Description de l'art connexe Les affichages à projection à cristaux liquides (ACL), y compris ceux à cristaux liquides sur silicium (CLS), utilisent typiquement des systèmes de conversion de polarisation de la lumière pour fournir une polarisation particulière de la lumière pour l'illumination de leurs imageurs.

Un tel système de conversion de polarisation place un conduit de lumière et un réseau de séparateurs de faisceaux polarisants (SFP) sur la trajectoire de l'illumination entre une lampe et l'imageur. De plus, des lentilles de focalisation de la lumière sont ordinairement placées entre le conduit de lumière et le réseau SFP.

L'efficacité du débit de lumière dans un système de conversion de polarisation peut tre troublée par le désalignement des composants du système optique ; par exemple une distance incorrecte entre le réflecteur de la lampe et le conduit de lumière, ou le réseau SFP se trouvant hors du foyer par rapport au conduit de lumière. Suite à ces dés alignements, la lumière qui est normalement concentrée sur des sections particulières du réseau SFP déborde sur les sections avoisinantes du réseau ce qui rend la lumière inutilisable pour son but prévu.

Par exemple, si les sections avoisinantes sont alum inées, la lumière qui déborde est reflétée au dehors du réseau SFP.

Si le réseau SFP n'est pas aluminisé, la lumière qui déborde est transmise avec une mauvaise polarisation et absorbée ailleurs dans le système. Donc, un système de conversion de polaris ation typique gaspille couramment beaucoup de l'énergie lumineuse prévue pour l'illumination de l'imageur. Cette énergie lumineuse non utilisée pour l'illumination est typiquement dissipée sous forme de chaleur, ce qui peut entraîner la surchauffe du pola riseur, surtout si l'affichage est petit.

Résumé de l'invention La présente invention concerne un système de conversion de polarisation.

Le système de conversion de polarisation inclut un réseau de séparateurs de faisceaux polarisants et au moins une pr emière lentille et une deuxième lentille en cascade pour recevoir la lumière non polarisée produite par une source de lumière. La source de lumière peut tre une lampe comprenant un élément et un réflecteur. Les première et deuxième lentilles concentrent la lumière non polarisée sur le réseau de séparateurs de faisceaux polarisants. La position de la première ou de la deuxième lentille peut tre réglable pour ajuster le foyer de la lumière non polarisée sur le réseau de séparateurs de faisceaux polarisants. De manière alternative, les deux lentilles peuvent tre réglables.

Le système de conversion de polarisation peut, en outre, inclure un conduit de lumière placé entre la source de lumière et la première lentille.

Le conduit de lumière peut avoir une e ntrée pour recevoir la lumière non polarisée de la source de lumière et une sortie pour envoyer la lumière non polarisée vers la première lentille.

Le système de conversion de polarisation peut tre incorporé dans un affichage ACL et peut inclure un image ur qui reçoit de la lumière polarisée du séparateur de faisceau polarisant. Une troisième et une quatrième lentille peuvent tre mises en cascade et placées pour recevoir de la lumière polarisée du réseau de séparateurs de faisceaux polarisants et concentrer la lumière polarisée sur l'imageur. La position d'au moins l'une des troisième et quatrième lentilles peut également tre réglable pour ajuster la dimension du faisceau lumineux polarisé afin de correspondre à l'imageur.

WO 2004/017124 PCT/FR2003/050027 La présente invention concerne également une méthode d'ajustement d'un système de conversion de polarisation qui inclut un conduit de lumière, un réseau de séparateurs de faisceaux polarisants et au moins deux lentilles se trouvant entre le conduit de lumière et le réseau de séparateurs de faisceaux polarisants. La méthode inclut le réglage de la position d'au moins l'une des lentilles pour concentrer la lumière non polarisée sur le réseau de séparateurs de faisceaux polarisants, optimisant ainsi le débit pour l'état de polarisation u tilisable. La méthode peut aussi inclure l'étape d'ajustement de la position d'au moins l'une des troisième et quatrième lentilles pour ajuster la taille d'un faisceau de lumière polarisée sur un imageur, la lumière polarisée provenant du réseau de séparateurs de faisceaux polarisants.

Brève description des dessins La figure 1 est un diagramme d'un système de conversion de polarisation pour utilisation dans un affichage à cristaux liquides, conformément à la présente invention.

