FR2685101A1 - Wide-field high-brightness compact collimination device - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE COLLIMATION DE FAIBLE ENCOMBREMENT
A GRAND CHAMP ET LUMINOSflE ELEVEE
La présente invention se rapporte à un dispositif de collimation de faible encombrement à grand champ et luminosité élevée.LOW-SIZE COLLIMATION DEVICE
HIGH FIELD AND HIGH BRIGHTNESS
The present invention relates to a collimation device of small bulk with large field and high brightness.
Un premier type de dispositif de collimation connu comporte une optique de collimation telle que décrite dans le brevet US 3 432 219. Cette optique comporte essentiellement un miroir sphérique semi-réfléchissant, une lame semiréfléchissante et un objectif à lentilles. Cet objectif forme à partir d'un objet proche (par exemple un tube cathodique) une image virtuelle sur la sphère focale du miroir sphérique et la lame semi-réfléchissante mélange les rayons issus de l'objectif aux images extérieures passant par le miroir sphérique. Ce visuel connu présente des coefficients de transmission acceptables (12,5 % maximum pour la transmission objet/oeil et 25 % maximum pour la transmission images extérieures/oeil), mais son champ vertical et limité par l'interaction entre la lame semi-réfléchissante et le miroir sphérique.Ce champ est au maximum d'environ 45" dans le sens vertical et d'environ 60 dans le sens horizontal. A first type of known collimating device comprises a collimating optic as described in US Pat. No. 3,432,219. This optic essentially comprises a semi-reflecting spherical mirror, a semi-reflecting plate and a lens objective. This objective forms from a close object (for example a cathode ray tube) a virtual image on the focal sphere of the spherical mirror and the semi-reflecting plate mixes the rays coming from the objective with the external images passing through the spherical mirror. This known visual has acceptable transmission coefficients (12.5% maximum for object / eye transmission and 25% maximum for external image / eye transmission), but its vertical field is limited by the interaction between the semi-reflective plate and the spherical mirror. This field is at most about 45 "in the vertical direction and about 60 in the horizontal direction.
On connaît un second type d'optique de collimation d'après le brevet
US 3 443 858. Cette optique connue comporte essentiellement un dispositif mélangeur, par exemple une lame semi-réfléchissante mélangeant des images virtuelles d'un objet proche à des images extérieures lointaines, cette lame étant suivie d'un polariseur, d'un miroir sphérique semi-réfléchissant et d'un "sandwich" de quatre lames, respectivement une lame quart d'onde, une lame semiréfléchissante, une autre lame quart d'onde, et un polariseur.Ce dispositif optique connu est compact, présente un champ visuel relativement élevé (au maximum d'environ 100" en vertical et 1200 en horizontal), mais son rendement lumineux est très faible : le coefficient de transmission image collimatée d'objet proche/oeil est de 1,56 % au maximum et le coefficient de transmission scène extérieure/oeil est de 6,25 % au maximum).A second type of collimation optics is known from the patent
US 3,443,858. This known optic essentially comprises a mixing device, for example a semi-reflecting blade mixing virtual images of a close object with distant external images, this blade being followed by a polarizer, a spherical mirror. semi-reflective and a sandwich of four blades, respectively a quarter-wave plate, a semi-reflective plate, another quarter-wave plate, and a polarizer. This known optical device is compact, has a relatively visual field high (at most around 100 "vertically and 1200" horizontally), but its light output is very low: the collimated image transmission coefficient of near object / eye is 1.56% maximum and the transmission coefficient outdoor scene / eye is 6.25% maximum).
La présente invention a pour objet un dispositif optique de collimation, pouvant également être utilisé en tant que visuel de casque, dispositif qui présente un rendement lumineux pouvant être au moins du même ordre de grandeur que celui du premier type précité et qui présente un champ visuel pouvant être au moins du même ordre de grandeur que celui du second type précité. The subject of the present invention is an optical collimation device, which can also be used as a helmet display, a device which has a light output which can be at least of the same order of magnitude as that of the first aforementioned type and which has a visual field. may be at least of the same order of magnitude as that of the second type mentioned above.
