DE102018007521A1 - Polarisationsstrahlteiler und diesen verwendende Bildprojektionsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Ein Polarisationsstrahlteiler (12) umfasst: ein erstes Prisma (21); ein zweites Prisma (22); einen Polarisationsstrahlteilabschnitt (26) in Kontakt mit dem zweiten Prisma (22); ein Substrat (23), das zwischen dem Polarisationsstrahlteilabschnitt (26) und dem ersten Prisma (21) bereitgestellt wird; einen ersten Klebeabschnitt (24), der zwischen dem ersten Prisma und dem Substrat bereitgestellt wird; und einen zweiten Klebeabschnitt (25), der zwischen dem Polarisationsstrahlteilabschnitt (26) und dem Substrat (23) bereitgestellt wird.

Description

• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Polarisationsstrahlteiler und eine diesen verwendende Bildprojektionsvorrichtung.
• Beschreibung des Standes der Technik
• Als ein Polarisationsstrahlteiler für eine Bildprojektionsvorrichtung unter Verwendung eines refraktiven optischen Modulationsabschnitts ist ein Polarisationsstrahlteiler bekannt, der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-45725 beschrieben wird. Der Polarisationsstrahlteiler, der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-45725 beschrieben wird, weist eine Struktur auf, bei der zwei parallele flache Plättchen, die mit einem Polarisationsstrahlteilfilm dazwischen bereitgestellt werden, sandwichartig durch zwei Prismen eingefasst werden. Die beiden parallelen flachen Plättchen sind aus Spinell hergestellt, der eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist.
• Mit anderen Worten ist der Polarisationsstrahlteiler, der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-45725 beschrieben wird, imstande, eine Temperaturerhöhung des Polarisationsstrahlteilfilms zu unterbinden, indem der Polarisationsstrahlteilfilm durch die parallelen flachen Plättchen, die aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit hergestellt sind, sandwichartig eingefasst wird. Als Ergebnis ist es möglich, eine Temperaturverteilung zu unterbinden, die durch die Lichtabsorption des Polarisationsstrahlteilfilms erzeugt wird, und somit Black-Floating und Farbungleichmäßigkeit zu unterbinden, die durch die Polarisationsstörung erzeugt werden, die durch die Doppelbrechung verursacht wird, die der internen Spannung zuzuordnen ist, der durch diese Temperaturverteilung erzeugt wird.
• Hier sei ein Fall betrachtet, in dem der Polarisationsstrahlteiler, der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-45725 beschrieben wird, innerhalb einer Bildprojektionsvorrichtung angeordnet ist, so dass Licht von einem refraktiven optischen Modulationsabschnitt durch den Polarisationsstrahlteiler reflektiert wird, um in eine Projektionsoptik geführt zu werden. In diesem Fall wird, wenn das Material der parallelen flachen Plättchen und das Material der Prismen große Brechungsindizes aufweisen, das in die Projektionsoptik geführte Licht durch die Differenz im Brechungsindex zwischen dem Material der parallelen flachen Plättchen und dem Material der Prismen beeinflusst, was möglicherweise die Aberration vergrößert und somit zu einer Verschlechterung der Bildqualität des projizierten Bildes führt.
• OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
• Angesichts dessen ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Polarisationsstrahlteiler, der imstande ist, einen Einfluss des Polarisationsstrahlteilers auf eine Bildqualität mehr denn je zu unterbinden, während eine Temperaturerhöhung eines Polarisationsstrahlteilabschnitts unterbunden wird, und eine Bildprojektionsvorrichtung unter Verwendung des Polarisationsstrahlteilers bereitzustellen.
• Um die oben beschriebene Aufgabe zu erreichen, umfasst ein Polarisationsstrahlteiler gemäß der vorliegenden Erfindung: ein erstes Prisma; ein zweites Prisma; einen Polarisationsstrahlteilabschnitt in Kontakt mit dem zweiten Prisma; ein Substrat, das zwischen dem Polarisationsstrahlteilabschnitt und dem ersten Prisma bereitgestellt wird; einen ersten Klebeabschnitt, der zwischen dem ersten Prisma und dem Substrat bereitgestellt wird; und einen zweiten Klebeabschnitt, der zwischen dem Polarisationsstrahlteilabschnitt und Substrat bereitgestellt wird. Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, umfasst eine Bildprojektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung außerdem: einen Lichtquellenabschnitt, der imstande ist, Licht zu emittieren, das einen ersten Farblichtstrahl, einen zweiten Farblichtstrahl und einen dritten Farblichtstrahl enthält, die voneinander unterschiedliche Wellenlängen aufweisen; den oben beschriebenen Polarisationsstrahlteiler; einen refraktiven optischen Modulationsabschnitt; und einen Halteabschnitt, der imstande ist, eine Projektionsoptik zu halten, die das Licht von dem refraktiven optischen Modulationsabschnitt zu einer Projektionsfläche führt, wobei der Polarisationsstrahlteiler derart angeordnet ist, dass Licht von dem Lichtquellenabschnitt durch den Polarisationsstrahlteiler läuft und auf den refraktiven optischen Modulationsabschnitt einfällt, und Licht, das durch den refraktiven optischen Modulationsabschnitt moduliert wird, durch den Polarisationsstrahlteiler reflektiert wird.
• Ferner werden Merkmale der vorliegenden Erfindung aus der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden.
• Figurenliste
• 1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Bildprojektionsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
• 2 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Polarisationsstrahlteilers 12 in der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
• 3A und 3B sind Diagramme, die eine Richtung einer langsamen Achse eines Substrats 23 in der ersten Ausführungsform veranschaulichen.
• 4 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Polarisationsstrahlteilers 72 in einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
• 5 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Bildprojektionsvorrichtung in einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
• 6 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Bildprojektionsvorrichtung in einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
• BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich gemäß den begleitenden Zeichnungen beschrieben. Jede der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann alleinig oder als eine Kombination von mehreren Ausführungsformen oder Merkmalen davon implementiert werden, wo notwendig oder wo die Kombination von Elementen oder Merkmalen von einzelnen Ausführungsformen in einer einzigen Ausführungsform vorteilhaft ist.
• [Erste Ausführungsform]
• (Konfiguration einer Bildprojektionsvorrichtung)
• Eine Konfiguration eines Projektors (Bildprojektionsvorrichtung) P in dieser Ausführungsform wird unter Verwendung von 1 beschrieben. Der Projektor P umfasst einen Lichtquellenabschnitt 11, eine Beleuchtungsoptik, einen Polarisationsstrahlteiler 12, ein Bildanzeigeelement (refraktiver optischer Modulationsabschnitt) 7, ein Polarisationsplättchen 8, eine Projektionslinse (Projektionsoptik) 9 und einen Halteabschnitt 9s.
• Der Lichtquellenabschnitt 11 umfasst eine Lichtquelle 1, wie beispielsweise eine Extrahochdruck-Quecksilberlampe oder eine Xenonlampe, und einen Reflektor 2, der Licht von der Lichtquelle 1 reflektiert. Der Lichtquellenabschnitt 11 ist imstande, Licht zu emittieren, das einen ersten Farblichtstrahl, einen zweiten Farblichtstrahl und einen dritten Farblichtstrahl enthält, die voneinander verschiedene Wellenlängen aufweisen. Genauer gesagt ist der Lichtquellenabschnitt 11 imstande, weißes Licht zu emittieren, das rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht enthält.
• Das Licht von dem Lichtquellenabschnitt 11 fällt auf ein erstes Mikrolinsenfeld (oder Fliegenaugenlinse) 3 ein, wobei das Licht in mehrere Lichtstrahlen geteilt und gebündelt wird. Die somit geteilten mehreren Lichtstrahlen laufen durch ein zweites Mikrolinsenfeld (oder Fliegenaugenlinse) 4 und bilden mehrere Bilder der Lichtquelle. Nahe den Positionen, bei denen die Bilder der Lichtquelle gebildet werden, wird ein Polarisationsumwandlungselement 5 bereitgestellt. Die mehreren Lichtstrahlen, die als unpolarisiertes Licht auf das Polarisationsumwandlungselement 5 einfallen, werden in polarisiertes Licht mit einer gegebenen Polarisationsrichtung (die hier als P-Polarisation angenommen wird) durch das Polarisationsumwandlungselement 5 umgewandelt und fallen auf eine Kondensorlinse 6 ein. Das Licht von der Kondensorlinse 6 läuft durch den Polarisationsstrahlteiler 12, der eine Polarisationstrenneinrichtung ist (P-Polarisationstransmission, S-Polarisationsreflektion) und wird auf dem Bildanzeigeelement 7 gebündelt. Es sei bemerkt, dass in jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das erste Mikrolinsenfeld, das zweite Mikrolinsenfeld, das Polarisationsumwandlungselement und die Kondensorlinse zusammen als eine Beleuchtungsoptik bezeichnet werden.
• Das durch das Bildanzeigeelement 7 modulierte Licht wird durch den Polarisationsstrahlteiler 12 reflektiert, läuft durch das Polarisationsplättchen 8 und wird über die Projektionslinse 9 auf einen Bildschirm (Projektionsfläche) projiziert, der nicht veranschaulicht ist. Die Projektionslinse 9 wird durch den Halteabschnitt 9s gehalten. Mit anderen Worten ist der Halteabschnitt 9s imstande, die Projektionslinse 9 zu halten. Die Projektionslinse 9 kann von dem Halteabschnitt 9s abnehmbar oder nicht abnehmbar sein.
• (Konfiguration des Polarisationsstrahlteilers)
• Als nächstes wird eine Konfiguration des Polarisationsstrahlteilers (hier nachstehend als der PBS bezeichnet) 12 in dieser Ausführungsform unter Verwendung von 2 beschrieben. Der PBS 12 umfasst ein erstes Prisma 21, ein Substrat 23, ein zweites Prisma 22, einen ersten Klebstoff (ersten Klebeabschnitt) 24, einen zweiten Klebstoff (zweiten Klebeabschnitt) 25 und einen Polarisationsstrahlteilfilm (Polarisationsstrahlteilabschnitt) 26.
• Das Substrat 23 wird an einer Fläche 21a des ersten Prismas auf der Seite des Substrats 23 durch den ersten Klebstoff 24 gebondet. Der Polarisationsstrahlteilfilm 26 wird auf einer Fläche 22a des zweiten Prismas 22 auf der Seite des Substrats 23 (der Seite des zweiten Klebstoffs 25) aufgedampft. Das Substrat 23 wird an der Fläche 22a, auf welcher der Polarisationsstrahlteilfilm 26 aufgedampft wurde, durch den zweiten Klebstoff 25 gebondet. Mit anderen Worten ist der erste Klebstoff 24 mit dem ersten Prisma 21 und dem Substrat 23 in Kontakt, das Substrat 23 mit dem erstem Klebstoff 24 und dem zweiten Klebstoff 25 in Kontakt und der Polarisationsstrahlteilfilm 26 mit dem zweiten Klebstoff 25 und dem zweiten Prisma 22 in Kontakt.
• In 2 gibt der durchgezogene Pfeil einen Strahlengang an, durch den Licht, das auf den PBS 12 von dem Lichtquellenabschnitt 11 einfällt, dann auf das Bildanzeigeelement 7 einfällt, und der gestrichelte Pfeil gibt einen Strahlengang an, durch den Licht von dem Bildanzeigeelement 7 läuft. Wie in 2 veranschaulicht, ist der PBS 12 imstande, das Licht zu dem Bildanzeigeelement 7 zu führen, das auf das erste Prisma 21 von einer ersten Richtung einfällt und durch den ersten Klebstoff 24, das Substrat 23, den zweiten Klebstoff 25, den Polarisationsstrahlteilfilm 26 und das zweite Prisma 22 läuft. Zur gleichen Zeit ist der PBS 12 imstande, das Licht von dem Bildanzeigeelement 7 in eine zweite Richtung zu führen, die von der ersten Richtung verschieden ist. Anders ausgedrückt, ist der PBS 12 innerhalb des Projektors P auf eine derartige Art und Weise angeordnet, um eine derartige optische Wirkung zu erreichen. Die hier erwähnte erste Richtung ist eine Richtung, die durch den durchgezogenen Pfeil in 2 angegeben wird, oder die z-Achsenrichtung, und die zweite Richtung ist eine Richtung, die durch den gestrichelten Pfeil angegeben wird, oder die y-Achsenrichtung.
• Wenn der PBS 12, wie oben beschrieben, konfiguriert ist, wird das Bildlicht von dem Bildanzeigeelement 7 durch den Polarisationsstrahlteilfilm 26 auf die Fläche 22a des zweiten Prismas 22 reflektiert und somit zu der Projektionslinse 9 geführt, ohne sich über das erste Prisma 21 und das Substrat 23 zu bewegen.
• In dem Polarisationsstrahlteiler, der in der oben erwähnten japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-45725 beschrieben wird, ist der Polarisationsstrahlteilfilm durch zwei parallele flache Plättchen sandwichartig eingefasst. Aus diesem Grund fällt in dem Polarisationsstrahlteiler, der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-45725 beschrieben wird, wenn Bildlicht von dem Bildanzeigeelement durch den Polarisationsstrahlteilfilm reflektiert wird, um zu der Projektionslinse geführt zu werden, das Bildlicht sowohl auf das Prisma als auch auf die parallelen flachen Plättchen ein. Als Ergebnis gibt es eine Möglichkeit, dass das Bildlicht durch die Differenz im Brechungsindex zwischen ihnen beeinflusst wird, was die Aberration vergrößert.
• Im Gegensatz dazu bewegt sich in dem PBS 12 in dieser Ausführungsform das Bildlicht von dem Bildanzeigeelement 7 lediglich über das zweite Prisma 22 und den Polarisationsstrahlteilfilm 26 ohne sich über das erste Prisma 21 und das Substrat 23 zu bewegen, wie oben beschrieben. Aus diesem Grund ist es möglich, sogar wenn Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes für das erste Prisma 21 oder zweite Prisma 22 und das Substrat 23 verwendet werden, die Erzeugung von Aberration zu unterbinden und den Einfluss durch den Polarisationsstrahlteiler auf die Bildqualität im Vergleich mit dem Polarisationsstrahlteiler zu unterbinden, der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-45725 beschrieben wird.
• Außerdem ermöglicht das Substrat 23 ebenfalls, eine Temperaturerhöhung im Polarisationsstrahlteilfilm 26 zu unterbinden, die auftritt, weil der Polarisationsstrahlteilfilm 26 das Licht absorbiert, das auf den PBS 12 einfällt. Genauer gesagt ist es möglich, über das Substrat 23 Wärme effizient zu verteilen, die in jedem Klebstoff und dem Polarisationsstrahlteilfilm 26 erzeugt wird. Als Ergebnis wird die in dem PBS 12 erzeugte Temperaturverteilung verringert, womit ermöglicht wird, eine Verschlechterung in der Auflösungsleistung aufgrund von Black-Floating und Glasverformung zu verringern, die der im zweiten Prisma 22 erzeugten Photoelastizität zuzuschreiben sind.
• (Wünschenswertere Konfiguration)
• Hier wird nachstehend eine wünschenswertere Konfiguration beschrieben.
• (Materialeigenschaften eines Substrats)
• Um eine Temperaturerhöhung in dem Polarisationsstrahlteilfilm 26 weiter zu unterbinden, ist es bevorzugt, dass das Substrat 23 eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Im Einzelnen ist es bevorzugt, dass der PBS 12 $$\text{A}\ge \mathrm{4,0}$$

