DE60036339T2

DE60036339T2 - Farbprojektor

Info

Publication number: DE60036339T2
Application number: DE60036339T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Takezawa
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2020-07-22
Also published as: EP1519590A1; CN1171111C; EP1071292A3; EP1071292A2; CN1281995A; KR20010021101A; ATE373390T1; EP1071292B1; US6646690B1; JP2001100311A; KR100383509B1; TW500966B; DE60036339D1

Description

Diese Erfindung betrifft einen Projektor, der Bilder projiziert und anzeigt.
Ein Projektor umfasst gewöhnlich ein optisches Beleuchtungssystem und Flüssigkristall-Tafeln zur Modulation von Licht aus dem optischen Beleuchtungssystem in Antwort auf eine Bildinformation (ein Bildsignal). Das modulierte Licht wird dann durch eine Projektionslinse auf einen Schirm projiziert. EP-A-0 877 281 offenbart eine Projektionsanzeige. Ansprüche 1 und 2 zeichnen sich gegenüber dieser Offenbarung aus.
10 ist ein beispielhafte graphische Darstellung, das den Hauptteil eines herkömmlichen Projektors zeigt. Dieser Projektor umfasst drei Flüssigkristall-Lichtventile 900R, 900G und 900B, ein kreuzdichroitisches Prisma 920 und eine Projektionslinse 940. Von einem optischen Beleuchtungssystem (nicht gezeigt) ausgestrahltes Farblicht der drei Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) wird veranlasst, die Flüssigkristall-Lichtventile 900R, 900G und 900B zu durchlaufen und somit in Antwort auf eine Bildinformation moduliert zu werden. Das modulierte Licht (modulierte Lichtstrahlen) wird durch das kreuzdichroitische Prisma 920 kombiniert und das zusammengesetzte Licht wird durch die Projektionslinse 940 projiziert. Ein Farbbild wird so auf dem Schirm SC angezeigt. Man beachte, dass in 10 angenommen wird, dass s-polarisiertes Farblicht R, G und B auf die Flüssigkristall-Lichtventile 900R, 900G und 900B einfällt.
Das zweite Flüssigkristall-Lichtventil 900G umfasst eine Flüssigkristall-Tafel 901G und Polarisationsplatten 902Gi und 902Go an den Einfall- bzw. Austrittsseiten der Flüssigkristall-Tafel 901G. Die Polarisationsachsen der Polarisationsplatten 902Gi und 902Go sind rechtwinklig zueinander festgelegt. Die Einfallseiten-Platte 902Gi lässt s-polarisiertes Licht durch, wohingegen die Austrittsseiten-Platte 902Go p-polarisiertes Licht durchlässt. Mit einer derartigen Konfiguration wird das auf das zweite Flüssigkristall-Lichtventil 900G einfallende s-polarisierte Licht in p-polarisiertes Licht umgewandelt und dann ausgestrahlt.
Das erste Flüssigkristall-Lichtventil 900R umfasst eine Flüssigkristall-Tafel 901R, eine p-polarisiertes Licht durchlassende Polarisationsplatte 902Ri, eine s-polarisiertes Licht durchlassende Polarisationsplatte 902Ro und eine λ/2-Phasenverschiebungsplatte 903R. Die λ/2-Phasenverschiebungsplatte 903R ist an einer Glasplatte 908 befestigt und die erste Polarisationsplatte 902Ri ist an der λ/2-Phasenverschiebungsplatte 903R befestigt. Das auf die Glasplatte 908 einfallende s-polarisierte Licht wird durch die λ/2-Phasenverschiebungsplatte 903R in p-polarisiertes Licht umgewandelt, durch die p-polarisiertes Licht durchlassende Polarisationsplatte 902Ri durchgelassen und dann durch die Flüssigkristall-Tafel 901R und die s-polarisiertes Licht durchlassende Polarisationsplatte 902Ro in s-polarisiertes Licht umgewandelt und ausgestrahlt. Das dritte Flüssigkristall-Lichtventil 900B hat den gleichen Aufbau wie das erste Lichtventil 900R.
Die dichroitischen Filme des kreuzdichroitischen Prismas reflektieren s-polarisiertes Licht stärker als p-polarisiertes Licht und lassen p-polarisiertes Licht wirksamer als s-polarisiertes Licht durch. Somit kann das von dem ersten und dritten Flüssigkristall-Lichtventil 900R und 900B ausgestrahlte s-polarisierte Licht und das von dem zweiten Flüssigkristall-Lichtventil 900G ausgestrahlte p-polarisierte Licht wirkungsvoll von dem kreuzdichroitischen Prisma 920 kombiniert werden.
In dieser Beschreibung bezeichnet der Ausdruck "Flüssigkristall-Lichtventil" ein Flüssigkristall-Lichtventil in dem breiten Sinne und er nimmt Bezug auf eine Einheit, die wenigstens eine Flüssigkristall-Tafel und Polarisationsplatten umfasst und die weiter eine λ/2-Phasenverschiebungsplatte umfassen kann. Man beachte, dass ein Flüssigkristall-Lichtventil in dem engen Sinne auf eine Einheit nimmt Bezug, die eine Flüssigkristall-Tafel und Polarisationsplatten enthält und die eine λ/2-Phasenverschiebungsplatte nicht enthält.
Das die Polarisationsplatte des Flüssigkristall-Lichtventils beleuchtende Licht erzeugt Wärme, die ein Auftreten einer Deformation der Polarisationsplatte hervorruft. Man beachte, dass der Umfang der Deformation hauptsächlich von der Intensität und Verteilung des Lichtes, das die Polarisationsplatte beleuchtet, abhängt.
Bei den vorerwähnten herkömmlichen Projektoren sind die in dem ersten und dritten Flüssigkristall-Lichtventil 900R und 900B enthaltenen λ/2-Phasenverschiebungsplatten 903R und 903B zwischen der Glasplatte 908 und den Polarisationsplatten 902Ri und 902Bi geschichtet. Aus diesem Grund verursacht die Deformation der Polarisationsplatte 902Ri eine Deformation der λ/2-Phasenverschiebungsplatte 903R.
11 ist eine Aufsicht auf die an der Einfallseite des ersten, in 10 gezeigten Flüssigkristall-Lichtventils 900R vorgesehene Polarisationsplatte 902Ri, wenn aus der -x-Richtung betrachtet wird. Man beachte, dass in der in die Papierebene zurückgehenden Richtung (die ±x-Richtung) die λ/2-Phasenverschiebungsplatte 903R und die Glasplatte 908 von der Polarisationsplatte 902Ri in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Wie durch die gestrichelten Linien in der Figur gezeigt, ist die Erwärmung der Polarisationsplatte 902Ri normalerweise relativ groß nahe der Mitte und relativ klein an der Peripherie. In diesem Fall wird die Polarisationsplatte 902Ri in den durch Pfeile angezeigten Richtungen deformiert. Zu der Zeit, wenn die Polarisationsplatte 902Ri deformiert wird, wird die zwischen der Polarisationsplatte 902Ri und der Glasplatte 908 geschichtete λ/2-Phasenverschiebungsplatte 903R ebenfalls in den durch Pfeile angezeigten Richtungen deformiert. Dieses Phänomen kann auf die gleiche Weise sogar in dem Fall, in dem die Intensitätsverteilung des das Flüssigkristall-Lichtventil bestrahlenden Lichtstrahls relativ gleichmäßig ist, auftreten.
In dem Fall, wo die λ/2-Phasenverschiebungsplatte 903R auf diese Art deformiert wird, können die deformierten Abschnitte der λ/2-Phasenverschiebungsplatte 903R (10) das einfallende s-polarisierte Licht nicht wirkungsvoll in p-polarisiertes Licht umwandeln. Somit wird die Intensität des von der p-polarisiertes Licht durchlassenden Polarisationsplatte 902Ri ausgestrahlten p-polarisierten Lichts auf dem einfallenden Licht geringer und ebenso die Intensität des von der s-polarisiertes Licht durchlassenden Polarisationsplatte 902Ro ausgestrahlten s-polarisierten Lichts auf der Austrittsseite. Auf diese Art treten Ungleichförmigkeiten in der Helligkeit des von dem Flüssigkristall-Lichtventil 900R ausgestrahlten modulierten Lichtstrahls auf. Wenn solch ein modulierter Lichtstrahl zum Anzeigen eines Farbbildes auf dem Schirm SC benutzt wird, treten Farbtonungleichmäßigkeiten innerhalb des angezeigten Bildes auf.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technik zur Reduzierung von Farbtonungleichmäßigkeiten in den von einem Projektor angezeigten Bildern bereitzustellen.