Le dispositif optique de collimation conforme à l'invention comporte un polariseur rotatif à sélection de composante de polarisation circulaire suivi d'un miroir sphérique semi-réfléchissant et d'un miroir sélectif à sélection de polarisation circulaire. The optical collimation device according to the invention comprises a rotary polarizer with selection of circular polarization component followed by a spherical semi-reflecting mirror and a selective mirror with selection of circular polarization.
Le dispositif optique de l'invention, utilisé en tant que visuel mélangeur, comporte un mélangeur disposé en amont du miroir sphérique. The optical device of the invention, used as a visual mixer, comprises a mixer arranged upstream of the spherical mirror.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de deux modes de réalisation, pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin annexé, sur lequel:
- la figure 1 est un schéma simplifié expliquant le fonctionnement d'un filtre à cristaux liquides cholestériques;
- les figures 2 et 3 sont des diagrammes de caractéristiques de transmission et de réflexion, pour des filtres à cristaux liquides cholestériques, respectivement à une seule couche, et à cinq couches;
- la figure 4 est un schéma simplifié d'un dispositif optique de collimation conforme à l'invention ; et
- la figure 5 est un schéma simplifié d'une variante à mélangeur du dispositif de la figure 4, conforme à l'invention.The present invention will be better understood on reading the detailed description of two embodiments, taken by way of nonlimiting examples and illustrated by the appended drawing, in which:
- Figure 1 is a simplified diagram explaining the operation of a cholesteric liquid crystal filter;
FIGS. 2 and 3 are diagrams of transmission and reflection characteristics, for cholesteric liquid crystal filters, respectively with a single layer and with five layers;
- Figure 4 is a simplified diagram of an optical collimation device according to the invention; and
- Figure 5 is a simplified diagram of a mixer variant of the device of Figure 4, according to the invention.
L'invention est expliquée ci-dessous en référence à un visuel de casque, mais il est bien entendu qu'elle n'est pas limitée à une telle application, et peut être mise en oeuvre dans tout dispositif de collimation avec ou sans mélange des images issues d'une source disposée à distance finie à des images que l'on peut considérer comme étant à l'infini. The invention is explained below with reference to a helmet visual, but it is understood that it is not limited to such an application, and can be implemented in any collimation device with or without mixing of images from a source arranged at a finite distance to images that can be considered as being at infinity.
La présente invention fait appel, pour réaliser un miroir sélectif à sélection de sens de polarisation circulaire, et, de préférence pour réaliser un polariseur rotatif, à des films de cristaux liquides cholestériques. Leur propriété essentielle, mise en oeuvre par la présente invention, est de réfléchir, dans une bande de fréquences donnée, pratiquement en totalité la composante de polarisation circulaire d'un sens donné, par exemple le sens droit, de la lumière incidente, et de transmettre pratiquement intégralement sa composante circulaire de sens opposé, ici le sens gauche. Les propriétés de tels cristaux liquides sont par exemple décrites dans les trois articles suivants : "Novel polarized liquid - crystal color projection and new TN-LCD operating modes" par M. SCHADT et J.FÜNFSCHILLING dans la revue SID 90 DIGEST, pages 324 à 326, dans "Polarizing color filters made from cholesteric LC silicones" de R. MAURER, D. ANDREJEWSKI, F-H. The present invention uses, to produce a selective mirror with selection of circular polarization direction, and, preferably, to produce a rotary polarizer, films of cholesteric liquid crystals. Their essential property, implemented by the present invention, is to reflect, in a given frequency band, almost entirely the circular polarization component of a given direction, for example the right direction, of the incident light, and of transmit almost its circular component in opposite directions, here the left direction. The properties of such liquid crystals are for example described in the following three articles: "Novel polarized liquid - crystal color projection and new TN-LCD operating modes" by M. SCHADT and J. FÜNFSCHILLING in the journal SID 90 DIGEST, pages 324 to 326, in "Polarizing color filters made from cholesteric LC silicones" by R. MAURER, D. ANDREJEWSKI, FH.
FREUZER et A. MILLER dans SID 90 DIGEST, pages 110 à 113 et dans l'article "Right and left circular polarizing color filters made from croslinkable cholesteric
LC-silicones" de N. HAEBERLE, H. LEIGEBER, R. MAURER, A. MILLER, J.FREUZER and A. MILLER in SID 90 DIGEST, pages 110 to 113 and in the article "Right and left circular polarizing color filters made from croslinkable cholesteric
LC-silicones "by N. HAEBERLE, H. LEIGEBER, R. MAURER, A. MILLER, J.
