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Dokumentenidentifikation DE10029861A1 12.04.2001
Titel Polarisationskonverter und ein mit diesem ausgerüstetes Projektionsanzeigegerät
Anmelder Fuji Photo Optical Co., Ltd., Omiya, Saitama, JP
Erfinder Yamamoto, Chikara, Urawa, Saitama, JP
Vertreter Hagemann, Braun & Held, 30173 Hannover
DE-Anmeldedatum 16.06.2000
DE-Aktenzeichen 10029861
Offenlegungstag 12.04.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2001
IPC-Hauptklasse G02B 27/28
IPC-Nebenklasse G02B 5/30   G02F 1/13   
Zusammenfassung Ein Polarisationskonverter mit einem mit diesem ausgerüsteten Projektionsanzeigegerät wird offengelegt, der zwei oder mehrere Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen aufweist, die in bezug auf die Ausrichtung der abwechselnd angeordneten Polarisationsstrahlteilungsfolien und Reflexionsfolien auf den nebeneinander liegenden Prismenflächen in Reihen angeordnet sind, die nicht parallel zueinander stehen. Jede Kammpolarisationsfilterprismenanordnung besteht aus nebeneinander liegenden Prismen, die so in einer Reihe angeordnet sind, daß jedes benachbarte Prisma auf einer Oberfläche entweder eine Polarisationsstrahlteilungsfolie oder eine Reflexionsfolie aufweist, wobei diese Folien abwechselnd in der besagten Reihe angeordnet sind. Vorzugsweise beträgt der Winkel zwischen den Reihen von zwei oder mehreren Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen mehr oder weniger 90 Grad. Mit einer solchen Anordnung kann der Polarisationskonverter wirkungsvoller das Licht verarbeiten, das ungleichmäßig auf Bereiche der bikonvexen Linsengruppenelemente der Ausgangsoberfläche eines Lichtintegrators fällt, der gemeinsam mit dem Polarisationskonverter eingesetzt wird, um ein gleichmäßiges, helles Bild für ein Projektionsanzeigegerät, in dem der Polarisationskonverter eingesetzt wird, zu erzeugen.

Beschreibung[de]

Diese Anmeldung bezieht sich in ihrem Thema auf die US Anmeldung Nr. 09/548,628 die am 13. April 2000 mit dem Titel "Illuminating Optical System and Projector-Type Display Unit That Uses It" eingereicht wurde.

Die durch die Lichtverteilungseigenschaften einer Lichtquelle erzeugte Ungleichmäßigkeit kann in einem beleuchteten optischen System, wie zum Beispiel einen LCD- Projektor, verringert werden, sogar, wenn eine Lichtquelle mit einer unregelmäßigen Lichtverteilung, wie zum Beispiel eine Metall-Halogen-Lampe, eine Xenonlampe, eine Halogenlampe oder dergleichen, eingesetzt wird. Es ist ein Lichtintegrator genanntes System bekannt, in dem eine oder mehrere bikonvexe Linsengruppen im Lichtweg angeordnet sind, um das Licht gleichmäßiger zu machen.

Abb. 10(A) und 11(A) sind Schnittansichten von Teilen (und zwar von einer Lichtquelle bis zu einem Polarisationskonverter) von beleuchteten optischen Systemen nach dem Stand der Technik. Die Abb. 10(B) und 11(B) sind Ansichten der jeweils in den Abb. 10(A) und 11(A) dargestellten Komponenten, so wie von der Lichtmodulatorseite eines Projektionsanzeigegerätes gesehen.

Die beleuchteten optischen Systeme nach dem Stand der Technik der Abb. 10(A) und 11(A) umfassen jeweils im besonderen eine Lichtquelle 910, die sich zusammensetzt aus einer Lampe 904 und einem Reflektor 901, einer ersten Integratorplatte 911A (bestehend aus einer ersten bikonvexen Linsengruppe), einer zweiten Integratorplatte 911B (bestehend aus einer zweiten bikonvexen Linsengruppe), einem Polarisationskonverter 911C und einer Vorsatzlinse (nicht dargestellt), die in der Reihenfolge aufgeführt sind, in der das Licht durch das System geht. Die erste Integratorplatte 911A wird dadurch gebildet, daß eine Vielzahl von Linsenelementen in einer zweidimensionalen Gruppe angeordnet sind, um so eine bikonvexe Linse zu bilden. Die zweite Integratorplatte 911B wird auf ähnliche Weise dadurch gebildet, daß eine Vielzahl von Linsenelementen in einer zweidimensionalen Gruppe angeordnet sind, um so eine bikonvexe Linse zu bilden. Die erste Integratorplatte 911A teilt den vom Reflektor 901 kommenden einfachen Lichtstrahl, der starke räumliche Helligkeitsunterschiede aufweist, in viele einzelne Lichtstrahlen, deren Anzahl der der Linsengruppenelemente in der ersten Integratorplatte 911A entspricht. Die räumliche Änderung des Lichtstroms in den einzelnen Lichtstrahlen ist kleiner als die räumliche Änderung des einzigen Lichtstroms vor der Teilung. Jeder einzelne Lichtstrahl fällt dann auf einen bestimmten Bereich der zweiten Integratorplatte 911B. Die zweite Integratorplatte und eine Vorsatzlinse funktionieren so, daß jeder einzelne Lichtstrahl so gerichtet wird, daß alle einzelnen Lichtstrahlen sich in einem beleuchteten Bereich gegenseitig überlappen und somit eine gleichmäßige Beleuchtung des beleuchteten Bereichs erzeugen.

Darüber hinaus ist jedes Element innerhalb eines optischen Systems so angeordnet, daß die zweite Integratorplatte 911B und die Pupille einer Projektionslinse sich in konjugierten Positionen des optischen Systems befinden, und daß die Lampe(n) 904 und die erste Integratorplatte 911A sich in konjugierten Positionen des optischen Systems befinden und somit ein Projektionsanzeigegerät bilden, in dem die zweite Integratorplatte als sekundäre Lichtquelle dient. Wenn der verwendete Lichtmodulator ein Flüssigkristallichtmodulator ist, wird somit ein Flüssigkristallprojektionsanzeigegerät gebildet.

Der Polarisationskonverter 911C nach dem Stand der Technik befindet sich in bezug auf die erste Integratorplatte und die zweite Integratorplatte näher an der zweiten Integratorplatte 911B. Die Bilder der Lichtquelle entstehen auf der zweiten Integratorplatte, und der Polarisationskonverter wandelt das unpolarisierte Licht von der Lichtquelle in wirkungsvoller Weise in linear polarisiertes Licht mit einer einzigen Polarisationsrichtung um. Ein Polarisationskonverter dieser Art ist in dem U.S.-Patent-Nr. 5,986,809 offengelegt und umfaßt Prismenpaare, wobei jedes Prisma eine Polarisationsstrahlteilungsfolie 971 oder eine Reflexionsfolie 972 aufweist, die in einem Winkel zu optischen Achse (Abb. 10(A) und 10(B)) hin geneigt angeordnet ist. Diese Folien werden abwechselnd in einer Reihe über dem Lichtstrahl angeordnet. Es entstehen somit abwechselnd angeordnete Lichtstrahlpolarisationsteilungsflächen und Reflexionsflächen. Eine derartige Struktur wird im folgenden als "Kammpolarisationsfilterprismenanordnung" bezeichnet. Darüber hinaus werden Halbwellenphasenverzögerungsplatten 963 (im nachfolgenden als Halbwellenplatten bezeichnet) auf jeder Fläche angeordnet, von der das polarisierte Licht aus der Kammpolarisationsfilterprismenanordnung austritt (d. h. in den Lichtwegen sowohl der übertragenen p-polarisierten Komponente als auch der reflektierten s-polarisierten Komponente, damit die Polarisation einer dieser Komponenten um 90° gedreht wird und somit das unpolarisierte Licht, das auf den Polarisationskonverter fällt, in aus dem Polarisationskonverter austretendes Licht umgewandelt wird, das gleichmäßig polarisiert ist). In den Abb. 10 und 11 sind die Halbwellenplatten 963 nur auf den Flächen angeordnet, aus denen das p-polarisierte Licht aus der Kammpolarisationsfilterprismenanordnung austritt. Die Halbwellenplatten 963 können natürlich auch alternativ auf den Flächen angeordnet werden, aus denen das s-polarisierte Licht aus der Kammpolarisationsfilterprismenanordnung austritt.

In der offengelegten japanischen Patentanmeldung 8-304739 wird eine Integratorplatte verwendet, bei der eine derartige Linsengruppe verwendet wird, so daß der Beleuchtungsunterschied bei einem Lichtmodulator verringert wird. Darüber hinaus ist das beleuchtete optische System kompakt und erzeugt ein helles Bild. Durch eine derartige Kombination einer Integratorplatte und eines Polarisationskonverters kann das aus einer Lichtquelle abgestrahlte unpolarisierte Licht auf einer Beleuchtungsfläche als Licht mit einer einzigen Polarisation beleuchtet werden, ohne merkliche Lichtverluste zu verursachen. Das Licht von einer Lichtquelle wird somit in wirkungsvoller Weise genutzt.

Darüber hinaus werden eine Lichtquelle, ein Polarisationskonverter und andere Elemente so angeordnet, daß ein Bild der Lichtquelle(n) in der Nähe der Polarisationsteilungsfolie des Polarisationskonverters positioniert wird. Sogar, wenn das unpolarisierte Licht von der Lichtquelle in p-Komponenten- und s-Komponenten-Lichtströme aufgeteilt wird, wird der Lichtstrom nicht verbreitert, und es ist möglich, eine kompaktes optisches System zu erzielen.

Wenn die Formen der auf der zweiten Integratorplatte erzeugten Bilder der Lichtquelle sich deutlich unterscheiden (in Abhängigkeit von den Positionen der Linsengruppenelemente, wie zum Beispiel in der Nähe der optischen Achse oder am Rand der Gruppe), wird Licht oft verschwendet. Es können sich Abschnitte mit einer geringen Lichtausbeute in einem Polarisationskonverter bilden, bei dem die Polarisationsstrahlteilungsfolien und die Reflexionsfolien nur in einer Richtung angeordnet sind.