Wenigstens ein Teil der obigen und anderer Aufgaben der vorliegenden Erfindung wird durch einen Projektor zum Projizieren und Anzeigen eines Farbbildes gelöst. Der erste Projektor umfasst: ein optisches Beleuchtungssystem, das Beleuchtungslicht ausstrahlt, ein optisches System zur Farbzerlegung, das das von dem optischen Beleuchtungssystem ausgestrahlte Beleuchtungslicht in einen ersten bis dritten Farblichtstrahl zerlegt, von denen jeder eine von drei Farbkomponenten aufweist, erste bis dritte elektro-optische Einrichtungen, die die ersten bis dritten, von dem optischen System zur Farbzerlegung zerlegten Farblichtstrahlen gemäß einer Bildinformation modulieren, um einen ersten bis dritten Strahl modulierten Lichts zu bilden, einen Farbkombinierer, der die ersten bis dritten Strahlen modulierten Lichts durch Reflektieren des ersten und dritten Strahls modulierten Lichts kombiniert, während der zweite Strahl modulierten Lichts durchgelassen wird, ein optisches Projektionssystem, welches das zusammengesetzte, von dem Farbkombinierer ausgestrahlte Licht projiziert und an einer Einfallseite und/oder einer Austrittsseite der ersten elektro-optischen Einrichtung und an einer Einfallseite und/oder einer Austrittsseite der dritten elektrooptischen Einrichtung vorgesehene λ/2-Phasenverschiebungsplatten, wobei jede der λ/2-Phasenverschiebungsplatten eine erste zur Atmosphäre offene Oberfläche und eine zweite in Kontakt mit einer Oberfläche eines durchlässigen Elementes befindliche Oberfläche aufweist. Jede der ersten und dritten elektro-optischen Einrichtungen enthält eine an einer anderen Oberfläche des durchlässigen Elementes befestigte Polarisationsplatte.
Da die λ/2-Phasenverschiebungsplatten mit einer zur Atmosphäre offenen Oberfläche und einer anderen, in Kontakt mit einem durchlässigen Element befindlichen Oberfläche versehen sind, ist die Deformation der λ/2-Phasenverschiebungsplatten verringert und die Farbtonungleichmäßigkeiten in den angezeigten Bildern sind entsprechend reduziert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Polarisationsrichtung der ersten und dritten auf den Farbkombinierer einfallenden Strahlen modu lierten Lichts eine erste Polarisationsrichtung, während eine Polarisationsrichtung des zweiten Strahls modulierten Lichts eine zweite Polarisationsrichtung senkrecht zu der ersten Richtung ist.
In dieser Anordnung kann der Farbkombinierer die ersten bis dritten Strahlen modulierten Lichts wirksam kombinieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das optische Beleuchtungssystem: einen Erzeuger von polarisiertem Licht zum Ausstrahlen des BeleuchtungsLichts als linear polarisiertes Licht mit einer ersten oder zweiten Polarisationsrichtung.
In dieser Anordnung weist das auf die ersten bis dritten elektro-optischen Einrichtungen einfallende Licht eine einheitliche Polarisationsrichtung auf und das Licht kann wirksam benutzt werden.
Obwohl λ/2-Phasenverschiebungsplatten und Polarisationsplatten auf jedem durchlässigen Element in dieser Anordnung vorgesehen sind, ist die Deformation der λ/2-Phasenverschiebungsplatten durch den oben genannten Mechanismus reduziert und die Farbtonungleichmäßigkeiten in den angezeigten Bildern sind reduziert.
Alternativ umfasst ein zweiter Projektor: ein optisches Beleuchtungssystem, das Beleuchtungslicht ausstrahlt, ein optisches System zur Farbzerlegung, das das von dem optischen Beleuchtungssystem ausgestrahlte Beleuchtungslicht in einen ersten bis dritten Farblichtstrahl zerlegt, von denen jeder drei Farbkomponenten aufweist, erste bis dritte elektro-optische Einrichtungen, die die ersten bis dritten, von dem System zur Farbzerlegung zerlegten Farblichtstrahlen gemäß einer Bildinformation modulieren, um einen ersten bis dritten Strahl modulierten Lichts zu bilden, einen Farbkombinierer, der die ersten bis dritten Strahlen modulierten Lichts durch Reflektieren des ersten und dritten Strahls modulierten Lichts kombiniert, während er den zweiten Strahl modulierten Lichts durchlässt, ein optisches Projektionssystem, das das zusammengesetzte, von dem Farbkombinierer ausgestrahlte Licht projiziert und eine an einer Einfallseite und/oder an einer Austrittsseite der zweiten elektro-optischen Einrichtung vorgesehene λ/2- Phasenverschiebungsplatte, wobei die λ/2-Phasenverschiebungsplatte eine erste zur Atmosphäre offene Oberfläche und eine zweite, in Kontakt mit einem durchlässigen Element befindliche Oberfläche aufweist.
Dieser zweite Projektor hat die gleiche Funktion und den gleichen Vorteil wie der obige erste Projektor.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten, beschriebenen Ausführungsformen lediglich exemplarisch mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlicher werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die einen Projektor zeigt, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird,
2 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die eine Vergrößerung des optischen Beleuchtungssystems 100 der 1 zeigt,
3(A) und 3(B) sind erläuternde Diagramme, die das optische System 160 zur Erzeugung polarisierten Lichts zeigen,
4 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die den Hauptteil des Projektors 1000 der 1 zeigt,
5 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die den Hauptteil der Ausführungsform 2 zeigt,
6 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die den Hauptteil der Ausführungsform 3 zeigt,
7 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die den Hauptteil der Ausführungsform 4 zeigt,
8 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die den Hauptteil einer veranschaulichenden Anordnung 5 zeigt, die nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
9 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die den Hauptteil einer veranschaulichenden Anordnung 6 zeigt, die nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
10 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die den Hauptteil eines herkömmlichen Projektors zeigt,
11 ist eine Aufsicht auf die an der Einfallslicht-Seite des in 10 gezeigten ersten Flüssigkristall-Lichtventils 900R, wenn von der -x-Richtung aus betrachtet wird.
A. Ausführungsform 1:
Hier folgt eine Beschreibung der Ausführung der vorliegenden Erfindung, basierend auf Ausführungsformen. 1 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die einen Projektor zeigt, auf den die vorliegende Erfindung angewendet ist. Der Projektor 1000 umfasst ein optisches Beleuchtungssystem 100 mit einer Lichtquelle 120, ein optisches System zur Farbzerlegung 200, ein optisches Relais-System 220, drei Flüssigkristall-Lichtventile 300R, 300G und 300B, ein kreuzdichroitisches Prisma 520 und eine Projektionslinse 540.
Von dem optischen Beleuchtungssystem 100 ausgestrahltes Licht wird in dem optischen System zur Farbzerlegung 200 in Farblicht mit drei Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) zerlegt. Das Licht jeder Farbe wird von den Flüssigkristall-Lichtventilen 300R, 300G bzw. 300B in Antwort auf eine Bildinformation moduliert. Das modulierte Licht jeder Farbe wird durch das kreuzdichroitische Prisma 520 kombiniert und mit der Projektionslinse 540 auf den Schirm SC projiziert, um ein Farbbild anzuzeigen.
2 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die eine Vergrößerung des optischen Beleuchtungssystems 100 der 1 zeigt. Das optische Beleuch tungssystem 100 umfasst eine Lichtquelle 120, eine erste und zweite Linsenanordnung 140 und 150, ein optisches System zur Erzeugung von polarisiertem Licht 160 und eine Überlagerungslinse 170. Die Lichtquelle 120 und die erste und die zweite Linsenanordnung 140 und 150 sind entlang der optischen Achse 120ax der Lichtquelle als einer Referenz angeordnet, während das optische System zur Erzeugung polarisierten Lichts 160 und die Überlagerungslinse 170 entlang der optischen Achse 100ax des Systems als einer Referenz angeordnet sind. Die optische Achse 120ax der Lichtquelle liegt entlang der Mittenachse des von der Lichtquelle 120 ausgestrahlten Lichtstrahls, während die optische Achse 100ax des Systems entlang der Mittenachse des von den optischen Elementen ausgestrahlten Lichtstrahls in dem Zustand nach dem optischen System zur Erzeugung polarisierten Lichts 160 liegt. Wie in der Figur gezeigt, verlaufen die optische Achse 100ax des Systems und die optische Achse 120ax der Lichtquelle nahezu parallel zueinander, sind aber um eine vorbestimmte Verschiebung Dp in der x-Richtung versetzt. Die Verschiebung Dp wird später beschrieben werden. Man beachte in 2, dass die von dem optischen Beleuchtungssystem 100 beleuchtete Fläche LA den Flüssigkristall-Lichtventilen 300R, 300G und 300B der 1 entspricht.
