DE10044650A1 - Color separation-synthesizing optical system for LC projector, has dichroic mirror whose wavelength cut-off characteristics depends on projection angle of light, so that mean wavelength of light is equal - Google Patents

Color separation-synthesizing optical system for LC projector, has dichroic mirror whose wavelength cut-off characteristics depends on projection angle of light, so that mean wavelength of light is equal

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Tetsuya Kobayashi
Tetsuya Hamada
Mari Sugawara
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Abstract

Optical system has dichroic mirrors (30,31A) which split R, G, B light and irradiate on liquid crystal light valves (34R,34G). Dichroic prisms synthesize R, G, B color light. The wavelength cut off characteristics of the mirror (31A) depends on the projection angle ( tau 1, tau 2) of light projected from lens (23), so that the mean wavelength of the light irradiated on the LC light valve is equal. Independent claims are also included for the following: (a) Optical integrator; (b) Lighting system; (c) Liquid crystal projector

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION 1. Gebiet der Erfindung1. Field of the Invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Integrator, der ein Paar von Linsenarrays, die einander gegenüberliegen, und einen Kondensor zum Erreichen einer gleichförmigen Verteilung der Beleuchtungsstärke enthält, und ein optisches Farbtrenn-/-synthesesystem, eine Leuchte und eine Flüssigkristallprojektionsvorrichtung, bei denen jeweils der optische Integrator verwendet wird.The present invention relates to an optical Integrator, which is a pair of lens arrays facing each other opposite, and a condenser to achieve one contains uniform distribution of illuminance, and an optical color separation / synthesis system, a lamp and a liquid crystal projection device in which the optical integrator is used in each case.

2. Beschreibung der verwandten Technik2. Description of the related art

Von einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung ist verlangt worden, eine hohe Lichtnutzungseffektivität zu haben und ein projiziertes Bild, ohne Farbgleichmäßigkeit und Helligkeit, zu gewährleisten.From a liquid crystal projection device have been required to have high light utilization effectiveness and have a projected image without color uniformity and brightness.

Fig. 24 zeigt eine Flüssigkristallprojektionsvorrich­ tung nach Stand der Technik. Fig. 24 shows a liquid crystal projection device according to the prior art.

In einer Lichtquelle 10 ist das Zentrum einer Lampe 11 an einem Brennpunkt eines Parabolspiegels 12 angeordnet. Fast paralleles weißes Licht, das von der Lichtquelle 10 emittiert wird, wird auf einen optischen Integrator 20 gerichtet. Die Strahlungsintensität der Lichtquelle 10 ist auf einer Lichtemissionsoberfläche von ihr nicht gleichför­ mig, und der optische Integrator 20 wird verwendet, um die Intensitätsverteilung gleichförmig zu machen.The center of a lamp 11 is arranged in a light source 10 at a focal point of a parabolic mirror 12 . Almost parallel white light emitted from the light source 10 is directed onto an optical integrator 20 . The radiation intensity of the light source 10 is not uniform on a light emission surface thereof, and the optical integrator 20 is used to make the intensity distribution uniform.

Der optische Integrator 20 enthält ein Linsenarray 21 (facettenartige Linse), ein Linsenarray 22 und einen Überla­ gerungskondensor 23, in dem mehrere zehn bis hin zu Hunder­ ten der rechteckigen Konvexlinsen des Linsenarrays 22 die Bilder von jeweiligen rechteckigen Konvexlinsen des Linsen­ arrays 21 durch den Kondensor 23 auf Flüssigkristallichtven­ tilen 34R, 34G und 34B bilden und überlagern. Ein Abstand zwischen den Linsenarrays 21 und 22 wird eingestellt, um der Brennweite der Linsen des Linsenarrays 21 gleich zu sein, so daß der gesamte Lichtstrom, der jede der Linsen des Linsen­ arrays 21 durchläuft, der entsprechenden rechteckigen Linse des Linsenarrays 22 eingegeben wird. Durch den optischen Integrator 20 ist die Verteilung der Beleuchtungsstärke auf den Flüssigkristallichtventilen 34R, 34G und 34B im wesent­ lichen gleichförmig.The optical integrator 20 includes a lens array 21 (facet-like lens), a lens array 22, and a superimposed condenser 23 in which tens to hundreds of the rectangular convex lenses of the lens array 22 take the images of respective rectangular convex lenses of the lens array 21 through the condenser 23 on liquid crystal valves 34 R, 34 G and 34 B form and overlay. A distance between the lens arrays 21 and 22 is set to be equal to the focal length of the lenses of the lens array 21 so that the total luminous flux that each lens of the lens array 21 traverses is input to the corresponding rectangular lens of the lens array 22 . Through the optical integrator 20 , the distribution of the illuminance on the liquid crystal light valves 34 R, 34 G and 34 B is essentially uniform.

Von dem weißen Licht von dem optischen Integrator 20 durchläuft die blaue Lichtkomponente B einen dichroitischen Spiegel 30, während die grüne Lichtkomponente G und die rote Lichtkomponente R durch den dichroitischen Spiegel 30 re­ flektiert werden. Das reflektierte Licht wird auf einen dichroitischen Spiegel 31 gerichtet, wo das Licht weiter in die rote Lichtkomponente R, die den dichroitischen Spiegel 31 durchläuft, und die grüne Lichtkomponente getrennt wird, die durch den dichroitischen Spiegel 31 reflektiert wird. Das blaue Licht, welches den dichroitischen Spiegel 30 durchläuft, wird durch einen Totalreflexionsspiegel 32 reflektiert, breitet sich durch eine Feldlinse 33B aus und tritt dann in das Flüssigkristallichtventil 34B ein. Das grüne Licht, das durch den dichroitischen Spiegel 31 reflek­ tiert wird, durchläuft eine Feldlinse 33G und tritt dann in das Flüssigkristallichtventil 34G ein. Das rote Licht, welches den dichroitischen Spiegel 31 durchläuft, durchläuft eine Feldlinse 33R und tritt in das Flüssigkristallichtven­ til 34R ein.Of the white light from the optical integrator 20 , the blue light component B passes through a dichroic mirror 30 , while the green light component G and the red light component R are reflected by the dichroic mirror 30 . The reflected light is directed to a dichroic mirror 31 , where the light is further separated into the red light component R, which passes through the dichroic mirror 31 , and the green light component, which is reflected by the dichroic mirror 31 . The blue light that passes through the dichroic mirror 30 is reflected by a total reflection mirror 32 , propagates through a field lens 33 B, and then enters the liquid crystal light valve 34 B. The green light, which is reflected by the dichroic mirror 31 , passes through a field lens 33 G and then enters the liquid crystal light valve 34 G. The red light, which passes through the dichroic mirror 31 , passes through a field lens 33 R and enters the liquid crystal valve 34 R.

Jedes der Flüssigkristallichtventile 34B, 34G und 34R ist mit einer Flüssigkristalltafel und mit Polarisations­ platten auf beiden Seiten versehen, und der Transmissions­ grad von jedem Pixel auf jedem Lichtventil verändert sich als Reaktion auf ein Bildsignal, das für die entsprechende Flüssigkristalltafel vorgesehen wird.Each of the liquid crystal light valves 34 B, 34 G and 34 R is provided with a liquid crystal panel and with polarizing plates on both sides, and the transmittance of each pixel on each light valve changes in response to an image signal provided for the corresponding liquid crystal panel.

Austretendes Licht von dem Flüssigkristallichtventil 34B durchläuft dichroitische Prismen 35 und 36, um in eine Projektionslinse 37 einzutreten. Austretendes Licht von dem Flüssigkristallichtventil 34G wird durch das dichroitische Prisma 35 reflektiert und durchläuft das dichroitische Prisma 36, um in die Projektionslinse 37 einzutreten. Aus­ tretendes Licht von dem Flüssigkristallichtventil 34R wird durch ein Totalreflexionsprisma 38 reflektiert und weiter durch das dichroitische Prisma 36 reflektiert, um in die Projektionslinse einzutreten. Dadurch wird ein vergrößertes projiziertes Bild auf einem nichtgezeigten Bildschirm ange­ zeigt.Exiting light from the liquid crystal light valve 34 B passes through dichroic prisms 35 and 36 to enter a projection lens 37 . Leaking light from the liquid crystal light valve 34 G is reflected by the dichroic prism 35 and passes through the dichroic prism 36 to enter the projection lens 37 . Outgoing light from the liquid crystal light valve 34 R is reflected by a total reflection prism 38 and further reflected by the dichroic prism 36 to enter the projection lens. As a result, an enlarged projected image is displayed on a screen, not shown.

Die Feldlinsen 33B, 33G und 33R werden zur Verbesserung der Helligkeit des projizierten Bildes verwendet, indem Licht in jeweiligen peripheren Abschnitten der Linsen hin zu der optischen Achse gekrümmt wird.The field lenses 33 B, 33 G and 33 R are used to improve the brightness of the projected image by curving light in respective peripheral portions of the lenses toward the optical axis.

(1) Farbungleichmäßigkeit(1) color unevenness

In einem optischen System ohne optischen Integrator sind Differenzen von Einfallswinkeln in Abhängigkeit von Positionen auf einem dichroitischen Spiegel klein, aber in einem optischen System mit optischem Integrator sind die Differenzen groß, und weiterhin ist eine Einfallswinkelver­ teilung um jeden Punkt auf dem dichroitischen Spiegel herum vorhanden. Da eine Grenzwellenlänge des dichroitischen Spiegels von einem Einfallswinkel abhängt, ergibt sich eine Farbungleichmäßigkeit auf einem Lichtventil.In an optical system without an optical integrator are differences of angles of incidence depending on Positions on a dichroic mirror small but in an optical system with an optical integrator are the Differences are large, and furthermore an angle of incidence ver division around every point on the dichroic mirror available. Because a cut-off wavelength of the dichroic Depends on an angle of incidence, there is one Color unevenness on a light valve.

Besonders wenn eine Metallhalogenidlampe oder eine Quecksilberlampe wie etwa eine Ultrahochdruckquecksilber­ lampe [ultra-high pressure mercury lamp] (UHP) als Lampe 11 verwendet wird, bewirkt eine Grenzwellenlängenverschiebung von nur einigen nm des dichroitischen Spiegels 31 eine schwerwiegende Farbungleichmäßigkeit, da eine Lichtemissi­ onsspitze in der Nähe von 575 bis 585 nm vorhanden ist, die eine Randwellenlänge auf der Seite der langen Wellenlänge des grünen Lichtes darstellt. Diese Tendenz trifft auf ähnliche Weise auch auf die Anzeige der roten Farbe von den drei Primärfarben zu.Particularly when a metal halide lamp or a mercury lamp such as an ultra-high pressure mercury lamp (UHP) is used as the lamp 11 , a cutoff wavelength shift of only a few nm of the dichroic mirror 31 causes a serious color unevenness because of a light emission peak in the Near 575 to 585 nm is present, which represents an edge wavelength on the long wavelength side of the green light. This tendency applies in a similar way to the display of the red color from the three primary colors.

Da aus diesem Grund nach Stand der Technik ein helles Linienspektrum von 585 nm einer Quecksilberlampe nicht einmal teilweise genutzt werden konnte, führte dies zu einer Verringerung der Beleuchtungsstärke.Because for this reason according to the state of the art a bright one Line spectrum of 585 nm of a mercury lamp is not  once could be used partially, this led to a Decrease in illuminance.

Nach Stand der Technik wurde die obige Wellenlänge ab­ sichtlich nicht einbezogen, um eine Farbreinheit zu gewähr­ leisten, indem auf das gelbe Lichtband verzichtet wurde. Falls die Farbungleichmäßigkeit einen Betrachter selbst durch Ergreifen solch einer Maßnahme dennoch nervte, wurde auf einen Teil des Lichtes in einem roten optischen Weg durch eine Bandbreitenkorrektur mit einem Vertikaleinfalls­ filter verzichtet. Daher war die Lichtnutzungseffektivität niedrig.According to the prior art, the above wavelength was reduced obviously not included to ensure color purity afford by doing without the yellow light band. If the color unevenness is a viewer himself was still annoying by taking such a measure part of the light in a red optical path by bandwidth correction with vertical incidence no filter. Hence the effectiveness of light use low.

(2) Apertur einer Projektionslinse(2) Aperture of a projection lens

Um die Lichtnutzungseffektivität zu erhöhen, ist es effektiv, reflexionsfreies Licht durch Vergrößern eines Durchmessers des Parabolspiegels 12 zu verringern. In einer allgemeinen Flüssigkristallprojektionsvorrichtung ist ein Parabolspiegel 12 mit einem Durchmesser zwischen etwa 60 nm und etwa 100 nm verwendet worden. Andererseits sind Flüssig­ kristalltafeln von Flüssigkristallichtventilen 34B, 34G und 34R eingesetzt worden, die jeweils eine Größe von 1,3 bis 1,8 Zoll (33 mm bis 46 mm) in der Diagonale hatten. Deshalb ist das Licht, das von dem optischen Integrator 20 auf die Flüssigkristalltafel gerichtet wird, konvergierendes Licht. Das Licht von allen Linsen des Linsenarrays 22 tritt in jeden Punkt auf einer Flüssigkristalltafel ein. Licht tritt aus der Flüssigkristalltafel mit einem Divergenzwinkel aus, der dem Konvergenzwinkel des einfallenden Lichtes gleich ist, und wird auf die Projektionslinse 37 gerichtet. Deshalb wird bei Verwendung der Projektionslinse 37 mit einem größe­ ren Durchmesser eine höhere Effektivität der Lichtnutzung gefordert.In order to increase the light utilization effectiveness, it is effective to reduce reflection-free light by enlarging a diameter of the parabolic mirror 12 . In a general liquid crystal projection device, a parabolic mirror 12 with a diameter between about 60 nm and about 100 nm has been used. On the other hand, liquid crystal panels of liquid crystal light valves 34 B, 34 G and 34 R have been used, each having a size of 1.3 to 1.8 inches (33 mm to 46 mm) in the diagonal. Therefore, the light directed from the optical integrator 20 onto the liquid crystal panel is converging light. The light from all of the lenses of the lens array 22 enters every point on a liquid crystal panel. Light emerges from the liquid crystal panel at an angle of divergence equal to the angle of convergence of the incident light and is directed onto the projection lens 37 . Therefore, when using the projection lens 37 with a larger diameter, a higher effectiveness of the use of light is required.

Ein größerer Durchmesser der Projektionslinse 37 hat sich jedoch nicht nur auf eine Größe einer Vorrichtung hin zu einer größeren ausgewirkt, sondern auch auf eine Kosten­ erhöhung, wodurch dann wieder eine Realisierung einer kompakten Vorrichtung und eine Erhöhung der Lichtnutzungseffek­ tivität verhindert worden ist.However, a larger diameter of the projection lens 37 has not only affected a size of a device towards a larger one, but also an increase in costs, which in turn has prevented the implementation of a compact device and an increase in the effectiveness of light use.

(3) Ungleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke(3) Illuminance unevenness

In einer Flüssigkristalltafel wird ein Flüssigkristall des TN-Typs eingesetzt, der durch ein Aktivmatrixsteuerver­ fahren hinsichtlich einer Reaktionsgeschwindigkeit und des Kontrastes gesteuert wird.A liquid crystal is in a liquid crystal panel of the TN type used by an active matrix control ver drive in terms of a reaction speed and Contrast is controlled.

