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Diese
Erfindung betrifft eine farbtrennende/farbrekombinierende Einheit
für einen
LCD-Projektor, die drei reflektierende LCD-Paneelen verwendet, sowie
einen kompakten LCD-Projektor, der diese farbtrennende/farbrekombinierende
Einheit einsetzt.
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Unter
Bezugnahme auf die 10 wird nunmehr eine Erläuterung
eines herkömmlichen
LCD-Projektors gemacht.
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Wie
es in der Ansicht in der 10 gezeigt
ist, umfasst der herkömmliche
LCD-Projektor, der
drei LCD-Paneelen einsetzt, eine Lichtquelleneinheit 1,
eine farbtrennende/farbrekombinierende Einheit 2, eine
reflektierende Lichtmodulationseinheit 3, die aus drei
LCD-Paneelen 31, 32 und 33 besteht, die
separierte Farbkomponenten modulieren, um diese in Abbildungslicht
jeder Farbe zu wandeln, sowie ein optisches Projektionssystem 4,
welches eine Projektionslinse umfasst.
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Die
Lichtquelleneinheit 1 umfasst eine Lampe 11a,
einen Reflektor 11b und Polarisationsumwandlungsmittel
(nicht dargestellt), die das Licht von der Lampe 11a in
polarisiertes Licht wandeln, welches eine vorgegebene Polarisationsrichtung
hat, so dass die Lichtquelleneinheit 1 Licht abgeben kann,
welches in einer speziellen Polarisationsrichtung polarisiert ist.
Die farbtrennende/farbrekombinierende Einheit 2 ist mit
zwei Kaltlichtspiegeln 21, 23 und mit einem reflektierenden
Spiegel 22 versehen, um das Licht, welches von der Lichtquelleneinheit 1 einfällt, in
die drei primären
Farbkomponenten aufzuspalten. Bei diesem Projektor wird das Licht,
welches von der Lichtquelleneinheit 1 ausgegeben wird,
in ein s-polarisiertes Licht mittels der Polarisationsumwandlungsmittel
umgewandelt.
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Von
dem Licht, welches von der Lichtquelleneinheit 1 abgegeben
wird, wird zum Beispiel s-polarisiertes Licht einer roten Komponente
senkrecht von einem ersten Kaltlichtspiegel 21 reflektiert
und eine blaue Komponente und eine grüne Komponente treten durch
den ersten Kaltlichtspiegel 21 hindurch und die separierte
rote Komponente tritt in einen ersten Polarisationsstrahlteiler
(im Folgenden als PBS bezeichnet) ein, nämlich in einen PBS für Rot 24.
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Das
s-polarisierte Licht der blauen Komponente und das s-polarisierte
Licht der grünen
Komponente, die durch den ersten Kaltlichtspiegel 21 hindurch
verlaufen, reflektieren senkrecht von dem reflektierenden Spiegel 22 und
treten in einen zweiten Kaltlichtspiegel 23 ein. Die blaue
Komponente tritt durch den zweiten Kaltlichtspiegel 23 hindurch,
während
die grüne
Komponente von dem zweiten Kaltlichtspiegel 23 zurück reflektiert
wird.
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Das
s-polarisierte Licht der blauen Komponente, welches durch den zweiten
Kaltlichtspiegel 23 hindurch tritt, tritt in einen zweiten
PBS ein, nämlich
in einen PBS für
blau 25, während
das s-polarisierte Licht der grünen
Komponente, welches senkrecht von dem zweiten Kaltlichtspiegel reflektiert
wird, in einen dritten PBS eintritt, nämlich einen PBS für grün 26.
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Der
PBS für
rot 24 umfasst im Inneren eine Trennfläche 24a für polarisiertes
Licht, so dass s-polarisiertes Licht senkrecht reflektiert wird
und p-polarisiertes Licht hindurch tritt. Nachdem die rote Komponente von
dem ersten Kaltlichtspiegel 21 emittiert bzw. abgegeben
wurde, reflektiert diese senkrecht von dem PBS für rot 24 zurück, in Richtung
einer ersten LCD-Paneele 31. Auf der Basis von Bildinformation
für rot
rotiert die LCD-Paneele 31 die Polarisationsrichtung des
roten Lichtes um 90 Grad, welches in das Teil eingetreten ist, um
in rot angezeigt zu werden, d. h., die LCD-Paneele 31 konvertiert s-polarisiertes
rotes Licht in p-polarisiertes rotes Licht und reflektiert es. Das
p-polarisierte rote Abbildungslicht, welches von der LCD-Paneele 31 reflektiert
wird, tritt durch den PBS 24 für rot hindurch und tritt in
ein Kaltlichtprisma für
die Rekombination 27 ein.
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Der
PBS für
blau 25 umfasst im Inneren eine Trennfläche 25a für polarisiertes
Licht, so dass s-polarisiertes Licht senkrecht reflektiert wird
und so dass p-polarisiertes Licht hindurch tritt. Nach dem Hindurchtreten durch
den zweiten Kaltlichtspiegel 23 reflektiert das s-polarisierte
Licht der blauen Komponente senkrecht von dem PBS für blau 25,
in Richtung einer zweiten LCD-Paneele 32, so dass p-polarisiertes
blaues Abbildungslicht, welches durch die LCD-Paneele 32 reflektiert
wird, durch den PBS für
blau 25 hindurch tritt und in das Kaltlichtprisma für die Rekombination 27 eintritt,
und zwar an der gegenüberliegenden
Seite, an der das rote Abbildungslicht eingetreten ist.
