빛을 쬐어줄 때 편광된 빛을 쬐어 주어야 하므로, 램프에서 나오는 비편광된 빛을 편광된 빛으로 바꾸어주기 위한 많은 소자들이 연구되어 왔다.Recently, as the TV is enlarged, a lot of projection systems have been studied. Image systems of projection systems include liquid crystals on poly-silicon and silicon crystals, and digital micromirror displays (DMDs) using nano technology. Among them, a system using a liquid crystal device modulates polarization of light to display a screen. Therefore, since the polarized light should be exposed to the liquid crystal light, many devices have been studied for converting unpolarized light from the lamp into polarized light.

이 중 하나로 반사형 편광자가 있다. 도 1은 이러한 반사형 편광자의 일 예롤 도시하고 있다.One of these is the reflective polarizer. 1 shows an example of such a reflective polarizer.

상기 도 1에서 반사형 편광자는 격자 무늬가 파장보다 클때는 회절 격자로 행동하며, 파장 무늬보다 작을 때는 편광자로 행동하는 특성을 이용하여 글래스 기판 위에 알루미늄 라인(Aluminum line)을 파장보다 작은 주기로 심어준 반사형 편광자이다.In FIG. 1, the reflective polarizer reflects an aluminum line on a glass substrate with a period smaller than the wavelength by using a characteristic of acting as a diffraction grating when the lattice pattern is larger than the wavelength and acting as a polarizer when the lattice pattern is smaller than the wavelength. Type polarizer.

도 1의 반사형 편광자는 전기장이 격자에 수직으로 진동하는 편광은 투과하고, 수평으로 진동하는 편광은 반사시켜 빔을 분리하는 특성이 있다.The reflective polarizer of FIG. 1 has a characteristic in which an electric field transmits polarized light vibrating perpendicular to the grating, and reflects polarized light vibrating horizontally to separate beams.

한편, 종래의 편광 변환 장치로서, 편광 빔 스플리터(PBS) 어레이를 이용한 편광 변환 장치가 있다. 즉, PBS 어레이는 램프에서 나오는 비편광된 빛을 한쪽 편광으로 바꿔주는 소자이다. PBS란 두 글래스(Glass) 사이에 특수 코팅을 해서 P파는 투과시키고, S파는 반사시키는 소자이다.On the other hand, there is a polarization conversion device using a polarization beam splitter (PBS) array as a conventional polarization conversion device. In other words, a PBS array is a device that converts unpolarized light from a lamp into one polarized light. PBS is a device that transmits P wave and reflects S wave by applying special coating between two glasses.

그리고, 상기 PBS를 여러장 겹쳐 놓은 것이 PBS 어레이이다.The PBS array is a stack of several PBSs.

도 2는 상기된 PBS 어레이가 적용되는 광학계의 일 예를 보인 것으로서, PBS어레이(202) 전단에 입사되는 광빔을 균일하게 분할함과 동시에 분할된 광빔을 집속하는 플라이-아이 렌즈(Fly-eye Lens)(201)가 배치되어 있다. 상기 플라이 아이 렌즈(201)에 의해 상기 PBS 어레이(202)에는 빛이 입사되는 곳과 입사되지 않는 부분이 생기게 된다. 이때, 빛의 편광을 한 방향으로만 편광시키기 위해 상기 PBS 어레이(202) 중 플라이 아이 렌즈(201)로부터 빛이 입사되는 부분에 설치된 PBS의 출사면에 λ/2판(203)을 설치하고, 빛이 입사되지 않는 부분에 설치된 PBS에는 λ/2판(203)을 설치하지 않는다. 상기 λ/2판(203)은 선편광의 방향을 변환하는 편광 변환판으로서, S파(즉, 수직 선편광)는 P파(즉, 수평 선편광)로, P파는 S파로 변환한다.FIG. 2 illustrates an example of an optical system to which the above-described PBS array is applied. The fly-eye lens uniformly divides the light beam incident on the front end of the PBS array 202 and simultaneously focuses the split light beam. 201 is disposed. Where the light is incident to the PBS array 202 by the fly's eye lens 201 is a portion that is not incident. In this case, in order to polarize the light in only one direction, the λ / 2 plate 203 is provided on the exit surface of the PBS installed at the portion where the light is incident from the fly's eye lens 201 of the PBS array 202, The lambda / 2 plate 203 is not provided in the PBS provided at the portion where no light is incident. The λ / 2 plate 203 is a polarization converting plate for converting the direction of linearly polarized light. S wave (ie, vertical linearly polarized light) is converted into P wave (ie, horizontal linearly polarized light) and P wave is converted into S wave.