  

  erfüllt, wobei A (W/(m·K)) die Wärmeleitfähigkeit des Substrats 23 bezeichnet.
• Es ist besonders bevorzugt, dass der PBS 12 $$\text{A}\ge \mathrm{20,0}$$

  

  erfüllt.
• Außerdem ist es bevorzugt, um eine Temperaturerhöhung in dem Polarisationsstrahlteilfilm 26 zusätzlich zu unterbinden, dass das Substrat 23 weniger Wärme absorbiert. Im Einzelnen ist es bevorzugt, dass der PBS 12 $$\text{P}\le \mathrm{0,02}$$

  

  erfüllt, wobei P den internen Absorptionsgrad des Materials in einem Fall bezeichnet, in dem das für das Substrat 23 verwendete Material eine Dicke von 10 mm aufweist und Licht mit einer Wellenlänge von 460 nm auf das Material einfällt.
• Außerdem ist es bevorzugt, während das Glasmaterial des ersten Prismas 21 und des zweiten Prismas 22 ein allgemeines Glas sein kann, das für Linsen und dergleichen verwendet wird, dass das Substrat 23 aus Quarz oder Saphir mit einem niedrigen Absorptionsgrad für sichtbares Licht und einer hohen Wärmeleitfähigkeit hergestellt wird.
• (Materialeigenschaften des Prismas)
• In einem Projektor mit einer hohen Luminanz von mehr als 3000 Im ist es bevorzugt, dass neben der Verwendung eines Materials mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Quarz oder Saphir als das Material des Substrats 23, das Glasmaterial des ersten Prismas 21 und des zweiten Prismas 22 geeignet ausgewählt werden.
• Genauer gesagt ist es bevorzugt, dass der PBS 12 mindestens eines von $$\mathrm{0,4}\le \text{H}1\le \mathrm{2,0}$$

  

  und $$\mathrm{0,4}\le \text{H2}\le \mathrm{2,0}$$

  

  erfüllt, wobei H1 (W/(m·K)) die Wärmeleitfähigkeit des ersten Prismas 21 und H2 (W/(m·K)) die Wärmeleitfähigkeit des zweiten Prismas 22 bezeichnet. Insbesondere ist es besonders bevorzugt, dass das zweite Prisma 22, auf das Licht von dem Bildanzeigeelement 7 einfällt, den oben beschriebenen Ausdruck (4) erfüllt.
• Wenn die Wärmeleitfähigkeit des Prismas niedriger als der untere Grenzwert des Ausdrucks (4) ist, gibt es eine Möglichkeit, dass eine Temperaturerhöhung in dem Polarisationsstrahlteilfilm 26 nicht ausreichend unterbunden werden kann, wenn die Luminanz von Licht von dem Lichtquellenabschnitt 11 hoch ist. Andererseits sind viele Glasmaterialien, die eine Wärmeleitfähigkeit aufweisen, die höher als der obere Grenzwert von Ausdruck (4) ist, zu kostenaufwändig und werden somit nicht bevorzugt.
• Es ist besonders bevorzugt, dass der PBS 12 mindestens eines von $$\mathrm{0,6}\le \text{H}1\le \mathrm{1,5}$$

  

  und $$\mathrm{0,6}\le \text{H2}\le \mathrm{1,5}$$

  

  erfüllt.
• Es ist bevorzugt, dass der PBS 12 $$\left|\text{N}2-\text{N}1\right|\le \mathrm{0,1}$$

  

  erfüllt, wobei N1 den Brechungsindex des ersten Prismas 21 für die d-Linie und N2 den Brechungsindex des zweiten Prismas 22 für die d-Linie bezeichnet. Es ist besonders bevorzugt, dass der PBS 12 $$\left|\text{N}2-\text{N}1\right|\le \mathrm{0,03}$$

  

  erfüllt.
• Wenn die Differenz im Brechungsindex zwischen den beiden Prismen zu groß ist, um Ausdruck (5) zu erfüllen, gibt es eine Möglichkeit, dass Aberration, wie beispielsweise Astigmatismus zunimmt, der durch die Differenz im Brechungsindex zwischen ihnen erzeugt wird, um den Beleuchtungswirkungsgrad abzusenken.
• Hier werden die photoelastische Konstante und der interne Absorptionsgrad des ersten Prismas 21 jeweils mit B1 (10^-6 mm²/N) und Q1 bezeichnet (wobei Licht mit einer Wellenlänge von 460 nm auf das erste Prisma mit einer Dicke von 10 mm einfällt). Außerdem werden die photoelastische Konstante und der interne Absorptionsgrad des zweiten Prismas 22 mit B2 (10^-6 mm²/N) bzw. Q2 bezeichnet (wobei Licht mit einer Wellenlänge von 460 nm auf das zweite Prisma mit einer Dicke von 10mm einfällt). In diesem Fall ist es wünschenswert, dass der PBS 12 $$\text{B}1\le \mathrm{2,0}$$

  

  $$\text{B2}\le \mathrm{1,0}$$

  

  $$\text{Q}1\le \mathrm{0,03}$$

  

  $$\text{Q2}\le \mathrm{0,02}$$

  

  erfüllt.
• Wenn der PBS 12 den Ausdruck (6) nicht erfüllt, gibt es eine Möglichkeit, dass eine Störung in der Polarisation im ersten Prisma 21 aufgrund der Photoelastizität auftritt, um den Transmissionsgrad des Polarisationsstrahlteilfilms 26 abzusenken, um somit den Beleuchtungswirkungsgrad abzusenken. Man beachte, dass der obere Grenzwert der Bedingung (7) auf 2,0 eingestellt werden kann. Außerdem kann der obere Grenzwert der Bedingung (9) auf 0,03 eingestellt werden.
• Wenn der PBS 12 den Ausdruck (7) nicht erfüllt, gibt es eine Möglichkeit, dass Black-Floating in dem zweiten Prisma 22 aufgrund der Photoelastizität auftritt. Wenn der PBS 12 den Ausdruck (8) nicht erfüllt, gibt es eine Möglichkeit, dass eine Temperaturverteilung im ersten Prisma 21 aufgrund der Absorption auftritt und eine Störung in der Polarisation aufgrund der Photoelastizität auftritt, um den Transmissionsgrad des Polarisationsstrahlteilfilms 26 abzusenken, um somit den Beleuchtungswirkungsgrad abzusenken. Wenn der PBS 12 den Ausdruck (9) nicht erfüllt, gibt es eine Möglichkeit, dass eine Temperaturverteilung im zweiten Prisma 22 aufgrund der Absorption auftritt und eine Verschlechterung in der Auflösungsleistung aufgrund von Black-Floating und Glasverformung auftritt, die der Photoelastizität zuzuschreiben sind.
• Es ist besonders bevorzugt, dass der PBS 12 $$\text{B}1\le \mathrm{1,6}$$