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Der
PBS für
grün 26
umfasst im Inneren eine Trennfläche 26a für polarisiertes
Licht, so dass s-polarisiertes Licht senkrecht reflektiert wird
und so dass p-polarisiertes Licht hindurch tritt. Nach der Reflexion
von dem zweiten Kaltlichtspiegel 23 reflektiert das s-polarisierte
Licht der grünen
Komponente senkrecht von dem PBS für grün 26, in Richtung einer dritten
LCD-Paneele 33. P-polarisiertes grünes Abbildungslicht, welches durch
die LCD-Paneele 33 reflektiert wurde, tritt durch den PBS
für grün 26 hindurch
und tritt in das Kaltlichtprisma für die Rekombination 27 ein,
und zwar von einer orthogonal liegenden Seite, jeweils zu den Seiten,
an denen das rote Abbildungslicht und das blaue Abbildungslicht
eingetreten ist.
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Das
Innere des Kaltlichtprismas zur Rekombination 27 umfasst
zwei dichroische Flächen 27a und 27b, die
sich gegenseitig im rechten Winkel schneiden. Die erste dichroische
Fläche 27a,
die das blaue Abbildungslicht senkrecht zurück reflektiert, sowie das rote
Abbildungslicht und das grüne
Abbildungslicht hindurch treten läßt, rekombiniert das blaue
Abbildungslicht und das grüne
Abbildungslicht. Die zweite dichroische Fläche 27b, durch die
das blaue Abbildungslicht und das grüne Abbildungslicht hindurchtritt,
reflektiert das rote Abbildungslicht senkrecht zurück. Im Ergebnis
werden die Abbildungslichter von diesen drei primären Farben
rekombiniert.
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Wie
es in der 11 gezeigt ist, umfasst ein
weiterer herkömmlicher
LCD-Projektor, der drei LCD-Paneelen einsetzt, eine Polarisationsplatte 12,
die lediglich p-polarisiertes
Licht eines weissen Lichtes überträgt, welches
von einer Lichtquelleneinheit 1 abgegeben wird, die mit
einer Lichtquelle 11 versehen ist, die eine Lampe 11a und
einen Reflektor 11b hat.
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Eine
farbtrennende/farbrekombinierende Einheit 5 umfasst eine
schmalbandige Retardationsplatte 51, die eine Polarisationsrichtung
um 90 Grad verdreht, nämlich
ei nes p-polarisierten Lichtes, welches eine vorbestimmte Wellenlänge hat,
zum Beispiel nur eine rote Komponente, um diese in ein s-polarisiertes
Licht zu konvertieren, einen PBS für die Separation von rot 52,
einen PBS für
rot 53, zwei schmalbandige Retardationsplatten 54, 56,
die eine Polarisationsrichtung von lediglich Licht der blauen Komponente
um 90 Grad drehen, um es in s-polarisiertes Licht zu wandeln, einen
PBS für
die Separation/Rekombination von blau und grün 55, sowie einen PBS für die Rekombination 57.
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Obwohl
weisses Licht, welches von der Lampe 11a emittiert wird,
als p-polarisiertes weisses Licht von der Polarisationsplatte 12 emittiert
wird, konvertiert die erste schmalbandige Retardationsplatte 51 nur
die rote Komponente in ein s-polarisiertes Licht.
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Das
s-polarisierte Licht der roten Komponente reflektiert senkrecht
an dem PBS für
die Separation von rot 52 und dem PBS für rot 53, und verläuft zum
LCD-Paneel für
rot 31.
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P-polarisiertes
Licht der blauen Komponente, welches durch den PBS für die Separation
von rot 52 hindurch tritt, wird in seiner Polarisationsrichtung
um 90 Grad gedreht, um in s-polarisiertes Licht durch die zweite
schmalbandige Retardationsplatte 54 gewandelt zu werden.
Das s-polarisierte Licht der blauen Komponente reflektiert senkrecht
von dem PBS für
die Separation/Rekombination von blau und grün 55, um in das LCD-Paneele
für blau
32 einzutreten.
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P-polarisiertes
Licht der grünen
Komponente, welches durch den PBS für die Separation von rot 52 hindurch
tritt, tritt durch die zweite schmalbandige Retardationsplatte 54 und
durch den PBS für
die Separation/Rekombination von blau und grün 55 hindurch und tritt in
die LCD-Paneele für
grün 33
ein.
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Diese
reflektierenden LCD-Paneelen 31, 32 und 33 rotieren
die Polarisationsrichtung um 90 Grad, und zwar von Licht, welches
auf Pixel fällt,
die dargestellt werden sollen, auf der Basis der Bildinformation
von jeder Farbe, und sie reflektieren das Licht in die entgegengesetzte
Richtung, aus der das Licht eingetreten ist. Licht, welches auf
Pixel fällt,
die nicht dargestellt werden sollen, wird von den LCD-Paneelen in
die entgegengesetzte Richtung reflektiert, aus der das Licht eingetreten
ist, ohne dass seine Polarisationsrichtung geändert wird.
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Da
das rote Abbildungslicht, welches von der LCD-Paneele für rot 31
reflektiert wird, p-polarisiertes Licht ist, tritt das rote Abbildungslicht
durch den PBS für
rot 53 hindurch und tritt durch den PBS für die Rekombination 57 hindurch,
um in das optische Projektionssystem 4 einzutreten. Da
das blaue Abbildungslicht, welches von der LCD-Paneele für blau 32
reflektiert wird, p-polarisiertes Licht ist, nachdem es durch den
PBS für die
Separation/Rekombination von blau und grün 55 hindurch getreten ist
und durch die dritte schmalbandige Retardationsplatte 56 wieder
in s-polarisiertes Licht konvertiert worden ist, reflektiert das
blaue Abbildungslicht senkrecht von dem PBS für die Rekombination 57 und
tritt in das optische Projektionssystem 4 ein.
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Da
das grüne
Abbildungslicht, welches von der LCD-Paneele für grün 33 reflektiert worden ist,
s-polarisiertes Licht ist, nachdem es senkrecht von dem PBS für die Separation/Rekombination
von blau und grün 55
reflektiert worden ist, und nachdem es durch die dritte schmalbandige
Retardationsplatte 56 hindurch getreten ist, reflektiert
das grüne
Abbildungslicht senkrecht von dem PBS für die Rekombination 57 und
tritt in das optische Projektionssystem 4 ein.
