一種基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器，包括：第一耦合棱鏡、液晶盒和第二耦合棱鏡；第一耦合棱鏡、第二耦合棱鏡和液晶盒分別用透明膠粘劑和透明膠粘劑膠合在一起；所述的第一耦合棱鏡和第二耦合棱鏡用于將入射光導(dǎo)入和導(dǎo)出液晶盒；液晶盒包括上基板、液晶和下基板；所述液晶采用藍(lán)相液晶；上基板和下基板上分別形成有第一透明電極和第二透明電極以便對所述液晶施加電壓；所述的第一透明電極和第二透明電極之間產(chǎn)生均勻的電場分布。本發(fā)明采用藍(lán)相液晶實現(xiàn)高速響應(yīng)，通過在兩個透明電極之間產(chǎn)生均勻的電場分布，使器件具有良好的均勻性，同時采用兩個耦合棱鏡將入射光導(dǎo)入和導(dǎo)出液晶盒，提高了整個器件的性能。
【專利說明】一種基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及立體投影【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的立體投影技術(shù)通常采用雙投影機(jī)系統(tǒng)，兩臺投影機(jī)上分別加裝偏振方向不同的偏振片，再將左右眼圖像同時投影在一個屏幕上，在屏幕上呈現(xiàn)出兩幅重合的圖像，觀眾通過佩戴偏振眼鏡觀看立體圖像。雙投影機(jī)系統(tǒng)的兩臺投影機(jī)需要精確對位，校準(zhǔn)過程非常復(fù)雜，而且兩臺投影機(jī)的成本 非常高，只用于大型電影院，普通家庭很難承受，不利于推廣應(yīng)用。于是，人們提出了單投影機(jī)立體投影系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一臺投影機(jī)和一個偏振光轉(zhuǎn)換器，其中偏振光轉(zhuǎn)換器用于控制左右眼圖像的偏振態(tài)。通過時分復(fù)用的方法，投影機(jī)將左右眼圖像交替投影在屏幕上，觀眾通過佩戴偏振眼鏡即可觀看立體圖像。單投影機(jī)立體投影系統(tǒng)不需要考慮兩臺投影機(jī)投影圖像的對位問題，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。但是，該系統(tǒng)采用時分復(fù)用的方法，液晶顯示面板和偏振光轉(zhuǎn)換器的刷新頻率均變?yōu)樵瓉淼膬杀?，這就要求液晶材料具有高速響應(yīng)的特性，而普通向列相液晶的響應(yīng)速度在IOms左右，難以滿足要求。
[0003]藍(lán)相液晶的響應(yīng)時間在微秒量級，可用做高速響應(yīng)的液晶器件，而且不需要取向?qū)?，制造工藝簡單。因此，藍(lán)相液晶可以用來實現(xiàn)高速響應(yīng)的偏振光轉(zhuǎn)換器。通常來說，偏振光轉(zhuǎn)換器要求整個器件具有良好的均勻性，使入射光的偏振態(tài)變化一致。目前藍(lán)相液晶器件主要采用面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極結(jié)構(gòu)驅(qū)動，利用電極之間產(chǎn)生的橫向電場控制入射光的偏振態(tài)。然而，面內(nèi)轉(zhuǎn)換電極產(chǎn)生的電場分布不均勻，不均勻的電場會造成入射光的偏振態(tài)變化不一致，從而影響偏振光轉(zhuǎn)換器的均勻性，降低了整個器件的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決上述問題而做出的，其目的是為了提供一種高速響應(yīng)、具有良好均勻性的基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器，包括:第一耦合棱鏡、液晶盒和第二耦合棱鏡；所述的第一耦合棱鏡、第二耦合棱鏡和液晶盒分別用透明膠粘劑I和透明膠粘劑Π膠合在一起；所述的第一耦合棱鏡和第二耦合棱鏡用于將入射光導(dǎo)入和導(dǎo)出液晶盒；所述的液晶盒包括上基板、液晶和下基板；所述的液晶填充在上基板和下基板之間；所述的液晶采用藍(lán)相液晶；所述的上基板和下基板上分別形成有第一透明電極和第二透明電極以便對所述的液晶施加電壓；所述的第一透明電極和第二透明電極之間產(chǎn)生均勻的電場分布；所述的液晶的雙折射通過給所述的第一透明電極和第二透明電極施加電壓進(jìn)行變化。
[0006]優(yōu)選的，所述的液晶盒的基板法線與入射光的夾角為Θ，且10°≤θ≤80°。
[0007]優(yōu)選的，所述的第一耦合棱鏡和第二耦合棱鏡采用各向同性的透明材料，例如玻
墻坐[0008]優(yōu)選的，所述的第一耦合棱鏡和第二耦合棱鏡是兩個直角棱鏡，其底角也為Θ，且
10?！?Θ ≤80°。
優(yōu)選的，所述的透明膠粘劑I和透明膠粘劑Π可采用加拿大樹膠等光學(xué)膠。
[0009]優(yōu)選的，所述的第一透明電極和第二透明電極采用氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)等透明導(dǎo)電材料制成的電極。
[0010]本發(fā)明提供的基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器采用藍(lán)相液晶實現(xiàn)高速響應(yīng)，通過在兩個透明電極之間產(chǎn)生均勻的電場分布，使器件具有良好的均勻性，同時采用兩個耦合棱鏡將入射光導(dǎo)入和導(dǎo)出液晶盒，提高了整個器件的性能。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2(a)是基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器在不施加電壓時的說明圖。
[0013]圖2(b)是基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器在施加電壓V=Vm時的說明圖。
[0014]上述各附圖中的圖示標(biāo)號為:
10液晶盒，11上基板，15下基板，12第一透明電極，14第二透明電極，13液晶，16電壓控制部件，21第一耦合棱鏡、22第二耦合棱鏡，23透明膠粘劑I，24透明膠粘劑Π。
【具體實施方式】
