[发明专利]偏振调制轮

说明书

背景

技术领域

本公开内容总地涉及二态(binary)偏振调制器，并且更具体地，涉及二态偏振调制器对于时序立体投影系统的应用。

背景技术

时序立体投影系统交替地向适合的眼睛呈现全帧左和右透视影像。就这点而论，它们使用投影仪与某种形式的快门机构的同步操作。在益处之中，该方法使得能够实现自动提供两个图像的精确重合的单投影仪3D显示。快门系统的元件可能不是全部留在观众那里，而是某种形式的检偏器应该被用在在观众那里以区分编码图像。在基于偏振的系统中，最简单的方法将正交偏振检偏器放置在观众那里，而将快门的其他元件留在投影仪处。通常，后者包括输入偏振器和某种形式的有源偏振开关。由于仅单个拷贝用于检偏器上游的元件，所以这具有使成本和复杂程度最小化的益处。然而，它对于置于快门内的任何附加元件(比如，遮蔽物(screen))的偏振依赖性有严格的要求。

示例性的显示技术能够实现非常快的切换(比如，＜100μs)，以使得存在图像的完全时间分离。在许多情况下，进一步优选的是这样的辅助快门，该辅助快门适应3D快门装置的有限切换时间，从而减小串扰(错误图像的部分传输)。数字光处理(DLP)投影系统就是这样的情况，DLP投影系统例如使得可通过显示器的高速、高动态范围的快门来隐蔽液晶(LC)偏振切换转变。原则上，编码方式可以是使得可向每只眼睛递送适合图像的任何技术。这可以包括任何非重叠光谱对、任何正交偏振组，甚至是角度或位置。目前，基于偏振的系统在数字影院中是最常见的。

最常见的偏振开关利用高速LC模式。尽管在大多数3D数字影院平台中使用这样的设备，但是它们却具有一些性能缺陷。具体地讲，对于以低投射比(throw-ratio)工作的系统(诸如在家庭/办公环境下的那些系统)，高对比度是难以保持的。此外，LC设备操作配合圆偏振最方便，但是存在优选线偏振器的情况(比如，对眼镜价格极其敏感的市场，或者线偏振器眼镜已经普遍的场所，诸如主题公园)。另外，由于基于圆偏振的系统中所使用的延迟片薄膜(retarder film)的色彩性质，而导致目前的系统通常蒙受一些开启态效率损失。

发明内容

公开了偏振调制器。根据一方面，偏振调制器可操作来对光路上的射入线偏振光进行时间调制。根据另一方面，偏振调制器具有位于线偏振光路上的偏振轮。偏振轮可以具有第一圆弧区和第二圆弧区，第一圆弧区和第二圆弧区中的至少一个包括延迟片叠层滤光器(retarder stack filter)。根据另一方面，第一圆弧区和第二圆弧区这二者都包括延迟片叠层滤光器。

根据另一方面，还公开了立体投影系统。根据该方面，立体投影系统具有投影仪子系统和偏振调制子系统。偏振调制器子系统可以将来自投影仪子系统的投影图像时间调制为正交偏振状态。偏振调制器子系统具有偏振轮，该偏振轮具有第一圆弧区和第二圆弧区。第一圆弧区和第二圆弧区这二者都包括延迟片叠层滤光器。

附图说明

在附图中以举例的方式图示说明实施方案，在附图中，相似的标号指示类似的部件，在附图中：

图1A至图1C是图示说明偏振器轮(polarizer wheel)的示意图；

图2是图示说明顺序轮(sequential wheel)和投影光斑(projected light patch)的几何形状的示意图；

图3A是图示说明常规偏振器轮的占空比的时序图；

图3B是图示说明顺序轮和投影光斑的几何形状的示意图；

图4是图示说明常规偏振器轮的对比率(contrast ratio)相对于占空比(duty cycle)的曲线图；

图5是在最坏情况角度情形下的常规偏振器轮的对比率相对于占空比的曲线图；

图6是图示说明常规偏振器轮的占空比的时序图；

图7是关于分段式(segmented)线偏振器轮的对比率对占空比的曲线图；

图8是示出关于市售的立体3D分段式偏振器轮系统的特性值的表格；

图9是图示说明根据本公开内容的投影系统的示意图；

图10是图示说明根据本公开内容的另一个投影系统的示意图；

图11是根据本公开内容的示例性偏振调制器轮的示意图；

图12是提供根据本公开内容的12层延迟片叠层的示例性角度的表格；

图13是示出根据本公开内容的六层纯消色差旋转器(pure achromatic rotator)的表格；