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Bei
dem herkömmlichen
LCD-Projektor nach der 10 sind der PBS für rot 24,
der PBS für
blau 25, der PBS für
grün 26
sowie das Kaltlichtprisma für
die Rekombination 27 jeweils als Würfel ausgebildet. Unter Berücksichtigung
der Diffusion von Licht, die zwischen der Lichtquelleneinheit 1 und
dem optischen Projektionssystem 4 auftritt, sollte eine
Seite von jeder Oberfläche
dieser Würfel
nicht länger
sein als eine Seite (oder längere
Seite) jeder LCD-Paneele 31, 32 und 33.
Die beiden Kaltlichtspiegel 21 und 23 und der
Totalreflexionsspiegel 22 sollten rechteckig ausgebildet
sein, so dass das projizierte Licht in einer Einfallsrichtung und
in einer Reflexionsrichtung in einem Quadrat größer wird als ein Bereich jeder
LCD-Paneele 31, 32, 33.
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Durch
diese Ausbildung erfordert die farbtrennende/farbrekombinierende
Einheit 2 eine Fläche,
die mehr als neunmal größer ist
als einer der PBS 24, 25, 26 oder als das
Kaltlichtprisma 27, was nicht erwünscht ist bei der Miniaturisierung
der farbtrennenden/farbrekombinierenden Einheit 2 und bei
LCD-Projektoren, die diese Einheit verwenden. Auch, da die Weglänge für jede Farbkomponente
zwischen jeder LCD-Paneele 31, 32, 33 und
dem optischen Projektionssystem 4 lang ist, sollte eine
Blendenöffnungsgröße des optischen
Projektionssystems 4 groß genug sein, was wiederum
die Miniaturisierung des LCD-Projektors schwierig gestaltet.
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Bei
dem herkömmlichen
LCD-Projektor nach der 11 wäre die farbtrennende/farbrekombinierende Einheit 5 kleiner
als bei dem in der 10, da vier PBS 52, 53, 55, 57 in
zwei Linien horizontal und vertikal in einer zweidimensionalen Ansicht
angeordnet sind.
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Es
wurde jedoch die weitere Miniaturisierung der farbtrennenden/farbrekombinierenden
Einheit 5 als unmöglich
angesehen, da die Idee, dass die Farbkomponenten in der farbtrennenden/farbrekombinierenden Einheit 5 in
einer Ebene aufgespaltet und rekombiniert werden müssen, tief
verwurzelt ist.
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Unter
Berücksichtigung
dieser Umstände
erreichten wir eine bemerkenswert kleine farbtrennende/farbrekombinierende
Einheit, verglichen mit den herkömmlichen
Vorrichtungen, durch dreidimensionale Separation und Rekombination
der Farbkomponenten durch unterschiedliche Versuche und Fehler,
und schließlich wurde
unsere Erfindung vervollständigt.
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Es
wird auch Bezug genommen auf die
EP-A-0 984 637 , die ein Projektionsanzeigesystem
für reflektierende
Lichtventile betrifft, eine Reflektorstruktur umfassend, die mehrere
Polarisationsstrahlteiler und dichroische Filter darin aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine bemerkenswert kleine
farbtrennende/farbrekombinierende Einheit und einen kompakten LCD-Projektor
zu schaffen.
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Gemäß einem
ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine farbtrennende/farbrekombinierende
Einheit geschaffen, die in Form eines Würfels ausgebildet ist, mit:
einer Lichteinfallsfläche,
die einer Lichtquelleneinheit zugewandt ist, die Licht abgibt, welches
eine vorbestimmte Polarisationsrichtung aufweist; einer ersten,
zweiten und dritten Lichteinfalls-/ausfallsfläche, von denen jede, einem
reflektierenden Lichtmodulationselement zugewandt ist; einer Lichtausfallsfläche, die
einem optischen Projektionssystem zugewandt ist; einer weiteren
Oberfläche;
und mit innenliegenden Farbtrenn-/-rekombinierungsmitteln, wobei
die Farbtrenn-/-rekombinierungsmittel das Licht in die drei primären Farbkomponenten
aufspalten, welches von der Lichtquelleneinheit abgegeben wird,
die aufgetrennten Komponenten über
die Lichteinfalls-/ausfallsflächen abgeben,
die drei Farbkomponenten rekombinieren, deren Polarisationsrichtung
um 90 Grad gedreht wurde und die von den reflektierenden Lichtmodulationselementen
reflektiert wurden, die gegenüberliegend
den Lichteinfalls-/-ausfallsflächen
angeordnet sind, sowie die rekombinierten Farbkomponenten in Richtung
des optischen Projektionssystems abgeben, und wobei die Lichteinfallsfläche, die
erste, zweite und dritte Lichteinfalls-/-ausfallsfläche, die
Lichtausfallsfläche
sowie die weitere Oberfläche
jeweils eine unterschiedliche Seite des Würfels ausbilden.
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Die
Lichteinfallsfläche
und die Lichtausfallsfläche
können
rechtwinkelig zueinander angeordnet sein; die erste Lichteinfalls-/-ausfallsfläche kann
gegenüberliegend
der Lichteinfallsfläche
angeordnet sein; die zweite Lichteinfalls-/-ausfallsfläche kann
gegenüberliegend
der Lichtausfallsfläche
angeordnet sein; und die dritte Lichteinfalls-/-ausfallsfläche kann rechtwinkelig zu der
ersten und zu der zweiten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche angeordnet werden.
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Die
Farbtrenn-/-rekombinierungsmittel können eine erste optische Fläche umfassen,
die mit Bezug zu der Lichteinfallsfläche und zu der Lichtausfallsfläche um 45
Grad geneigt ist, sowie eine zweite optische Fläche umfassen, die mit Bezug
zu der ersten und zu der dritten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche um 45
Grad geneigt ist, sowie eine dritte optische Fläche umfassen, die mit Bezug
zu der dritten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche und
zu der Lichtausfallsfläche
um 45 Grad geneigt ist.
