DE19609083B4 - Polarisationselement und Polarisationsanordnung - Google Patents

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Abstract

Polarisationselement zum Erzeugen von Lichtstrahlenbündeln gleicher linearer Polarisationsrichtung aus einfallendem Licht mit regellosem Polarisationszustand, mit einer ersten und einer zweiten reflektierenden Fläche (1, 2) und einer polarisierenden Strahlenteilerfläche (3), wobei
– die Ebenen der beiden reflektierenden Flächen (1, 2) und der Strahlenteilerfläche (3) einander in einer Linie schneiden,
– die Ebenen der beiden reflektierenden Flächen (1, 2) einen Winkel von 120° einschließen,
– die Ebene der Strahlenteilerfläche (3) diesen Winkel halbiert und
– das einfallende Licht parallel zur zweiten reflektierenden Fläche (2) gerichtet ist und unter einem Winkel von 45° auf die Strahlenteilerfläche (3) fällt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Polarisationselement gemäß Patentanspruch 1, das beispielsweise in dem optischen System eines Flüssigkristallprojektors dazu dient, Lichtstrahlen in übereinstimmenden Richtungen zu polarisieren. Die Erfindung betrifft ferner eine Polarisationsanordnung gemäß Anspruch B.
  • Bei einem bekannten Flüssigkristallprojektor fällt das Licht auf ein Flüssigkristallfeld (LCD), bevor es auf einen Schirm projiziert wird. Das Flüssigkristallfeld hat eine matrixförmige Anordnung von Pixeln, so daß ein Objektbild durch den Polarisationszustand erzeugt werden kann, der abhängig von der an jedem Pixel anliegenden Spannung veränderlich ist.
  • Das auf das Flüssigkristallfeld fallende Licht muß linear polarisiert sein, also eine einheitliche Polarisationsrichtung haben. Wenn eine Polarisationsplatte zum Erzeugen des linear polarisierten Lichtes dient, wird die von der Lichtquelle ab gegebene Lichtmenge um die Hälfte reduziert, bevor sie den Schirm erreicht, denn die Polarisationsplatte verursacht einen Lichtverlust. Dadurch wird der Schirm dunkel. Es wird deshalb ein Polarisationselement benötigt, das keine oder nur wenig Lichtverluste verursacht.
  • Die Druckschrift DE 91 16 743 U1 offenbart ein Polarisationselement mit zwei reflektierenden Flächen und einer polarisierenden Strahlteilerebene, bei der das einfallende Licht parallel zur einen reflektierenden Fläche eingestrahlt wird und unter einem Winkel von 45° auf die polarisierende Strahlteilerebene auftrifft. Die Drehung der Schwingungsebene des einen linear polarisierten Lichtanteils um 90° wird bei diesem Polarisationselement durch eine Viertelwellenlängenplatte erreicht, die an der einen reflektierenden Fläche angeordnet ist und zweimal von dem entsprechenden Lichtanteil durchlaufen wird. Zum Stand der Technik wird ferner noch auf die Druckschrift US 5 295 018 verwiesen. In dieser Druckschrift ist ein Polarisationselement offenbart, das ohne Viertelwellenlängenplatte auskommt.