  

  $$\text{B2}\le \mathrm{0,8}$$

  

  $$\text{Q}1\le \mathrm{0,018}$$

  

  $$\text{Q2}\le \mathrm{0,01}$$

  

  erfüllt.
• Man beachte, dass der obere Grenzwert des Konditionalausdrucks (7a) auf 1,6 eingestellt werden kann. Außerdem kann der obere Grenzwert des Konditionalausdrucks (9a) auf 0,018 eingestellt werden.
• Außerdem ist es bevorzugt, da, wie oben beschrieben, Bildlicht von dem Bildanzeigeelement 7 zu der Projektionslinse 9 über das zweite Prisma 22 geführt wird, dass das zweite Prisma 22 eine niedrigere photoelastische Konstante und auch einen niedrigeren internen Absorptionsgrad wie jene des ersten Prismas 21 aufweist. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, dass der PBS 12 mindestens eines von $$\text{B1}\ge \text{B}2$$

  

  und $$\text{Q1}\ge \text{Q}2$$

  

  erfüllt.
• (Numerische Ausführungsformen)
• Hier werden nachstehend numerische Ausführungsformen des Polarisationsstrahlteilers gezeigt.
• (Numerische Ausführungsform 1)
  • Erstes Prisma: SF6HT (SCHOTT)
  • H1 = 0,673, N1 = 1,805, B1 = 0,65, Q1 = 0,008
  • Zweites Prisma: SF6HT (SCHOTT)
  • H2= 0,673, N2= 1,805, B2= 0,65, Q2 = 0,008
  • Substrat: Saphir
  • A=25
• (Numerische Ausführungsform 2)
  • Erstes Prisma: S-FPM2 (OHARA)
  • H1 = 0,624, N1 = 1,595, B1 = 0,51, Q1 = 0,008
  • Zweites Prisma: S-FPM2 (OHARA)
  • H2 = 0,624, N2 = 1,595, B2 = 0,51, Q2 = 0,008
  • Substrat: Saphir
  • A=25
• (Numerische Ausführungsform 3)
  • Erstes Prisma: S-FPM2 (OHARA)
  • H1 = 0,624, N1 = 1,595, B1 = 0,51, Q1 = 0,008
  • Zweites Prisma: LBC3N (HOYA)
  • H2 = 0,443, N2 = 1,606, B2 = 0,43, Q2 = 0,009
  • Substrat: Saphir
  • A=25
• (Numerische Ausführungsform 4)
  • Erstes Prisma: S-LAH89 (OHARA)
  • H1 = 0,861, N1 = 1,852, B1 = 1,27, Q1 = 0,017
  • Zweites Prisma: PBH56 (OHARA)
  • H2 = 0,635, N2 = 1,841, B2 = 0,09, Q2 = 0,005
  • Substrat: Saphir
  • A=25
• (Numerische Ausführungsform 5)
  • Erstes Prisma: S-LAH97 (OHARA)
  • H1 = 0,863, N1 = 1,755, B1 = 1,39, Q1 = 0,003
  • Zweites Prisma: S-LAH97 (OHARA)
  • H2 = 0,863, N2 = 1,755, B2 = 1,39, Q2 = 0,003
  • Substrat: Saphir
  • A=25
• Man beachte, dass sich das Ergebnis der Berechnung von Ausdruck (5) in jeder numerischen Ausführungsform, wie in der folgenden Tabelle 1 gezeigt, ergibt. Tabelle 1

  Numerische Ausführungsform	1	2	3	4	5
  N2	1,805	1,595	1,606	1,841	1,755
  N1	1,805	1,595	1,595	1,852	1,755
  | N2-N1 |	0	0	0,011	0,011	0

• (Richtung der langsamen Achse des Substrats)
• 3A und 3B zeigen die Richtung der langsamen Achse des Substrats 23. In 2 und 3A und 3B ist die z-Achsenrichtung eine Richtung, die parallel zu der Normalenrichtung des Bildanzeigeelements 7 ist, und die y-Achsenrichtung ist eine Richtung, die orthogonal zu der z-Achsenrichtung ist und in der sich Licht von dem PBS 12 bewegt. Die x-Achsenrichtung ist eine Richtung, die orthogonal zu der z-Achsenrichtung und zu der y-Achsenrichtung ist. Die b-Achsenrichtung ist eine Richtung, die parallel zu der Normalenrichtung des Substrats 23 ist, und die a-Achsenrichtung ist eine Richtung, die orthogonal zu der x-Achsenrichtung und zu der b-Achsenrichtung ist und parallel zu der Einfallsebene des Substrats 23 und mit der Richtung der kurzen Seite des Substrats 23 ist.
• Es ist bevorzugt, dass die Richtung der langsamen Achse des Substrats 23 mit Doppelbrechung im Wesentlichen parallel zu der x-Achsenrichtung oder der a-Achsenrichtung ist, wie in 3A und 3B veranschaulicht. Der Ausdruck „im Wesentlichen parallel“ bedeutet, dass der Winkel der langsamen Achse relativ zu der x-Achse oder der a-Achse gleich 0° ± 5° ist. Wenn dieser Bereich von „im Wesentlichen parallel“ nicht erfüllt ist, wird dem polarisierten Licht (dessen Polarisationsrichtung parallel zu der x-Achse oder der y-Achse ist), das auf den PBS 12 einfällt, eine zu große Phasendifferenz vermittelt, was zu einer Erhöhung eines Verlustes des Beleuchtungslichts an dem PBS 12 führt.
• Die Richtung der langsamen Achse des Substrats 23 kann wie folgt unter Verwendung der Polarisationsrichtung des auf den PBS 12 einfallenden Lichts ausgedrückt werden. Im Einzelnen ist der Winkel, der durch die langsame Achse des Substrats 23 relativ zu der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts gebildet wird, das auf den Polarisationsstrahlteilfilm 26 einfällt, innerhalb eines Bereichs von 0° ±5° oder 90° ±5°.
• Außerdem ist es bevorzugt, dass der PBS 12 $$\left|\text{Ne}-\text{No}\right|\ge \mathrm{0,004}$$

  