Die Lichtquelle 120 strahlt einen Strahl nahezu parallelen Lichts aus. Die Lichtquelle 120 umfasst ein Licht ausstrahlende Röhre 122, einen Reflektor 124 mit einer konvexen Oberfläche in der Form eines Rotationsellipsoids und eine parallelisierende Linse 126. Das von der Licht ausstrahlenden Röhre 122 ausgestrahlte Licht wird von dem Reflektor 124 reflektiert und das reflektierte Licht wird durch die parallelisierende Linse 126 in Licht umgewandelt, das nahezu parallel zu der in der optischen Achse 120ax der Lichtquelle ist. Man beachte, dass ein Reflektor, der eine konvexe Oberfläche in Form eines Rotationsparaboloids aufweist, auch als die Lichtquelle benutzt werden kann.
Die erste Linsenanordnung 140 weist eine Vielzahl kleiner in einer Matrix angeordneter Linsen 142 auf. Die kleinen Linsen 142 sind plankonkave Linsen, deren äußere Form, von der z-Richtung aus gesehen, so ausgebildet ist, dass sie ähnlich der beleuchteten Fläche LA (Flüssigkristall-Lichtventil) ist. Die erste Linsenanordnung 140 unterteilt den von der Lichtquelle 120 ausgestrahlten, nahezu parallelen Lichtstrahl in eine Vielzahl von Teillichtstrahlen, die ausgestrahlt werden.
Die zweite Linsenanordnung 150 weist wie die erste Linsenanordnung 140 eine Vielzahl kleiner, in einer Matrix angeordneter Linsen 152 auf. Die zweite Linsenanordnung 150 richtet die Mittenachsen jeder der von der ersten Linsenanordnung 140 ausgestrahlten Teillichtstrahlen so aus, dass sie nahezu parallel zu der optischen Achse 100ax des Systems sind, und erzeugt die Bilder jeder der kleinen Linsen 142 der ersten Linsenanordnung 140 auf der beleuchteten Fläche LA.
Wie in der Figur gezeigt, treten die von den kleinen Linsen 142 der ersten Linsenanordnung 140 ausgestrahlten Teillichtstrahlen durch die zweite Linsenanordnung 150 durch, um innerhalb des optischen Systems zur Erzeugung polarisierten Lichts 160 fokussiert zu werden.
Das optische System zur Erzeugung polarisierten Lichts 160 entspricht dem Erzeuger von polarisiertem Licht in der beanspruchten Erfindung. 3(A) und 3(B) sind erläuternde Diagramme, die das optische System zur Erzeugung polarisierten Lichts 160 zeigen. 3(A) ist eine perspektivische Zeichnung, die das optische System zur Erzeugung polarisierten Lichts 160 zeigt, während 3(B) eine Aufsichtzeichnung ist, die einen davon aus der +y-Richtung gesehenen Abschnitt zeigt. Das optische System zur Erzeugung polarisierten Lichts 160 umfasst eine Abblendplatte 62, eine Polarisationsstrahlteiler-Anordnung 64 und eine selektive Phasenverschiebungsplatte 66.
Wie in 3(A) gezeigt, enthält die Polarisationsstrahlteiler-Anordnung 64 eine Vielzahl von säulenartigen durchlässigen Elementen 64c, von denen jedes einen parallelogrammartigen Querschnitt aufweist und die zusammengeklebt sind. An der Grenzfläche zwischen den durchlässigen Elementen 64c sind jeweils polarisiertes Licht zerlegende Filme 64a und polarisiertes Licht reflektierende Filme 64b abwechselnd gebildet. Man beachte, dass mehrschichtige dielektrische Filme als polarisiertes Licht zerlegende Filme 64a benutzt werden, während mehrschichtige dielektrische Filme oder metallische Filme als die reflektierenden Filme 64b benutzt werden.
Die Abblendplatte 62 umfasst Licht blockierende Oberflächen 62b und offene Oberflächen 62a, die in abwechselnden Streifen angeordnet sind. Die Abblendplatte 62 blockiert die auf die Licht blockierenden Oberflächen 62b eintretenden Lichtstrahlen und lässt die auf die offenen Oberflächen 62a eintretenden Lichtstrahlen durch. Die Licht blockierenden Oberflächen 62b und die offenen Oberflächen 62a sind so angeordnet, dass die von der ersten Linsenanordnung 140 (2) ausgestrahlten Teillichtstrahlen lediglich an den polarisiertes Licht zerlegenden Filmen 64a der Polarisationsstrahlteiler-Anordnung 64 eintreten und nicht auf den reflektierenden Filmen 64b eintreten. Wie in 3(B) gezeigt sind die Mitten der offenen Oberflächen 62a der Abblendplatte 62 insbesondere derart angeordnet, dass sie ungefähr mit den Mitten der polarisiertes Licht zerlegenden Filme 64a der Polarisationsstrahlteiler-Anordnung 64 ausgerichtet sind. Zusätzlich ist die offene Breite Wp der offenen Oberflächen 62a in der x-Richtung ungefähr gleich der Größe der polarisiertes Licht zerlegenden Filme 64a in der x-Richtung. Zu dieser Zeit treten nahezu alle durch die offenen Oberflächen 62a der Abblendplatte 62 durchgelassenen Lichtstrahlen lediglich auf den polarisiertes Licht zerlegenden Filmen 64a ein und treten nicht auf den reflektierenden Filmen 64b ein. Man beachte, dass die Abblendplatte 62 als ein flaches, plattenförmiges durchlassendes Element (zum Beispiel eine Glasplatte) mit einem auf Abschnitten davon gebildeten Licht blockierenden Film (z. B. ein Chromfilm, Aluminiumfilm, mehrschichtiger dielektrischer Film, etc.) aufgebaut sein kann. Zusätzlich ist es möglich, eine Aluminiumplatte oder eine andere Licht blockierende flache Platte mit darauf vorgesehenen Öffnungen zu benutzen.
Wie durch die durchgezogenen Linien in 3(B) angezeigt, tritt jeder von der ersten Linsenanordnung 140 (2) ausgestrahlte Lichtstrahl auf eine der offenen Oberflächen 62a in der Abblendplatte 62 mit seiner optischen Hauptachse (Mittenachse) nahezu parallel zu der optischen Achse des Systems 100ax ein. Die Teillichtstrahlen werden durch die offenen Oberflächen 62a und einfallend auf die polarisiertes Licht zerlegenden Filmen 64a durchgelassen. Die polarisiertes Licht zerlegenden Filme 64a zerlegen die Teillichtstrahlen in s-polarisierte Teillichtstrahlen und p-polarisierte Teillichtstrahlen. Die p-polarisierten Teillichtstrahlen werden durch die polarisiertes Licht zerlegenden Filme 64a durchgelassen, während die s-polarisierten Teillichtstrahlen von den polarisiertes Licht zerlegenden Filmen 64a reflektiert werden. Die von den polarisiertes Licht zerlegen den Filmen 64a reflektierten s-polarisierten Teillichtstrahlen gehen zu den reflektierenden Filmen 64b und werden ferner von den reflektierenden Filmen 64b reflektiert. Die von den polarisiertes Licht zerlegenden Filmen 64a durchgelassenen p-polarisierten Teillichtstrahlen und die von den reflektierenden Filmen 64b reflektierten s-polarisierten Teillichtstrahlen sind nahezu parallel zueinander.
Die selektive Phasenverschiebungsplatte 66 umfasst eine offene Schicht 66a und eine λ/2-Phasenverschiebungsschicht 66b. Man beachte, dass die offene Schicht 66a der Abschnitt ist, auf dem keine λ/2-Phasenverschiebungsschicht 66b gebildet ist. Die offene Schicht 66a wirkt, um einfallendes linear polarisiertes Licht unverändert durchgehen zu lassen. Andererseits wirkt die λ/2-Phasenverschiebungsschicht 66b als ein Polarisations-Umwandlungselement, das linear polarisiertes Licht in anders linear polarisiertes Licht mit einer Polarisationsrichtung senkrecht zu seiner ursprünglichen Richtung umwandelt. In dieser Ausführungsform treten, wie in 3(B) gezeigt, die p-polarisierten Teillichtstrahlen, die von den polarisiertes Licht zerlegenden Filmen 64a durchgelassen werden, auf der λ/2-Phasenverschiebungsschicht 66b ein. Daher werden die p-polarisierten Teillichtstrahlen in s-polarisierte Teillichtstrahlen in der λ/2-Phasenverschiebungsplatte 66 umgewandelt und ausgestrahlt. Auf der anderen Seite treten die von den reflektierenden Filmen 64b reflektierten s-polarisierten Teillichtstrahlen in die offene Schicht 66a ein, so dass sie nicht geändert als s-polarisierte Teillichtstrahlen ausgestrahlt werden. Das heißt nicht polarisierte Teillichtstrahlen, die in das optische System zur Erzeugung polarisierten Lichts 160 eintreten, werden in s-polarisierte Teillichtstrahlen umgewandelt und ausgestrahlt. Man beachte, dass es durch Anordnen einer λ/2-Phasenverschiebungsschicht 66b auf lediglich den Oberflächen, wo die von den reflektierenden Filmen 64b reflektierten s-polarisierten Teillichtstrahlen ausgestrahlt werden, möglich ist, die in das optische System zur Erzeugung polarisierten Lichts 160 eintretenden Teillichtstrahlen in p-polarisierte Teillichtstrahlen umzuwandeln, die ausgestrahlt werden. Es ist möglich, als die selektive Phasenverschiebungsplatte 66 nichts in dem offenen Schichtabschnitt 66a vorzusehen und einfach die λ/2-Phasenverschiebungsschicht 66b auf den Oberflächen zu befestigen, wo die p-polarisierten Teillichtstrahlen oder die s-polarisierten Teillichtstrahlen ausgestrahlt werden.