  • Bei dem Polarisationselement nach DE 91 16 743 U1 ist die Halbwellenplatte kostspielig, und die Schärfe des zu projizierenden Bildes wird reduziert. Allgemein ist eine Halbwellenplatte eine doppelt brechende planparallele Platte, deren Dicke abhängig für eine Wellenlänge so eingestellt ist, daß ein vorgegebener Phasenunterschied zwischen ordentlichem und außerordentlichem Strahlanteil auftritt. Wird beispielsweise Licht in einem großen Wellenlängenband, z.B. weißes Licht, verwendet, so entspricht der Phasenunterschied nur für eine bestimmte Wellenlänge einer halben Wellenlänge, so daß das von dem Polarisationselement abzugebende Licht linear polarisiert ist, der Phasenunterschied jedoch bei anderen Wellenlängen nicht einer halben Wellenlänge entsprechen kann, wodurch sich elliptisch polarisiertes Licht ergibt. Wenn das auf das Flüssigkristallfeld fallende Licht nicht linear pola risiertes Licht ist, wird der Auslöschkoeffizient klein, und die Schärfe des zu projizierenden Objektbildes wird reduziert.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Polarisationselement und eine Polarisationsanordnung anzugeben, das bzw. die auf einfache Weise und unter Verzicht auf eine Halbwellenplatte Lichtstrahlenbündel identischer Polarisationsrichtung erzeugt.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Polarisationselement bzw. eine Polarisationsanordnung gemäß Anspruch 1 bzw. 8. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß der Erfindung ist ein Polarisationselement vorgesehen, bei dem Licht auf eine polarisierende Strahlenteilerfläche fällt und in eine durchtretende und eine reflektierte Komponente aufgeteilt wird. Beide Lichtkomponenten werden jeweils an einer reflektierenden Fläche reflektiert. Diese Flächen schließen einen Winkel von 120° ein, und die Strahlenteilerfläche liegt in der winkelhalbierenden Ebene der beiden reflektierenden Flächen.
  • Mit einem solchen Polarisationselement können die Polarisationsrichtungen zweier Strahlenbündel, die von dem Polarisationselement abgegeben werden, ohne Verwendung einer Halbwellenplatte gleich gemacht werden, und gleichzeitig wird der räumliche Abstand zwischen den beiden Strahlenbündeln verringert.
  • Wird das Polarisationselement in dem optischen System eines Flüssigkristallprojektors verwendet, so ist der Auslöschkoeffizient höher als bei einem optischen System mit Halbwellenplatte. Dadurch wird die Schärfe des zu projizierenden Bildes erhöht. Durch das Fehlen eines optischen Systems zum Kombinieren der Lichtstrahlen ergibt sich ein insgesamt einfacheres optisches System.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
  • 1a und 1b perspektivische Darstellungen des Grundprinzips eines Polarisationselements für unterschiedliche Blickrichtungen,
  • 2a, 2b und 2c Draufsichten des in 1a und 1b gezeigten Polarisationselements,
  • 3a, 3b und 3c perspektivische Darstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels für unterschiedliche Blickrichtungen,
  • 4 die Explosionsdarstellung eines Prismas mit einem Polarisationselement gemäß 3,
  • 5 die perspektivische Darstellung des in 3 gezeigten Polarisationselements mit einem Lichtaustrittsbereich und einem Lichteintrittsbereich,
  • 6 die perspektivische Darstellung des in 3 gezeigten Polarisationselements mit einem an die Lichtaustrittsfläche angekitteten keilförmigen Prisma,
  • 7 die perspektivische Darstellung einer Polarisationseinheit aus zwei verkitteten Polarisationselementen gemäß 3,
  • 8a, 8b und 8c perspektivische Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels für verschiedene Blickrichtungen,
  • 9 die Draufsicht des Polarisationselements nach 8,
  • 10 die perspektivische Darstellung des Polarisationselements nach 8 mit einem Lichtaustrittsbereich und einem Lichteintrittsbereich, und
  • 11 die perspektivische Darstellung eines reflektierenden Prismas.
  • 1a und 1b zeigen perspektivisch ein Polarisationselement als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen Blickrichtungen. 2a bis 2c sind Draufsichten des Polarisationselements nach 1 in verschiedenen Blickrichtungen.
  • Das Polarisationselement besteht aus einer ersten reflektierenden Fläche 1, einer zweiten reflektierenden Fläche 2 und einer polarisierenden Strahlenteilerfläche 3, die in einer Teilungsebene der ersten und der zweiten reflektierenden Fläche 1 und 2 liegt. Die beiden reflektierenden Flächen 1 und 2 schließen einen Winkel von 120° ein. Sie liegen mit der Strahlenteilerfläche 3 auf einer Linie LO, die eine Kante des Polarisationselements bildet. Um linear polarisiertes Licht mit identischem Polarisationszustand (Richtung) aus Licht mit regellosem Polarisationszustand zu erzeugen, muß das Licht in die Strahlenteilerfläche 3 von der Seite der zweiten reflektierenden Fläche 2 aus unter einem Winkel von 45° und parallel zur zweiten reflektierenden Fläche 2 eintreten.