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Gemäß einem
zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein LCD-Projektor geschaffen, mit:
einer farbtrennenden/farbrekombinierenden Einheit; einer Lichtquelleneinheit,
die an einer Lichteinfallsflächenseite
der farbtrennen den/farbrekombinierenden Einheit angeordnet ist und
die Licht ausgibt, welches eine vorbestimmte Polarisationsrichtung
aufweist; ersten, zweiten und dritten reflektierenden Lichtmodulationselementen,
die jeweils an Lichteinfalls-/-ausfallsflächenseiten der farbtrennenden/farbrekombinierenden
Einheit angeordnet sind; und mit einem optischen Projektionssystem,
welches an einer Lichtausfallsflächenseite
der farbtrennenden/farbrekombinierenden Einheit angeordnet ist.
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Die
Farbtrenn-/-rekombinierungsmittel können eine erste optische Fläche, eine
zweite optische Fläche und
eine dritte optische Fläche
aufweisen; die erste optische Fläche
kann in einem Winkel von 45 Grad mit Bezug zu der Lichteinfallsfläche und
zu der Lichtausfallsfläche
angeordnet werden und rechtwinkelig zu der dritten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche sowie
einer Bodenfläche
angeordnet werden, und kann so plaziert sein, dass die erste optische
Fläche
in Kombination mit der Lichteinfallsfläche und mit der ersten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche wie
der Buchstabe Z aussieht, wenn von oben in einer zweidimensionalen
Ansicht betrachtet; die zweite optische Fläche kann in einem Winkel von
45 Grad mit Bezug zu der ersten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche und zu der dritten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche angeordnet
werden und kann rechtwinkelig zu der zweiten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche sowie
der Lichtausfallsfläche
angeordnet sein, und kann so plaziert sein, dass die zweite optische
Fläche
in Kombination mit der dritten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche und
der Bodenfläche
wie der Buchstabe Z aussieht, wenn von der Seite der zweiten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche aus
betrachtet; und die dritte optische Fläche kann in einem Winkel von
45 Grad mit Bezug zu der dritten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche und zu
der Lichtausfallsfläche
angeordnet sein und rechtwinkelig zu der Lichteinfallsfläche sowie
der ersten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche angeordnet werden, und
kann so plaziert werden, dass die dritte optische Fläche in Kombination
mit der dritten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche und
mit der Bodenfläche
wie der Buchstabe Z aussieht, wenn von der Seite der Lichteinfallsfläche aus
betrachtet.
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Die
erste optische Fläche
kann die Eigenschaft haben als eine Trennfläche für polarisiertes Licht zu wirken,
die wahlweise nur das polarisierte Licht mit einer besonderen Wellenlänge aufspaltet,
die s-polarisiertes Licht der blauen Komponente als eine erste Farbkomponente
und s-polarisiertes Licht der grünen
Komponente als eine zweite Farbkomponente reflektiert, und die p-polarisiertes
Licht der blauen Komponente als eine erste Farbkomponente, p-polarisiertes
Licht der grünen
Komponente als eine zweite Farbkomponente und s- und p-polarisiertes
Licht der roten Komponente als eine dritte Farbkomponente überträgt; die
zweite optische Fläche
kann die Eigenschaft haben als eine Trennfläche für polarisiertes Licht zu wirken,
die wahlweise nur das polarisierte Licht mit einer besonderen Wellenlänge aufspaltet,
die nur s-polarisiertes
Licht der roten Komponente reflektiert und die p-polarisiertes Licht
der roten Komponente überträgt, die
p- und s-polarisiertes Licht der grünen Komponente und p- und s-polarisiertes
Licht der blauen Komponente überträgt; und
die dritte optische Fläche
kann die Eigenschaft haben als eine Trennfläche für polarisiertes Licht zu wirken,
die wahlweise nur das polarisierte Licht mit einer besonderen Wellenlänge aufspaltet,
die nur s-polarisiertes Licht der roten Komponente reflektiert und
die p-polarisiertes
Licht der roten Komponente überträgt, die
p- und s-polarisiertes Licht der grünen Komponente und p- und s-polarisiertes
Licht der blauen Komponente überträgt.
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Die
Lichtquelleneinheit kann eine Lichtquelle für weisses Licht umfassen, kann
Polarisationskonvertierungsmittel, die bewirken, dass das Licht
von der weissen Lichtquelle eine vorbestimmte Polarisationsrichtung aufweist,
sowie Mittel umfassen, um die Polarisationsrichtung des Lichtes,
welches eine besondere Wellenlänge
hat, um 90 Grad zu verdrehen.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht, in der ein LCD-Projektor nach der
vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
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2 zeigt
ein Diagramm, in dem der LCD-Projektor nach der vorliegenden Erfindung
dargestellt ist;
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3 zeigt
eine Vorderansicht, in der der LCD-Projektor nach der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist;
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht, in der die farbtrennende/farbrekombinierende
Einheit nach der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
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5 zeigt
eine perspektivische Ansicht, in der die farbtrennende/farbrekombinierende
Einheit nach der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
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6 zeigt
eine perspektivische Ansicht, in der die farbtrennende/farbrekombinierende
Einheit nach der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
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7 zeigt
eine perspektivische Ansicht, in der die farbtrennende/farbrekombinierende
Einheit nach der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
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8 zeigt
eine perspektivische Ansicht, in der die farbtrennende/farbrekombinierende
Einheit nach der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
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9 zeigt
eine perspektivische Ansicht, in der auseinander gebaute Teile der
farbtrennenden/farbrekombinierenden Einheit nach der vorliegenden
Erfindung dargestellt sind;
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10 zeigt
eine Draufsicht auf einen herkömmlichen
LCD-Projektor; und
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11 zeigt
eine Draufsicht auf einen weiteren herkömmlichen LCD-Projektor.