  erfüllt, wobei Ne den Brechungsindex des Substrats 23 für den ordentlichen Strahl der d-Linie bezeichnet und No den Brechungsindex des Substrats 23 für den außerordentlichen Strahl der d-Linie bezeichnet.
• Wie oben beschrieben, wird in dieser Ausführungsform das Licht, das durch das Bildanzeigeelement 7 moduliert und zu dem Bildschirm geführt wird, das heißt, das Bildlicht, von dem Bildanzeigeelement 7 über das zweite Prisma 22 und dem Polarisationsstrahlteilfilm 26 und so von dem PBS 12 zu dem Bildschirm oder in die Richtung der Projektionslinse 9 (der zweiten Richtung) geführt. Auf diese Weise wird das Bildlicht von dem PBS 12 emittiert, ohne sich über das Substrat 23 oder über die Klebeabschnitte zu bewegen. Aus diesem Grund würde, sogar wenn sich der erste Klebeabschnitt 24 oder der zweite Klebeabschnitt 25 verschlechtert, das Bildlicht nicht durch die Verschlechterung beeinflusst werden.
• Außerdem ist die Konfiguration, bei der das Bildlicht von dem PBS 12 zu dem Bildschirm oder in die Richtung der Projektionslinse 9 (der zweiten Richtung) über das zweite Prisma 22 und dem Polarisationsstrahlteilfilm 26 geführt wird, gemeinsam zwischen dem in dieser Ausführungsform beschriebenen PBS und einem normalen PBS. Der hier erwähnte normale PBS bezieht sich auf einen PBS, bei dem ein Polarisationsstrahlteilfilm durch zwei Prismen sandwichartig eingefasst ist, ohne ein Substrat zu umfassen. In dem PBS, der in der oben erwähnten japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-45725 beschrieben wird, ist es notwendig, den Polarisationsstrahlteilfilm unter Berücksichtigung der Brechungsindizes sowohl von dem Substrat als auch dem Prisma auf der Seite des Bildanzeigeelements und nicht von dem Polarisationsstrahlteilfilm zu entwerfen. Der in dem PBS angebrachte Polarisationsstrahlteilfilm, der in dieser Ausführungsform beschrieben wird, kann jedoch einer sein, der den Brechungsindex des Prismas auf der Seite des Bildanzeigeelements wie ein Polarisationsstrahlteilfilm berücksichtigt, der in einem normalen PBS anzubringen ist. Mit anderen Worten kann der in dieser Ausführungsform beschriebene PBS einen Polarisationsstrahlteilfilm verwenden, der im normalen PBS angebracht ist.
• Außerdem ist es möglich, da diese Ausführungsform nicht die Konfiguration anwendet, bei der ein Polarisationsstrahlteilfilm sandwichartig durch zwei Substrate eingefasst ist, einen PBS zu erreichen, der eine einfachere Konfiguration als diejenige des PBS aufweist, der in der oben erwähnten japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-45725 beschrieben wird.
• [Zweite Ausführungsform]
• Eine Konfiguration eines PBS 72, der ein Polarisationsstrahlteiler in einer zweiten Ausführungsform ist, wird unter Verwendung von 4 beschrieben.
• Der Unterschied in der Konfiguration des PBS 72 in dieser Ausführungsform von dem PBS 12 in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist ein Substrat. In dem PBS 72 weist ein Substrat 83 eine derartige Größe auf, dass das Substrat 83 aus dem ersten Prisma 21 und dem zweiten Prisma 22 hervorsteht. Mit anderen Worten weist der PBS 72 eine Konfiguration auf, die $$\mathrm{1,0}<\text{D2/D}1<\mathrm{1,5}$$

  

