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TECHNISCHES
GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Projektionstyp-Anzeigevorrichtung, die einen weißen Strahl
von einer Lichtquelle in Strahlen der drei Farben Rot, Blau und
Grün trennt,
diese Strahlen durch Lichtventile entsprechend Bildinformationen moduliert,
und resynthetisiert und die modulierten Strahlen unter einer Vergrößerung durch
eine Projektionslinse auf einen Bildschirm projiziert.
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STAND DER
TECHNIK
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Eine Projektionstyp-Anzeigevorrichtung
umfasst eine Lichtquellenlampe, ein Farbtrennmittel zum Trennen
eines weißen
Strahls von der Lichtquellenlampe in Strahlen von drei Farben, drei
Lichtventile zum Modulieren der getrennten Farbstrahlen, ein Farbsynthetisierungsmittel
zum Synthetisieren der modulierten Strahlen, und eine Projektionslinse
zum Vergrößern und
Anzeigen eines Lichtbildes, das durch die Synthese erhalten wird,
auf einem Bildschirm. Als Lichtventile werden im allgemeinen Flüssigkristalltafeln
verwendet.
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Eine herkömmliche Projektionstyp-Anzeigevorrichtung
mit einer solchen Struktur, in der eine optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung,
die als optischer Integrator bezeichnet wird, in eine Lichtquelle derselben
eingebaut ist, ist wohlbekannt. Zum Beispiel offenbart das US-Patent
Nr. 5.098.184 eine Projektionstyp-Anzeigevorrichtung, die einen
solchen darin eingebauten optischen Integrator aufweist. Diese Patentveröffentlichung
offenbart ferner ein Farbsynthetisierungsmittel, das dichroitische
Spiegel enthält,
die in der Form eines X angeordnet sind. Ein gewöhnliches Farbsynthetisierungsmittel
wird von dichroitischen Spiegeln gebildet, von denen jeder einen
dielektrischen Mehrschichtfilm auf einer Glasplatte aufweist.
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Eine solche Projektionstyp-Anzeigevorrichtung,
die mit einem Spiegelverbundssystem versehen ist, in welchem ein
Farbsynthetisierungsmittel von dichroitischen Spiegeln gebildet
wird, hat folgenden Nachteil. Jeder dichroitischer Spiegel ist ein
optisches Element, das um die Zentralachse der Projektionslinse
rotatorisch asymmetrisch ist. Es entsteht daher ein Astigmatismus
in einem Bild auf dem Bildschirm, wobei eine Modulationsübertragungsfunktion (MTF),
die die Übertragungseigenschaften
eines optischen Projektionssystems repräsentiert, beeinträchtigt wird.
Als Ergebnis wird das Bild verwischt und dessen Schärfe reduziert.
In einem Fall, in dem die Größe einer
Flüssigkristalltafel
relativ zur Anzahl der Pixel groß ist, mit anderen Worten,
wenn die Pixelteilung groß ist,
verursacht die Beeinträchtigung der
MTF kein großes
Problem. Wenn jedoch die Pixelteilung klein ist, wie z. B. in einer
Flüssigkristalltafel,
die einen Polysilicium-TFT als Schaltvorrichtung verwendet, kann
eine solche Beeinträchtigung
nicht vernachlässigt
werden.
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Ferner ist eine herkömmliche
Projektionstyp-Anzeigevorrichtung wohlbekannt, die ein Prismenverbundsystem
aufweist, in welchem ein Farbsynthetisierungsmittel aus einem dichroitischen
Prisma besteht. Das dichroitische Prisma ist ein optisches Element,
das um die Zentralachse einer Projektionslinse rotatorisch symmetrisch
ist. Der von diesem Prisma hervorgerufene Astigmatismus kann daher
leicht durch die Gestaltung der Projektionslinse beseitigt werden,
wobei die MTF der Projektionstyp-Anzeigevorrichtung mit einem solchen
Prismenverbundsystem im allgemeinen derjenigen der obenerwähnten Anzeigevorrichtung
mit dem Spiegelverbundsystem überlegen
ist. Dementsprechend ist eine solche Vorrichtung in dem Fall geeignet,
in dem eine Flüssigkristalltafel
mit einer kleinen Pixelteilung als Lichtventil verwendet wird.
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Ein weiterer Typ von herkömmlicher
Projektionstyp-Anzeigevorrichtung ist z. B. im US-Patent Nr. 4.943.154
offenbart. In dieser Vorrichtung werden die Abnahme der Lichtmenge
und die Ungleichmäßigkeit der
Farbe beschränkt, in
dem die optischen Weglängen
(die Abstände
zwischen einer Lichtquelle und den Flüssigkristalltafeln) der Strahlen
der drei Farben in einem Farbtrennmittel ausgeglichen werden. Mit anderen
Worten, ein Lichtübertragungsmittel,
das von einer Relaislinse, einer Feldlinse usw. gebildet wird, ist
in einen optischen Weg des Strahls mit der längsten optischen Weglänge in der
Vorrichtung, die in der Beschreibung dieses Patents offenbart wird, eingesetzt,
um somit die optischen Weglängen
der Farbstrahlen optisch anzugleichen.
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Während
jedoch in dieser Vorrichtung die Lichtmenge des Farbstrahls mit
der längsten
optischen Weglänge
nicht reduziert wird, wird dessen Helligkeitsverteilung durch die
Relaislinse veranlasst, eine vollständige Änderung auszuführen. Wenn
daher die anfängliche
Helligkeitsverteilung nicht axial symmetrisch ist, entsteht eine
Farbungleichmäßigkeit
in der Anzeige auf einem Bildschirm, wobei die Qualität der Anzeige
beeinträchtigt
wird. Obwohl eine solche Farbungleichmäßigkeit nicht entsteht, wenn die
Helligkeitsverteilung des Strahls axial symmetrisch ist, wird die
Helligkeitsverteilung durch die Verschiebung einer Befestigungsposition
einer Lichtquellenlampe und die leicht asymmetrischen Eigenschaften
der Lichtquellenlampe und eines reflektierenden Spiegels tatsächlich normalerweise
axial asymmetrisch gemacht.
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In einer Projektionstyp-Anzeigevorrichtung ist
es wünschenswert,
die Leuchtintensität
eines zu projizierenden Bildes zu erhöhen und eine Bildqualität nahe derjenigen
des Bildes zu erhalten, das direkt auf einer CRT (Katodenstrahlröhre) betrachtet
wird, ohne eine Ungleichmäßigkeit
in der Farb- und Leuchtintensität.
Zu diesem Zweck wird vorzugsweise ein Prismenverbundssystem mit
einer guten Übertragungscharakteristik
als Farbsynthetisierungssystem verwendet. Ferner wird vorzugsweise
eine Flüssigkristalltafel
mit gleichmäßiger Helligkeit
effizient beleuchtet, indem ein optischer Integrator in einem Lichtquellenabschnitt
verwendet wird. Wenn jedoch der optische Integrator unverändert verwendet
wird, in einem Fall, in welchem die optischen Weglängen der
Strahlen im Farbtrennsystem verschieden sind, sind eine Verringerung
der Lichtmenge und eine Änderung
der Helligkeitsverteilung des Strahls mit dem längsten optischen Weg beachtlich,
was zu einer Farbungleichmäßigkeit
und einer Änderung
der Farbtemperatur eines projizierten Bildes führt. Somit kann sich keine
ausreichende Wirkung des Integrators ergeben. Wenn ferner der optische
Integrator im Lichtquellenabschnitt verwendet wird, kann der Stand
der Technik nicht unverändert
verwendet werden. Mit anderen Worten, da ein divergierender Strahl
von einer ebenen Lichtquelle, die an einer endlichen Position (einer
Strahlaustrittsebene des Integrators) von der Flüssigkristalltafel existiert,
die Flüssigkristalltafel
beleuchtet, ist die Beleuchtung mit dem optischen Integrator grundsätzlich verschieden
von der Beleuchtung ausgehend von einer Punktlichtquelle, die in
einem endlichen Abstand von der Flüssigkristalltafel existiert,
wie in der Anordnung des Standes der Technik.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen Projektor zu schaffen, der ein Projektionsbild
mit höherer
Qualität
im Vergleich zum obenerwähnten
herkömmlichen
Projektor erzeugen kann, ohne irgendeine Ungleichmäßigkeit
in der Leuchtintensität
und in der Farbe.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist, einen kostengünstigen
Projektor zu schaffen, der ein Projektionsbild mit hoher Qualität erzeugen
kann.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist, einen Projektor zu schaffen, der ein Projektionsbild
mit einer höheren
Leuchtintensität
als ein herkömmlicher
Projektor erzeugen kann.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist, einen kompakten Projektor zu schaffen, der ein Projektionsbild
mit hoher Qualität
erzeugen kann.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist, einen Projektor zu schaffen, der geeignet für eine Frontprojektion
verwendet werden kann.
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EP-A-0 512 893 offenbart nicht "drei Kondensorlinsen", "dreieckige Prismen" und kein "Lichtführungselement", wie ausdrücklich im
kennzeichnenden Abschnitt des Anspruchs 1 erwähnt ist, offenbart jedoch alle
anderen Merkmale des Anspruchs 1. JP-A-62-237485 offenbart nicht
ein "optisches Homogenbeleuchtungsmittel" und "drei Kondensorlinsen", wie in Anspruch
1.