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Der
LCD-Projektor, der in einer perspektivischen Ansicht in der 1 gezeigt
ist, umfasst eine Lichtquelleneinheit 10, eine farbtrennende/farbrekombinierende
Einheit 20, die eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung charakterisiert, eine Farbkomponentenmodulationseinheit 30,
umfassend drei LCD-Paneele 31, 32, 33 sowie
ein optisches Projektionssystem 40. Licht, welches von
der Lichtquelleneinheit 10 abgegeben wird und eine vorgegebene
Polarisationsrichtung hat, tritt in eine Lichteinfallsoberfläche 21 ein,
die eine der Flächen
der farbtrennenden/farbrekombinierenden Einheit 20 ist
und wird in die drei primären
Farbkomponenten aufgespaltet – in
dieser Ausführungsform
in eine blaue Komponente als eine erste Farbkomponente, in eine
grüne Komponente
als eine zweite Farbkomponente und in eine rote Komponente als eine
dritte Farbkomponente – und
zwar durch farb trennende/farbrekombinierende Mittel 50 in
der farbtrennenden/farbrekombinierenden Einheit 20. Die
drei Farbkomponenten werden rekombiniert nachdem sie durch die Farbkomponentenmodulationseinheit 30 moduliert
worden sind. Die rekombinierten Farbkomponente wird von einer Lichtausfalls(ober)fläche 22 emittiert,
die senkrecht zu der Lichteinfallsfläche 21 ist und wird
durch das optische Projektionssystem 40 projiziert und
vergrößert.
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Wie
es in einer Draufsicht nach der 2 und in
einer Vorderansicht nach der 3 gezeigt
ist, umfasst die Lichtquelleneinheit 10 eine Lampe 11,
einen Reflektor 12, der das Licht von der Lampe 11 in
Richtung der Lichteinfallsfläche 21 reflektiert,
einen Polarisierer 13 und eine schmalbandige Retardationsplatte 14,
die das Licht, welches zu der Lichteinfallsfläche 21 gelangt, ausrichten,
so dass es eine vorbestimmte Polarisationsrichtung aufweist. Bei
der vorliegenden Ausführungsform überträgt der Polarisierer 13 zum
Beispiel nur Licht mit einer Polarisationsrichtung (horizontale
Richtung), die durch die Pfeile mit einer geneigten durchgezogenen
Linie in einer perspektivischen Ansicht nach der 4 dargestellt
ist. Eine Polarisationsrichtung einer Farbkomponente – zum Beispiel
der grünen
Komponente – des
Lichtes, welches durch die Polarisationsplatte 13 hindurch
tritt, wird um 90 Grad gedreht, und zwar durch die schmalbandige
Retardationsplatte 14, um eine Polarisationsrichtung (vertikale
Richtung) zu haben, die durch die Pfeile mit einer vertikalen durchgezogenen Linie
in der perspektivischen Ansicht nach der 4 dargestellt
ist.
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Als
Alternative zu der schmalbandigen Retardationsplatte kann eine Kombination
aus einem Kaltlichtspiegel und einer Retardationsplatte benutzt
werden, um einen äquivalenten
Effekt zu erzielen.
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Nebenbei
bemerkt, ist p-polarisiertes Licht ein Licht, welches in einer Ebene
schwingt, die das einfallende Licht, das übertragene Licht und das reflektierte
Licht umfasst, sowie s-polarisiertes Licht ein Licht ist, welches
senkrecht zu der Ebene schwingt, die durch eine Richtung des einfallenden
Lichtes und einer Reflexionsfläche
definiert ist. Deshalb bestimmt die Schwingungsrichtung des einfallenden
Lichtes, ob das Licht p-polarisiertes Licht oder s-polarisiertes
Licht ist, basierend auf der einfallenden und austretenden Richtung des
Lichtes und der Reflexionsfläche.
Bei der vorliegenden Erfindung, wie später noch beschrieben, variiert das
Licht, sogar wenn es aus der gleichen Richtung eintritt und in der
gleichen Richtung schwingt, zwischen p-polarisiertem Licht und s-polarisiertem
Licht, entsprechend den drei optischen Oberflächen der farbtrennenden/farbrekombinierenden
Mittel 50. In den 4 bis 8 ist
die Polarisationsebene des polarisierten Lichtes durch einen xyz-Raum
definiert. Falls rotes Licht zum Beispiel in einer Ebene xy schwingt,
so wird auf das rote Licht als Rxy Bezug genommen.
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In
der perspektivischen Ansicht nach der 4 zeigt
eine Polarisationsrichtung, die durch Pfeile mit einer geneigten
durchgezogenen Linie angezeigt ist, dass eine Ebene yz eine Polarisationsebene
des polarisierten Lichtes ist. Eine Polarisationsrichtung, die durch
Pfeile mit einer vertikalen durchgezogenen Linie angezeigt ist,
zeigt, dass eine Ebene xy eine Polarisationsebene des polarisierten
Lichtes ist. Mit Bezug zu der ersten optischen Fläche 51 der
farbtrennenden/farbrekombinierenden Einheit 20 ist die
Ebene yz für
p-polarisiertes Licht sowie die Ebene xy für s-polarisiertes Licht ist.
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Obwohl
die Lichtausfallsfläche 22,
die dem optischen Projektionssystem 40 zugewandt ist, auf
der Rückseite
der Lichteinfallsfläche 21 plaziert
sein kann, d. h. parallel zu der Lichteinfallsfläche 21, ist die Lichtausfallsfläche 22 in
dieser Ausführungsform
auf einer Frontfläche
angeordnet, die senkrecht zu der Lichteinfallsfläche 21 der farbtrennenden/farbrekombinierenden
Einheit ist, um den Inneren Aufbau der farbtrennenden/farbrekombinierenden
Einheit 20 zu vereinfachen und um die Einheit 20 zu
miniaturisieren.
