Prisma líquido
Descripción general
 Reduzca la irregularidad de temperatura que ocurre en el prisma líquido para igualar la distribución del índice de refracción y para evitar la distorsión de la imagen y similares por el prisma líquido. En el prisma líquido que tiene una separación luz y sintetización medios tales como espejo polarizante para la separación de haz de luz sintetizada al prisma en el recipiente en el que el líquido se llena en el recipiente de prisma, que flujo de luz incidente de la separación y de sintetización significa lado y la fuente de luz Y un primer lado de la superficie de entrada del contenedor de prisma para ser dividido en una pluralidad de prismas, se proporciona una partición en el primer lado de la superficie de entrada, y al menos cuatro pares de lados opuestos enfrentados entre las cuatro superficies laterales La superficie está hecha de un metal con buena conductividad térmica.
Campo técnico
La presente invención se refiere a alta intensidad se refiere a un prisma líquido para su uso en un sistema óptico que tiene una fuente de luz, en particular prisma líquido que tiene un mejor índice de refracción irregular debido a la diferencia de temperatura que se produce en la dirección de luz incidente en el prisma líquido tal como proyectores .
Antecedentes de la técnica
Convencionalmente, en un sistema óptico que usa una fuente de luz de alta luminancia, se usa un prisma líquido lleno de líquido como una contramedida contra la generación de calor de un componente óptico debido a la absorción de luz desde una fuente de luz. Por ejemplo, en un sistema óptico de un dispositivo de visualización que usa el panel de cristal líquido reflectante mostrado en la figura 4, se usa un prisma líquido como un prisma de polarización.
En la figura, la luz de la fuente de luz 1 es de color azul, verde, están divididos de forma secuencial por los espejos dicroicos 2,2,2 reflexión roja, R, G, cada uno de luces B a través del líquido prisma 3 R, G, y B Y entra en cada panel de cristal líquido 4. La luz polarizada de la luz reflejada desde el panel de cristal líquido 4 cambia según la imagen de cada panel de cristal líquido 4, y solo la luz cuya polarización cambia se transmite a través del prisma líquido 3 y se guía a la lente de proyección 5. Luego, las imágenes de los paneles de cristal líquido 4 de R, G y B son proyectadas y combinadas en la pantalla (no mostrada) por las tres lentes de proyección 5.
Como se muestra en la figura 5, el prisma de líquido 3 es un recipiente de prisma de vidrio cilíndrico rectangular 6 lleno de un líquido 7 que tiene sustancialmente el mismo índice de refracción que el del recipiente de prisma 6. Además, en una superficie lateral del recipiente prisma 6 del lado de la luz fuente 1 con pegar una placa de polarización 8, es el espejo contenedor prisma 6 polarización 9 se aloja que refleja la luz linealmente polarizada transmitida a través de la placa de polarización 8 al panel de cristal líquido 4 Lo ha hecho.
Tarea de solución
Incidentalmente, se usa etilenglicol, glicerina, alcohol bencílico o similares como el líquido 7 a llenar en el prisma líquido 3, pero estos tienen un gran cambio en el índice de refracción con la temperatura. De acuerdo con las mediciones, se genera un cambio de índice de refracción de 0.0003 0.0005 / grado. Por consiguiente, cuando se produce una irregularidad de la temperatura en el líquido 7 en el prisma líquido 3, la distribución del índice de refracción aparece desigualmente.