일 예로, 상기 PBS 어레이(202)의 PBS들은 P파는 투과시키고, S파는 반사시키도록 제작되었다고 가정한다. 따라서, P 편광된 빛이 플라이 아이 렌즈(201)를 통해 PBS 어레이(202)로 입사되면, 상기 PBS 어레이(202)에 입사된 P 편광된 빛은 해당 PBS를 투과하여 λ/2판(203)으로 입사된다. 상기 λ/2판(203)은 P파를 S파로 변환하여 출사하고, 상기 변환된 S파는 릴레이 렌즈(relay lens)(204)를 거쳐 패널(205)로 출사된다. 한편, S 편광된 빛이 플라이 아이 렌즈(201)를 통해 PBS 어레이(202)로 입사되면, 상기 PBS 어레이(202)에 입사된 S 편광된 빛은 해당 PBS를 반사하여 λ/2판이 설치되지 않은 PBS로 입사된다. 상기 λ/2판이 설치되지 않은 PBS는 반사되어 입사되는 S파를 다시 반사시켜 패널(205)로 출사한다. 결국, 상기 패널(205)에는 S 편광된 빛만 입사되게 된다.As an example, it is assumed that the PBSs of the PBS array 202 are designed to transmit P waves and reflect S waves. Therefore, when P-polarized light is incident on the PBS array 202 through the fly's eye lens 201, the P-polarized light incident on the PBS array 202 passes through the PBS to transmit the λ / 2 plate 203. Incident. The λ / 2 plate 203 converts P waves into S waves and emits them, and the converted S waves are emitted to the panel 205 through a relay lens 204. On the other hand, when the S-polarized light is incident on the PBS array 202 through the fly-eye lens 201, the S-polarized light incident on the PBS array 202 reflects the PBS, so that the λ / 2 plate is not installed. It enters into PBS. The PBS having no λ / 2 plate installed thereon is reflected back to the panel 205 by reflecting the incident S wave again. As a result, only S-polarized light is incident on the panel 205.

또한, 상기 플라이 아이 렌즈(201)를 통해 비편광 빛이 PBS 어레이(202)로입사되더라도 λ/2판(203)이 설치된 PBS는 비편광 빛 중 P파만을 λ/2판(203)으로 투과시키고, S파는 λ/2판(203)이 설치되지 않은 PBS로 반사시킨다. 그러면, 상기된 과정에 의해 λ/2판(203)에서 변환된 S파와, 상기 λ/2판(203)이 설치되지 않은 PBS에서 반사되는 S파가 패널(205)로 출사된다.In addition, even when non-polarized light is incident on the PBS array 202 through the fly's eye lens 201, the PBS provided with the λ / 2 plate 203 transmits only P waves of the non-polarized light to the λ / 2 plate 203. The S wave is reflected by PBS without the? / 2 plate 203 provided. Then, the S wave converted by the lambda / 2 plate 203 by the above-described process, and the S wave reflected from the PBS without the lambda / 2 plate 203 is emitted to the panel 205.

그런데, 상기 PBS는 정해진 각도에 대해서는 좋은 성능을 가지고 있는데 반해 각도가 약간 다르게 들어오는 빛에 대해서는 그 성능이 깨지는 단점이 있다. 이것은 PBS 어레이에서도 역시 같은 문제점이 발생한다. 그리고 빛의 양이 많아짐에 따라 PBS 글래스의 열도 올라간다. 이때 올라간 글래스의 열에 의한 스트레스(Stress)로 인해 광탄성 등의 문제가 발생하고, 이로 인해 편광성이 많이 깨어지는 문제점이 있다.By the way, the PBS has a good performance for a predetermined angle, while the performance is broken for light coming in slightly different angle. This same problem also occurs in PBS arrays. And as the amount of light increases, the heat of PBS glass rises. At this time, a problem such as photoelasticity occurs due to the stress caused by the heat of the glass, which causes a lot of polarization breakage.