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Stattdessen verwendet sie drei Lichtfühnangselemente,
die in den drei Ausgangsabschnitten eines Farbtrennmittels angeordnet
sind.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Um die obigen Aufgaben zu lösen, schafft
die vorliegende Erfindung einen Projektor, der versehen ist mit
einer Lichtquelle; einem Farbtrennmittel zum Trennen eines von der
Lichtquelle emittierten Lichtstrahls in Strahlen von drei Farben;
drei Lichtventilen zum Modulieren der getrennten Farbstrahlen; einem optischen
Homogenbeleuchtungsmittel, das auf einem optischen Weg zwischen
der Lichtquelle und dem Farbtrennmittel eingesetzt ist, um somit
den Lichtstrahl von der Lichtquelle in mehrere rechtwinklige Strahlen
umzuwandeln und jeden der rechtwinkligen Strahlen in Richtung des
Farbtrennmittels auszugeben; einem Lichtführungsmittel, das auf einem optischen
Weg eines Farbstrahls angeordnet ist, der die längste optische Weglänge unter
den Farbstrahlen aufweist, die vom Farbtrennmittel getrennt worden
sind und jeweils auf die drei Lichtventile auftreffen; einem Farbsynthetisierungsmittel
zum Synthetisieren der Farbstrahlen, die durch die Lichtventile moduliert
worden sind; und einer Projektionslinse zum Projizieren des synthetisierten
und modulierten Strahls auf einen Bildschirm, dadurch gekennzeichnet,
dass
drei Kondensorlinsen jeweils in den Ausgangsabschnitten
des Farbtrennmittels zum Ausgeben der Farblichtstrahlen angeordnet
sind, um die vom optischen Homogenbeleuchtungsmittel ausgegebenen Strahlen
in nahezu parallelgerichtete Strahlen umzuwandeln,
wobei jeder
der mehreren rechtwinkligen Strahlen, die vom optischen Homogenbeleuchtungsmittel
umgewandelt worden sind, durch die drei Kondensorlinsen auf den
Lichtventilen überlagert
werden, und
wobei das Lichtführungsmittel versehen ist mit
einem eintrittsseitigen Dreieckprisma, das auf der Eintrittsseite
angeordnet ist, um einen optischen Weg in einem rechten Winkel abzuknicken,
einem austrittsseitigen Dreieckprisma, das an der Austrittsseite
angeordnet ist, um den optischen Weg in einem rechten Winkel abzuknicken,
und einem Lichtführungselement,
das zwischen den Dreieckprismen angeordnet ist.
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Im Projektor der vorliegenden Erfindung,
der einen solchen Aufbau aufweist, werden die Lichtventile von dem
Homogenbeleuchtungsmittel beleuchtet, wobei die divergierenden Farbstrahlen
von den Kondensorlinsen gebündelt
werden, die jeweils in den optischen Wegen der Farbstrahlen angeordnet
sind, und wobei die Wirkungen der Differenzen der optischen Weglängen der
Farbstrahlen korrigiert werden, in dem ein Farbstrahl, der die längste optische
Weglänge
unter den Farbstrahlen aufweist, veranlasst wird, durch das Lichtführungssystem
zu laufen. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es daher möglich, ein
Projektionsbild mit gleichmäßiger Helligkeitsverteilung
und geringer Farbungleichmäßigkeit,
sowie größerer Helligkeit
und höherer
Qualität
auszubilden, als sonst.
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Das Lichttührungsmittel weist vorzugsweise eine
Zwischenlinse auf, wobei die Brennweite der Zwischenlinse innerhalb
eines Bereiches des etwa 0,9- bis
1,1-fachen der optischen Weglänge
des Lichtführungsmittels
eingestellt ist.
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Das Lichtführungsmittel kann ferner einen eintrittsseitigen
Reflexionsspiegel, einen austrittseitigen Reflexionsspiegel, eine
an der Eintrittseite des eintrittsseitigen Reflexionsspiegels angeordnete
Eintrittslinse, eine an der Austrittseite des austrittsseitigen
Reflexionsspiegels angeordnete Austrittslinse, und eine zwischen
den eintritts- und austrittsseitigen Reflexionsspiegeln angeordnete
Zwischenlinse umfassen. In diesem Fall sind die Brennweiten der
Zwischenlinse und der austrittsseitigen Linse jeweils zwischen dem
etwa 0,5-fachen
bis 0,7-fachen der optischen Weglänge des Lichtführungsmittels
eingestellt, wobei die Brennweite der Zwischenlinse gleich dem etwa
0,25-fachen bis
0,4-fachen der optischen Weglänge
des Lichtführungsmittels
eingestellt ist, um somit jegliche Aberration zu beschränken.
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Ferner kann in diesem Fall das optische
System kompakt gemacht werden, indem die obige Eintrittslinse und
die obige Kondensohrlinse, die den gebündelten Strahl veranlasst,
auf die Eintrittslinse aufzutreffen, in einer einzelnen Linse kombiniert
werden, wobei dies bevorzugt wird. Wenn die einzelne Linse verwendet
wird, kann die Linse vorzugsweise eine asphärische Linse sein, um eine
Aberration in dessen Randbereich zu beschränken.
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Für
die obenerwähnten
Lichtventile sind Flüssigkristalltafeln
verfügbar.
In diesem Fall wird vorzugsweise die Auflösung eines Projektionsbildes verbes sert
durch Einstellen einer Pixelteilung jeder Flüssigkristalltafel auf weniger
als etwa 50 μm.
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Andererseits kann das optische Homogenbeleuchtungssystem
mit wenigstens einer Linsenplatte versehen sein, die aus mehreren
Linsen besteht, die in einer Ebene senkrecht zur Hauptachse des
von der Lichtquellenlampe imitierten Lichts angeordnet sind. In
diesem Fall ist vorzugsweise die Teilungszahl der Linsenplatte in
einer Richtung zwischen etwa 3 bis 7 eingestellt.
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Ein grüner Lichtstrahl, dessen Lichtmenge normalerweise
größer ist
als diejenige der anderen Farbstrahlen, oder ein blauer Lichtstrahl,
bei dem der Einfluss auf eine Bildqualität, die durch eine Änderung
der Lichtmenge hervorgerufen wird, relativ schwierig zu erfassen
ist, ist vorzugsweise ein Lichtstrahl, der durch das obenerwähnte Lichtführungsmittel
geleitet wird.
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Das optische Homogenbeleuchtungssystem kann
von einer ersten Linsenplatte, einer zweiten Linsenplatte und einem
Reflexionsspiegel, der zwischen die Linsenplatten eingesetzt ist,
gebildet werden, wobei der optische Weg desselben z. B. in einem
rechten Winkel abgeknickt sein kann.
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Ferner ist vorzugsweise ein Polarisationsstrahl-Umsetzungsmittel
zwischen der Lichtquellenlampe und dem optischen Homogenbeleuchtungsmittel
angeordnet. Das Polarisationsstrahl-Umsetzungsmittel wird gebildet
von einem Polarisationsstrahl-Trennmittel zum Trennen eines beliebig
polarisierten Strahls von der Lichtquellenlampe in zwei linear polarisierten
Strahlen des P- und des S-Strahls, und einem Polarisationsebenen-Drehmittel
zum Drehen einer Polarisationsebene des einen der zwei getrennten
und polarisierten Strahlen um einen Winkel von 90°, so dass
er mit demjenigen des anderen linear polarisierten Strahls übereinstimmt.
Da die Verwendung des Polarisationsstrahl-Umsetzungsmittels ermöglicht,
die Nutzungseffizienz des von der Lichtquellenlampe emittierten
Lichts zu verbessern, kann die Leuchtintensität eines Projektionsbildes erhöht werden.
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Da das Lichtführungssystem mit einem eintrittsseitigen
Dreieckprisma, das auf der Eintrittsseite angeordnet ist, um einen
optischen Weg in einem rechten Winkel abzuknicken, einem austrittseitigen Dreieckprisma,
das auf der Austrittsseite angeordnet ist, um den optischen Weg
in einem rechten Winkel abzuknicken, und einem Lichtführungselement,
das zwischen diesen Dreieckprismen angeordnet ist, versehen ist,
ist es möglich,
ein Projektionsbild mit gleichmäßiger Beleuchtungsverteilung
und geringer Farbungleichmäßigkeit
und mit größerer Helligkeit und
höherer
Qualität
als sonst zu erzeugen.
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Als Lichtführungselement kann ein quadratisches
Prisma verwendet werden. Die Grenzflächen des Dreieckprismas und
des quadratischen Prismas sind vorzugsweise mit einer Antireflexionsbeschichtung
beschichtet. Ferner ist vorzugsweise eine Totalreflexionsfläche jedes
Dreieckprismas mit einem Metallfilm oder einem dielektrischen Mehrschichtfilm
beschichtet.
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Das LichtFührungsmittel kann mit einem
eintrittseitigen Dreieckprisma, das auf der Eintrittseite angeordnet
ist, um einen optischen Weg in einem rechten Winkel abzuknicken,
einem austrittsseitigem Dreieckprisma, das auf der Austrittsseite
angeordnet ist, um den optischen Weg in einem rechten Winkel abzuknicken,
und einem zwischen den Dreieckprismen angeordneten LichtFührungselement
versehen sein.
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Außerdem kann der optische Weg
so geformt sein, dass die Richtung des Strahls von der Projektionslinse
parallel und entgegengesetzt zur Vorwärtsrichtung des von der Lichtquelle
imitierten Lichtstrahls ist, wobei ein Kühlmittel für die Lichtquelle auf der Austrittsseite
des Projektionsstrahls in einem Vorrichtungsgehäuse angeordnet sein kann, und
wobei ein Luftdurchlass des Kühlmittels
auf einer Seitenfläche
des Gehäuses
auf der Austrittseite des Projektionsstrahls ausgebildet sein kann.