Sin embargo, en un proyector de tipo de proyección o similar, se usa una lámpara de alta intensidad tal como una lámpara de haluro metálico para la fuente de luz 1 para aumentar el brillo de la imagen, y el prisma de líquido 3 se irradia con luz intensa. Por lo tanto, el aumento de temperatura del prisma de líquido 3 es grande debido a la absorción de calor por la placa de polarización 8 o similar. Además, la intensidad del haz de luz irradiado desde la fuente de luz 1 es una distribución gaussiana con un centro fuerte. Por lo tanto, mientras que el líquido 7 calentó la porción central del prisma líquido 3 se mueve a la parte superior del prisma líquido 3 por convección, la parte inferior del líquido 7 en el prisma líquido 3 permanece sin ser demasiado caliente prisma, líquido 3 Se generan diferentes distribuciones de temperatura en la dirección ascendente y descendente de la FIG. Por esta razón, se produce un cambio en el índice de refracción debido a la desigualdad de la temperatura en la dirección vertical del prisma de líquido 3, causando la desventaja de que no se puede formar una imagen correcta en la pantalla. Para hacer frente a un problema de este tipo, el presente solicitante ya ha propuesto un prisma líquido capaz de reducir la irregularidad de la temperatura en la dirección vertical en el prisma líquido y uniformizar la distribución del índice de refracción (solicitud de patente japonesa nº 85381) .
Sin embargo, en tal propuesta, aunque es posible reducir la irregularidad de la temperatura en la dirección vertical en el prisma líquido, no se puede decir que una diferencia de temperatura que ocurre en la dirección incidente de la luz en el prisma líquido no se puede evitar suficientemente.
Tal presente invención bajo las circunstancias había concebido, su propósito, es posible reducir la irregularidad de temperatura de la dirección de incidencia de la luz en el prisma líquido, el líquido alcanza muy buena homogeneidad de la distribución de índice de refracción Prisma
Solución
Con el fin de lograr el objeto anterior, la presente invención proporciona un prisma líquido que tiene un medio de separación y combinación de luz tal como un espejo de polarización para separar y combinar un flujo de luz en un recipiente de prisma lleno de un líquido, Se proporciona una partición transparente y se proporciona un compartimento en el lado de la primera cara de entrada para dividir el lado de separación y de medios de combinación y el primer lado de la cara de entrada del recipiente de prisma sobre el que entra el flujo de luz de la fuente de luz. Al menos un par de caras opuestas entre las dos caras laterales está constituido por un metal que tiene una alta conductividad térmica.
Además, las superficies laterales internas de las cuatro superficies laterales de la cámara dividida son preferiblemente superficies reflectantes.
El flujo de luz que incide sobre la primera superficie de entrada del contenedor de prisma desde la fuente de luz se divide y sintetiza mediante los medios de separación y combinación de luz y se emiten hacia el exterior del contenedor de prisma.
Mientras tanto, la luz es absorbida por el recipiente del prisma, los medios de separación / combinación de luz, el líquido, etc., y la temperatura del prisma líquido se eleva. En particular, la cantidad endotérmica en el primer lado de la superficie incidente es grande y el aumento de temperatura también es grande. Sin embargo, en el recipiente de prisma porque se separan térmicamente por un tabique, la irregularidad de temperatura del líquido en el líquido de prisma calentado por el flujo de luz de una distribución de Gauss se produce aumentos se limita principalmente a la lado de la superficie primera incidente, La desigualdad de temperatura en el lado de la separación de luz / combinación disminuye. Por lo tanto, la irregularidad de la distribución del índice de refracción del prisma líquido se alivia con la irregularidad de la temperatura del líquido en la dirección vertical. En este tiempo, el desnivel de temperatura de la primera lado de la superficie incidente de la cámara y la separación luz y sintetización significa lado por la acción de radiación de calor de la conductividad de calor buena metálico provisto en una superficie lateral de la cámara de la primera lado de la superficie incidente, se elimina La distribución de temperatura en la dirección de incidencia de la luz se hace uniforme. En consecuencia, el índice de refracción del prisma líquido en conjunto es extremadamente excelente en uniformidad.
Descripción de las realizaciones preferidas A continuación se describirá una realización de la presente invención con referencia a las figuras 1 y 2. La FIG. Esta realización es un ejemplo en el que se usa un prisma líquido como un prisma de polarización en un sistema óptico de un proyector de tipo proyección que usa un panel de cristal líquido del tipo de reflexión.