In einem Lichtventil, in dem solch eine Flüssigkri­ stalltafel zum Einsatz kommt, hängt der Transmissionsgrad von einem Einfallswinkel ϕ ab (siehe Fig. 26), wie in Fig. 25 gezeigt. Die Abhängigkeit von einem Einfallswinkel unter­ scheidet sich gemäß einer Spannung, die auf ein Pixel der Flüssigkristalltafel angewendet wird, das heißt, gemäß einer schwarzen Anzeige (niedrigster Transmissionsgrad), einer weißen Anzeige (höchster Transmissionsgrad) oder einer Halbtonanzeige.In a light valve in which such a liquid crystal panel is used, the transmittance depends on an angle of incidence ϕ (see FIG. 26), as shown in FIG. 25. The dependence on an angle of incidence differs according to a voltage applied to a pixel of the liquid crystal panel, that is, according to a black display (lowest transmittance), a white display (highest transmittance) or a halftone display.

In einer TN-(twisted nematic)-Flüssigkristalltafel kann die Abhängigkeit des Transmissionsgrades von einem Einfalls­ winkel gesteuert werden, indem die Orientierung der Vornei­ gung des Flüssigkristalls durch einen Prozeß und durch einen Reibschritt auf der Tafel verändert wird. Im allgemeinen entsteht die Abhängigkeit von einem Einfallswinkel längs einer Richtung einer kürzeren Seite der Flüssigkristall­ tafel, und bei der schwarzen Anzeige hat zum Beispiel ein Lichtstrahl mit ϕ < 0 einen niedrigeren Transmissionsgrad, aber ein Lichtstrahl mit ϕ < 0 hat einen höheren Transmissi­ onsgrad, wodurch eine Anzeige mit schlechterer Qualität präsentiert wird.In a TN (twisted nematic) liquid crystal panel the dependence of the transmittance on an idea angles can be controlled by orienting the front egg supply of the liquid crystal by a process and by a Rubbing step on the board is changed. In general there is a dependence on an angle of incidence longitudinally a direction of a shorter side of the liquid crystal blackboard, and on the black display, for example, has a Light beam with ϕ <0 a lower transmittance, but a light beam with ϕ <0 has a higher transmissi onsgrad, resulting in an ad with poorer quality is presented.

Der Kontrast ist definiert als (höchster Transmissions­ grad)/(niedrigster Transmissionsgrad). Es ist erforderlich, den Kontrast zu erhöhen, um eine Anzeigequalität zu verbes­ sern.The contrast is defined as (highest transmission degree) / (lowest transmittance). It is necessary, increase the contrast to improve the display quality ser.

Da Licht von allen Linsen des Linsenarrays 22 von Fig. 24 zu jedem Punkt auf einem Lichtventil gelangt, unterscheidet sich ein Durchschnittswert von Einfallswinkeln gemäß einer Position auf dem Lichtventil.Since light from all of the lenses of the lens array 22 of FIG. 24 reaches every point on a light valve, an average value differs from angles of incidence according to a position on the light valve.

Deshalb entsteht eine Ungleichmäßigkeit der Beleuch­ tungsstärke auf einem projizierten Bild.Therefore there is an unevenness in the lighting strength on a projected image.

Da andererseits, wie in Fig. 26 gezeigt, ein Bogen zwi­ schen gegenüberliegenden Elektroden in der Lampe 11 gemäß einer Temperaturverteilung nach oben verläuft, ist die Lichtmenge von den Linsen in der oberen Hälfte der Lampe 11 größer als jene in ihrer unteren Hälfte. Aus der Sicht von jedem Punkt auf der Flüssigkristalltafel 34B ist deshalb eine Lichtmenge von Linsen in der oberen Hälfte des Linsen­ arrays 22 größer als jene in seiner unteren Hälfte. Da ein durchschnittlicher Einfallswinkel, der gemäß einer Position auf dem Flüssigkristallichtventil 34B verschieden ist, verschoben ist, entsteht dadurch eine Ungleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke auf einem projizierten Bild.On the other hand, as shown in FIG. 26, since an arc between opposite electrodes in the lamp 11 goes up according to a temperature distribution, the amount of light from the lenses in the upper half of the lamp 11 is larger than that in its lower half. From the point of view of each point on the liquid crystal panel 34 B, therefore, an amount of light from lenses in the upper half of the lens array 22 is larger than that in its lower half. Since an average angle of incidence, which differs according to a position on the liquid crystal light valve 34 B, is shifted, this results in an unevenness in the illuminance on a projected image.

Fig. 27 zeigt Veränderungen der Beleuchtungsstärke auf einem Bildschirm längs einer Richtung, von oben nach unten, in den Fällen, wenn der gesamte Bereich des Bildschirmes nur in Weiß, nur in Schwarz oder nur in einer Halbtonfarbe angezeigt wird. Da ein Bild auf einem Bildschirm durch die Projektionslinse umgekehrt gebildet wird, ist eine Vertei­ lung der Beleuchtungsstärke längs einer Richtung von oben nach unten auf dem Flüssigkristallichtventil 34B zu jener auf dem Bildschirm entgegengesetzt. Fig. 27 shows changes in illuminance on a screen along a direction, from top to bottom, in cases where the entire area of the screen is displayed only in white, only in black or only in a halftone color. Since an image on a screen is reversely formed by the projection lens, a distribution of the illuminance along a direction from top to bottom on the liquid crystal light valve 34 B is opposite to that on the screen.

Falls ein optisches Gradientenfilter eingesetzt wird, um die Ungleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke zu reduzie­ ren, wird die Lichtnutzungseffektivität verringert.If an optical gradient filter is used, to reduce the unevenness of the illuminance ren, the light use effectiveness is reduced.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen optischen Integrator vorzusehen, der die Anzeigequali­ tät durch Verringerung der Ungleichmäßigkeit der Farbe oder der Beleuchtungsstärke verbessern kann oder die Lichtnut­ zungseffektivität verbessern kann, und ein optisches Farbtrenn-/-synthesesystem, eine Leuchte und eine Flüssigkri­ stallprojektionsvorrichtung vorzusehen, bei denen jeweils der optische Integrator eingesetzt wird.It is therefore an object of the present invention to provide an optical integrator that the display quality by reducing the color unevenness or the illuminance can improve or the light groove efficiency, and an optical color separation / synthesis system,  a lamp and a liquid crystal to provide stall projection device, each of which the optical integrator is used.

Ein "dichroitischer Spiegel", der im folgenden verwen­ det wird, ist ein Begriff, der zum Beispiel ein dichroiti­ sches Prisma einschließt, das dieselbe Funktion wie der dichroitische Spiegel hat.A "dichroic mirror", which will be used in the following Det is a term that, for example, is a dichroiti prism that has the same function as that has dichroic mirrors.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Farbtrenn-/-synthesesystem vorgesehen, das umfaßt: einen optischen Integrator mit ersten und zweiten Linsen­ arrays, um Bilder von Konvexlinsen des ersten Linsenarrays auf jedem Bereich durch jeweilige Konvexlinsen des zweiten Linsenarrays zu überlagern; ein optisches Farbtrennsystem mit wenigstens einem dichroitischen Spiegel, um weißes Licht von dem optischen Integrator in eine Vielzahl von Farblich­ ten zu trennen; eine Vielzahl von Lichtventilen, die in den jeweiligen Bereichen angeordnet sind, um die jeweiligen Farblichte von dem optischen Farbtrennsystem zu empfangen, und ein optisches Farbsynthesesystem, welches die genannten Farblichte von den Lichtventilen synthetisiert, bei dem der dichroitische Spiegel solch einen spektralen Gradienten­ transmissionsgrad hat, daß eine durchschnittliche Wellen­ länge eines Lichtstromes, der auf jeden Punkt auf dem Licht­ ventil einfällt, das dem dichroitischen Spiegel entspricht, im wesentlichen dieselbe ist.According to one aspect of the present invention, a Optical color separation / synthesis system provided which comprises: an optical integrator with first and second lenses arrays to images of convex lenses of the first lens array on each area by respective convex lenses of the second Overlay lens arrays; an optical color separation system with at least one dichroic mirror to get white light from the optical integrator in a variety of colors to separate ten; a variety of light valves used in the respective areas are arranged to the respective Receive colored lights from the optical color separation system, and an optical color synthesis system which the above Color lights synthesized by the light valves, in which the dichroic mirrors such a spectral gradient that has average transmission waves length of a luminous flux that is on every point on the light valve that corresponds to the dichroic mirror is essentially the same.

Da gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung der dichroitische Spiegel solch einen spektralen Gradienten­ transmissionsgrad hat, sind Grenzwellenlängen von Lichtströ­ men, die auf den dichroitischen Spiegel einfallen, wobei sie auf jedem Punkt auf dem Lichtventil konvergieren, im wesent­ lichen dieselben, wodurch die Farbungleichmäßigkeit redu­ ziert werden kann.According to this aspect of the present invention, since dichroic mirrors such a spectral gradient has transmittance, are cut-off wavelengths of luminous flux men who fall on the dichroic mirror, being converge at every point on the light valve, essentially the same, reducing the color unevenness can be decorated.

Durch solch eine Reduzierung der Farbungleichmäßigkeit ist ferner eine verwendbare Bandbreite größer, wodurch die Lichtnutzungseffektivität verbessert werden kann. By such a reduction in color non-uniformity is also a usable bandwidth larger, which the Light use effectiveness can be improved.  

Andere Aspekte, Ziele und die Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor.Other aspects, goals and advantages of the present Invention will emerge from the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein opti­ sches System einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 1 is a schematic diagram of the present invention shows an optical system of a liquid crystal projection apparatus ULTRASONIC the first embodiment;

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, die ein opti­ sches System zum Erläutern eines Bestimmungsverfahrens der spektralen Charakteristik des dichroitischen Spiegels 31A von Fig. 1 zeigt; Fig. 2 is a schematic diagram showing an optical system for explaining a method of determining the spectral characteristic of the dichroic mirror 31 A of Fig. 1;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung, die ein opti­ sches System zum Erläutern eines Bestimmungsverfahrens der spektralen Charakteristik des dichroitischen Spiegels 31A von Fig. 1 zeigt; Fig. 3 is a schematic diagram showing an optical system for explaining a method of determining the spectral characteristic of the dichroic mirror 31 A of Fig. 1;

Fig. 4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Position auf dem dichroitischen Spiegel 31A und einem Ein­ fallswinkel θ auf dem dichroitischen Spiegel 31A zum Bestim­ men seiner spektralen Charakteristik zeigt; Fig. 4 is a graph showing a relationship between a position on the dichroic mirror 31 A and an incident angle θ A 31 A men on the dichroic mirror for Bestim shows its spectral characteristic;

Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm, das ein opti­ sches System einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 5 is a schematic diagram showing an optical ULTRASONIC system according to the present invention shows a liquid crystal projection apparatus of the second embodiment;

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung, die ein opti­ sches System zum Erläutern eines Bestimmungsverfahrens der spektralen Charakteristik des dichroitischen Spiegels 30A von Fig. 5 zeigt; Fig. 6 is a schematic diagram showing an optical system for explaining a method of determining the spectral characteristic of the dichroic mirror 30 A of Fig. 5;

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung, die ein opti­ sches System zum Erläutern eines Bestimmungsverfahrens der spektralen Charakteristik des dichroitischen Spiegels 30A von Fig. 5 zeigt; Fig. 7 is a schematic diagram showing an optical system for explaining a method of determining the spectral characteristic of the dichroic mirror 30 A of Fig. 5;

Fig. 8 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Position auf dem dichroitischen Spiegel 30A und einem Einfallswinkel q auf dem dichroitischen Spiegel 30A zum Bestim­ men seiner spektralen Charakteristik zeigt; Fig. 8 is a graph showing a relationship between a position on the dichroic mirror 30 A and an angle of incidence q on the dichroic mirror 30 A for determining its spectral characteristic;

Fig. 9 ist ein schematisches Diagramm, das ein opti­ sches System einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 9 is a schematic diagram showing an optical ULTRASONIC system according to the present invention shows a liquid crystal projection apparatus of the third embodiment;

Fig. 10 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Position auf dem dichroitischen Spiegel 31A und einem Einfallswinkel θ auf dem dichroitischen Spiegel 31A zum Bestimmen einer spektralen Charakteristik zeigt; Fig. 10 is a graph showing a relationship between a position on the dichroic mirror 31A and an angle of incidence θ on the dichroic mirror 31A for determining a spectral characteristic;

Fig. 11 ist ein Graph, der den spektralen Transmissi­ onsgrad eines dichroitischen Spiegels für s-polarisiertes Licht, p-polarisiertes Licht und nichtpolarisiertes Licht zeigt; Fig. 11 is a graph showing the spectral transmittance of a dichroic mirror for s-polarized light, p-polarized light and non-polarized light;

Fig. 12 ist ein schematisches Diagramm, das ein opti­ sches System eines Teils einer Flüssigkristallprojektions­ vorrichtung der vierten Ausführungsform gemäß der vorliegen­ den Erfindung zeigt; Fig. 12 is a schematic diagram showing an optical system ULTRASONIC a portion of a liquid crystal projection apparatus of the fourth embodiment according to the present the invention;

Fig. 13 ist ein schematisches Diagramm, das ein opti­ sches System eines Teils einer Flüssigkristallprojektions­ vorrichtung der fünften Ausführungsform gemäß der vorliegen­ den Erfindung zeigt; Fig. 13 is a schematic diagram showing an optical system ULTRASONIC a portion of a liquid crystal projection apparatus of the fifth embodiment according to the present the invention;

Fig. 14 ist ein schematisches Diagramm, das ein opti­ sches System eines Teils einer Flüssigkristallprojektions­ vorrichtung der sechsten Ausführungsform gemäß der vorlie­ genden Erfindung zeigt; Fig. 14 is a schematic diagram showing an optical system ULTRASONIC a portion of a liquid crystal projection apparatus of the sixth embodiment according to the vorlie constricting invention;

Fig. 15 ist ein schematisches Diagramm, das ein opti­ sches System eines Teils einer Flüssigkristallprojektions­ vorrichtung der siebten Ausführungsform gemäß der vorliegen­ den Erfindung zeigt; Fig. 15 is a schematic diagram showing an optical system ULTRASONIC a portion of a liquid crystal projection apparatus of the seventh embodiment according to the present invention shows;

Fig. 16 ist ein schematisches Diagramm, das ein opti­ sches System eines Teils einer Flüssigkristallprojektions­ vorrichtung der achten Ausführungsform gemäß der vorliegen­ den Erfindung zeigt; Fig. 16 is a schematic diagram showing an optical system ULTRASONIC a portion of a liquid crystal projection apparatus of the eighth embodiment according to the present invention shows;

Fig. 17 ist eine vergrößerte Ansicht des Linsenarrays und des PBS-Arrays von Fig. 16; Fig. 17 is an enlarged view of the lens array and PBS array of Fig. 16;

Fig. 18 ist ein Graph, der Meßresultate des Transmissi­ onsgrades, der von dem Einfallswinkel abhängt, bei dem PBS- Array von Fig. 15 zeigt; Fig. 18 is a graph showing measurement results of the degree of transmission depending on the angle of incidence in the PBS array of Fig. 15;

Fig. 19 ist ein schematisches Diagramm, das ein opti­ sches System einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung der neunten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 19 is a schematic diagram of the present invention shows an optical system of a liquid crystal projection apparatus ULTRASONIC the ninth embodiment;

Fig. 20 ist ein schematisches Diagramm, das eine ver­ einfachte Form eines extrahierten Teils von der Flüssigkri­ stallprojektionsvorrichtung von Fig. 19 zeigt; Fig. 20 is a schematic diagram stall projection apparatus ver a simplified form of an extracted portion of the Flüssigkri of Figure 19; Fig.