STOHRER, R. BUCHECKER, J. FUNFSCHILLING et M. SCHADT, pages 57 à 59, dans la revue IDRC 91.STOHRER, R. BUCHECKER, J. FUNFSCHILLING and M. SCHADT, pages 57 to 59, in the journal IDRC 91.
On a représenté sur le diagramme de la figure 2, le cas général où l'on envoie un faisceau 1 de lumière naturelle sur une lame 2 recouverte d'une couche de cristaux liquides cholestériques. On peut utiliser soit des cristaux sous forme liquide habituelle, soit de préférence des cristaux liquides polymérisés ou "cristaux liquides siliconés" tels que décrits dans les deux derniers articles précités. Ces cristaux liquides polymérisés présentant l'avantage d'être sous forme de films faciles à déposer sur un support (par exemple une lame de verre), de pouvoir être déposés en structure multicouches et de résister à des températures plus élevées (environ 140 C) que les cristaux liquides classiques.Dans le cas illustré sur la figure 1, les cristaux liquides utilisés sont du type à hélice "à droite", et donc, ainsi qu'expliqué dans les articles précités, le filtre constitué par cette couche de cristaux liquides transmet, dans une bande de longueurs d'onde donnée (d'une largeur d'environ 50 nanomètres) la lumière 3 de sens de polarisation circulaire inverse du sens de hélice des cristaux liquides (dans le cas présent, la lumière à polarisation circulaire gauche) et réfléchit la lumière 4 ayant une polarisation circulaire de même sens que le sens de l'hélice (dans le cas présent, la lumière à polarisation circulaire droite). En-dehors de cette bande de longueurs d'onde, la lumière incidente est entièrement transmise. Suivant la composition de ces cristaux liquides, on peut inverser le sens de l'hélice et faire varier la position de la bande de longueurs d'onde de réflexion dans une très large gamme de longueurs d'onde (actuellement de moins de 400 nm au lointain infrarouge), comme expliqué dans les articles précités. The diagram in FIG. 2 shows the general case where a beam 1 of natural light is sent on a plate 2 covered with a layer of cholesteric liquid crystals. It is possible to use either crystals in the usual liquid form, or preferably polymerized liquid crystals or "silicone liquid crystals" as described in the last two articles mentioned above. These polymerized liquid crystals have the advantage of being in the form of films which are easy to deposit on a support (for example a glass slide), of being able to be deposited in a multilayer structure and of withstanding higher temperatures (around 140 ° C.) than conventional liquid crystals. In the case illustrated in FIG. 1, the liquid crystals used are of the "right" propeller type, and therefore, as explained in the above-mentioned articles, the filter constituted by this layer of liquid crystals transmits, in a given wavelength band (of a width of about 50 nanometers) light 3 of circular polarization direction opposite to the helical direction of liquid crystals (in this case, light with left circular polarization ) and reflects the light 4 having a circular polarization in the same direction as the direction of the helix (in the present case, the light with right circular polarization). Outside this wavelength band, the incident light is fully transmitted. Depending on the composition of these liquid crystals, the direction of the helix can be reversed and the position of the band of reflection wavelengths can be varied within a very wide range of wavelengths (currently less than 400 nm at far infrared), as explained in the aforementioned articles.
On a représenté sur le diagramme de la figure 2 la courbe de transmission T en trait continu et la courbe de réflexion R en trait interrompu, en fonction de la longueur d'onde. Dans une bande B de longueurs d'onde, d'une largeur d'environ 50 nm, et centrée sur la longueur d'onde L, il y a pratiquement autant de lumière réfléchie (4) que de lumière transmise (3), du fait que la lumière incidente (1) ainsi décomposée comporte la même quantité de composante à polarisation circulaire gauche et de composante à polarisation circulaire droite. En dehors de la bande B, la transmission est de pratiquement 100%. The diagram of FIG. 2 shows the transmission curve T in continuous line and the reflection curve R in broken line, as a function of the wavelength. In a band B of wavelengths, of a width of about 50 nm, and centered on the wavelength L, there is practically as much reflected light (4) as transmitted light (3), fact that the incident light (1) thus decomposed comprises the same quantity of component with left circular polarization and component with right circular polarization. Outside of band B, the transmission is almost 100%.