Wie aus 3(B) offensichtlich ist, sind die Mitten der von dem optischen System zur Erzeugung polarisierten Lichts 160 ausgestrahlten zwei s-polarisierten Lichtstrahlen von den Mitten des einfallenden nicht-polarisierten Lichts (s-polarisiertes Licht + p-polarisiertes Licht) in der +x-Richtung verschoben. Das Maß dieser Verschiebung ist gleich der halben Breite Wp der λ/2-Phasenverschiebungsschicht 66b (nämlich der Größe der polarisiertes Licht zerlegenden Filme 64a in der x-Richtung). Aus diesem Grund sind, wie in 2 gezeigt, die optische Achse 120ax der Lichtquelle und die optische Achse 100ax des Systems um einen Abstand Dp = Wp/2 verschoben.
Wie oben beschrieben, wird die Vielzahl der von der ersten Linsenanordnung 140 ausgestrahlten Teillichtstrahlen von dem optischen System zur Erzeugung polarisierten Lichts 160 in zwei Teillichtstrahlen von jedem Teillichtstrahl zerlegt und jeder wird auch nahezu vollständig in einen Typ linear polarisierten Lichts mit einer vorbestimmten Polarisationsrichtung umgewandelt. Die Vielzahl der Teillichtstrahlen mit der vorbestimmten Polarisationsrichtung wird auf der bestrahlten Fläche LA mittels der in 2 gezeigten Überlagerungslinse 170 überlagert. Die in Intensitätsverteilung des die beleuchtete Fläche LA beleuchtenden Lichts wird ungefähr gleichmäßig.
Das optische Beleuchtungssystem 100 (1) strahlt Beleuchtungslicht (s-polarisiertes Licht) mit einer vorbestimmten Polarisationsrichtung aus und somit werden die Flüssigkristall-Lichtventile 300R, 300G und 300B mit der Hilfe des optischen Systems zur Farbzerlegung 200 und des optischen Relais-Systems 220 bestrahlt.
Das optische System zur Farbzerlegung 200 umfasst zwei dichroitische Spiegel 202 und 204 und einen Spiegel mit vollständiger Reflexion 208, wobei der von dem optischen Beleuchtungssystem 100 ausgestrahlte Lichtstrahl in Farblicht mit drei Farben Rot, Grün und Blau zerlegt wird. Der erste dichroitische Spiegel 202 lässt die rote Komponente des aus dem optischen Beleuchtungssystem 100 ausgestrahlten Lichts durch, reflektiert aber die blaue und grüne Komponente. Das rote, von dem ersten dichroitischen Spiegel 202 durchgelassene Licht R wird von dem Spiegel mit vollständiger Reflexion 208 reflektiert, um auf das kreuzdichroitische Prisma 520 gelenkt zu werden. Das von dem optischen System zur Farbzerlegung 200 ausgestrahlte rote Licht R geht durch eine Vorsatzlinse 232 und erreicht das Flüssigkristall-Lichtventil 300R für das rote Licht. Diese Vorsatzlinse 232 wandelt die verschiedenen, von dem optischen Beleuchtungssystem 100 ausgestrahlten Teillichtstrahlen in Lichtstrahlen um, die parallel zu seiner optischen Achse sind. Man beachte, dass die anderen an den Einfallslicht-Seiten der anderen Flüssigkristall-Lichtventile 300G und 300B vorgesehenen Vorsatzlinsen 234 und 230 ähnlich funktionieren.
Unter dem von dem ersten dichroitischen Spiegel 202 reflektierten blauen Licht B und grünen Licht G wird das grüne Licht G von dem zweiten dichroitischen Spiegel 204 reflektiert, um auf das kreuzdichroitische Prisma 520 gelenkt zu werden. Das von dem optischen System zur Farbzerlegung 200 ausgestrahlte grüne Licht geht durch eine Vorsatzlinse 234 und erreicht das Flüssigkristall-Lichtventil 300G für das grüne Licht. Andererseits tritt das blaue, von dem zweiten dichroitischen Spiegel 204 durchgelassene Licht B auf das optische Relais-System 220 ein.
Das blaue Licht B, das in das optische Relais-System 220 eintritt, geht durch eine Eingangsseiten-Linse 222, eine Übertragungslinse 226, Spiegel 224 und 228 mit vollständiger Reflexion und eine Austrittsseiten-Linse 230 (Vorsatzlinse), um das Flüssigkristall-Lichtventil 300B für das blaue Licht zu erreichen. Es ist zu beachten, dass der Grund, warum das optische Übertragungssystem 220 für das blaue Licht B benutzt wird, ist, damit die Länge des optischen Weges für das blaue Licht länger als diejenige für die anderen Farben R und G ist, so dass durch Benutzung eines optischen Übertragungssystems 220 das blaue, in die Eingangsseiten-Linse 220 eintretende Licht B zu der Austrittsseiten-Linse 230 ungeändert durchgelassen werden kann.
Die drei Flüssigkristall-Lichtventile 300R, 300G und 300B modulieren die drei Farben des Lichts, die in sie eintreten, gemäß einer gegebenen Bildinformation (Bildsignal), wodurch modulierte Lichtstrahlen erzeugt werden. Jedes Flüssigkristall-Lichtventil umfasst eine Flüssigkristall-Tafel und an seinen Einfall- und Austrittsseiten angeordnete Polarisationsplatten. Es ist zu beachten, dass Details der Flüssigkristall-Lichtventile später beschrieben werden.
Das kreuzdichroitische Prisma 520 kombiniert die drei Farben von durch die Flüssigkristall-Lichtventile 300R, 300G und 300B moduliertem Licht (modulierte Lichtstrahlen), um zusammengesetztes Licht zu erzeugen, das ein Farbbild repräsentiert. Das kreuzdichroitische Prisma enthält einen rotes Licht reflektierenden Film 521 und einen blaues Licht reflektierenden Film 522, die in einer X-Form auf den Grenzflächen zwischen vier rechtwinkligen Prismen gebildet sind. Der rotes Licht reflektierende Film 521 wird von einem dielektrischen Mehrschicht-Film gebildet, der rotes Licht reflektiert, während der blaues Licht reflektierende Film 522 von einem dielektrischen Mehrschicht-Film gebildet wird, der blaues Licht reflektiert. Mit dem rotes Licht reflektierenden Film 521 und dem blaues Licht reflektierenden Film 522 werden die drei Farben des Lichts kombiniert, um zusammengesetztes Licht zu erzeugen, das ein Farbbild repräsentiert.
Das zusammengesetzte, durch das kreuzdichroitische Prisma 520 erzeugte Licht wird in Richtung der Projektionslinse 540 ausgestrahlt. Die Projektionslinse 540 projiziert das zusammengesetzte Licht auf den Schirm SC, um ein Farbbild anzuzeigen. Es ist zu beachten, dass eine telezentrische Linse als die Projektionslinse 540 benutzt werden kann.
4 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die den Hauptteil des Projektors 1000 der 1 zeigt. Es ist zu beachten, dass das optische System in 4 von dem optischen System zur Erzeugung polarisierten Lichts 160 bis zu dem kreuzdichroitischen Prisma 520 in 1 mit Betonung der Polarisationsrichtung gezeichnet ist. Optische Elemente, die nichts mit der Polarisationsrichtung zu tun haben (Linsen, etc.) sind in der Zeichnung weggelassen worden. Es ist zu beachten, dass Ausführungsform 2 und die anderen, später zu beschreibenden Ausführungsformen ebenso auf die gleiche Art gezeigt sind.
Wie in 2 beschrieben strahlt das optische System zur Erzeugung polarisierten Lichts 160 s-polarisiertes Licht aus. Wie zuvor beschrieben, wird das s-polarisierte Licht durch die zwei dichroitischen Spiegel 204 und 202 in rotes Licht R, grünes Licht G und blaues Licht B zerlegt. Die Polarisationsrichtung wird durch eine Transmission durch die dichroitischen Spiegel 202 und 204 nicht geändert, so dass die drei Lichtfarben s-polarisiertes Licht bleiben.