Fig. 21(A) bis 21(C) sind schematische Diagramme, die Elemente zeigen, die anstelle des keilförmigen Prismas 40B von Fig. 20 verwendbar sind; Fig. 21 (A) to 21 (C) are schematic diagrams, the elements are shown which are usable in place of the wedge-shaped prism 40 B of FIG. 20;

Fig. 22 ist ein schematisches Diagramm, das ein opti­ sches System eines Teils einer Flüssigkristallprojektions­ vorrichtung der zehnten Ausführungsform gemäß der vorliegen­ den Erfindung zeigt; Fig. 22 is a schematic diagram showing an optical system ULTRASONIC a portion of a liquid crystal projection apparatus of the tenth embodiment according to the present the invention;

Fig. 23 ist ein schematisches Diagramm, das ein opti­ sches System eines Teils einer Flüssigkristallprojektions­ vorrichtung der elften Ausführungsform gemäß der vorliegen­ den Erfindung zeigt; Fig. 23 is a schematic diagram showing an optical system ULTRASONIC a portion of a liquid crystal projection apparatus of the eleventh embodiment according to the present the invention;

Fig. 24 ist ein schematisches Diagramm, das ein opti­ sches System einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung nach Stand der Technik zeigt; Fig. 24 is a schematic diagram showing an optical system of a prior art liquid crystal projection device;

Fig. 25 ist ein Graph, der die Abhängigkeit des Trans­ missionsgrades und des Kontrastes von einem Einfallswinkel von einem Flüssigkristallichtventil zeigt; Fig. 25 is a graph showing the dependency of the transmittance and the contrast on an incident angle of a liquid crystal light valve;

Fig. 26 ist ein schematisches Diagramm, das eine ver­ einfachte Form eines extrahierten Teils von der Flüssigkri­ stallprojektionsvorrichtung von Fig. 24 zeigt; und Fig. 26 is a schematic diagram showing a simplified form of an extracted part from the liquid crystal projection device of Fig. 24; and

Fig. 27 ist ein Graph, der Veränderungen der Beleuch­ tungsstärke auf einem Bildschirm längs einer Richtung von oben nach unten in den Fällen zeigt, wenn sein gesamter Bereich nur in Weiß, nur in Schwarz oder nur in einer Halb­ tonfarbe angezeigt wird. Fig. 27 is a graph showing changes in illuminance on a screen along a top-to-bottom direction in cases when its entire area is displayed only in white, only in black, or only in a halftone color.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile über mehrere Ansichten hinweg bezeichnen, werden nun unten bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.Referring to the drawings, in which the same Reference signs same or corresponding parts over several Denoting views across are now preferred below Embodiments of the present invention are described.

Erste AusführungsformFirst embodiment

Fig. 1 zeigt ein optisches System einer Flüssigkri­ stallprojektionsvorrichtung der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Vorrichtung unterscheidet sich von jener von Fig. 24 nur hinsichtlich eines dichroiti­ schen Spiegels 31A. Fig. 1 shows an optical system of a liquid crystal projection device of the first embodiment according to the present invention. This device differs from that of FIG. 24 only in terms of a dichroic mirror 31 A.

Eine Lampe 11 ist zum Beispiel eine Ultrahochdruck­ quecksilberlampe oder eine Metallhalogenidlampe.A lamp 11 is, for example, an ultra-high pressure mercury lamp or a metal halide lamp.

Ein dichroitischer Spiegel 30 ist ein optisches Hoch­ paßfilter, welches das blaue Licht B mit einer Wellenlänge von 500 nm und weniger hindurchläßt und Licht mit einer längeren Wellenlänge als 500 nm reflektiert. Ein dichroiti­ scher Spiegel 31A ist ein optisches Tiefpaßfilter, welches das rote Licht mit einer Wellenlänge von 580 nm oder mehr hindurchläßt und Licht mit einer kürzeren Wellenlänge als 580 nm reflektiert.A dichroic mirror 30 is an optical high pass filter which transmits the blue light B with a wavelength of 500 nm and less and reflects light with a wavelength longer than 500 nm. A dichroic mirror 31 A is an optical low-pass filter which transmits the red light with a wavelength of 580 nm or more and reflects light with a shorter wavelength than 580 nm.

Fig. 2 und 3 zeigen ein vereinfachtes optisches System zum Erläutern eines Bestimmungsverfahrens der spektralen Charakteristik des dichroitischen Spiegels 31A von Fig. 1. Fig. 2 and 3 show a simplified optical system for explaining a determination method of the spectral characteristic of the dichroic mirror 31. A of FIG. 1,.

Ein optischer Integrator 20 überlagert die Bilder der jeweiligen Konvexlinsen eines Linsenarrays 21 auf der Licht­ eintrittsoberfläche eines Flüssigkristallichtventils 34R zwischen den Enden X1 und X2 der Lichteintrittsoberfläche durch die jeweiligen Konvexlinsen eines Linsenarrays 22 und einen Kondensor 23. An optical integrator 20 superimposes the images of the respective convex lenses of a lens array 21 on the light entry surface of a liquid crystal light valve 34 R between the ends X1 and X2 of the light entry surface through the respective convex lenses of a lens array 22 and a condenser 23 .

Ein Einfallswinkel eines Lichtstrahls, der sich längs der optischen Achse Z ausbreitet, auf dem dichroitischen Spiegel 31A beträgt 45 Grad.An angle of incidence of a light beam that propagates along the optical axis Z on the dichroic mirror 31 A is 45 degrees.

Eine Ungleichmäßigkeit der grünen Farbe ist meistens durch das Vorhandensein einer Emissionsspitze erkennbar, die eine Wellenlänge von etwa 575 nm hat, und eine Grenzwellen­ länge auf der Seite der langen Wellenlänge des grünen Lich­ tes wird durch den dichroitischen Spiegel 31A bestimmt. Da der dichroitische Spiegel 31A dichter an dem Flüssigkri­ stallichtventil 34R als an dem optischen Integrator 20 angeordnet ist, tritt ein konvergierender Lichtstrom, der jeden Punkt auf dem dichroitischen Spiegel 31A durchläuft, in einen Teil auf dem Flüssigkristall 34R ein. Anders be­ trachtet, und wie in Fig. 3 gezeigt, ist eine Differenz zwischen durchschnittlichen Einfallswinkeln von Licht vor­ handen, das auf erste und zweite Bereiche auf dem dichroiti­ schen Spiegel 31A einfällt, wenn die Aufmerksamkeit darauf konzentriert wird, daß der Lichtstrom von dem Licht, das aus der gesamten Oberfläche des optischen Integrators 20 aus­ tritt, auf einem Endpunkt X1 bzw. seinem gegenüberliegenden Endpunkt X2 auf dem Flüssigkristallichtventil 34R kon­ vergiert. Dies ist der Grund dafür, daß eine Farbungleichmä­ ßigkeit auf dem Flüssigkristallichtventil 34R existiert.An unevenness in the green color is mostly recognizable by the presence of an emission peak which has a wavelength of approximately 575 nm, and a cutoff wavelength on the long wavelength side of the green light is determined by the dichroic mirror 31A . Since the dichroic mirror 31 A is arranged closer to the liquid crystal light valve 34 R than to the optical integrator 20 , a converging luminous flux that passes through every point on the dichroic mirror 31 A occurs in a part on the liquid crystal 34 R. Viewed differently, and as shown in Fig. 3, there is a difference between average angles of incidence of light incident on first and second areas on dichroic mirror 31 A when attention is focused on the luminous flux from that Light that emerges from the entire surface of the optical integrator 20 converges on an end point X1 or its opposite end point X2 on the liquid crystal light valve 34 R. This is the reason that there is a color unevenness on the liquid crystal light valve 34 R.

Um die Farbungleichmäßigkeit zu reduzieren, wird ein dichroitischer Spiegel verwendet, der solch einen spektralen Transmissionsgrad hat, der von einer Position auf ihm ab­ hängt (einen spektralen Gradiententransmissionsgrad), daß die durchschnittliche Grenzwellenlänge an jedem Punkt auf dem dichroitischen Spiegel 31A im wesentlichen dieselbe ist, wenn das Flüssigkristallichtventil 34R im Gebrauch ist. Das heißt, die Charakteristik des spektralen Transmissionsgrades des dichroitischen Spiegels 31A hängt von einer Position auf ihm ab, so daß eine durchschnittliche Wellenlänge eines Lichtstromes, der auf jeden Punkt auf dem Flüssigkristall­ lichtventil 34R einfällt, im wesentlichen denselben Wert hat. Diese Bedingung gilt auch in den folgenden zweiten und dritten Ausführungsformen.To reduce color non-uniformity, a dichroic mirror is used that has such a spectral transmittance that depends on a position on it (a spectral gradient transmittance) that the average cut-off wavelength at each point on the dichroic mirror 31 A is essentially the same when the liquid crystal light valve 34 R is in use. That is, the spectral transmittance characteristic of the dichroic mirror 31 A depends on a position on it, so that an average wavelength of a luminous flux incident at every point on the liquid crystal light valve 34 R has substantially the same value. This condition also applies in the following second and third embodiments.

Damit in der ersten Ausführungsform der dichroitische Spiegel 31A diesen spektralen Gradiententransmissionsgrad hat, wird in Fig. 2 eine Grenzwellenlänge für einen Ein­ fallswinkel (θ1 + θ2)/2 an einem Mittelpunkt M zwischen den Punkten E und F an jedem Punkt im wesentlichen auf denselben Wert gesetzt (in dieser Ausführungsform auf 580 nm), wobei sich optische Wege von gegenüberliegenden Enden L1 und L2 auf der Austrittsoberfläche des optischen Integrators 20 zu einem Punkt X auf dem Flüssigkristallichtventil 34R erstrec­ ken und die Punkte E und F auf dem dichroitischen Spiegel 31A mit Einfallswinkeln θ1 bzw. θ2 durchlaufen.Thus, in the first embodiment, the dichroic mirror 31A has this spectral Gradiententransmissionsgrad, in Fig. 2 is a cut-off wavelength for a one incidence angle (θ1 + θ2) / 2 at a midpoint M between the points E and F at each point substantially the same Value (580 nm in this embodiment), with optical paths from opposite ends L1 and L2 on the exit surface of the optical integrator 20 to a point X on the liquid crystal light valve 34 R and the points E and F on the dichroic mirror 31 A through angles of incidence θ1 or θ2.

Der dichroitische Spiegel 31A hat einen mehrschichtigen dielektrischen Film, der auf ein schräg angeordnetes Glas­ substrat aufgedampft wurde, und eine Filmdicke wird in einer Bedampfungsvorrichtung gesteuert, um sich von einem Ende zu dem anderen Ende des Glassubstrates auf die folgende Weise allmählich zu verändern, um den oben beschriebenen spektra­ len Gradiententransmissionsgrad zu realisieren. Das heißt, ein Glassubstrat wird in der Bedampfungsvorrichtung so angeordnet, daß eine gerade Linie, die durch die Zentren einer Bedampfungsquelle und des Glassubstrates verläuft, einen Winkel ψ mit der Normalen zu dem Glassubstrat bildet, und die jeweiligen dielektrischen Schichten werden durch Dampfabscheidung gebildet.The dichroic mirror 31 A has a multilayer dielectric film that has been evaporated on an obliquely arranged glass substrate, and a film thickness is controlled in an evaporator to gradually change from one end to the other end of the glass substrate in the following manner to implement the spectral gradient transmittance described above. That is, a glass substrate is placed in the evaporation apparatus so that a straight line passing through the centers of an evaporation source and the glass substrate forms an angle ψ with the normal to the glass substrate, and the respective dielectric layers are formed by vapor deposition.

Der Winkel ψ wird auf die folgende Weise (1) oder (2) bestimmt.The angle ψ is determined in the following manner ( 1 ) or ( 2 ).

  • 1. Der Winkel ψ wird so bestimmt, daß Grenzwellenlän­ gen von mittleren Lichtströmen, die an gegenüberliegenden Enden des dichroitischen Spiegels 31A einfallen, untereinan­ der im wesentlichen gleich sind. 1. The angle ψ is determined so that Grenzwellenlän conditions of average luminous flux, which are incident at opposite ends of the dichroic mirror 31 A, are substantially the same to each other.
  • 2. Der Winkel ψ wird so bestimmt, daß die Beziehung λ1 = λ2 gilt. λ1 ist eine Grenzwellenlänge für einen Licht­ strahl mit einem Einfallswinkel (θA + θB)/2 an einem Mittel­ punkt M1 zwischen den Punkten A und B, wobei sich optische Wege von den gegenüberliegenden Enden L1 und L2 auf der Austrittsoberfläche des optischen Integrators 20 zu dem Endpunkt X1 auf dem Flüssigkristallichtventil 34R erstrecken und die Punkte A und B auf dem dichroitischen Spiegel 31A mit Einfallswinkeln θA bzw. θB durchlaufen. Ähnlich ist λ2 eine Grenzwellenlänge für einen Lichtstrahl mit einem Ein­ fallswinkel (θC + θD)/2 an einem Mittelpunkt M2 zwischen den Punkten C und D, wobei sich optische Wege von den gegenüber­ liegenden Enden L1 und L2 auf der Austrittsoberfläche des optischen Integrators 20 zu dem Endpunkt X2 auf dem Flüssig­ kristallichtventil 34R erstrecken und die Punkte C und D auf dem dichroitischen Spiegel 31A mit Einfallswinkeln θC bzw. θD durchlaufen.2. The angle ψ is determined so that the relationship λ1 = λ2 applies. λ1 is a cutoff wavelength for a light beam with an angle of incidence (θA + θB) / 2 at a midpoint M1 between points A and B, with optical paths from the opposite ends L1 and L2 on the exit surface of the optical integrator 20 to that Extend end point X1 on liquid crystal light valve 34 R and pass through points A and B on dichroic mirror 31 A with angles of incidence θA and θB, respectively. Similarly, λ2 is a cut-off wavelength for a light beam having an incident angle (θC + θD) / 2 at a midpoint M2 between points C and D, with optical paths from the opposite ends L1 and L2 on the exit surface of the optical integrator 20 extend the end point X2 on the liquid crystal light valve 34 R and pass through the points C and D on the dichroic mirror 31 A with angles of incidence θC and θD, respectively.

Dieser Abschnitt (2) wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 unter einem anderen Gesichtspunkt beschrieben. Fig. 4 zeigt eine Beziehung zwischen einer Position auf dem dichroiti­ schen Spiegel 31A und einem Einfallswinkel θ auf dem dichroitischen Spiegel 31A.This section ( 2 ) is described in another aspect with reference to FIG. 4. Fig. 4 shows a relationship between a position on the dichroic mirror 31 A and an angle of incidence θ on the dichroic mirror 31 A.