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Die
drei Oberflächen
von den verbleibenden vier Oberflächen der farbtrennenden/farbrekombinierenden
Einheit 20 werden als eine erste Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 23,
entsprechend einer ersten Farbkomponente, als eine zweite Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 24,
entsprechend einer zweiten Farbkomponente, und als eine dritte Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 25,
entsprechend einer dritten Farbkomponente, genutzt, die jeweils den
LCD-Paneelen 31, 32, 33 zugewandt sind,
die das reflektierende Lichtmodulationselement umfassen.
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Die
Position zwischen diesen drei Lichteinfalls-/-ausfallsflächen, die
Lichteinfallsfläche 21 und
die Lichtaustrittsfläche 22 kann
frei bestimmt werden, unter Berücksichtigung
der Polarisationsrichtung der drei Farbkomponenten und der Position
der Lichteinfallsfläche 21 und
der Lichtaustrittsfläche 22.
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Bei
dieser Ausführungsform,
wie in den 2 und 4 gezeigt,
ist die erste Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 23 an der linken
Seitenoberfläche
und gegenüberliegend
zu der Lichteinfallsfläche 21 angeordnet,
sowie an der rechten Seitenoberfläche der farbtrennenden/farbrekombinierenden
Einheit 20 angeordnet. Die zweite Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 24 ist
an der Rückseitenfläche gegenüberliegend
zu der Lichtausfallsfläche 22 angeordnet,
sowie an einer Vorderfläche
der farbtrennenden/farbrekombinierenden Einheit 20 angeordnet. Die
dritte Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 25 ist
an einer oberen Oberfläche
der farbtrennenden/farbrekombinierenden Einheit 20 angeordnet,
orthogonal zu der Lichteinfallsfläche 21, der Lichtausfallsfläche 22,
der ersten und der zweiten Lichtmodulationsoberfläche 23 und 24.
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In
der 4 haben die farbtrennenden/farbrekombinierenden
Mittel 50 drei optische Flächen; eine erste optische Fläche 51,
eine zweite optische Fläche 52 und
eine dritte optische Fläche 53.
Die erste optische Fläche 51,
die durch eine diagonale Schraffierung nach oben rechts in der perspektivischen
Ansicht der 5 hervorgehoben ist, ist in
einem 45-Grad-Winkel mit Bezug zu der Lichteinfallsfläche 21 und
der Lichtausfallsfläche 22 angeordnet
und ist orthogonal zu der dritten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 25 und
einer Bodenfläche 26 angeordnet.
Wenn die optische Fläche 51 in
Kombination mit der Lichteinfallsfläche 21 und der ersten
Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 23 von
oben betrachtet wird, in einer zweidimensionalen Ansicht, dann sehen
diese wie der Buchstabe Z aus.
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Die
zweite optische Fläche 52,
die durch eine diagonale Schraffierung nach oben links in der perspektivischen
Ansicht nach der 6 hervorgehoben ist, ist in
einem 45-Grad-Winkel mit Bezug zu der ersten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 23 und
der dritten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 25 angeordnet
und ist orthogonal zu der zweiten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 24 und
der Lichtausfallsfläche 22 angeordnet.
Wenn die zweite optische Fläche 52 in
Kombination mit der dritten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 25 und
der Bodenfläche 26 von
der Seite der zweiten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 24 (von der Rückseite
aus) betrachtet wird, dann sehen diese wie der Buchstabe Z aus.
-
Die
dritte optische Fläche 53,
die durch eine diagonale Schraffierung nach oben links in der perspektivischen
Ansicht nach der 7 hervorgehoben ist, ist in
einem 45-Grad-Winkel
mit Bezug zu der dritten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 25 und
der Lichtausfallsfläche 22 angeordnet
und ist orthogonal zu der Lichteinfallsfläche 21 und der ersten
Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 23 angeordnet.
Wenn die dritte optische Fläche 53 in
Kombination mit der dritten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 25 und
der Bodenfläche 26 von
der Seite der Lichteinfallsfläche 21 betrachtet
wird, dann sehen diese wie der Buchstabe Z aus.
-
Die
erste optische Fläche 51 hat
die Eigenschaft als eine Lichtauftrennfläche für polarisiertes Licht zu wirken,
die selektiv nur das polarisierte Licht mit einer bestimmten Wellenlänge aufspaltet,
wie es in der Tabelle 1 gezeigt ist. Insbesondere reflektiert die
erste optische Fläche 51 das
s-polarisierte Licht der blauen Komponente als eine erste Farbkomponente
(in der untenstehenden Tabelle als „B" bezeichnet) und das s-polarisierte Licht
der grünen
Komponente als eine zweite Farbkomponente (in der untenstehenden
Tabelle als „G" bezeichnet), sowie
sie das p-polarisierte Licht der blauen Komponente als eine erste
Farbkomponente, das p-polarisierte Licht der grünen Komponente als eine zweite
Farbkomponente und das s- und p-polarisierte Licht der roten Komponente
als eine dritte Farbkomponente (in der untenstehenden Tabelle als „R" bezeichnet) durchlässt.
-
Die
zweite optische Fläche 52 hat
die Eigenschaft als eine Lichtauftrennfläche für polarisiertes Licht zu wirken,
die selektiv nur das polarisierte Licht mit einer bestimmten Wellenlänge aufspaltet,
wie es in der Tabelle 2 gezeigt ist. Insbesondere reflektiert die
zweite optische Fläche 52 nur
das s-polarisierte Licht der roten Komponente und läßt das p-polarisierte
Licht der roten Komponente sowie das p- und s-polarisierte Licht der grünen Komponente
und das p- und s-polarisierte Licht der blauen Komponente durch.