En la vista en planta de la figura 1 y la vista lateral de la figura 2, 1 es una fuente de luz de alta intensidad tal como una lámpara de haluro de metal, y se proporciona un prisma de líquido 10 delante de la fuente de luz 1. El prisma 10 líquido tiene un recipiente 11 de prisma en una forma tubular rectangular, y el recipiente 11 de prisma está lleno con un líquido 7 que tiene un índice de refracción predeterminado. La parte inferior del contenedor de prisma 11 se coloca sobre una base de soporte (no mostrada) a través de un soporte 12, y se forma una parte de enfriamiento 13 en la parte superior del contenedor de prisma 11.
Además, en el contenedor de prisma 11, la placa de polarización 8 y el espejo de polarización 9 se alojan en un estado de inmersión en el líquido 7. La placa de polarización 8 está dispuesta paralela a la primera superficie incidente 11a, que es una superficie lateral del contenedor de prisma 11 sobre la que incide el haz de luz procedente de la fuente de luz 1, y ligeramente alejada de la primera superficie incidente 11a. El espejo de polarización 9 está dispuesto en un ángulo predeterminado con respecto a la primera superficie incidente 11a para reflejar la luz polarizada linealmente transmitida a través de la placa de polarización 8 y entrar en el panel de cristal líquido 4.
Polarizador 8 y son partición 14 se erige una placa de vidrio transparente entre el espejo polarizante, por la partición 14, la cámara de placa de polarización 15 como un compartimiento dentro del contenedor de prisma 11 para contener la placa de polarización 8 y el espejo polarizante 9 Y una cámara de espejo polarizador 16 para acomodar la luz. Se forman orificios pasantes en forma de hendidura por encima y por debajo de los tabiques divisorios 14 para permitir que el líquido 7 fluya entre la cámara de la placa de polarización 15 y la cámara del espejo de polarización 16.
Al menos el par de superficies opuestas entre las cuatro superficies laterales 15a, 15b, 15c y 15d de la cámara de placa de polarización 15 como cámara dividida están formadas por un metal que tiene una alta conductividad térmica. En particular, es preferible formar las cuatro caras laterales de un metal con buena conductividad térmica para exhibir eficazmente el efecto de la presente invención. Los ejemplos de metales que tienen buena conductividad térmica incluyen aluminio, cobre y aleaciones que contienen estos metales. Entre ellos, el aluminio es particularmente preferible desde el punto de vista de la trabajabilidad.
Además, las superficies interiores de las cuatro superficies laterales 15a, 15b, 15c, 15d del compartimiento (líquido de la superficie está en contacto), es preferible que la luz emitida desde la fuente de luz 1 es un espejo que puede reflejar. Al hacerlo, la luz que incide sobre la superficie lateral interna (superficie del espejo) de la luz emitida desde la fuente de luz se refleja y no es absorbida por la placa de superficie lateral, de modo que se puede evitar el aumento de temperatura de la placa de superficie lateral. Además, al reflejar la luz, la luz que originalmente atraviesa y escapa hacia afuera ingresa al interior, de modo que la luz de la fuente de luz 1 puede usarse de manera efectiva.
Para producir una superficie de espejo, se utilizan diversos medios de formación de película delgada que pulen directamente la superficie del metal u obtienen una reflectancia casi uniforme en la luz visible. Específicamente, Al se evapora para aplicar una película delgada, y se forma una película delgada de SiO _ {2} como una película protectora. En contraste, cinco caras 16a que forma la cámara espejo polarizante 16, 16b, 16c, 16d, 16e y la primera superficie 11a de entrada está hecho de vidrio, el índice de refracción de este producto se almacenan en el contenedor Es sustancialmente el mismo que el índice de refracción del líquido 7.