즉, PBS 코팅면은 온도가 올라감에 따라 글래스의 재질에 광탄성 효과가 일어나거나 굴절률이 변하여 편광이 손실되는 경우가 발생한다. 그리고 허용 각도도 현재 기술로는 F/2.3이상으로는 힘들다.That is, the PBS coated surface is a photoelastic effect occurs in the material of the glass as the temperature rises or the refractive index is changed, the polarization is lost. And the permissible angle is also harder than F / 2.3 with current technology.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 격자 무늬 패턴을 갖는 반사형 편광자를 이용하여 빛을 한쪽 방향으로 편광시킴으로써, PBS 어레이의 각도와 열에 따른 성능 저하를 해결하는 편광 변환 장치를 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention by polarizing the light in one direction using a reflective polarizer having a plaid pattern, polarization to solve the performance degradation according to the angle and heat of the PBS array In providing a conversion device.

도 1은 일반적인 반사형 편광판의 일 예를 보인 도면1 is a view showing an example of a typical reflective polarizer

도 2는 종래의 PBS 어레이를 이용한 편광 변환 장치의 일 예를 보인 도면2 is a view showing an example of a polarization conversion device using a conventional PBS array

도 3은 본 발명에 따른 반사형 편광판을 이용한 편광 변환 장치의 일 예를 보인 도면3 is a view showing an example of a polarization conversion device using a reflective polarizer according to the present invention

도 4는 본 발명에 따른 반사형 편광판을 이용한 편광 변환 장치의 다른 예를 보인 도면4 is a view showing another example of a polarization conversion device using a reflective polarizer according to the present invention

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

301,401 : 글래스 기판 302,402 : 편광 변환판301,401 Glass substrate 302,402 Polarization converter

303,403 : 반사형 편광판 304,404 : 미러303,403: Reflective Polarizer 304,404: Mirror

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 편광 변환 장치는, 금속의 격자 무늬 패턴을 갖도록 형성되어 입사되는 비편광 빛을 분리하는 반사형 편광판, 입사되는 빛을 반사시키는 미러판 그리고, 입사된 빛의 편광 방향을 변환하는 편광 변환판을 포함하여 구성되며, 상기 반사형 편광판은 플라이-아이 렌즈로부터 빛이 입사되는 부분에 소정 각도로 위치시키고, 상기 미러판은 상기 플라이-아이 렌즈로부터 빛이 입사되지 않는 부분에 소정 각도로 위치시켜 상기 플라이-아이 렌즈로부터 입사되는 비편광 빛을 직교하는 두 개의 편광 방향으로 분리하고, 상기 편광 변환판은 상기 미러판과 반사형 편광판 사이의 기판 위에 위치시켜 상기 반사형 편광판을 투과하는 빛의 편광 방향을 변환하는 것을 특징으로 한다.상기 반사형 편광판은 금속의 격자 무늬 패턴을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.Polarization conversion apparatus according to the present invention for achieving the above object is formed to have a metal grid pattern pattern reflective polarizing plate for separating the incident non-polarized light, a mirror plate for reflecting the incident light and the incident And a polarization converting plate for converting a polarization direction of light, wherein the reflective polarizing plate is positioned at a predetermined angle to a portion where light is incident from the fly-eye lens, and the mirror plate is configured to receive light from the fly-eye lens. The non-polarized light incident from the fly-eye lens is separated in two orthogonal polarization directions, and the polarization converting plate is positioned on a substrate between the mirror plate and the reflective polarizing plate. The polarizing direction of the light passing through the reflective polarizing plate is characterized in that it is converted. Chair is characterized in that the formed so as to have a pattern.

상기 편광 변환판은 수직 선편광을 수평 선편광으로 또는, 수평 선편광을 수직 선편광으로 변환하는 λ/2판인 것을 특징으로 한다.The polarization converting plate is a λ / 2 plate for converting vertical linearly polarized light into horizontal linearly polarized light or horizontal linearly polarized light into vertical linearly polarized light.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 편광 변환 장치로서, PBS 어레이 대신 격자 무늬 패턴을 갖는 반사형 편광판을 이용하여 비편광된 빛을 편광된 빛(예, S파와 P파)으로 분리한다.In the present invention, as a polarization conversion device, an unpolarized light is separated into polarized light (eg, S-wave and P-wave) by using a reflective polarizer having a lattice pattern instead of a PBS array.