Une telle utilisation n'est généralement intéressante que si la lumière incidente est monochromatique, ou si l'on a besoin de réaliser une fonction passebande. Pour couvrir la bande de longueurs d'ondes du domaine visible, il faut utiliser au moins trois couches de cristaux liquides cholestériques. Dans le cas simplifié de trois couches, leurs bandes respectives B sont par exemple situées dans le rouge, le vert et le bleu. De préférence, on utilise au moins cinq couches, comme indiqué dans le deuxième article précité, et comme on le voit sur la figure 3. Sur cette figure 3, la courbe de transmission R1, relative au faisceau 3, montre que le filtre 2 transmet un peu plus de 50% de la lumière incidente dans une bande B1 s'étendant de 420 à 680 nm environ, et qu'il réfléchit pratiquement autant de lumière dans cette bande (courbe R1). Such use is generally only advantageous if the incident light is monochromatic, or if there is a need to perform a passband function. To cover the band of wavelengths of the visible domain, it is necessary to use at least three layers of cholesteric liquid crystals. In the simplified case of three layers, their respective bands B are for example located in red, green and blue. Preferably, at least five layers are used, as indicated in the aforementioned second article, and as seen in FIG. 3. In this FIG. 3, the transmission curve R1, relative to the beam 3, shows that the filter 2 transmits slightly more than 50% of the incident light in a band B1 extending from approximately 420 to 680 nm, and that it reflects practically as much light in this band (curve R1).
On a représenté en figure 4 un mode de réalisation simplifié du collimateur conforme à l'invention. Ce collimateur est destiné à former sensiblement à l'infini l'image d'un objet 5, qui se trouve à faible distance (quelques centimètres à quelques dizaines de centimètres par exemple) d'un observateur, symbolisé en 6 par un oeil. FIG. 4 shows a simplified embodiment of the collimator according to the invention. This collimator is intended to form substantially at infinity the image of an object 5, which is located at a short distance (a few centimeters to a few tens of centimeters for example) from an observer, symbolized at 6 by an eye.
L'objet 5 est par exemple un écran de tube cathodique, un projecteur de diapositives ou de films cinématographiques, ou une optique de reprise disposée à une extrémité d'une fibre optique dont l'autre extrémité est fixée devant un générateur d'images éloigné. Si nécessaire, on place devant l'objet 5 un objectif de grandissement 7. The object 5 is for example a cathode ray tube screen, a slide projector or of cinematographic films, or a take-back optic disposed at one end of an optical fiber whose other end is fixed in front of a distant image generator . If necessary, a magnification objective 7 is placed in front of the object 5.
Entre l'objet 5 (ou l'objectif 7, s'il existe) et l'observateur 6, on dispose respectivement un polariseur rotatif 8, un miroir sphérique semi-transparent 9 et un miroir sélectif 10. Dans l'exemple représenté sur la figure 4, l'objet 5 se trouve en face de l'observateur 6, et les éléments 7 à 10 sont disposés sur le même axe optique 11 joignant l'oeil de l'observateur au centre de l'objet 5. Cependant il est possible de disposer l'objet hors du champ visuel normal de l'observateur (c'est-àdire lorsqu'il regarde droit devant lui sans bouger la tête), comme on le décrit cidessous en référence à la figure 5. Between the object 5 (or the objective 7, if there is one) and the observer 6, there is respectively a rotary polarizer 8, a semi-transparent spherical mirror 9 and a selective mirror 10. In the example shown on FIG. 4, the object 5 is located opposite the observer 6, and the elements 7 to 10 are arranged on the same optical axis 11 joining the eye of the observer to the center of the object 5. However, It is possible to place the object outside the normal visual field of the observer (that is to say when he looks straight ahead without moving his head), as described below with reference to Figure 5.