A continuación, se describirá el funcionamiento del aparato provisto con el prisma de la presente invención. haz de luz desde la fuente de luz 1 es incidente desde la primera superficie 11a incidente, con lo cual se hizo una polarizada linealmente transmitida a través de la placa de polarización 8, se refleja por el espejo polarizante 9, se irradia al panel de cristal líquido 4 y el prisma líquido 10 se emite . Se irradia luz al panel de cristal líquido 4 reflejada desde el panel de cristal líquido 4 es un haz de luz se cambia la luz polarizada que corresponde a la imagen del panel de cristal líquido 4, sólo la parte de luz de polarización recibido un cambio del prisma líquido 10 Los pases a través del espejo de polarización 9 se introducen en la lente de proyección 5 y se proyectan en una pantalla (no mostrada).
Como en la figura 5, hay un sistema óptico de separación de colores tal como un espejo dicroico entre la fuente de luz 1 y el prisma líquido 10, y las imágenes de los paneles de cristal líquido R, G, B 4 se proyectan en la pantalla Para ser sintetizado
Como se describió anteriormente, mientras el flujo de luz de la fuente de luz 1 pasa a través del prisma líquido 10, la luz es absorbida por la placa de polarización 8, el espejo de polarización 9, etc., y el interior del recipiente de prisma 11 es calentado. Con la configuración del prisma líquido conocida convencionalmente, además de la diferencia de temperatura en la dirección vertical del líquido 7, la diferencia de temperatura que se produce en la dirección incidente de la luz en el prisma líquido no puede evitarse suficientemente.
Sin embargo, en esta realización, ya que la separación del contenedor de prisma 11 por un tabique 14 en una cámara de placa de polarización 15 y la cámara de espejo polarizante 16, convección o convección de la solución de 7 polarizar cámara de placa 15 que tiene una endoterma mayor polarizador 8 No se transmite directamente al lado de la cámara del espejo de polarización 16. Además, entre los cuatro lados del compartimiento, la superficie de un par de al menos oponerse Desde consisten de metal que tiene excelente conductividad térmica, en particular, el calor de la cantidad endotérmica gran compartimento se emite a través de la superficie lateral. Por lo tanto, vertical y no uniformidad de la distribución del índice de refracción basado en el desnivel de temperatura de la dirección de incidencia de la luz del líquido 7 se mejora en su conjunto un prisma líquido 10, una imagen del panel de cristal líquido 4 se pueden obtener imágenes con precisión en la pantalla, Mejora de la calidad de imagen de la televisión de proyección y similares.
A continuación, se describirá el resultado de medir realmente la temperatura del prisma 10 líquido de este ejemplo. Todas las cuatro superficies laterales de la cámara dividida del prisma 10 líquido están formadas de aluminio y sus superficies interiores pulidas para formar superficies especulares. Como líquido 7, se usó una solución mixta de alcohol bencílico y glicerina. La temperatura se midió después de encender la fuente de luz 1 y el prisma líquido 10 alcanzó térmicamente un estado estable. La Fig. 3 muestra la temperatura del aire exterior en el punto a en el prisma líquido 10 y la temperatura del líquido 7 en cada punto bg en el prisma líquido 10. Para temperatura del aire exterior 27,5 ° C. Como se muestra, la diferencia de temperatura 4 ° C antes y después de la cámara de espejo polarizante 16 (g, f), la diferencia de temperatura entre la cámara de espejo superior e inferior de polarización 16 (d, e) es 3.7 ° C. , Y la no uniformidad del índice de refracción debido a estas diferencias de temperatura es un nivel que casi puede ignorarse.
En la realización descrita anteriormente, la placa de polarización 8 está alojada en la cámara de placa de polarización 15 mientras está separada de la primera superficie incidente 11a. Sin embargo, la placa de polarización 8 puede estar unida a la primera superficie incidente 11a. Además, para evitar que el calor del prisma líquido 10 se irradie al lado de la base de soporte a través del soporte 12, se puede usar un material aislante del calor para el soporte 12 o se puede formar una capa de aire. Los disipadores de calor también se pueden unir a los cuatro lados del compartimento. Además, la realización anterior es un ejemplo aplicado a un prisma líquido, puede ser aplicado al prisma espectral o una separación de color y la combinación de prisma proporcionado espejo dicroico como el de separación luz y sintetización significa al prisma en el recipiente.