Die Punkte P1 bis P4 betreffen Schnittpunkte von 4 op­ tischen Wegen, die in Fig. 3 gezeigt sind, mit dem dichroi­ tischen Spiegel 31A, und Kombinationen aus den Punkten und ihren Einfallswinkeln sind der Punkt P1 (A, θA), der Punkt P2 (B, θB), der Punkt P3 (C, θC) und der Punkt P4 (D, θD). Ein Punkt Q1 entspricht einem Lichtstrahl mit einem Ein­ fallswinkel (θA + θB)/2 an dem Mittelpunkt M1 zwischen den Punkten A und B. Ein Punkt Q2 entspricht einem Lichtstrahl mit einem Einfallswinkel (θC + θD)/2 an dem Mittelpunkt M2 zwischen den Punkten C und D. Der dichroitische Spiegel 31A ist so konstruiert, um solch einen spektralen Transmissions­ grad zu haben, daß Grenzwellenlängen auf einer geraden Linie, die die Punkte Q1 und Q2 durchläuft, im wesentlichen dieselben sind. Eine Grenzwellenlänge ist nämlich für einen Lichtstrahl mit einem Einfallswinkel θ an jedem Punkt auf dem dichroitischen Spiegel 31A im wesentlichen konstant, wobei der Punkt einem Punkt auf der obigen geraden Linie von Fig. 4 entspricht.Points P1 to P4 concerning intersections of 4 op tables ways which are shown in Fig. 3, with the dichroi tables mirror 31 A, and combinations of the points and their incident angles are the point P1 (A, θA), the point P2 (B, θB), point P3 (C, θC) and point P4 (D, θD). A point Q1 corresponds to a light beam with an incident angle (θA + θB) / 2 at the midpoint M1 between the points A and B. A point Q2 corresponds to a light beam with an incident angle (θC + θD) / 2 at the midpoint M2 between the Points C and D. The dichroic mirror 31A is designed to have such a spectral transmittance that cutoff wavelengths on a straight line passing through points Q1 and Q2 are substantially the same. A cutoff wavelength is in fact for a light beam with an incident angle θ 31 A substantially constant at any point on the dichroic mirror, the point above a point on the straight line of Fig. 4 corresponds.

Nach Stand der Technik war die gerade Linie eine mit θ = 45°, die zu der Abszisse parallel war.In the prior art, the straight line was one with θ = 45 °, which was parallel to the abscissa.

Die Einfallswinkel der 4 optischen Wege von Fig. 3 auf dem dichroitischen Spiegel 31A sind wie folgt:
The angles of incidence of the 4 optical paths from FIG. 3 on the dichroic mirror 31 A are as follows:

θA = 34,8° = 45° - 10,2°
θA = 34.8 ° = 45 ° - 10.2 °

θB = 66,4° = 45° + 21,4°
θB = 66.4 ° = 45 ° + 21.4 °

θC = 23,6° = 45° - 21,4°
θC = 23.6 ° = 45 ° - 21.4 °

θD = 55,2° = 45° + 10,2°θD = 55.2 ° = 45 ° + 10.2 °

Das heißt, ein konvergierender Lichtstrom mit Einfalls­ winkeln in dem Bereich von 45° - 10,2° bis 45° + 21,4° auf dem dichroitischen Spiegel 31A trifft an dem einen Ende X1 auf dem Flüssigkristallichtventil 34R auf, und der durch­ schnittliche Einfallswinkel beträgt 45° + 5,6°. Ein konver­ gierender Lichtstrom mit Einfallswinkeln in dem Bereich von 45° - 21,4° bis 45° + 10,2° auf dem dichroitischen Spiegel 31A trifft an dem anderen Ende X2 auf dem Flüssigkristall­ lichtventil 34R auf, und der durchschnittliche Einfallswin­ kel beträgt 45° - 5,6°. Daher verändern sich durchschnittli­ che Einfallswinkel auf dem dichroitischen Spiegel 31A über ein Segment zwischen X1 und X2 auf dem Flüssigkristallicht­ ventil 34R hinweg kontinuierlich von 45° + 5,6° auf 45° - 5,6°.That is, a converging luminous flux with angles of incidence in the range of 45 ° -10.2 ° to 45 ° + 21.4 ° on the dichroic mirror 31 A impinges on the liquid crystal light valve 34 R at one end X1, and through Average angle of incidence is 45 ° + 5.6 °. A converging luminous flux with angles of incidence in the range of 45 ° - 21.4 ° to 45 ° + 10.2 ° on the dichroic mirror 31 A impinges on the liquid crystal light valve 34 R at the other end X2, and the average angle of incidence is 45 ° - 5.6 °. Therefore, the average angle of incidence on the dichroic mirror 31 A continuously changes over a segment between X1 and X2 on the liquid crystal light valve 34 R from 45 ° + 5.6 ° to 45 ° - 5.6 °.

Obwohl eine Grenzwellenlänge des dichroitischen Spie­ gels 31A von einem Einfallswinkel abhängt, entstand nach Stand der Technik, da der dichroitische Spiegel so konstru­ iert war, daß eine Grenzwellenlänge unabhängig von einer Position auf dem dichroitischen Spiegel 31A 580 nm für Licht mit einem Einfallswinkel von 45° betrug, eine Farbungleich­ mäßigkeit auf dem Flüssigkristallichtventil 34R.Although a cut-off wavelength of the dichroic mirror 31 A depends on an angle of incidence, the state of the art has arisen since the dichroic mirror was designed such that a cut-off wavelength is independent of a position on the dichroic mirror 31A for light with an angle of incidence of 45 ° was a color non-uniformity on the liquid crystal light valve 34 R.

Wenn der dichroitische Spiegel 31A mit dem oben be­ schriebenen spektralen Gradiententransmissionsgrad verwendet wird, entspricht der oben beschriebene Einfallswinkel von 45° θ (Konstruktionseinfallswinkel) auf der geraden Linie von Fig. 4, und ein konvergierender Lichtstrom mit einer Abweichung von diesem θ, die zwischen -17,7° und +17,7° liegt, tritt in das eine Ende X1 auf dem Flüssigkristall­ lichtventil 34R ein, während ein konvergierender Lichtstrom mit einer Abweichung von diesem θ, die zwischen -20,2° und +20,2° liegt, in das andere Ende X2 auf dem Flüssigkristall­ lichtventil 34R eintritt. Deshalb ist jeder Durchschnitt der Abweichungen über ein Segment von dem einen Ende X1 hin zu dem anderen Ende X2 auf dem Flüssigkristallichtventil 34R hinweg im wesentlichen gleich Null, wodurch es möglich wird, daß eine Farbungleichmäßigkeit weitgehend verringert wird.When the dichroic mirror 31A with the above-described spectral gradient transmittance is used, the above-described angle of incidence corresponds to 45 ° θ (design angle of incidence) on the straight line of Fig. 4, and a converging luminous flux with a deviation from this θ corresponds to that between -17.7 ° and + 17.7 °, enters one end X1 on the liquid crystal light valve 34 R, while a converging luminous flux with a deviation from this θ that is between -20.2 ° and +20.2 ° lies, in the other end X2 on the liquid crystal light valve 34 R enters. Therefore, each average of the deviations across a segment from one end X1 to the other end X2 on the liquid crystal light valve 34 R is substantially zero, thereby making it possible to largely reduce color unevenness.

Da nach Stand der Technik eine Farbungleichmäßigkeit auf einem Bildschirmbild entsteht, falls die spektrale Emissionsspitze der Lampe 11 in einem Bereich von Grenzwel­ lenlängen liegt, die von einem Einfallswinkel auf dem dichroitischen Spiegel 31A abhängen, wurde ferner gefilter­ tes Licht mit einer schmalen Bandbreite verwendet, um die Farbungleichmäßigkeit zu vermeiden. Wenn im Gegensatz dazu der dichroitische Spiegel 31A mit dem spektralen Gradienten­ transmissionsgrad verwendet wird, verringert sich der Be­ reich von Grenzwellenlängen um einen großen Betrag, und dadurch kann eine verwendbare Bandbreite zunehmen, um die Lichtnutzungseffektivität zu verbessern.Since, according to the prior art, a color unevenness occurs on a screen image if the spectral emission peak of the lamp 11 is in a range of limit wavelengths which depend on an angle of incidence on the dichroic mirror 31 A, filtered light with a narrow bandwidth was also used. to avoid color unevenness. In contrast, when the dichroic mirror 31 A with the spectral gradient transmittance is used, the range of cutoff wavelengths is decreased by a large amount, and thereby a usable bandwidth can be increased to improve the light utilization efficiency.

Zweite AusführungsformSecond embodiment

Fig. 5 zeigt schematisch ein optisches System einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Vorrich­ tung unterscheidet sich von Fig. 24 bezüglich der dichroiti­ schen Spiegel 30A und 31C und der dichroitischen Prismen 35A und 36A. Fig. 5, an optical system schematically shows a liquid crystal projection apparatus of the second embodiment according to the present invention. This device differs from FIG. 24 with respect to the dichroic mirror 30 A and 31 C and the dichroic prisms 35 A and 36 A.

Der dichroitische Spiegel 30A ist ein optisches Tief­ paßfilter, welches das rote Licht R mit einer Wellenlänge von 580 nm oder mehr hindurchläßt und Licht mit einer kürze­ ren Wellenlänge als 580 nm reflektiert.The dichroic mirror 30 A is an optical low-pass filter which transmits the red light R with a wavelength of 580 nm or more and reflects light with a shorter wavelength than 580 nm.

Der dichroitische Spiegel 31C ist ein Hochpaßfilter, welches ein Licht mit einer Wellenlänge von 500 nm und weniger hindurchläßt und Licht mit einer längeren Wellen­ länge als 500 nm reflektiert.The dichroic mirror 31 C is a high-pass filter which transmits light with a wavelength of 500 nm and less and reflects light with a longer wavelength than 500 nm.

Austretendes Licht von dem Flüssigkristallichtventil 34R durchläuft die dichroitischen Prismen 35A und 36A, um in die Projektionslinse 37 einzutreten. Austretendes Licht von dem Flüssigkristallichtventil 34G wird durch das dichroiti­ sche Prisma 35A reflektiert und durchläuft das dichroitische Prisma 36A, um in die Projektionslinse 37 einzutreten. Austretendes Licht von dem Flüssigkristallichtventil 34B wird durch das Totalreflexionsprisma 38 reflektiert und weiter durch das dichroitische Prisma 36A reflektiert, um in die Projektionslinse 37 einzutreten. Mit solch einer Konfi­ guration wird ein vergrößertes projiziertes Bild auf einem nichtgezeigten Bildschirm erhalten.Escaping light from the liquid crystal light valve 34 R passes through the dichroic prisms 35 A and 36 A to enter the projection lens 37 . Leaking light from the liquid crystal light valve 34 G is reflected by the dichroic prism 35 A and passes through the dichroic prism 36 A to enter the projection lens 37 . Leaking light from the liquid crystal light valve 34 B is reflected by the total reflection prism 38 and further reflected by the dichroic prism 36 A to enter the projection lens 37 . With such a configuration, an enlarged projected image is obtained on a screen, not shown.

Fig. 6 und 7 zeigen vereinfachte optische Systeme zum Erläutern eines Bestimmungsverfahrens der spektralen Charak­ teristik des dichroitischen Spiegels 30A von Fig. 5. FIGS. 6 and 7 show simplified optical systems for explaining a determination method of the spectral Charak teristik of the dichroic mirror 30 A of Fig. 5.

Der optische Integrator 20 überlagert die Bilder der jeweiligen Konvexlinsen des Linsenarrays 21 auf der Licht­ eintrittsoberfläche des Flüssigkristallichtventils 34B zwischen gegenüberliegenden Enden X1 und X2 durch die jewei­ ligen Konvexlinsen des Linsenarrays 22 und den Kondensor 23.The optical integrator 20 superimposes the images of the respective convex lenses of the lens array 21 on the light entry surface of the liquid crystal light valve 34 B between opposite ends X1 and X2 through the respective convex lenses of the lens array 22 and the condenser 23 .

Ein Einfallswinkel eines Lichtstrahls, der sich längs der optischen Achse Z ausbreitet, auf dem dichroitischen Spiegel 30A beträgt 45 Grad. An angle of incidence of a light beam that propagates along the optical axis Z on the dichroic mirror 30 A is 45 degrees.

Eine Grenzwellenlänge auf der Seite der langen Wellen­ länge des grünen Lichtes, dessen chromatische Ungleichmäßig­ keit höchstwahrscheinlich visuell erkannt wird, wird durch den dichroitischen Spiegel 30A bestimmt. Da der dichroiti­ sche Spiegel 30A dichter an dem optischen Integrator 20 als das Flüssigkristallichtventil 34R angeordnet ist, tritt dar konvergierende Lichtstrom, der jeden Punkt auf dem dichroitischen Spiegel 30A durchläuft, in die gesamte Ober­ fläche des Flüssigkristallichtventils 34R ein. Da die Ein­ trittsoberfläche des Flüssigkristallichtventils 34R schmaler als die Austrittsoberfläche des optischen Integrators 20 ist, ist eine große Differenz der Einfallswinkel auf dem dichroitischen Spiegel 30A zwischen zwei optischen Wegen von gegenüberliegenden Enden L1 und L2 der Austrittsoberfläche des optischen Integrators 20 vorhanden, die den dichroiti­ schen Spiegel 30A durchlaufen und auf jeden Punkt auf dem Flüssigkristallichtventil 34R einfallen. Aus diesem Grund ergibt sich eine Farbungleichmäßigkeit auf dem Flüssigkri­ stallichtventil 34R.A limit wavelength on the long wavelength side of the green light, the chromatic unevenness of which is most likely to be visually recognized, is determined by the dichroic mirror 30 A. Since the dichroic specific mirror is 30 A located closer to the optical integrator 20 as the liquid crystal light valve 34 R, occurs is converging luminous flux that each point on the dichroic mirror 30. A passes through in the entire top of the liquid crystal light valve 34 R area a. Since the entrance surface of the liquid crystal light valve 34 R is narrower than the exit surface of the optical integrator 20 , there is a large difference in the angle of incidence on the dichroic mirror 30 A between two optical paths from opposite ends L1 and L2 of the exit surface of the optical integrator 20 , which the Run through dichroic mirror 30 A and hit each point on the liquid crystal light valve 34 R. For this reason there is a color unevenness on the liquid crystal valve 34 R.

Um diese Farbungleichmäßigkeit zu verringern, wird der dichroitische Spiegel 30A mit dem spektralen Gradienten­ transmissionsgrad eingesetzt, für einen Einfallswinkel (θ1 + θ2)/2 an einem Mittelpunkt M zwischen den Punkten E und F für jeden Punkt L auf der Austrittsoberfläche des optischen Integrators 20 im wesentlichen dieselbe ist, wobei sich optische Wege von jedem Punkt L auf der Austrittsoberfläche des optischen Integrators 20 zu den gegenüberliegenden Enden X1 und X2 auf dem Flüssigkristallichtventil 34R erstrecken und die Punkte E und F auf dem dichroitischen Spiegel 30A mit Einfallswinkeln θ1 bzw. θ2 durchlaufen.In order to reduce this color non-uniformity, the dichroic mirror 30 A with the spectral gradient transmittance is used for an angle of incidence (θ1 + θ2) / 2 at a midpoint M between the points E and F for each point L on the exit surface of the optical integrator 20 is essentially the same, with optical paths extending from each point L on the exit surface of the optical integrator 20 to the opposite ends X1 and X2 on the liquid crystal light valve 34 R and the points E and F on the dichroic mirror 30 A with angles of incidence θ1 and run through θ2.