  • Es sei bemerkt, daß unter einem durch zwei Flächen eingeschlossenen Winkel der Winkel in einer Ebene zu verstehen ist, die auch die Normalen auf diese Flächen enthält. Der "Eintrittswinkel" des Lichts auf eine Fläche ist der Winkel zwischen dem eintretenden Licht und einer Normalen zu der Fläche in einer Eintrittsebene, die die Normale und das eintretende Licht enthält.
  • Die P-polarisierte Komponente des Lichts L, die an einem Punkt P1 (2) der Strahlenteilerfläche 3 mit einem Eintrittswinkel von 45° eintritt, schwingt parallel zur Eintrittsebene für das Licht L, die dieses Licht und die Linie normal zur Strahlenteilerfläche 3 enthält, und tritt durch diese Fläche hindurch. Die in einer Richtung lotrecht zu der Eintrittsebene schwingende S-polarisierte Lichtkomponente wird an der Strahlenteilerfläche 3 rechtwinklig reflektiert.
  • Der von der ersten reflektierenden Fläche 1 und der Strahlenteilerfläche 3 eingeschlossene Winkel beträgt 60°. Das eintretende Licht trifft auf die Strahlenteilerfläche 3 unter einem Eintrittswinkel von 45° und parallel zur zweiten reflektierenden Fläche 2, die mit der ersten reflektierenden Fläche 1 einen Winkel von 120° einschließt. Daher ist der Eintrittswinkel der P-polarisierten Lichtkomponente LP 45° an der ersten reflektierenden Fläche 1. Die P-polarisierte Lichtkomponente LP wird also an der ersten reflektierenden Fläche 1 rechtwinklig reflektiert (an dem Punkt P2) und von ihr rechtwinklig zu dem auf die Strahlenteilerfläche 3 eintretenden Licht abgegeben.
  • Die S-polarisierte Lichtkomponente LS breitet sich zur zweiten reflektierenden Fläche 2 in einer Eintrittsebene aus, die das an der Strahlenteilerfläche 3 eintretende Licht enthält.
  • Da der Eintrittswinkel der S-polarisierten Lichtkomponente LS 45° an der zweiten reflektierenden Fläche 2 beträgt, wird die S-polarisierte Lichtkomponente LS rechtwinklig an der zweiten reflektierenden Fläche 2 reflektiert (am Punkt P3) und von ihr lotrecht zur Eintrittsebene der Strahlenteilerfläche 3 abgegeben. Somit wird die S-polarisierte Lichtkomponente LS in derselben Richtung wie die P-polarisierte Lichtkomponente LP abgegeben.
  • Es ist hier angenommen, daß die Richtung des eintretenden Lichts L die einer Achse x ist, zu der Achsen y und z orthogonal liegen. Eine mit den Achsen x und z definierte Ebene liegt parallel zur Eintrittsebene des Lichts an der Strahlenteilerfläche 3. Die Achse y liegt parallel zum abgegebenen Licht.
  • Bezüglich der Koordinaten der Achsen x, y, z sind die P- und die S-polarisierte Lichtkomponente als Schwingungskomponenten in z-Richtung und in y-Richtung definiert. Die P-polarisierte Lichtkomponente, die in z-Richtung schwingt, erfährt keine Änderung der Schwingungsrichtung, wenn das Licht an der ersten reflektierenden Fläche 1 reflektiert wird. Das abgegebene Licht schwingt deshalb in z-Richtung. Wird andererseits die S-polarisierte Lichtkomponente LS, die in y-Richtung schwingt, an der zweiten reflektierenden Fläche 2 reflektiert, so ändert sich ihre Schwingungsrichtung zur z-Richtung, und das abgegebene Licht schwingt in z-Richtung.