En cada una de las realizaciones anteriores, la presente invención se aplica al sistema óptico del proyector de tipo proyección, pero también se puede aplicar a otros diversos proyectores, sistemas ópticos tales como televisores de proyección y similares.
Efecto de la invención
Como se describió anteriormente, según la presente invención, se proporciona una partición transparente en el contenedor de prisma y se proporciona una cámara dividida en el primer lado de la superficie incidente, al menos el par de superficies opuestas entre las cuatro superficies laterales de la cámara se Es posible reducir la irregularidad de la temperatura en las partes superior e inferior en el prisma líquido y reducir la falta de uniformidad del índice de refracción causado por la diferencia de temperatura que ocurre en la dirección incidente de la luz en el prisma líquido Se mejora la distorsión de la imagen debida al prisma de líquido y similares, y se puede mejorar la calidad de imagen del televisor de proyección o similar utilizando el prisma de líquido de la presente invención.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en planta en sección que muestra una realización en la que el prisma líquido de la presente invención se aplica a un sistema óptico de un proyector de tipo proyección que utiliza un panel de cristal líquido del tipo de reflexión.
La figura 2 es una vista en sección lateral del prisma líquido de la figura 1.
La figura 3 es una vista que muestra los resultados de medir la temperatura de cada parte del prisma líquido de la figura 1.
La figura 4 es una vista en perspectiva que muestra un sistema óptico de un proyector de cristal líquido que usa un prisma de líquido convencional.
La figura 5 es una vista en sección de un plano que muestra una parte del sistema óptico de la figura 4.
1 ... fuente de luz
2 ... espejo dicroico
3, 10 prisma líquido
4 ... panel de cristal líquido
5 ... lente de proyección
6, 11 ... Contenedor de prisma
7 ... líquido
8 ... placa polarizante
9 ... espejo polarizado
11a ... primera superficie de entrada
14 ... partición
15 ... Sala de placa polarizadora
15 a, 15 b, 15 c, 15 d: lado del compartimiento
16 ... sala de espejos polarizados
17 ... a través del agujero
Reclamo
En el prisma líquido que tiene una separación luz y sintetización medios tales como espejo polarizante, según la reivindicación 1 líquido se separa sintetizado haz de luz en el recipiente de prisma para ser llenado, con el recipiente de prisma, que el flujo de luz de la separación y de sintetización significa lado y la fuente de luz Y un primer lado de la superficie de entrada del contenedor de prisma en el que entra la luz, se proporciona una partición transparente, y se proporciona una partición en el primer lado de la superficie de entrada, y al menos de las cuatro superficies laterales de la cámara secundaria En donde el par de caras está formado de un metal que tiene una alta conductividad térmica.
2. El prisma líquido de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las cuatro superficies laterales del compartimento están formadas por un metal que tiene una alta conductividad térmica.
3. El prisma líquido según la reivindicación 1 ó 2, en el que el metal que tiene una alta conductividad térmica es aluminio, cobre o una aleación que los contiene.
4. El prisma líquido de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las superficies laterales internas de las cuatro superficies laterales del compartimento son superficies reflectantes.
5. Dispositivo de fuente de luz según la reivindicación 1, donde un orificio pasante está formado encima y debajo del tabique para permitir que el líquido en el recipiente de prisma fluya entre el lado de separación de luz / medios de combinación y el primer lado incidente de luz 5. El prisma líquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por estar caracterizado porque:
Dibujo :
Application number :1994-003510
Inventors :パイオニア株式会社
Original Assignee :大下勇