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Da gemäß einem solchen Aufbau das
Kühlmittel
bezüglich
eines Betrachters eines Projektionsbildes auf der Rückseite
angeordnet ist, ist dies vorteilhaft, um zu verhindern, das Geräusche und
Abluft vom Kühlmittel
den Betrachter stören.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Ansicht, die einen allgemeinen Aufbau einer Projektionstyp-Anzeigevorrichtung
gemäß einer
ersten beispielhaften Ausführungsform
zeigt, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet;
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2 ist
ein Graph, der Beziehungen zwischen der Pixeldichte und der Übertragungscharakteristik
(MTF) einer Flüssigkristalltafel
zeigt, die als Lichtventil in der Projektionstyp-Anzeigevorrichtung verwendet
wird;
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3(A), (B), (C) sind
jeweils eine schematische perspektivische Ansicht, die die Struktur
erster und zweiter Linsenplatten zeigt, die eine optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung
bilden, die in 1 gezeigt
ist;
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4 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen der Teilungszahl der Linsenplatten
der optischen Homogenbeleuchtungsvorrichtung und der Farbungleichmäßigkeit
zeigt;
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5(A) und (B) sind jeweils eine Ansicht, die die
Operation der optischen Homogenbeleuchtungsvorrichtung erläutert;
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6 ist
eine schematische Strukturansicht, die eine Variation eines Lichtführungssystems
in der ersten Ausführungsform
zeigt, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet;
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7(A) und (B) sind jeweils eine schematische Strukturansicht,
die eine weitere Variation des Lichtführungssystems in der ersten
Ausführungsform zeigt,
die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, sowie eine erläuternde
Ansicht für
dessen Operation;
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8(A) und (B) sind jeweils eine schematische Strukturansicht,
die eine weitere Variation des Lichtführungssystems in der ersten
Ausführungsform zeigt,
die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, sowie eine erläuternde
Ansicht für
dessen Operation;
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9 ist
eine schematische Strukturansicht, die eine Variation des in 8(A) gezeigten Lichtführungssystems
zeigt;
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10(A) und 10(B) sind jeweils eine schematische
Strukturansicht, die ein optisches System in einer Projektionstyp-Anzeigevorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
zeigt, die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, sowie eine erläuternde Ansicht, die ein darin
befindliches Lichtführungssystem
zeigt, wobei die 10(C) und(D) jeweils erläuternde Ansichten sind, die
Variationen des in 10(B) gezeigten
Lichtführungssystems zeigen;
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11 ist
eine schematische Strukturansicht, die ein optisches System und
ein Kühlgebläse einer
Projektionstyp-Anzeigevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform
zeigt, deren Prinzipien in der vorliegenden Erfindung verwendet
werden können;
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12 ist
eine erläuternde
Ansicht, die die Struktur einer Polarisationsstrahl-Umsetzungsvorrichtung
zeigt, die in dem in 11 gezeigten
optischen Beleuchtungssystem eingebaut ist;
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13 ist
eine schematische Strukturansicht, die eine Variation der in 1 gezeigten optischen Homogenbeleuchtungsvorrichtung
zeigt.
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BESTER MODUS
ZUR AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Im folgenden werden mit Bezug auf
die Zeichnungen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 zeigt
ein optisches System einer Projektionstyp-Anzeigevorrichtung gemäß einer
ersten beispielhaften Ausführungsform,
die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet. Eine Projektionstyp-Anzeigevorrichtung 1 in
dieser Ausführungsform umfasst
ein optisches Beleuchtungssystem 2A, das von einer Lichtquelle 2 und
einer optischen Homogenbeleuchtungsvorrichtung 3 gebildet
wird, ein optisches Farbtrennsystem 4 zum Trennen eines
weißen Strahls
W, der vom optischen Beleuchtungssystem 2A durch die optische
Homogenbeleuchtungsvorrichtung 3 ausgegeben wird, in Farbstrahlen
R, G und B der Farben Rot, Grün
und Blau, drei Flüssigkristalltafeln 5R,
5G und 5B als
Lichtventile zum Modulieren der Farbstrahlen, ein optisches Farbsynthetisierungssystem 6 zum
erneuten Synthetisieren der modulierten Farbstrahlen, und eine Projektionslinse 7 zum
Vergrößern und
Projizieren des synthetisierten Strahls auf einen Bildschirm B.
Ferner ist ein Lichtführungssystem 9 zum
Führen
des grünen
Strahls G unter den vom optischen Farbtrennsystem 4 getrennten
Farbstrahlen zum Flüssigkristallventil 5G vorgesehen.
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Die Lichtquelle 2 in dieser
Ausführungsform wird
von einer Lichtquellenlampe 21 und einem gekrümmten Reflexionsspiegel 22 gebildet.
Als Lichtquellenlampe 21 können eine Wolfram-Halogenlampe,
eine Metall-Halogenidlampe, Xenonlampe und dergleichen verwendet
werden. Obwohl die Einzelheiten des optischen Homogenbeleuchtungssystems 3
im folgenden beschrieben werden, wird das optische System 3 von
ersten und zweiten Linsenplatten 31 und 32 gebildet,
die auf einer Ebene vertikal zu einer zentralen optischen Achse 1a desselben
angeordnet sind.
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Das optische Farbtrennsystem 4 wird
von einem Blau/Grün
reflektierenden dichroitischen Spiegel 401, einem Blau
reflektierenden dichroitischen Spiegel 402 und einem reflektierenden
Spiegel 403 gebildet. Die blauen und grünen Strahlen B und G, die im
weißen
Strahl W enthalten sind, werden vom Blau/Grün reflektierenden dichroitischen
Spiegel 401 in einem rechten Winkel reflektiert und in
Richtung zum Blau reflektierenden dichroitischen Spiegel 402 gelenkt.
Der rote Strahl R läuft
durch diesen Spiegel 402 hindurch, wird von dem dahinter
angeordneten reflektierenden Spiegel 403 reflektiert und
von einem Austrittsabschnitt 404 für den roten Strahl in Richtung zum
optischen Farbsynthetisierungssystem ausgegeben. Von den blauen
und grünen
Strahlen B und G, die vom Spiegel 401 reflektiert werden,
wird nur der blaue Strahl B vom Blau reflektierenden dichroitischen
Spiegel 402 in einem rechten Winkel reflektiert und von
einem Austrittsabschnitt 405 für den blauen Strahl in Richtung
zum optischen Farbsynthetisierungssystem ausgegeben. Der grüne Strahl
G, der durch den Spiegel 402 durchgelassen worden ist, wird
von einem Austrittsabschnitt 406 für den grünen Strahl in Richtung zum
Lichtführungssystem 9 ausgegeben.
In dieser Ausführungsform
sind die Abstände
zwischen dem Austrittsabschnitt der optischen Homogenbeleuchtungsvorrichtung 3 für den weißen Strahl
und den Austritts abschnitten 404, 405 und 406 für die Farbstrahlen
im optischen Farbtrennsystem 4 gleich eingestellt.
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In dieser Ausführungsform sind die Kondensorlinsen 101, 102 und 103,
die jeweils aus einer plankonvexen Linse bestehen, auf den Austrittsseiten
der Austrittsabschnitte 404, 405 und 406 des
optischen Farbtrennsystems 4 für die Farbstrahlen angeordnet.
Die von den Austrittsabschnitten ausgegebenen Farbstrahlen gelangen
somit in die Kondensorlinsen 101–103, um gebündelt zu
werden.
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Die roten und blauen Strahlen R und
B unter den gebündelten
Farbstrahlen R, G und B gelangen in die unmittelbar hinter den Kondensorlinsen 101 und 102 angeordneten
Flüssigkristalltafeln 5R und 5B,
werden moduliert und erhalten Bildinformationen entsprechend den
jeweiligen Farbstrahlen aufgeprägt.
Mit anderen Worten, es werden mittels nicht gezeigten Ansteuerungsmitteln
in diesen Flüssigkristalltafeln
Schaltsteueroperationen entsprechend den Bildinformationen durchgeführt, um
somit die hindurchlaufenden Farbstrahlen zu modulieren. Als solche
Ansteuerungsmittel können
wohlbekannte Ansteuerungsmittel unverändert verwendet werden, wobei
deren Erläuterung
in dieser Ausführungsform weggelassen
wird. Andererseits wird der grüne Strahl
G durch das Lichtführungssystem 9 zur
entsprechenden Flüssigkristalltafel 5G geführt, und
wird entsprechend Bildinformationen in der gleichen Weise wie oben
moduliert. Jede der in dieser Ausführungsform verwendeten Flüssigkristalltafeln
weist eine Pixelteilung von weniger als 50 μm auf und verwendet einen Polysilicium-TFT
als Schaltvorrichtung.
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Das Lichtführungssystem 9 in
dieser Ausführungsform
wird von einem eintrittsseitigen Reflexionsspiegel 91,
einem austrittseitigen Reflexionsspiegel 92 und einer zwischen
den Reflexionsspiegeln 91 und 92 angeordneten
Zwischenlinse 93 gebildet. In dieser Ausführungsform
ist die Brennweite der Zwischenlinse 93 gleich der gesamten
optischen Weglänge
des Lichtführungssystems 9 eingestellt.