  • Die Schwingrichtungen der von der ersten und der zweiten reflektierenden Fläche 1 und 2 abgegebenen Lichtstrahlen entsprechen also der z-Richtung ohne Verwendung einer Halbwellenplatte, die bei den vorbekannten Anordnungen erforderlich ist. Da die beiden Strahlenbündel parallel abgegeben werden, ist der räumliche Abstand zwischen ihnen verringert, verglichen mit der vorbekannten Anordnung, bei der ein optisches System zur Kombination der beiden weit auseinanderliegenden Strahlenbündel nötig ist. Ein solches Kombinationssystem ist durch die Erfindung überflüssig.
  • Zwei Ausführungsbeispiele eines an einem Prisma vorgesehenen Polarisationselements werden im folgenden erläutert.
  • 3a bis 3c zeigen perspektivische Darstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels eines Prismas, an dem ein Polarisationselement nach der Erfindung vorgesehen ist.
  • Das Polarisationselement hat grundsätzlich die Form einer Pyramide mit quadratischem Boden. Der Scheitel der Pyramide liegt auf einer Linie normal zur Bodenfläche an einem der vier Eckpunkte (3a). Die Höhe der Pyramide stimmt mit der Länge einer Seite der quadratischen Bodenfläche überein. In 3a bis 3c sind die Koordinaten der Scheitelpunkte 01, 02, 03 und 04 (vier Eckpunkte des Quadrats) 0, k, 0; 0, k, k; k, k, k und k, k, 0. Darin ist k eine Konstante, 0 der Ursprung am Scheitel der Pyramide und die Lichteintrittsrichtung die. x-Richtung.
  • Eine der Seitenflächen der Pyramide (die ein rechtwinklig gleichschenkliges Dreieck bildet) ist eine Eintrittsfläche 14, und die rechtwinklig zu der Eintrittsfläche 14 liegende quadratische Bodenfläche ist eine Austrittsfläche 15. Eine Strahlenteilerfläche 13, die in 3a bis 3c schraffiert dargestellt ist, definiert Winkel von 45° gegenüber der Eintrittsfläche 14 und von 90° gegenüber der Austrittsfläche 15. Die Strahlenteilerfläche 13 hat nämlich die Ecken 0, 01 und 03.
  • Eine erste reflektierende Fläche 11 schließt mit der Strahlenteilerfläche 13 einen Winkel von 60° und mit der Eintrittsfläche 14 sowie der Austrittsfläche 15 einen Winkel von 45° ein. Eine zweite reflektierende Fläche 12 schließt mit der ersten reflektierenden Fläche 11 einen Winkel von 120° und mit der Austrittsfläche 15 einen Winkel von 45° ein. Die zweite reflektierende Fläche 12 liegt rechtwinklig zur Ein trittsfläche 14 (3c). Die erste und die zweite reflektierende Fläche 11 und 12 sowie die Strahlenteilerfläche 13 schneiden einander auf einer Linie, die eine der Kanten des Polarisationselements ist. Jede Fläche kann folgendermaßen ausgedrückt werden:
    • Erste reflektierende Fläche x = y
    • Zweite reflektierende Fläche y = z
    • Strahlenteilerfläche x = z
    • Eintrittsfläche x = 0
    • Austrittsfläche x = k (k = konstant)
  • Die Eintrittsfläche ist eine existierende erste Fläche des Prismas und kann von der imaginären Eintrittsebene der obigen Beschreibung der Polarisationsrichtung unterschieden werden.
  • Das Polarisationselement in Form eines vorstehend beschriebenen Prismas kann durch Verkitten zweier symmetrischer Prismenelemente 50 und 60 mit jeweils vier Flächen hergestellt werden, wie in 4 gezeigt. Das erste Prismenelement 50 hat eine Eintrittsfläche 14, eine Strahlenteilerfläche 13, eine zweite reflektierende Fläche 12 und eine Austrittsfläche 15, die einen Teil der Austrittsfläche des Polarisationselements bildet. Das zweite Prismenelement 60 hat eine Strahlenteilerfläche 13, eine erste reflektierende Fläche 11 und eine Austrittsfläche 15, die einen Teil der Austrittsfläche des Polarisationselements bildet. Beide Prismenelemente 50 und 60 haften an ihren Strahlenteilerfiächen 13 zusammen und bilden ein Polarisationselement.