Das von dem ersten dichroitischen Spiegel 202 zerlegte, s-polarisierte rote Licht R wird von dem Spiegel 208 mit vollständiger Reflexion reflektiert und tritt in das erste Flüssigkristall-Lichtventil 300R ein. Das Flüssigkristall-Lichtventil 300R umfasst eine Flüssigkristall-Tafel 301R und zwei an seiner Einfall- bzw. Austrittsseite vorgesehene Polarisationsplatten 302Ri und 302Ro. Zusätzlich ist an der Einfallseite der Flüssigkristall-Tafel 301R eine λ/2-Phasenverschiebungsplatte 303R vorgesehen. Die Polarisationsachsen der ersten und zweiten Polarisationsplatte 302Ri und 302Ro sind rechtwinklig zueinander festgelegt, so dass die erste Polarisationsplatte 302Ri eine p-polarisiertes Licht durchlassende Polarisationsplatte ist, die p-polarisiertes Licht durchlässt, und die zweite Polarisationsplatte 302Ro eine s-polarisiertes Licht durchlassende Polarisationsplatte ist, die s-polarisiertes Licht durchlässt. Auf diese Art ist das Flüssigkristall-Lichtventil 300R mit einer λ/2-Phasenverschiebungsplatte 303R und zwei Polarisationsplatten 302Ri und 302Ro wie das in 10 gezeigte Flüssigkristall-Lichtventil 900R versehen. Wo die λ/2-Phasenverschiebungsplatte 903R zwischen der Glasplatte 908 und der Polarisationsplatte 902Ri in den herkömmlichen, in 10 gezeigten Projektor geschichtet ist, ist jedoch in dem Projektor dieser Ausführungsform die λ/2-Phasenverschiebungsplatte 303R mit einer zu der Atmosphäre offenen Oberfläche versehen und ihre andere Oberfläche ist in Kontakt mit einer durchlässigen Glasplatte 308, welche die Polarisationsrichtung nicht verändert. Besonders ist die λ/2-Phasenverschiebungsplatte 303R an einer Oberfläche der Glasplatte 308 befestigt und die Polarisationsplatte 302Ri ist an der anderen Oberfläche befestigt. Die Deformation der λ/2-Phasenverschiebungsplatte 303R ist infolge derjenigen der Polarisationsplatte 302Ri verringert. Man beachte, dass in 4 die Polarisationsplatte 302Ro auf der Austrittsseite unabhängig vorgesehen ist, sie kann aber auch an der Austrittsseite der Flüssigkristall-Tafel 301R oder an der Einfallseite des kreuzdichroitischen Prismas 520 befestigt sein.
Das s-polarisierte, auf das erste Flüssigkristall-Lichtventil 300R einfallende Licht wird von der λ/2-Phasenverschiebungsplatte 303R in p-polarisiertes Licht umgewandelt. Dieses p-polarisierte Licht wird unverändert durch die Polarisationsplatte 302Ri durchgelassen und wird von der Flüssigkristall-Tafel 301R moduliert und dabei wird ein Teil des Lichts in s-polarisiertes umgewandelt und lediglich das s-polarisierte Licht von der Polarisationsplatte 302Ro ausgestrahlt.
Das s-polarisierte grüne, von dem zweiten dichroitischen Spiegel 204 zerlegte Licht G tritt in das zweite Flüssigkristall-Lichtventil 300G ein. Das zweite Flüssigkristall-Lichtventil 300G umfasst eine Flüssigkristall-Tafel 301G, eine an der Einfallslicht-Seite der Flüssigkristall-Tafel 301G vorgesehene s-polarisiertes Licht durchlassende Polarisationsplatte 302Gi und eine an der Lichtaustrittsseite vorgesehene p-polarisiertes Licht durchlassende Polarisationsplatte 302Go. Das s-polarisierte grüne in das zweite Flüssigkristall-Lichtventil 300G eintretende Licht G wird unverändert durch die Polarisationsplatte 302Gi durchgelassen und wird von der Flüssigkristall-Tafel 301G moduliert und dabei wird ein Teil des Lichts in p-polarisiertes Licht umgewandelt und lediglich das p-polarisierte Licht von der Polarisationsplatte 302Go ausgestrahlt.
Das s-polarisierte blaue, von dem zweiten dichroitischen Spiegel 204 zerlegte blaue Licht B wird durch die Spiegel mit vollständiger Reflexion 224 und 228 reflektiert und tritt in das dritte Flüssigkristall-Lichtventil 300B ein. Das dritte Flüssigkristall-Lichtventil 300B umfasst eine Flüssigkristall-Tafel 301B, zwei Polarisationsplatten 302Bi und 302Bo, eine λ/2-Phasenverschiebungsplatte 303B und eine Glasplatte 308, an welcher die λ/2-Phasenverschiebungsplatte 303B und die Polarisationsplatte 302Bi befestigt sind. Es ist zu beachten, dass das dritte Flüssigkristall-Lichtventil 300B ähnlich dem ersten Flüssigkristall-Lichtventil 300R ist, so dass eine detaillierte Erklärung davon weggelassen wird.
Der Grund, warum diese Ausführungsform so eingerichtet ist, dass das erste und dritte Flüssigkristall-Lichtventil 300R und 300B s-polarisiertes Licht ausstrahlen und das zweite Flüssigkristall-Lichtventil 300G p-polarisiertes Licht ausstrahlt, ist, damit das Licht wirkungsvoll in dem kreuzdichroitischen Prisma 520 kombiniert werden kann. Wie oben beschrieben enthält nämlich das kreuzdichroitische Prisma 520 einen rotes Licht reflektierenden Film 521 und einen blaues Licht reflektierenden Film 522, die in einer X-Form gebildet sind. Diese reflektierenden Filme 521 und 522 weisen ausgezeichnete Reflexionseigenschaften bezüglich des s-polarisierten Lichts auf. Aus diesem Grund wird das von diesen zwei reflektierenden Filmen 521 und 522 zu reflektierende Licht zu s-polarisiertem Licht gemacht und das durch die beiden reflektierenden Filme 521 und 522 durchzulassende Licht wird zu p-polarisiertem Licht gemacht. Dadurch wird nahezu das gesamte s-polarisierte rote, von dem ersten Flüssigkristall-Lichtventil 300R mo dulierte Licht von dem rotes Licht reflektierenden Film 521 reflektiert und nahezu das gesamte p-polarisierte rote, von dem dritten Flüssigkristall-Lichtventil 300B modulierte Licht von dem blaues Licht reflektierenden Film 522 durchgelassen. Zusätzlich wird nahezu das gesamte p-polarisierte, von dem zweiten Flüssigkristall-Lichtventil 300G modulierte grüne Licht von dem rotes Licht reflektierenden Film 521 und dem blaues Licht reflektierenden Film 522 durchgelassen. Daher kann das kreuzdichroitische Prisma 520 die unterschiedlichen, von den drei Flüssigkristall-Lichtventilen 300R, 300G und 300B ausgestrahlten Strahlen polarisierten Lichts wirkungsvoll kombinieren. Man beachte, dass in 4 zur Vereinfachung der Zeichnung die Positionen, bei denen das grüne Licht und das blaue Licht reflektiert werden, an von den zwei reflektierenden Filmen 521 und 522 verschobenen Positionen gezeichnet sind.
Wie oben beschrieben sind in dem Projektor dieser Ausführungsform die λ/2-Phasenverschiebungsplatten 303R und 303B mit einer zu der Atmosphäre offenen Oberfläche versehen und deren andere Oberfläche ist in Kontakt mit einer durchlässigen Glasplatte 308, welche die Polarisationsrichtung nicht ändert. Selbst wenn die Polarisationsplatten 302Ri und 302Bi durch Wärme deformiert werden, werden die λ/2-Phasenverschiebungsplatten 303R und 303B entsprechend nicht so stark deformiert. Die λ/2-Phasenverschiebungsplatten 303R und 303B sind in der Lage, das einfallende s-polarisierte Licht leicht in p-polarisiertes Licht umzuwandeln, so dass die Intensität des von den Polarisationsplatten 302Ri und 302Bi ausgestrahlten, p-polarisierten Lichts auf der Einfallslicht-Seite und die Intensität des s-polarisierten, von den Polarisationsplatten 302Ro und 302Bo ausgestrahlten Lichts auf der Lichtaustritts-Seite nicht im Vergleich zu dem herkömmlichen Projektor der 10 verringert ist. Als ein Resultat ist es möglich, die Farbtonungleichmäßigkeiten in dem auf dem Schirm SC angezeigten Farbbild (1) durch Kombinieren der modulierten, von den drei Flüssigkristall-Lichtventilen 300R, 300G und 300B ausgestrahlten Lichtstrahlen zu verringern.