Wenn zudem die Formen jedes Linsengruppenelements der zweiten Integratorplatte noch unterschiedlich sind und im besonderen, wenn jedes Linsengruppenelement in einem relativ geringen Abstand in der Richtung angeordnet ist, in der auch die Polarisationsstrahlteilungsfolien und Reflexionsfolien angeordnet sind, müssen in einem Polarisationskonverter die Polarisationsstrahlteilungsfolien und die Reflexionsfolien mit einem entsprechend geringen Abstand angeordnet sein. Dies ist erforderlich, um eine hohe Lichtausbeute und eine kompakte Bauweise zu erzielen.

Aus der von dem Anmelder der vorliegenden Erfindung offengelegten japanischen Patentanmeldung 11-108909 ist ein beleuchtetes optisches System bekannt. Dieses beleuchtete optische System verwendet eine Vielzahl von Lichtquellen und weist große räumliche Helligkeitsunterschiede zwischen den Lichtquellen auf. Die Formen der Linsengruppenelemente der zweiten Integratorplatte sind somit verschieden. Sogar mit einer einzigen Lichtquelle weist der Lichtstrom eine große räumliche Änderung auf, so daß die Formen der Linsengruppenelemente des zweiten Integrators häufig unterschiedlich sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Polarisationskonverter, der eine einfache Struktur aufweist, mit dem unpolarisiertes Licht in polarisiertes Licht mit einer einheitlichen Polarisationsrichtung umgewandelt werden kann, sogar, wenn die Formen der auf einer zweiten Integratorplatte erzeugten Bilder einer Lichtquelle sich aufgrund der Position der Linsengruppenelemente deutlich voneinander unterscheiden und sogar, wenn die Formen der Linsengruppenelemente der zweiten Integratorplatte unterschiedlich sind. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls den oben beschriebenen Polarisationskonverter in Kombination mit einem Projektionsanzeigegerät.

Der Polarisationskonverter der vorliegenden Erfindung umfaßt mindestens zwei Bereiche, wobei jeder Bereich nebeneinander in einer Reihe angeordnete Prismen aufweist. Die Prismen sind mit paarweise in der Reihe angeordneten Folien versehen, wobei jedes Folienpaar aus einer Polarisationsstrahlteilungsfolie und einer Reflexionsfolie besteht. Die Reihe der nebeneinander liegenden Prismen in einem Bereich ist nicht parallel zu der Reihe der nebeneinander liegenden Prismen eines anderen Bereichs ausgerichtet, und der Polarisationskonverter umfaßt zudem eine Halbwellenplatte, die auf der Ausgangsfläche jedes anderen Prismas einer bestimmten Reihe angeordnet ist. In jedem Bereich sind somit die Prismen wie in Polarisationskonvertern nach dem Stand der Technik angeordnet und zwar nebeneinander in einer Reihe mit nebeneinander liegenden Prismenflächen, auf denen abwechselnd paarweise angeordnete Folien aufgebracht sind. Genau wie in Polarisationskonvertern nach dem Stand der Technik sind die abwechselnd paarweise angeordneten Folien eine Polarisationsstrahlteilungsfolie, die nur die s-Komponente des einfallenden Lichts reflektiert und eine Reflexionsfolie, die die reflektierte s-Komponente in Richtung des von der Polarisationsstrahlteilungsfolie übertragenen p-Komponentenlichts umleitet. Wie bei dem Stand der Technik sind Halbwellenplatten auf den abwechselnden Ausgangsflächen der nebeneinander liegenden Prismenpaare angeordnet, um die Polarisation des s-Komponentenlichts um 90 Grad zu drehen und dadurch das aus den Halbwellenplatten austretende Licht in p-Komponentenlicht umzuwandeln. Alternativ dazu können die Halbwellenplatten auf verschiedenen, abwechselnden Ausgangsflächen der nebeneinander liegenden Prismenpaare angeordnet werden, so daß die Polarisation des p- Komponentenlichts in s-Komponentenlicht gedreht wird. In jedem Fall wandelt der Polarisationskonverter genau wie nach dem Stand der Technik in wirkungsvoller Weise unpolarisiertes Licht in Licht um, das linear in eine einheitliche Richtung polarisiert ist.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich vom Stand der Technik dadurch, daß die Reihenrichtung eines von mindestens zwei Bereichen nicht parallel zur der Reihenrichtung eines anderen Bereiches ausgerichtet ist. Vorzugsweise unterscheiden sich die Reihenrichtungen um einen Winkel von mehr oder weniger 90 Grad. Zusätzlich zu den in mindestens zwei Bereichen unterschiedlichen Reihenrichtungen ist der Abstand der Prismengruppe in einem Bereich im allgemeinen unterschiedlich von dem einer Prismengruppe eines anderen Bereiches. Darüber hinaus entsteht dadurch, daß der Abstand von nebeneinander liegenden Prismen in einem Bereich sich von dem Abstand von nebeneinander liegenden Prismen in einem anderen Bereich unterscheidet, eine unterschiedliche Höhe von mindestens zwei Bereichen des Polarisationskonverters, wie in der Richtung, in der das Licht auf den Polarisationskonverter einfällt, gemessen.

Ferner umfaßt ein Projektionsanzeigegerät gemäß der vorliegenden Erfindung einen Lichtquellenabschnitt (in dem eine einzige Lampe oder eine Vielzahl von Lampen angeordnet ist); einen Integratorabschnitt mit mindestens einer Integratorplatte, auf der eine Vielzahl von Linsengruppenelementen angeordnet sind, um eine gleichmäßige Beleuchtung zu erreichen; einen Lichtmodulator, der das von dem Integratorabschnitt abgestrahlte Licht auf Grundlage einer vorgegebenen Bildinformation moduliert; und eine Projektionslinse, die die optischen Bilder auf einen Bildschirm projiziert, indem sie das von dem Lichtmodulator modulierte Licht verwendet. Der oben erwähnte Polarisationskonverter ist in der Nähe der Integratorplatte angeordnet, die am dichtesten am Lichtmodulator liegt. In Abhängigkeit von dem Aufbau der Lichtquelle und des Integratorabschnitts müssen die Polarisationsstrahlteilungsfolien und die Reflexionsfolien des Polarisationskonverters gegebenenfalls in einigen Bereichen eine wesentlich feinere Konfiguration aufweisen als in anderen Bereichen. Mit der vorliegenden Erfindung wird dieses ermöglicht, während gleichzeitig die Herstellungskosten und die für eine besondere Konzeption des Polarisationskonverters erforderliche Genauigkeit der Montage berücksichtigt werden.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachstehenden detaillierten Beschreibung und den entsprechenden Zeichnungen, die nur zur Illustration dienen und die vorliegende Erfindung nicht einschränken, erläutert, wobei

Abb. 1(A) und 1(B) jeweils Draufsichten und Seitenansichten des Polarisationskonverters des Ausführungsbeispiels 1 sind,

Abb. 2 eine Kombination eines Polarisationskonverters gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Projektionsanzeigegerät, das diesen verwendet, zeigt,

Abb. 3 einen Aufbau des Ausführungsbeispiels 1, von einem Lichtquellenabschnitt bis zum Polarisationsstrahlteiler, der vorliegenden Erfindung zeigt,

Abb. 4 den Aufbau der zweiten bikonvexen Linsengruppe des Ausführungsbeispiels 1 zeigt,

Abb. 5(A) und 5(B) Beispiele für die Teilung eines Bereiches eines Polarisationskonverters gemäß des Aufbaus der Linsengruppenelemente der zweiten bikonvexen Linsengruppe sind,

Abb. 6 den Aufbau der zweiten bikonvexen Linsengruppe gemäß Ausführungsbeispiel 2 zeigt,

Abb. 7(A) und 7(B) jeweils Draufsichten und Seitenansichten des Polarisationskonverters des Ausführungsbeispiels 2 sind,

Abb. 8 den Aufbau der zweiten bikonvexen Linsengruppe des Ausführungsbeispiels 3 zeigt,

Abb. 9(A) und 9(B) jeweils Draufsichten und Seitenansichten des Polarisationskonverters des Ausführungsbeispiels 3 sind,

Abb. 10(A) eine Seitenansicht eines Teils eines optischen Beleuchtungssystems nach dem Stand der Technik ist, und zwar von der Lichtquelle bis zum Polarisationskonverter,

Abb. 10(B) den in Abb. 10(A) dargestellten Aufbau zeigt, jedoch entlang der optischen Achse gesehen (d. h. von einer Position unterhalb von 911C in Richtung der Lichtquelle gesehen),

Abb. 11(A) eine Seitenansicht eines Teils eines anderen optischen Beleuchtungssystems nach dem Stand der Technik ist, und zwar von der Lichtquelle bis zum Polarisationskonverter und

Abb. 11(B) den in Abb. 11(A) dargestellten Aufbau zeigt, jedoch entlang der optischen Achse gesehen (d. h. von einer Position unterhalb von 911C in Richtung der Lichtquelle gesehen).

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Polarisationskonverter, der für ein beleuchtetes optisches System, wie zum Beispiel einen LCD-Projektor oder dergleichen, geeignet ist, bei dem ein Lichtmodulator Licht als Reaktion auf eine vorgegebene Bildinformation eines Projektionsanzeigegerätes moduliert. Die vorliegende Erfindung betrifft im besonderen einen Polarisationskonverter, der zwischen einer Lichtquelle und einem Lichtmodulator angeordnet ist, um so die von einer Lichtquelle abgestrahlten Lichtströme in eine vorgegebene einheitliche Richtung zu polarisieren.

Die vorliegende Erfindung wird zunächst allgemein erklärt, in dem die Abbildungen eines Polarisationskonverters gemäß des Ausführungsbeispiels 1 verwendet werden.

Die Abb. 1(A) und 1(B) zeigen Ansichten des Aufbaus eines Polarisationskonverters gemäß Ausführungsbeispiel 1, und Abb. 2 zeigt den Aufbau eines Projektionsanzeigegeräts mit einem Polarisationskonverter gemäß der vorliegenden Erfindung.

Wie in Abb. 2 dargestellt, umfaßt dieses Projektionsanzeigegerät einen Lichtquellenabschnitt 10, einen Integratorabschnitt 11, um die von diesem Lichtquellenabschnitt 10 abgestrahlten Lichtströme zu kombinieren und um somit eine gleichmäßige Lichtmengenverteilung zu erreichen und einen Projektionsabschnitt 12, um die Bildinformation auf den in dem Integratorabschnitt 11 vereinheitlichten Lichtströmen zu unterstützen und um dann das Licht auf einen Schirm zu projizieren.

Abb. 2 dient zur Erklärung des verallgemeinerten Aufbaus aller Ausführungsbeispiele der Erfindung. Der Lichtquellenabschnitt 10 besteht, wie in Abb. 2 dargestellt, aus einer Lampe 4, die eine Entladungsröhre, wie zum Beispiel eine Xenonlampe oder eine Metall- Halogen-Lampe, aufweist und die unpolarisiertes Licht abstrahlt und aus einem Reflektor 1, wie zum Beispiel einen Parabolspiegel. Bei diesem Reflektor 1 befindet sich die Lampe 4 in ihrer Fokuslage, um so das darauf einfallende Licht in einen Lichtstrahl umzuleiten, der ungefähr parallel zu der optischen Achse ist. Werden mehrere Lichtquellen verwendet, befindet sich jede Lampe in der Fokuslage eines entsprechenden Projektors. Wie im nachfolgenden verwendet, kann sich der Lichtquellenabschnitt 10 auf eine einzige oder auf mehrere Lichtquellen beziehen.

Der Integratorabschnitt 11 umfaßt eine erste bikonvexe Linsengruppe 11A zur Teilung des von dem Lichtquellenabschnitt 10 abgestrahlten Lichtstroms, eine zweite bikonvexe Linsengruppe 11B zur Überlagerung der Lichtpunkte, die durch jeden Lichtstrom von der ersten bikonvexen Linsengruppe 11A gebildet werden, auf einer Flüssigkristalltafel, die im nachfolgenden beschrieben wird, einen Polarisationskonverter 11C, der das von der Lichtquelle abgestrahlte unpolarisierte Licht in einen Lichtstrom umwandelt, der eine einheitliche Polarisationsrichtung aufweist und eine konvexe Vorsatzlinse 11D. Ferner besteht die erste bikonvexe Linsengruppe 11A aus einer Vielzahl von Linsengruppenelementen, die zweidimensional angeordnet sind. Jedes Linsengruppenelement hat eine Grenzfläche, deren Form ungefähr der Form der im folgenden erklärten Flüssigkristalltafel entspricht. Die zweite bikonvexe Linsengruppe 11B besteht auf ähnliche Weise ebenfalls aus einer Vielzahl von Linsengruppenelementen, die zweidimensional angeordnet sind. Durch jedes Linsengruppenelement der zweiten bikonvexen Linsengruppe 11B wird im besonderen ein Bild des Lichtquellenabschnitts 10 erzeugt.

Andererseits umfaßt der Projektionsabschnitt 12 einen dichroitischen Spiegel 21 zur B/GR-Trennung, um den Lichtstrom, der durch den Integratorabschnitt 11 räumlich vereinheitlicht wurde, aufzuteilen in eine blaue Komponente LB und kombinierte Grün- und Rotkomponenten; einen dichroitischen Spiegel 22 zur Trennung der kombinierten Grün- und Rotkomponenten in eine grüne Komponente LG und eine rote Komponente LR; eine Flüssigkristalltafel 23B (die zwischen ein Paar Polarisationsplatten geschoben ist und die identisch mit den Flüssigkristalltafeln 23G und 23R ist), um Bilder der blauen Komponente darzustellen; eine Flüssigkristalltafel 23G, um Bilder der grünen Komponente darzustellen; eine Flüssigkristalltafel 23R, um Bilder der roten Komponente darzustellen; ein dreifarbiges Syntheseprisma 24 zur Synthese der Lichtstromkomponenten LB, LG und LR zu der Bildinformation, die durch jede Flüssigkristalltafel 23B, 23G und 23R hinzugefügt wurde und eine Projektionslinse 25, die aus dem Lichtstrom, der durch das dreifarbige Syntheseprisma 24 kombiniert wurde, ein Bild auf einem Bildschirm erzeugt. Ferner kommen noch hinzu: ein Gesamtreflexspiegel 27, der die blaue Komponente LB zur Flüssigkristalltafel 23B hin reflektiert, eine Vorsatzlinse 28B, mit der die von dem Gesamtreflexspiegel 27 reflektierte blaue Komponente in parallele Strahlen umgewandelt wird; eine Vorsatzlinse 28G, mit der die grüne Komponente LG in parallele Strahlen umgewandelt wird; der Gesamtreflexspiegel 29 und 30, die die rote Komponente zur Flüssigkristalltafel 23R hin reflektieren, eine Vorsatzlinse 28R, mit der die rote Komponente LR in parallele Strahlen umgewandelt wird.

Darüber hinaus ist in dem Projektionsabschnitt 12 die optische Weglänge zu dem dreifarbigen Syntheseprisma 24 nur für die rote Komponente LR unterschiedlich. Jedoch sind eine Vorsatzlinse 31 und eine Zwischenlinse 32 jeweils zwischen dem dichroitischen Spiegel 22 und dem Gesamtreflexspiegel 29 und zwischen dem Gesamtreflexspiegel 29 und dem Gesamtreflexspiegel 30 angeordnet. Durch diese Vorsatzlinsen 31 und Zwischenlinsen 32 wird die rote Komponente LR so korrigiert, daß die optische Weglänge mit der der blauen Komponente LB und der grünen Komponente LG gleich zu sein scheint. Ferner ist das dreifarbige Syntheseprisma 24 ein Kreuzprisma und umfaßt eine dichroitische Fläche 24B, um die blaue Komponente LB zu reflektieren und eine dichroitische Fläche 24R, um die rote Komponente LR zu reflektieren.

Darüber hinaus ist ein Gesamtreflexspiegel 20 so angeordnet, daß die optische Weglänge in Richtung des Projektionsabschnittes 12 umgeändert wird.

Wie in diesem Ausführungsbeispiel beschrieben, werden die Lichtströme, die mittels der ersten bikonvexen Linsengruppe 11A und der zweiten bikonvexen Linsengruppe 11B eine räumlich gleichmäßige Verteilung aufweisen, in p-Polarisationskomponenten und s- Polarisationskomponenten auf der Projektionsabschnittsseite 12 der zweiten bikonvexen Linsengruppe 11B geteilt. Eine dieser Polarisationskomponenten wird anschließend zu der anderen Komponente mittels Einsatzes von Halbwellenplatten umgewandelt, so daß das aus dem Polarisationskonverter austretende Licht eine gleichmäßige Polarisation aufweist. Polarisationsstrahlteilungsfolien und die Reflexionsfolien werden auf diese Art und Weise eingesetzt, um das unpolarisierte Licht in wirkungsvoller Weise in Licht umzuwandeln, das eine gleichmäßige Polarisation aufweist, wodurch die Verringerung der Lichtmenge während der linearen Polarisation begrenzt wird.

Abb. 1 zeigt ein typisches Beispiel eines Polarisationskonverters 11C der Abb. 2. Da Abb. 1 das Ausführungsbeispiel 1 zeigt, wurde die Position "11C" in - 111C - umbenannt. Eine entsprechende Numerierung gilt für die Abb. 3, 4 und 6-11, bei denen die erste Zahl "2" das zweite Ausführungsbeispiel bedeutet, die erste Zahl "3" das dritte Ausführungsbeispiel und die erste Zahl "9" eine Komponente nach dem Stand der Technik. In Abb. 1(A) ist somit der Polarisationskonverter 111C (d. h. Ausführungsbeispiel 1, Position 11C) dargestellt, wie er von einer Position entlang der optischen Achse von einem Beobachter auf der Projektionsseite 12, bezogen auf den Polarisationskonverter, gesehen wird. Abb. 1(B) zeigt die gleiche Position wie in Abb. 1(A), jedoch wie sie von einem Beobachter gesehen wird, dessen Auge sich in der Zeichnungsebene am unteren Ende der Zeichnung befindet.

Wie in Abb. 1(B) dargestellt, umfaßt der Polarisationskonverter 111C die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 151 und 152, die in Richtung der optischen Achse verschieden dick sind, mit Halbwellenplatten 161 und 162, die auf der Seite jeder anderen Ausgangsfläche der Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 151 und 152 angeordnet sind. Die unterschiedlichen Dicken sind ein Ergebnis der Prismengruppen 151 und 152, die verschiedene Abstände aufweisen.

Wie in Abb. 1(A) und 1(B) dargestellt, werden die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 151 dadurch gebildet, daß nebeneinander liegende Prismen in einer Reihe angeordnet werden, die parallel zur X-Achse liegt. Ein erstes Prisma weist eine Polarisationsstrahlteilungsfolie (z. B. Mehrfachbeschichtung) 171 auf, die p-polarisiertes Licht überträgt und s-polarisiertes Licht reflektiert, das auf deren Oberfläche gebildet wird. Ein zweites Prisma grenzt unmittelbar an das erste Prisma an und weist eine Reflexionsfläche oder -folie 172 auf der Oberfläche auf, die das bereits reflektierte Licht nochmals reflektiert, um es so in dieselbe Richtung weiterzuleiten, wie das p- polarisierte Licht, das durch die Polarisationsstrahlteilungsfolie 171 übertragen wurde. Die Prismengruppen weisen somit eine Kammform auf. Halbwellenplatten 161 sind auf der Ausgangsfläche jedes anderen Prismas angeordnet.

Darüber hinaus wird die Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 152, die zwischen den beiden Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 151 angeordnet ist, durch Anordnung in einer Reihe nebeneinander liegender Prismen gebildet, die mehr oder weniger parallel zur Y-Achse liegt. Im Gegensatz zu den Reihenrichtungen der angeordneten Prismen, die den Reihenrichtungen entsprechen, in denen die Polarisationsstrahlteilungsfolien und die Reflexionsfolien abwechselnd aufgebracht sind, weist die Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 152 ungefähr den gleichen Aufbau auf wie die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 151. Der Breite und die Dicke der Prismenpaare sind jedoch unterschiedlich. Die Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 152 wird im besonderen dadurch gebildet, daß eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Prismenpaaren, die sich zusammensetzen aus einem ersten Prisma 183, das eine Polarisationsstrahlteilungsfolie (in der Abbildung nicht dargestellt) aufweist und einem zweiten Prisma, das eine Reflexionsfolie aufweist (in der Abbildung nicht dargestellt), in einer Reihe angeordnet werden, die mehr oder weniger zur Y-Achse ausgerichtet ist. Halbwellenplatten 162 werden nochmals auf jeder anderen Prismaausgangsfläche (z. B. den Ausgangsflächen des von den Strahlteilungsfolien übertragenen Lichts) angeordnet. Alternativ dazu können die Halbwellenplatten 161 und 162 auf den Prismaausgangsflächen angeordnet werden, die das polarisierte Licht, das durch die Reflexionsfolie reflektiert wird, übertragen.

Der Polarisationskonverter der vorliegenden Erfindung in den bevorzugten Ausführungsbeispielen umfaßt ein Element, das zwei Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen aufweist, die in bezug auf die Ausrichtung der abwechselnd angeordneten Polarisationsstrahlteilungsfolien und Reflexionsfolien auf nebeneinander liegenden Prismenflächen mehr oder weniger rechtwinklig zueinander stehen, wobei jede Kammpolarisationsfilterprismenanordnung durch nebeneinander liegende Prismen gebildet wird, die so in einer Reihe angeordnet werden, daß jedes benachbarte Prisma auf einer Fläche entweder eine Polarisationsstrahlteilungsfolie oder eine Reflexionsfolie aufweist, die in der Reihe abwechselnd angeordnet sind. Speziell ist dieser Aufbau in Abb. 1(A) dargestellt, wobei die Prismengrenzfläche 191 der Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 151 und eine Prismengrenzfläche 192 der Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 152 mehr oder weniger lotrecht zueinander stehen.

In diesem Aufbau werden alle vom Polarisationskonverter 11C abgestrahlten Lichtströme, wie zum Beispiel die von den Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 151 und 152 abgestrahlten Lichtströme, in eine einzige vorgegebene Polarisationsrichtung polarisiert.

Der Polarisationskonverter 11C weist eine Form auf, die dem Bereich der zweiten bikonvexen Linsengruppe 11B ungefähr entspricht. Der Polarisationskonverter 111C der Abb. 1 zum Beispiel weist die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 151 und 152 auf, deren Form der in Abb. 4 dargestellten Form der zweiten bikonvexen Linsengruppenbereiche 141 und 142 entspricht, wobei die Reihenrichtungen in Abhängigkeit von dem Abstand der Linsengruppenelemente in der zweiten bikonvexen Linsengruppe 111B variieren.

In der ersten bikonvexen Linsengruppe 11A (Abb. 2) weisen die Linsengruppenelemente Formen auf, die der Form der Flüssigkristalltafeln 23B, 23G, 23R ungefähr entsprechen. In der zweiten bikonvexen Linsengruppe 111B hat jedes Linsengruppenelement 142 in dem mittleren Bereich in der Nähe der Y Achse eine rechteckige Form, die in Richtung der Y-Achse länger ist. Andererseits weist jedes Linsengruppenelement 141 (am linken und rechten Rand) eine rechteckige Form auf, die in Richtung der X-Achse länger ist. Ferner hat jedes Linsengruppenelement 142 in der Nähe der Y-Achse einen geringeren Abstand in Richtung der X-Achse als der Abstand jedes Linsengruppenelements 141 (am linken und rechten Rand).

Wie in Abb. 1(A) dargestellt, ist die Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 152, deren Prismenpaare in Richtung der Y-Achse angeordnet sind, so angeordnet, daß sie Licht von den Gruppenelementen der zweiten bikonvexen Linsengruppe erhält, deren Abstand so ist, daß die Breite der Gruppenelemente in Richtung der X Achse relativ klein ist. Und die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 151, deren Prismenpaare in Richtung der X- Achse angeordnet sind, sind so angeordnet, daß sie Licht von den Gruppenelementen der zweiten bikonvexen Linsengruppe erhalten, deren Abstand so ist, daß die Breite der Gruppenelemente in Richtung der X-Achse relativ groß ist. Aus diesem Grund entsprechen die Bereiche, in denen die Polarisationsstrahlteilungsfolien und die Reflexionsfolien der Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 151 und 152 abwechselnd in einer vorgegebenen Richtung angeordnet sind, den jeweils durch die Linsengruppenelemente 141 und 142 der zweiten bikonvexen Linsengruppe 111B gebildeten Bereichen.

Die durch die Verwendung eines Polarisationskonverters 11C (Abb. 2) mit einem derartigen Aufbau erzielten Wirkungen werden nachfolgend beschrieben. Der Polarisationskonverter 11C befindet sich in der Nähe der Ausgangsfläche der zweiten bikonvexen Linsengruppe 11B. Aufgrund dieses Aufbaus kann von der gesamten von einem entsprechenden Linsengruppenelement in der zweiten bikonvexen Linsengruppe 11B abgestrahlten Lichtmenge nur der Lichtstrom, der auf eine Hälfte des Bereiches eines Linsengruppenelements einfällt, an den Polarisationskonverter weitergegeben werden. Der Grund dafür ist, daß nur die Lichtmenge, die in das erste Prisma mit der Polarisationsstrahlteilungsfolie von zwei Prismen eines Prismenpaares des Polarisationskonverters einfällt, dazu verwendet wird, das Licht direkt von dem Linsengruppenelement zu erhalten. Um die Lichtausbeute zu verbessern, ist es daher erforderlich, daß das Licht von einem Bereich der Ausgangsfläche des Linsengruppenelementes des zweiten Integrators, das aufgrund der Form der Lichtquelle die größte Lichtmenge an den zweiten Integrator weitergibt, in den Polarisationskonverter 11C einfällt. Mit anderen Worten müssen die Linsengruppenelemente der zweiten bikonvexen Linsengruppe 11B so angeordnet werden, daß die von diesen Bereichen, von den Ausgangsbereichen der Linsengruppenelemente der zweiten bikonvexen Linsengruppe abgestrahlte Lichtmenge vergrößert wird, was in dem Polarisationskonverter 11C sehr vorteilhaft sein kann.

Licht fällt nicht gleichmäßig auf die Oberfläche der Linsengruppenelemente der zweiten bikonvexen Linsengruppe 11B. Es gibt Bereiche, in denen eine größere Lichtmenge einfällt und Bereiche, in denen die einfallende Lichtmenge kleiner ist. Es ist deshalb wichtig, von welchem Halbbereich der Ausgangsfläche eines Linsengruppenelements die größere Lichtmenge einfällt.

Abb. 5(A) und 5(B) zeigen zwei Arten der Teilung eines der Linsengruppenelemente, die die zweite bikonvexe Linsengruppe 11B bilden, in Bereiche (schattiert und unschattiert) die gleiche Flächen aufweisen. Zum Beispiel, wenn das Linsengruppenelement eine in horizontaler Richtung lange rechteckige Form aufweist, wie die Linsengruppenelemente 41 in Abb. 5(A) und 5(B), kann der Bereich, wie in Abb. 5(A) oder Abb. 5(B) dargestellt, in schattierte und unschattierte Flächen aufgeteilt werden. In beiden Fällen sind die Flächen des schattierten Bereiches identisch mit der Fläche des unschattierten Bereichs.

Wenn eine große Lichtmenge auf einen Bereich fällt, der der horizontalen Mitte dieses Linsengruppenelementes 41 entspricht, ist es sehr wirkungsvoll, den Lichtstrom eines langen rechteckigen Bereiches, der um die Y-Achse zentriert ist, zu verwenden, wie durch den schattierten Bereich in Abb. 5(A) dargestellt. Wenn ferner die Lampe 4 nur innerhalb eines kleinen Bereichs eine große Ausleuchtung aufweist, wie es bei der Verwendung einer Lichtbogenentladungslampe der Fall ist, wird die Fläche mit der größten Menge einfallenden Lichts fast kreisförmig sein, vorausgesetzt das Licht trifft auf eine Oberfläche, die rechtwinklig zur optischen Achse steht. Beim Vergleich der Abb. 5(A) und 5(B) weist eindeutig die Abb. 5(A) ein höheren Anteil eines schattierter Bereiches, bezogen auf einen Kreisumfang, auf. Wenn dann die Fläche wie in Abb. 5(A) geteilt wird, ist das dargestellte Bild heller.

Aus diesen Gründen sollten dort, wo der Abstand in Richtung der X-Achse jedes Linsengruppenelementes 142 in der Nähe der Y-Achse kleiner ist als der Abstand in Richtung der X-Achse jedes von der Y-Achse entfernten Linsengruppenelementes 141, die Größe und Anordnung jeder Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 151 und 152 des Polarisationskonverters 111C so wie in Abb. 1(A) dargestellt gewählt werden, so daß der Lichtübertragungswirkungsgrad des Polarisationskonverters 111C maximiert wird und somit auf einen Bildschirm projizierte Bilder liefert, die hell sind.

Wenn die Formen der Linsengruppenelemente 141 und 142 sich voneinander unterscheiden, wie es bei der in Abb. 4 dargestellten zweiten bikonvexen Linsengruppe 111B der Fall ist, kann das Licht von jedem Linsengruppenelement 142 in der Nähe der Y-Achse nicht in wirkungsvoller Weise von einem Polarisationskonverter genutzt werden, der Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen aufweist, die nur in einer Richtung ausgerichtet sind, wie es der Fall bei herkömmlichen Polarisationskonvertern ist. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat jedoch festgestellt, daß, wenn Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen mit unterschiedlichen Abständen in verschiedenen Reihen angeordnet werden, wobei die Reihen vorzugsweise einen Winkel von mehr oder weniger 90 Grad bilden, die Lichtausbeute verbessert wird.

Unter Berücksichtigung der Lichtausbeute würde der wirkungsvollste Polarisationskonverter derjenige sein, dessen Form der Form des Teiles der Linsengruppenelemente der zweiten bikonvexen Linsengruppe entspricht, die das Lichtquellenbild jedes Linsengruppenelementes empfängt. Die Herstellungskosten würden jedoch ansteigen, und der Wirkungsgrad würde aufgrund der erforderlichen Montagegenauigkeit abnehmen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Polarisationskonverter so aufgebaut, daß zwei oder mehrere Kammpolarisationsfilterprismenanordnungsbereiche relativ zu der Ausrichtung der auf den nebeneinander liegenden Prismenflächen abwechselnd angeordneten Polarisationsstrahlteilungsfolien und Reflexionsfolien in Reihen angeordnet sind, die nicht parallel verlaufen. Vorzugsweise bilden die Reihen einen Winkel von mehr oder weniger 90 Grad. Jede Kammpolarisationsfilterprismenanordnung wird durch nebeneinander liegende Prismen gebildet, die so in einer Reihe angeordnet sind, daß jedes benachbarte Prisma auf einer Oberfläche eine Folie aufweist, die entweder eine Polarisationsstrahlteilungsfolie oder eine Reflexionsfolie ist, wobei diese Folien abwechselnd in einer gegebenen Reihe angeordnet sind. Aus diesem Grund kann ein Polarisationskonverter erzielt werden, der einen höheren Wirkungsgrad bei der Verwendung des Lichtes aufweist als ein Polarisationskonverter, bei dem zwei oder mehrere Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen in Reihen angeordnet sind, die mehr oder weniger parallel sind.

Darüber hinaus kann mit dieser Konzeption ein Polarisationskonverter realisiert werden, der einfach herzustellen ist und der keine übermäßige Herstellungsgenauigkeit erfordert. Der Polarisationskonverter der vorliegenden Erfindung ist besonders wirkungsvoll, wenn die Lampe(n) der Lichtquelle das Licht eher von einem begrenzten Bereich als von einem Punkt aus abstrahlt. Mit dem Polarisationskonverter der vorliegenden Erfindung kann somit ein Projektionsanzeigegerät realisiert werden, das weniger kostet und das ein helleres Bild liefert als das mit den Geräten mit Polarisationskonvertern nach dem Stand der Technik erzielte Bild.

Im folgenden werden drei spezifische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail erklärt.

Ausführungsbeispiel 1

In Ausführungsbeispiel 1 (Abb. 3) sind für den Lichtquellenabschnitt 110 zwei Lichtquellenabschnitte 110A und 110B, die jeweils aus einer Lampe 104 und einem Parabolreflektor 101 (wie oben beschrieben) bestehen, symmetrisch zur optischen Achse angeordnet, und sie sind so zueinander nach innen geneigt, daß die Lichtstrahlen jeder Lampe sich mindestens teilweise überlappen. Abb. 3 zeigt den Aufbau von den Lichtquellenabschnitten bis zum Polarisationskonverter dieses Projektionsanzeigegerätes.

Zusätzlich zu der obigen Beschreibung wird nachfolgend die Wechselwirkung zwischen dem Lichtquellenabschnitt 110, der zweiten bikonvexen Linsengruppe 111B und dem Polarisationskonverter 111C dieses Projektionsanzeigegerätes beschrieben.

Wie in Abb. 3 dargestellt, überlappen sich die Lichtströme der beiden Lichtquellenabschnitte 110A und 110B in einem mittleren Bereich der ersten bikonvexen Linsengruppe 111A eines Integratorabschnitts 111. Pro Linsengruppenelement in der Nähe der optischen Achse der ersten bikonvexen Linsengruppe 111A überlappen sich die Lichtströme aus den rechten und linken Lichtquellenabschnitten 110A und 110B. Aus diesem Grund überlappen sich sogar bei der folgenden zweiten bikonvexen Linsengruppe 111B Teile der Lichtströme von den Lichtquellenabschnitten 110A und 110B. Demgemäß überlappen sich, wie in Abb. 3 und 4 dargestellt, in der Nähe der Y-Achse der zweiten bikonvexen Linsengruppe 111B die Lichtströme aus dem rechten und linken Lichtquellenabschnitt; der Überlappungsbereich in der Nähe der Y-Achse erhält somit ungefähr doppelt so viel Licht pro Flächeneinheit wie die von der Y-Achse entfernten Bereiche.

Wenn die zweite bikonvexe Linsengruppe 111B Linsengruppenelemente mit derselben Form wie die der ersten bikonvexen Linsengruppe 111A aufweisen würde und die Linsengruppenelemente der zweiten bikonvexen Linsengruppe 111B den Linsengruppenelementen der ersten bikonvexen Linsengruppe 111A entsprechen würden, so würden die sich teilweise überlappenden Lichtquellenbilder auf der linken und rechten Position jedes Elementes der Linsengruppenelemente in der Nähe der Y-Achse der zweiten bikonvexen Linsengruppe 111B entstehen. Um somit das Licht in der Nähe der Y-Achse in wirkungsvoller Weise nutzen zu können, wird der Abstand in Richtung der X-Achse (in Richtung der Anordnung der Lichtquellenabschnitte) jedes Linsengruppenelements 142 in der Nähe der Y Achse kleiner gemacht als der Abstand in Richtung der X-Achse jedes Linsengruppenelements 141, das von der Y-Achse entfernt ist. Mit anderen Worten erhalten, wie in Abb. 4 dargestellt, die Linsengruppenelemente 142 in der Nähe der Y-Achse eine Breite in Richtung der X-Achse, die der Hälfte der Breite der Linsengruppenelemente 141 entspricht, die von der Y-Achse entfernt sind. Aus diesem Grund wird nur ein Lichtquellenbild pro Linsengruppenelement von Abb. 4 erzeugt. Der helle Punkt in der Mitte jedes Lichtquellenbildes kann dadurch optimal eingesetzt werden, um den Lichtausnutzungsgrad zu maximieren und ein helles Bild zu erzeugen.

Darüber hinaus weist jedes Linsengruppenelement 142 in der Nähe der Y-Achse eine rechteckige Form auf, die länger in Richtung der Y-Achse ist als in Richtung der X-Achse. Andererseits hat jedes von der Y-Achse entfernte Linsengruppenelement 141 eine rechteckige Form, die in Richtung der X-Achse länger ist als in Richtung der Y-Achse. Demgemäß weist die zweite bikonvexe Linsengruppe 111B einen Aufbau auf, mit dem das von dem Lichtquellenabschnitt 110 abgestrahlte Licht in wirkungsvoller Weise genutzt werden kann. Zudem kann durch Verwendung eines Polarisationskonverters 111C, wie in Abb. 1 dargestellt, die Lichtausbeute verbessert werden.

Für diesen Polarisationskonverter 111C werden im besonderen, wie in der obigen Beschreibung erklärt, zwei Arten von Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 151 und 152 verwendet, wie in Abb. 1(A) dargestellt. Der Lichtstrom von jedem Linsengruppenelement 142 (Abb. 4) in der Nähe der Y-Achse tritt in die Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 152 (Abb. 1(A)) ein, in der Prismenpaare in Richtung der Y Achse angeordnet sind (d. h. in einer Richtung rechtwinklig zur Richtung der Anordnung der Lichtquellenabschnitte). Andererseits tritt der Lichtstrom jedes Linsengruppenelements 141 in die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 151 ein, deren Prismenpaare auf beiden Seiten (d. h. in Richtung der X-Achse) der Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 152 (d. h. in Richtung der Anordnung der Lichtquellenabschnitte) angeordnet sind.

Im Anschluß daran wird der Lichtstrom, der in den Polarisationskonverter 111C eintritt, in der Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 151 aufgeteilt in: p-polarisiertes Licht, das von den Polarisationsstrahlteilungsfolien 171 übertragen wird und das anschließend durch die Halbwellenplatte 161 in Polarisationsrichtung gedreht wird; und s- polarisiertes Licht, das von den Polarisationsstrahlteilungsfolien 171 reflektiert wird und das anschließend nochmals von den Reflexionsfolien 172 reflektiert wird. Darüber hinaus wird der Lichtstrom in der Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 152 geteilt in p-polarisiertes Licht, das von den Polarisationsstrahlteilungsfolien (nicht dargestellt) übertragen wird und das anschließend von den Halbwellenplatten 162 in Polarisationsrichtung gedreht wird; und in s-polarisiertes Licht, das von den Polarisationsstrahlteilungsfolien (nicht dargestellt) in Richtung des oberen Teils der Seite in Abb. 1(A) reflektiert wird und das nochmals von den Reflexionsfolien (nicht dargestellt) reflektiert wird. Auf diese Weise wird von dem Polarisationskonverter Licht mit einer einzigen Polarisation abgestrahlt, und der Polarisationskonverter umfaßt die Bereiche 151 und 152, in denen nebeneinander liegende Kammpolarisationsfilterprismen mit aufgebrachten Folien innerhalb eines bestimmten Bereiches parallel zueinander ausgerichtet werden; die Ausrichtung zwischen den verschiedenen Bereichen 151 und 152 ist jedoch verschieden. Vorzugsweise ist die Reihenrichtung der Kammpolarisationsfilterprismenanordnung im Bereich 151 mehr oder weniger rechtwinklig zu der Reihenrichtung der Kammpolarisationsfilterprismenanordnung im Bereich 152.

Zudem weisen, wie in Abb. 1(A) dargestellt, die Prismenpaare der Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 152 einen größeren Abstand auf als die Prismenpaare der Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 151. Da der Abstand (als Zahl pro Längeneinheit festgelegt) und die Breite dieser Prismenpaare umgekehrt proportional zueinander sind (als Ergebnis dadurch, daß sie nebeneinander angeordnet sind und in der Breite aneinanderstoßen), ergibt sich daraus, daß die Höhe der Prismenpaare (am besten in Abb. 1(B) zu sehen) in Richtung der optischen Achse der Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 152 kleiner ist als die Höhe der Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 151.

In dem Polarisationskonverter 111C gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Reihenrichtung der nebeneinander liegenden Kammpolarisationsfilterprismen 151 und die Reihenrichtung der nebeneinander liegenden Kammpolarisationsfilterprismen 152 ungefähr rechtwinklig zueinander. In dem Projektionsanzeigegerät des Ausführungsbeispiels 1 mit zwei Lichtquellenabschnitten 110A und 110B und in der entsprechenden zweiten bikonvexen Linsengruppe 111B sind somit der Lichtausnutzungsgrad ausgezeichnet und die Montagekosten gering.

Darüber hinaus umfaßt der Lichtquellenabschnitt 110 zwei Lampen 104 und die Reflektoren 101 in Ausführungsbeispiel 1. Die Anzahl der Lampen des Lichtquellenabschnitts kann größer als zwei sein. Außerdem ist es möglich, daß sich die von dem Lichtquellenabschnitt abgestrahlten Lichtströme dort teilweise überlappen, wo die Lichtströme von dem Lichtquellenabschnitt 110 in den Integratorabschnitt 111 eintreten. Aus diesem Grund werden, wenn der Lichtquellenabschnitt 110 aus einer Vielzahl von Lampen und Reflektoren besteht, die Formen und der Aufbau jedes Linsengruppenelements der ersten bikonvexen Linsengruppe 111A anders sein, als wenn der Lichtquellenabschnitt aus einer einzigen Lampe und Reflektor besteht. Dementsprechend können Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen mit untereinander unterschiedlicher Anordnungsausrichtungen im Anschluß an die zweite bikonvexe Linsengruppe 111B des Polarisationskonverters verwendet werden, so daß das einfallende Licht am wirkungsvollsten genutzt wird.

Ausführungsbeispiel 2

Der Polarisationskonverter und das mit diesem ausgerüstete Projektionsanzeigegerät des Ausführungsbeispiels 2 haben ungefähr den gleichen Aufbau wie der des Ausführungsbeispiels 1. Der Unterschied zu Ausführungsbeispiel 1 liegt darin, daß der Lichtquellenabschnitt 10 des Ausführungsbeispiels 2 aus einer einzigen Lampe 4 und einem einzigen Parabolspiegelreflektor 1 besteht. Da diese Lampe 4 rund ist, befindet sich der Lichtstrom von dem Lichtquellenabschnitt 10 weitgehend in der Nähe der optischen Achse. Sogar, wenn das Licht auf die zweite bikonvexe Linsengruppe 11B fällt, nachdem es durch die erste bikonvexe Linsengruppe 11A gegangen ist, um die Beleuchtungsunterschiede zu verringern, bleibt der Lichtstrom weitgehend in der Nähe der optischen Achse. Aus diesem Grund ist es sehr wirkungsvoll, den Lichtstrom soweit wie möglich in diesem Gebiet einzusetzen.

Ausführungsbeispiel 2 ist ein Beispiel, bei dem der Lichtstrom von dem Lichtquellenabschnitt 10 nicht gleichmäßig verteilt ist. Aufgrund dieser Lichtquelle 10 ist die Form der zweiten bikonvexen Linsengruppe 11B unterschiedlich von der in Ausführungsbeispiel 1, und der Aufbau des Polarisationskonverters 11C ist ebenfalls verschieden. Abb. 6 zeigt die zweite bikonvexe Linsengruppe 211B gemäß Ausführungsbeispiel 2, und Abb. 7(A) zeigt den Polarisationskonverter 211C gemäß Ausführungsbeispiel 2.

Die zweite bikonvexe Linsengruppe 211B umfaßt, wie in Abb. 6 dargestellt, drei Arten von Linsengruppenelementen 241, 242 und 243. In der Mitte der zweiten bikonvexen Linsengruppe 211B in der Nähe der optischen Achse sind die Linsengruppenelemente 242 angeordnet, die rechteckig sind und deren längere Seiten parallel zu X-Achse liegen. Um diese herum sind relativ kleine Linsengruppenelemente 241 und 243 angeordnet. Aus diesem Grund wird das Licht in der Nähe der optischen Achse, das eine hohe Intensität aufweist, in wirkungsvoller Weise genutzt.

Obwohl die Form und der Aufbau der Linsengruppenelemente der ersten bikonvexen Linsengruppe des Ausführungsbeispiels 2 nicht dargestellt sind, hat jedes Linsengruppenelement dieselbe Form und Größe wie die des Lichtmodulators. Darüber hinaus entspricht die Form jedes Linsengruppenelements der ersten bikonvexen Linsengruppe der der zweiten bikonvexen Linsengruppe 211B, und jedes der Linsengruppenelemente 241, 242 und 243 der zweiten bikonvexen Linsengruppe 211B erzeugt ein Lichtquellenbild. Jedes Linsengruppenelement der ersten bikonvexen Linsengruppe führt im besonderen Dezentrierungsvorgänge durch.

Aufgrund dieser Dezentrierungsvorgänge in Abb. 6 erzeugt jedes rechteckige Linsengruppenelement 242 mit der längeren Seite in horizontaler Richtung der zweiten bikonvexen Linsengruppe 221B ein Lichtbild an einem Abschnitt der Ausgangsfläche in der Nähe der Y-Achse und nicht an dem zentralen Abschnitt. Zudem erzeugt jedes rechteckige Linsengruppenelement 243 mit der längeren Seite in horizontaler Richtung, das im oberen und unteren Abschnitt der Linsengruppenelemente 242 angeordnet ist, ein Lichtbild in der Mitte der Ausgangsfläche. Darüber hinaus erzeugt jedes rechteckige Linsengruppenelement 241 mit der längeren Seite in vertikaler Richtung, das in dem rechten und linken Abschnitt der Linsengruppenelemente 242 angeordnet ist, ein Lichtbild an einem Abschnitt in der Nähe der X-Achse und nicht an dem zentralen Abschnitt.

Der Polarisationskonverter 211C ist hinter dieser zweiten bikonvexen Linsengruppe 211B angeordnet und weist die in Abb. 7(A) und 7(B) dargestellte Zusammensetzung auf. Abb. 7(A) stellt einen Aufbau dieses Polarisationskonverters 211C, von der Projektionsabschnittsseite gesehen, dar, und Fig. 7(B) ist eine Draufsicht, wobei Abb. 7(A) eine Sicht vom unteren Teil der Seite ist.

Dieser Polarisationskonverter 211C ist so aufgebaut, daß die von den Linsengruppenelementen 242 der zweiten bikonvexen Linsengruppe 211B abgestrahlten Lichtströme in eine mittlere Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 252 eintreten. Die Lichtströme, die von den Linsengruppenelementen 241 auf der linken und rechten Seite der Abb. 6 abgestrahlt werden, treten jeweils in die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 251 auf der linken und rechten Seite ein, wie in Abb. 7(A) dargestellt. Und die Lichtströme, die von den Linsengruppenelementen 243 im oberen und unteren Teil der Abb. 6 abgestrahlt werden, treten jeweils in die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 253 oben und unten ein. Ferner ändert sich umgekehrt proportional zu den Abständen der Prismenpaare, die jede Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 251, 252 und 253 bilden, die Dicke jeder Gruppe in Richtung der optischen Achse. Die Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 252 ist somit dicker als die Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 251, die wiederum dicker ist als die Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 253.

Demgemäß tritt der durch die Linsengruppenelemente 242 gehende Lichtstrom in die Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 252 des Polarisationskonverters 211C ein, fällt auf die Polarisationsstrahlteilungsfolie 273, bei der die p-Komponente übertragen und die s- Komponente reflektiert wird und wird somit in zwei Lichtströme verschiedener linearer Polarisation geteilt. Der s-Komponentenstrom wird anschließend durch die Reflexionsfolie 274 reflektiert, um sich in dieselbe Richtung wie der p-polarisierte Strom auszubreiten. Einer dieser linear polarisierten Ströme fällt dann auf die Halbwellenplatten 261 und wird in die Polarisation des anderen linear polarisierten Stromes umgewandelt, so daß ein gleichmäßig polarisierter Strom erzeugt wird.

Darüber hinaus treten die von jedem Linsengruppenelement 243 abgestrahlten Lichtströme in die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 253 des Polarisationskonverters 211C ein und fallen auf die Polarisationsstrahlteilungsfolien 275, wo die p-Komponente übertragen und die s-Komponente reflektiert wird und werden somit in zwei Lichtströme verschiedener linearer Polarisation geteilt. Der s-Komponentenstrom wird anschließend durch die Reflexionsfolien 276 reflektiert, um sich in dieselbe Richtung wie der p-polarisierte Strom auszubreiten. Einer dieser linear polarisierten Ströme trifft dann auf die Halbwellenplatten 263 und wird in die Polarisation des anderen linear polarisierten Stromes umgewandelt, so daß ein gleichmäßig polarisierter Strom erzeugt wird. Das Licht wird nach rechts auf die parallel zur X-Achse liegende Seite reflektiert in die Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 253 oben auf der Abb. 7(A) und wird nach links auf die parallel zur X-Achse liegende Seite reflektiert in die Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 253 unten auf der Abb. 7(A).

Außerdem treten die von jedem Linsengruppenelement 241 abgestrahlten Lichtströme in die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 251 des Polarisationskonverters 211C ein und werden durch die Polarisationsstrahlteilungsfolien (nicht dargestellt) in die Lichtströme geteilt, die übertragen werden und in die Lichtströme, die in von der X-Achse entgegengesetzten Richtung reflektiert werden, reflektiert durch die Reflexionsfolien (nicht dargestellt) und anschließend durch die Halbwellenplatten, die die Polarisationsrichtung um 90 Grad drehen, in die andere Polarisation umgewandelt.

Die durch jedes Linsengruppenelement 241, 242 und 243 gegangenen Lichtströme treten jeweils in die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 251, 252 und 253 ein, bei denen Prismenpaare in Längsrichtung jedes Linsengruppenelements 241, 242 und 243 angeordnet sind. Wie auf Grundlage der Abb. 5 in der allgemeinen Beschreibung der Ausführungsbeispiele erklärt, ist somit das Verhältnis der Flächen relativ zu einem Kreisumfang groß, und das Licht kann wirkungsvoll übertragen werden.

Darüber hinaus wird im Idealfall ein Lichtbild vorzugsweise in der Mitte der in Abb. 5(A) und 5()B gezeigten schattierten Bereiche erzeugt. Falls jedoch das Licht von den Linsengruppenelementen 241 in die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 251 eintritt, würde sogar, wenn der Querschnitt nicht in der Mitte eines Elementes geteilt ist, die Lichtausbeute nicht abnehmen.

Demgemäß ist der Polarisationskonverter 211C so aufgebaut, daß er mindestens zwei Bereiche aufweist, wobei jeder Bereich nebeneinander liegenden Prismen umschließt, die nebeneinander in einer Reihe angeordnet sind und die Prismen Folien aufweisen, die paarweise angeordnet sind, wobei jedes Folienpaar eine Polarisationsstrahlteilungsfolie und eine Reflexionsfolie aufweist und wobei die Reihe eines Bereichs nicht parallel zu der Reihe des anderen Bereichs ausgerichtet ist. Vorzugsweise stehen die Reihen mehr oder weniger lotrecht zueinander. Es kann somit ein Polarisationskonverter mit einem hohen Lichtausnutzungsgrad realisiert werden, bei dem die Kosten für die Herstellung und Montage berücksichtigt wurden.

Zudem nutzt der Polarisationskonverter 211C dieses Ausführungsbeispiels die Lichtströme um die optische Achse, die einen hohen Anteil an einfallendem Licht aufweisen, in wirkungsvoller Weise und nutzt nur die Bereiche mit einer hohen Lichtmenge von dem Licht jedes Linsengruppenelementes 241, 242 und 243 einschließlich der Randbereiche, so daß mehr Licht in den Strahlteiler einfällt.

Ausführungsbeispiel 3

Der Polarisationskonverter und das mit diesem ausgerüstete Projektionsanzeigegerät des Ausführungsbeispiels 3 haben mehr oder weniger den gleichen Aufbau wie die der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele. Der Lichtquellenabschnitt 10 des Ausführungsbeispiels 3 umfaßt eine einzige Lampe 4 mit einer großen Änderung der Lichtstärkeverteilung und einen einzigen Reflektor. Aus diesem Grund sind die Lichtquellenbilder, die durch die ersten bikonvexen Linsengruppenelemente 11A (Abb. 2) mit gleicher Form und Größe auf der zweiten bikonvexen Linsengruppe 11B gebildet werden, die gemäß dieses Ausführungsbeispiels aus Linsengruppenelementen 341 mit, wie in Abb. 8 dargestellt, gleicher Form und Größe gebildet wird, radiale Ellipsen mit unterschiedlichen Ausrichtungen der Hauptachse der Ellipse. Im allgemeinen erzeugt eine Lampe mit einer geringen Änderung der Lichtstärkeverteilung (z. B. eine Lichtquelle mit einer sehr kleinen Lampe) fast runde Lichtquellenbilder auf der zweiten bikonvexen Linsengruppe. Wenn jedoch die Helligkeitsverteilung einer Lichtquelle groß ist (als Ergebnis einer großen Lampe wie in Ausführungsbeispiel 3), werden die Lichtquellenbilder elliptisch, wie in Abb. 8 dargestellt.

Ein Polarisationskonverter 311C für dieses Ausführungsbeispiel ist, wie in Abb. 9(A) und 9(B) dargestellt, so aufgebaut, daß er mit dem Aufbau der zweiten bikonvexen Linsengruppe 311B übereinstimmt. Abb. 9(A) ist eine Ansicht, in der der Aufbau dieses Polarisationskonverters 311C, von einer Position auf der optischen Achse, von der Projektionsabschnittsseite aus gesehen, gezeigt wird, und Abb. 9(B) ist eine Seitenansicht der Struktur von Abb. 9(A), d. h. der Beobachter befindet sich auf der Y Achse im unteren Teil der Seite von Abb. 9(A).

Dieser Polarisationskonverter 311C ist so aufgebaut, daß die Lichtströme, die durch jedes am dichtesten an der X-Achse angeordnete Linsengruppenelement 341 der zweiten bikonvexen Linsengruppe 311B gehen, in eine Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 352 eintreten, und daß die Lichtströme, die von jedem der anderen Linsengruppenelemente 341 abgestrahlt werden, in die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 351 eintreten, die oben und unten von der Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 352 angeordnet sind, wie in Abb. 9(A) dargestellt. Außerdem sind in einem umgekehrten Verhältnis zu den Abständen der Prismenpaare, die jede Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 351 und 352 bilden, die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 351 in Richtung der optischen Achse dicker als die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 352, wie in Abb. 9(B) dargestellt.

Demgemäß treten die Lichtströme, die von jedem Linsengruppenelement der Linsengruppenelemente 341, das sich am dichtesten an der X-Achse befindet, abgestrahlt werden, in die Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 352 des Polarisationskonverters 311C ein und werden durch die Polarisationsstrahlteilungsfolien (nicht dargestellt) in p- Komponentenlichtströme geteilt, die übertragen werden und in s-Komponentenlichtströme, die reflektiert, anschließend nochmals durch die Reflexionsfolien (nicht dargestellt) reflektiert werden und dann durch die Halbwellenplatten 362 gehen, um in eine einheitliche Polarisationsrichtung umgewandelt zu werden. Zudem treten die Lichtströme, die durch die restlichen Elemente der Linsengruppenelemente 341 abgestrahlt werden, in die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 351 des Polarisationskonverters 311C ein und fallen auf die Polarisationsstrahlteilungsfolie 371. Noch einmal wird das p-Komponentenlicht übertragen und das s-Komponentenlicht reflektiert. Reflexionsfolien 372 ändern die Richtung des reflektierten s-polarisierten Lichtes, und Halbwellenplatten drehen eine der Komponenten um 90 Grad (und wandeln somit auf übliche Weise die eine Komponente in die andere Komponente um), so daß der gesamte Lichtstrom in wirkungsvoller Weise in eine einzige Polarisation umgewandelt wird. Das Licht wird für die Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 351 im oberen Teil der Abb. 9(A) nach rechts auf der Seite reflektiert und für die Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 351 im unteren Teil der Abb. 9(A) nach links auf der Seite reflektiert. Auf diese Weise können die Lichtströme, die unmittelbar an der X-Achse elliptische Lichtquellenbilder erzeugen, in wirkungsvoller Weise in die Kammpolarisationsfilterprismenanordnung 352 eingeleitet werden, und die anderen Lichtströme, die durch die anderen Linsengruppenelemente 314 gehen, können Einleitungen aus rechteckigen Bereichen sein, die in Richtung der Y-Achse länger sind als in Richtung der X-Achse, wie in Abb. 9(A) dargestellt.

Aus diesem Grund kann der Polarisationskonverter 311C gemäß Ausführungsbeispiel 3 das Licht in wirkungsvoller Weise nutzen, das in die elliptischen Lichtquellenbilder einfällt, wie in Abb. 8 dargestellt und kann das besagte Licht in wirkungsvoller Weise in Licht mit einer einzigen Polarisation umwandeln.

Um die höchste Lichtausbeute zu erzielen, ist es vorteilhaft, den Polarisationskonverter 311C so zu konzipieren, daß er aus kleineren Komponenten besteht und in der Form allen verschiedenen auf den einzelnen Linsengruppenelementen 341 erzeugten elliptischen Lichtquellenbildern entspricht. Diese Elemente wären jedoch sehr teuer, und der Wirkungsgrad würde aufgrund der erforderlichen Montagegenauigkeit im Vergleich zu der Verwendung eines wie in Abb. 9(A) und 9(B) dargestellten Polarisationskonverters 311C abnehmen. Der Polarisationskonverter 311C ist so aufgebaut, daß die Kammpolarisationsfilterprismenanordnungen 351 und 352 verschiedene Abstände haben, wobei ihre Anordnungsrichtung nicht parallel ist. Vorzugsweise beträgt der zwischen den beiden Reihen nebeneinander liegender Prismen entstandene Winkel mehr oder weniger 90 Grad. Es steht somit ein Polarisationskonverter mit einer hohen Lichtausbeute, bei dem die Kosten für die Herstellung und Montage berücksichtigt wurden und ein mit diesem ausgerüstetes Projektionsanzeigegerät zur Verfügung.

Wenn die Helligkeitsverteilung des Lichtquellenabschnitts noch weiter von der Kreisform abweicht als in diesem Ausführungsbeispiel, wird es fast unmöglich, einen optimalen Aufbau für die bikonvexe Linsengruppe und den Polarisationskonverter festzulegen. Sind die Lichtquellenbilder fast kreisrund, ist es effektiver, wenn der einfallende Bereich eines Polarisationskonverters so ist, wie in Abb. 5(A) gezeigt. Wenn jedoch die Helligkeitsverteilung eines Lichtquellenabschnitts elliptisch ist, und die Hauptachse der Ellipse auf der Seite horizontal ausgerichtet ist, ist das Licht, das von dem schattierten Bereich der Abb. 5(A) in den Polarisationskonverter eintritt, nicht mehr wirkungsvoll, und die Helligkeit in der Bildebene wird verbessert, wenn das Licht wie gezeigt einfällt, anstatt von dem schattierten Bereich der Abb. 5(A). Sogar mit einem derartigen Lichtquellenabschnitt würde der Polarisationskonverter der vorliegenden Erfindung vorteilhaft sein.

Wie oben erklärt wird gemäß des Polarisationskonverters der vorliegenden Erfindung und eines mit diesem ausgerüsteten Projektionsanzeigegeräts das Licht sogar in den Bereichen in wirkungsvoller Weise genutzt, in denen eine große Menge Licht einfällt, sogar wenn die Formen der Linsengruppenelemente der zweiten bikonvexen Linsengruppe unterschiedlich sind. Sogar, wenn die Formen der Linsengruppenelemente der zweiten bikonvexen Linsengruppe gleich sind, aber aufgrund der Eigenschaften der Lichtquelle keine kreisrunden Lichtquellenbilder erzeugt werden, weist der Polarisationskonverter der vorliegenden Erfindung einen hohen Lichtausnutzungsgrad auf und ist relativ kostengünstig und einfach herzustellen.

Nachdem die Erfindung auf diese Weise beschrieben wurde, ist es offensichtlich, daß das gleiche auf zahlreiche Arten abgewandelt werden kann. Zum Beispiel können anstelle eines Parabolspiegels andere Vorrichtungen als Reflektor eingesetzt werden, solange das abgestrahlte Licht mehr oder weniger parallel ausgerichtet ist. Außerdem kann der Integrator, obwohl in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen zwei getrennte bikonvexe Linsengruppen für den Integratorabschnitt eingesetzt werden, statt dessen aus einer einzigen bikonvexen Linsengruppe bestehen, indem die zweite bikonvexe Linsengruppe weggelassen wird, vorausgesetzt, daß das Licht eine ausreichend parallele Ausrichtung aufweist. Diese Änderungen werden nicht als Abweichung vom Gedanken und Umfang der Erfindung angesehen. Der Umfang der Erfindung soll vielmehr, wie in den folgenden Ansprüchen und ihren gesetzlichen Äquivalenten aufgeführt, definiert werden. Alle Änderungen, die für jemanden, der sich mit der Technik auskennt, offensichtlich sind, gelten als in dem Umfang der folgenden Ansprüche enthalten.


Anspruch[de]
  1. 1. Ein Polarisationskonverter mit mindestens zwei Bereichen, wobei jeder Bereich benachbarte Prismen aufweist, die nebeneinander in einer Reihe angeordnet sind und die besagten Prismen entlang der besagten Reihe Folien aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe eines Bereichs nicht parallel zu der Reihe eines anderes Bereiches ausgerichtet ist und außerdem mit einer Halbwellenplatte, die so ausgerichtet ist, daß das von jedem anderen der besagten nebeneinander liegenden Prismen abgestrahlte Licht aufgenommen wird.
  2. 2. Der Polarisationskonverter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihen der besagten verschiedenen Bereiche im wesentlichen einen 90-Grad-Winkel bilden.
  3. 3. Der Polarisationskonverter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nebeneinander liegenden Prismen eines Bereiches einen Abstand aufweisen, der sich von dem der nebeneinander liegenden Prismen eines anderen Bereiches unterscheidet.
  4. 4. Der Polarisationskonverter gemäß Anspruch 1 in Kombination mit einem Projektionsanzeigegerät, wobei das besagte Projektionsanzeigegerät folgendes umfaßt:

    einen Lichtquellenabschnitt, in dem eine einzige Lampe angeordnet ist;

    einen Integratorabschnitt mit mindestens zwei Integratorplatten, die hintereinander in einem Lichtweg angeordnet sind, wobei jede Integratorplatte eine Vielzahl von Linsengruppenelementen aufweist, die so in einer Gruppe angeordnet sind, daß ein räumlich einheitlicher Lichtstrom von dem besagten Lichtquellenabschnitt erzeugt wird;

    ein Lichtmodulator, der das von dem Integratorabschnitt abgestrahlte Licht relativ zu den vorgegebenen Bildinformationen moduliert und

    eine Projektionslinse, die optische Bilder des durch den Lichtmodulator modulierten Lichts auf einen Bildschirm projiziert; dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Polarisationskonverter im Verhältnis zu den beiden Integratorplatten des Integratorabschnitts näher an der Integratorplatte angeordnet ist, die dichter an dem besagten Lichtmodulator liegt.
  5. 5. Der Polarisationskonverter gemäß Anspruch 1 in Kombination mit einem Projektionsanzeigegerät, wobei das besagte Projektionsanzeigegerät folgendes umfaßt:

    einen Lichtquellenabschnitt, in dem eine Vielzahl von Lampen angeordnet sind;

    einen Integratorabschnitt mit mindestens zwei Integratorplatten, die hintereinander in einem Lichtweg angeordnet sind, wobei jede Integratorplatte eine Vielzahl von Linsengruppenelementen aufweist, die so in einer Gruppe angeordnet sind, daß ein räumlich einheitlicher Lichtstrom von dem besagten Lichtquellenabschnitt erzeugt wird;

    ein Lichtmodulator, der das von dem Integratorabschnitt abgestrahlte Licht relativ zu den vorgegeben Bildinformationen moduliert und

    eine Projektionslinse, die optische Bilder des durch den Lichtmodulator modulierten Lichts auf einen Bildschirm projiziert; dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Polarisationskonverter im Verhältnis zu den beiden Integratorplatten des Integratorabschnitts näher an der Integratorplatte angeordnet ist, die dichter an dem besagten Lichtmodulator liegt.
  6. 6. Der Polarisationskonverter gemäß Anspruch 2 in Kombination mit einem Projektionsanzeigegerät, wobei das besagte Projektionsanzeigegerät folgendes umfaßt:

    einen Lichtquellenabschnitt, in dem eine einzige Lampe angeordnet ist;

    einen Integratorabschnitt mit mindestens zwei Integratorplatten, die hintereinander in einem Lichtweg angeordnet sind, wobei jede Integratorplatte eine Vielzahl von Linsengruppenelementen aufweist, die so in einer Gruppe angeordnet sind, daß ein räumlich einheitlicher Lichtstrom von dem besagten Lichtquellenabschnitt erzeugt wird;

    ein Lichtmodulator; der das von dem Integratorabschnitt abgestrahlte Licht relativ zu den vorgegeben Bildinformationen moduliert und

    eine Projektionslinse, die optische Bilder des durch den Lichtmodulator modulierten Lichts auf einen Bildschirm projiziert; dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Polarisationskonverter im Verhältnis zu den beiden Integratorplatten des Integratorabschnitts näher an der Integratorplatte angeordnet ist, die dichter an dem besagten Lichtmodulator liegt.
  7. 7. Der Polarisationskonverter gemäß Anspruch 2 in Kombination mit einem Projektionsanzeigegerät, wobei das besagte Projektionsanzeigegerät folgendes umfaßt:

    einen Lichtquellenabschnitt, in dem eine Vielzahl von Lampen angeordnet sind;

    einen Integratorabschnitt mit mindestens zwei Integratorplatten, die hintereinander in einem Lichtweg angeordnet sind, wobei jede Integratorplatte eine Vielzahl von Linsengruppenelementen aufweist, die so in einer Gruppe angeordnet sind, daß ein räumlich einheitlicher Lichtstrom von dem besagten Lichtquellenabschnitt erzeugt wird;

    ein Lichtmodulator, der das von dem Integratorabschnitt abgestrahlte Licht relativ zu den vorgegeben Bildinformationen moduliert und

    eine Projektionslinse, die optische Bilder des durch den Lichtmodulator modulierten Lichts auf einen Bildschirm projiziert; dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Polarisationskonverter im Verhältnis zu den beiden Integratorplatten des Integratorabschnitts näher an der Integratorplatte angeordnet ist, die dichter an dem besagten Lichtmodulator liegt.
  8. 8. Der Polarisationskonverter gemäß Anspruch 3 in Kombination mit einem Projektionsanzeigegerät, wobei das besagte Projektionsanzeigegerät folgendes umfaßt:

    einen Lichtquellenabschnitt, in dem eine einzige Lampe angeordnet ist;

    einen Integratorabschnitt mit mindestens zwei Integratorplatten, die hintereinander in einem Lichtweg angeordnet sind, wobei jede Integratorplatte eine Vielzahl von Linsengruppenelementen aufweist, die so in einer Gruppe angeordnet sind, daß ein räumlich einheitlicher Lichtstrom von dem besagten Lichtquellenabschnitt erzeugt wird;

    ein Lichtmodulator, der das von dem Integratorabschnitt abgestrahlte Licht relativ zu den vorgegeben Bildinformationen moduliert und

    eine Projektionslinse, die optische Bilder des durch den Lichtmodulator modulierten Lichts auf einen Bildschirm projiziert; dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Polarisationskonverter im Verhältnis zu den beiden Integratorplatten des Integratorabschnitts näher an der Integratorplatte angeordnet ist, die dichter an dem besagten Lichtmodulator liegt.
  9. 9. Der Polarisationskonverter gemäß Anspruch 3 in Kombination mit einem Projektionsanzeigegerät, wobei das besagte Projektionsanzeigegerät folgendes umfaßt:

    einen Lichtquellenabschnitt, in dem eine Vielzahl von Lampen angeordnet sind;

    einen Integratorabschnitt mit mindestens zwei Integratorplatten, die hintereinander in einem Lichtweg angeordnet sind, wobei jede Integratorplatte eine Vielzahl von Linsengruppenelementen aufweist, die so in einer Gruppe angeordnet sind, daß ein räumlich einheitlicher Lichtstrom von dem besagten Lichtquellenabschnitt erzeugt wird;

    ein Lichtmodulator, der das von dem Integratorabschnitt abgestrahlte Licht relativ zu den vorgegeben Bildinformationen moduliert und

    eine Projektionslinse, die optische Bilder des durch den Lichtmodulator modulierten Lichts auf einen Bildschirm projiziert; dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Polarisationskonverter im Verhältnis zu den beiden Integratorplatten des Integratorabschnitts näher an der Integratorplatte angeordnet ist, die dichter an dem besagten Lichtmodulator liegt.






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