  • Bei der Anwendung des Polarisationselements wird Licht rechtwinklig auf die Eintrittsfläche 14 gerichtet, wie in 3a bis 3c gezeigt ist. Das Licht fällt dann unter einem Eintrittswinkel von 45° auf die Strahlenteilerfläche 13 parallel zur zweiten reflektierenden Fläche 12. Das an dem Eintrittspunkt P0 der Eintrittsfläche 14 eintretende Licht tritt in die Strahlenteilerfläche 13 an einem Punkt P1 ein. Das von der Strahlenteilerfläche 13 durchgelassene Licht wird an der ersten reflektierenden Fläche 11 an dem Punkt P2 reflektiert, und das an der Strahlenteilerfläche 13 reflektierte Licht wird an der zweiten reflektierenden Fläche 12 an dem Punkt P3 reflektiert. Die an der ersten und der zweiten reflektierenden Fläche 11 und 12 reflektierten Lichtstrahlen werden in der Austrittsfläche 15 an den Punkten P4 und P5 abgegeben. Da diese reflektierten Lichtstrahlen rechtwinklig zu den in die Strahlenteilerfläche 13 eintretenden Lichtstrahlen liegen und die Austrittsfläche 15 parallel zu diesen Strahlen liegt, haben die beiden Strahlenbündel des an der Austrittsfläche 15 abgegebenen Lichts eine Richtung lotrecht zu dieser.
  • Die durch die Strahlenteilerfläche 13 hindurchtretende P-polarisierte Lichtkomponente schwingt in z-Richtung und ändert ihre Polarisationsrichtung nicht, wenn sie an der ersten reflektierenden Fläche reflektiert wird. Daher schwingt das von der Austrittsfläche 15 abgegebene Licht in z-Richtung. Andererseits wird die Schwingungsrichtung der S-polarisierten Lichtkomponente von der y-Richtung zur z-Richtung geändert, wenn sie an der zweiten reflektierenden Fläche 12 reflektiert wird. Somit schwingt das von der Austrittsfläche 15 abgegebene Licht in z-Richtung. Die beiden Strahlenbündel, deren Polarisationsrichtung die z-Richtung ist, werden also von der Austrittsfläche 15 in y-Richtung lotrecht zur Richtung des eintretenden Lichts abgegeben.
  • 5 zeigt einen Lichteintrittsbereich und einen Lichtaustrittsbereich bei einem Polarisationselement nach der Erfindung. Das in den schraffierten (weitgehend) quadratischen Bereich der Eintrittsfläche 14 eintretende Licht wird an den schraffierten rechteckförmigen Bereich der Austrittsfläche 15 abgegeben. Der schraffierte rechteckige Bereich hat die doppelte Größe des schraffierten quadratischen Bereichs.
  • Wird das Polarisationselement in dem optischen System eines Flüssigkristallprojektors verwendet, so kann der Nutzungsgrad erhöht werden, indem das Licht an dem weitgehend quadratischen Eintrittsbereich (5) eintritt, da der Schirm (Bildprojektionsfläche) des Projektors im allgemeinen rechteckig ist. Besonders wenn ein Bild auf eine Fläche zu projizieren ist, deren Seitenverhältnis etwa 1:2 beträgt, wie es bei einem hochauflösenden Fernsehgerät der Fall ist, kann die vorstehend beschriebene Anordnung vorteilhaft eingesetzt werden.
  • Wenn das Seitenverhältnis der Bildfläche (zu projizierendes Bild) etwa 1:1 ist, so kann das Licht auch auf einen rechtekkigen Eintrittsbereich der Eintrittsfläche fallen, damit es von einem quadratischen Austrittsbereich der Austrittsfläche abgegeben wird. In jedem Fall kann das Seitenverhältnis des zu projizierenden Bildes durch Wählen des Verhältnisses der langen zur kurzen Seite des Eintrittsbereichs eingestellt. werden.
  • Es ist auch möglich, Ablenkprismen 21 und 22 an der Austrittsfläche 15 des Polarisationselements vorzusehen, um die Strahlenbündel des abgegebenen Lichts zu schneiden, wie es in 6 gezeigt ist. Bei dieser Anordnung kann die Variation der Lichtintensität am Grenzbereich zwischen den an der ersten und der zweiten reflektierenden Fläche reflektierten Strahlenbündeln begrenzt werden.