Es ist zu beachten, dass aus der obigen Erklärung deutlich wird, dass die ersten bis dritten Flüssigkristall-Lichtventile 300R, 300G und 300B in dieser Ausführungsform den ersten bis dritten elektro-optischen Vorrichtungen der beanspruchten Erfindung mit Ausnahme der λ/2-Phasenverschiebungsplatten 303R und 303B entsprechen. Mit anderen Worten weist der Projektor dieser Ausführungsform die ersten bis dritten elektro-optischen Vorrichtungen der beanspruchten Erfindung und zusätzlich λ/2-Phasenverschiebungsplatten auf den Einfallslicht-Seiten auf. Es ist zu beachten, dass der Ausdruck "elektro-optische Vorrichtung" gewöhnlich in einem engen Sinne einer elektro-optischen Vorrichtung benutzt wird, die eine Flüssigkristall-Tafel allein bedeutet, aber in dieser Beschreibung wird damit Bezug auf eine elektro-optische Vorrichtung in dem breiten Sinn eines Einschlusses der Flüssigkristall-Tafel und der Polarisationsplatten genommen. Zusätzlich entspricht das von dem ersten und dritten Flüssigkristall-Lichtventil 300R und 300B ausgestrahlte, s-polarisierte Licht dem ersten und dritten Strahl modulierten Lichts mit einer ersten Polarisationsrichtung in der beanspruchten Erfindung und das von dem zweiten Flüssigkristall-Lichtventil 300G ausgestrahlte, p-polarisierte Licht entspricht dem zweiten Strahl modulierten Lichts mit einer zweiten Polarisationsrichtung in der beanspruchten Erfindung.
B. Ausführungsform 2:
5 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die den Hauptteil der Ausführungsform 2 zeigt. In Ausführungsform 1 (4), sind die λ/2-Phasenverschiebungsplatten 303R und 303B an der Einfallslicht-Seite der Flüssigkristall-Lichtventile 300R und 300B vorgesehen, in Ausführungsform 2 aber sind die λ/2-Phasenverschiebungsplatten 313R und 313B an der Licht-Austrittsseite der Flüssigkristall-Lichtventile 310R und 310B vorgesehen. Jedoch sind mit den Flüssigkristall-Lichtventilen 310R und 310B in Ausführungsform 2 die s-polarisiertes Licht durchlassenden Polarisationsplatten 312Ri und 312Bi an der Einfallslicht-Seite vorgesehen, während p-polarisiertes Licht durchlassende Polarisationsplatten 312Ro und 312Bo an der Licht-Austrittsseite vorgesehen sind.
In dem ersten Flüssigkristall-Lichtventil 310R wird s-polarisiertes rotes Licht durch die Polarisationsplatte 312Ri unverändert durchgelassen und tritt in die Flüssigkristall-Tafel 311R ein. Die Flüssigkristall-Tafel 311R wandelt einen Teil des einfallenden s-polarisierten Lichts in p-polarisiertes Licht um und lediglich das p-polarisierte Licht wird von der p-polarisiertes Licht durchlassenden, an der Lichtaustritts-Seite angeordneten Polarisationsplatte 312Ro ausgestrahlt. Das von der Polarisationsplatte 312Ro ausgestrahlte p-polarisierte Licht geht durch die Glasplatte 318, tritt in die λ/2-Phasenverschiebungsplatte 313R ein und wird in s-polarisiertes Licht umgewandelt und ausgestrahlt. Das Gleiche geht bei dem dritten Flüssigkristall-Lichtventil 310B vor. Zusätzlich sind die anderen wesentlichen Elemente mit denjenigen der Ausführungsform 1 identisch, so dass wir eine detaillierte Erklärung davon weglassen werden.
In dem Projektor der Ausführungsform 2 sind die λ/2-Phasenverschiebungsplatten 313R und 313B ebenso mit einer zu der Atmosphäre offenen Oberfläche und ihren anderen Oberflächen in Kontakt mit einer durchlässigen Glasplatte 318 versehen, welche die Polarisationsrichtung nicht ändert. Daher kann die Deformation der λ/2-Phasenverschiebungsplatten 313R und 313B in Folge derjenigen der Polarisationsplatten 312Ri und 312Bi verringert werden. Als ein Ergebnis werden die Farbtonungleichmäßigkeiten in dem angezeigten Farbbild verringert.
Im Gegensatz zu dem Fall der Ausführungsform 1 ist es in dieser Ausführungsform möglich, alle s-polarisiertes Licht durchlassenden Polarisationsplatten 312Ri, 312Gi und 312Bi auf den Einfallslicht-Seiten der drei Flüssigkristall-Lichtventile 310R, 310G und 310B vorzusehen, und es ist möglich, alle p-polarisiertes Licht durchlassenden Polarisationsplatten 312Ro, 312Go und 312Bo auf den Lichtaustritts-Seiten vorzusehen. In diesem Fall ist es möglich, die Orientierung der Flüssigkristalle der Flüssigkristall-Tafeln 311R, 311G und 311B identisch zu gestalten. Daher kann den drei Flüssigkristall-Lichtventilen in Ausführungsform 2 ein gemeinsames Design mit Ausnahme der λ/2-Phasenverschiebungsplatten gegeben werden, so dass eine Verringerung der Anzahl von Teiletypen möglich ist.
Man beachte, dass der Projektor in dieser Ausführungsform der ersten und dritten elektro-optischen Vorrichtung der beanspruchten Erfindung mit an der Lichtaustritts-Seite vorgesehenen λ/2-Phasenverschiebungsplatten entspricht.
C. Ausführungsform 3:
6 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die den Hauptteil der Ausführungsform 3 zeigt. Ausführungsform 3 weist einen Aufbau auf, wo das optische System zur Erzeugung polarisierten Lichts 160 der Ausführungsform 1 (4) durch ein optisches System zur Erzeugung polarisierten Lichts 160' ersetzt ist, das p-polarisiertes Licht ausgestrahlt. In Ausführungsform 1 (4) sind die λ/2-Phasenverschiebungsplatten 303R und 303B an der Einfallslicht-Seite der Flüssigkristall-Lichtventile 300R und 300B vorgesehen, in Ausführungsform 3 aber ist eine λ/2-Phasenverschiebungsplatte 323G lediglich an der Einfallslicht-Seite des Flüssigkristall-Lichtventils 320G vorgesehen. Die anderen wesentlichen Elemente sind identisch mit denjenigen der Ausführungsform 1. P-polarisiertes Licht durchlassender Polarisationsplatten 322Ri und 322Bi sind nämlich an den Einfallslicht-Seiten der ersten und dritten Flüssigkristall-Lichtventile 320R und 320B vorgesehen und s-polarisiertes Licht durchlassende Polarisationsplatten 322Ro und 322Bo sind an deren Lichtaustritts-Seiten vorgesehen. Zusätzlich ist eine s-polarisiertes Licht durchlassende Polarisationsplatte 322Gi an der Einfallslicht-Seite des zweiten Flüssigkristall-Lichtventils 320G vorgesehen und eine p-polarisiertes Licht durchlassende Polarisationsplatte 322Go ist an seiner Lichtaustritts-Seite vorgesehen.
Auch in Ausführungsform 3 ist, wie in 6 gezeigt, die λ/2-Phasenverschiebungsplatte 323G mit einer zu der Atmosphäre offenen Oberfläche und ihrer anderen Oberfläche in Kontakt mit einer durchlässigen Glasplatte 328 versehen, die die Polarisationsrichtung nicht ändert. Daher kann die Deformation der λ/2-Phasenverschiebungsplatte 323G in Folge derjenigen der Polarisationsplatte 322Gi verringert werden. Als ein Ergebnis werden die Farbtonungleichmäßigkeiten in dem angezeigten Farbbild reduziert werden.
Im Gegensatz zu dem Fall der Ausführungsform 1 ist in dieser Ausführungsform lediglich eine λ/2-Phasenverschiebungsplatte 323G vorgesehen, so dass sie einen Vorteil einer Ermöglichung einer Verringerung der Teileanzahl aufweist.
Es ist zu beachten, dass der Projektor in dieser Ausführungsform der zweiten elektro-optischen Vorrichtung der beanspruchten Erfindung mit einer an der Einfallslicht-Seite vorgesehenen λ/2-Phasenverschiebungsplatte entspricht.
D. Ausführungsform 4:
7 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die den Hauptteil der Ausführungsform 4 zeigt. In Ausführungsform 3 (6) ist die λ/2-Phasenverschiebungsplatte 323G an der Einfallslicht-Seite des Flüssigkristall-Lichtventils 320G vorgesehen, in Ausführungsform 4 aber ist eine λ/2-Phasenverschiebungsplatte 333G an der Lichtaustritts-Seite des Flüssigkristall-Lichtventils 330G vorgesehen. Das zweite Flüssigkristall-Lichtventil 330G weist jedoch in Ausführungsform 4 eine p-polarisiertes Licht durchlassende, an der Einfallslicht-Seite vorgesehene Polarisationsplatte 332Gi und eine an der Lichtaustritts-Seite vorgesehene, s-polarisiertes Licht durchlassende Polarisationsplatte 332Go auf.