La figure 2 est une vue e n perspective d'un cylindre réglable pourvu d'une lentille, conformément à la présente invention.

La figure 3A est une vue de face de faisceaux lumineux incidents sur un réseau de séparateurs de faisceaux polarisants dans un système de conversion de polarisation, conformément à la présente invention.

La figure 3B est une vue de face d'un faisceau lumineux unique incident sur le réseau de séparateurs de faisceaux polarisants de la FIG.

3A, conformément à la présente invention.

La figure 3C est une vue de face d'un faisceau lumineux unique incident sur un réseau de séparateurs de faisceaux polarisants dans un système de conversion de polarisation non ajusté.

WO 2004/017124 PCT/FR2003/050027 La figure 3D montre une quantité de lumière débordant sur une section incorrecte d'un réseau de séparateurs de faisceaux polarisants dans une conversion de polarisation non ajustée La figure 3E montre une quantité de lumière réfractée sur le réseau de séparateurs de faisceaux polarisants dans un système de conversion de polarisation non ajusté.

Description détaillée des modes de réalisation préférés La présente invention est un système de conversion de polarisation pour utilisation dans un système de projection d'affichage à cristaux liquides (ACL), y compris les affichages à cristaux liquides su r silicium (CLS).

Le système de conversion de polarisation comprend une lentille réglable qui peut tre ajustée pour concentrer correctement la lumière non polarisée sur des régions particulières d'un réseau de séparateurs de faisceaux polarisants (SFP) afin qu'un maximum de lumière de polarisation adéquate soit réfractée à travers le réseau du SFP. En conséquence, la quantité de lumière utilisée pour illumination dans un imageur est maximisée et la quantité d'énergie de lumière autrement dissipé dans le projecteur est réduite.

Faisant référence à la FIG. 1, un système lumineux 100 pour usage dans un système de projection ACL est présenté. Le système lumineux comprend un système de conversion de polarisation 105, une source de lumière 135, un conduit de lumière 150 et un imageur 155. La source de lumière 135 peut tre une lampe comprenant un réflecteur 145 et un élément 140. Durant l'opération, la lumière non polarisée est produite par la source de lumière 135 et fournie au système de conversion de polarisation 105 par le conduit de lumière 150. Le système de conversion de polarisation 105 polarise la lumière et projette la lumière polarisée sur un imageur 155 par une troisième lentille 125 et une quatrième lentille 130. Dans une configuration alternat ive, des sources et conduits lumineux WO 2004/017124 PCT/FR2003/050027 multiples peuvent tre utilisés pour augmenter l'illumination de l'imageur dans un projecteur ACL de haute performance.

Le système de conversion de polarisation 105 comprend un réseau SFP 110, une première lentille 11 5, et une deuxième lentille 120. Les première et deuxième lentilles 115 et 120 sont placées afin de recevoir la lumière non polarisée 160 du conduit de lumière 150 et concentrer la lumière non polarisée 160 sur le réseau SFP 110.

Il est à noter que des I entilles supplémentaires peuvent tre placées entre le conduit de lumière 150 et le réseau SFP 110 pour augmenter l'opération de convergence des première et deuxième lentilles 115 et 120.

Les troisième et quatrième lentilles peuvent tre placées entre le réseau SFP 110 et l'imageur 155 pour concentrer la lumière 165 polarisée par le réseau SFP 110 sur l'imageur 155. De mme, des lentilles supplémentaires peuvent tre placées entre le réseau SFP 110 et l'imageur 155 pour augmenter l'opération de convergence des troisième et quatrième lentilles 125 et 130.

Le conduit de lumière 150 peut tre un tube flexible et semi- transparent qui reflète et réfracte la lumière intérieurement dans son propre corps pour conduire la lumière d'un endroit à un autre. Ainsi, la source de lumière 135 peut se trouver dans toute position souhaitée sur un produit et n'a pas besoin de se trouver proche de l'imageur 155.

Réflexion, réfraction et effets de longueur d'onde sont pris en considération lors de la réalisation d'un conduit d e lumière, comme le sait la personne compétente dans l'art des systèmes de projection ACL.

La position de la première lentille 115 peut tre ajustée le long de l'axe optique pour concentrer la lumière non polarisée 160 sur le réseau SFP 110. Par exemple, en se référant à la FIG. 2, la lentille 115 peut tre montée dans un cylindre 205 réglable qui possède une rainure externe en spirale 210 le long de sa circonférence. Le cylindre 205 peut tre tourné sur son axe, qui est parallèle à l'axe optique, et mob ilisé le long de l'axe.