  • Es ist möglich, zwei Polarisationselemente A und B zu einem Verbundprisma (Polarisationseinheit oder -anordnung) zu kombinieren, wie es 7 zeigt. Die Polarisationselemente sind an ihren zweiten reflektierenden Flächen 12a und 12b verbunden. Die an der Eintrittsfläche 14a und 14b. eintretenden Lichtstrahlen werden von der jeweiligen Strahlenteilerfläche 13a, 13b geteilt und dann an der ersten und der zweiten reflektierenden Fläche 11a, 11b und 12a, 12b reflektiert und von den Austrittsflächen 15a und 15b abgegeben. Die abgegebenen Lichtstrahlen haben übereinstimmende Polarisationsrichtung. Wenn eines der von den Austrittsflächen abgegebenen Strahlenbündel an einem Spiegel reflektiert wird, um es in derselben Richtung wie das andere Strahlenbündel abzulenken, ergibt sich eine identische Polarisationsrichtung für alle Strahlenbündel.
  • Wenn bei der in 7 gezeigten Anordnung das Licht in den quadratischen Eintrittsbereich eintritt, der durch die Eintrittsflächen 14a und 14b definiert ist, können die Lichtstrahlen identischer Polarisationsrichtung aus dem quadratischen Austrittsbereich der Austrittsflächen 15a und 15b abgegeben werden. Ist das in 11 gezeigte reflektierende Prisma RP an einer der Austrittsflächen des Verbundprismas befestigt, und fällt das Licht auf den Eintrittsbereich der Größe 1 x 1, so werden Lichtstrahlen identischer Polarisationsrichtung von dem Austrittsbereich 2 x 1 x 1 abgegeben. Die Größe des Verbundprismas im Eintrittsbereich ist kleiner als die Gesamtgröße der separaten Prismen A und B.
  • 8a bis 8c zeigen perspektivische Darstellungen eines Polarisationselements gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung für unterschiedliche Blickrichtungen. 9 zeigt eine Seitenansicht des in 8 gezeigten Polarisationselements. Dieses besteht aus einem Prisma mit einem neunseitigen Festkörper, der durch Schneiden und Entfernen des überflüssigen Teils des Polarisationselements des ersten Ausführungsbeispiels entsteht, durch den kein an der Eintrittsfläche (5) eintretendes Licht durchgelassen wird. Die Positionsbeziehung der ersten und der zweiten reflektierenden Fläche 31 und 32, der Strahlenteilerfläche 33, der Eintrittsfläthe 34 und der Austrittsfläche 35 ist dieselbe wie bei dem Polarisationselement der ersten Ausführungsform.
  • Das an der pentagonalen Eintrittsfläche 34 an dem Punkt PO eintretende Licht fällt an dem Punkt P1 auf die Strahlenteilerfläche 33. Die von dieser Fläche durchgelassene P-polarisierte Lichtkomponente wird an dem Punkt P2 der quadratischen ersten reflektierenden Fläche 31 reflektiert. Die an der Strahlenteilerfläche 33 reflektierte S-polarisierte Lichtkomponente wird an dem Punkt P3 der pentagonalen zweiten reflektierenden Fläche 32 reflektiert. Die S- und die P-polarisierte Lichtkomponente werden von der pentagonalen Austrittsfläche 35 rechtwinklig abgegeben. Die Polarisationsrichtungen der S-polarisierten Komponente und der P-polarisierten Komponente sind identisch. Es ist also keine Halbwellenplatte erforderlich, um identische Polarisationsrichtungen des mit dem Polarisationselement abgegebenen Lichts zu erreichen. Ferner liegen die Strahlenbündel des abgegebenen Lichts nahe beieinander.
  • 10 zeigt perspektivisch einen Lichteintrittsbereich und einen Lichtaustrittsbereich eines Polarisationselements des zweiten Ausführungsbeispiels. Ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird das in den schraffierten (weitgehend) quadratischen Bereich der Eintrittsfläche 34 eintretende Licht in dem schraffierten rechteckigen Austrittsbereich der Austrittsfläche 35 abgegeben.