Le rôle du polariseur 8 est de ne laisser passer, dans une bande de longueurs d'onde, qu'une composante de polarisation circulaire d'un premier sens (par exemple droit dans le cas représenté en figure 4), et le rôle du miroir sélectif 10 est de ne laisser passer, dans la même bande de longueurs d'onde, que la composante de polarisation circulaire d'un second sens inverse du premier (sens gauche pour la figure 4) et de réfléchir la composante du premier sens (sens droit). The role of the polarizer 8 is to let pass, in a band of wavelengths, only a component of circular polarization of a first direction (for example straight in the case represented in FIG. 4), and the role of the mirror selective 10 is to let pass, in the same band of wavelengths, only the component of circular polarization of a second direction opposite to the first (left direction for figure 4) and to reflect the component of the first direction (direction law).
Le polariseur 8 est soit un polariseur linéaire classique accolé à une lame quart d'onde, soit une lame à cristaux liquides cholestériques de préférence siliconés, du type cité ci-dessus. Le miroir 10 est une lame à cristaux liquides cholestériques, de préférence siliconés.The polarizer 8 is either a conventional linear polarizer attached to a quarter-wave plate, or a cholesteric liquid crystal plate, preferably silicone, of the type mentioned above. The mirror 10 is a plate with cholesteric liquid crystals, preferably silicone.
On a référencé 12, 13 les rayons extrêmes d'un faisceau F1 de lumière produit par l'objet 5 dans l'axe 11, et on suppose que le faisceau F1 a une longueur d'onde comprise dans la bande B des éléments 8 et 10. A la sortie du polariseur 8, dans la bande de longueurs d'onde considérée, seule subsiste la composante de polarisation circulaire droite de ce faisceau (faisceau F2). On a respectivement les rayons extrêmes 14, 15. Ce faisceau F2 traverse le miroir sphérique 9. A la sortie du miroir 9, le faisceau (rayons extrêmes 16, 17 respectivement) est toujours à polarisation circulaire droite, et se réfléchit donc sur le miroir 10 (qui ne laisse passer, dans la bande de longueurs d'ondes considérée, que la lumière à polarisation circulaire gauche).Le faisceau ainsi réfléchi (rayons 16, 17 respectivement, est encore à polarisation circulaire droite. I1 se réfléchit une seconde fois sur le miroir sphérique 9 à revêtement métallique en changeant de sens de polarisation circulaire, qui devient gauche. Le faisceau réfléchi par le miroir 9 (rayons extrêmes 18, 19 parallèles à l'axe 11) est collimaté du fait que le miroir 9 est sphérique, et il est à polarisation circulaire gauche. I1 traverse donc le miroir 10, et l'observateur, même placé très près du miroir 10, aura toujours l'impression d'observer une image à l'infini de l'objet 5. We have referenced 12, 13 the extreme rays of a beam F1 of light produced by the object 5 in the axis 11, and it is assumed that the beam F1 has a wavelength included in the band B of the elements 8 and 10. At the output of the polarizer 8, in the wavelength band considered, only the right circular polarization component of this beam (beam F2) remains. There are respectively the extreme rays 14, 15. This beam F2 crosses the spherical mirror 9. At the exit of the mirror 9, the beam (extreme rays 16, 17 respectively) is always with right circular polarization, and is therefore reflected on the mirror 10 (which lets in the wavelength band considered, only the light with left circular polarization). The beam thus reflected (rays 16, 17 respectively, is still with right circular polarization. It is reflected a second time on the spherical mirror 9 with metallic coating by changing the direction of circular polarization, which becomes left. The beam reflected by the mirror 9 (extreme rays 18, 19 parallel to the axis 11) is collimated because the mirror 9 is spherical , and it is left circularly polarized. It therefore crosses the mirror 10, and the observer, even placed very close to the mirror 10, will always have the impression of observing an infinite image of the object 5.