즉, 본 발명에 따른 편광 변환 장치는, 플라이 아이 렌즈로부터 빛이 입사되는 부분에는 소정 각도로 반사형 편광판을 위치시키고, 빛이 입사되지 않는 부분에는 소정 각도로 미러판을 위치시키며, 상기 미러판 및 반사형 편광판 사이 또는, 상기 반사형 편광판과 미러판 사이의 기판 위에 편광 변환판을 형성하여 구성된다.상기 반사형 편광판의 입사면은 금속(metal) 예를 들면, 알루미늄(aluminum)으로 격자 무늬가 형성되어 이루어진다. 일 예로, 상기 반사형 편광판은 격자 무늬가 파장보다 클때는 회절 격자로 행동하며, 파장 무늬보다 작을 때는 편광자로 행동하는 특성을 이용하여 글래스 기판 위에 알루미늄 라인(Aluminum line)을 파장보다 작은 주기로 심어준 편광자이다. 상기 반사형 편광판은 전기장이 격자에 수직으로 진동하는 편광은 투과하고, 수평으로 진동하는 편광은 반사시켜 빔을 분리하는 특성이 있다.That is, in the polarization converting apparatus according to the present invention, the reflective polarizer is positioned at a predetermined angle in a portion where light is incident from a fly's eye lens, and the mirror plate is positioned at a predetermined angle in a portion where light is not incident. And a polarization converting plate formed on a substrate between the reflective polarizing plate or between the reflective polarizing plate and the mirror plate. The incident surface of the reflective polarizing plate is made of metal such as aluminum, for example, a lattice pattern. Is formed. For example, the reflective polarizer is a diffraction grating when the lattice pattern is larger than the wavelength, and a polarizer in which an aluminum line is planted on the glass substrate at intervals smaller than the wavelength by using the characteristic of acting as a polarizer when the lattice pattern is larger than the wavelength. to be. The reflective polarizer has a characteristic in which an electric field transmits polarized light vibrating perpendicular to the grating, and reflects polarized light vibrating horizontally to separate beams.

한편, 상기 편광 변환판은 λ/2판으로서, 선편광의 방향을 변환한다. 즉, S파(즉, 수직 선편광)는 P파(즉, 수평 선편광)로, P파는 S파로 변환한다.In addition, the said polarization conversion plate is a (lambda) / 2 board, and changes the direction of linearly polarized light. That is, the S wave (i.e., vertical linearly polarized light) is converted into P wave (i.e., horizontal linearly polarized light), and the P wave is converted into S wave.

그리고, 원하는 편광 방향에 따라 상기 λ/2판은 상기 미러판 및 반사형 편광판 사이의 기판 위에 형성될 수도 있고, 또는 상기 반사형 편광판과 미러판 사이의 기판 위에 형성될 수도 있다.The lambda / 2 plate may be formed on the substrate between the mirror plate and the reflective polarizing plate, or may be formed on the substrate between the reflective polarizing plate and the mirror plate according to a desired polarization direction.

예를 들어, 원하는 편광 방향이 S파라면 도 3과 같이 상기 λ/2판(302)은 미러판(304) 및 반사형 편광판(303) 사이의 기판(301) 위에 형성되고, P파라면 도 4와 같이 λ/2판(402)은 상기 반사형 편광판(403)과 미러판(404) 사이의 기판(401) 위에 형성된다.For example, if the desired polarization direction is S wave, the λ / 2 plate 302 is formed on the substrate 301 between the mirror plate 304 and the reflective polarizer 303 as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the λ / 2 plate 402 is formed on the substrate 401 between the reflective polarizer 403 and the mirror plate 404.

이때, 빛은 반사형 편광판(303,403)의 입사면으로만 입사되도록 구성된다. 여기서, 설명의 편의상 빛이 입사되는 부분을 A 영역이라고 칭한다. 그리고, 이때 입사된 빛은 비편광된 빛이다.At this time, the light is configured to be incident only on incident surfaces of the reflective polarizers 303 and 403. Here, for convenience of explanation, a portion where light is incident is referred to as an A region. In this case, the incident light is unpolarized light.