-
Die
dritte Fläche
53 hat
die Eigenschaft als eine Lichtauftrennfläche für polarisiertes Licht zu wirken, die
selektiv nur das polarisierte Licht mit einer bestimmten Wellenlänge aufspaltet,
wie es in der Tabelle 3 gezeigt ist. Insbesondere reflektiert die
dritte optische Fläche
53 nur
das s-polarisierte Licht der roten Komponente und läßt das p-polarisierte Licht
der roten Komponente sowie das p- und s-polarisierte Licht der grünen Komponente
und das p- und s-polarisierte Licht der blauen Komponente durch.
| [Tabelle
1] Eigenschaft der ersten optischen Fläche |
| Farbkomponente | s-polarisiertes
Licht | p-polarisiertes
Licht |
| B | reflektieren | durchlassen |
| G | reflektieren | durchlassen |
| R | durchlassen | durchlassen |
| [Tabelle
2] Eigenschaft der zweiten optischen Fläche |
| Farbkomponente | s-polarisiertes
Licht | p-polarisiertes
Licht |
| B | durchlassen | durchlassen |
| G | durchlassen | durchlassen |
| R | reflektieren | durchlassen |
| [Tabelle
1] Eigenschaft der dritten optischen Fläche |
| Farbkomponente | s-polarisiertes
Licht | p-polarisiertes
Licht |
| B | durchlassen | durchlassen |
| G | durchlassen | durchlassen |
| R | reflektieren | durchlassen |
-
Die
Eigenschaften der zweiten optischen Fläche 52 und der dritten
optischen Fläche 53 sind
offensichtlich gleich, wie es aus den Tabellen 2 und 3 ersichtlich
ist. Damit ist es ausreichend für
die farbtrennenden/farbrekombinierenden Mittel 50, dass
sie eine Fläche
aufweisen, die die gleichen Eigenschaften wie die erste optische
Fläche 41 hat
und dass sie zwei Flächen
haben, die die gleichen Eigenschaften haben wie die zweite optische
Fläche 52 oder
wie die dritte optische Fläche 53.
-
Wenn
man eine solche farbtrennende/farbrekombinierende Einheit 20 benutzt,
wie diese in den 4, 5 und 6 gezeigt
ist, dann ist eine blaue Komponente Byz, die von der Lichteinfallsfläche 21 einfällt, deren
Polarisationsebene die Ebene yz ist, p-polarisiertes Licht mit Bezug zu der
ersten optischen Fläche 51, wodurch
sie durch die erste optische Fläche 51 als
blaue Komponente Byz hindurch tritt. Obwohl die blaue Komponente
Byz s-polarisiertes Licht ist, mit Bezug zu der zweiten optischen
Fläche 52,
kann die blaue Komponente Byz durch die zweite optische Fläche 52 hindurch
treten, da die zweite optische Fläche 52 die Eigenschaft
hat, das s-polarisierte Licht hindurch zu lassen. Dann kann die
blaue Komponente Byz von der ersten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 23 als
die blaue Komponente Byz emittiert werden, ohne eine Behinderung
durch die erste oder zweite optische Fläche 51, 52.
-
Da
die grüne
Komponente Gxy, die von der Lichteinfallsfläche 21 einfällt, deren
Polarisationsebene die Ebene xy ist, s-polarisiertes Licht ist,
mit Bezug zu der ersten optischen Fläche 51, reflektiert
die grüne
Komponente Gxy um 90 Grad gedreht von der ersten optischen Fläche 51 und
wird durch die zweite Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 24 emittiert,
nämlich
als grüne
Komponente Gxz, deren Polarisationsebene die Ebene xz ist.
-
Die
rote Komponente Ryz, die von der Lichteinfallsfläche 21 einfällt, deren
Polarisationsebene die Ebene yz ist, ist p-polarisiertes Licht,
mit Bezug zu der ersten optischen Fläche 51, wie es in
den 4, 5 und 6 gezeigt
ist, und tritt durch die erste optische Fläche 51 als die rote
Komponente Ryz hindurch. Da die rote Komponente Ryz s-polarisiertes
Licht ist, mit Bezug zu der zweiten optischen Fläche 52, reflektiert
die rote Komponente Byz nach oben um 90 Grad gedreht von der zweiten
optischen Fläche 52,
da die Fläche 52 die
Eigenschaft hat, das s-polarisierte Licht der roten Komponente zu
reflektieren. Dann wird die rote Komponente Ryz von der dritten
Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 25 als
die rote Komponente Rxz emittiert, deren Polarisationsebene die
Ebene xz ist.
-
Die
LCD-Paneele 31, 32, 33 reflektieren jeweils
Licht, welches eintritt, um Pixel abzubilden, und zwar in die entgegengesetzte
Richtung zu der Einfallsrichtung, indem die Polarisationsrichtung
des Lichtes um 90 Grad verdreht wird. Ebenso reflektieren die LCD-Paneele 31, 32, 33 das
Licht, welches bezüglich
anderer Pixel, die nicht abgebildet werden sollen, eintritt, und
zwar in die entgegengesetzte Richtung zu der Einfallsrichtung, ohne
eine Rotation der Polarisationsrichtung des Lichtes.
-
Somit
wird die blaue Komponente Byz, die von der ersten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 23 emittiert wird,
in der ersten LCD-Paneele für
blau 31 moduliert und tritt in die erste Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 23 als blaues
Abbildungslicht ein, welches in eine blaue Komponente Bxy konvertiert
worden ist, deren Polarisationsebene die Ebene xy ist. Die blaue
Komponente Bxy, die von der ersten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 23 einfällt, ist
s-polarisiertes Licht mit Bezug zu der ersten optischen Fläche 51,
wird um 90 Grad von der ersten optischen Fläche 51 reflektiert
und wird von der Lichtausfallsfläche 22 als
die blaue Komponente Bxz emittiert, deren Polarisationsebene die
Ebene xz ist. Da die zweite und die dritte optische Fläche 52 und 53 die
Eigenschaft haben, das s-polarisierte Licht und das p-polarisierte
Licht der blauen Komponente zu übertragen,
kann die blaue Komponente Bxz von der Lichtausfallsfläche 22 emittiert
werden, ohne eine Behinderung durch eine der optischen Flächen 52 oder 53.