Le rendement lumineux de ce collimateur est estimé ainsi (valeurs approchées dans la bande B, dépendant des caractéristiques des cristaux liquides utilisés) : si on a 100 % de la lumière arrivant sur le polariseur 8, on a 50 % après sa traversée, 25 % après la traversée du miroir 9, 12,5 % après réflexion sur la face concave du miroir 9, et également 12,5 % après traversée du miroir 10 (puisqu'il s'agit de la même composante 18, à polarisation circulaire gauche, avant et après le miroir 10, qui est pratiquement intégralement transmise). Le rendement maximal de ce collimateur est donc de 12,5 %. The light output of this collimator is estimated as follows (approximate values in band B, depending on the characteristics of the liquid crystals used): if we have 100% of the light arriving on polarizer 8, we have 50% after crossing it, 25% after crossing the mirror 9, 12.5% after reflection on the concave face of the mirror 9, and also 12.5% after crossing the mirror 10 (since it is the same component 18, with left circular polarization, before and after mirror 10, which is almost entirely transmitted). The maximum yield of this collimator is therefore 12.5%.
On a représenté en figure 5 une variante du dispositif de la figure 4. Sur cette figure, les mêmes éléments que ceux de la figure 4 sont affectés des mêmes références numériques. Cette variante se distingue essentiellement par le fait qu'elle permet de mélanger aux images de l'objet proche des images provenant d'une autre source S n'ayant pas besoin d'être collimatée, par exemple des scènes extérieures. There is shown in Figure 5 a variant of the device of Figure 4. In this figure, the same elements as those of Figure 4 are assigned the same reference numerals. This variant is essentially distinguished by the fact that it makes it possible to mix with the images of the near object images from another source S which need not be collimated, for example exterior scenes.
L'objet 5 est disposé hors du champ de vision normal de l'observateur placé en 6 (c'est-à-dire le champ de vision qu'il a lorsqu'il regarde droit devant lui sans bouger la tête), et on lui adjoint une optique de grandissement 7.Object 5 is placed outside the normal field of vision of the observer placed at 6 (i.e. the field of vision which he has when he looks straight ahead without moving his head), and we adds a magnification lens 7.
Les éléments 9 et 10 sont les mêmes qu'en figure 4 et disposés de la même façon. On dispose sur l'axe 11, en amont du miroir 9, un mélangeur 20, qui est ici une lame de verre, incIinée à 45" par rapport à l'axe 11, et qui comporte un revêtement à cristaux liquides cholestériques du type décrit ci-dessus et ayant les mêmes propriétés que celles du revêtement du miroir 10. Dans le cas illustré en figure 5, les cristaux liquides sont à hélice "à droite", et donc laissent passer, dans une bande de longueurs d'onde caractéristique, la lumière à polarisation circulaire gauche, en réfléchissant celle à polarisation circulaire droite. Bien entendu, comme exposé ci-dessus, cette bande de longueurs d'onde caractéristique peut être assez étroite (environ 50 nm comme en figure 2) ou couvrir le spectre visible (comme en figure 3). The elements 9 and 10 are the same as in FIG. 4 and arranged in the same way. On the axis 11, upstream of the mirror 9, there is a mixer 20, which here is a glass slide, incinerated at 45 "relative to the axis 11, and which comprises a coating of cholesteric liquid crystals of the type described. above and having the same properties as those of the coating of the mirror 10. In the case illustrated in FIG. 5, the liquid crystals are with a helix "to the right", and therefore allow to pass, in a band of characteristic wavelengths, light with circular left polarization, reflecting that with circular right polarization. Of course, as explained above, this characteristic wavelength band can be quite narrow (around 50 nm as in Figure 2) or cover the visible spectrum (as in figure 3).
Dans la lumière issue de l'objet 5 (pour simplifier le dessin, on n'a représenté qu'un seul rayon issu de chaque source), dirigée vers le mélangeur 20, la composante 21 à polarisation circulaire gauche est pratiquement transmise en totalité (sans être réfléchie), alors que la composante à polarisation circulaire droite est pratiquement totalement réfléchie en direction du miroir 9. Comme décrit ci dessus en référence à la figure 4, cette composante 22 traverse le miroir 9 en direction de l'observateur, se réfléchit sur le miroir 10, puis se réfléchit sur le miroir 9 qui la collimate un direction de l'observateur 6. In the light from object 5 (to simplify the drawing, only one ray from each source has been shown), directed towards the mixer 20, the component 21 with left circular polarization is practically transmitted in full ( without being reflected), while the right circularly polarized component is practically completely reflected in the direction of the mirror 9. As described above with reference to FIG. 4, this component 22 passes through the mirror 9 in the direction of the observer, is reflected on the mirror 10, then is reflected on the mirror 9 which collimates it in the direction of the observer 6.