이와 같이 구성된 본 발명은 편광된 S파만을 출력하는 도 3을 참조하여 먼저 설명한다.The present invention configured as described above will first be described with reference to FIG. 3 for outputting only polarized S waves.

A 영역으로 비편광된 빛이 입사되면 반사형 편광판(303)은 그 중 P파는 투과시키고 S파는 반사시킨다. 이때, 상기 P파는 광축이 P파에 45도로 설정된 λ/2판(302)을 거치면서 S파로 변환되어 출사된다. 그리고, 상기 반사형 편광판(303)에서 반사된 S파는 미러(304)에서 다시 반사되어 S파 그대로 출사된다.When unpolarized light is incident on the A region, the reflective polarizer 303 transmits P waves and reflects S waves. At this time, the P wave is converted into the S wave while passing through the λ / 2 plate 302 whose optical axis is set at 45 degrees to the P wave and is emitted. The S-waves reflected by the reflective polarizer 303 are reflected by the mirror 304 and emitted as S-waves.

즉, 비 편광이었던 램프의 빛 중 P파는 반사형 편광판(303)과 λ/2판(302)을 거쳐 S파로, S파는 반사형 편광판(303)과 미러(304)를 거쳐 그대로 출사됨으로써, 상기 편광 변환 장치에서는 전부 편광된 S파만 출사된다.That is, the P wave of the light of the non-polarized light is emitted as the S wave through the reflective polarizer 303 and the λ / 2 plate 302, and the S wave is emitted as it is through the reflective polarizer 303 and the mirror 304. In the polarization conversion device, only the S-waves which are all polarized are emitted.

한편, 도 4는 편광된 P파만을 출력하는 편광 변환 장치의 일 예로서, A 영역으로 비편광된 빛이 입사되면 반사형 편광판(403)은 그 중 P파는 그대로 투과시켜 출사하고, S파는 미러(404)로 반사시킨다. 상기 반사형 편광판(403)에서 반사된 S파는 다시 미러(404)에서 반사되고, 반사된 S파는 광축이 S파에 45도로 설정된 λ/2판(402)을 거치면서 P파로 변환되어 출사된다.On the other hand, Figure 4 is an example of a polarization conversion device that outputs only the polarized P wave, when the non-polarized light is incident to the A region, the reflective polarizing plate 403 is transmitted through the P wave as it is, and S wave is a mirror Reflect at 404. The S-waves reflected by the reflective polarizer 403 are reflected by the mirror 404 again, and the reflected S-waves are converted into P-waves while passing through the λ / 2 plate 402 whose optical axis is set at 45 degrees to the S-waves.

즉, 비 편광이었던 램프의 빛 중 P파는 반사형 편광판(403)을 투과하여 그대로 P파로 출사되고, S파는 반사형 편광판(403)과 미러(404) 그리고, λ/2판(402)을 거치면서 P파로 변환되어 출사된다.That is, the P wave of the non-polarized light of the lamp passes through the reflective polarizing plate 403 and is emitted as a P wave, and the S wave passes through the reflective polarizing plate 403, the mirror 404, and the λ / 2 plate 402. It is converted into P wave and emitted.

상술한 편광 변환 장치는 투사형 표시 장치등의 광학계에 이용될 때는 통상 램프와 플라이 아이 렌즈와 같이 사용된다. 이때 상기 편광 변환 장치의 위치는 도 2의 PBS 어레이 위치가 된다. 즉, PBS 어레이 대신 본 발명의 편광 변환 장치를 배치하여 투사형 표시 장치등의 광학계를 구성할 수 있다.The above-mentioned polarization conversion device is usually used together with a lamp and a fly's eye lens when used in an optical system such as a projection display device. At this time, the position of the polarization converter is the position of the PBS array of FIG. That is, an optical system such as a projection display device may be configured by disposing the polarization conversion device of the present invention instead of the PBS array.

그리고, 상기 플라이 아이 렌즈를 거친 빛은 도 3,4의 영역 중 A 부분에만 입사되도록 플라이 아이 렌즈와 편광 변환 장치를 배치한다.In addition, the fly-eye lens and the polarization converting device are disposed such that the light passing through the fly-eye lens is incident only on the portion A of the regions of FIGS. 3 and 4.