Die Brennweite kann innerhalb eines Bereiches von etwa dem 0,9-fachen
bis 1,1-fachen der gesamten optischen Weglänge des Lichtführungssystems 9 eingestellt
werden. Unter den optischen Weglängen
der Farbstrahlen, d. h. den Abständen
zwischen der Lichtquellenlampe 21 und den Flüssigkristalltafeln, ist
die Strecke des grünen
Strahls G die längste,
weshalb der grüne
Strahl G die größte Lichtmenge
verliert. Das Einsetzen des Lichtführungssystems, wie in dieser
Ausführungsform,
kann jedoch den Verlust an Lichtmenge beschränken. Die optischen Weglängen der
Farbstrahlen können
somit im wesentlichen angeglichen werden. Ein Farbstahl, der durch
das Lichtführungssystem 9 läuft, kann
rot oder blau sein. Da jedoch in einer gewöhnlichen Projektionstyp-Anzeigevorrichtung
die Menge des grünen
Lichts größer ist als
diejenige der anderen Farben, wird allgemein bevorzugt, den grünen Strahl
dem optischen Weg zuzuweisen, der durch das Lichtführungssystem 9 läuft. Wenn
die Helligkeit oder Gleichmäßigkeit
der Bildqualität
vorrang von dem Farbgleichgewicht hat, ist es auch zulässig, den
blauen Strahl, der eine geringe spektrale Leuchteffizienz aufweist
und bei dem eine Ungleichmäßigkeit
der Leuchtintensität
relativ schwierig zu erfassen ist, dem Lichtführungssystem 9 zuzuweisen.
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Anschließend werden die durch die jeweiligen
Flüssigkristalltafeln 5R, 5G und 5B modulierten Farbstrahlen
veranlasst, auf das optische Farbsynthetisierungssystem 6 aufzutreffen,
um wieder synthetisiert zu werden. Das optische Farbsynthetisierungssystem 6 umfasst
in dieser Ausführungsform ein
dichroitisches Prisma. Als optisches Farbsynthetisierungssystem
kann ein Spiegelverbundsystem mit in Form eines X angeordneten dichroitischen
Spiegeln verwendet werden. In einer Projektionstyp-Anzeigevorrichtung,
die mit einem solchen Farbsynthetisierungssystem versehen ist, das
ein von dichroitischen Spiegeln gebildetes Spiegelverbundsystem aufweist,
ist jedoch jeder der dichroitischen Spiegel ein optisches Element,
das um die Zentralachse einer Projektionslinse rotatorisch asymmetrisch
ist. Daher entsteht in einem Bild auf einem Bildschirm ein Astigmatismus,
wobei eine Modulationsübertragungsfunktion
(MTF) eines optischen Projektionssystem beeinträchtigt wird. Als Ergebnis wird
das Bild verwischt und dessen Schärfe reduziert. In einem Fall,
in dem die Größe einer
Flüssigkristalltafel
relativ zur Anzahl der Pixel groß ist, mit anderen Worten, wenn
die Pixelteilung groß ist,
verursacht die Beeinträchtigung
der MTF kein großes
Problem. Wenn jedoch in einem Fall einer Flüssigkristalltafel, die einen Polysilicium-TFT
als Schaltvorrichtung verwendet, wie in dieser Ausführungsform,
die Pixelteilung klein ist, kann eine solche Beeinträchtigung
nicht vernachlässigt
werden. Da das dichroitische Prisma als optisches Farbsynthetisierungssystem 6 in
dieser Ausführungsform
verwendet wird, kann ein solcher ungünstiger Effekt vermieden werden.
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Dieser Punkt wird im folgenden mit
Bezug auf 2 beschrieben.
Diese Figur zeigt MTF-Charakteristik der Projektionstyp-Anzeigevorrichtung
mit dem Prismenverbundsystem in dieser Ausführungsform und einer Projektionstyp-Anzeigevorrichtung
mit einem Spiegelverbundsystem als Farbsynthetisierungssystem. Wie
in der Figur gezeigt ist, zeigt die horizontale Achse die Raumfrequenz
(Linien/mm), die die Feinheit der Pixel der Anzeigetafel repräsentiert,
während
die vertikale Achse MTF-Charakteristik (%) zeigt. Die durchgezogenen
Linien zeigen jeweils die Charakteristik des optischen Projektionssystems mit
dem Prismenverbundsystem. Eine fettgedruckte durchgezogene Linie
zeigt die Charakteristik des Zentralabschnitts einer Bildebene,
während
eine dünne
durchgezogene Linie diejenige des Randabschnitts der Bildebene zeigt.
In ähnlicher Weise
zeigen jeweils gestrichelte Linien die Charakteristik des optischen
Projektionssystems mit dem Spiegelverbundsystem. Eine fettgedruckte
gestrichelte Linie zeigt die Charakteristik des Zentralabschnitts
der Bildebene, während
eine dünne
gestrichelte Linie diejenige des Randabschnitts der Bildebene zeigt.
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Da im Fall des Spiegelverbundsystems
der Spiegel in einem Winkel von 45° eingesetzt ist, entsteht ein
Astigmatismus, wodurch die MTF-Charakteristik der Projektionslinse
allein beeinträchtigt
wird. In der Flüssigkristalltafel,
die einen Polysilicium-TFT als Schaltvorrichtung verwendet und eine
Pixelteilung von weniger als 50 μm
aufweist, wie in dieser Ausführungsform,
ist eine MTF-Charakteristik von mehr als 30% relativ zu einer Raumfrequenz
von 20 (Linien/mm) notwendig. Es ist jedoch offensichtlich, dass keine
ausreichende MTF-Charakteristik im Randabschnitt der Bildebene bei
Verwendung des Spiegelverbundsystems erhalten werden kann. Wenn
andererseits das Prismenverbundsystem verwendet wird, wie in dieser
Ausführungsform,
wird die MTF-Charakteristik nicht beeinträchtigt, da der durch das Prisma
hervorgerufene Astigmatismus durch die Gestaltung der Projektionslinse
beseitigt werden kann.
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In der Vorrichtung dieser Ausführungsform werden
die Farbstrahlen im Farbsynthetisierungssystem synthetisiert, das
aus einem dichroitischen Prisma besteht, wobei ein optisches Bild
erhalten und unter Vergrößerung durch
die Projektionslinse 7 auf den Bildschirm 8 projiziert
werden kann. Als Projektionslinse wird eine Linse ähnlich einem
telezentrischen System bevorzugt.
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(Optisches Beleuchtungssystem)
-
Eine Integratorlinse, die allgemein
in einem Belichter verwendet wird, ist für die optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung
3 im optischen Beleuchtungssystem dieser Ausführungsform geeignet. Die Grundstruktur
der optischen Homogenbeleuchtungsvorrichtung 3, die in
der Projektionstyp-Anzeigevorrichtung
verwendet wird, ist in 3(A) gezeigt.
Wie in dieser Figur gezeigt ist, umfasst die optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung 3 die
ersten und zweiten Linsenplatten 31 und 32. Die
erste Linsenplatte 31 wird von einer Matrix mehrerer rechtwinkliger
Linsen 301 gebildet, während
die zweite Linsenplatte 32 in ähnlicher Weise von mehreren
rechtwinkligen Linsen 302 gebildet wird. Jede der rechtwinkligen
Linsen 301 der ersten Linsenplatte 31 ist ähnlich der
zu beleuchtenden Flüssigkristalltafel
geformt. Die Bilder auf diesen rechtwinkligen Linsen 301 werden mittels
der entsprechenden rechtwinkligen Linsen 302, die die zweite
Linsenplatte 32 bilden, auf der Flüssigkristalltafel überlagert.
Somit wird die Flüssigkristalltafel
mit einer gleichmäßigen Beleuchtung
und einer geringen Farbungleichmäßigkeit
beleuchtet.
-
In dieser Ausführungsform sind die rechtwinkligen
Linsen in den Linsenplatte 31 und 32 jeweils in
einer 4-mal-3-Matrix angeordnet. Die häufigste Teilungszahl der Linsenplatten
in vertikaler oder horizontaler Richtung liegt vorzugsweise innerhalb
eines Bereiches von etwa 3 bis 7. Ferner ist es nicht immer notwendig,
die ersten und zweiten Linsenplatten 31 und 32 zu
trennen. Die Linsenplatten 31 und 32 können dichter
zueinander gebracht werden, indem die Größe der jeweiligen rechtwinkligen Linse
kleiner gemacht wird und die Teilungszahl des eintretenden Strahls
erhöht
wird. Ferner können
die Linsenplatte 31 und 32 zu einer einzelnen
Linsenplatte kombiniert werden.
-
Mit Bezug auf 4 wird im folgenden die Beziehung zwischen
der Teilungszahl der rechtwinkligen Linsen der Linsenplatten 31 und 32,
die die optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung 3 bilden, und
die Farbungleichmäßigkeit
beschrieben. In einem in 4 gezeigten
Graphen zeigt die Horizontalachse die Teilungszahl der ersten und
zweiten Linsenplatten (Integratorlinsen), während die Vertikalachse die
Farbungleichmäßigkeit,
Unterschiede in der Farbe zwischen dem Zentralabschnitt (ein Abschnitt)
und den Randabschnitten (vier Abschnitte) auf dem Bildschirm 8 als
Differenzen auf einer U'V'-Farbartkoordinate
anzeigt. Je kleiner der Wert ist, der die Farbungleichmäßigkeit
anzeigt, desto kleiner ist der Grad der Farbungleichmäßigkeit.
In der Figur ist ein durch eine gestrichelte Linie gezeigter Wert
die größte Farbungleichmäßigkeit,
die als Farbungleichmäßigkeit
für zulässig betrachtet
wird.