Der dichroitische Spiegel 30A ist auf ähnliche Weise wie der dichroitische Spiegel 31A der ersten Ausführungsform gebildet. Jedoch wird der oben beschriebene Abschnitt (2) durch den folgenden Abschnitt (2') ersetzt. The dichroic mirror 30 A is formed in a similar manner to the dichroic mirror 31 A of the first embodiment. However, the section ( 2 ) described above is replaced by the following section ( 2 ').

  • 1. (2') Der Winkel ψ wird so bestimmt, daß die Beziehung λ1 = λ2 gilt. λ1 ist eine Grenzwellenlänge für einen Licht­ strahl mit einem Einfallswinkel (θA + θB)/2 an einem Mittel­ punkt M1 in Fig. 2 zwischen den Punkten A und B, wobei sich optische Wege von einem Ende L1 auf der Austrittsoberfläche des optischen Integrators 20 zu gegenüberliegenden Enden X1 und X2 auf dem Flüssigkristallichtventil 34R erstrecken und die Punkte A und B auf dem dichroitischen Spiegel 30A mit Einfallswinkeln θA bzw. θB durchlaufen. Ähnlich ist λ2 eine Grenzwellenlänge für einen Lichtstrahl mit einem Einfalls­ winkel (θC + θD)/2 an einem Mittelpunkt M2 zwischen den Punkten C und D, wobei sich optische Wege von dem anderen Ende L2 auf der Austrittsoberfläche des optischen Integra­ tors 20 zu den gegenüberliegenden Enden X1 und X2 auf dem Flüssigkristallichtventil 34R erstrecken und die Punkte C und D auf dem dichroitischen Spiegel 30A mit Einfallswinkeln θC bzw. θD durchlaufen.1. ( 2 ') The angle ψ is determined such that the relationship λ1 = λ2 applies. λ1 is a cut-off wavelength for a light beam with an angle of incidence (θA + θB) / 2 at a center M1 in FIG. 2 between points A and B, with optical paths from one end L1 to the exit surface of the optical integrator 20 extend opposite ends X1 and X2 on the liquid crystal light valve 34 R and pass through the points A and B on the dichroic mirror 30 A with angles of incidence θA and θB, respectively. Similarly, λ2 is a cut-off wavelength for a light beam with an angle of incidence (θC + θD) / 2 at a center M2 between points C and D, with optical paths from the other end L2 on the exit surface of the optical integrator 20 to the opposite ones Extend ends X1 and X2 on the liquid crystal light valve 34 R and pass through the points C and D on the dichroic mirror 30 A with angles of incidence θC and θD, respectively.

Dieser Abschnitt (2') wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 unter einem anderen Gesichtspunkt beschrieben. Fig. 8 zeigt eine Beziehung zwischen einer Position auf dem dichroiti­ schen Spiegel 30A und einem Einfallswinkel θ auf dem dichroitischen Spiegel 30A.This section ( 2 ') is described in another aspect with reference to FIG. 8. Fig. 8 shows a relationship between a position on the dichroic mirror 30 A and an angle of incidence θ on the dichroic mirror 30 A.

Die Punkte P1 bis P4 betreffen Schnittpunkte von 4 op­ tischen Wegen, die in Fig. 7 gezeigt sind, mit dem dichroi­ tischen Spiegel 30A, und Kombinationen aus den Punkten und ihren Einfallswinkeln sind der Punkt P1 (A, θA), der Punkt P2 (B, θB), der Punkt P3 (C, θc) und der Punkt P4 (D, θD). Ein Punkt Q1 entspricht einem Lichtstrahl mit einem Ein­ fallswinkel (θA + θB)/2 an dem Mittelpunkt M1 zwischen den Punkten A und B. Ein Punkt Q2 entspricht einem Lichtstrahl mit einem Einfallswinkel (θC + θD)/2 an einem Mittelpunkt M2 zwischen den Punkten C und D. Der dichroitische Spiegel 30A ist so konstruiert, um solch einen spektralen Transmissions­ grad zu haben, daß Grenzwellenlängen auf einer geraden Linie, die durch die Punkte Q1 und Q2 verläuft, im wesentli­ chen dieselben sind. Eine Grenzwellenlänge für einen Licht­ strahl mit einem Einfallswinkel θ ist nämlich an jedem Punkt auf dem dichroitischen Spiegel 30A im wesentlichen konstant, wobei der Punkt einem Punkt auf der obigen geraden Linie von Fig. 4 entspricht.The points P1 to P4 relate to intersections of 4 optical paths shown in FIG. 7 with the dichroic mirror 30 A, and combinations of the points and their angles of incidence are the point P1 (A, θA), the point P2 (B, θB), point P3 (C, θc) and point P4 (D, θD). A point Q1 corresponds to a light beam with an incident angle (θA + θB) / 2 at the center point M1 between points A and B. A point Q2 corresponds to a light beam with an incident angle (θC + θD) / 2 at a center point M2 between the points C and D. the dichroic mirror 30 a is designed to have such a spectral transmission degree that cutoff wavelengths on a straight line passing through the points Q1 and Q2 in wesentli surfaces are the same. A cut-off wavelength for a light beam with an angle of incidence θ is namely essentially constant at every point on the dichroic mirror 30 A, the point corresponding to a point on the above straight line from FIG. 4.

Die Einfallswinkel der 4 optischen Wege von Fig. 8 auf dem dichroitischen Spiegel 30A sind wie folgt:
The angles of incidence of the 4 optical paths from FIG. 8 on the dichroic mirror 30 A are as follows:

θA = 34,8° = 45° - 10,2°
θA = 34.8 ° = 45 ° - 10.2 °

θB = 23,6° = 45° - 21,4°
θB = 23.6 ° = 45 ° - 21.4 °

θC = 66,4° = 45° + 21,4°
θC = 66.4 ° = 45 ° + 21.4 °

θD = 55,2° = 45° + 10,2°θD = 55.2 ° = 45 ° + 10.2 °

Das heißt, ein konvergierender Lichtstrom mit Einfalls­ winkeln in dem Bereich von 45° - 10,2° bis 45° + 21,4° auf dem dichroitischen Spiegel 30A trifft an dem Ende X1 auf dem Flüssigkristallichtventil 34R auf, und der durchschnittliche Einfallswinkel beträgt 45° + 5,6°. Ein konvergierender Lichtstrom mit Einfallswinkeln in dem Bereich von 45° - 21,4° bis 45° + 10,2° auf dem dichroitischen Spiegel 30A trifft an dem anderen Ende X2 auf dem Flüssigkristallicht­ ventil 34R auf, und der durchschnittliche Einfallswinkel beträgt 45° - 5,6°. Daher verändern sich durchschnittliche Einfallswinkel auf dem dichroitischen Spiegel 30A über das Segment zwischen X1 bis X2 auf dem Flüssigkristallichtventil 34R hinweg kontinuierlich von 45° + 5,6° auf 45° - 5,6°.That is, a converging luminous flux with angles of incidence in the range of 45 ° -10.2 ° to 45 ° + 21.4 ° on the dichroic mirror 30 A impinges on the liquid crystal light valve 34 R at the end X1, and the average angle of incidence is 45 ° + 5.6 °. A converging luminous flux with angles of incidence in the range of 45 ° -21.4 ° to 45 ° + 10.2 ° on the dichroic mirror 30 A impinges on the liquid crystal light valve 34 R at the other end X2, and the average angle of incidence is 45 ° - 5.6 °. Therefore, average angles of incidence on the dichroic mirror 30 A continuously change from 45 ° + 5.6 ° to 45 ° - 5.6 ° across the segment between X1 to X2 on the liquid crystal light valve 34 R.

Obwohl eine Grenzwellenlänge des dichroitischen Spie­ gels 30A von einem Einfallswinkel abhängt, entstand nach Stand der Technik, da der dichroitische Spiegel so konstru­ iert war, daß eine Grenzwellenlänge unabhängig von einer Position auf dem dichroitischen Spiegel 30A 580 nm für Licht mit einem Einfallswinkel von 45° betrug, eine Farbungleich­ mäßigkeit auf dem Flüssigkristallichtventil 34R. Although a cut-off wavelength of the dichroic mirror 30 A depends on an angle of incidence, the state of the art has arisen because the dichroic mirror was designed such that a cut-off wavelength regardless of a position on the dichroic mirror 30A is 580 nm for light with an angle of incidence of 45 ° was a color non-uniformity on the liquid crystal light valve 34 R.

Wenn der dichroitische Spiegel 30A mit dem oben be­ schriebenen spektralen Gradiententransmissionsgrad verwendet wird, entspricht der oben beschriebene Einfallswinkel von 45° θ (Konstruktionseinfallswinkel) auf der geraden Linie von Fig. 8, und ein konvergierender Lichtstrom mit einer Abweichung von diesem θ, die zwischen +9,73° und +6,27° liegt, tritt in das eine Ende X1 auf dem Flüssigkristall­ lichtventil 34R ein, während ein konvergierender Lichtstrom mit einer Abweichung von diesem θ, die zwischen -7,53° und - 6,23° liegt, in das andere Ende X2 auf dem Flüssigkristall­ lichtventil 34R eintritt. Deshalb ist jeder Durchschnitt der Abweichungen über das Segment von dem einen Ende X1 hin zu dem anderen Ende X2 auf dem Flüssigkristallichtventil 34R hinweg im wesentlichen gleich Null, wodurch es möglich wird, daß eine Farbungleichmäßigkeit weitgehend verringert wird.When the dichroic mirror 30 A with the above-described spectral gradient transmittance is used, the above-described angle of incidence corresponds to 45 ° θ (design angle of incidence) on the straight line of Fig. 8, and a converging luminous flux with a deviation from this θ corresponds to that between + 9.73 ° and + 6.27 °, enters one end X1 on the liquid crystal light valve 34 R, while a converging luminous flux with a deviation from this θ is between -7.53 ° and - 6.23 ° lies, in the other end X2 on the liquid crystal light valve 34 R enters. Therefore, each average of the deviations across the segment from one end X1 to the other end X2 on the liquid crystal light valve 34 R is substantially zero, thereby making it possible to largely reduce color unevenness.

Da nach Stand der Technik eine Farbungleichmäßigkeit auf einem Bildschirmbild entsteht, falls die spektrale Emissionsspitze der Lampe 11 in einem Bereich von Grenzwel­ lenlängen liegt, die von einem Einfallswinkel auf dem dichroitischen Spiegel 30A abhängen, wurde ferner gefilter­ tes Licht, das eine schmale Bandbreite hat, verwendet, um die Farbungleichmäßigkeit zu vermeiden. Wenn im Gegensatz dazu der dichroitische Spiegel 30A mit dem spektralen Gra­ diententransmissionsgrad verwendet wird, verringert sich der Bereich von Grenzwellenlängen um einen großen Betrag, und dadurch kann eine verwendbare Bandbreite zunehmen, um die Lichtnutzungseffektivität zu verbessern.Since, according to the prior art, a color non-uniformity arises on a screen image if the spectral emission peak of the lamp 11 is in a range of limit wavelengths which depend on an angle of incidence on the dichroic mirror 30 A, filtered light which has a narrow bandwidth was also used , used to avoid color unevenness. In contrast, when the dichroic mirror 30 A with the spectral gradient transmittance is used, the range of cut-off wavelengths is reduced by a large amount, and thereby a usable bandwidth can be increased to improve the light utilization efficiency.

Dritte AusführungsformThird embodiment

Fig. 9 zeigt schematisch ein optisches System einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung der dritten Ausfüh­ rungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 9 schematically shows an optical system of a liquid crystal projection apparatus of the third exporting approximate shape according to the present invention.

Die Vorrichtung ist mit solch einer Abwandlung gegen­ über der Vorrichtung von Fig. 5 konstruiert, um eine kompakte Vorrichtung zu realisieren, so daß ein Totalrefle­ xionsspiegel 39 zwischen dem optischen Integrator 20A und dem dichroitischen Spiegel 30A eingefügt ist, um einen optischen Weg um 90 Grad zu krümmen. Durch solch eine Konfi­ guration ist der dichroitische Spiegel 30A, der in Fig. 5 näher an dem optischen Integrator 20 angeordnet ist, im wesentlichen in der Mitte (etwas näher an dem optischen Integrator 20) zwischen der Austrittsoberfläche des opti­ schen Integrators 20 und dem Flüssigkristallichtventil 34R positioniert.The device is designed with such a modification as compared to the device of Fig. 5 to realize a compact device so that a total reflection mirror 39 is inserted between the optical integrator 20 A and the dichroic mirror 30 A to an optical path around To bend 90 degrees. By such a configuration, the dichroic mirror 30 A, which is arranged closer to the optical integrator 20 in FIG. 5, is substantially in the middle (somewhat closer to the optical integrator 20 ) between the exit surface of the optical integrator 20 and the Liquid crystal light valve 34 R positioned.

Um in diesem Fall eine Farbungleichmäßigkeit zu verrin­ gern, muß der dichroitische Spiegel 30A eine spektrale Charakteristik haben, die im wesentlichen in der Mitte zwischen denen der ersten und zweiten Ausführungsformen liegt. Eine zu bevorzugende spektrale Charakteristik des dichroitischen Spiegels 30A, die durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung experimentell erhalten wurde, ist in Fig. 10 gezeigt. Die Punkte A bis D und O in dem Graph entsprechen jenen von Fig. 7.In order to reduce color unevenness in this case, the dichroic mirror 30 A must have a spectral characteristic which is substantially midway between that of the first and second embodiments. A preferable spectral characteristic of the dichroic mirror 30 A, which was obtained experimentally by the inventors of the present invention, is shown in FIG. 10. Points A to D and O in the graph correspond to those of FIG. 7.

Mit dem dichroitischen Spiegel 30A, der solch einen sanften spektralen Gradiententransmissionsgrad hat, konnte die Farbungleichmäßigkeit effektiv reduziert werden.With the dichroic mirror 30 A, which has such a smooth spectral gradient transmittance, the color unevenness could be effectively reduced.

Ferner hat der optische Integrator 20A, wie in Fig. 9 gezeigt, ein PBS-Array 24, welches nichtpolarisiertes Licht in s-polarisiertes Licht konvertiert und zwischen dem Lin­ senarray 22 und dem Kondensor 23 angeordnet ist.Furthermore, the optical integrator 20 A, as shown in FIG. 9, has a PBS array 24 which converts non-polarized light into s-polarized light and is arranged between the lens array 22 and the condenser 23 .

Fig. 11 zeigt den spektralen Transmissionsgrad des dichroitischen Spiegels 30A für s-polarisiertes Licht, p- polarisiertes Licht und nichtpolarisiertes Licht. Fig. 11 shows the spectral transmittance of the dichroic mirror 30 A for s-polarized light, p-polarized light and non-polarized light.