이때, 본 발명에 따른 반사형 편광판의 입사면은 금속 특히, 알루미늄으로 격자 무늬가 형성되어 있기 때문에, 종래의 PBS 어레이의 PBS 코팅면과는 달리 여러 장점이 있다.At this time, the incident surface of the reflective polarizing plate according to the present invention has a number of advantages, unlike the PBS coating surface of the conventional PBS array because the grid pattern is formed of metal, in particular aluminum.

즉, 본 발명에 따른 편광 변환 장치에서는 반사형 편광판의 입사면이 금속 격자이기 때문에 글래스의 굴절률을 이용하지 않는다. 따라서, 굴절률 변화에 따른 문제가 발생하지 않는다. 이로 인해 종래에는 다른 PBS 어레이의 열에 의한 광탄성으로 편광이 깨지는데 반해 본 발명은 -40。C ∼200。C까지 적용 가능하다.That is, in the polarization conversion device according to the present invention, since the incident surface of the reflective polarizer is a metal lattice, the refractive index of the glass is not used. Therefore, a problem due to the change in refractive index does not occur. For this reason, while the polarization is broken by photoelasticity by heat of another PBS array, the present invention is applicable to -40 ° C to 200 ° C.

또한, 격자 방향에 전기장이 흔들리는 방향과, 그 방향으로의 자유전자 유무에 따른 반사,투과 현상이므로 각도에 따른 민감도가 덜하다. 각도에 따른 한계는 빛이 45°입사할 때 P파의 파장과 격자 무늬의 주기의 공명(resonance) 현상으로 인해 반사하는 경우이다. 이때, 블루 파장 대역에 이 공명 현상이 존재하지만 여러 가지 공지된 기술을 이용하여 파장 대역을 400nm 이하로 내릴 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 빛의 허용 각도를 약 F/1.8정도까지 할 수 있다.In addition, since the electric field is shaken in the lattice direction, and the reflection and transmission phenomena according to the presence or absence of free electrons in the direction, the sensitivity according to the angle is less. The angle-dependent limit is when light is incident at 45 ° due to the resonance of the wavelength of the P wave and the period of the lattice pattern. At this time, although this resonance phenomenon exists in the blue wavelength band, the wavelength band can be lowered to 400 nm or less by using various known techniques. Therefore, in the present invention, the allowable angle of light can be up to about F / 1.8.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 편광 변환 장치에 의하면, 격자 무늬 패턴을 갖는 반사형 편광판을 이용하여 비편광된 빛을 한쪽 방향으로 편광시킴으로써, 굴절률 변화에 따른 문제가 발생하지 않는다. 또한, 빛의 허용 각도도 F/1.8정도까지 견딜 수 있다.As described above, according to the polarization converting apparatus according to the present invention, by polarizing unpolarized light in one direction using a reflective polarizing plate having a lattice pattern, a problem due to a change in refractive index does not occur. In addition, the permissible angle of light can withstand up to F / 1.8.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

Claims

An optical polarization conversion device having a plurality of fly-eye lenses for uniformly dividing an incident light beam and focusing the divided light beams,

It is configured to include a reflective polarizer for separating the incident non-polarized light formed to have a metal grid pattern, a mirror plate for reflecting the incident light, and a polarization converting plate for converting the polarization direction of the incident light,

The reflective polarizer is positioned at a predetermined angle to a portion where light is incident from the fly-eye lens, and the mirror plate is positioned at a predetermined angle to a portion where light is not incident from the fly-eye lens. Split the non-polarized light incident from the into two orthogonal polarization directions,

And the polarization converting plate positioned on a substrate between the mirror plate and the reflective polarizing plate to convert a polarization direction of light passing through the reflective polarizing plate.

delete

The method of claim 1,

And the reflective polarizer is formed by planting an aluminum line at a predetermined angle on a glass substrate with a period smaller than the wavelength.

The method of claim 1,

The polarization converting plate is a? / 2 plate for converting vertical linearly polarized light into horizontal linearly polarized light or horizontal linearly polarized light into vertical linearly polarized light.

delete