-
Wie in diesem Graphen gezeigt ist,
ist die Teilungszahl vorzugsweise größer als 3. Die Erhöhung der
Teilungszahl führt
jedoch zu einer Erhöhung der
Fertigungskosten. Eine praktische Teilungszahl liegt daher im Bereich
von etwa 3 bis 7.
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3(B) zeigt
ein weiteres Anordnungsbeispiel der ersten und zweiten Linsenplatten 31 und 32, die
die optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung 3 bilden. In
dem in der Figur gezeigten Beispiel umfasst jede der Linsenplatten
ebenfalls rechteckige Linsenplatten mit gleicher Größe. Bezüglich der
Anordnung der rechtwinkligen Linsen ist jedoch die Teilungszahl in
vertikaler Richtung gleich 7. Die Teilungszahl in horizontaler Richtung
ist in den oberen und unteren Zeilen gleich 3, in den mittleren
drei Zeilen gleich 5 und in den übrigen
Zeilen gleich 4.
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Die optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung 3 kann
von einer ersten Linsenplatte 31 gebildet werden, die mehrere
zylindrische Linsen 301' umfasst,
und einer zweiten Linsenplatte 32, die mehrere zylindrische
Linsen 302' umfasst,
wie in 3(C) gezeigt
ist. In diesem Fall wird die Leuchtintensität nur in einer Richtung gleichmäßig gemacht,
wobei die Leuchtintensität
der Mitte eines zu beleuchtenden Objekts höher ist als diejenige der in
den 3(A) und (B) gezeigten Fälle. Die Anordnung der Linsen
ist ferner relativ einfach, wobei eine Verdünnung der Linsen leicht durchgeführt werden
kann.
-
Die Operation bei der Beleuchtung
der Flüssigkristalltafeln 5R, 5G und 5B durch
die optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung 3 mit der obenerwähnten Anordnung
wird im folgenden mit Bezug auf 5(A) beschrieben.
Als Lichtquellenlampe 21, die die Lichtquelle 2 bildet,
wie oben erwähnt
worden ist, wird eine lichtemittierende Quelle sehr ähnlich einer Punktquelle
verwendet, wie z. B. eine Wolfram-Halogenlampe, eine Metall-Halogenidlampe,
eine Xenonlampe und dergleichen. Der von der Lampe emittierte Strahl
wird vom reflektierenden Spiegel 22 reflektiert. Die Form
der Reflexionsebene des Reflexionsspiegels 22 kann elliptisch
sein, wobei in diesem Fall ein erster Brennpunkt mit dem emittierenden
Abschnitt der Lichtquellenlampe 21 in Übereinstimmung gebracht wird
und der zweite Brennpunkt mit der Mitte der Flüssigkristalltafel 5 (5R, 5G und 5B)
in Übereinstimmung
gebracht wird. Als Ergebnis rückt
der vom Reflexionsspiegel 22 reflektierte Strahl in Richtung zur
Mitte der Flüssigkristalltafel 5 vor.
In diesem Fall ist die Größe der zweiten
Linsenplatte 32, d. h. die Größe jeder der rechtwinkligen
Linsen 302, die die Linsenplatte 32 bilden, kleiner
eingestellt als diejenige der ersten Linsenplatte 31, so
dass die Mitte jeder rechtwinkligen Linse 302 der zweiten
Linsenplatte 32 auf einer Linie zwischen der Mitte der
jeweiligen entsprechenden rechtwinkligen Linse 301 der
ersten Linsenplatte 31 und der Mitte der Flüssigkristalltafel 5 angeordnet
ist.
-
Jede der rechtwinkligen Linsen 301 der
ersten Linsenplatte 31 bündelt den Strahl auf der Mitte der
entsprechenden rechtwinkligen Linsen 302 der zweiten Linsenplatte 32.
Die rechtwinkligen Linsen 302 der zweiten Linsenplatte 32 überlagern
Bilder auf den jeweiligen rechtwinkligen Linsen 301 der
ersten Linsenplatte 31 auf einem Anzeigebereich 5A (einem in
der Figur diagonal schraffierten Bereich) der Flüssigkristalltafel 5.
Da das Bild im Austrittsabschnitt der Lichtquellenlampe 21 somit
auf der Mitte der jeweiligen rechtwinkligen Linsen 302 der
zweiten Linsenplatte 32 ausgebildet wird, funktioniert
die gesamte zweite Linsenplatte 32 wie eine sekundäre Lichtquelle.
Somit fällt
z. B. ein Hauptstrahl 303 eines Strahls, der auf das Ende
des Anzeigebereichs 5A der Flüssigkristalltafel 5 auftrifft,
mit einer Linie zusammen, die die Mitte der zweiten Linsenplatte 32 und
das Ende des Anzeigebereichs 5A verbindet. Mit anderen
Worten, da der Beleuchtungsstrahl zur Flüssigkristalltafel 5 ein
divergierender Strahl von der zweiten Linsenplatte 32 ist,
ist es notwendig, den divergierenden Strahl zu bündeln, um einen gebündelten Strahl
auf die Flüssigkristalltafel 5 auftreffen
zu lassen. Zu diesem Zweck sind die Kondensorlinsen 101, 102 und 103 in
dieser Ausführungsform
angeordnet. Die Brennweite jeder Kondensorlinse ist gleich dem Abstand
b zwischen der zweiten Linsenplatte 32 und der Kondensorlinse
eingestellt. In dieser Ausführungsform
wird eine plankonvexe Linse, die mit einer der Flüssigkristalltafel 5 zugewandten
konvexen Fläche
angeordnet ist, als Kondensorlinse verwendet. Die konvexe Fläche kann
der zweiten Linsenplatte 32 zugewandt angeordnet sein.
Eine bikonvexe Linse oder eine Fresnel-Linse kann anstelle der plankonvexen
Linse verwendet werden. Somit wird der Hauptstrahl des durch die
Flüssigkristalltafel 5 ausgegebenen
Strahls zu der Zentralachse 1a des gesamten optischen Beleuchtungssystems
parallel gemacht, indem die Kondensorlinsen 101, 102 und 103 angeordnet
werden.
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5B zeigt
eine Variation des optischen Beleuchtungssystems. In dieser Variation
wird eine paraboloidförmige
Fläche
als Reflexionsfläche
des Reflexionsspiegels 22 der Lichtquelle 2 verwendet. Da
der Brennpunkt der paraboloidförmigen
Fläche mit
dem Austrittsabschnitt der Lichtquellenlampe 21 in Übereinstimmung
gebracht wird, ist in diesem Fall ein vom Reflexionsspiegel 22 reflektierter
Strahl nahezu parallel zur Zentralachse 1a des Beleuchtungssystems.
Die optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung 3, die in diesem
Fall verwendet wird, wird von ersten und zweiten Linsenplatten 31' und 32' mit gleicher
Größe gebildet,
wobei rechtwinklige Linsen, die die Linsenplatten bilden, jeweils
die gleiche Brennweite aufweisen. Die rechtwinkligen Linsen 302' der zweiten
Linsenplatte 32' bilden
ein Bild auf den entsprechenden rechtwinkligen Linsen der ersten
Linsenplatte 31' in
einem endlichen Abstand. Eine Linse 306 ist daher in diesem
Fall hinzugefügt, um
das Bild, das in einem endlichen Abstand auszubilden ist, auf dem
Anzeigebereich 5A der Flüssigkristalltafel 5 auszubilden.
Die Brennweite der Linse 306 ist gleich dem Abstand zwischen
der Linse 306 und der Flüssigkristalltafel 305 eingestellt.
Die Linse 306 kann integral mit der zweiten Linsenplatte 32 ausgebildet
sein.
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Wenn die Teilungszahl der rechtwinkligen Linsen
der Linsenplatten 31 und 32 relativ klein ist, kann
der Abstand zwischen den Linsenplatten 31 und 32 relativ
groß sein,
wobei ein Reflexionsspiegel 33 zwischen die Linsenplatten 31 und 32 eingesetzt
werden kann, wie in 13 gezeigt
ist. In diesem Fall ist es günstig,
dass das Volumen des optischen Homogenbeleuchtungssystems nahezu
gleich der Hälfte desjenigen
in der obigen Ausführungsform
ist. Ferner können
alle optischen Systeme in einem Bereich ähnlich einem Quadrat angeordnet
sein, wie in der Figur gezeigt ist, was zu einer Verkleinerung der
gesamten Vorrichtung beiträgt.
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(Lichtführungssystem)
-
Wie oben erwähnt worden ist, wird das Lichtführungssystem 9 in
dieser Ausführungsform
von den zwei Reflexionsspiegeln 91 und 92 und
der dazwischen angeordneten Zwischenlinse 93 gebildet. Eine
weitere Anordnung des Lichtführungssystems, das
auf diese Ausführungsform
anwendbar ist, wird im folgenden beschrieben.
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Ein Lichtführungssystem 9A, das
in 6 gezeigt ist, besitzt
die Anordnung, die erhalten wird durch Weglassen der Zwischenlinse 93 aus
dem Lichtführungssystem 9 in
dieser Ausführungsform.
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Ein in 7(A) gezeigtes
Lichtführungssystem 9B besitzt
die Anordnung, in der eine Eintrittslinse 94 auf seiner
Eintrittsseite hinzugefügt
ist und eine Austrittslinse 95 auf einer Austrittsseite
hinzugefügt ist,
neben der Anordnung des Lichtführungssystems 9 in
dieser Ausführungsform.
