[发明专利]一种基于蓝相液晶的偏振光转换器

说明书

技术领域

本发明涉及立体投影技术领域，具体是一种基于蓝相液晶的偏振光转换器。

背景技术

现有的立体投影技术通常采用双投影机系统，两台投影机上分别加装偏振方向不同的偏振片，再将左右眼图像同时投影在一个屏幕上，在屏幕上呈现出两幅重合的图像，观众通过佩戴偏振眼镜观看立体图像。双投影机系统的两台投影机需要精确对位，校准过程非常复杂，而且两台投影机的成本非常高，只用于大型电影院，普通家庭很难承受，不利于推广应用。于是，人们提出了单投影机立体投影系统，该系统包括一台投影机和一个偏振光转换器，其中偏振光转换器用于控制左右眼图像的偏振态。通过时分复用的方法，投影机将左右眼图像交替投影在屏幕上，观众通过佩戴偏振眼镜即可观看立体图像。单投影机立体投影系统不需要考虑两台投影机投影图像的对位问题，结构简单，成本低。但是，该系统采用时分复用的方法，液晶显示面板和偏振光转换器的刷新频率均变为原来的两倍，这就要求液晶材料具有高速响应的特性，而普通向列相液晶的响应速度在10ms左右，难以满足要求。

蓝相液晶的响应时间在微秒量级，可用做高速响应的液晶器件，而且不需要取向层，制造工艺简单。因此，蓝相液晶可以用来实现高速响应的偏振光转换器。通常来说，偏振光转换器要求整个器件具有良好的均匀性，使入射光的偏振态变化一致。目前蓝相液晶器件主要采用面内转换电极结构驱动，利用电极之间产生的横向电场控制入射光的偏振态。然而，面内转换电极产生的电场分布不均匀，不均匀的电场会造成入射光的偏振态变化不一致，从而影响偏振光转换器的均匀性，降低了整个器件的性能。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的是为了提供一种高速响应、具有良好均匀性的基于蓝相液晶的偏振光转换器。

为了达到上述目的，本发明提出了一种基于蓝相液晶的偏振光转换器，包括：第一耦合棱镜、液晶盒和第二耦合棱镜；所述的第一耦合棱镜、第二耦合棱镜和液晶盒分别用透明胶粘剂和透明胶粘剂胶合在一起；所述的第一耦合棱镜和第二耦合棱镜用于将入射光导入和导出液晶盒；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间；所述的液晶采用蓝相液晶；所述的上基板和下基板上分别形成有第一透明电极和第二透明电极以便对所述的液晶施加电压；所述的第一透明电极和第二透明电极之间产生均匀的电场分布；所述的液晶的双折射通过给所述的第一透明电极和第二透明电极施加电压进行变化。

优选的，所述的液晶盒的基板法线与入射光的夹角为θ，且10°≤θ≤80°。

优选的，所述的第一耦合棱镜和第二耦合棱镜采用各向同性的透明材料，例如玻璃等。

优选的，所述的第一耦合棱镜和第二耦合棱镜是两个直角棱镜，其底角也为θ，且10°≤θ≤80°。

优选的，所述的透明胶粘剂和透明胶粘剂可采用加拿大树胶等光学胶。

优选的，所述的第一透明电极和第二透明电极采用氧化铟锡（ITO）或氧化铟锌（IZO）等透明导电材料制成的电极。

本发明提供的基于蓝相液晶的偏振光转换器采用蓝相液晶实现高速响应，通过在两个透明电极之间产生均匀的电场分布，使器件具有良好的均匀性，同时采用两个耦合棱镜将入射光导入和导出液晶盒，提高了整个器件的性能。

附图说明

图1是基于蓝相液晶的偏振光转换器的结构示意图。

图2(a)是基于蓝相液晶的偏振光转换器在不施加电压时的说明图。

图2(b)是基于蓝相液晶的偏振光转换器在施加电压V=V_m时的说明图。

上述各附图中的图示标号为：

10液晶盒，11上基板，15下基板，12第一透明电极，14第二透明电极，13液晶，16电压控制部件， 21第一耦合棱镜、22第二耦合棱镜，23透明胶粘剂，24透明胶粘剂。

具体实施方式

为使本领域的技术人员能更进一步了解本发明，下面将结合附图详细地说明本发明的具体实施方式。需要说明的是，附图仅以说明为目的，并未依照原始尺寸作图。

如图1所示，本发明的实施例一种基于蓝相液晶的偏振光转换器，包括第一耦合棱镜21、液晶盒10、第二耦合棱镜22；第一耦合棱镜21、第二耦合棱镜22和液晶盒10分别用透明胶粘剂 23和透明胶粘剂 24胶合在一起；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上分别形成第一透明电极12和第二透明电极14，液晶13填充在上基板11和下基板15之间。