Ein spektraler Transmissionsgrad für nichtpolarisiertes Licht ist im wesentlichen derselbe wie die durchschnittliche Charakteristik von jenen von p-polarisiertem Licht und s- polarisiertem Licht, und seine spektrale Charakteristik nahe einer Grenzwellenlänge ist sanft geneigt, wie in dem Graph dichroitischen Spiegels 30A verbessert, und ferner wird eine spektrale Charakteristik nahe der Grenzwellenlänge steiler gemacht, wodurch eine chromatische Charakteristik weiter verbessert wird. Wenn ein Lichtventil nur p-polarisiertes Licht verwendet, kann ein Polarisationskonvertierungsmittel wie etwa ein Halbwellenlängenplättchen auf der Eintritts­ seite des Lichtventils eingefügt werden, um s-polarisiertes Licht in p-polarisiertes Licht zu konvertieren.A spectral transmittance for non-polarized light is substantially the same as the average characteristic of those of p-polarized light and s-polarized light, and its spectral characteristic near a cut-off wavelength is gently tilted as improved in the 30 A dichroic mirror graph, and further a spectral characteristic near the cutoff wavelength is made steeper, whereby a chromatic characteristic is further improved. If a light valve uses only p-polarized light, a polarization conversion means such as a half-wave plate can be inserted on the entrance side of the light valve to convert s-polarized light to p-polarized light.

Vierte AusführungsformFourth embodiment

Fig. 12 zeigt schematisch ein optisches System eines Teils einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung der vier­ ten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 12 shows an optical system schematically a portion of a liquid crystal projection apparatus of the four th embodiment of the present invention.

In der Lichtquelle 10 ist ein Leuchtteil zwischen ge­ genüberliegenden Elektroden der Lampe 11 an einem Brennpunkt des Parabolspiegels 12 angeordnet. Die Lampe 11 ist eine Metallhalogenidlampe mit einem Elektrodenspalt von 1,5 mm und einer Leistung von 150 W. Der Parabolspiegel 12 ist ein Kaltspiegel (engl: cold mirror) des UV- und IR-Trenntyps mit einer Brennweite von 14 mm und einem Durchmesser von 80 mm. Die Lichtquelle 10 emittiert Licht hauptsächlich parallel zu der optischen Achse, da aber der Leuchtteil kein Punkt ist, ist das Licht divergierendes Licht mit dem maximalen Winkel von +/-3,1° schräg zu der optischen Achse.In the light source 10 , a luminous part is arranged between opposite electrodes of the lamp 11 at a focal point of the parabolic mirror 12 . The lamp 11 is a metal halide lamp with an electrode gap of 1.5 mm and a power of 150 W. The parabolic mirror 12 is a cold mirror of the UV and IR separation type with a focal length of 14 mm and a diameter of 80 mm. The light source 10 emits light mainly parallel to the optical axis, but since the luminous part is not a point, the light is diverging light with the maximum angle of +/- 3.1 ° oblique to the optical axis.

In dem optischen Integrator 20B haftet der Kondensor 23 auf der flachen Oberfläche des Linsenarrays 21, und ein UV- Filter, das aus einem dielektrischen mehrschichtigen Film hergestellt ist, ist auf der Einfallsoberfläche des Konden­ sors 23 gebildet. Durch solch eine Konfiguration verringert sich die Anzahl von Brechungsschnittstellen im Vergleich zu dem Fall, wenn das Linsenarray 21, der Kondensor 23 und das UV-Filter separat angeordnet sind, um 4, mit dem Resultat, daß eine Menge von Durchlicht um einen Prozentsatz im Be­ reich von 4 bis 20% zunimmt. In the optical integrator 20 B of the condenser 23 on the flat surface of the lens array 21 is liable, and a UV filter, which is made of a dielectric multilayer film is formed on the incident surface of the condensate sors 23rd With such a configuration, the number of refractive interfaces is reduced by 4 compared to the case when the lens array 21 , the condenser 23 and the UV filter are arranged separately, with the result that an amount of transmitted light is increased by a percentage in the loading increases from 4 to 20%.

UV-Filter separat angeordnet sind, um 4, mit dem Resultat, daß eine Menge von Durchlicht um einen Prozentsatz im Be­ reich von 4 bis 20% zunimmt.UV filters are arranged separately by 4, with the result that a lot of transmitted light by a percentage in the loading increases from 4 to 20%.

Die Linsenarrays 21 und 22A sind mit einem Abstand von 60 mm zwischen sich angeordnet, der gleich der Brennweite des Linsenarrays 21 ist. Das Linsenarray 21 hat eine Matrix von 9 Spalten × 12 Reihen, die aus rechteckigen Konvexlinsen mit einer Größe von jeweils 9 mm × 6,7 mm konstruiert ist. Andererseits hat das Linsenarray 22A gemäß der Lichtkonver­ genz durch den Kondensor 23 bei einer Brennweite von 220 mm eine verkleinerte Form des Linsenarrays 21 und eine Matrix von 9 Spalten × 12 Reihen, die aus rechteckigen Konvexlinsen mit einer Größe von jeweils 6,7 mm × 5,0 mm konstruiert ist, und eine Brennweite von 45 mm.The lens arrays 21 and 22 A are arranged at a distance of 60 mm between them, which is equal to the focal length of the lens array 21 . The lens array 21 has a matrix of 9 columns × 12 rows, which is constructed from rectangular convex lenses each having a size of 9 mm × 6.7 mm. On the other hand, the lens array 22 A according to the light convergence by the condenser 23 at a focal length of 220 mm has a reduced shape of the lens array 21 and a matrix of 9 columns × 12 rows, which consist of rectangular convex lenses with a size of 6.7 mm × each 5.0 mm is constructed, and a focal length of 45 mm.

Lichtstrahlen, die von der Lampe 11 emittiert werden, werden durch den Parabolspiegel 12 reflektiert, um zu der optischen Achse im wesentlichen parallel zu sein, und das Licht konvergiert durch den Kondensor 23, dessen Brennpunkt auf dem Flüssigkristallichtventil 34R angeordnet ist. Aus­ tretende Lichtströme von dem Linsenarray 21 konvergieren, um in jeweilige Linsen des Linsenarrays 22A einzutreten. Da divergierendes Licht von der Lichtquelle 10 existiert, hat jeder Lichtpunkt auf dem Linsenarray 22A einen Durchmesser von etwa 6,5 mm, und alle austretenden Lichtströme von dem Linsenarray 21 treten in jeweilige Linsen des Linsenarrays 22A ein.Emitted from the lamp 11 light beams are reflected by the parabolic mirror 12, to be parallel to the optical axis is substantially, and the light converged by the condenser 23, whose focal point is disposed on the liquid crystal light valve 34 R. Converge from light passing currents from the lens array 21 to enter 22 A into respective lenses of the lens array. Since diverging light from the light source 10 exists, each light spot on the lens array 22 A has a diameter of about 6.5 mm, and all emerging light fluxes from the lens array 21 enter respective lenses of the lens array 22 A.

Jede Linse des Linsenarrays 22A bildet ein Bild von ei­ ner entsprechenden Linse des Linsenarrays 21 auf dem Flüs­ sigkristallichtventil 34R. Daher gelangt zu jedem Punkt auf dem Flüssigkristallichtventil 34R Licht von allen Linsen des Linsenarrays 22A. Da der Kondensor 23 nahe dem Linsenarray 21 angeordnet ist, kann das Linsenarray 22A kleiner gemacht werden, mit dem Resultat, daß ein Konvergenzwinkel des Lichtstromes, der in jeden Punkt auf dem Flüssigkristalllichtventil 34R eintritt, kleiner als jener nach Stand der Technik ist.Each lens of the lens array 22 A forms an image of egg ner corresponding lens of the lens array 21 on the flues sigkristallichtventil 34 R. Therefore, arrives at each point on the liquid crystal light valve 34 R light from all lenses of the lens array 22 A. Since the condenser 23 near the lens array 21 is arranged, the lens array 22 A can be made smaller, with the result that an angle of convergence of the luminous flux entering each point on the liquid crystal light valve 34 R is smaller than that of the prior art.

Genauer gesagt, da gegenüberliegende Linsenarrays nach Stand der Technik in der Größe gleich waren, ist ein Konver­ genzwinkel von Licht, das in den Mittelpunkt des Flüssigkri­ stallichtventils 34R eintritt, wie folgt:
More specifically, since opposing prior art lens arrays were the same in size, a convergence angle of light entering the center of the liquid crystal valve 34 R is as follows:

tan-1((40,52 + 40,22)1/2/180) = +/-17,6°tan -1 ((40.5 2 + 40.2 2 ) 1/2 / 180) = +/- 17.6 °

Andererseits ist ein Konvergenzwinkel dieser Ausfüh­ rungsform wie folgt:
On the other hand, an angle of convergence of this embodiment is as follows:

tan-1((30,22 + 30,02)1/2/180) = +/-13,3°tan -1 ((30.2 2 + 30.0 2 ) 1/2 / 180) = +/- 13.3 °

Somit kann in dieser Ausführungsform ein Konvergenzwin­ kel um einen Prozentsatz von 30% im Vergleich zu jenem des Standes der Technik verringert werden.Thus, a convergence constraint can be achieved in this embodiment by a percentage of 30% compared to that of the State of the art can be reduced.

Da ein Konvergenzwinkel von einfallendem Licht auf dem Flüssigkristallichtventil 34R einem Divergenzwinkel von Licht gleich ist, das aus dem Flüssigkristallichtventil 34R austritt, breitet sich das Licht hin zu der Projektionslinse mit einem Divergenzwinkel von 13,3° aus. Der Abstand zwi­ schen der Projektionslinse und dem Flüssigkristallichtventil 34R beträgt 145 mm, und deshalb kann das gesamte Licht von dem Lichtventil durch eine Projektionslinse, die einen effektiven Durchmesser von 69 mm hat, auf einen Bildschirm projiziert werden.Since a convergence angle of incident light on the liquid crystal light valve 34 R is equal to a divergence angle of light exiting the liquid crystal light valve 34 R, the light propagates toward the projection lens with a divergence angle of 13.3 °. The distance between the projection lens and the liquid crystal light valve 34 R is 145 mm, and therefore all the light from the light valve can be projected onto a screen through a projection lens having an effective diameter of 69 mm.

Da nach Stand der Technik ein Divergenzwinkel von aus­ tretendem Licht von dem Flüssigkristallichtventil 34R +/- 17,6° betrug, mußte ein effektiver Durchmesser der Projekti­ onslinse 92 mm betragen. Da die Kosten der Projektionslinse im allgemeinen proportional zu dem Quadrat dieses Durchmes­ sers zunehmen, können durch den Durchmesser von 69 mm die Kosten der Projektionslinse im Vergleich zu der Apertur von 92 mm um die Hälfte verringert werden.Since, according to the prior art, a divergence angle of light emerging from the liquid crystal light valve was 34 R +/- 17.6 °, an effective diameter of the projection lens had to be 92 mm. Since the cost of the projection lens generally increases in proportion to the square of this diameter, the diameter of 69 mm can reduce the cost of the projection lens by half compared to the aperture of 92 mm.

Mit anderen Worten, falls Durchmesser der Projektions­ linsen nach Stand der Technik und in der vierten Ausfüh­ rungsform einander gleich sind, um 69 mm zu betragen, wird die Lichtnutzung bei der vierten Ausführungsform im Ver­ gleich zu dem Stand der Technik verbessert.In other words, if the diameter of the projection lenses according to the prior art and in the fourth embodiment form are equal to each other to be 69 mm  the use of light in the fourth embodiment in Ver improved immediately to the state of the art.

Obwohl der Kondensor 23 in dieser Ausführungsform auf der Eintrittsseite des Linsenarrays 21 angeordnet ist, sei erwähnt, daß ein ähnlicher Effekt auch erhalten werden kann, wenn der Kondensor 23 auf der Austrittsseite des Linsen­ arrays 21 angeordnet ist.Although the condenser 23 is arranged on the entry side of the lens array 21 in this embodiment, it should be mentioned that a similar effect can also be obtained if the condenser 23 is arranged on the exit side of the lens array 21 .

Fünfte AusführungsformFifth embodiment

Fig. 13 zeigt schematisch ein optisches System eines Teils einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung der fünf­ ten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 13 shows an optical system schematically a portion of a liquid crystal projection apparatus of the five th embodiment of the present invention.

Diese Ausführungsform hat dieselbe Konfiguration wie jene von Fig. 12, mit der Ausnahme, daß ein elliptischer Spiegel 12A anstelle einer Kombination aus dem Parabolspie­ gel 12 und dem Kondensor 23 von Fig. 12 eingesetzt wird, und ferner ist der Totalreflexionsspiegel 39 zwischen den Lin­ senarrays 21 und 22A angeordnet.This embodiment has the same configuration as that of FIG. 12, except that an elliptical mirror 12 A is used instead of a combination of the parabolic mirror 12 and the condenser 23 of FIG. 12, and further the total reflection mirror 39 is between the lines senarrays 21 and 22 A arranged.

In der Lichtquelle 10A ist ein Leuchtteil zwischen ge­ genüberliegenden Elektroden der Lampe 11 an einem ersten Brennpunkt des elliptischen Spiegels 12 angeordnet. Der elliptische Spiegel 12A ist ein Kaltspiegel, der mit einem UV/IR-Trennfilter beschichtet ist, eine Brennweite von 14 mm, einen Abstand von 250 mm zwischen Brennpunkten und einen Durchmesser von 80 mm hat.In the light source 10 A, a luminous part is arranged between opposite electrodes of the lamp 11 at a first focal point of the elliptical mirror 12 . The elliptical mirror 12 A is a cold mirror which is coated with a UV / IR separating filter, has a focal length of 14 mm, a distance of 250 mm between focal points and a diameter of 80 mm.

Da in dem optischen Integrator 20C der Totalreflexions­ spiegel 39 zwischen den Linsenarrays 21 und 22A angeordnet ist, kann die Flüssigkristallprojektionsvorrichtung kompak­ ter sein.Since the total reflection mirror 39 is arranged in the optical integrator 20 C between the lens arrays 21 and 22 A, the liquid crystal projection device can be more compact.

Ein Lichtstrom, der von der Lampe 11 ausgestrahlt wird, bildet einen Lichtpunkt an dem zweiten Brennpunkt des ellip­ tischen Spiegels 12A. An diesem zweiten Brennpunkt ist die Mitte des Flüssigkristallichtventils 34R angeordnet.A luminous flux, which is emitted by the lamp 11 , forms a light spot at the second focal point of the elliptical mirror 12 A. At this second focal point, the center of the liquid crystal light valve 34 R is arranged.

Der Lichtstrom, der von der Lichtquelle 10A emittiert wird, ist konvergierendes Licht, und austretendes Licht von dem Linsenarray 21 wird konvergiert, um in jeweilige Linsen des Linsenarrays 22A einzutreten, das in der Größe kleiner als das Linsenarray 21 ist. Dadurch kann auch bei dieser fünften Ausführungsform ein ähnlicher Effekt wie bei der vierten Ausführungsform erreicht werden.The luminous flux emitted from the light source 10 A is converging light, and emerging light from the lens array 21 is converged to enter respective lenses of the lens array 22 A that are smaller in size than the lens array 21 . As a result, an effect similar to that of the fourth embodiment can also be achieved in this fifth embodiment.