  erfüllt, wobei D1 die Länge der Fläche 21a des ersten Prismas 21 in der Richtung einer Diagonale des PBS 72 ist und D2 die Länge des Substrats 83 bezeichnet. Wenn das Substrat 83 zu lang ist, um den oberen Grenzwert von Ausdruck (13) zu erfüllen, ist dies nicht bevorzugt, weil das Substrat 83 möglicherweise ein anderes Element stört. Wenn der Abstand zwischen dem Substrat 83 und einem benachbarten Element vergrößert wird, um eine derartige Störung zu vermeiden, ist dies zudem nicht bevorzugt, weil der Projektor P in der Größe zunimmt.
• Eine derartige Konfiguration macht es im Vergleich mit der oben beschriebenen ersten Ausführungsform einfacher, Wärme von dem Polarisationsstrahlteilfilm 26 zu der Außenseite des PBS 72 über das Substrat 83 abzuführen. Als Ergebnis ist es möglich, eine Temperaturerhöhung des Polarisationsstrahlteilfilms 26 weiter zu unterbinden. Außerdem ist es wünschenswert, dass das Substrat 83 aus dem PBS 72 um 5 mm oder mehr hervorsteht. Man beachte, dass das Substrat 83 aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Saphir, hergestellt ist, wie im Fall der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform ist D1 = 28 mm, D2 = D1 + 5 mm = 33 mm und D2/D1 = 1,18 (wobei jedoch beliebige Werte von D1 und D2, welche die Anforderungen des Ausdrucks (13) erfüllen, verwendet werden können).
• Es ist möglich, die Temperatur des Polarisationsstrahlteilers 72 abzukühlen und somit die optische Leistung weiter zu verbessern, indem Kühlluft gegen das Substrat 83 geblasen wird, das aus dem Polarisationsstrahlteiler 72 hervorsteht. Das heißt, es ist bevorzugt, dass der Projektor P einen Kühlabschnitt 84 umfasst, um mindestens einen Abschnitt des Substrats 83 abzukühlen, der aus dem PBS 72 vorsteht. Der durchgezogene Pfeil in 4 gibt den Strömungsweg der Kühlluft von dem Kühlabschnitt 84 an. Der Kühlabschnitt 84 ist ein Kühlventilator, wie beispielsweise ein Sirocco-Ventilator oder ein axialer Ventilator.
• [Dritte Ausführungsform]
• Eine Konfiguration eines Projektors P1 in einer dritten Ausführungsform wird unter Verwendung von 5 beschrieben. Da die Konfigurationen des Lichtquellenabschnitts 11, der Beleuchtungsoptik, der Projektionslinse 9 und des Halteabschnitts 9s die gleichen wie jene in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind, wird deren Beschreibung weggelassen. In dieser Ausführungsform weisen jedoch eine erste Kondensorlinse 39 und eine zweite Kondensorlinse 43 die gleichen Funktionen wie diejenigen der Kondensorlinse 6 auf.
• In 5 bezeichnen Bezugszeichen 40, 45 und 47 erste, zweite und dritte Polarisationsstrahlteiler, die jeweils die gleiche Struktur wie diejenige des PBS 12 in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform aufweisen. Bezugszeichen 41, 46 und 48 bezeichnen erste, zweite und dritte refraktive optische Modulationsabschnitte und genauer gesagt erste, zweite und dritte reflektierende Flüssigkristallfeldabschnitte. Jedes von 41, 46 und 48 kann jeweils auch als erstes, zweites und drittes Bildanzeigeelement bezeichnet werden.
• Licht von einer Beleuchtungsoptik fällt auf einen dichroitischen Kreuzspiegel 52 ein. Der dichroitische Kreuzspiegel 52 umfasst einen ersten dichroitischen Spiegel 36, der Eigenschaften des Reflektierens von Licht im blauen Band und des Transmittierens von Licht im grünen Band und Licht im roten Band aufweist, und einen zweiten dichroitischen Spiegel 37, der Eigenschaften des Transmittierens von Licht im blauen Band und des Reflektierens von Licht im grünen Band und Licht im roten Band aufweist. Licht, dessen Polarisation in die P-Polarisation in einem Polarisationsumwandlungselement 35 umgewandelt wurde, wird durch den dichroitischen Kreuzspiegel 52 reflektiert, so dass Licht im blauen Band in eine Richtung eines ersten Spiegels 38 reflektiert wird und Licht im grünen Band und Licht im roten Band in eine Richtung eines zweiten Spiegels 42 reflektiert werden.
• Man beachte, dass das hier erwähnte Licht im blauen Band oder blaues Licht derart beschaffen ist, dass die Wellenlänge oder volle Halbwertsbreite (FWHM = full width at half maximum) des Lichts mit der maximalen Intensität in der Spektralverteilung des Licht im Band von 430 bis 480 nm enthalten ist. Das Licht im grünen Band oder grünes Licht, ist derart beschaffen, dass die Wellenlänge oder volle Halbwertsbreite (FWHM) des Lichts mit der maximalen Intensität in der Spektralverteilung des Lichts in dem Band von 500 bis 580 nm enthalten ist. Das Licht im roten Band, oder rotes Licht, ist derart beschaffen, dass die Wellenlänge oder volle Halbwertsbreite (FWHM) des Lichts mit der maximalen Intensität in der Spektralverteilung des Lichts in dem Band von 600 bis 750 nm enthalten ist.
• Das P-polarisierte Licht im blauen Band, das von dem dichroitischer Kreuzspiegel 52 emittiert und durch den ersten Spiegel 38 reflektiert wurde, läuft durch die erste Kondensorlinse 39 und den ersten PBS 40 und beleuchtet das erste Bildanzeigeelement 41. Das Bildlicht (S-polarisiertes Licht), das durch das erste Bildanzeigeelement 41 moduliert wurde, wird durch den ersten PBS 40 reflektiert, wird dann durch ein dichroitisches Kreuzprisma 49 reflektiert und zu der Projektionslinse 9 geführt.
• Das P-polarisierte Licht in den grünen und roten Bändern, das von dem dichroitischen Kreuzspiegel 52 emittiert und durch den zweiten Spiegel 42 reflektiert wurde, läuft durch die zweite Kondensorlinse 43 und fällt auf einen dritten dichroitischen Spiegel 44 ein. Das Licht im grünen Band wird durch den dritten dichroitischen Spiegel 44 reflektiert, wobei das Licht im roten Band jedoch durch den dritten dichroitischen Spiegel 44 läuft.
• Das P-polarisierte Licht im grünen Band, das durch den dritten dichroitischen Spiegel reflektiert wurde, läuft durch den zweiten PBS 45 und beleuchtet das zweite Bildanzeigeelement 46. Das Bildlicht (S-polarisiertes Licht), das durch das zweite Bildanzeigeelement 46 moduliert wurde, wird durch den zweiten PBS 45 reflektiert, läuft durch das dichroitische Kreuzprisma 49 und wird zu der Projektionslinse 9 geführt.
• Das P polarisierte Licht im roten Band, das durch den dritten dichroitischen Spiegel 44 gelaufen ist, läuft dann durch den dritten PBS 47 und beleuchtet das dritte Bildanzeigeelement 48. Das Bildlicht (S-polarisiertes Licht), das durch das dritte Bildanzeigeelement 48 moduliert wurde, wird durch den dritten PBS 47 reflektiert, wird dann durch das dichroitische Kreuzprisma 49 reflektiert und zu der Projektionslinse 9 geführt. Das Bildlicht, das zu der Projektionslinse 9 geführt wurde, wird auf einen nicht veranschaulichten Bildschirm projiziert.
• Man beachte, dass es, obwohl in 5 nicht veranschaulicht, wünschenswert ist, ein Polarisationsplättchen vom Absorptionstyp anzuordnen, das Licht einer unnötigen Polarisationsrichtung in einem Strahlengang zwischen den ersten, zweiten und dritten PBSs und dem dichroitischen Kreuzprisma 49 absorbiert.
• In dieser Ausführungsform werden alle PBSs für die jeweiligen Farben von Licht, von denen jeder die gleiche Konfiguration wie die des PBS 12 aufweisen, derart angeordnet, dass die Bildanzeigeelemente für die jeweiligen Farben von Licht in den Richtungen positioniert sind, in denen die Strahlen des einfallenden Lichts durch die jeweiligen PBSs gelaufen sind. Aus diesem Grund ist es, wie im Fall der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, in dieser Ausführungsform ebenfalls möglich, den Einfluss durch die Polarisationsstrahlteiler auf die Bildqualität zu unterbinden, während eine Temperaturerhöhung in den Polarisationsstrahlteilabschnitten im Vergleich mit der herkömmlichen Technik unterbunden wird.
• Man beachte, dass in dieser Ausführungsform der dichroitische Kreuzspiegel 52 der Farbaufteilungsabschnitt ist und das dichroitische Kreuzprisma 49 der Farbkombinationsabschnitt ist.
• [Vierte Ausführungsform]