  • Da der überflüssige Teil des Prismas, durch den kein Licht durchgelassen wird, entfernt ist, kann die Gesamtgröße des Prismas reduziert werden.
  • Wenn der Eintrittsbereich 1 x 1 ist, so ist die Größe des Prismas 2 x 2 x 22, also größer als die Größe 2 x 1 x 1 des Verbundprismas nach 7 mit dem daran befestigten reflektierenden Prisma RP.

Claims (8)

  1. Polarisationselement zum Erzeugen von Lichtstrahlenbündeln gleicher linearer Polarisationsrichtung aus einfallendem Licht mit regellosem Polarisationszustand, mit einer ersten und einer zweiten reflektierenden Fläche (1, 2) und einer polarisierenden Strahlenteilerfläche (3), wobei – die Ebenen der beiden reflektierenden Flächen (1, 2) und der Strahlenteilerfläche (3) einander in einer Linie schneiden, – die Ebenen der beiden reflektierenden Flächen (1, 2) einen Winkel von 120° einschließen, – die Ebene der Strahlenteilerfläche (3) diesen Winkel halbiert und – das einfallende Licht parallel zur zweiten reflektierenden Fläche (2) gerichtet ist und unter einem Winkel von 45° auf die Strahlenteilerfläche (3) fällt.
  2. Polarisationselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Prisma mit orthogonalen Eintritts- und Austrittsflächen (14, 15) ist, daß die polarisierende Strahlenteilerfläche (13) einen Winkel von 45° mit der Eintrittsfläche (14) und von 90° mit der Austrittsfläche (15) bildet, daß die erste reflektierende Fläche (11) einen Winkel von 45° mit der Eintrittsfläche (14) und der Austrittsfläche (15) bildet, und daß die zweite reflektierende Fläche (12) rechtwinklig zur Eintrittsfläche (14) und unter einem Winkel von 45° zur Austrittsfläche (15) angeordnet ist.
  3. Polarisationselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht auf die Eintrittsfläche (14) lotrecht auftrifft.
  4. Polarisationselement nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch ein erstes, mit der Eintrittsfläche (14), der polarisierenden Strahlenteilerfläche (13), der zweiten reflektierenden Fläche (12) und einem Austrittsflächenteil (15) versehenes Prisma (50) und durch ein zweites, mit der polarisierenden Strahlenteilerfläche (13), der ersten reflektierenden Fläche (11) und einem Austrittsflächenteil (15) versehenes Prisma (60), die an ihren polarisierenden Strahlenteilerflächen (13) miteinander verkittet sind.
  5. Polarisationselement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma die Form einer Pyramide mit quadratischer Bodenfläche hat, deren Scheitel (0) auf einer Linie normal zu der Bodenfläche an einem (01) ihrer vier Eckpunkte liegt, wobei die Höhe der Pyramide mit der Länge einer Quadratseite übereinstimmt und eine der Seitenflächen die Form eines rechtwinklig gleichschenkligen Dreiecks hat und die Eintrittsfläche (14) bildet, während die quadratische Bodenfläche die Austrittsfläche (15) bildet.
  6. Polarisationselement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Prismas, durch den bei rechtwinklig an der Eintrittsfläche (14) eintretendem Licht kein Licht hindurchtritt, entfernt ist.
  7. Polarisationselement nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch an der Austrittsfläche (15) des Prismas anhaftende Ablenkprismen (21, 22).
  8. Polarisationsanordnung zum Erzeugen von Lichtstrahlenbündeln gleicher linearer Polarisationsrichtung aus einfallendem Licht mit regellosem Polarisationszustand, bestehend aus zwei Polarisationselementen (A, B) nach einem – der Ansprüche 2 bis 7, die an ihren zweiten reflektierenden Flächen (12a, 12b) verbunden sind, wobei die beiden Eintrittsflächen (14a, 14b) in einer gemeinsamen Ebene liegen.
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