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Im folgenden wird mit Bezug auf 7(B) die Operation des Lichtführungssystems 9B mit
einer solchen Anordnung beschrieben. In der Figur wird ein lineares
System ohne ein Paar reflektierender Spiegel 91 und 92 verwendet,
um die Beschreibung einfach zu machen. Wie in der Figur gezeigt
ist, ist die Zwischenlinse 93 unmittelbar in der Mitte
des gesamten optischen Weges des Lichtführungssystems 9B angeordnet,
wobei dann, wenn angenommen wird, dass die gesamte optische Weglänge gleich
2a ist, die Brennweite der Zwischenlinse 93 auf nahezu gleich
A/2 eingestellt ist. Die Zwischenlinse 93 bildet daher
ein Bild eines Objekts 98 auf der Eintrittsseite des Lichtführungssystems 9B auf
dessen Austrittsseite als umgekehrtes Bild 97 ab. Mit anderen
Worten, die Beleuchtungsverteilung auf der Eintrittsseite wird mit
einer Drehung von 180° auf
die Austrittsseite übertragen.
Da jedoch das optische Beleuchtungssystem, das mit der optischen
Homogenbeleuch tungsvorrichtung 3 versehen ist, in dieser Ausführungsform
verwendet wird, ist die Beleuchtungsverteilung um die 180°-Drehung
nahezu symmetrisch. Selbst wenn daher die Beleuchtungsverteilung
gedreht oder umgekehrt wird, entsteht keine Farbungleichmäßigkeit
bei der Anzeige.
-
Andererseits besitzt die Eintrittslinse 94 eine Brennweite,
die gleich einem Abstand a zur Zwischenlinse 93 ist, und
richtet einen Hauptstrahl 9a des durch die Kondensorlinse 103 gebündelten Strahls
G in Richtung zur Mitte der Zwischenlinse 93. Somit wird
ein Bild auf der zweiten Linsenplatte 32 auf der Austrittsseite
der optischen Homogenbeleuchtungsvorrichtung 3 in der Mitte
der Zwischenlinse 93 ausgebildet. Ferner besitzt die Austrittslinse 95 ebenfalls
eine Brennweite, die auf a eingestellt ist, und bündelt den
Hauptstrahl des von der Mitte der Zwischenlinse 93 ausgegebenen
divergierenden Strahls und gibt diesen aus. Die Eintrittslinse 94 ist, wie
in der Figur gezeigt ist, eine plankonvexe Linse und ist mit ihrer
konvexen Seite der Eintrittsseite zugewandt angeordnet, um somit
ihre sphärische
Aberration zu verringern. Die Austrittslinse 95 ist ebenfalls eine
plankonvexe Linse, die mit ihrer konvexen Seite der Austrittsseite
zugewandt angeordnet ist.
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Die Brennweiten der Eintrittslinse 94 und
der Austrittslinse 95 sind vorzugsweise innerhalb eines Bereiches
etwa vom 0,5-fachen bis 0,7-fachen der gesamten optischen Weglänge (2a)
des Lichtführungssystems 9B eingestellt.
Um die sphärische
Aberration zu verringern, ist vorzugsweise die Brennweite der Zwischenlinse 93 etwas
größer als
1/4 der gesamten optischen Weglänge
(2a) und innerhalb eines Bereiches von etwa dem 0,25-fachen
bis 0,4-fachen der
gesamten optischen Weglänge
eingestellt.
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8(A) zeigt
eine Variation des obenerwähnten
Lichtführungssystems 9B.
In einem Lichtführungssystem 9C,
das in dieser Figur gezeigt ist, ist eine Linse 97, die
durch integrales Ausbilden der Eintrittslinse 94 und der
Kondensorlinse 103 gefertigt wird, auf dieser Seite in
Richtung des optischen Weges des Lichtführungssystems 9B angeordnet.
Die Brennweite der Linse 97 ist auf einen Wert eingestellt,
der erhalten wird durch Addieren der Brechungskräfte der Eintrittslinse 94 und
der Kondensorlinse 103, kurz ab/(a + b), wie in 8(B) gezeigt ist. Die Linse 97 ist
vorzugsweise eine bikonvexe Linse, um die sphärische Aberration zu reduzieren.
In 8(B) wird die Zwischenlinse 93 von
zwei plankonvexen Linsen 931 und 932 gebildet.
Wie in der Figur gezeigt ist, ist die Brennweite jeder der plankonvexen
Linsen 931 und 932 auf a eingestellt. Durch Anordnen
der Linsen 931 und 932 so, dass deren konvexe
Flächen
einander zugewandt sind, kann die sphärische Aberration sehr viel
kleiner gemacht werden als bei der Verwendung einer einzelnen bikonvexen
Linse. Als Ergebnis ist es möglich,
die Beleuchtungsverteilung auf der Eintrittsseite des Lichtführungssystems
auf die Austrittsseite mit äußerster
Genauigkeit zu übertragen.
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9 zeigt
eine Variation des Lichtführungssystems 9C.
In einem dargestellten Lichtführungssystem 9D wird
eine asphärische
Linse 98 anstelle der integrierten Linse 97 im
obigen Lichtführungssystem 9C verwendet.
Die Verwendung der asphärischen
Linse macht die sphärische
Aberration noch kleiner als bei Verwendung der bikonvexen Linse.
Die Beleuchtungsverteilung auf der Eintrittsseite des Lichtführungssystems
kann somit mit äußerster
Genauigkeit auf die Austrittsseite übertragen werden.
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(Vorteil der ersten Ausführungsform)
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Wie oben beschrieben worden ist,
ist in der Projektionstyp-Anzeigevorrichtung 1 dieser Ausführungsform
das verwendete optische Beleuchtungssystem mit der optischen Homogenbeleuchtungsvorrichtung
3 versehen, wobei ein dichroitisches Prisma, das eine axialsymmetrische
optische Vorrichtung ist, als optisches Farbsynthetisierungssystem
verwendet wird. Es ist somit möglich,
eine Projektionstyp-Anzeigevorrichtung zu verwirklichen, in der
die Ungleichmäßigkeit
der Farbe und der Leuchtintensität
klein ist und die Beleuchtungseffizienz hoch ist. Da ferner das Farbsynthetisierungssystem
verwendet wird, das ein dichroitisches Prisma enthält, kann
die Brennweite der Projektionslinse verkürzt werden, wobei eine große Anzeige
in einem kurzen Abstand verwirklicht werden kann. Folglich ermöglicht die
Anwendung des Aufbaus dieser Ausführungsform auf einen Rückseitenprojektor,
die Tiefe des Projektors zu verkürzen
und den Projektor kompakt zu machen.
-
Da ferner die Brennweiten der Zwischenlinse,
der Eintrittslinse und der Austrittslinse, die optische Vorrichtungen
sind, die das Lichtführungssystem
bilden, auf geeignete Werte eingestellt sind, ist es möglich, das
Auftreten einer Farbungleichmäßigkeit
und den Verlust einer Lichtmenge der durch diese optischen Vorrichtung
laufenden Lichtstrahlen zu verringern, um somit die Ungleichmäßigkeit
der Farbe und der Leuchtintensität
eines projizierten Bildes zu beschränken und ein helles Bild zu
erzeugen.
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Wenn ferner die Eintrittslinse und
die Austrittslinse im Lichtführungssystem
integral ausgebildet sind, kann, da die Anzahl der Komponenten reduziert
werden kann, das optische System kompakt und kostengünstig sein.
Wenn die integrierte Linse durch eine asphärische Linse ersetzt wird,
ist es möglich, das
optische System kompakt zu machen und die sphärische Aberration zu reduzieren.
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Da in dieser Ausführungsform andererseits die
Teilungszahl in der optischen Homogenbeleuchtungsvorrichtung innerhalb
eines Bereiches von 3 bis 7 eingestellt ist und die Pixelteilung
der Flüssigkristalltafel
auf weniger als 50 μm
eingestellt ist, können eine
Farbungleichmäßigkeit,
ein Verwischen des Projektionsbildes und dergleichen beschränkt werden.
Somit ist es möglich,
eine Projektionstyp-Anzeigevorrichtung zu verwirklichen, die ein
Projektionsbild mit hoher Qualität
erzeugen kann.
-
Zweite Ausführungsform
-
10 zeigt
eine Projektionstyp-Anzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Eine Projektionstyp-Anzeigevorrichtung 100 in
dieser Ausführungsform
ist die gleiche wie die obenerwähnte
Projektionstyp-Anzeigevorrichtung 1 in der ersten Ausführungsform, mit
Ausnahme der Struktur eines Lichtführungssystems. Ähnliche
Komponenten sind daher mit ähnlichen
Bezugszeichen bezeichnet, wobei deren Erläuterung weggelassen wird.
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Ein Lichtführungssystem 9E in
der Projektionstyp-Anzeigevorrichtung 100 dieser Ausführungsform
wird gebildet von einem eintrittsseitigen Dreieckprisma 901, einem
austrittsseitigen Dreieckprisma 902 und einem quadratischen
Prisma 903, das zwischen den Dreieckprismen 901 und 902 angeordnet
ist.
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Die Operation des Lichtführungssystems 9E in
dieser Ausführungsform
wird mit Bezug auf 10(B) beschrieben.
Ein von der Kondensorlinse 103 gebündelter Lichtstrahl tritt vertikal
in eine Eintrittsebene 904 des Dreieckprismas 901 ein,
wird von einer Totalreflexionsfläche 905 reflektiert
und von einer Austrittsfläche 906 ausgegeben.
Die Totalreflexionsfläche 905 kann
eine optische flache Oberfläche sein,
die lediglich aus Glas oder Kunststoff gefertigt ist. Wenn jedoch
der eintretende Strahl einen Lichtstrahl mit einem Winkel enthält, der
nicht total reflektiert wird, ist die Totalreflexionsfläche 905 vorzugsweise
mit einem Metallfilm, wie z. B. Aluminium, Silber und dergleichen,
beschichtet. Statt dessen kann eine Beschichtung mit einem dielektrischen
reflektierenden Mehrschichtfilm durchgeführt werden. Da die Eintrittsfläche 904 und
die Austrittsfläche 906 zum Führen von
Licht durch die Totalreflexion dienen, wie gezeigt ist, muss jede
von diesen eine Grenzfläche zwischen
Luft und dem Glasmaterial sein und kann nicht mit benachbarten optischen
Elementen in Kontakt sein. Es ist daher notwendig, dass fünf Flächen des
Dreieckprismas 901 alle optisch flache Flächen sind,
wobei in bestimmten Fällen
die Eintrittsfläche 904 und
die Austrittsfläche 906 derselben
mit einer reflexionsdämpfenden
Beschichtung beschichtet sein müssen.
Insbesondere wird vorzugsweise eine Nicht-Reflexions-Beschichtung
auf die Grenzfläche zwischen
dem Dreieckprisma 901 und dem benachbarten Dreieckprisma 903 aufgebracht.
-
Sechs Flächen des quadratischen Prismas 903 sind
jeweils optisch flache Flächen,
wobei vier Flächen 907 parallel
zu einer Hauptachse des hindurchlaufenden Strahls den Lichtstrahl
mittels Totalreflexion führen.
Das Dreieckprisma 902 auf der Austrittsseite des quadratischen
Prismas 903 besitzt die gleiche Struktur wie das Dreieckprisma 901 auf
der Eintrittsseite. Der emittierte Strahl tritt in den Anzeigebereich 5A der
Flüssigkristalltafel 5G ein.
-
Um die Übertragungsrate des Strahls
zu verbessern, sind weisen die Form der Eintrittsoberfläche 904 des
Dreieckprismas 901 und die Form der Austrittsfläche des
Dreieckprismas 902 nahezu die gleiche rechtwinklige Form
des Anzeigebereiches 5A der Flüssigkristalltafel 5G auf.
Die optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung 3 des optischen
Beleuchtungssystems wird, wie in 3 gezeigt
ist, von ersten und zweiten Linsenplatten 31 und 32 gebildet, in
denen jeweils rechtwinklige Linsen in einer Matrix angeordnet sind.
Die Eintrittsoberfläche 904 des
eintrittsseitigen Dreieckprismas 901 wird nahezu gleichmäßig beleuchtet,
bezüglich
seiner rechtwinkligen Form. Die drei Prismen übertragen den eintretenden Strahl
zum Anzeigebereich 5A der Flüssigkristalltafel 5G,
während
die Lichtmenge, der gebündelte
Zustand und die gleichmäßige Helligkeitsverteilung
des eintretenden Strahls beibehalten werden. Obwohl es notwendig
ist, das Dreieckprisma 902 auf der Austrittsseite und die
Flüssigkristalltafel 5G dicht
beieinander anzuordnen, kann dann, wenn ein Abstand vorhanden ist,
der nicht vernachlässigt
werden kann, ein Prisma oder eine Linse für die Lichtführung zusätzlich angeordnet
werden.
-
Es kann der gleiche Vorteil wie bei
der obenenroähnten
ersten Ausführungsform
durch die Projektionstyp-Anzeigevorrichtung mit einem solchen Aufbau
in dieser Ausführungsform
erhalten werden. Anstelle des quadratischen Prismas 903 des
Lichtführungssystems
in dieser Ausführungsform
kann z. B. ein zylindrisches Lichtführungselement verwendet werden,
das aus der Kombination von vier reflektierenden Spiegeln gebildet
wird.
-
Das in 10(B) gezeigte
quadratische Prisma 903 kann durch ein zylindrisches Lichtführungssystem
ersetzt werden, das von vier reflektierenden Spiegeln 903' gebildet wird,
wie in 10(C) gezeigt
ist. Obwohl die Reflektivität
der Lichtführungsoberflächen ein
wenig verringert ist, wird die Funktion nicht verändert. Wie
in 10(D) gezeigt ist,
kann das Lichtführungssystem
von zwei oberen und unteren reflektierenden Platten 911 und 912 und zwei
reflektierenden Spiegeln 913 und 914 gebildet werden,
um den optischen Weg abzuknicken. Obwohl in diesem Fall der eintretende
Strahl nicht ohne jeglichen Verlust an Lichtmenge übertragen
werden kann, kann das Verlustmaß reduziert
werden durch Verkürzen
der Brennweite der Linse 103 bis zu einem gewissen Ausmaß. Da die
Beleuchtungsverteilung ebenfalls nicht aufrechterhalten werden kann,
ist dieses Verfahren für
die optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung unter Verwendung der
zylindrischen Linsen, wie in 3(C) gezeigt,
geeignet.
-
Vierte Ausführungsform
-
11 zeigt
eine Projektionstyp-Anzeigevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform, deren
Prinzipien in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Eine
Projektionstyp-Anzeigevorrichtung 200 in dieser Ausführungsform
ist so gestaltet, dass sie ein optisches System in einem Gehäuse 201 kompakt
aufnimmt. Das optische System in dieser Ausführungsform wird gebildet von
einem optischen Beleuchtungssystem 2B, einem optischen Farbtrennsystem 4,
Lichtventilen 5R, 5G und 5B, einem optischen
Farbsynthetisierungssystem 6, einer Projektionslinse 7 und
einem Lichtführungssystem 9D.
Unter diesem Komponenten sind das optische Farbtrennsystem 4,
die Lichtventile 5R, 5G und 5B, das optische
Farbsynthetisierungssystem 6 und die Projektionslinse 7 dieselben
wie diejenigen in der Vorrichtung 100 der ersten Ausführungsform.
Das Lichtführungssystem 9D ist
das gleiche wie dasjenige, das in 9(A) gezeigt
ist. Die Komponenten, die den obenerwähnten Komponenten entsprechen,
sind daher mit ähnlichen
Bezugszeichen bezeichnet, wobei deren Erläuterung weggelassen wird.
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In der Vorrichtung 200 dieser
Ausführungsform
ist die Richtung eines von einer Lichtquellenlampe 21 emittierten
Strahls in einem rechten Winkel im optischen Beleuchtungssystem 2B abgeknickt,
so dass eine Zentralachse eines vom optischen Beleuchtungssystem 2B emittierten
Strahls parallel zu einer optischen Achse 7a der Projektionslinse 7 ist. Das
optische Beleuchtungssystem 2B ist mit einem Polarisationsstrahl-Umsetzungssystem 11 versehen.
-
Mit anderen Worten, das optische
Beleuchtungssystem 2B in dieser Ausführungsform wird gebildet von
einer Lichtquelle 2, die die Lampe 21 und einen
Reflexionsspiegel 22 umfasst, der Polarisationsstrahl-Umsetzungsvorrichtung 11,
die auf der Austrittsseite der Lichtquelle 2 angeordnet
ist, und einer optischen Homogenbeleuchtungsvorrichtung 3A auf
der Austrittsseite der Polarisationsstrahl-Umsetzungsvorrichtung 11.
-
Wie in 12 gezeigt
ist, wird die Polarisationsstrahl-Umsetzungsvorrichtung 11 in
dieser Ausführungsform
gebildet von einem Polarisationsstrahlteiler 111, einem Reflexionsspiegel 112 und
einer λ/2-Phasenplatte 113.
Ein beliebig polarisierter Strahl 114, der von der Lichtquelle 2 ausgesendet wird,
wird in zwei linear polarisierte Strahlen getrennt, einen P-polarisierten
Strahl 115 und einen S-polarisierten Strahl 116,
mittels des Polarisationsstrahltei lers 111, der ein Polarisationsstrahltrennelement
ist. Da die Polarisationsstrahltrennfunktion des Polarisationsstrahlteilers 111 eine
Abhängigkeit
von einem Eintrittswinkel aufweist, ist eine Lichtquelle geeignet, die
eine Lampe mit einer kurzen Bogenlänge aufweist und einen Strahl
mit hervorragender Parallelität emittieren
kann. Wenn der abgetrennte P-polarisierte Strahl 115 durch
die λ/2-Phasenplatte 113 läuft, die ein
Polarisationsebenendrehelement ist, wird eine Polarisationsebene
desselben um einen Winkel von 90° gedreht
und der P-polarisierte Strahl 115 wird in einen S-polarisierten
Strahl umgesetzt. Andererseits wird der S-polarisierte Strahl 116 unverändert ausgegeben,
während
sein optischer Weg lediglich vom prismatischen Reflexionsspiegel 112 abgeknickt wird.
In dieser Ausführungsform
ist der Reflexionsspiegel 112z. B. aus einem mit Aluminium
bedampften Film gefertigt. Da der Reflexionsspiegel 112 eine höhere Reflexionsrate
für einen
S-polarisierten Strahl aufweist als für einen P-polarisierten Strahl,
wird der optische Weg des S-polarisierten Strahls vom Reflexionsspiegel 112 abgeknickt.
Als Reflexionsspiegel 112 kann ein gewöhnlicher ebener Reflexionsspiegel anstelle
eines solchen prismatischen Spiegels verwendet werden. Der beliebig
polarisierte Strahl 114 von der Lichtquelle wird als S-polarisierter
Strahl ausgegeben, indem er durch die Polarisationsstrahl-Umsetzungsvorrichtung 11 mit
einer solchen Struktur geleitet wird. Obwohl der Ppolarisierte Strahl
in dieser Ausführungsform
in den S-polarisierten Strahl umgesetzt wird, ist es im Gegensatz
hierzu auch zulässig, dass
der Spolarisierte Strahl in einen P-polarisierten Strahl umgesetzt
wird und der P-polarisierte Strahl von der Polarisationsstrahl-Umsetzungsvorrichtung 11 emittiert
wird.