• Eine Konfiguration eines Projektors P2 in der vierten Ausführungsform wird unter Verwendung von 6 beschrieben. Da die Konfigurationen des Lichtquellenabschnitts 11 und der Beleuchtungsoptik die gleichen wie jene in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind, wird deren Beschreibung weggelassen.
• Licht von einer Beleuchtungsoptik fällt auf einen dichroitischen Spiegel 91 ein. Der dichroitische Spiegel 91 weist Eigenschaften des Transmittierens von Licht im grünen Band und des Reflektierens von Licht im roten Band und Licht im blauen Band auf.
• Das Licht im grünen Band, das durch den dichroitischen Spiegel 91 gelaufen ist, läuft dann durch einen zweiten PBS 45 und fällt auf ein zweites Bildanzeigeelement 46 ein. Das S-polarisierte Licht im grünen Band, das durch das zweite Bildanzeigeelement 46 moduliert wurde, wird durch den zweiten PBS 45 reflektiert, wird dann durch ein Syntheseprisma 95 reflektiert und zu einer Projektionslinse 9 geführt. Das Syntheseprisma 95 weist Eigenschaften des Reflektierens von Licht im grünen Band ungeachtet der Polarisationsrichtung auf, des Transmittierens von Licht im blauen Band ungeachtet der Polarisationsrichtung und der Polarisationsteilung von Licht im roten Band auf.
• Das Licht im roten Band und das Licht im blauen Band, die durch den dichroitische Spiegel 91 reflektiert wurden, laufen durch ein Wellenlängenselektives Wellenplättchen 92, so dass lediglich das Licht im blauen Band von dem P-polarisierten Licht in das S-polarisierte Licht umgewandelt wird, und fallen dann auf einen vierten PBS 93 ein. Der vierte PBS 93 weist Funktionen des Führens von S-polarisiertem Licht im blauen Band zu dem ersten Bildanzeigeelement 41 auf, während P-polarisiertes Licht im roten Band zu dem dritten Bildanzeigeelement 48 geführt wird.
• Das P-polarisierte Licht im blauen Band, welches durch das erste Bildanzeigeelement 41 moduliert wurde, läuft durch den vierten PBS 93 und wird in S-polarisiertes Licht im blauen Band durch ein Halbwellenlängenplättchen (λ/2-Plättchen) 94 umgewandelt, das dann durch das Syntheseprisma 95 läuft und zu der Projektionslinse 9 geführt wird. Unter dem Licht im roten Band, das durch den vierten PBS 93 gelaufen ist und auf das dritte Bildanzeigeelement 48 eingefallen ist, wird das S-polarisierte Licht im roten Band, das durch das dritte Bildanzeigeelement 48 moduliert wurde, in P-polarisiertes Licht im roten Band durch das Halbwellenlängenplättchen 94 umgewandelt und dann zu der Projektionslinse 9 über das Syntheseprisma 95 geführt. Man beachte, dass der vierte PBS 93 die gleiche Konfiguration wie diejenige des PBS 12 in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform aufweist.
• Im vierten PBS 93 wird das Licht im roten Band von dem dritten Bildanzeigeelement 48 zu der Projektionslinse 9 geführt, ohne sich über das Substrat 23 zu bewegen. Andererseits wird das Licht im blauen Band von dem ersten Bildanzeigeelement 41 zu der Projektionslinse 9 über die beiden Prismen und das Substrat 23 geführt. In einem Fall, in dem zwei Bildanzeigeelemente für einen PBS angeordnet sind, können somit die Wirkungen, die für die erste Ausführungsform oben beschrieben wurden, nicht für Licht einer Farbe erhalten werden. Demgemäß wird in dieser Ausführungsform das dritte Bildanzeigeelement 48 für rotes Licht, das eine höhere relative Sichtbarkeit aufweist, in der Richtung angeordnet, in der das Licht durch den vierten PBS 93 läuft. Auf diese Weise ist es möglich, den Einfluss von Aberration zu verringern, den das rote Licht mit einer höheren relativen Sichtbarkeit empfängt.
• [Modifikationen]
• Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Modifikationen und Variationen können innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.
• Obwohl beispielsweise die Konfigurationen, bei denen der Lichtquellenabschnitt eine Lampe ist, in den oben beschriebenen Ausführungsformen veranschaulicht wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt. Solange wie der Lichtquellenabschnitt imstande ist, weißes Licht zu emittieren, kann der Lichtquellenabschnitt beispielsweise unter Verwendung einer Laserdiode (LD) oder LED, die rotes Licht emittiert, einer LD oder LED, die grünes Licht emittiert, und einer LD oder LED, die blaues Licht emittiert, konfiguriert werden. Ferner kann der Lichtquellenabschnitt konfiguriert sein, durch Verwenden von gelbem Leuchtstoff weißes Licht zu emittieren, und einer LD oder LED, um blaues Licht zu emittieren.
• Obwohl die Konfigurationen, bei denen der Polarisationsstrahlteilabschnitt ein Polarisationsstrahlteilfilm oder genauer gesagt ein dielektrischer Mehrschichtfilm ist, in den oben beschriebenen Ausführungsformen veranschaulicht wurden, ist die vorliegende Erfindung außerdem nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt. Solange wie der Polarisationsstrahlteilabschnitt einfallendes Licht basierend auf der Polarisationsrichtung des Lichtes trennt, kann der Polarisationsstrahlteilabschnitt beispielsweise ein strukturierter Polarisationsstrahlteilabschnitt oder dergleichen anstatt des dielektrischen Mehrschichtfilms sein.
• Obwohl die Konfiguration, bei der das Substrat 83 aus dem PBS 72 in der Richtung einer Diagonale des PBS 72 im y-z Abschnitt hervorsteht, in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform veranschaulicht wurde, ist die vorliegende Erfindung ferner nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt. Es ist möglich, eine Konfiguration anzuwenden, bei der das Substrat 83 in der x-Achsenrichtung hervorsteht, oder eine Konfiguration, bei der das Substrat 83 ebenfalls in dem y-z Abschnitt und in der x-Achsenrichtung und dergleichen hervorsteht. Außerdem ist es möglich, eine Konfiguration anzuwenden, bei der das Substrat 83 aus dem PBS 72 auf beiden Seiten hervorsteht.
• Obwohl die Konfigurationen unter Verwendung des erstes Klebeabschnitts und des zweiten Klebeabschnitts in den oben beschriebenen Ausführungsformen veranschaulicht wurde, ist die vorliegende Erfindung ferner nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, eine Konfiguration anzuwenden, bei der die Anordnung des ersten Prismas, des Substrats, des Polarisationsstrahlteilabschnitts und des zweiten Prismas unter Verwendung einer Struktur festgelegt wird, die das erste Prisma oder das zweite Prisma gegeneinander drängt.
• Außerdem wenden die oben beschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen die Konfiguration an, bei der das Bildanzeigeelement in der Richtung positioniert ist, in der auf den PBS einfallendes Licht durch den Polarisationsstrahlteilabschnitt gelaufen ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt. Beispielsweise ist es in den oben beschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen möglich, eine Konfiguration anzuwenden, bei der das Bildanzeigeelement in einer Richtung positioniert ist, in der auf den PBS einfallendes Licht durch den Polarisationsstrahlteilabschnitt reflektiert wird. In diesem Fall kann die Polarisationsrichtung, die in dem Polarisationsumwandlungselement zu regeln ist, in eine Polarisationsrichtung geändert werden, die um 90° von denjenigen der oben beschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen verschieden ist.
• Außerdem ist es in der oben beschriebenen vierten Ausführungsform möglich, eine Konfiguration anzuwenden, bei der das zweite Bildanzeigeelement 46 in einer Richtung positioniert ist, in der grünes Licht, das auf den zweiten PBS 45 einfällt, durch den Polarisationsstrahlteilabschnitt reflektiert wird.
• Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, sei zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist. Dem Umfang der folgenden Ansprüche soll die breiteste Interpretation zukommen, um alle derartigen Modifikationen und äquivalente Strukturen und Funktionen zu umfassen.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• JP 201545725 [0002, 0017, 0044]