A partir d'un rayon lumineux 24 issu de l'autre source S, la composante 25 à polarisation circulaire droite est pratiquement entièrement réfléchie par le mélangeur 20, tandis que la composante 26 à polarisation circulaire gauche est pratiquement entièrement transmise, traverse le miroir 9 et le miroir 10 pour arriver sans déviation à l'observateur 6. From a light ray 24 from the other source S, the component 25 with right circular polarization is practically entirely reflected by the mixer 20, while the component 26 with left circular polarization is practically entirely transmitted, passes through the mirror 9 and the mirror 10 to arrive without deflection at the observer 6.
Pour ce qui est des rayons lumineux produits par la source 5, le rendement lumineux maximal est, comme dans le cas de la figure 4, de 12,5 %, puisque le mélangeur 20 réfléchit environ la moitié de l'énergie lumineuse provenant de la source 5 (rayon réfléchi 22). As for the light rays produced by the source 5, the maximum light efficiency is, as in the case of FIG. 4, of 12.5%, since the mixer 20 reflects about half of the light energy coming from the source 5 (reflected ray 22).
Le rendement lumineux vis-à-vis de la source S est estimé ainsi: (valeurs approximatives): on a 50 % après la traversée du mélangeur 20, 25 % après traversée du miroir 9, et également 25 % après traversée du miroir 10 (il s'agit de la même composante avant et après traversée du miroir 10). Ce rendement lumineux est donc d'environ 25 %.I1 peut même être supérieur à cette valeur pour une lumière incidente à large spectre, si les dispositifs 20 et 10 ne comportent par exemple que trois couches de cristaux liquides cholestériques dont les bandes B de réflexion sont situées dans le rouge, le vert et le bleu respectivement, les longueurs d'ondes intermédiaires étant alors transmises sans atténuation. The light output vis-à-vis the source S is estimated as follows: (approximate values): 50% after crossing the mixer 20, 25% after crossing the mirror 9, and also 25% after crossing the mirror 10 ( it is the same component before and after crossing the mirror 10). This light output is therefore about 25%. I1 may even be greater than this value for incident light with a broad spectrum, if the devices 20 and 10 comprise for example only three layers of cholesteric liquid crystals including the reflection bands B are located in red, green and blue respectively, the intermediate wavelengths then being transmitted without attenuation.
Le champ visuel maximal des dispositifs des figures 4 et 5 est d'environ 100" dans le sens vertical et d'environ 1200 dans le sens horizontal. The maximum field of view of the devices in Figures 4 and 5 is approximately 100 "in the vertical direction and approximately 1200 in the horizontal direction.
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| FR9115642A FR2685101A1 (en) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | Wide-field high-brightness compact collimination device |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9115642A Withdrawn FR2685101A1 (en) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | Wide-field high-brightness compact collimination device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2685101A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2776882A1 (en) * | 1998-03-24 | 1999-10-01 | Thomson Csf | Stereoscopic display mechanism |
| FR2776881A1 (en) * | 1998-03-24 | 1999-10-01 | Thomson Csf | Three dimensional display mechanism |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3443858A (en) * | 1966-02-23 | 1969-05-13 | Farrand Optical Co Inc | Infinite optical image-forming apparatus |
| US4264136A (en) * | 1978-08-25 | 1981-04-28 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Catadioptric lens system |
| EP0380035A2 (en) * | 1989-01-23 | 1990-08-01 | Hughes Optical Products, Inc. | Helmet mounted display system |
-
1991
- 1991-12-17 FR FR9115642A patent/FR2685101A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3443858A (en) * | 1966-02-23 | 1969-05-13 | Farrand Optical Co Inc | Infinite optical image-forming apparatus |
| US4264136A (en) * | 1978-08-25 | 1981-04-28 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Catadioptric lens system |
| EP0380035A2 (en) * | 1989-01-23 | 1990-08-01 | Hughes Optical Products, Inc. | Helmet mounted display system |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2776882A1 (en) * | 1998-03-24 | 1999-10-01 | Thomson Csf | Stereoscopic display mechanism |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |