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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE69725957 T2
Publication typeGrant
Application numberDE1997625957
Publication date6 May 2004
Filing date18 Dec 1997
Priority date18 Dec 1996
Also published asDE69725957D1, EP0849619A1, EP0849619B1, US5978136, USRE39243, USRE40251
Publication number1997625957, 97625957, DE 69725957 T2, DE 69725957T2, DE-T2-69725957, DE1997625957, DE69725957 T2, DE69725957T2, DE97625957
InventorsYasunori Suwa-shi Ogawa, Tomiyoshi Suwa-shi Ushiyama, Akitaka Suwa-shi Yajima
ApplicantSeiko Epson Corp.
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Optisches Element und seine Verwendung Optical element and its use translated from German
DE 69725957 T2
Abstract  available in
Claims(10)  translated from German
  1. Polarisationsbeleuchtungseinrichtung ( Polarization illumination device ( 50 50 ) zum Separieren und Konvergieren von Licht mit zufälligen Polarisationsrichtungen in eine Mehrzahl von Teilstrahlen, und zum Wandeln jedes der Mehrzahl von Teilstrahlen in im Wesentlichen eine Art von polarisiertem Lichtstrahl durch zwei Polarisationswandlungselementanordnungen ( ) For separating and converging light with random polarization directions into a plurality of partial beams, and for converting each of the plurality of partial beams in substantially one type of polarized light beam by two polarization conversion element arrays ( 320a 320a , . 320b 320b ) und Transmittieren der Mehrzahl von Teilstrahlen derart, dass jeder der Teilstrahlen einen ganzen Beleuchtungsbereich beleuchtet, wobei jede der zwei Polarisationswandlungselementanordnungen Polarisationsseparationsflächen ( ) And transmitting the plurality of sub-beams such that each of the sub-beams illuminates an entire illumination area, wherein each of said two polarization conversion element arrays polarization separating surfaces ( 331 331 ) zum Separieren der Mehrzahl von Teilstrahlen in zwei Arten von linear polarisiertem Licht, Reflektionsflächen ( ) For separating the plurality of sub-beams into two types of linearly polarized light, reflecting surfaces ( 332 332 ) zum Reflektieren einer der zwei Arten des durch die Polarisationsseparationsflächen separierten linear polarisierten Lichts und Phasenplatten ( ) For reflecting one of the two types of separated by the polarization separation surfaces linearly polarized light and phase plates ( 381 381 ) zum Wandeln der zwei Arten von linear polarisiertem Licht in im Wesentlichen eine Art von Polarisation umfasst, wobei die Polarisationsseparationsflächen und die Reflektionsflächen abwechselnd mit dazwischen angeordneten lichttransmittierenden Teilen ( ) For converting the two types of linearly polarized light into substantially comprises a type of polarization, said polarization separating surfaces and said reflecting surfaces alternating with interposed light transmitting parts ( 322 322 ) angeordnet sind, wobei eine Lichteinfallsfläche jeder der Polarisationswandlungselementanordnungen abwechselnd angeordnete effektive Lichteinfallsbereiche, in welchen an den Polarisationsseparationsflächen einfallendes Licht in Licht mit einer gewünschten Polarisationsrichtung gewandelt wird, und ineffektive Lichteinfallsbereiche aufweist, in welchen an den Reflektionsflächen einfallendes Licht in Licht mit einer unerwünschten Polarisationsrichtung gewandelt wird, wobei die zwei Polarisationswandlungselementanordnungen derart angeordnet sind, dass mittlere effektive Lichteinfallsbereiche in der Einrichtung einander benachbart sind, und wobei die mittleren effektiven Lichteinfallsbereiche durch einen vorbestimmten Raum (Cp, Gp) getrennt sind. ) Are arranged, wherein a light incident surface of each of said polarization conversion element arrays alternately disposed effective light areas in which the polarization separation surfaces incident light is converted into light having a desired polarization direction, and ineffective incidence areas in which converted to the reflecting surfaces incident light into light having an undesired polarization direction is, the two polarization conversion element arrays are arranged such that central effective light incident areas are adjacent to each other in the device, and wherein the mean effective light incident areas are separated by a predetermined space (Cp, Gp).
  2. Polarisationsbeleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Element eine optische Achse besitzt und die Polarisationsseparationsflächen hin zur optischen Achse auf der Lichteinfallsseite des Elements geneigt sind. A polarization illuminating device according to claim 1, wherein the element has an optical axis and the polarization separating surfaces are inclined towards the optical axis on the light incident side of the element.
  3. Polarisationsbeleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei jede Polarisationswandlungselementanordnung eine Dummy-Region ( A polarization illuminating device according to claim 1 or claim 2, wherein each polarization conversion element array, a dummy region ( 370 370 ) enthaltend weder die Polarisationsseparationsfläche noch die Reflektionsfläche umfasst, wobei die Dummy-Region aus einem lichttransmittierenden Material gebildet und am Ende jeder Anordnung benachbart dem vorbestimmten Raum angeordnet ist. ) Containing not include the polarization separating surface nor the reflection surface, the dummy region is formed of a light transmitting material and adjacent the end of each arrangement arranged the predetermined space.
  4. Polarisationsbeleuchtungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Ecke jeder Dummy-Region benachbart dem vorbestimmten Raum auf der Lichteinfallsseite des Elements ausgespart ist. A polarization illuminating device according to claim 3, wherein a corner of each dummy region adjacent said predetermined space is recessed on the light incident side of the element.
  5. Polarisationsbeleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jede Polarisationswandlungselementanordnung eine Region ( A polarization illuminating device according to one of the preceding claims, wherein each polarization conversion element array comprises a region ( 360 360 ) enthaltend weder die Polarisationsseparationsfläche noch die Reflektionsfläche umfasst, wobei die Region aus einem lichttransmittierenden Material gebildet und am Ende der Anordnung gegenüber dem vorbestimmten Raum angeordnet ist. ) Containing not include the polarization separating surface nor the reflection surface, the region is formed of a light transmitting material and arranged at the end of the array over the predetermined space.
  6. Polarisationsbeleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Linsenanordnung ( A polarization illuminating device according to one of the preceding claims, further comprising a lens arrangement ( 310 310 ), die aus einer Mehrzahl von Linsen ( ), Consisting of a plurality of lenses ( 311 311 ) gebildet ist, die in einer Matrixanordnung angeordnet sind, wobei die zwei Polarisationswandlungselementanordnungen ( Is) are formed, which are arranged in a matrix arrangement, wherein said two polarization conversion element arrays ( 320a 320a , . 320b 320b ) an einer der Oberflächen der Linsenanordnung befestigt sind. ) Are attached to one of the surfaces of the lens arrangement.
  7. Polarisationsbeleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, wobei die Polarisationsseparationsflächen angeordnet sind entsprechend einer Verteilung von Licht, welches die Linsenanordnung verlässt. A polarization illuminating device according to claim 6, wherein said polarization separating surfaces are arranged in accordance with a distribution of light leaving the lens arrangement.
  8. Polarisationsbeleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, wobei in jeder Anordnung die Polarisationsseparationsfläche ( A polarization illuminating device according to one of claims 6 and 7, wherein in each array the polarization separating surface ( 331 331 ), die an einem Ort nächstliegend zu dem vorbestimmten Raum (Cp, Gp) angeordnet ist, derart angeordnet ist, dass die Mitte der Polarisationsseparationsfläche von der Mittelachse von deren jeweiliger Linse in der Linsenanordnung hin zu dem vorbestimmten Raum versetzt ist. ), Which is arranged at a location closest to the predetermined space (Cp, Gp) is positioned such that the center of the polarization separation surface is offset from the central axis of their respective lens in the lens assembly toward the predetermined space.
  9. Polarisationsbeleuchtungseinrichtung nach einem vorangehenden Anspruch, wobei die Polarisationsseparationsflächen und die Reflektionsflächen entlang der Lichteinfallsfläche von jeder der Polarisationswandlungselementanordnungen mit einer Teilung (Wp') angeordnet sind, die größer als 1/2 der Anordnungsteilung (W L ) der Linsenanordnung ist, die entlang der Richtung der Anordnung der Polarisationsseparationsflächen und der Reflektionsflächen angeordnet ist. A polarization illuminating device according to any preceding claim, wherein the polarization separating surfaces and said reflecting surfaces along the light incident surface of each of the polarization conversion element arrays having a pitch (Wp ') are arranged, which is greater than 1/2 the arrangement pitch (W L) of the lens assembly taken along the direction arrangement of the polarization separation surfaces and reflective surfaces is arranged.
  10. Projektionsanzeigevorrichtung, umfassend: eine Polarisationsbeleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, Modulationsmittel zum Modulieren von Licht von der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung entsprechend einem empfangenen Bildsignal, und Projektionsoptikmittel zum Projizieren des durch die Modulationsmittel modulierten Lichtstrahls. A projection display device comprising: a polarization illuminating device according to one of the preceding claims, modulation means for modulating light from said polarization illumination device in accordance with a received image signal, and projection optics means for projecting the modulated light beam by the modulation means.
Description  translated from German
  • [0001] [0001]
    Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Element zum Wandeln von daran einfallendem Licht zu einem vorbestimmt polarisierten Lichtstrahl, sowie eine Polarisationsbeleuchtungseinrichtung und eine dieselbe verwendende Projektionsanzeigevorrichtung. The present invention relates to an optical element for converting incident light thereon to a predetermined polarized light beam, and a polarization illumination device and a projection display apparatus using the same.
  • [0002] [0002]
    Um die Wirksamkeit zu steigern, mit welcher Licht dazu verwendet wird, eine helle Anzeige bereitzustellen, nutzen beleuchtende optische Systeme von Projektionsanzeigevorrichtungen ein Verfahren, welches polarisiertes Licht mit zufälligen Polarisationsrichtungen in polarisiertes Licht mit einer Polarisationsrichtung wandelt. To increase the effectiveness with which light is used to provide a bright display utilizing illuminating optical systems of projection display devices, a method which polarized light with random directions of polarization into polarized light having a converts direction of polarization. Ein bekanntes optisches Element (Polarisationswandlungselement) zum Wandeln von Licht mit zufälligen Polarisationsrichtungen in Licht mit einer Polarisationsrichtung ist in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 7-294906 beschrieben. A known optical element (polarization converting element) for converting light having random polarization directions to light having one polarization direction is described in Japanese patent publication no. 7-294906. Dessen Whose 14 14 ist eine Draufsicht eines derartigen optischen Elements umfassend eine Polarisationsstrahlteileranordnung is a plan view of such an optical element comprising a polarization beam splitter array 20 20 , die gebildet ist durch abwechselndes Zusammenfügen von linearen Polarisationsstrahlteilern Formed by alternately joining of linear polarization beam splitters 30 30 mit Polarisationsseparationsfilmen with polarization separation films 36 36 und linearen Prismen and linear prisms 40 40 mit reflektierenden Filmen with reflective films 46 46 . , Eine Linsenanordnung, die aus einer Mehrzahl von Fokuslinsen zusammengesetzt ist, ist an der Lichteinfallsoberfläche der Polarisationsstrahlteileranordnung A lens assembly, which is composed of a plurality of focus lenses, is on the light incident surface of the polarization beam splitter array 20 20 vorgesehen, wobei λ/2-Phasenplatten provided, said λ / 2 phase plates 24 24 selektiv an der Lichtausgangsoberfläche der Teileranordnung selectively to the light output surface of the divider arrangement 20 20 vorgesehen sind. are provided.
  • [0003] [0003]
    Wie es in As shown in 14A 14A gezeigt ist, wird Licht, welches auf die Linsenanordnung is shown, light that the lens assembly 10 10 auftrifft, gesammelt und durch die Linsenanordnung is incident, and collected by the lens arrangement 10 10 in eine Mehrzahl von separierten Lichtstrahlen (oder Zwischenlichtstrahlen) gewandelt, die auf die Polarisationsstrahlteiler converted into a plurality of separated light beams (or intermediate light beams) formed on the polarization beam splitter 30 30 auftreffen, die korrespondierend zu der Linsenanordnung incident that corresponding to the lens assembly 10 10 angeordnet sind, in der Form von Lichtstrahlen, welche spolarisierte Komponenten und p-polarisierte Komponenten enthalten. are arranged in the form of light rays containing spolarisierte components and p-polarized components. Das einfallende Licht wird in s-polarisierte Lichtstrahlen und p-polarisierte Lichtstrahlen durch die Polarisationsseparationsfilme The incident light is s-polarized light beams and p-polarized light beams by the polarization separation films 36 36 separiert. separated. Jeder spolarisierte Lichtstrahl wird im Wesentlichen vertikal durch dessen entsprechenden Polarisationsseparationsfilm Each spolarisierte light beam is substantially vertically by its corresponding polarization separation film 36 36 reflektiert, der in einem Winkel von 45 Grad bezüglich der Lichteinfallsebene ausgebildet ist. reflected, which is formed at an angle of 45 degrees with respect to the light incidence plane. Dann wird jeder spolarisierte Lichtstrahl wieder durch dessen entsprechenden Reflexionsfilm Then each spolarisierte light beam is again by its corresponding reflection film 46 46 reflektiert, der in einem Winkel von 45 Grad bezüglich der Lichteinfallsebene ausgebildet ist, und verlässt dessen zugeordnetes Prisma reflected, which is formed at an angle of 45 degrees with respect to the light incidence plane, and leaves its associated prism 40 40 . , Andererseits passiert jeder p-polarisierte Lichtstrahl durch dessen entsprechenden Polarisationsseparationsfilm On the other hand happens each p-polarized light beam by the corresponding polarization separating film 36 36 hindurch und wird durch dessen zugeordnete λ/2-Phasenplatte in einen s-polarisierten Lichtstrahl gewandelt und verlässt diese. through and is converted by its associated λ / 2 phase plate in an s-polarized light beam and exits. Dieses optische Element ist somit von dem Typ, der alle zu wandelnden einfallenden Lichtstrahlen mit zufälligen Polarisationsrichtungen vor dem Verlassen des optischen Elements in s-polarisierte Lichtstrahlen wandelt. This optical element is thus of the type that converts all about changing the incident light beams with random polarization directions in s-polarized light beams before leaving the optical element.
  • [0004] [0004]
    Im Idealfall sollte das ganze auf die Linsenanordnung Ideally, the whole of the lens assembly 10 10 auftreffende und durch jede der Fokuslinsen der Linsenanordnung incident and by each of the lenses focus the lens assembly 10 10 gesammelte Licht auf die Polarisationsstrahlteiler auftreffen, die korrespondierend zu den jeweiligen Fokuslinsen angeordnet sind. collected light incident upon the polarization beam splitter, which are disposed in correspondence to the respective focus lenses. Wie es in As shown in 14B 14B gezeigt ist, gibt es tatsächlich jedoch Anteile des auf die Linsenanordnung shown, however, there are actually shares of the lens assembly 10 10 auftreffenden Lichts, die nicht vollständig durch die Anordnung incident light that is not completely through the assembly 10 10 gesammelt werden, was bewirkt, dass diese auf deren entsprechende Prismen are collected, which causes them to their corresponding prisms 40 40 auftreffen. impinge. Die auf die Prismen The prisms on the 40 40 auftreffenden Lichtanteile werden an deren entsprechenden Reflexionsfilmen incident light components are at their respective reflection films 46 46 totalreflektiert und treffen auf die dazu benachbarten Polarisationsstrahlteiler Meet totally reflected and the adjacent thereto polarizing beam splitter 30 30 . , Das an den Polarisationsstrahlteilern The polarization of the beam splitters 30 30 auftreffende Licht wird durch die Polarisationsseparationsfilme incident light is transmitted through the polarization separation films 36 36 in s-polarisierte Lichtstrahlen und p-polarisierte Lichtstrahlen separiert. separated into s-polarized light beams and p-polarized light beams. Die durch die Separation erzeugten s-polarisierten Lichtstrahlen werden durch deren jeweilige Polarisationsseparationsfilme The generated by separating s-polarized light beams through their respective polarization separation films 36 36 reflektiert und werden durch deren jeweilige λ/2-Phasenplatten in p-polarisierte Lichtstrahlen gewandelt und verlassen diese. and are reflected by their respective λ / 2 phase plates converted into p-polarized light beams and leave. Andererseits passieren die ppolarisierten Lichtstrahlen durch deren jeweilige Polarisationsseparationsfilme On the other hand, the p-polarized light beams pass through their respective polarization separation films 36 36 und werden durch die Reflexionsfilme and by the reflection Movies 46 46 reflektiert, und verlassen diese, die in der Durchgangsrichtung der Lichtstrahlen angeordnet sind. reflected and exit, which are arranged in the direction of passage of the light rays. Etwas von dem Licht, welches an dem optischen Element einfällt, verlässt somit das optische Element als s-polarisierte Lichtstrahlen, und etwas von dem Licht, welches an dem optischen Element einfällt, verlässt das optische Element als p-polarisierte Lichtstrahlen. Some of the light incident on the optical element, thus leaving the optical element as S-polarized light beams, and some of the light incident on the optical element leaves the optical element as P-polarized light beams. Die Lichteingangsoberfläche des Polarisationswandlungselements kann hierbei aufgeteilt werden in effektive Lichteinfallsbereiche EA und ineffektive Lichteinfallsbereiche UA. The light input surface of the polarization conversion element can be divided into this effective light incident areas EA and ineffective light incident areas UA. Die effektiven Lichteinfallsbereiche EA sind Bereiche der Lichteingangsoberfläche des Polarisationswandlungselements, an welchem die einfallenden Lichtstrahlen in die in gewünschter Weise polarisierten Lichtstrahlen gewandelt werden und das Polarisationswandlungselement verlassen. The effective light incident areas EA are regions of the light input surface of the polarization conversion element on which the incident light rays are converted into the polarized light beam in a desired manner and leave the polarization conversion element. Andererseits sind die ineffektiven Lichteinfallsbereiche UA Bereiche der Lichteingangsoberfläche des Polarisationswandlungselements, an welchem die einfallenden Lichtstrahlen das Polarisationswandlungselement verlassen, nachdem diese in Lichtstrahlen einer unerwünschten Polarisation gewandelt wurden. On the other hand, the ineffective light incident areas UA regions of the light input surface of the polarization conversion element on which the incident light rays leave the polarization conversion element after it has been converted into light beams of undesired polarization. In der vorliegenden Ausführung entsprechen die Lichteingangsoberflächen jedes der Mehrzahl von Polarisationsstrahlteilern In the present embodiment, the light input surfaces corresponding to each of the plurality of polarization beam splitters 30 30 den effektiven Lichteinfallsbereichen EA, und die Lichteingangsoberflächen jedes der Mehrzahl von Prismen the effective light incident areas EA and the light input surfaces of each of the plurality of prisms 40 40 entsprechen den ineffektiven Lichteinfallsbereichen UA. correspond to the ineffective light areas UA.
  • [0005] [0005]
    Wenn der Wunsch besteht, nur eine Art von polarisiertem Lichtstrahl zu nutzen, ist es erforderlich, die sich hin zu den ineffektiven Lichteinfallsbereichen UA ausbreitenden Lichtstrahlen unter Verwendung einer Polarisationsplatte oder dergleichen abzutrennen. When it is desired to use only one type of polarized light beam, it is necessary to separate the down to the ineffective light areas UA-propagating light beams using a polarizing plate or the like. Mit anderen Worten werden in diesem Fall die zuvor erwähnten ausgehenden p-polarisierten Lichtstrahlen nicht genutzt, was die Effizienz verringert, mit welcher Licht genutzt wird. In other words, the above-mentioned outgoing p-polarized light beams in this case are not used, which reduces the efficiency, with which light is used.
  • [0006] [0006]
    Dementsprechend ist es im Hinblick auf das oben beschriebene Problem des Stands der Technik eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technik bereitzustellen, die eine effizientere Nutzung von Licht eines optischen Elements erlaubt, welches in einer Polarisationsbeleuchtungseinrichtung oder einer Projektionsanzeigevorrichtung verwendet wird. Accordingly, it is in view of the above-described problem of the prior art, an object of the present invention to provide a technique which permits a more efficient use of light of an optical element, which is used in a polarization illuminating device or a projection display apparatus.
  • [0007] [0007]
    Zu diesem Zweck wird gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung eine Polarisationsbeleuchtungseinrichtung zum Separieren und Konvergieren von Licht mit zufälligen Polarisationsrichtungen in eine Mehrzahl von Teilstrahlen, und zum Wandeln jedes der Mehrzahl von Teilstrahlen in im Wesentlichen eine Art von polarisiertem Lichtstrahl durch zwei Polarisationswandlungselementanordnungen und Transmittieren der Mehrzahl von Teilstrahlen derart, dass jeder der Teilstrahlen einen ganzen Beleuchtungsbereich beleuchtet, bereitgestellt, For this purpose, according to a first aspect of the present invention, a polarization illumination device for separating and converging light with random polarization directions into a plurality of partial beams, and for converting each of the plurality of partial beams in substantially one type of polarized light beam by two polarization conversion element arrays and transmitting the plurality of sub-beams such that each of the partial beams illuminates an entire lighting area, provided
    wobei jede der zwei Polarisationswandlungselementanordnungen Polarisationsseparationsflächen zum Separieren der Mehrzahl von Teilstrahlen in zwei Arten von linear polarisiertem Licht, Reflexionsflächen zum Reflektieren einer der zwei Arten des durch die Polarisationsseparationsflächen separierten linear polarisierten Lichts und Phasenplatten zum Wandeln der zwei Arten von linear polarisiertem Licht in im Wesentlichen eine Art von Polarisation umfasst, wobei die Polarisationsseparationsflächen und die Reflexionsflächen abwechselnd mit dazwischen angeordneten lichttransmittierenden Teilen angeordnet sind, wherein each of said two polarization conversion element arrays polarization separating surfaces for separating the plurality of sub-beams into two types of linearly polarized light, reflecting surfaces for reflecting one of the two types of the separated through the polarization separation surfaces linearly polarized light, and phase plates for converting the two types of linearly polarized light in a substantially type of polarization, said polarization separating surfaces and said reflecting surfaces being arranged alternately with light-transmitting portions therebetween,
    wobei eine Lichteinfallsfläche jeder der Polarisationswandlungselementanordnungen abwechselnd angeordnete effektive Lichteinfallsbereiche, in welchen an den Polarisationsseparationsflächen einfallendes Licht in Licht mit einer gewünschten Polarisationsrichtung gewandelt wird, und ineffektive Lichteinfallsbereiche aufweist, in welchen an den Reflexionsflächen einfallendes Licht in Licht mit einer unerwünschten Polarisationsrichtung gewandelt wird, wherein a light incident surface of each of said polarization conversion element arrays are alternately disposed effective light incidence regions in which the polarization separating surfaces of incident light is converted into light having a desired polarization direction, and ineffective light incident areas in which the reflection surfaces of incident light is converted into light having an undesired polarization direction,
    wobei die zwei Polarisationswandlungselementanordnungen derart angeordnet sind, dass mittlere effektive Lichteinfallsbereiche in der Einrichtung einander benachbart sind, und said two polarization conversion element arrays are arranged such that central effective light incident areas are adjacent to each other in the device, and
    wobei die mittleren effektiven Lichteinfallsbereiche durch einen vorbestimmten Raum bzw. Abstand getrennt sind. wherein the mean effective light incident areas are separated by a predetermined space or distance.
  • [0008] [0008]
    Die Lichteinfallsoberfläche jeder Polarisationswandlungselementanordnung ist aufgeteilt in einen ersten Bereich, an welchem daran einfallendes Licht direkt auf eine Polarisationsseparationsfilmoberfläche auftrifft, und in einen zweiten Bereich, an welchem daran einfallendes Licht direkt auf eine reflektierende Oberfläche auftrifft. The light incident surface of each polarization conversion element array is divided into a first region at which it incident light directly incident on a polarization separation film surface, and a second region at which it incident light impinges directly on a reflective surface. Von dem einfallenden Licht wird derjenige Anteil des an dem ersten Lichteinfallsbereich einfallenden Lichts in eine vorbestimmte Art von polarisiertem Lichtstrahl (effektiv polarisierter Lichtstrahl) gewandelt, wohingegen derjenige Anteil des an dem zweiten Lichteinfallsbereich einfallenden Lichts in einen ineffektiv polarisierten Lichtstrahl gewandelt wird. Of the incident light that proportion of the incident at the first light area light is converted into a predetermined type of polarized light beam (effectively polarized light beam), while that proportion of the incident at the second light area light is converted into an ineffective polarized light beam. Gemäß des Aufbaus des ersten Aspekts der Erfindung fällt Licht, welches durch einen vorbestimmten Raum passiert, nicht an dem zweiten Bereich ein, so dass dieses das optische Element verlässt ohne in einen ineffektiven Lichtstrahl gewandelt zu werden, als ein Lichtstrahl mit zufälligen Polarisationsrichtungen. According to the structure of the first aspect of the invention, without being converted into an ineffective light beam is incident light passing through a predetermined space, not to the second region, so that it leaves the optical element as a light beam having random polarization directions. Die effektiv polarisierte Komponente des Lichtstrahls mit zufälligen Polarisationsrichtungen, welche durch den vorbestimmten Raum hindurchgeht, kann somit genutzt werden, wodurch die Effizienz gesteigert wird, mit der das Licht von dem optischen Element genutzt wird. The effective polarized component of the light beam having random polarization directions, which passes through the predetermined space can thus be used, whereby the efficiency is increased, with which the light is used by the optical element.
  • [0009] [0009]
    Es ist bevorzugt, dass Dummy-Regionen, welche die zuvor erwähnte Polarisationsseparationsfläche und die Reflexionsfläche nicht enthalten, unter Verwendung eines transmittierenden Materials an dem Ende seitens des vorbestimmten Raums der zwei Enden jeder der zwei Polarisationswandlungselementanordnungen ausgebildet sind. It is preferable that dummy regions which do not contain the above-mentioned polarization separation surface and the reflection surface are formed using a transmissive material at the end of the part of the predetermined area of the two ends of each of two polarization conversion element arrays.
  • [0010] [0010]
    Dies ermöglicht es, die Länge des Wegs von Licht, welches durch jede Polarisationswandlungselementanordnung hindurchgeht, und die Länge des Wegs von Licht, welches durch den vorbestimmten Raum hindurchgeht, nahe beieinander vorzusehen. This allows the length of the path of light which passes through each polarization conversion element array, and the length of the path of light which passes through the predetermined space to provide near to each other. Das Licht, welches durch das Ende seitens des vorbestimmten Raums der zwei Enden jeder der zwei Polarisationswandlungselementanordnungen reflektiert wird, kann nicht effektiv genutzt werden, da dieses, abhängig von der Richtung der Reflexion, die Bestrahlungsoberfläche nicht effektiv bestrahlen kann. The light which is reflected by the end part of the predetermined area of the two ends of each of two polarization conversion element arrays, can not be effectively used, since this, depending on the direction of reflection, the irradiation surface can not effectively irradiate. Dieses Problem kann unter Verwendung des oben beschriebenen Aufbaus gemildert werden. This problem can be mitigated by using the construction described above.
  • [0011] [0011]
    Regionen, welche die oben erwähnten Polarisationsseparationsflächen und die Reflexionsflächen nicht enthalten, können ausgebildet werden unter Verwendung eines transmittierenden Materials an der anderen der zwei Seiten jeder der zwei Polarisationswandlungselementanordnungen, die nicht auf der Seite des vorbestimmten Raums angeordnet ist. Regions that do not contain the above-mentioned polarization separation surface, and the reflection surfaces can be formed using a transmissive material at the other of the two sides of each of two polarization conversion element arrays, which is not arranged on the side of the predetermined space.
  • [0012] [0012]
    Im Allgemeinen wird das optische Element des ersten Aspekts der Erfindung verwendet, indem das Zentrum desselben auf halbem Weg zwischen den zwei Wandlungselementanordnungen gesetzt wird, dh in einem vorbestimmten Raum, um auf der optischen Achse der Lichtquelle zu liegen. Is generally the optical element of the first aspect of the invention is used, by the center thereof midway between the two conversion element arrays is set, that is, to lie in a predetermined space, on the optical axis of the light source. Licht, welches die Lichtquelle verlässt, tendiert im Allgemeinen dazu, mit steigendem Abstand von der optischen Achse der Lichtquelle schwächer zu werden, so dass, selbst dann, wenn an dem Ende jeder der zwei Polarisationswandlungselementanordnungen, welches nicht seitens des vorbestimmten Raums angeordnet ist, einfallendes Licht in eine vorbestimmte Art von polarisiertem Lichtstrahl gewandelt wird, es nahezu keine Steigerung in der Effizienz gibt, mit welcher Licht genutzt wird. Light leaving the light source, generally tends to become weaker with increasing distance from the optical axis of the light source, so that, even when incident on the end of each of two polarization conversion element arrays, which is not arranged on the part of the predetermined area, light is converted to a predetermined type of polarized light beam, there is almost no increase in the efficiency with which light is used. Mit der oben beschriebenen Konstruktion ist es somit möglich, weniger Polarisationsseparationsflächen und Reflexionsflächen zu verwenden und dadurch die Kosten des optischen Elements zu verringern. With the construction described above it is thus possible to use less polarization separation surfaces and reflective surfaces and thereby reduce the cost of the optical element.
  • [0013] [0013]
    Gemäß eines zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein optisches Element bereitgestellt, umfassend: eine Linsenanordnung, die aus einer Mehrzahl von Linsen gebildet ist, die in einer Matrixanordnung angeordnet sind, sowie zwei Polarisationswandlungselementanordnungen gemäß des ersten Aspekts der Erfindung, die an einer der Oberflächen der Linsenanordnung befestigt sind. According to a second aspect of the present invention an optical element is provided comprising: a lens assembly, which is formed of a plurality of lenses arranged in a matrix array, and two polarization conversion element arrays according to the first aspect of the invention, which on one of the surfaces of the lens array are fixed.
  • [0014] [0014]
    Wie bei dem ersten Aspekt der Erfindung ist die Lichteinfallsfläche jeder Polarisationswandlungselementanordnung bei dem zweiten Aspekt der Erfindung aufgeteilt in einen ersten Bereich, in welchem daran einfallendes Licht direkt auf eine Polarisationsseparationsfilmoberfläche auftrifft, und in einen zweiten Bereich, in welchem daran einfallendes Licht direkt auf eine reflektierende Oberfläche auftrifft. As with the first aspect of the invention, the light incident surface of each polarization conversion element array is in the second aspect of the invention is divided into a first region in which it incident light directly incident on a polarization separation film surface, and a second area in which it incident light directly reflecting on a surface incident. Es ist bevorzugt, dass das ganze durch die Linsenanordnung gesammelte Licht auf den ersten Bereich einfällt, es gibt jedoch einige Teile des Lichts, die auf den zweiten Bereich einfallen. It is preferred that the whole collected by the lens arrangement, light incident on the first region, there are some parts of the light incident on the second region. Entsprechend dem Aufbau des zweiten Aspekts der Erfindung fallen von den die Linsenanordnung verlassenden Lichtstrahlen diejenigen, die nicht an den Polarisationswandlungselementanordnungen einfallen und durch einen vorbestimmten Raum hindurch passieren, nicht an dem zweiten Bereich ein, so dass die Lichtstrahlen mit zufälligen Polarisationsrichtungen das optische Element unverändert verlassen. According to the structure of the second aspect of the invention covered by the lens assembly exiting light beams those who do not come to the polarization conversion element arrays and pass through a predetermined space through, not to the second portion, so that the light rays leave unchanged with random polarization directions of the optical element , Deshalb ist es möglich, die effektiv polarisierte Komponente zu nutzen, die in den polarisierten Lichtstrahlen mit zufälligen Polarisationsrichtungen enthalten ist, welche durch einen solchen vorbestimmten Raum passieren, wodurch eine effizientere Nutzung des Lichts von dem optischen Element erlaubt wird. Therefore, it is possible to use the effective polarized component contained in the random polarized light beams with polarizing directions which pass through such a predetermined space, whereby a more efficient use of the light is allowed from the optical element.
  • [0015] [0015]
    Es ist bevorzugt, dass die Polarisationsseparationsflächen und die Reflexionsflächen entlang der Lichteintrittsflächen der Polarisationswandlungselementanordnungen in einem Abstand bzw. einer Teilung angeordnet sind, die größer ist als 1/2 des Abstands bzw. der Teilung, mit welchem die Linsenanordnungen entlang der Richtung der Anordnung der Polarisationsseparationsflächen und der Reflexionsflächen angeordnet sind. It is preferable that the polarization separating surfaces and said reflecting surfaces are arranged along the light incident surfaces of the polarization conversion element arrays at a distance and a pitch which is greater than 1/2 of the distance or pitch at which the lens assemblies along the direction of arrangement of polarization separating surfaces and the reflection surfaces are arranged.
  • [0016] [0016]
    Gemäß der oben beschriebenen Konstruktion kann jede der Polarisationswandlungselementanordnungen derart aufgebaut sein, dass es erlaubt wird, dass Lichtstrahlen von den Linsenanordnungen effizient darauf auftreffen, wodurch eine effizientere Nutzung des Lichts von dem optischen Element gestattet wird. According to the construction described above, each of the polarization conversion element arrays may be constructed such that it is allowed that light rays from the lens arrays efficiently on it, whereby a more efficient use of the light is allowed from the optical element.
  • [0017] [0017]
    Gemäß eines dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Polarisationsbeleuchtungseinrichtung bereitgestellt, umfassend: eine Lichtquelle sowie ein optisches Element gemäß des zweiten Aspekts der Erfindung. According to a third aspect of the present invention, a polarization illumination device is provided comprising: a light source and an optical element according to the second aspect of the invention.
  • [0018] [0018]
    Gemäß des dritten Aspekts der Erfindung wird ein optisches Element bereitgestellt, welches es erlaubt, dass Licht mit hoher Effizienz genutzt wird, so dass Licht mit größerer Effizienz in einer Beleuchtungseinrichtung verwendet werden kann. According to the third aspect of the invention an optical element is provided, which allows light that is used with high efficiency, so that light with greater efficiency may be used in a lighting device.
  • [0019] [0019]
    Es ist bevorzugt, dass die Polarisationsseparationsflächen entsprechend einer Verteilung von Licht von der Linsenanordnung angeordnet sind. It is preferable that the polarization separating surfaces corresponding to a distribution of light of the lens arrangement are arranged.
  • [0020] [0020]
    Dies erlaubt es, dass Licht von der Linsenanordnung effektiv genutzt wird, so dass Licht von einer Beleuchtungseinrichtung mit noch größerer Effizienz verwendet werden kann. This allows light to be effectively used by the lens assembly, so that light can be used by an illumination device with even greater efficiency.
  • [0021] [0021]
    Es ist bevorzugt, dass eine Polarisationsseparationsfläche an einem Ort angeordnet ist, der in nächster Nähe zu dem vorbestimmten Raum in jeder der zwei Polarisationswandlungselementanordnungen ist, so dass das Zentrum dieser Polarisationsseparationsfläche hin zu dem vorbestimmten Raum von der Mittelachse derjenigen Linse versetzt ist, welche, aus der Mehrzahl von Linsen jeder der Linsenanordnungen, am nähesten zu der Polarisationsseparationsfläche angeordnet ist. It is preferable that a polarization separating surface disposed at a location that is in close proximity to the predetermined area in each of the two polarization conversion element arrays, so that the center of the polarization separation surface is offset toward the predetermined space from the center axis of those lens which, from the plurality of lenses each of the lens assemblies, is disposed closest to the polarization separating surface.
  • [0022] [0022]
    Eine große Menge des Lichts verlässt die Lichtquelle um die optische Achse der Lichtquelle herum. A large amount of light leaving the light source around the optical axis of the light source. Die Lichtquantitätsverteilung von Licht, welches einen Abschnitt um die optische Achse der Lichtquelle herum verlässt, ist hin zu der optischen Achse der Lichtquelle von der Mittelachse derjenigen Linse versetzt, die am nähesten zu der Polarisationsseparationsfläche angeordnet ist, die am nähesten dem vorbestimmten Raum zwischen den zwei Polarisationswandlungselementanordnungen angeordnet ist. The light quantity distribution of light leaving a portion around the optical axis of the light source around is offset toward the optical axis of the light source from the central axis that the lens disposed closest to the polarization separation surface that is closest to the predetermined space between the two polarization conversion element arrays arranged. Mittels eines derartigen Aufbaus ist es somit möglich, das nahe der optischen Achse der Lichtquelle vorhandene Licht effektiv zu nutzen, was eine noch effizientere Nutzung des Lichts von der Beleuchtungseinrichtung erlaubt. By means of such construction, it is thus possible to use the existing near the optical axis of the light source effectively, which allows a more efficient use of the light from the illumination device.
  • [0023] [0023]
    Gemäß eines vierten Aspekts der Erfindung wird eine Projektionsanzeigevorrichtung bereitgestellt, umfassend: eine Polarisationsbeleuchtungseinrichtung gemäß des dritten Aspekts der Erfindung, Modulationsmittel zum Modulieren von Licht von der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung entsprechend einem empfangenen Bildsignal, und optische Projektionsmittel zum Projizieren des durch die Modulationsmittel modulierten Lichtstrahls. According to a fourth aspect of the invention, a projection display apparatus is provided comprising: a polarization illumination device according to the third aspect of the invention, modulation means for modulating light from said polarization illumination device in accordance with a received image signal, and projection optical means for projecting the modulated by the modulation means of light beam.
  • [0024] [0024]
    Gemäß des vierten Aspekts der Erfindung wird eine Beleuchtungseinrichtung unter Verwendung eines optischen Elements, welches Licht mit höherer Effizienz nutzen kann, verwendet, wodurch ein helleres Bild auf eine Projektionsfläche projiziert werden kann. According to the fourth aspect of the invention is an illumination device using an optical element, which can utilize light with higher efficiency, is used, whereby a brighter image can be projected onto a screen.
  • [0025] [0025]
    Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun detaillierter mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen und lediglich anhand weiterer Beispiele beschrieben. Embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings and purely by way of other examples. Es stellen dar: Shown are:
  • [0026] [0026]
    1 1 ist eine schematische Strukturansicht, betrachtet in einer Ebene des Hauptabschnitts einer Polarisationsbeleuchtungseinrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. is a schematic structural view, viewed in a plane of the main section of a polarization illuminating device of an embodiment of the present invention.
  • [0027] [0027]
    2 2 ist eine perspektivische Ansicht des optischen Elements is a perspective view of the optical element 200 200 von from 1 1 . ,
  • [0028] [0028]
    3 3 ist eine Ansicht, welche die grundlegende Betriebsweise der Polarisationswandlungselementanordnung is a view showing the basic operation of the polarization conversion element array 320b 320b ( ( 320a 320a ) veranschaulicht. ) Is illustrated.
  • [0029] [0029]
    4 4 ist eine Frontansicht, welche die Lichteintrittsfläche des optischen Elements is a front view showing the light entrance surface of the optical element 300 300 einer ersten Ausführungsform zeigt. a first embodiment.
  • [0030] [0030]
    5 5 ist eine Rückansicht, welche die Lichtausgangsfläche des optischen Elements is a rear view showing the light output surface of the optical element 300 300 der ersten Ausführungsform zeigt. of the first embodiment.
  • [0031] [0031]
    6 6 ist eine Schnittansicht längs der Linie AA von is a sectional view taken along line AA from 5 5 . ,
  • [0032] [0032]
    7 7 ist eine Seitenansicht des optischen Elements is a side view of the optical element 300 300 der ersten Ausführungsform. the first embodiment.
  • [0033] [0033]
    8 8 ist eine perspektivische Ansicht der Struktur der Polarisationswandlungselementanordnungen is a perspective view of the structure of the polarization conversion element arrays 320a 320a , . 320b 320b . ,
  • [0034] [0034]
    9 9 ist eine Ansicht, welche ein Beispiel dafür zeigt, wie die Polarisationsstrahlteileranordnung is a view showing an example of how the polarization beam splitter array 340 340 gefertigt ist. is made.
  • [0035] [0035]
    10 10 ist eine vergrößerte teilweise geschnittene Ansicht längs der Linie AA von is an enlarged partial sectional view taken along line AA from 5 5 . ,
  • [0036] [0036]
    11 11 sind vergrößerte Ansichten der Enden seitens des vorbestimmten Raums der Polarisationswandlungselementanordnungen are enlarged views of the ends of the part of the predetermined area of the polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b , die in Which in 8 8 gezeigt sind. are shown.
  • [0037] [0037]
    12 12 ist eine Ansicht, welche ein optisches Element is a view showing an optical element 300 300 von Ausführungsform 2 zeigt. shows embodiment of two.
  • [0038] [0038]
    13 13 ist eine schematische Strukturansicht des Hauptabschnitts einer Projektionsanzeigevorrichtung is a schematic structure view of the main portion of a projection display device 800 800 , die mit der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung That with the polarization illumination device 50 50 von from 1 1 versehen ist. is provided.
  • [0039] [0039]
    14 14 ist eine Draufsicht eines herkömmlichen optischen Elements. is a plan view of a conventional optical element.
  • A. Polarisationsbeleuchtungseinrichtung: A. polarization illumination device:
  • [0040] [0040]
    1 1 ist eine schematische Strukturansicht, betrachtet von einer Ebene des Hauptabschnitts einer Polarisationsbeleuchtungseinrichtung is a schematic structural view seen from a plane of the principal section of a polarization illuminating device 50 50 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. an embodiment of the present invention. Die Polarisationsbeleuchtungseinrichtung The polarization illumination device 50 50 umfasst eine Lichtquelle includes a light source 60 60 und einen Polarisationsabschnitt and a polarization section 70 70 . , Licht mit zufälligen Polarisationsrichtungen, welches eine s-polarisierte Komponente und eine p-polarisierte Komponente enthält, verlässt die Lichtquelle Light with random polarization directions, which contains an s-polarized component and a p-polarized component, leaves the light source 60 60 . , Das die Lichtquelle The light source 60 60 verlassende Licht wird durch den Polarisationsabschnitt exiting light is transmitted through the polarization section 70 70 in eine Art von polarisiertem Lichtstrahl (wie einen spolarisierten Lichtstrahl) gewandelt, in welchem die Polarisationsrichtungen im Wesentlichen die gleichen sind, wodurch ein Beleuchtungsbereich converted into one type of polarized light beam (such as a S-polarized light beam) in which the polarization directions are substantially the same, whereby an illumination area 80 80 beleuchtet wird. is illuminated.
  • [0041] [0041]
    Die Lichtquelle The light source 60 60 umfasst eine Lampe includes a bulb 101 101 und einen Parabolflächenreflektor and a Parabolflächenreflektor 102 102 . , Das von der Lampe Launched by the lamp 101 101 emittierte Licht wird unidirektional durch den Parabolflächenreflektor emitted light is unidirectional by the Parabolflächenreflektor 102 102 reflektiert, und wird in im Wesentlichen parallele Lichtstrahlen gewandelt, die auf den Polarisationsabschnitt reflected, and is converted into substantially parallel light beams incident on the polarization section 70 70 auftreffen. impinge.
  • [0042] [0042]
    Der Polarisationsabschnitt The polarization section 70 70 umfasst ein erstes optisches Hauptelement comprises a first optical principal element 200 200 und ein zweites optisches Hauptelement and a second optical element main 400 400 . , 2 2 ist eine perspektivische Ansicht des ersten optischen Hauptelements is a perspective view of the first main optical element 200 200 . , Das erste optische Hauptelement The first optical main element 200 200 umfasst sehr kleine bzw. winzige, rechteckige Lichtstrahlseparationslinsen includes very small or tiny, rectangular light beam separation lenses 201 201 , die in einer Matrixanordnung mit M Reihen und 2N Spalten angeordnet sind. Which are arranged in a matrix array with M rows and 2N columns. Somit gibt es N Spalten von Linsen auf der linken Seite eines Zentrums CL in der Linsenhorizontalrichtung und N Spalten von Linsen auf der rechten Seite des Zentrums CL in der Linsenhorizontalrichtung. Thus, there are N columns of lenses on the left side of a center CL of the lens in the horizontal direction and N columns of lenses on the right side of the center CL of the lens in the horizontal direction. In dem Beispiel gilt: M = 10 und N = 4. Das erste optische Hauptelement In the example: M = 10 and N = 4. The first optical main element 200 200 ist derart angeordnet, dass die optische Achse im Zentrum des ersten optischen Hauptelements is arranged such that the optical axis in the center of the first main optical element 200 200 liegt. is located. Aus der Richtung eines Pfeils Z betrachtet ist die äußere Gestalt jeder der Lichtstrahlseparationslinsen Viewed from the direction of an arrow Z is the outer shape of each of the light beam separation lenses 201 201 ähnlich der Gestalt des Beleuchtungsbereichs similar to the shape of the illumination area 80 80 . , Da bei der vorliegenden Ausführungsform der Beleuchtungsbereich Since in the present embodiment, the illumination area 80 80 mit einer Länge in der x-Richtung angenommen wird, besitzt die äußere Gestalt jeder der Lichtstrahlseparationslinsen ebenfalls horizontal eine Länge in der XY-Ebene. is assumed to be a length in the x-direction, the outer shape, each of the light beam separation lenses also a length in the horizontal XY plane.
  • [0043] [0043]
    Das zweite optische Hauptelement The second main optical element 400 400 von from 1 1 umfasst ein optisches Element comprises an optical element 300 300 und eine lichtausgangsseitige Linse and a light output side lens 390 390 . , Das Element The element 300 300 und die Linse and the lens 390 390 sind derart angeordnet, dass deren Zentren auf der optischen Achse liegen. are arranged such that their centers are on the optical axis.
  • [0044] [0044]
    Das optische Element The optical element 300 300 umfasst eine Fokuslinsenanordnung includes a focus lens assembly 310 310 und zwei Polarisationswandlungselementanordnungen and two polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b . , Die Fokuslinsenanordnung The focus lens assembly 310 310 besitzt den gleichen Aufbau wie das erste optische Hauptelement has the same construction as the first major optical element 200 200 und ist dem ersten optischen Hauptelement and is the first main optical element 200 200 gegenüberliegend angeordnet. oppositely disposed. Die Fokuslinsenanordnung The focus lens assembly 310 310 sammelt eine Mehrzahl von Lichtstrahlen, die durch jede der Lichtstrahlseparationslinsen collecting a plurality of light beams through each of the light beam separation lenses 201 201 des ersten optischen Hauptelements of the first main optical element 200 200 separiert wurden. were separated. Die Polarisationswandlungselementanordnungen The polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b wandeln jeweils die daran einfallenden Lichtstrahlen in eine Art von linear polarisierten Lichtstrahlen (wie s-polarisierte Lichtstrahlen oder p-polarisierte Lichtstrahlen), so dass die Lichtstrahlen die Anordnungen respectively convert the incident because light rays in a kind of linearly polarized light beams (such as s-polarized light beams or p-polarized light beams), so that the light rays which orders 320a 320a und and 320b 320b als eine Art von polarisierten Lichtstrahlen verlassen. leave as a kind of polarized light beams. 3 3 ist eine Ansicht, welche die grundlegende Funktionsweise der Polarisationswandlungselementanordnung is a view showing the basic operation of the polarization conversion element array 320b 320b ( ( 320a 320a ) veranschaulicht. ) Is illustrated. Lichtstrahlen mit zufälligen Polarisationsrichtungen, die jeweils eine s-polarisierte Komponente und eine p-polarisierte Komponente enthalten, treffen auf die Lichteintrittsfläche der Polarisationswandlungselementanordnung. Light rays having random polarization directions, which each contain an s-polarized component and a p-polarized component are incident on the light entrance surface of the polarization conversion element array. Jeder einfallende Lichtstrahl wird zunächst durch jeden Polarisationsseparationsfilm Each incident light beam is initially through each polarization separation film 331 331 in s-polarisierte Lichtstrahlen und p-polarisierte Lichtstrahlen separiert. separated into s-polarized light beams and p-polarized light beams. Die s-polarisierten Lichtstrahlen werden im Wesentlichen vertikal durch jeden Polarisationsseparationsfilm The s-polarized light beams are substantially vertically through each polarization separation film 331 331 reflektiert. reflected. Dann werden sie durch die reflektierenden Filme Then they are by the reflective films 332 332 vertikal reflektiert und verlassen diese. vertically reflected and leave. Andererseits passieren die p-polarisierten Lichtstrahlen durch die Polarisationsseparationsfilme On the other hand, pass the p-polarized light beams by the polarization separation films 331 331 hindurch. through it. λ/2-Phasenplatten λ / 2 phase plates 381 381 sind an der Oberfläche der Polarisationsseparationsfilme angeordnet, an der die p-polarisierten Lichtstrahlen austreten. are arranged on the surface of the polarization separation films, at the exit, the p-polarized light beams. Die Platten The plates 381 381 wandeln die p-polarisierten Lichtstrahlen in spolarisierte Lichtstrahlen, welche die Platten convert the p-polarized light beams in spolarisierte light rays plates 381 381 verlassen. leave. Nahezu alle der Lichtstrahlen, welche durch die Polarisationswandlungselemente hindurchgegangen sind, verlassen diese somit als s-polarisierte Lichtstrahlen. Virtually all of the light rays which have passed through the polarization conversion elements, thus leaving these as s-polarized light beams. Wenn es gewünscht ist, dass Licht das Polarisationswandlungselement als p-polarisierte Lichtstrahlen verlässt, so wird eine λ/2-Phasenplatte When it is desired that light exits the polarization conversion element as a p-polarized light beams, it is a λ / 2 phase plate 381 381 an derjenigen Oberfläche platziert, an der die durch die Reflexionsfilme placed on that surface, at which the by the reflection films 332 332 reflektierten spolarisierten Lichtstrahlen austreten. s-polarized reflected light rays exit. Ein bedeutendes Merkmal dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Aufbau des optischen Elements An important feature of this embodiment of the present invention is the construction of the optical element 300 300 , welches unten im Detail beschrieben wird. , Which is described in detail below.
  • [0045] [0045]
    Die lichtausgangsseitige Linse The light exiting side lens 390 390 von from 1 1 wird zum Transmittieren der Mehrzahl von separierten Lichtstrahlen verwendet, die das optische Element is used for transmitting the plurality of separated light beams, the optical element 300 300 verlassen (dh die separierten linear polarisierten Lichtstrahlen, die mittels der Polarisationswandlungselementanordnungen leave (ie the separated linearly polarized light beams by means of the polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b gebildet werden), so dass jeder von diesen den gesamten Beleuchtungsbereich are formed), so that each of them the entire lighting range 80 80 beleuchtet. illuminated.
  • [0046] [0046]
    Das den Lichtquellenabschnitt The light source section 60 60 verlassende und auf das erste optische Hauptelement and leaving on the first main optical element 200 200 auftreffende Licht wird mittels der Lichtstrahlseparationslinsen incident light is by the light beam separation lenses 201 201 in Zwischenlichtstrahlen in intermediate light beams 202 202 separiert, und die Fokuslinsen separated, and the focus lenses 311 311 sammeln das Licht. collect the light. Die Zwischenlichtstrahlen The intermediate light beams 202 202 konvergieren in einer Ebene (in der XY-Ebene in converge in a plane (in the XY plane in 1 1 ) orthogonal zur optischen Achse mittels der Lichtstrahlseparationslinsen ) Orthogonal to the optical axis by means of the light beam separation lenses 201 201 sowie der Fokuslinsen and the focus lenses 311 311 , welche die Lichtstrahlen sammeln. That collect the light rays. Lichtquellenbilder werden an dem Ort gebildet, an welchem die Zwischenlichtstrahlen konvergieren, wobei die Anzahl von Lichtquellenbildern so groß ist wie die Anzahl von Lichtstrahlseparationslinsen Light source images are formed at the location where the intermediate beams converge, wherein the number of light source images is as large as the number of light beam separation lenses 201 201 . , Die Lichtquellenbilder werden nahe den Polarisationsseparationsfilmen The light source images near the polarization separation films 331 331 (siehe (See 3 3 ) in den Polarisationswandlungselementanordnungen ) In the polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b gebildet. formed.
  • [0047] [0047]
    Von den auf das optische Element Of the optical element on the 300 300 einfallenden Lichtstrahlen werden diejenigen, welche durch die Fokuslinsenanordnung incident light rays are those obtained by the focus lens arrangement 310 310 gesammelt werden und die Polarisationsseparationsfilme are collected and the polarization separation films 331 331 beleuchten, in eine Art von linear polarisierten Lichtstrahlen gewandelt, und verlassen die Polarisationsseparationsfilme light is converted into a kind of linearly polarized light beams, and leave the polarization separation films 331 331 . , Die Lichtstrahlen, welche das optische Element verlassen haben, beleuchten den Beleuchtungsbereich The light rays that have left the optical element, illuminate the illumination area 80 80 mittels der lichtausgangsseitigen Linse by means of the light exiting side lens 390 390 . , Der gesamte Beleuchtungsbereich The entire lighting range 80 80 wird durch die Mehrzahl von Lichtstrahlen gleichmäßig beleuchtet, die mittels der Mehrzahl von Lichtstrahlseparationslinsen is uniformly illuminated by the plurality of light beams by the plurality of light beam separation lenses 201 201 separiert wurden. were separated.
  • B. Erste Ausführungsform: B. First Embodiment:
  • [0048] [0048]
    4 4 ist eine Frontansicht, welche die Lichteintrittsfläche des optischen Elements is a front view showing the light entrance surface of the optical element 300 300 der ersten Ausführungsform zeigt. of the first embodiment. 5 5 ist eine Rückansicht von dessen Lichtausgangsfläche. is a rear view of the light output surface. 6 6 ist eine Schnittansicht längs der Linie AA von is a sectional view taken along line AA from 5 5 . , 7 7 ist eine Seitenansicht des optischen Elements is a side view of the optical element 300 300 . ,
  • [0049] [0049]
    In dem optischen Element In the optical element 300 300 sind zwei Polarisationswandlungselementanordnungen Two polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b an der flachen Lichtausgangsfläche der Lichtsammelfokuslinsenanordnung on the flat light output surface of the light collecting focus lens assembly 310 310 unter Verwendung eines optischen Klebstoffs befestigt. attached using an optical adhesive. Die zwei Polarisationswandlungselementanordnungen The two polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b sind einander gegenüberliegend angeordnet und sind auf den linken und rechten Seiten eines Zentrums CL in der Horizontalrichtung der Fokuslinsenanordnung are arranged opposite one another and are on the left and right sides of a center CL in the horizontal direction of the focus lens assembly 310 310 derart angeordnet, dass diese durch einen vorbestimmten Raum bzw. Abstand Cp voneinander beabstandet sind, der später beschrieben wird. arranged such that they are spaced apart by a predetermined space or distance Cp which will be described later. Ähnlich dem ersten optischen Hauptelement Similar to the first main optical element 200 200 (von (From 2 2 ) umfasst die Fokuslinsenanordnung ) Includes the focus lens assembly 310 310 im Wesentlichen rechteckige Fokuslinsen substantially rectangular focus lenses 311 311 in einer Matrixanordnung mit M Reihen und 2N Spalten. in a matrix array with M rows and 2N columns. Somit gibt es N Spalten auf der linken Seite und N Spalten auf der rechten Seite des Zentrums CL in der Linsenhorizontalrichtung. Thus, there are N columns on the left side and N columns on the right side of the center CL of the lens in the horizontal direction. In diesem Beispiel gilt: M = 10 und N = 4. In this example: M = 10 and N = 4th
  • [0050] [0050]
    8 8 ist eine perspektivische Ansicht des Aufbaus der Polarisationswandlungselementanordnungen is a perspective view showing the construction of the polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b . , Die Polarisationswandlungselementanordnungen The polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b umfassen jeweils eine Polarisationsstrahlteileranordnung each include a polarization beam splitter array 340 340 und λ/2-Phasenplatten and λ / 2 phase plates 381 381 (dargestellt durch schräge Linien in der Figur, die selektiv an Abschnitten der Lichtausgangsfläche der Polarisationsstrahlteileranordnung (Shown by oblique lines in the figure, the selectively at portions of the light output surface of the polarization beam splitter array 340 340 angeordnet sind. are arranged. Die Gestalt der Polarisationsstrahlteileranordnung The shape of the polarization beam splitter array 340 340 wird gebildet durch aufeinanderfolgendes Anfügen einer Mehrzahl von lichttransmittierenden Teilen is formed by sequentially attaching a plurality of light-transmitting parts 323 323 , parallelogrammartig und säulenartig in Querschnitten. , Parallelogram and columnar in cross sections. An den Grenzflächen der lichttransmittierenden Teile At the interfaces of the light transmitting parts 323 323 sind abwechselnd Polarisationsseparationsfilme are alternately polarization separation films 331 331 und Reflexionsfilme and reflection Movies 332 332 angeordnet. arranged. λ/2-Phasenplatten 381 sind selektiv an den Bildabschnitten in der X-Richtung der Lichtaustrittsflächen der Polarisationsseparationsfilme λ / 2 phase plates 381 are selectively to the image portions in the X direction of the illuminating surfaces of the polarization separation films 331 331 oder der Reflexionsfilme or reflection Movies 332 332 in deren X-Richtung angeordnet. arranged in the X-direction. In der vorliegenden Ausführungsform sind λ/2-Phasenplatten In the present embodiment, are λ / 2 phase plates 381 381 selektiv an den Bildabschnitten in der X-Richtung der Lichtaustrittsflächen der Polarisationsseparationsfilme selectively to the image portions in the X direction of the illuminating surfaces of the polarization separation films 331 331 angeordnet. arranged.
  • [0051] [0051]
    Wie es oben anhand der As above with reference to 3 3 beschrieben wurde, passiert Licht, welches auf den Polarisationsseparationsfilm has been described, passes light which on the polarization separation film 331 331 auftrifft, entweder durch den Polarisationsseparationsfilm impinges, either through the polarization separation film 331 331 hindurch und wird durch die λ/2-Phasenplatte through and through the λ / 2 phase plate 381 381 in einen vorbestimmt linear polarisierten Lichtstrahl gewandelt und verlässt diesen, oder wird durch den Polarisationsseparationsfilm converted into a predetermined linearly polarized light beam and leaves it, or by the polarization separation film 331 331 und dann durch den Reflexionsfilm and then by the reflecting film 332 332 reflektiert und verlässt diesen als ein vorbestimmt linear polarisierter Lichtstrahl. reflected and leaves this as a predetermined linearly polarized light beam. Dementsprechend kann ein Block, der den Polarisationsseparationsfilm Accordingly, a block of the polarization separation film of the 331 331 , einen dazu benachbarten Reflexionsfilm , One adjacent to reflection film 332 332 und eine λ/2-Phasenplatte and a λ / 2 phase plate 381 381 umfasst, als ein Polarisationswandlungselement includes, as a polarization conversion element 350 350 betrachtet werden. be considered. Die Polarisationswandlungselementanordnungen The polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b sind jeweils gebildet durch eine Mehrzahl von solchen Polarisationswandlungselementen are each formed by a plurality of such polarization conversion elements 350 350 , die in der X-Richtung angeordnet sind. Which are arranged in the X direction. In der vorliegenden Ausführungsform gilt N = 4 für eine Seite der Fokuslinsenanordnung In the present embodiment, N = 4 for a side of the focus lens assembly 310 310 , so dass es vier Spalten von Polarisationswandlungselementen So that there are four columns of polarization conversion elements 350 350 auf einer Seite der Anordnung on one side of the arrangement 310 310 gibt. are. Es ist anzumerken, dass ein Abschnitt It should be noted that a portion 360 360 , der äquivalent zu dem Polarisationswandlungselement der vierten Spalte ist, lediglich durch ein lichttransmittierendes Material gebildet ist, so dass dieser keinen Polarisationsseparationsfilm Which is equivalent to the polarization conversion element of the fourth column is formed only by a light-transmitting material, so that it no polarization separating film 331 331 oder einen Reflexionsfilm or a reflection film 332 332 enthält. contains. Für die Zwecke der Beschreibung wird der Abschnitt For the purposes of the description of the section 360 360 als lichttransmittierender Abschnitt bezeichnet, der später beschrieben wird. referred to as the light-transmitting portion to be described later.
  • [0052] [0052]
    In In 8 8 ist ein "Dummy"-Abschnitt is a "dummy" section 370 370 , der aus einem lichttransmittierenden Material gebildet ist, an einer Seiten(End)-Oberfläche des Polarisationswandlungselements Which is formed of a light transmitting material, on a side (end) surface of the polarization conversion element 350 350 in der ganz linken Spalte vorgesehen. provided in the leftmost column. Eine Ecke eines Rands A corner of an edge 372 372 an der Lichteintrittsfläche (angefügte Fläche) des Dummy-Abschnitts at the light entrance surface (surface attached) of the dummy portion 370 370 ist gerundet oder entfernt. is rounded or removed. Der Grund hierfür wird später diskutiert. The reason for this will be discussed later.
  • [0053] [0053]
    9 9 ist eine Ansicht, die ein Beispiel dafür veranschaulicht, wie die Polarisationsstrahlteileranordnung is a view illustrating an example of how the polarization beam splitter array 340 340 hergestellt ist. is prepared. Die Polarisationsstrahlteileranordnung The polarization beam splitter arrangement 340 340 wird gebildet durch abwechselndes Zusammenfügen von Plattengläsern is formed by alternately joining plate glasses 321 321 , die jeweils, beispielsweise, mit einem Polarisationsseparationsfilm Each, for example, with a polarization separation film 331 331 und einem Reflexionsfilm and a reflective film 332 332 versehen sind, so dass diese abwechselnd angeordnet sind, und Plattengläsern are provided, so that they are arranged alternately, and plate glass 322 322 , die mit nichts versehen sind, unter Verwendung eines Klebstoffs , Which are provided with nothing, using an adhesive 325 325 . , Hierbei wird ein Plattenglas Here, a glass plate 322b 322b (Dummy-Abschnitt (Dummy section 370 370 ( ( 8 8 )) und )), And 322c 322c (lichttransmittierender Abschnitt (Light-transmitting portion 360 360 ( ( 8 8 )), welches jeweils nicht die gleiche Dicke wie die Plattengläser )), Each of which is not the same thickness as the plate glasses 322 322 besitzt, jeweils am Beginn und am Ende der gebondeten Struktur angefügt bzw. angeklebt. has, at the beginning and at the end of the bonded structure attached or adhered. Dies bildet den Dummy-Abschnitt This is the dummy section 370 370 und den lichttransmittierenden Abschnitt and the light transmitting portion 360 360 . , Dementsprechend werden lichttransmittierende Blöcke gebildet durch Ausschneiden von gedachten parallelen Abschnitten (dargestellt durch gestrichelte Linien in der Figur) von der Mehrzahl von lichttransmittierenden Teilen Accordingly, light-transmitting blocks are formed by cutting imaginary parallel sections (shown by dotted lines in the figure) of the plurality of light-transmitting parts 321 321 , . 322 322 , . 322b 322b und and 322c 322c in einem vorbestimmten Winkel Θ von den Oberflächen davon. at a predetermined angle Θ from the surfaces thereof. Es ist bevorzugt, dass Θ ungefähr 45 Grad beträgt. It is preferred that Θ is about 45 degrees. Die Vorsprünge an beiden Enden sind zu einer im Wesentlichen rechteckigen Gestalt geschnitten. The protrusions on both ends are cut to a substantially rectangular shape. Ein Schleifen der Trennflächen des lichttransmittierenden Blocks erzeugt die Polarisationsstrahlteileranordnung A grinding of the parting surfaces of the light transmitting block generates the polarization beam splitter array 340 340 ( ( 8 8 ). ). Es ist anzumerken, dass in der Beschreibung ein lichttransmittierendes Teil auch als "Basis" bezeichnet wird, und dass der durch Zusammenfügen der Mehrzahl von lichttransmittierenden Teilen gebildete Block und ein aus diesem Block ausgeschnittener Blockabschnitt als "Basisblock" bezeichnet wird. It is to be noted that in the description of a light transmitting part is also referred to as a "base", and that the block formed by assembling the plurality of light transmitting parts and a cut from this block block portion is referred to as "basic block".
  • [0054] [0054]
    10 10 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht längs der Linie AA von is a partially enlarged view taken along line AA of 5 5 . , Die Polarisationswandlungselementanordnungen The polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b sind auf entgegengesetzten Seiten der Linsenmitte symmetrisch angeordnet und besitzen genau die gleichen Funktionen, so dass nachfolgend eine Beschreibung lediglich der Polarisationswandlungselementanordnung are arranged symmetrically on opposite sides of the lens center and have exactly the same functions, so that the following description only the polarization conversion element array 320a 320a gegeben wird. is given. Die Lichteintrittsfläche der Polarisationswandlungselementanordnung The light entrance surface of the polarization conversion element array 320a 320a besitzt abwechselnd angeordnete effektive Lichteingangsbereiche EA (die den Polarisationsseparationsfilmen has alternately disposed effective light entrance areas EA (the polarization separation films the 331 331 entsprechenden Lichteintrittsflächenabschnitte), in welchen an den Polarisationsseparationsfilmen corresponding light entrance surface portions) in which the polarization separation films 331 331 einfallendes Licht in effektiv polarisierte Lichtstrahlen gewandelt wird, und ineffektive Lichteintrittsbereiche UA (den Reflexionsfilmen incident light is converted to effectively polarized light beams, and ineffective light entrance areas UA (the reflection films 332 332 entsprechende Lichteintrittsflächenabschnitte), in welchen auf die Reflexionsfilme corresponding light entrance surface portions) in which the reflection films 332 332 einfallendes Licht in ineffektiv polarisierte Lichtstrahlen gewandelt wird. incident light is converted into ineffective polarized light beams. Die Breite Wp jedes effektiven Lichteintrittsbereichs EA und jedes ineffektiven Lichteintrittsbereichs UA in der X-Richtung ist 1/2 der Breite WL der Fokuslinse The width Wp of each light entrance effective area EA and each ineffective light entry region UA in the X direction is 1/2 of the width WL of the focus lens 311 311 in der X-Richtung. in the X direction. Das Zentrum The center 311c 311c der Fokuslinsen the focus lenses 311 311 ist derart angeordnet, dass es übereinstimmt mit dem Zentrum jedes effektiven Lichteintrittsbereichs EA in der X-Richtung. is arranged such that it coincides with the center of each light entrance effective area EA in the X direction. Die effektiv polarisierten Lichtstrahlen, die durch das Polarisationswandlungselement The effective polarized light beams passing through the polarization conversion element 350 350 erzeugt werden, sind hierbei s-polarisierte Lichtstrahlen. are generated here are s-polarized light beams.
  • [0055] [0055]
    Das durch die Fokuslinsenanordnung The focus through the lens assembly 310 310 gesammelte Licht (dh Licht mit zufälligen Polarisationsrichtungen, welches eine s-polarisierte Komponente und eine p-polarisierte Komponente enthält) trifft auf die Polarisationswandlungselementanordnung collected light (ie, light having random polarization directions, which contains an s-polarized component and a p-polarized component) incident on the polarization conversion element array 320a 320a . , Von dem darauf auftreffenden Licht wird ein Lichtstrahl L1, der auf einem effektiven Lichteintrittsbereich EA auftrifft, durch den zugeordneten Polarisationsseparationsfilm Of the light incident thereon, a light beam L1 incident on a light input effective area EA, by the associated polarization separation film 331 331 in eine s-polarisierte Komponente und eine p-polarisierte Komponente separiert, wie dies oben anhand von separated into an s-polarized component and a p-polarized component, as above with reference to 3 3 beschrieben wurde. has been described. Der s-polarisierte Lichtstrahl wird durch den zugeordneten Polarisationsseparationsfilm The s-polarized light beam by the associated polarization separation film 331 331 und dann durch den zugeordneten Reflexionsfilm and then through the associated reflection film 332 332 reflektiert und verlässt diesen. reflected and exits. Der p-polarisierte Lichtstrahl passiert durch den zugeordneten Polarisationsseparationsfilm The p-polarized light beam passes through the associated polarization separation film 331 331 hindurch und wird durch die zugeordnete λ/2-Phasenplatte therethrough and through the associated λ / 2 phase plate 381 381 in einen s-polarisierten Lichtstrahl gewandelt und verlässt diesen. converted into an s-polarized light beam and exits. Somit wird nahezu das ganze an den effektiven Lichteintrittsbereichen EA der Polarisationswandlungselementanordnung Thus, virtually all of the effective light entrance areas EA of the polarization conversion element array 320a 320a einfallende Licht in s-polarisierte Lichtstrahlen gewandelt und verlässt diesen. converted incident light into s-polarized light beams and exits.
  • [0056] [0056]
    Falls λ/2-Phasenplatten If λ / 2 phase plates 381 381 selektiv an den Lichtausgangsflächen der Reflexionsfilme selectively to the light output surfaces of the reflection films 332 332 vorgesehen sind, so können durch die Polarisationswandlungselemente im Wesentlichen lediglich p-polarisierte Lichtstrahlen erhalten werden. are provided, so only p-polarized light beams can be obtained by the polarization conversion elements substantially.
  • [0057] [0057]
    Wie es in dem Abschnitt betreffend den Stand der Technik beschrieben wurde, werden die Anteile des auf die ineffektiven Lichteintrittsbereiche UA auftreffenden Lichts in unerwünscht polarisierte Lichtstrahlen (p-polarisierte Lichtstrahlen in der vorliegenden Ausführungsform) gewandelt. As described in the section on the state of the art, the fractions of incident on the ineffective light entrance areas UA light is converted into undesirable polarized light beams (p-polarized light beams in the present embodiment). Normalerweise ist die Effizienz, mit welcher Licht genutzt wird, verringert, da das Licht mittels einer Lichtabschirmplatte oder dergleichen abgeschnitten wird, die an einem ineffektiven Lichteintrittsbereich UA vorgesehen ist. Normally, the efficiency with which light is used is reduced, since the light is cut off by means of a light shielding plate or the like which is provided at an ineffective light entry area UA. Im Besonderen, in einem Aufbau, wie demjenigen der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung In particular, in a structure as that of the polarization illuminating device 50 50 von from 1 1 , wird die Quantität von Licht am größten um die optische Achse der Lichtquelle herum, so dass, wenn es einen ineffektiven Lichteintrittsbereich UA um die optische Achse herum gibt, die Effizienz, mit welcher Licht genutzt wird, beträchtlich verringert wird. , The quantity of light is greatest at the optical axis of the light source is around, so that when it UA is an ineffective light entry region around the optical axis, the efficiency with which light is used, is considerably reduced. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, ein derartiges Problem in einer unten beschriebenen Weise zu überwinden. The present invention makes it possible to overcome such a problem in a manner described below.
  • [0058] [0058]
    In der vorliegenden Ausführungsform sind das Polarisationswandlungselement In the present embodiment, the polarization conversion element are 350a 350a der Polarisationswandlungselementanordnung the polarization conversion element array 320a 320a , das der optischen Achse am nächsten liegt (siehe , Which is closest to the optical axis (see 10 10 ), und das Polarisationswandlungselement ), And the polarization conversion element 350b 350b der Polarisationswandlungselementanordnung the polarization conversion element array 320b 320b , das der optischen Achse am nächsten liegt (siehe , Which is closest to the optical axis (see 10 10 ), auf der linken und rechten Seite des Raums Cp derart angeordnet, dass diese einander gegenüberliegen. ), Arranged on the left and right side of the space Cp such that they oppose each other. Die Dummy-Abschnitte The dummy sections 370 370 der zwei Polarisationswandlungselementanordnungen the two polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b wie auch ein Spalt Gp dazwischen befinden sich in dem Raum Cp. as well as a gap between Gp are located in the space Cp. Von den Lichtstrahlen, die auf die Fokuslinsenanordnung Of the light beams incident on the focusing lens assembly 310 310 um die optische Achse herum einfallen, passiert der Lichtstrahl L2, der den Polarisationsseparationsfilm occur around the optical axis, passes through the light beam L2, the polarization separation film of the 331 331 nicht beleuchten kann, da die Fokuslinsenanordnung can not light because the focus lens array 310 310 einen Anteil des Lichts nicht vollständig sammeln kann, durch den Raum Cp hindurch, in welchem weder ein Polarisationsseparationsfilm a portion of the light can not completely collect Cp passing through the space in which neither a polarizing separation film 331 331 noch ein Reflexionsfilm still a reflective film 332 332 vorhanden ist, und verlässt den Spalt Cp unverändert. is present, and exits the gap Cp unchanged. Der durch den Raum Cp gehende Lichtstrahl ist ein Lichtstrahl, der aus einer effektiv s-polarisierten Komponente wie auch einer ineffektiv p-polarisierten Komponente besteht. The walking through the room Cp light beam is a light beam, consisting of a s-polarized component effectively, as well as an ineffective p-polarized component. Von den Komponenten des ausgehenden Lichtstrahls, der durch den Raum Cp hindurchgeht, kann die erforderte polarisierte Komponente (die s-polarisierte Komponente in der vorliegenden Ausführungsform) alleine für ein Verlassen des Raums Cp vorgesehen werden, indem eine Polarisationsplatte auf der Seite der Lichtausgangsebene für eine effektive Nutzung platziert wird. Of the components of the outgoing light beam that passes through the space Cp, which required polarized component (S-polarized component in the present embodiment) alone can be provided for a departure from the Area Cp by a polarizing plate on the side of the light output level for a Effective use is placed. Wenn die Polarisationsbeleuchtungseinrichtung If the polarization illumination device 50 50 ( ( 1 1 ) für eine unten beschriebene Projektionsanzeigevorrichtung verwendet wird, so wird normalerweise eine Polarisationsplatte an der Lichteintrittsfläche eines Flüssigkristall-Lichtventils vorgesehen, welches ein Beleuchtungsbereich ) Is used for a projection type display device described below, so usually a polarizing plate at the light entrance surface of a liquid crystal light valve is provided, which illumination area a 80 80 ist. is. In diesem Fall ist es deshalb nicht erforderlich, eine separate Polarisationsplatte vorzusehen. In this case it is thus not necessary to provide a separate polarizing plate.
  • [0059] [0059]
    Der lichttransmittierende Abschnitt The light transmitting portion 360 360 an der äußersten Seite der Polarisationswandlungselementanordnung at the far side of the polarization conversion element array 320a 320a ist ein Abschnitt, durch welchen Licht von der Linse an der äußersten Seite der Fokuslinsenanordnung is a portion through which light from the lens at the outermost side of the focus lens assembly 310 310 passiert. happened. Die Lichtquelle der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung The light source of the polarization illumination device 50 50 , welche den Aufbau der vorliegenden Ausführungsform besitzt, ist normalerweise auf einer Mittellinie angeordnet, die sich durch das Zentrum der Lichteintrittsfläche der Fokuslinsenanordnung Which has the structure of the present embodiment is normally disposed on a center line extending through the center of the light entrance surface of the focus lens assembly 310 310 erstreckt und orthogonal zu der Lichteintrittsfläche (siehe and extends perpendicular to the light entry surface (see 4 4 ) ist, so dass die Menge an Licht, welches auf die Außenseite der Linsenanordnung ), So that the amount of light, which on the outside of the lens assembly 310 310 , dh den lichttransmittierenden Abschnitt , Ie the light transmitting portion 360 360 , einfällt, kleinstmöglich ist. Incident, is as small as possible. In einer derartigen Situation gibt es oft keinen großen Unterschied zwischen den Mengen an Licht, die effektiv in dem gesamten ersten optischen Hauptelement In such a situation, there is often not much difference between the amounts of light that are effective in the entire first main optical element 300 300 (siehe (See 1 1 ) verwendet werden können, wenn das Licht, welches auf der äußersten Seite der Fokuslinsenanordnung ) Can be used if the light which on the outermost side of the focus lens assembly 310 310 einfällt, durch das Polarisationswandlungselement zur Nutzung in einen polarisierten Lichtstrahl gewandelt wird, im Vergleich zu dem Fall, in welchem das Licht einfach unverändert durch die Anordnung incident, is converted by the polarization conversion element for use in a polarized light beam, as compared with the case in which the light is simply unchanged by the arrangement 310 310 hindurch passiert. through happened. Der lichttransmittierende Abschnitt The light transmitting portion 360 360 an der äußersten Seite der Fokuslinsenanordnung on the outermost side of the focus lens assembly 310 310 der Polarisationswandlungselementanordnung the polarization conversion element array 320a 320a wird somit lediglich durch ein lichttransmittierendes Teil gebildet, so dass dieser nicht die Struktur des Polarisationswandlungselements is thus formed only by a light transmitting portion so that it is not the structure of the polarization conversion element 350 350 (siehe (See 8 8 ) annimmt, und ist nicht mit einer λ/2-Phasenplatte ) Is assumed and is not accompanied by a λ / 2 phase plate 381 381 versehen. provided. Dies bewirkt, dass ein Lichtstrahl L3, der durch die Linse an der äußersten Seite der Fokuslinsenanordnung This causes a light beam L3, which through the lens at the outermost side of the focus lens assembly 310 310 passiert, durch den lichttransmittierenden Abschnitt passes through the light transmitting portion 360 360 hindurchgeht und diesen unverändert verlässt. passes and this leaves unchanged. Der den lichttransmittierenden Abschnitt The light transmitting portion of the 360 360 verlassende Lichtstrahl ist ähnlich dem Lichtstrahl, welcher durch den Raum Cp passiert und diesen verlässt, ein Lichtstrahl, der eine effektiv s-polarisierte Komponente und eine ineffektiv p-polarisierte Komponente enthält. exiting light beam is similar to the light beam passing through the space Cp and this leaves a light beam containing an effectively s-polarized component and a p-polarized component ineffective. Von den ausgehenden, polarisierten, den lichttransmittierenden Abschnitt Of the outgoing polarized, the light transmitting portion 360 360 verlassenden Komponenten wird lediglich die benötigte polarisierte Komponente (die spolarisierte Komponente in der vorliegenden Ausführungsform) verwendet, indem eine Polarisationsplatte an der Lichtaustrittsseite des lichttransmittierenden Abschnitts leaving the required components is used only polarized component (component in the spolarisierte the present embodiment) by a polarizing plate on the light exit side of the light transmitting portion 360 360 vorgesehen wird, was die Nutzung des Lichtstrahls als einen effektiven Lichtstrahl ermöglicht. is provided, which allows the use of the light beam than an effective light beam.
  • [0060] [0060]
    11 11 ist eine vergrößerte Ansicht der Enden seitens des vorbestimmten Raums der Polarisationswandlungselementanordnungen is an enlarged view of the ends of the part of the predetermined area of the polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b von from 8 8 . , In In 11A 11A ist angenommen, dass Polarisationswandlungselementanordnungen it is assumed that the polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b , die keine Dummy-Abschnitte That no dummy sections 370 370 aufweisen, in der horizontalen Richtung der Lichtaustrittsfläche der Fokuslinsenanordnung have, in the horizontal direction of the light exit surface of the focusing lens assembly 310 310 angeordnet sind, wobei ein vorbestimmter Raum Cp dazwischen bezüglich des Zentrums CL vorgesehen ist. are arranged with a predetermined space therebetween Cp is provided relative to the center CL. Hierbei gibt es eine Differenz zwischen den Lichtweglängen des Lichtstrahls, der durch den Raum Cp passiert, und dem Lichtstrahl, der durch die Polarisationswandlungselementanordnungen In this case, there is a difference between the optical path lengths of the light beam that passes through the space Cp, and the light beam passing through the polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b passiert. happened. Falls es möglich ist, so ist es bevorzugt, dass Längen der Lichtwege so nah wie möglich aneinander liegen. If it is possible, it is preferable that lengths of the optical paths are so close together as possible. Abhängig von der Richtung der Reflexion kann ein Lichtstrahl Lex1, der durch die Enden Depending on the direction of reflection, a light beam LEX1 formed by the ends 371 371 der Polarisationswandlungselementanordnungen the polarization conversion element arrays 320a 320a oder or 320b 320b reflektiert wird, nicht effektiv genutzt werden. is reflected, can not be used effectively. Die Fokuslinsenanordnung The focus lens assembly 310 310 und die Polarisationswandlungselementanordnungen and the polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b sind, beispielsweise, unter Verwendung eines in are, for example, using an in 11A 11A gezeigten Klebstoffs shown adhesive 375 375 aneinandergefügt. bound together. Hierbei wird an dem vorbestimmten Raum Cp ein vorstehender Klebstoffabschnitt Here, at the predetermined space Cp a protruding portion of adhesive 376 376 erzeugt. generated. Der durch einen solchen vorstehenden Klebstoffabschnitt The by such a preceding portion of adhesive 376 376 passierende Lichtstrahl Lex2 wird ungleichförmig reflektiert, da die Klebstoffoberfläche nicht eben ist, was eine effektive Verwendung des Lichts verhindert. passing light beam reflected Lex2 becomes nonuniform, because the adhesive surface is not flat, which prevents effective use of light.
  • [0061] [0061]
    In In 11B 11B ist angenommen, dass Dummy-Abschnitte it is assumed that dummy portions 370 370 , die aus dem gleichen Material wie die lichttransmittierenden Teile Consisting of the same material as the light transmitting parts 323 323 der Polarisationswandlungselementanordnungen the polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b gebildet sind, in dem vorbestimmten Raum Cp angeordnet sind. are formed, are arranged in the predetermined space Cp. Wenn die Dummy-Abschnitte vorgesehen sind, so ist es möglich, Probleme betreffend Unterschiede in den Längen der Lichtwege und Unterschiede in den Reflexionsrichtungen des Lichtstrahls Lex1, der an einer Endfläche der Polarisationswandlungselementanordnungen When the dummy portions are provided, it is possible to problems concerning differences in the lengths of the light paths and differences in the reflection directions of the light beam LEX1 formed on an end face of the polarization conversion element arrays 320a 320a oder or 320b 320b reflektiert wird, zu mildern. is reflected to mitigate. Wie es in As shown in 11B 11B gezeigt ist, wird das Ausmaß des Vorsprungs des Klebstoffs durch Vorsehen der Dummy-Abschnitte is shown, the extent of the protrusion of the adhesive is by providing the dummy portions 370 370 und entweder Abrunden oder Entfernen der Ecken der Seiten der Dummy-Abschnitte and either rounding or removing the corners of the pages of the dummy sections 370 370 an den Lichteingangsflächen (geklebte Flächen) kleiner gemacht. the light input surfaces (glued surfaces) made smaller. Der Spalt Gp an dem Mittelabschnitt muss nicht geformt werden. The gap Gp at the center portion does not need to be formed. Unter Berücksichtigung der Genauigkeit der Ausrichtung der Polarisationswandlungselementanordnungen Taking into account the accuracy of the orientation of the polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b zu der Lichtaustrittsfläche der Fokuslinsenanordnung 310 beim Zusammenfügen derselben, ist es jedoch bevorzugt, dass es eine geringfügige Lücke zwischen den Dummy-Abschnitten to the light exit surface of the focusing lens assembly 310 upon assembly thereof, but it is preferable that there is a slight gap between the dummy portions 370 370 an dem Mittelabschnitt gibt, wenn die Polarisationswandlungselementanordnungen is at the center portion, when the polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b an die Lichtausgangsfläche der Fokuslinsenanordnung to the light output surface of the focusing lens assembly 310 310 angefügt wurden. were added.
  • C. Ausführungsform 2: C. Embodiment 2:
  • [0062] [0062]
    12 12 ist eine Darstellung, die ein optisches Element von Ausführungsform 2 veranschaulicht. is a diagram illustrating an optical element of Embodiment 2. FIG.
  • [0063] [0063]
    Der mittlere Abschnitt von The middle section of 12 12 zeigt die Verteilungen der Quantitäten von Licht, welches die Lichteintrittsfläche einer Polarisationswandlungselementanordnung shows the distributions of the quantities of light which the light entrance surface of a polarization conversion element array 320a 320a beleuchtet, nachdem Licht durch jede der Linsen La bis Ld der Linsenanordnung illuminated after light through each of the lenses La to Ld of the lens assembly 310 310 in einer Struktur gesammelt wurde, die wie diejenige der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung was collected in a structure as that of the polarization illuminating device 50 50 ( ( 1 1 ) vorgesehen ist. ) Is provided. Im Allgemeinen ist die Intensität Ia des durch diejenige Linse La gesammelten Lichts, die der optischen Achse am nächsten liegt, am größten, wohingegen die Intensität des Lichts, das durch die am entferntesten von der optischen Achse gelegenen Linse gesammelt wird, am schwächsten ist. Generally, the intensity Ia of the data collected by the one lens La light that is the optical axis at the next largest, while the intensity of the light that is collected by the farthest located from the optical axis lens is weakest. In In 12 12 ist die Intensität Id des von der vierten Linse gesammelten Lichts am schwächsten. Id is the intensity of the light collected by the fourth lens weakest. Die Lichtquantitätsverteilung verschiebt sich von deren zugeordneter Linsenmitte hin zu oder weg von der optischen Achse, ausgehend von einer gewissen Linsenposition (die Position der dritten Linse Lc in The light quantity distribution shifts from its associated lens center toward or away from the optical axis, starting from a certain lens position (the position of the third lens Lc in 12 12 ), so dass für die Lichtquantitätsverteilungen der Linsen La bis Ld gilt: je näher die Linse der optischen Achse liegt, desto mehr ist die Verteilung aus deren zugeordneter Linsenmitte hin zu der optischen Achse verschoben, und je weiter die Linse von der optischen Achse weg liegt, desto mehr ist die Verteilung ausgehend von deren zugeordneter Linsenmitte hin zu der entgegengesetzten Seite der optischen Achse verschoben. ), So that by Ld applies to the light quantity distributions of the lenses La: the closer the lens of the optical axis, the more is the distribution of its associated lens center shifted toward the optical axis, and the further the lens from the optical axis away is , the more is shifted from its associated lens center toward the opposite side of the optical axis of the distribution. In In 12 12 ist die Lichtquantitätsverteilung Pc der Linse Lc etwa um die Linsenmitte zentriert, wohingegen die Lichtquantitätsverteilungen Pb und Pa der Linsen Lb und La, die der optischen Achse näher liegen als die Linse Lc, hin zu der optischen Achse verschoben sind. is the light quantity distribution Pc of the lens Lc is approximately centered to the lens center, while the light quantity distributions Pb, and Pa of the lenses Lb and La, which are closer to the optical axis as the lens LC, are shifted toward the optical axis. Die Lichtquantitätsverteilung Pd der Linse Ld ist bezüglich deren Linsenmitte von der optischen Achse weg verschoben. The light quantity distribution Pd of the lens Ld is offset with respect to the lens center of the optical axis away.
  • [0064] [0064]
    In einem solchen Fall, wenn die Zentren der effektiven Lichteinfallsbereiche der Polarisationswandlungselementanordnungen mit deren korrespondierenden Linsenmitten, ausnahmslos, ausgerichtet sind, so tritt ein Lichtverlust auf infolge einer Verschiebung in der Lichtquantitätsverteilung, wie oben beschrieben. In such a case, if the centers of the effective incidence areas of the polarization conversion element arrays with their corresponding lens centers are all aligned, so, a light loss due to a shift in the light quantity distribution, as described above. Dieser Verlust von Licht wird besonders groß um die optische Achse der Lichtquelle herum, wenn die Verteilung von Licht von einer Linsenanordnung und einem effektiven Lichteinfallsbereich nicht ausgerichtet sind. This loss of light is especially large around the optical axis of the light source when the distribution of light are not aligned by a lens arrangement and an effective light incident area. Es ist daher bevorzugt, dass die Zentren der effektiven Lichteinfallsbereiche der Polarisationswandlungselementanordnung It is therefore preferred that the centers of the effective incidence areas of the polarization conversion element array 320a 320a jeweils entsprechend den Verteilungen von Licht angeordnet sind, welches die Linsenanordnung are each arranged according to the distributions of light that the lens assembly 310 310 verlässt, dh entsprechend dem Spitzenintervall der Verteilungen des Lichts von der Linsenanordnung leaves, ie corresponding to the peak interval of the distributions of the light from the lens array 310 310 . , Um das durch die Linsenanordnung To the through the lens assembly 310 310 gesammelte Licht effektiver zu nutzen, ist es außerdem bevorzugt, dass das durch diejenigen Linsen gesammelte Licht, die der optischen Achse näher liegen, effektiver genutzt wird. to take advantage of light effectively collected, it is also preferred that the collected light through those lenses which are the optical axis closer, is used more effectively. Im Besonderen ist es bevorzugt, das Zentrum des effektiven Lichteinfallsbereichs EA1 der Polarisationswandlungselementanordnung In particular, it is preferred that the center of the effective light incident area EA1 the polarization conversion element array 320a 320a , welcher der optischen Achse der Lichtquelle am nächsten angeordnet ist, mit der Spitzenposition der Lichtverteilung Pa im Wesentlichen auszurichten, wenn die Lichtquantität um die optische Achse der Lichtquelle herum groß ist, oder wenn die Verteilung Pa von Licht von der nahe der optischen Achse der Lichtquelle angeordneten Linse La bezüglich der Mitte von La hin zu der optischen , Achse der Lichtquelle verschoben ist. Which is disposed the optical axis of the light source closest to align with the peak position of the light distribution Pa substantially when the quantity of light around the optical axis of the light source around is large, or if the distribution Pa of the light from the near the optical axis of the light source arranged lens La is shifted with respect to the center of La toward the optical axis of the light source.
  • [0065] [0065]
    Gemäß der zweiten Ausführungsform ist es möglich, Probleme zu überwinden, die in Beziehung zu Lichtintensitäten und Lichtquantitätsverteilungen stehen, welche von einer Linsenposition der Fokuslinsenanordnung abhängen. According to the second embodiment, it is possible to overcome problems related to light intensities and the light quantity distributions that depend on a lens position of the focus lens assembly. Das optische Element der zweiten Ausführungsform besitzt die gleiche Grundstruktur wie diejenige des optischen Elements der ersten Ausführungsform, unterscheidet sich jedoch von dieser dahingehend, dass diese Polarisationswandlungselementanordnungen The optical element of the second embodiment has the same basic structure as that of the optical element of the first embodiment, but differs from this in that this polarization conversion element arrays 320a 320a und and 320b 320b verwendet, deren effektiv Lichteinfallsbereiche EA (mit EA1 bis EA4 in der Figur bezeichnet) und ineffektive Lichteinfallsbereiche UA (mit UA1 bis UA4 in der Figur bezeichnet) jeweils eine Breite in der X-Richtung aufweisen, die größer als 1/2 der Breite WL in der X-Richtung jeder der Linsen La bis Ld der Linsenanordnung used, the effective light incident areas EA (with EA1 to EA4 in the figure) and ineffective light incident areas UA (with UA1 to UA4 in the figure) each having a width in the x-direction in greater than 1/2 the width WL the X-direction of each of the lenses La to Ld of the lens assembly 310 310 ist. is. 12 12 zeigt lediglich die Seite der Polarisationswandlungselementanordnung only shows the side of the polarization conversion element array 320a 320a . , Die Seite der Polarisationswandlungselementanordnung The side of the polarization conversion element array 320b 320b , die einfach symmetrisch bezüglich der optischen Achse zu der Polarisationswandlungselementanordnung That simply symmetrical with respect to the optical axis of the polarization conversion element array 320a 320a ist, ist in der Figur nicht dargestellt. is not shown in the figure.
  • [0066] [0066]
    Die Polarisationswandlungselementanordnung The polarization conversion element array 320a 320a ist beispielsweise derart angeordnet, dass das Zentrum der Linse Lc in der dritten Spalte mit dem Zentrum von deren zugeordnetem effektiven Lichteinfallsbereich EA3 ausgerichtet ist. for example, is arranged such that the center of the lens Lc is aligned in the third column with the center of its associated effective light incident area EA3. Normalerweise ist die Breite jedes ineffektiven Lichteinfallsbereichs UA (mit UA 1 bis UA4 in der Figur bezeichnet) gleich der Breite jedes der effektiven Lichteinfallsbereiche EA, so dass die linken zwei effektiven Lichteinfallsbereiche EA2 und EA1 von den Zentren ihrer korrespondierenden Linsen Lb und La zur optischen Achse hin verschoben sind. Normally, the width of each ineffective light incident area UA (UA 1 to UA4 in the figure) is equal to the width of each of the effective light incident areas EA, so that the left two effective light incident areas EA2 and EA1 optical from the centers of their corresponding lenses Lb and La to the axis are shifted. Andererseits ist der ganz rechts liegende effektive Lichteinfallsbereich EA4 von dem Zentrum der Linse Ld weg von der optischen Achse verschoben. On the other hand, the rightmost effective incident area EA4 light is shifted from the center of the lens Ld away from the optical axis. Demzufolge ist jeder der effektiven Lichteinfallsbereiche EA1 bis EA4 im Wesentlichen mit dem Ort seiner entsprechenden Lichtquantitätsverteilung der Linsenanordnung Accordingly, each of the effective light incident areas EA1 to EA4 substantially with the location of its corresponding light quantity distribution of the lens assembly 310 310 ausgerichtet. aligned. Da eine vorbestimmte Anzahl von Linsen, wie zwei oder drei Linsen, die nahe der optischen Achse angeordnet sind, eine große Lichtintensität aufweisen, ist es im Besonderen bevorzugt, die Verteilungen der Quantität des durch jede dieser Linsen gesammelten Lichts im Wesentlichen mit deren jeweiligen effektiven Lichteintrittsbereichen auszurichten. Since a predetermined number of lenses, such as two or three lenses, which are arranged near the optical axis, having a large light intensity, it is preferable in particular, the distribution of the quantity of light collected by each of these lenses mainly to their respective effective light entry regions align. Mittels einer derartigen Konstruktion ist es gemäß der zweiten Ausführungsform möglich, das Licht mit größerer Effizienz zu nutzen. By means of such construction, it is possible according to the second embodiment, to use the light with greater efficiency. Wie viel größer die Breite eines effektiven Lichteintrittsbereichs als 1/2 der Breite der zugeordneten Linse vorgesehen werden sollte, oder welche Linse als eine Referenz zur Platzierung eines effektiven Lichteintrittsbereichs verwendet werden sollte, kann in einfacher Weise experimentell aus der Anzahl von Linsenanordnungen und der Beziehung zwischen der Lichtquantitätsverteilung und deren zugeordneten Linsen bestimmt werden. How much larger the width of an effective light entrance portion than 1/2 of the width of the associated lens should be provided, or that the lens as a reference for placing an effective light inlet area should be used, can in a simple manner experimentally from the number of lens arrays, and the relationship between the quantity of light distribution and their associated lenses are determined. Die Breiten der effektiven Lichteintrittsbereiche und der ineffektiven Lichteintrittsbereiche müssen nicht größer als 1/2 der Breiten ihrer korrespondierenden Linsen vorgesehen werden. The widths of the effective light entrance areas and the ineffective light entrance areas must not be made larger than 1/2 of the width of their corresponding lenses. Die Breiten werden durch die tatsächliche Verteilung der Lichtquantität bestimmt, welche die Lichteintrittsfläche der Polarisationswandlungsanordnung beleuchtet. The widths are determined by the actual distribution of the quantity of light which illuminates the light entrance surface of the polarization conversion arrangement.
  • D. Projektionsanzeigevorrichtung: D. A projection display apparatus comprising:
  • [0067] [0067]
    13 13 ist eine schematische Strukturansicht des Hauptabschnitts einer Projektionsanzeigevorrichtung, die mit der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung is a schematic structure view of the main portion of a projection display apparatus equipped with the polarization illuminating device 50 50 von from 1 1 versehen ist. is provided. Die Projektionsanzeigevorrichtung umfasst die Polarisationsbeleuchtungseinrichtung The projection display device comprises the polarizing illumination device 50 50 , dichroitische Spiegel Dichroic mirror 801 801 und and 804 804 , Reflexionsspiegel , Reflecting mirror 802 802 , . 807 807 und and 809 809 , Linsen , Lentils 806 806 , . 808 808 und and 810 810 , drei Flüssigkristall-Lichtventile , Three liquid crystal light valves 803 803 , . 805 805 und and 811 811 , ein dichroitisches Kreuzungsprisma , A dichroic prism intersection 813 813 und eine Projektionslinsenbaugruppe and a projection lens assembly 814 814 . ,
  • [0068] [0068]
    Die dichroitischen Spiegel The dichroic mirror 801 801 und and 804 804 wirken jeweils als ein Farblichtseparationsmittel zum Aufteilen von weißem Licht in drei Farbkomponenten, Rot, Blau und Grün. each act as a color light separation means for separating white light into three color components, red, blue and green. Die drei Flüssigkristall-Lichtventile The three liquid crystal light valves 803 803 , . 805 805 und and 811 811 wirken jeweils als ein Lichtmodulationsmittel zum Modulieren der drei Farbkomponenten, um ein Bild, in Entsprechung mit der empfangenen Bildinformation oder dem empfangenen Bildsignal, auszubilden. each act as a light modulating means for modulating the three color components, an image, in correspondence with the received image information or the received image signal to form. Das dichroitische Kreuzungsprisma The dichroic prism intersection 813 813 wirkt als ein Farblichtkombiniermittel zum Kombinieren der drei Farbkomponenten, um ein Farbbild auszubilden. acts as a colored light combining means for combining the three color components, in order to form a color image. Die Projektionslinsenbaugruppe The projection lens assembly 814 814 wirkt als ein optisches Projektionssystem zum Projizieren des Lichts, welches das kombinierte Farbbild auf einen Schirm acts as a projection optical system for projecting the light, which is the combined color image on a screen 815 815 trägt. bears.