Auch in Ausführungsform 4 ist, wie in 7 gezeigt, die λ/2-Phasenverschiebungsplatte 333G mit einer zu der Atmosphäre offenen Oberfläche und ihrer anderen Oberfläche in Kontakt mit einer durchlässigen Glasplatte 338 versehen, welche die Polarisationsrichtung nicht ändert. Daher kann die Deformation der λ/2-Phasenverschiebungsplatte 333G in Folge derjenigen der Polarisationsplatte 332Go verringert werden. Als ein Ergebnis ist eine Reduzierung der Farbtonungleichmäßigkeiten in dem angezeigten Farbbild möglich.
In dieser Ausführungsform wie mit Ausführungsform 2 (5) ist es zusätzlich möglich, alle p-polarisiertes Licht durchlassenden Polarisationsplatten 332Ri, 332Gi und 332Bi auf den Einfallslicht-Seiten der drei Flüssigkristall-Lichtventile 330R, 330G und 330B vorzusehen und es ist möglich, s-polarisiertes Licht durchlassende Polarisationsplatten 332Ro, 332Go und 332Bo auf den Lichtaustritts-Seiten vorzusehen. Die Orientierung der Flüssigkristalle der Flüssigkristall-Tafeln 331R, 331G und 331B kann identisch festgelegt sein. Daher kann den drei Flüssigkristall-Lichtventilen in Ausführungsform 4 ein gemeinsamer Aufbau mit Ausnahme der λ/2-Phasenverschiebungsplatten gegeben werden, so dass eine Verringerung der Anzahl der Teiletypen möglich ist. Außerdem ist im Gegensatz zu dem Fall der Ausführungsform 1 in dieser Ausführungsform lediglich eine λ/2-Phasenverschiebungsplatte 333G vorgesehen, was als Vorteil eine Ermöglichung einer Verringerung der Anzahl von Teilen hat.
Es ist zu beachten, dass der Projektor in dieser Ausführungsform der zweiten elektro-optischen Vorrichtung der beanspruchten Erfindung mit einer an der Lichtaustritts-Seite vorgesehenen λ/2-Phasenverschiebungsplatte entspricht.
E. Veranschaulichende Anordnung 5:
8 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die den Hauptteil der veranschaulichenden Anordnung 5 zeigt, die nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist und lediglich zu veranschaulichenden Zwecken gezeigt ist. Man beachte, dass in 8 die drei Vorsatzlinsen 232, 234 und 230', wie in dem Projektor 1000 der 1 gezeigt, auch gezeigt sind. In Ausführungsform 1 (4) sind die λ/2-Phasenverschiebungsplatten 303R und 303B auf der Einfallslicht-Seite der ersten und dritten Flüssigkristall-Lichtventile 300R und 300B jeweils auf einer Glasplatte 308 befestigt, in Ausführungsform 5 aber sind sie an der Lichtaustritts-Seite der an den Einfallslicht-Seiten des ersten und dritten Flüssigkristall-Lichtventils 300Ra und 300Ba vorgesehenen Vorsatzlinsen 232 und 230' befestigt. Aus diesem Grund wird bei diesem Projektor eine plankonvexe Vorsatzlinse 230' anstelle der bikonvexen Vorsatzlinse 230 der 1 benutzt. Wenn die λ/2-Phasenverschiebungsplatten 303R und 303B an den Vorsatzlinsen 232 und 230' auf diese Art befestigt werden, ist ein Weglassen der in Ausführungsform 1 (4) benutzten Glasplatte 308 möglich.
Auch in der Anordnung 5 sind die zwei λ/2-Phasenverschiebungsplatten 303R und 303G mit einer zu der Atmosphäre offenen Oberfläche und ihren anderen Oberflächen in Kontakt mit den Vorsatzlinsen 232 und 230' versehen, welche die Polarisationsrichtung nicht ändern. Daher ist es auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 1 möglich, die Farbtonungleichmäßigkeiten in dem angezeigten Farbbild zu verringern. Man beachte, dass dies leicht auf den Projektor der in 6 gezeigten Ausführungsform 3 anwendbar ist und in diesem Fall ist es ausreichend, dass die λ/2-Phasenverschiebungsplatte 323G des Flüssigkristall-Lichtventils 320G an der Vorsatzlinse 234 befestigt ist.
Man beachte, dass der Projektor in dieser Anordnung der ersten und dritten elektro-optischen Vorrichtung mit an der Einfallslicht-Seite vorgesehenen λ/2-Phasenverschiebungsplatten entspricht.
F. Veranschaulichende Anordnung 6:
9 ist eine erläuternde graphische Darstellung, die den Hauptteil der zweiten veranschaulichenden Anordnung 6 zeigt. In Ausführungsform 2 (5) sind die λ/2-Phasenverschiebungsplatten 313R und 313B auf den Lichtaustritts-Seiten der ersten und dritten Flüssigkristall-Lichtventile 310R und 310B jeweils auf einer Glasplatte 318 befestigt, aber in Anordnung 6 sind sie an zwei Einfallslicht-Seiten des an den Lichtaustritts-Seiten des ersten und dritten Flüssigkristall-Lichtventils 310Ra und 310Ba vorgesehenen kreuzdichroitischen Prismas 520 befestigt. In diesem Fall ist es wie in Anordnung 5 auch möglich, die in Ausführungsform 2 (5) benutzte Glasplatte 318 wegzulassen.
In Anordnung 6 sind die zwei λ/2-Phasenverschiebungsplatten 313R und 313B ebenso mit einer zu der Atmosphäre offenen Oberfläche und ihren anderen Oberflächen in Kontakt mit dem kreuzdichroitischen Prisma 520 versehen, welches die Polarisationsrichtung nicht ändert. Daher ist es auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 2 möglich, die Farbtonungleichmäßigkeiten in dem angezeigten Farbbild zu reduzieren. Man beachte, dass dies ähnlich auf den Projektor der in 7 gezeigten Ausführungsform anwendbar ist und in diesem Fall ist es ausreichend, dass die λ/2-Phasenverschiebungsplatte 333G des zweiten Flüssigkristall-Lichtventils 330G an dem kreuzdichroitischen Prisma 520 befestigt ist.
Man beachte, dass der Projektor in dieser Anordnung der ersten und dritten elektro-optischen Vorrichtung mit an der Lichtaustritts-Seite vorgesehenen λ/2-Phasenverschiebungsplatten entspricht.
Wie oben beschrieben ist in dem Projektor der Anordnung 6 die λ/2-Phasenverschiebungsplatte mit einer zu der Atmosphäre offenen Oberfläche und ihrer anderen Oberfläche in Kontakt mit einem durchlässigen Element versehen, das die Polarisationsrichtung nicht ändert. Die elektro-optischen Vorrichtungen weisen jedoch an einer anderen Oberfläche des kreuzdichroitischen Prismas befestigte Polarisationsplatten auf. Durch Anordnen der λ/2-Phasenverschiebungsplatten auf diese Art wird die λ/2-Phasenverschiebungsplatte 303R wegen der Deformation der Polarisationsplatte nicht so sehr deformiert, so dass es möglich ist, die Farbtonungleichmäßigkeiten in den angezeigten Bildern zu reduzieren.
Man beachte, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls durch die zuvor erwähnten Arbeitsbeispiele oder Ausführungsformen beschränkt wird, sondern dass vielmehr zahlreiche Modifikationen möglich sind, so lange diese nicht substanziell von ihr abweichen. Zum Beispiel sind die folgenden Modifikationen möglich.
In den zuvor erwähnten Ausführungsformen ist der grüne, von dem zweiten Flüssigkristall-Lichtventil ausgestrahlte Strahl modulierten Lichts immer p-polarisiertes Licht und die roten und blauen von den ersten und dritten Flüssigkristall-Lichtventilen ausgestrahlten Strahlen modulierten Lichts sind immer s-polarisiertes Licht, aber die Farben des p-polarisierten Lichts oder des s-polarisierten Lichts sind nicht auf diese beschränkt. In dem Fall, wo die Positionen der zwei Flüssigkristall-Lichtventile 300G und 300B ausgetauscht sind und ein grünes Licht reflektierender Film anstelle des blaues Licht reflektierenden Filmes 522 vorgesehen ist, ist es zum Beispiel in 4 möglich, die roten und grünen Strahlen modulierten Lichts zu s-polarisiertem Licht und den blauen Strahl modulierten Lichts zu p-polarisiertem Licht zu machen. Im Allgemeinen ist es ausreichend, dass die Strahlen modulierten Lichts mit einer ersten Polarisationsrichtung (s-polarisiert) von dem ersten und dritten Flüssigkristall-Lichtventil ausgestrahlt werden und Strahlen modulierten Lichts mit einer zweiten Polarisationsrichtung (p-polarisiert) von dem zweiten Flüssigkristall-Lichtventil ausgestrahlt werden.