Da in der fünften Ausführungsform zusätzlich der Kon­ densor 23 von Fig. 12 unnötig ist, können niedrigere Kosten und ein leichteres Gewicht erzielt werden.In addition, in the fifth embodiment, since the condenser 23 of FIG. 12 is unnecessary, lower cost and lighter weight can be obtained.

Sechste AusführungsformSixth embodiment

Fig. 14 zeigt schematisch ein optisches System eines Teils einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung der sech­ sten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 14 shows an optical system schematically a portion of a liquid crystal projection apparatus of the sixteenth th embodiment of the present invention.

Ein optischer Integrator 20D ist mit einem Linsenarray 21A versehen, das dieselbe Funktion wie jenes von der Kombi­ nation aus dem Linsenarray 21 und dem Kondensor 23 von Fig. 12 hat. Das Linsenarray 21A ist aus rechteckigen Konvexlin­ sen konfiguriert, die jeweils dieselbe Größe und Brennweite wie die Linsen des Linsenarrays 21 haben, und Linsen, die nicht den zentralen Abschnitt des Linsenarrays 21A bilden, sind dezentrierte Linsen, deren exzentrische Mitten mit der Mitte des Linsenarrays 21A koinzidieren.An optical integrator 20 D is provided with a lens array 21 A, which has the same function as that of the combination of the lens array 21 and the condenser 23 of FIG. 12. The lens array 21 A is configured from rectangular convex lenses each having the same size and focal length as the lenses of the lens array 21 , and lenses that do not form the central portion of the lens array 21 A are decentered lenses whose eccentric centers are centered on the center of the Lens arrays 21 A coincide.

Austretende konvergierende Lichtströme von dem Linsen­ array 21A treten in jeweilige Linsen des Linsenarrays 22A ein, das in der Größe kleiner als das Linsenarray 21A ist. Unter solch einer optischen Bedingung kann auch bei dieser sechsten Ausführungsform ein ähnlicher Effekt wie bei der vierten Ausführungsform erreicht werden, wodurch es möglich ist, die Anzahl von optischen Komponenten weiter zu verrin­ gern.Exiting converging light fluxes from the lens array 21 A come into respective lenses of the lens arrays 22 a A, which is smaller in size than the lens array 21 A. Under such an optical condition, an effect similar to that of the fourth embodiment can also be achieved in this sixth embodiment, whereby it is possible to further reduce the number of optical components.

Siebte AusführungsformSeventh embodiment

Fig. 15 zeigt schematisch ein optisches System eines Teils einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung der sieb­ ten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 15 shows an optical system schematically a portion of a liquid crystal projection apparatus of the sieve th embodiment of the present invention.

Ein optischer Integrator 20E unterscheidet sich von dem optischen Integrator 20C von Fig. 13 darin, daß ein PBS- Array 24 auf der Austrittsseite des Linsenarrays 22A ange­ ordnet ist.An optical integrator 20 E differs from the optical integrator 20 C of FIG. 13 in that a PBS array 24 is arranged on the exit side of the lens array 22 A.

Das PBS-Array 24 dient dazu, einfallendes nichtpolari­ siertes Licht in s-polarisiertes Licht zu konvertieren. In dem PBS-Array 24 sind Prismen, die jeweils einen Querschnitt eines Parallelogramms haben, in einer Reihe mit einer Tei­ lung angeordnet, die die Hälfte derer der Linsen des Linsen­ arrays 22A beträgt. Ein Strahlenteiler für polarisiertes Licht [polarized light beam splitter] (PBS) 241 ist aus einem dielektrischen mehrschichtigen Film hergestellt, der p-polarisiertes Licht hindurchläßt und s-polarisiertes Licht reflektiert. Reflexionsfilme für s-polarisiertes Licht 242 sind aus einem dielektrischen mehrschichtigen Film herge­ stellt. PBSs und Reflexionsfilme für s-polarisiertes Licht sind an den jeweiligen Übergängen zwischen den Prismen alternierend gebildet. Ein Halbwellenlängenplättchen 243 ist auf der Lichtaustrittsoberfläche von jedem zweiten Prisma angebracht. Jede Mitte der PBSs ist auf den optischen Achsen von entsprechenden Linsen des Linsenarrays 22A positioniert.The PBS array 24 serves to convert incident non-polarized light into s-polarized light. In the PBS array 24 are prisms each having a cross section of a parallelogram, disposed in a row with a lung Tei, which those of the lenses of the lens array half is 22 A. A polarized light beam splitter (PBS) 241 is made of a dielectric multilayer film that transmits p-polarized light and reflects s-polarized light. Reflection films for s-polarized light 242 are made of a dielectric multilayer film. PBSs and reflection films for s-polarized light are formed alternately at the respective transitions between the prisms. A half-wave plate 243 is attached to the light exit surface of every other prism. Each center of the PBSs positioned on the optical axes of the respective lenses of the lens array 22 A.

Licht, das auf den PBS 241 einfällt, wird in reflek­ tiertes s-polarisiertes Licht und durchgelassenes p-polari­ siertes Licht getrennt. Das reflektierte s-polarisierte Licht wird durch den Reflexionsfilm für s-polarisiertes Licht 242 wieder reflektiert und tritt aus dem PBS-Array 24 heraus. Das durchgelassene p-polarisierte Licht wird durch das Halbwellenlängenplättchen 24 in s-polarisiertes Licht konvertiert. Da das Flüssigkristallichtventil 34R nur s- polarisiertes Licht verwendet, wird die Lichtnutzungseffek­ tivität im Vergleich zu dem Fall von nichtpolarisiertem einfallenden Licht weiter verbessert.Light incident on the PBS 241 is separated into reflected s-polarized light and transmitted p-polarized light. The reflected s-polarized light is reflected again by the reflection film for s-polarized light 242 and emerges from the PBS array 24 . The transmitted p-polarized light is converted into s-polarized light by the half-wave plate 24 . Since the liquid crystal light valve 34 R uses only s-polarized light, the light use efficiency is further improved compared to the case of non-polarized incident light.

Um die Lichteinfallseffektivität auf dem PBS-Array 24 zu maximieren, wird der Abstand zwischen dem Linsenarray 21 und dem PBS-Array 24 so festgelegt, daß Lichtströme von den Linsen des Linsenarrays 21 auf dem PBS-Array 24 konvergiert werden.In order to maximize the light incidence effectiveness on the PBS array 24 , the distance between the lens array 21 and the PBS array 24 is set so that light fluxes from the lenses of the lens array 21 on the PBS array 24 are converged.

Achte AusführungsformEighth embodiment

Fig. 16 zeigt schematisch ein optisches System eines Teils einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung der achten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 16 shows an optical system schematically a portion of a liquid crystal projection apparatus of the eighth embodiment according to the present invention.

Das PBS-Array 24A des optischen Integrators 20F ist, wie in Fig. 17 gezeigt, so konstruiert, daß Komponenten des Arrays 24A auf beiden Seiten eines Prismas 240 mit einem Querschnitt eines rechtwinkligen gleichschenkligen Dreiecks symmetrisch angeordnet sind. Der Grund dafür, daß solch ein PBS-Array 24A eingesetzt wird, wird unten beschrieben.The PBS array 24 A of the optical integrator 20 F is, as shown in Fig. 17, constructed so that components of the array 24 A are symmetrically arranged on both sides of a prism 240 with a cross section of a right-angled isosceles triangle. The reason why such a 24 A PBS array is used is described below.

Fig. 18 zeigt den Transmissionsgrad eines PBS-Arrays in Abhängigkeit von dem Einfallswinkel, der durch einen Erfin­ der der vorliegenden Erfindung gemessen wurde. Messungen wurden ausgeführt, wobei ein Einfallswinkel eines nichtpola­ risierten Lichtstrahls auf dem PBS-Array 24 von Fig. 15 verändert wurde, das die maximale Polarisationseffektivität bei einem Einfallswinkel von 45° hat. Die gemessenen Licht­ strahlen waren wie folgt:
◊: nichtpolarisiertes Licht → p-polarisiertes Licht, das durch den PBS 241 durchgelassen wurde, → s-polarisier­ tes Licht, das durch das Halbwellenlängenplättchen 243 konvertiert wurde
▱: nichtpolarisiertes Licht → s-polarisiertes Licht, das durch den PBS 241 reflektiert wurde, → s-polarisiertes Licht, das durch den Reflexionsfilm für s-polarisiertes Licht 242 reflektiert wurde, → austretend
Fig. 18 shows the transmittance of a PBS array in dependence on the angle of incidence was measured by an OF INVENTION of the present invention. Measurements were made changing an angle of incidence of a non-polarized light beam on the PBS array 24 of FIG. 15, which has the maximum polarization effectiveness at an angle of incidence of 45 °. The measured light rays were as follows:
◊: non-polarized light → p-polarized light that was transmitted through the PBS 241 , → s-polarized light that was converted by the half-wave plate 243
▱: non-polarized light → s-polarized light reflected by the PBS 241 , → s-polarized light reflected by the reflection film for s-polarized light 242 , → emerging

Aus den Resultaten geht hervor, daß die Summe aus Transmissionsgraden von ◊ und ▱ abnimmt, wenn ein Einfalls­ winkel verändert wird, um kleiner oder größer als 45 Grad zu sein, wobei der Fall, wenn ein Einfallswinkel kleiner als 45 Grad ist, eine kleinere Verringerungsrate als der Fall aufweist, wenn ein Einfallswinkel größer als 45 Grad ist.The results show that the sum of Transmittance of ◊ and ▱ decreases when an incident angle is changed to be less than or greater than 45 degrees be the case when an angle of incidence is less than 45 degrees  is a smaller rate of decrease than the case if an angle of incidence is greater than 45 degrees.

Idealerweise sollte die Einfallswinkelabhängigkeit von jedem PBS des PBS-Arrays individuell verändert werden, um den Transmissionsgrad zu erhöhen, aber dies ist auf Grund einer enormen Kostensteigerung nicht praktikabel.Ideally, the angle of incidence dependence of each PBS of the PBS array can be changed individually in order to to increase the transmittance, but this is due an enormous cost increase is not practical.

Deshalb wird eine symmetrische Konfiguration, wie in Fig. 17 gezeigt, für das PBS-Array 24A konstruiert, um eine Lichtmenge zu verringern, deren Einfallswinkel auf den PBSs des PBS-Arrays 24A größer als 45 Grad ist, mit dem Resultat, daß eine Reduzierung der Polarisationseffektivität unter­ drückt und die Lichtnutzungseffektivität weiter verbessert wird.Therefore, a symmetrical configuration as shown in Fig. 17 is constructed for the PBS array 24 A to reduce an amount of light whose angle of incidence on the PBSs of the PBS array 24 A is larger than 45 degrees, with the result that suppresses a reduction in the polarization effectiveness and the light utilization effectiveness is further improved.

Ferner ist das andere Merkmal vorhanden, daß eine Tei­ lung der PBSs des PBS-Arrays 24A um δ kleiner als die Hälfte von jener des Linsenarrays 22A ist. Der Grund dafür liegt darin, daß durch den Kondensor 23 Lichtströme, die durch das Linsenarray 21 hindurchtreten, zu der Seite der optischen Achse geneigt werden, und ein Abstand zwischen benachbarten Lichtströmen an dem PBS-Array 24A wird im Vergleich zu dem an dem Linsenarray 22A um δ reduziert. Durch solch eine Reduzierung kann die Lichtausnutzung auch verbessert werden.Furthermore, there is the other feature that a division of the PBSs of the PBS array 24 A by δ is less than half that of the lens array 22 A. This is because, through the condenser 23, light fluxes passing through the lens array 21 are inclined to the optical axis side, and a distance between adjacent light fluxes on the PBS array 24 A becomes compared to that on the lens array 22 A reduced by δ. Such a reduction can also improve light utilization.

Neunte AusführungsformNinth embodiment

Fig. 19 zeigt schematisch ein optisches System einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung der neunten Ausfüh­ rungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 19 shows an optical system schematically a liquid crystal projection apparatus of the ninth exporting approximate shape according to the present invention.

In dieser Vorrichtung sind keilförmige Prismen 40R, 40G und 40B auf der Einfallsseite der Flüssigkristallichtventile 34R, 34G bzw. 34B eingefügt.In this device, wedge-shaped prisms 40 R, 40 G and 40 B are inserted on the incidence side of the liquid crystal light valves 34 R, 34 G and 34 B, respectively.

Fig. 20 ist eine vereinfachte Form eines extrahierten Teils von dem optischen System einer Flüssigkristallprojek­ tionsvorrichtung von Fig. 19 zum Erläutern einer Operation des keilförmigen Prismas 40B. In Fig. 20 sind optische Wege des stärksten Lichtstromes gezeigt. FIG. 20 is a simplified form of an extracted part from the optical system of a liquid crystal projection device of FIG. 19 for explaining an operation of the wedge-shaped prism 40 B. In FIG. 20, optical paths of the strongest luminous flux are shown.

Dieser Lichtstrom von dem optischen Integrator 20 tritt in die gesamte Oberfläche des Flüssigkristallichtventils 34B ein. Das keilförmige Prisma 40B bricht den Lichtstrom und stellt einen Einfallswinkel an jedem Punkt auf dem Flüssig­ kristallichtventil 34B im wesentlichen auf -ϕm ein, bei dem der Kontrast in dem Graph von Fig. 25 maximiert wird.This luminous flux from the optical integrator 20 enters the entire surface of the liquid crystal light valve 34 B. The wedge-shaped prism 40 B breaks the luminous flux and essentially sets an angle of incidence at each point on the liquid crystal light valve 34 B to -ϕm, at which the contrast in the graph of FIG. 25 is maximized.

Dadurch wird der Transmissionsgrad von Licht, das auf das Flüssigkristallichtventil 34B einfällt, das für den vollen Bereich ein schwarzes Anzeigesignal empfängt, auf der gesamten Oberfläche des Flüssigkristallichtventils 34B reduziert, mit dem Resultat, daß ein projiziertes Bild nicht nur mit verbessertem Kontrast sondern auch mit reduzierter Ungleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke erhalten wird.This reduces the transmittance of light incident on the liquid crystal light valve 34 B, which receives a black indication signal for the full area, on the entire surface of the liquid crystal light valve 34 B, with the result that a projected image not only with improved contrast but also is obtained with reduced unevenness in illuminance.

Mit anderen Worten, da kein Lichtabschwächungsfilter mit einer spektralen Gradientencharakteristik erforderlich ist, um die Ungleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke zu reduzieren, ist es möglich, die Lichtnutzungseffektivität zu verbessern.In other words, there is no light attenuation filter with a spectral gradient characteristic is required is to increase the non-uniformity of illuminance reduce, it is possible to increase the light utilization effectiveness improve.

Dasselbe gilt für die Flüssigkristallichtventile 34G und 34R in Fig. 19.The same applies to the liquid crystal light valves 34 G and 34 R in FIG. 19.

Es sei erwähnt, daß das keilförmige Prisma 40B entweder zwischen der Feldlinse 33B und dem Kondensor 23 oder zwi­ schen dem Kondensor 23 und dem Linsenarray 22 angeordnet sein kann.It should be mentioned that the wedge-shaped prism 40 B can either be arranged between the field lens 33 B and the condenser 23 or between the condenser 23 and the lens array 22 .