  • [0069] [0069]
    Die rote Komponente von weißem Licht von der Polarisationsbeleuchtungseinrichtung The red component of white light from the polarization illumination device 50 50 passiert durch den dichroitischen Spiegel passes through the dichroic mirror 801 801 , welcher eine blaue Komponente und eine grüne Komponente reflektiert, wobei die blaue Komponente und die grüne Komponente dadurch reflektiert werden. Which reflects a blue component and a green component, the blue component and the green component is reflected thereby. Die rote Komponente, welche dort hindurchgegangen ist, wird durch den Reflexionsspiegel The red component that is passed there, is by the reflection mirror 802 802 reflektiert und kommt an dem Flüssigkristall-Lichtventil reflected and arrives at the liquid crystal light valve 803 803 für die rote Komponente an. for the red component to. Andererseits wird von der blauen Komponente und der grünen Komponente, die durch den ersten dichroitischen Spiegel On the other hand, of the blue component and the green component represented by the first dichroic mirror 801 801 reflektiert werden, die grüne Komponente durch den dichroitischen Reflexionsspiegel are reflected, the green component by the dichroic mirror reflection 804 804 für die grüne Komponente reflektiert und kommt an dem Flüssigkristall-Lichtventil for the green component reflected and arrives at the liquid crystal light valve 805 805 für die grüne Komponente an. for the green of component. Die blaue Komponente geht durch den zweiten dichroitischen Spiegel The blue component passes through the second dichroic mirror 804 804 hindurch. through it.
  • [0070] [0070]
    In der vorliegenden Ausführungsform ist der Weg der blauen Komponente am längsten. In the present embodiment, the path of the blue component is the longest. Für die blaue Komponente wird daher, dem dichroitischen Spiegel For the blue component is therefore, the dichroic mirror 804 804 folgend, ein Lichtführungsmittel Following, a light guide means 850 850 vorgesehen, welches gebildet wird durch eine Übertragungslinseneinheit umfassend eine Lichteintrittslinse provided, which is formed by a relay lens unit comprising a light entrance lens 806 806 , eine Zwischenlinse , An intermediate lens 808 808 und eine Lichtaustrittslinse and a light exit lens 810 810 . , Nach dem Passieren durch den dichroitischen Reflexionsspiegel After passing through the dichroic reflection mirror 804 804 für die grüne Komponente passiert die blaue Komponente durch die Lichteintrittslinse for the green component, the blue component passes through the light-entering lens 806 806 , wird durch den Reflexionsspiegel Is determined by the reflection mirror 807 807 reflektiert, und wird zu der Zwischenlinse reflected, and is transmitted to the intermediate lens 808 808 geführt. out. Dann, nach einer Reflexion durch den Reflexionsspiegel Then, after reflection by the reflecting mirror 809 809 , wird diese zu der Lichtaustrittslinse , It is to the light exit lens 810 810 geführt und erreicht das Flüssigkristall-Lichtventil out and reaches the liquid crystal light valve 811 811 für die blaue Komponente. for the blue component. Die drei Flüssigkristall-Lichtventile The three liquid crystal light valves 803 803 , . 805 805 und and 811 811 entsprechen dem Beleuchtungsbereich correspond to the illumination area 80 80 von from 1 1 . ,
  • [0071] [0071]
    Entsprechend dem Bildsignal (Information), das durch eine externe Steuerschaltung (nicht dargestellt) bereitgestellt wird, modulieren die drei Flüssigkristall-Lichtventile Corresponding to the image signal (information) that is provided by an external control circuit (not shown) that modulate the three liquid crystal light valves 803 803 , . 805 805 und and 811 811 deren entsprechende Farbkomponenten, um Farblichtstrahlen zu erzeugen, welche eine Bildinformation der Lichtkomponenten enthalten. their respective color components to generate color light beams containing image information of the light components. Die modulierten drei Farbkomponenten treffen auf das dichroitische Kreuzungsprisma Meet The modulated three color components on the dichroic prism intersection 813 813 . , Ein dielektrischer mehrlagiger Film, der eine rote Komponente reflektiert, und ein dielektrischer mehrlagiger Film, der eine blaue Komponente reflektiert, sind an dem dichroitischen Kreuzungsprisma A dielectric multilayer film that reflects a red component, and a dielectric multilayer film that reflects a blue component, are attached to the dichroic cross prism 813 813 kreuzförmig ausgebildet. cruciform. Diese dielektrischen mehrlagigen Filme kombinieren die drei Farbkomponenten, was einen Lichtstrahl ausbildet, der das Farbbild repräsentiert. These dielectric multilayer films combine the three color components, which forms a light beam representing the color image. Der Lichtstrahl, in welchem die Lichtkomponenten kombiniert wurden, wird durch die Projektionslinsenbaugruppe The light beam in which the light components are combined, is determined by the projection lens assembly 814 814 , welche ein optisches Projektionssystem zum Vergrößern des Bilds für eine Anzeige ist, auf den Schirm Which is a projection optical system for enlarging the image for a display on the screen 815 815 projiziert. projected.
  • [0072] [0072]
    Die Projektionsanzeigevorrichtung verwendet Flüssigkristall-Lichtventile The projection display apparatus uses the liquid crystal light valves 803 803 , . 805 805 und and 811 811 , die als Lichtmodulationsmittel von dem Typ dienen, der einen in einer bestimmten Richtung polarisierten Lichtstrahl (dh einen s-polarisierten Lichtstrahl oder einen p-polarisierten Lichtstrahl) moduliert. Serving as light modulating means is of the type that modulates a polarized light beam in a particular direction (ie, a s-polarized light beam or a p-polarized light beam). Polarisationsplatten (nicht dargestellt) sind normalerweise an der Lichteintrittsseite und der Lichtaustrittsseite jedes der Flüssigkristall-Lichtventile befestigt. Polarizing plates (not shown) are normally fixed to the light incident side and the light exit side of each of liquid crystal light valves. Ein in einer vorbestimmten Richtung polarisierter Lichtstrahl, wie ein s-polarisierter Lichtstrahl, wird daher moduliert und trifft auf das dichroitische Kreuzungsprisma A polarized light beam in a predetermined direction, such as a s-polarized light beam is, therefore, modulated and incident on the dichroic cross prism 813 813 . , Von den Lichtstrahlen, die auf das optische Element Of the light beams incident on the optical element 300 300 auftreffen, werden hier diejenigen Strahlen, die durch die Fokuslinsenanordnung incident, here are those rays passing through the focus lens arrangement 310 310 gesammelt werden und die Polarisationsseparationsfilme are collected and the polarization separation films 331 331 beleuchten, wie in illuminate, as in 10 10 gezeigt, alle in s-polarisierte Lichtstrahlen gewandelt und verlassen das optische Element show all converted into s-polarized light beams and leave the optical element 300 300 . , Die Lichtstrahlen von dem optischen Element The light beams from the optical element 300 300 beleuchten durch eine lichtaustrittsseitige Linse light through a light exit side lens 390 390 hindurch die Flüssigkristall-Lichtventile through the liquid crystal light valves 803 803 , . 805 805 und and 811 811 . ,
  • [0073] [0073]
    Von den Lichtstrahlen, die auf das optische Element Of the light beams incident on the optical element 300 300 auftreffen, werden diejenigen, die durch die Fokuslinsenanordnung strike, those caused by the focusing lens assembly 310 310 nicht vollständig gesammelt werden können und deren jeweilige Reflexionsfilme can not be completely collected and their respective reflection films 332 332 nicht beleuchten können, in p-polarisierte Lichtstrahlen gewandelt, wie es bei dem herkömmlichen Beispiel beschrieben wurde, und verlassen das optische Element 300, um die Flüssigkristall-Lichtventile can not light is converted into p-polarized light beams, as described in the conventional example, and leave the optical element 300 to the liquid crystal light valves 803 803 , . 805 805 und and 811 811 zu beleuchten. to illuminate. Wie es oben erwähnt ist, sind jedoch Polarisationsplatten an den Lichteintrittsflächen der Flüssigkristall-Lichtventile As mentioned above, however, polarizing plates are attached to the light inlet surfaces of the liquid crystal light valves 803 803 , . 805 805 und and 811 811 vorgesehen, um p-polarisierte Lichtstrahlen zu blockieren, wodurch lediglich s-polarisierte Lichtstrahlen genutzt werden. provided to block p-polarized light beams, whereby only s-polarized light rays are used. Andererseits verlassen diejenigen Lichtstrahlen, die durch den Raum Cp in dem optischen Element der oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hindurch passieren, den Raum Cp und beleuchten die Flüssigkristall-Lichtventile On the other hand, leave those light rays passing through the space Cp in the optical element of the above-described embodiment of the present invention through the space Cp and illuminate the liquid crystal light valves 803 803 , . 805 805 und and 811 811 ohne in einen polarisierten Lichtstrahl gewandelt zu werden. without being converted into a polarized light beam. Da das beleuchtende Licht weißes Licht ist, welches eine s-polarisierte Komponente enthält, die an den Flüssigkristall-Lichtventilen Because the illuminating light is white light containing an S-polarized component to the liquid crystal light valves 803 803 , . 805 805 und and 811 811 verwendbar ist, ist es möglich, lediglich die spolarisierte Komponente des Lichts zu verwenden, welches die Flüssigkristall-Lichtventile is used, it is possible to use only the spolarisierte component of the light that the liquid crystal light valves 803 803 , . 805 805 und and 811 811 beleuchtet. illuminated. Da die Projektionsanzeigevorrichtung Since the projection display device 800 800 von from 13 13 somit die Polarisationsbeleuchtungseinrichtung thus the polarization illumination device 50 50 unter Verwendung des optischen Elements using the optical element 300 300 der oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einbezieht, ist es möglich, das Licht effizienter als in dem herkömmlichen Fall zu nutzen. the above-described embodiment of the present invention includes, it is possible to utilize the light efficiently than in the conventional case.
  • [0074] [0074]
    Wie es aus der vorangegangenen- Beschreibung verständlich ist, gestatten die optischen Elemente der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dass Licht in der Projektionsanzeigevorrichtung effizienter als in herkömmlichen Projektionsanzeigevorrichtungen genutzt wird. As is understood from the description vorangegangenen-, allow the optical elements of the present embodiment of the present invention that light in the projection display apparatus is used more efficiently than in conventional projection-type display devices. Deshalb kann das auf den Schirm Therefore, the can on the screen 815 815 projizierte Bild heller vorgesehen werden. projected image will be brighter provided.
  • [0075] [0075]
    Wenngleich die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, so ist es verständlich, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können ohne den Bereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen. Although the preferred embodiments of the present invention have been described, it is understood that various modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.
  • [0076] [0076]
    Die Polarisationsbeleuchtungseinrichtung der vorliegenden Erfindung kann in Vorrichtungen verwendet werden, die verschieden von der Projektionsanzeigevorrichtung von The polarization illuminating device of the present invention can be used in devices different from the projection display device of 13 13 sind. are. Beispielsweise kann die Polarisationsstrahlteileranordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung auch für eine Projektionsanzeigevorrichtung eingesetzt werden, die kein Farbbild sondern ein Schwarzweißbild projiziert. For example, the polarization beam splitter array can be used according to the present invention for a projection display device that projects a color image but a black and white image. In diesem Fall, im Vergleich zu der Vorrichtung von In this case, compared to the device of 13 13 , muss nur ein Flüssigkristall-Lichtventil verwendet werden, und die Farblichtseparationsmittel zum Aufteilen eines Lichtstrahls in seine drei Farbkomponenten und ein Farblichtkombiniermittel zum Kombinieren der drei Farbkomponenten des Lichtstrahls sind nicht erforderlich. , Only a liquid crystal light valve must be used, and the color light separating means for splitting a light beam into its three color components, and a colored light combining means for combining the three color components of the light beam are not required. Außerdem kann die vorliegende Erfindung für eine Projektions-Farbanzeigevorrichtung unter Verwendung lediglich eines Lichtventils eingesetzt werden. Moreover, the present invention for a projector type color display device using only one light valve can be used. Ferner kann die vorliegende Erfindung für Projektionsanzeigevorrichtungen, die ein Reflexionslichtventil verwenden, oder für eine Bildanzeigevorrichtung eingesetzt werden, die das Polarisationsbeleuchtungslicht einer Rückanzeigevorrichtung oder dergleichen verwendet. The present invention for projection type display devices using a reflective light valve, or for an image display device further can be used that uses the polarizing illumination light of a rear display device or the like.
Classifications
International ClassificationG02F1/13357, G02B27/28, G02F1/1335, G02F1/13, G02B5/30, H04N9/31, G03B21/00
Cooperative ClassificationG02B27/283, H04N9/3167, G02B27/285, H04N9/3105
European ClassificationG02B27/28B, H04N9/31V, H04N9/31R5P, H04N9/31A1, G02B27/28B1