[0015]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能更進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的【具體實施方式】。需要說明的是，附圖僅以說明為目的，并未依照原始尺寸作圖。
[0016]如圖1所不,本發(fā)明的實施例一種基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器,包括第一f禹合棱鏡21、液晶盒10、第二耦合棱鏡22 ;第一耦合棱鏡21、第二耦合棱鏡22和液晶盒10分別用透明膠粘劑I 23和透明膠粘劑Π 24膠合在一起；液晶盒10包括上基板11、液晶13和下基板15 ;在上基板11和下基板15上分別形成第一透明電極12和第二透明電極14，液晶13填充在上基板11和下基板15之間。
[0017]第一耦合棱鏡21和第二耦合棱鏡22采用各向同性的透明材料，例如玻璃等。液晶13米用監(jiān)相液晶，監(jiān)相液晶材料具有微秒量級的響應(yīng)時間，從而能實現(xiàn)聞速響應(yīng)。第一透明電極12和第二透明電極14采用氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)等透明導(dǎo)電材料制成的電極。透明膠粘劑I 23和透明膠粘劑Π 24可采用加拿大樹膠等光學(xué)膠。
[0018]通常來說，液晶盒利用液晶的雙折射控制入射光的偏振態(tài)。為了使整個器件具有良好的均勻性，需要在液晶層中形成均勻的電場。在本實施例中，電壓控制部件16通過第一透明電極12和第二透明電極14施加電壓V到液晶13上，利用兩個透明電極之間產(chǎn)生的均勻電場控制液晶13的雙折射，從而控制入射光的偏振態(tài)。
[0019]然而，在液晶盒10中，由于電場方向垂直于基板，所以液晶13的光軸方向也垂直于基板。對于沿著基板法線方向的入射光來說，液晶13不具有雙折射性，因而液晶盒10不能調(diào)制來自基板法線方向的入射光。因此，在本實施例中，設(shè)定液晶盒10的基板法線與Z軸夾角為Θ，且入射光沿著Z軸方向入射。由于液晶盒10的基板法線與入射光的夾角為Θ，液晶13具有雙折射性，所以液晶盒10可以調(diào)制入射光。為了使來自基板傾斜方向的光線更好的經(jīng)過液晶盒10，這里采用兩個耦合棱鏡將傾斜方向的入射光導(dǎo)入和導(dǎo)出液晶層。第一耦合棱鏡21和第二耦合棱鏡22是兩個直角棱鏡，其底角也為0。
[0020]下面說明本發(fā)明實施例的基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器的電壓響應(yīng)。圖2(a)和圖2(b)分別是基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器不施加電壓和施加電壓V=Vm時的說明圖。在本實施例中，入射光沿著Z軸方向入射,且入射光是線偏振光,其偏振方向與X軸成45°夾角。如圖2(a)所示，當(dāng)基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器不施加電壓時，液晶13呈光學(xué)各向同性，不改變?nèi)肷涔獾钠穹较颍肷涔饨?jīng)過液晶層后，偏振方向保持原狀。如圖2(b)所示，當(dāng)給基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器施加電壓V=VmOO)時，液晶13具有雙折射，相當(dāng)于λ/2波片，入射光經(jīng)過液晶層后，偏振方向旋轉(zhuǎn)90°，其偏振方向與X軸夾角變?yōu)?35°。通過將施加電壓從O切換到Vm或從Vm切換到0，實現(xiàn)對入射光偏振方向的控制。
[0021]在本實施例中，基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器采用藍(lán)相液晶實現(xiàn)高速響應(yīng)，通過在兩個透明電極之間產(chǎn)生均勻的電場分布，使器件具有良好的均勻性，同時采用兩個耦合棱鏡將入射光導(dǎo)入和導(dǎo)出液晶層，提高了整個器件的性能。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本發(fā)明不限于此實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離由權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神實質(zhì)和范圍的情況下對其形式和細(xì)節(jié)做出的各種改變，皆應(yīng)屬本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括:第一稱合棱鏡、液晶盒和第二耦合棱鏡； 所述的第一耦合棱鏡、第二耦合棱鏡和液晶盒分別用透明膠粘劑I和透明膠粘劑II膠合在一起； 所述的第一耦合棱鏡和第二耦合棱鏡用于將入射光導(dǎo)入和導(dǎo)出液晶盒； 所述的液晶盒包括上基板、液晶和下基板； 所述的液晶填充在上基板和下基板之間； 所述的液晶米用藍(lán)相液晶； 所述的上基板和下基板上分別形成有第一透明電極和第二透明電極以便對所述的液晶施加電壓； 所述的第一透明電極和第二透明電極之間產(chǎn)生均勻的電場分布； 所述的液晶的雙折射通過給所述的第一透明電極和第二透明電極施加電壓進(jìn)行變化。
2.如權(quán)利要求1中所述的基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的液晶盒的基板法線與入射光的夾角為Θ，且10°≤Θ≤80°。
3.如權(quán)利要求1中所述的基于藍(lán)相液晶的偏振光轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的第一率禹合棱鏡和第二耦合棱鏡 是兩個直角棱鏡，其底角也為Θ，且10° < Θ <80°。
【文檔編號】G02B27/26GK103969876SQ201410188026
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】王瓊?cè)A, 崔建朋, 湯培 申請人:四川大學(xué)