Fig. 21(A) bis 21(C) zeigen ein mehrfachkeilförmiges Prismenblatt 40BX, ein Mehrfachneigungsprismenblatt 40BY und ein mehrfachkeilförmiges Prismenblatt 40BZ, von denen jedes anstelle des keilförmigen Prismas 40B von Fig. 20 verwendet werden kann. Fig. 21 (A) to 21 (C) is a multiple wedge-shaped prism sheet 40 BX, a multiple inclination prism sheet 40 BY and a multiple wedge-shaped prism sheet show 40 BZ, each of which may be used instead of the wedge-shaped prism 40 B of Fig. 20.

Das mehrfachkeilförmige Prismenblatt 40BX hat eine Sä­ gezahnform, um das Prisma 40B dünner zu machen, und es hat dieselbe Funktion wie das keilförmige Prisma 40B.The multi-wedge prism blade 40 BX has a saw tooth shape to make the prism 40 B thinner, and it has the same function as the wedge-shaped prism 40 B.

Das Mehrfachneigungsprisma 40BY hat solch eine Form, daß Neigungswinkel einer Vielzahl von Neigungen stufenweise verändert sind, so daß jeder Einfallswinkel des stärksten Lichtstromes auf dem Flüssigkristallichtventil 34B -ϕm betragen kann, und somit wird der oben beschriebene Effekt weiter verstärkt.The multi-tilt prism 40 BY has such a shape that tilt angles of a plurality of slopes are gradually changed so that each angle of incidence of the strongest luminous flux on the liquid crystal light valve can be 34 B -ϕm, and thus the effect described above is further enhanced.

Das mehrfachkeilförmige Prismenblatt 40BZ hat solch eine Sägezahnform, daß die Oberflächenabschnitte des Mehr­ fachneigungsprismas 40BY extrahiert sind, um das Prisma dünner zu machen.The multi-wedge shaped prism sheet 40 BZ has such a sawtooth shape that the surface portions of the multi-tilt prism 40 BY are extracted to make the prism thinner.

Zehnte AusführungsformTenth embodiment

Fig. 22 zeigt schematisch ein optisches System eines Teils einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung der zehn­ ten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 22 shows an optical system schematically a portion of a liquid crystal projection apparatus of the ten th embodiment of the present invention.

In dieser Vorrichtung sind anstelle der Verwendung des keilförmigen Prismas 40B von Fig. 20 die optischen Achsen der Lichtquelle 10 und des optischen Integrators 20 integral zu der optischen Achse des Flüssigkristallichtventils 34B geneigt, so daß der stärkste Lichtstrom von der Lichtquelle 10 in das Flüssigkristallichtventil 34B mit einem Winkel von im wesentlichen -ϕm eintritt.In this device, instead of using the wedge-shaped prism 40 B of Fig. 20, the optical axes of the light source 10 and the optical integrator 20 are integrally inclined to the optical axis of the liquid crystal light valve 34 B, so that the strongest luminous flux from the light source 10 into the liquid crystal light valve 34 B occurs at an angle of essentially -ϕm.

Gemäß der zehnten Ausführungsform wird ohne das Hinzu­ fügen eines neuen optischen Elementes nicht nur die Un­ gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke auf einem projizier­ ten Bild reduziert, sondern die Qualität einer schwarzen Anzeige kann auch verbessert werden, und dadurch kann der Kontrast erhöht werden.According to the tenth embodiment, without the addition add a new optical element not only the Un uniformity of illuminance on a projector th picture, but the quality of a black one Display can also be improved, and this can help Contrast can be increased.

Elfte AusführungsformEleventh embodiment

Fig. 23 zeigt schematisch ein optisches System eines Teils einer Flüssigkristallprojektionsvorrichtung der elften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 23 shows an optical system schematically a portion of a liquid crystal projection apparatus of the eleventh embodiment according to the present invention.

Diese Vorrichtung ist so konfiguriert, daß in der Vor­ richtung, die in Fig. 20 gezeigt ist, das keilförmige Prisma 40B nicht verwendet wird und der Kondensor 23 durch einen dezentrierten Kondensor 23A ersetzt wird, und dadurch tritt der stärkste Lichtstrom von der Lichtquelle 10 in das Flüssigkristallichtventil 34B mit einem Winkel von im wesentli­ chen -ϕm ein. Der dezentrierte Kondensor 23A des optischen Integrators 20G ist zu solch einer Konfiguration analog, wie wenn in Fig. 20 ein vergrößertes des keilförmigen Prismas 40B mit dem Kondensor 23 verbunden wird.This device is configured so that in the device shown in Fig. 20, the wedge-shaped prism 40 B is not used and the condenser 23 is replaced by a decentered condenser 23 A, and thereby the strongest luminous flux occurs from the light source 10 in the liquid crystal light valve 34 B at an angle of substantially -ϕm Chen. The decentered condenser 23 A of the optical integrator 20 G is analogous to such a configuration as if in FIG. 20 an enlarged wedge-shaped prism 40 B is connected to the condenser 23 .

Da es gemäß der elften Ausführungsform nicht notwendig ist, ein zusätzliches keilförmiges Prisma 40B zu verwenden, kann die Anzahl von Komponenten der Flüssigkristallprojekti­ onsvorrichtung reduziert werden.According to the eleventh embodiment, since it is not necessary to use an additional wedge-shaped prism 40 B, the number of components of the liquid crystal projection device can be reduced.

Claims (8)

1. Optisches Farbtrenn-/-synthesesystem mit:
einem optischen Integrator, der erste und zweite Lin­ senarrays hat, um Bilder von Konvexlinsen des ersten Linsen­ arrays auf jedem Bereich durch jeweilige Konvexlinsen des zweiten Linsenarrays zu überlagern;
einem optischen Farbtrennsystem, das wenigstens einen dichroitischen Spiegel hat, um weißes Licht von dem opti­ schen Integrator in eine Vielzahl von Farblichten zu tren­ nen;
einer Vielzahl von Lichtventilen, die in den jeweiligen Bereichen angeordnet sind, um die jeweiligen Farblichte von dem optischen Farbtrennsystem zu empfangen, und
einem optischen Farbsynthesesystem, welches die genann­ ten Farblichte von den Lichtventilen synthetisiert,
bei dem der dichroitische Spiegel solch einen spektra­ len Gradiententransmissionsgrad hat, daß eine durchschnitt­ liche Wellenlänge eines Lichtstromes, der auf jeden Punkt auf dem Lichtventil einfällt, das dem dichroitischen Spiegel entspricht, im wesentlichen dieselbe ist.
1. Optical color separation / synthesis system with:
an optical integrator having first and second lens arrays to overlay images of convex lenses of the first lens array on each area by respective convex lenses of the second lens array;
an optical color separation system having at least one dichroic mirror to separate white light from the optical integrator into a plurality of colored lights;
a plurality of light valves arranged in the respective areas to receive the respective color lights from the optical color separation system, and
an optical color synthesis system, which synthesizes the named color lights from the light valves,
in which the dichroic mirror has such a specular gradient transmittance that an average wavelength of a luminous flux incident on every point on the light valve corresponding to the dichroic mirror is substantially the same.
2. Optisches Farbtrenn-/-synthesesystem nach Anspruch 1, bei dem der dichroitische Spiegel so gebildet ist, daß eine Grenzwellenlänge für einen Einfallswinkel (θ1 + θ2)/2 an einem Mittelpunkt M zwischen ersten und zweiten Punkten auf dem dichroitischen Spiegel bezüglich jedes Punktes X auf dem Lichtventil, das dem dichroitischen Spiegel entspricht, im wesentlichen dieselbe ist, welche ersten und zweiten Punkte auf optischen Wegen liegen, die sich von gegenüber­ liegenden Enden L1 und L2 auf der Austrittsoberfläche des optischen Integrators zu dem Punkt X erstrecken, wobei sie den dichroitischen Spiegel mit Einfallswinkeln von θ1 bzw. θ2 durchlaufen. 2. Optical color separation / synthesis system according to claim 1, in which the dichroic mirror is formed such that a cutoff wavelength for an angle of incidence (θ1 + θ2) / 2 at a midpoint M between first and second points on the dichroic mirror with respect to each point X the light valve, which corresponds to the dichroic mirror, is essentially the same as the first and second Points lie on optical paths that are opposite each other lying ends L1 and L2 on the exit surface of the optical integrator to point X, being the dichroic mirror with angles of incidence of θ1 or run through θ2.   3. Optisches Farbtrenn-/-synthesesystem nach Anspruch 1, bei dem der dichroitische Spiegel so gebildet ist, daß eine Grenzwellenlänge für einen Einfallswinkel (θ1 + θ2)/2 an einem Mittelpunkt M zwischen ersten und zweiten Punkten auf dem dichroitischen Spiegel bezüglich jedes Punktes L auf der Austrittsoberfläche des optischen Integrators im wesent­ lichen dieselbe ist, welche ersten und zweiten Punkte auf optischen Wegen liegen, die sich von dem Punkt L zu gegen­ überliegenden Enden X1 und X2 auf dem Lichtventil erstrec­ ken, das dem dichroitischen Spiegel entspricht, wobei sie den dichroitischen Spiegel mit Einfallswinkeln von θ1 bzw. θ2 durchlaufen.3. Optical color separation / synthesis system according to claim 1, in which the dichroic mirror is formed such that a cutoff wavelength for an angle of incidence (θ1 + θ2) / 2 at a midpoint M between first and second points on the dichroic mirror with respect to each point L. the exit surface of the optical integrator essentially lichen is the same as which first and second points optical paths that are from point L to counter First overlap ends X1 and X2 on the light valve ken, which corresponds to the dichroic mirror, being the dichroic mirror with angles of incidence of θ1 or run through θ2. 4. Optisches Farbtrenn-/-synthesesystem nach Anspruch 1, bei dem der spektrale Gradiententransmissionsgrad des dichroitischen Spiegels so bestimmt wird, daß durchschnitt­ liche Grenzwellenlängen von Lichtströmen, die an ersten und zweiten gegenüberliegenden Enden auf dem dichroitischen Spiegel einfallen, im wesentlichen einander gleich sind.4. Optical color separation / synthesis system according to claim 1, in which the spectral gradient transmittance of the dichroic mirror is determined so that average limit wavelengths of luminous fluxes at the first and second opposite ends on the dichroic Incident mirrors are essentially the same. 5. Optischer Integrator mit:
einem ersten Linsenarray, das eine Vielzahl von Kon­ vexlinsen hat; und
einem zweiten Linsenarray, das eine Vielzahl von Kon­ vexlinsen hat, wobei dessen Konvexlinsen Bilder der jeweili­ gen Konvexlinsen des ersten Linsenarrays auf einem Bereich überlagern,
bei dem eine Linsenteilung der Konvexlinsen des zweiten Linsenarrays kürzer als jene des ersten Linsenarrays ist.
5. Optical integrator with:
a first lens array having a plurality of convex lenses; and
a second lens array which has a plurality of convex lenses, the convex lenses of which overlap images of the respective convex lenses of the first lens array in one area,
in which a lens pitch of the convex lenses of the second lens array is shorter than that of the first lens array.
6. Leuchte mit:
einem ersten Linsenarray, das eine Vielzahl von Kon­ vexlinsen hat;
einem zweiten Linsenarray, das eine Vielzahl von Kon­ vexlinsen hat, wobei dessen Konvexlinsen Bilder der jeweili­ gen Konvexlinsen des ersten Linsenarrays auf einem Bereich überlagern und eine Linsenteilung der Konvexlinsen des zweiten Linsenarrays kürzer als jene des ersten Linsenarrays ist;
einem elliptischen Spiegel mit einem offenen Ende, das hin zu dem ersten Linsenarray gerichtet ist; und
einer Lampe, die einen Leuchtteil hat, der an einem ersten Brennpunkt des elliptischen Spiegels angeordnet ist,
bei der der zweite Brennpunkt des elliptischen Spiegels auf dem genannten Bereich liegt.
6.Light with:
a first lens array having a plurality of convex lenses;
a second lens array having a plurality of convex lenses, the convex lenses of which overlap images of the respective convex lenses of the first lens array on an area and a lens pitch of the convex lenses of the second lens array is shorter than that of the first lens array;
an open-ended elliptical mirror facing the first lens array; and
a lamp which has a luminous part which is arranged at a first focal point of the elliptical mirror,
at which the second focal point of the elliptical mirror lies on the area mentioned.
7. Flüssigkristallprojektionsvorrichtung mit:
einer Lichtquelle;
einem optischen Integrator, der enthält:
ein erstes Linsenarray, das eine Vielzahl von Kon­ vexlinsen hat; und
ein zweites Linsenarray, das eine Vielzahl von Konvexlinsen hat, wobei dessen Konvexlinsen Bilder der jeweiligen Konvexlinsen des ersten Linsenarrays auf einem Bereich überlagern,
einem Lichtventil, das in dem genannten Bereich ange­ ordnet ist, um Licht von dem optischen Integrator zu empfan­ gen;
einer Feldlinse, die auf der Eintrittsseite des Licht­ ventils angeordnet ist;
einer Projektionslinse, die Licht empfängt, das von dem Lichtventil kommt; und
einem Brechungsmittel, das auf der Eintrittsseite des Lichtventils angeordnet ist und Licht bricht, das auf einer Seite einfällt, so daß der Kontrast eines projizierten Bildes zunimmt.
7. Liquid crystal projection device with:
a light source;
an optical integrator that contains:
a first lens array having a plurality of convex lenses; and
a second lens array which has a multiplicity of convex lenses, the convex lenses of which overlap images of the respective convex lenses of the first lens array in one area,
a light valve arranged in said area to receive light from the optical integrator;
a field lens, which is arranged on the inlet side of the light valve;
a projection lens that receives light coming from the light valve; and
a refractive agent disposed on the entrance side of the light valve and refracting light incident on one side so that the contrast of a projected image increases.
8. Flüssigkristallprojektionsvorrichtung mit:
einer Lichtquelle;
einem optischen Integrator, der enthält:
ein erstes Linsenarray, das eine Vielzahl von Kon­ vexlinsen hat; und
ein zweites Linsenarray, das eine Vielzahl von Konvexlinsen hat, wobei dessen Konvexlinsen Bilder der jeweiligen Konvexlinsen des ersten Linsenarrays auf einem Bereich überlagern,
einem Lichtventil, das in dem genannten Bereich ange­ ordnet ist, um Licht von dem optischen Integrator zu empfan­ gen;
einer Feldlinse, die auf der Eintrittsseite des Licht­ ventils angeordnet ist; und
einer Projektionslinse, die Licht empfängt, das von dem Lichtventil kommt,
bei der die Lichtquelle und der optische Integrator eine gemeinsame optische Achse haben, die zu einer optischen Achse des Lichtventils geneigt ist, so daß der Kontrast eines projizierten Bildes zunimmt.
8. Liquid crystal projection device with:
a light source;
an optical integrator that contains:
a first lens array having a plurality of convex lenses; and
a second lens array which has a multiplicity of convex lenses, the convex lenses of which overlap images of the respective convex lenses of the first lens array in one area,
a light valve arranged in said area to receive light from the optical integrator;
a field lens, which is arranged on the inlet side of the light valve; and
a projection lens that receives light coming from the light valve,
in which the light source and the optical integrator have a common optical axis that is inclined to an optical axis of the light valve so that the contrast of a projected image increases.
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