Claims (16)

1. Polarisationsstrahlteiler, umfassend: ein erstes Prisma; ein zweites Prisma; einen Polarisationsstrahlteilabschnitt in Kontakt mit dem zweiten Prisma; ein Substrat, das zwischen dem Polarisationsstrahlteilabschnitt und dem ersten Prisma bereitgestellt wird; einen ersten Klebeabschnitt, der zwischen dem ersten Prisma und dem Substrat bereitgestellt wird; und einen zweiten Klebeabschnitt, der zwischen dem Polarisationsstrahlteilabschnitt und dem Substrat bereitgestellt wird.
2. Polarisationsstrahlteiler nach Anspruch 1, wobei der Polarisationsstrahlteiler imstande ist, Licht, das auf das erste Prisma von einer ersten Richtung einfällt, durch den Polarisationsstrahlteiler zu einem refraktiven optischen Modulationsabschnitt zu führen, so dass das Licht durch das erste Prisma, den ersten Klebeabschnitt, das Substrat, den zweiten Klebeabschnitt, den Polarisationsstrahlteilabschnitt und das zweite Prisma in dieser Reihenfolge läuft, und wobei der Polarisationsstrahlteiler imstande ist, Licht, das durch den refraktiven optischen Modulationsabschnitt moduliert wird, in eine von der ersten Richtung verschiedene, zweite Richtung zu führen.
3. Polarisationsstrahlteiler nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Bedingung $$\text{A}\ge \mathrm{4,0}$$

   

   erfüllt ist, wobei A eine Wärmeleitfähigkeit (W/(m·K)) des Substrats bezeichnet.
4. Polarisationsstrahlteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Polarisationsstrahlteilabschnitt ein Polarisationsstrahlteilfilm ist, der auf eine Fläche des zweiten Prismas auf der Substratseite aufgedampft wird.
5. Polarisationsstrahlteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens eines von $$\mathrm{0,4}\le \text{H}1\le \mathrm{2,0}$$

   

   und $$\mathrm{0,4}\le \text{H2}\le \mathrm{2,0}$$

   

   erfüllt ist, wobei H1 und H2 jeweils thermische Leitfähigkeiten (W/(m·K)) des ersten Prismas und des zweiten Prismas bezeichnen.
6. Polarisationsstrahlteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Bedingungen $$\text{B}1\le \mathrm{2,0,}$$