In den vorerwähnten Ausführungsformen wird ein optisches Beleuchtungssystem 100 benutzt, das s-polarisiertes Licht oder p-polarisiertes Licht ausstrahlt, aber in dem Fall, wo Polarisationsplatten an den Einfallslicht-Seiten der Flüssigkristall-Lichtventile vorgesehen sind, kann das einfallende Licht auch nicht polarisiertes Licht sein. Wenn man dieses benutzt, ist es möglich, die an dem optischen Beleuchtungssystem vorgesehenen optischen Systeme zur Erzeugung polarisierten Lichts 160 und 160' wegzulassen. In diesem Fall ist es ausreichend, eine λ/2-Phasenverschiebungsplatte auf den Lichtaustritts-Seiten der Flüssigkristall-Lichtventile vorzusehen. Durch Übernehmen des Aufbaus gemäß den vorerwähnten Ausführungsformen kann jedoch das auf die Polarisationsplatten auf der Einfallslicht-Seite einfallende Licht wirksam benutzt werden, so dass der Vorteil ist, dass ein helles Bild auf dem Schirm SC angezeigt werden kann.
Wenn ein optisches Beleuchtungssystem 100, das s-polarisiertes Licht oder p-polarisiertes Licht ausstrahlt, wie in den vorerwähnten Ausführungsformen benutzt wird, können die auf den Einfallslicht-Seiten der Flüssigkristall-Lichtventile vorgesehenen Polarisationsplatten weggelassen werden. Da die auf den Einfallslicht-Seiten der Flüssigkristall-Lichtventile vorgesehenen Polarisationsplatten benutzt werden, um den Grad der Polarisation des Bestrahlungslichtes zu erhöhen, können sie nämlich weg gelassen werden, wenn der Polarisationsgrad des auf die Flüssigkristall-Lichtventile auffallenden Lichts ausreichend hoch ist. In diesem Fall ist es ausreichend, die λ/2-Phasenverschiebungsplatten und Polarisierungsplatten auf den Lichtaustritts-Seiten der Flüssigkristall-Lichtventile vorzusehen.
In den vorerwähnten Ausführungsformen sind λ/2-Phasenverschiebungsplatten auf den Einfallslicht-Seiten oder Lichtaustritts-Seiten der Flüssigkristall-Lichtventile vorgesehen, es ist aber auch möglich, zwei λ/4-Phasenverschiebungsplatten zu kombinieren, um die Wirkung einer einzigen λ/2-Phasenverschiebungsplatte zu erreichen. Zum Beispiel kann in dem Projektor der Ausführungsform 1 (4) anstelle der λ/2-Phasenverschiebungsplatte 303R für das erste Flüssigkristall-Lichtventil 300R eine erste λ/4-Phasenverschiebungsplatte vorgesehen sein und auch eine zweite λ/4-Phasenverschiebungsplatte auf der Lichtaustritts-Seite der Vorsatzlinse 232 (1). In diesem Fall ist auch die λ/4-Phasenverschiebungsplatte mit einer zu der Atmosphäre offenen Oberfläche zu versehen und ihre andere Oberfläche hat in Kontakt mit einem durchlässigen Element zu sein, das die Polarisationsrichtung nicht ändert.
In den vorerwähnten Ausführungsformen wird ein kreuzdichroitisches Prisma 520 als der Farbkombinierer der vorliegenden Erfindung benutzt, dies ist aber keine Beschränkung. Zum Beispiel ist es möglich, als den Farbkombinierer zwei in dem kreuzdichroitischen Prisma 520 enthaltene, aber auf Glasplatten gebildete Licht reflektierende Filme 521 und 522 zu benutzen. Allgemein ist es ausreichend als den Farbkombinierer etwas zu benutzen, das den einfallenden ersten und dritten Strahl modulierten Lichts reflektiert, aber den zweiten Strahl modulierten Lichts durchlässt, wodurch eine Kombination der ersten bis dritten Strahlen modulierten Lichts erfolgt.
Obwohl die vorliegende Erfindung beschrieben worden ist und im Detail veranschaulicht worden ist, versteht man eindeutig, dass dieselbe im Weg einer Veranschaulichung und lediglich als Beispiel und nicht als eine Beschränkung zu nehmen ist, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung lediglich durch die Worte der angehängten Ansprüche beschränkt ist.

Claims

Projektor (1000) zum Projizieren und Anzeigen eines Farbbildes, umfassend: ein optisches Beleuchtungssystem (100), das Beleuchtungslicht ausstrahlt; ein optisches System zur Farbzerlegung (200), das das von dem optischen Beleuchtungssystem ausgestrahlte Beleuchtungslicht in einen ersten (R), zweiten (G) und dritten (B) Farblichtstrahl zerlegt, von denen jeder eine von drei Farbkomponenten aufweist; erste (300R), zweite (300G) und dritte (300B) elektro-optische Einrichtungen, die die ersten, zweiten und dritten, von dem optischen System zur Farbzerlegung zerlegten Farblichtstrahlen gemäß einer Bildinformation modulieren, um einen ersten, zweiten und dritten Strahl modulierten Lichts zu bilden; einen Farbkombinierer (520), der die ersten, zweiten und dritten Strahlen modulierten Lichts durch Reflektieren der ersten und dritten Strahlen modulierten Lichts kombiniert, während der zweite Strahl modulierten Lichts durchgelassen wird; und ein optisches Projektionssystem (540), das das zusammengesetzte, von dem Farbkombinierer ausgestrahlte Licht projiziert, wobei der Projektor weiter umfasst: an einer Einfallseite und/oder einer Austrittsseite der ersten elektrooptischen Einrichtung (300R) und an einer Einfallseite und/oder einer Austrittsseite der dritten elektro-optischen Einrichtung (300B) vorgesehene λ/2-Phasenverschiebungsplatten (303R, 303B), wobei jede λ/2-Phasenverschiebungsplatte eine erste, zur Atmosphäre offene Oberfläche und eine zweite, in Kontakt mit einer Oberfläche eines durchlässigen Elementes (308) befindliche Oberfläche aufweist, wobei die erste und dritte elektro-optische Einrichtung jeweils eine Polarisationsplatte (302Ri, 302Bi) enthalten, die an einer anderen Oberfläche des durchlässigen Elements befestigt ist.
Projektor (1000) zum Projizieren und Anzeigen eines Farbbildes, umfassend: ein optisches Beleuchtungssystem (100), das Beleuchtungslicht ausstrahlt; ein optisches System zur Farbzerlegung (200), das das von dem optischen Beleuchtungssystem ausgestrahlte Beleuchtungslicht in einen ersten (R), zweiten (G) und dritten (B) Farblichtstrahl zerlegt, von denen jeder eine von drei Farbkomponenten aufweist; erste (320R), zweite (320G) und dritte (320B) elektro-optische Einrichtungen, die die ersten, zweiten und dritten, von dem optischen System zur Farbzerlegung zerlegten Farblichtstrahlen gemäß einer Bildinformation modulieren, um einen ersten, zweiten und dritten Strahl modulierten Lichts zu bilden; einen Farbkombinierer (520), der die ersten, zweiten und dritten Strahlen modulierten Lichts durch Reflektieren der ersten und dritten Strahlen modulierten Lichts kombiniert, während der zweite Strahl modulierten Lichts durchgelassen wird; und ein optisches Projektionssystem (540), das das zusammengesetzte, von dem Farbkombinierer ausgestrahlte Licht projiziert, wobei der Projektor weiter umfasst: eine an einer Einfallseite und/oder einer Austrittsseite der zweiten elektrooptischen Einrichtung (320G) vorgesehene λ/2-Phasenverschiebungsplatte (323G), wobei die λ/2-Phasenverschiebungsplatte eine erste, zur Atmosphäre offene Oberfläche und eine zweite, in Kontakt mit einer Oberfläche eines durchlässigen Elementes (328) befindliche Oberfläche aufweist, wobei die zweite elektro-optische Einrichtung eine Polarisationsplatte (322Gi) enthält, die an einer anderen Oberfläche des durchlässigen Elements befestigt ist.
Projektor (1000) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei eine Polarisationsrichtung der ersten (R) und dritten (B) auf dem Farbkombinierer (520) einfallenden Strahlen modulierten Lichtes eine erste Polarisationsrichtung (s, p) ist, während eine Polarisationsrichtung des zweiten (G) Strahls modulierten Lichtes eine zweite Polarisationsrichtung (p, s) senkrecht zu der ersten Richtung ist.
Projektor (1000) gemäß Anspruch 3, wobei das optische Beleuchtungssystem (100) umfasst: einen Erzeuger (160, 160') von polarisiertem Licht zum Ausstrahlen des Beleuchtungslichtes als linear polarisiertes Licht mit einer ersten (s, p) oder zweiten (p, s) Polarisationsrichtung.