-
Die optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung 3A,
die auf der Austrittsseite der Polarisationsstrahl-Umsetzungsvorrichtung 11 angeordnet
ist, wird gebildet von einer ersten Linsenplatte 31, die
auf einer Ebene senkrecht zur Hauptachse des ausgegebenen S-polarisierten
Strahls 116 angeordnet ist, einer zweiten Linsenplatte 32 orthogonal
zur ersten Linsenplatte 31, und einem Reflexionsspiegel 33,
der zwischen den Linsenplatten 31 und 32 angeordnet ist,
um den optischen Weg in einem rechten Winkel abzuknicken. Die ersten
und zweiten Linsenplatten weisen jeweils die gleiche Struktur auf
wie in der ersten Ausführungsform.
Der auf die optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung 3A auftreffende
Lichtstrahl wird somit in einem rechten Winkel abgeknickt und ausgegeben.
Der ausgegebene weiße
S-polarisierte Strahl wird durch das optische Farbtrennsystem 4 in
Strahlen der Primärfarben
getrennt. Die getrennten Farbstrahlen werden vom optischen Farbsynthetisierungssystem 6,
das ein dichroitisches Prisma umfasst, synthetisiert, und unter
Vergrößerung durch
die Projektionslinse 7 vergrößert und auf einen Bildschirm 8 projiziert.
-
Wie oben erwähnt worden ist, ist der optische
Weg in der Vorrichtung 200 dieser Ausführungsform so geformt, dass
die Richtung des Projektionsstrahls parallel und entgegengesetzt
zur Emissionsrichtung des optischen Beleuchtungssystems 2B ist, wobei
ein Kühlgebläse 12 zum
Beschränken
der Wärmeerzeugung
der Lichtquellenlampe 21 auf der Rückseite der Lichtquelle 2 im
Gehäuse 201 angeordnet
ist.
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Die durch die Verwendung zur Kühlung erhitzte
Luft wird daher in der Vorrichtung 200 dieser Ausführungsform
in der gleichen Richtung abgegeben wie der Projektionsstrahl. Wenn
ein Bild auf einem Reflexionstyp-Bildschirm angezeigt wird, um betrachtet
zu werden, während
diese Projektionstyp-Anzeigevorrichtung
als Frontprojektor verwendet wird, befindet sich ein Betrachter
gewöhnlich
hinter der Vorrichtung. Dies ist somit vorteilhaft, indem verhindert
wird, dass das Sehen und das Hören
des Betrachters durch das Geräusch
des Kühlgebläses oder die
abgegebene warme Luft gestört
wird. Wenn ferner die Vorrichtung an einem Ort installiert ist,
dessen Raum relativ beengt ist, wie z. B. in einem Audiogestell,
wird, da die Luft von dessen Vorderseite abgegeben wird, die abgegebene
Luft nicht in der Umgebung gestaut, was vorteilhaft ist.
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In der Vorrichtung 200 dieser
Ausführungsform
ist das optische Beleuchtungssystem 2B mit der Polarisationsstrahl-Umsetzungsvorrichtung 11 versehen.
Der beliebig polarisierte Strahl, der von der Lichtquelle emittiert
wird, wird somit in zwei spezifische linear polarisierte Strahlen
umgesetzt, wobei die umgesetzten Strahlen effizient überlagert
werden und mit geringem Verlust bei der Emission ausgegeben werden.
Dies kann ein helles optisches Beleuchtungssystem verwirklichen,
das nur polarisierte Strahlen mit hoher Effizienz ausgeben kann.
Da ferner die ausgegebenen polarisierten Strahlen in dieser Ausführungsform
durch die optische Homogenbeleuch tungsvorrichtung 3A laufen,
wird die Ungleichmäßigkeit
der Farbe und der Leuchtintensität, die
in der Lichtquelle hervorgerufen wird, beschränkt, wobei ein Beleuchtungslicht
mit hoher Gleichmäßigkeit
erhalten werden kann.
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INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
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Wie oben beschrieben worden ist,
weist in der Projektionstyp-Anzeigevorrichtung der vorliegenden
Erfindung ein optisches Beleuchtungssystem eine optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung
auf, während
ein Farbsynthetisierungssystem ein dichroitisches Prisma aufweist,
ein Lichtführungssystem
im optischen Weg eines Farbstrahls mit der längsten optischen Weglänge in einem
Farbtrennsystem angeordnet ist, und wobei die emittierten Farbstrahlen,
die durch das Farbtrennsystem getrennt worden sind, mittels Kondensorlinsen
gebündelt
und auf Lichtventile gerichtet werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird somit die Ungleichmäßigkeit
der Farbe und der Leuchtintensität
des Lichts von einer Lichtquelle durch die optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung
beschränkt.
Das Farbsynthetisierungssystem ist ein Prismenverbundsystem, das
eine geringere Ungleichmäßigkeit
der Farbe und der Leuchtintensität hervorruft
als ein Spiegelverbundsystem, weshalb darin kaum eine Ungleichmäßigkeit
der Farbe und dergleichen hervorgerufen wird. Da ferner das Licht des
Farbstrahls mit der längsten
optischen Weglänge mit
einem geringen Verlust an Lichtmenge durch das Lichtführungssystem übertragen
wird und die gebündelten
Strahlen von den Kondensorlinsen auf die Lichtventile gerichtet
werden, ist der Verlust an Lichtmenge klein und die Beleuchtungseffizienz
verbessert. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es somit möglich,
eine Projektionstyp-Anzeigevorrichtung zu verwirklichen, die eine
geringere Ungleichmäßigkeit der
Farbe und der Leuchtintensität
hervorruft als sonst und die eine hohe Beleuchtungseffizienz aufweist.
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In der vorliegenden Erfindung sind
die Brennweiten der Linsen, die Komponenten des Lichtführungssystems
sind, auf geeignete Werte eingestellt, oder es wird ein Prisma als
Lichtführungssystem
verwendet. Da gemäß diesem
Aufbau die Ungleichmäßigkeit
der Farbe und der Verlust an Lichtmenge im Lichtführungssystem
beschränkt
werden können,
ist es möglich,
ein Projektionsbild mit einer geringen Ungleichmäßigkeit der Farbe und einer
hohen Beleuchtungseffizienz zu erzeugen.
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In der vorliegenden Erfindung wird
ferner ein dichroitisches Prisma, das ein um die Zentralachse des
optischen Projektionssystem rotatorisch symmetrisches Element ist,
als Farbsynthetisierungssystem verwendet, wobei eine Flüssigkristalltafel
mit einer kleinen Pixelteilung von weniger als etwa 50 μm als Lichtventil
verwendet wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist es somit möglich,
ein Projektionsbild mit hoher Auflösung zu erzeugen und die gesamte
Vorrichtung zu verkleinern, indem eine Flüssigkristalltafel verwendet
wird, die einen Polysilicium-TFT oder dergleichen verwendet, der
leicht kompakt auszuführen
ist.
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Da die Teilungszahl der Linsenplatten,
die die optische Homogenbeleuchtungsvorrichtung bilden, innerhalb
eines Bereiches von 3 bis 7 in der vorliegenden Erfindung eingestellt
ist, ist es möglich,
ein Projektionsbild zu erzeugen, dessen Ungleichmäßigkeit
der Farbe beschränkt
ist.
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Da ferner das optische Beleuchtungssystem mit
einer Polarisationsstrahl-Umsetzungsvorrichtung in
der vorliegenden Erfindung versehen ist, ist es möglich, den
Emissionsverlust des von der Lichtquellenlampe emittierten Lichts
zu beschränken,
und somit ein helles Projektionsbild zu erzeugen.
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Andererseits ist der optische Pfad
im optischen Projektionstyp-System der vorliegenden Erfindung so
geformt, dass das Projektionslicht in der Richtung entgegengesetzt
und parallel zur Vorwärtsrichtung
des vom optischen Beleuchtungssystem emittierten Lichtstrahls ausgegeben
werden kann, wobei ein Kühlmittel
für die
Lichtquellenlampe auf der Austrittsseite des Projektionslichts im
Vorrichtungsgehäuse
angeordnet ist. Entsprechend einem solchen Aufbau ist dann, wenn
die Anzeigevorrichtung als Frontprojektor verwendet wird, das Kühlmittel
bezüglich
eines Betrachters des Projektionsbildes auf der Rückseite
angeordnet, wobei die Luft vom Kühlmittel
bezüglich
des Betrachters zur Rückseite
abgegeben wird. Dies ist somit vorteilhaft, um zu verhindern, dass
die Geräusche
und die abgegebene Luft vom Kühlmittel
den Betrachter stören.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist andererseits neben den obigen Vorteilen eine große Projektion
in einem kurzen Abstand leicht durchzuführen, da eine hintere Brennweite
der Projektionslinse des optischen Systems kurz ist. Es ist somit
möglich, eine
Projektionstyp-Anzeigevorrichtung zu verwirklichen, die für eine Präsentationsanwendung
und eine Heimkinoanwendung geeignet ist. Da die hintere Brennweite
der Projektionslinse kurz ist, ist es ferner möglich, eine Projektionslinse
mit einer kleinen F-Zahl durch eine kleine Anzahl von Linsen zu
verwirklichen und somit die Fertigungskosten der Vorrichtung zu
senken.