   

   $$\text{B2}\le \mathrm{2,0,}$$

   

   $$\text{Q}1\le \mathrm{0,03}$$

   

   und $$\text{Q2}\le \mathrm{0,03}$$

   

   erfüllt sind, wobei B1 eine photoelastische Konstante (10^-6 mm²/N) des ersten Prismas bezeichnet, Q1 einen internen Absorptionsgrad in einem Fall bezeichnet, in dem Licht mit einer Wellenlänge von 460 nm auf das erste Prisma mit einer Dicke von 10 mm einfällt, B2 eine photoelastische Konstante (10^-6 mm²/N) des zweiten Prismas bezeichnet und Q2 einen internen Absorptionsgrad in einem Fall bezeichnet, in dem Licht mit einer Wellenlänge von 460 nm auf das zweite Prisma mit einer Dicke von 10 mm einfällt.
7. Polarisationsstrahlteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Bedingungen $$\text{B}1\le \mathrm{2,0,}$$

   

   $$\text{B2}\le \mathrm{1,0,}$$

   

   $$\text{Q}1\le \mathrm{0,03}$$

   

   und $$\text{Q2}\le \mathrm{0,02}$$

   

   erfüllt werden, wobei B1 eine photoelastische Konstante (10^-6 mm²/N) des ersten Prismas bezeichnet, Q1 einen internen Absorptionsgrad in einem Fall bezeichnet, in dem Licht mit einer Wellenlänge von 460 nm auf das erste Prisma mit einer Dicke von 10 mm einfällt, B2 eine photoelastische Konstante (10^-6 mm²/N) des zweiten Prismas bezeichnet und Q2 einen internen Absorptionsgrad in einem Fall bezeichnet, in dem Licht mit einer Wellenlänge von 460 nm auf das zweite Prisma mit einer Dicke von 10 mm einfällt.
8. Polarisationsstrahlteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Bedingung $$\text{B}1\ge \text{B}2$$

   

   erfüllt ist, wobei B1 eine photoelastische Konstante (10^-6 mm²/N) des ersten Prismas und B2 eine photoelastische Konstante (10^-6 mm²/N) des zweiten Prismas bezeichnet.
9. Polarisationsstrahlteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Bedingung $$\text{Q}1\ge \text{Q}2$$

   

   erfüllt ist, wobei Q1 einen internen Absorptionsgrad in einem Fall bezeichnet, in dem Licht mit einer Wellenlänge von 460 nm auf das erste Prisma mit einer Dicke von 10 mm einfällt, und Q2 einen internen Absorptionsgrad in einem Fall bezeichnet, in dem Licht mit einer Wellenlänge von 460 nm auf das zweite Prisma mit einer Dicke von 10 mm einfällt.
10. Polarisationsstrahlteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Substrat Doppelbrechung aufweist und eine Bedingung $$\left|\text{Ne}-\text{No}\right|\ge \mathrm{0,004}$$

    

    erfüllt ist, wobei Ne einen Brechungsindex des Substrats für einen ordentlichen Strahl der d-Linie und No einen Brechungsindex des Substrats für einen außerordentlichen Strahl der d-Linie bezeichnet.
11. Polarisationsstrahlteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Winkel, der durch eine langsame Achse des Substrats relativ zu einer Polarisationsrichtung von einfallendem Licht gemacht wird, das auf den Polarisationsstrahlteilabschnitt einfällt, innerhalb eines Bereichs von 0° ±5° oder 90° ± 5° liegt.
12. Bildprojektionsvorrichtung, umfassend: einen Lichtquellenabschnitt, der imstande ist, Licht zu emittieren, das einen ersten Farblichtstrahl, einen zweiten Farblichtstrahl und einen dritten Farblichtstrahl enthält, die voneinander verschiedene Wellenlängen aufweisen; den Polarisationsstrahlteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 11; einen refraktiven optischen Modulationsabschnitt; und einen Halteabschnitt, der imstande ist, eine Projektionsoptik zu halten, die Licht von dem refraktiven optischen Modulationsabschnitt zu einer Projektionsfläche führt, wobei der Polarisationsstrahlteiler derart angeordnet ist, dass Licht von dem Lichtquellenabschnitt durch den Polarisationsstrahlteiler läuft und auf den refraktiven optischen Modulationsabschnitt einfällt, und Licht, das durch den refraktiven optischen Modulationsabschnitt moduliert wird, durch den Polarisationsstrahlteiler reflektiert wird.
13. Bildprojektionsvorrichtung nach Anspruch 12, ferner umfassend: einen ersten refraktiven optischen Modulationsabschnitt, der den ersten Farblichtstrahl moduliert, einen zweiten refraktiven optischen Modulationsabschnitt, der den zweiten Farblichtstrahl moduliert, und einen dritten refraktiven optischen Modulationsabschnitt, der den dritten Farblichtstrahl moduliert, als den refraktiven optischen Modulationsabschnitt; einen Farbaufteilungsabschnitt, der einen Farblichtstrahl unter dem ersten Farblichtstrahl, dem zweiten Farblichtstrahl und dem dritten Farblichtstrahl in eine Richtung führt, die von denen der anderen beiden Farblichtstrahlen verschieden ist; und einen Farbkombinationsabschnitt, der einen Lichtstrahl von dem ersten refraktiven optischen Modulationsabschnitt, einen Lichtstrahl von dem zweiten refraktiven optischen Modulationsabschnitt und einen Lichtstrahl von dem dritten refraktiven optischen Modulationsabschnitt kombiniert.
14. Bildprojektionsvorrichtung nach Anspruch 13, ferner umfassend: einen ersten Polarisationsstrahlteiler, der den ersten Farblichtstrahl zu dem ersten refraktiven optischen Modulationsabschnitt führt, einen zweiten Polarisationsstrahlteiler, der den zweiten Farblichtstrahl zu dem zweiten refraktiven optischen Modulationsabschnitt führt, und einen dritten Polarisationsstrahlteiler, der den dritten Farblichtstrahl zu dem dritten refraktiven optischen Modulationsabschnitt führt, als den Polarisationsstrahlteiler, wobei der erste Polarisationsstrahlteiler derart angeordnet ist, dass der erste Farblichtstrahl durch den ersten Polarisationsstrahlteiler läuft und auf den ersten refraktiven optischen Modulationsabschnitt einfällt, der zweite Polarisationsstrahlteiler derart angeordnet ist, dass der zweite Farblichtstrahl durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler läuft und auf den zweiten refraktiven optischen Modulationsabschnitt einfällt, und der dritte Polarisationsstrahlteiler derart angeordnet ist, dass der dritte Farblichtstrahl durch den dritten Polarisationsstrahlteiler läuft und auf den dritten refraktiven optischen Modulationsabschnitt einfällt.
15. Bildprojektionsvorrichtung nach Anspruch 13, ferner umfassend: einen zweiten Polarisationsstrahlteiler, der den zweiten Farblichtstrahl zu dem zweiten refraktiven optischen Modulationsabschnitt führt, und einen vierten Polarisationsstrahlteiler, der den ersten Farblichtstrahl zu dem ersten refraktiven optischen Modulationsabschnitt führt und den dritten Farblichtstrahl zu dem dritten refraktiven optischen Modulationsabschnitt führt, als den Polarisationsstrahlteiler.
16. Bildprojektionsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei der zweite Polarisationsstrahlteiler derart angeordnet ist, dass der zweite Farblichtstrahl durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler läuft und auf den zweiten refraktiven optischen Modulationsabschnitt einfällt, der vierte Polarisationsstrahlteiler derart angeordnet ist, dass der dritte Farblichtstrahl durch den dritten Polarisationsstrahlteiler läuft und auf den dritten refraktiven optischen Modulationsabschnitt einfällt, und eine relative Sichtbarkeit des dritten Farblichtstrahls höher als eine relative Sichtbarkeit des ersten Farblichtstrahls ist.

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