Une fois installé dans un système de conversion de polarisation 105, le WO 2004/017124 PCT/FR2003/050027 cylindre 205 peut tre placé contre une pièce fixe en saillie 215 dont la partie fixe en saillie 215 est parfaitement contenue dans le pas de vis rainure 210. Ainsi, la rotation du cylindre 205 peut entraîner le cylindre 205 vers l'avant, le long de l'axe optique, provoquant un ajustement de la position de la lentille 115. Dans un arrangement, la partie en saillie 215 peut tre une vis qui peut tre serrée cont re le cylindre 205 pour fixer la position du cylindre 205, et donc celle de la première lentille 115. Selon une alternative, la lentille 115 peut tre fixée et la lentille 120 peut tre déplacée par rapport à la lentille 115 au moyen d'une pièce à mouvoir telle un cylindre semblable au cylindre 205. De manière facultative, les deux lentilles 115 et 120 peuvent tre configurées pour se déplacer l'une par rapport à l'autre dans le cadre de la présente invention.

Une vue de face du réseau SFP 110 est montrée en FIG. 3A. Des images multiples 305 de lumière non polarisée 160 sont incidentes au réseau SFP 110 dû aux réflexions dans le conduit de lumière 150. La position de la première lentille 115 peut tre ajustée afin que chacune des images 305 soit concentrée sur un élément du réseau SFP 310. Faisant référence à la FIG. 3B qui représente une vue détaillée d'une seule image 305 de la FIG. 3A, le débit maximum de lumière polarisée est accompli lorsque chaque image 305 est centrée sur, et concentrée sur, un seul élément 310. Si l'image 305 n'est pas centrée ou concentrée sur un seul élément 310, comme montré sur la FIG. 3C, une quantité de lumière 320, montrée sur la FIG. 3D, se répand sur un élément avoisinant 315.

Dans le cas où l'élément avoisinant 315 a une couch e réflectrice, telle qu'en aluminium, la quantité de lumière 320 qui déborde sur l'élément avoisinant 315 est reflétée à partir du réseau SFP 110. Dans le cas où l'élément avoisinant 315 ne possède pas de revtement réflecteur, la lumière 320 répandue sur l'élément avoisinant 315 est transmise à travers le réseau SFP, mais avec la mauvaise polarisation. Dans tous les cas, la lumière répandue sur l'élément avoisinant 315 devient pratiquement inutilisable pour le but prévu d'éclairer correctement l'imageur 15 5La quantité de lumière 325 qui est incidente sur l'élément 310, montré sur la WO 2004/017124 PCT/FR2003/050027 FIG. 3E, est de la lumière utile qui est traitée par le réseau SFP 110 et passée à l'imageur avec la polarisation correcte.

II est notable que cette capacité d'ajuster les lent illes 115 et/ou 120 fournit un avantage considérable dans la fabrication des projecteurs ACL.

Premièrement, il faut noter que les tolérances industrielles varient généralement dans la production d'ACL. L'adaptabilité de la position des lentilles 115 et/ou 120 dans les systèmes de conversion de polarisation 105 peuvent permettre à chaque système de conversion de polarisation d'tre ajusté pour concentrer la lumière non polarisée 160 sur le réseau SFP 110, et de cette façon compenser les tolérances de fabri cation et arriver à maximiser l'efficacité de la lumière dans chaque projecteur ACL produit.

Deuxièmement, l'énergie lumineuse qui n'est pas utilisée pour éclairer un imageur est souvent dissipée sous forme de chaleur. Cette dissipation de la chaleur peu t provoquer l'échauffement de composants ACL, surtout dans les petits projecteurs ACL. La capacité d'ajuster le foyer de lumière dans les projecteurs ACL pour maximiser l'efficacité lumineuse peut réduire des effets de surchauffe.

II faut comprendre que les exemples et configurations décrites ici n'ont qu'un but explicatif et que diverses modifications ou changements qui en découlent peuvent tre suggérés par des personnes compétentes dans l'art et seront incluses dans l'esprit et l'étendue de cette deman de.

L'invention peut prendre beaucoup d'autres formes spécifiques sans s'éloigner ni de son esprit ni de ses attributs essentiels, comme indication de l'étendue de l'invention.