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Die
grüne Komponente
Gxz, die von der zweiten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 24 emittiert
wird, wird in der zweiten LCD-Paneele für grün 32 moduliert und tritt in
die zweite Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 24 als grünes Abbildungslicht
ein, konvertiert in eine grüne
Komponente Gyz, deren Polarisationsebene die Ebene yz ist. Die grüne Komponente
Gyz, die von der Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 24 einfällt, ist
p-polarisiertes
Licht mit Bezug zu der ersten optischen Fläche 51, wie es in
den 5, 7 und 8 gezeigt
ist, und wird von der Lichtausfallsfläche 22 durch die erste
optische Fläche 51 emittiert.
Da die zweite und die dritte optische Fläche 52 und 53 die
Eigenschaft haben, das s-polarisierte Licht und das p-polarisierte
Licht der grünen
Komponente durchzulassen, kann die grüne Komponente Gyz von der Lichtausfallsfläche 22 emittiert
werden, ohne eine Behinderung durch eine der optischen Flächen 52 oder 53.
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Die
rote Komponente Rxz, die von der dritten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 25 emittiert
wird, wird in der dritten LCD-Paneele für rot 33 moduliert, und tritt
in die dritte Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 25 als rotes Abbildungslicht
ein, konvertiert in eine rote Komponente Rxy, deren Polarisationsebene
die Ebene xy ist. Die rote Komponente Rxy, die von der Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 25 einfällt, ist
p-polarisiertes Licht mit Bezug zu der zweiten optischen Fläche 52,
wie es in den 6, 7 und 8 gezeigt
ist, und tritt durch die zweite optische Fläche 52 hindurch. Die
rote Komponente Rxy ist s-polarisiertes
Licht mit bezug zu der dritten optischen Fläche 53, und wird vorwärts auf
die dritte optische Fläche 53 reflektiert
und wird von der Lichtausfallsfläche 22 als
rote Komponente Ryz emittiert. Da die erste optische Fläche 51 die
Eigenschaft hat das s-polarisierte Licht und das p-polarisierte
Licht der roten Komponente zu übertragen,
kann die rote Komponente Ryz von der Lichtausfallsfläche 22 ohne
Behinderung durch die erste optische Fläche 51 emittiert werden.
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Mit
anderen Warten ausgedrückt,
hat die erste optische Fläche 51 die
Funktion des Aufspaltens der grünen
Komponente der zweiten Farbkomponente aus dem Licht, welches von
der Lichtquelleneinheit 10 emittiert wird und die Funktion
des Rekombinierens des blauen Abbildungslichts der ersten Farbkomponente,
die von der ersten LCD-Paneele 31 reflektiert worden ist
und des grünen
Abbildungslichts der zweiten Farbkomponente, die von der zweiten
LCD-Paneele 32 einfällt.
Die zweite optische Fläche 52 hat
die Funktionen des Aufspaltens der roten Komponente der dritten
Farbkomponente aus dem Licht, welches von der Lichtquelleneinheit 10 einfällt. Die
dritte optische Fläche 53 weist
Funktionen des Rekombinierens der rekombinierten blauen und grünen Abbildungslichter
als die erste und die zweite Farbkomponente sowie des roten Abbildungslichts
der dritten Farbkomponente auf, die von der dritten LCD-Paneele 33 einfällt.
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Obwohl
es keine Beschränkung
für die
Herstellungsverfahren der farbtrennenden-/farbrekombinierenden Einheit 20 gibt,
ist ein Beispiel in der perspektivischen Explosionszeichnung nach
der 9 dargestellt. Zuerst wird ein Würfel der
farbtrennenden-/farbrekombinierenden Einheit 20 an den
optischen Flächen 51, 52 und 53 in
sechs Tetraeder 20a bis 20f aufgeteilt. Als nächstes werden
optische Bereiche 51a–53b an
einer Seite (oder an beiden Seiten) der gemeinschaftlichen Flächen 51a bis 53a und 51b bis 53b der
Tetraeder 20a bis 20f, die einander gegenüberliegen,
ausgebildet. Dann werden die gemeinsamen (Ober-)Flächen 51a bis 53a,
die den gemeinsamen Oberflächen 51b bis 53b gegenüberliegen,
jeweils miteinander verbunden, nämlich
durch Bonden oder Verschmelzen. Gemäß der oben beschriebenen Methode
kann die farbtrennende-/farbrekombinierende Einheit 20 einfach
und mit hoher Präzision
gefertigt werden.
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In
der 9 bezeichnen die Bezugszeichen 21a und 21b, 22a und 22b, 23a und 23b, 24a und 24b, 25a und 25b sowie 26a und 26b jeweils
die Einfallsflächen
für das
aufgeteilte Licht, die Ausfallsflächen für das aufgeteilte Licht, die
ersten Einfalls-/Ausfallsflächen für das aufgeteilte
Licht, die zweiten Einfalls-/Ausfallsflächen für das aufgeteilte Licht, die
dritten Einfalls-/Ausfallsflächen
für das
aufgeteilte Licht sowie die aufgeteilten anderen Oberflächen (Bodenflächen).
-
Ein
erster Tetraeder 20a besteht aus einer Lichtausfallsfläche 22a und
aus einer ersten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 23b in der Form
eines gleichschenkligen rechtwinkligen Dreiecks sowie aus einer
optischen Fläche 53a und
einer gemeinsamen Fläche 52b in
der Form eines rechtwinkligen Dreiecks. Ein zweiter Tetraeder 20b besteht
aus einer Lichtausfallsfläche 22b und
aus einer dritten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 25b in der Form
eines gleichschenkligen rechtwinkligen Dreiecks sowie aus einer
optischen Fläche 52a und
einer gemeinsamen Fläche 51b in
der Form eines rechtwinkligen Dreiecks.
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Ein
dritter Tetraeder 20c besteht aus einer Lichteinfallsfläche 21a und
aus einer dritten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 25b in der Form
eines gleichschenkligen rechtwinkligen Dreiecks sowie aus einer
optischen Fläche 51a und
einer gemeinsamen Fläche 53b in
der Form eines rechtwinkligen Dreiecks. Ein vierter Tetraeder 20d besteht
aus einer ersten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 23a und aus einer
optischen Fläche 51a und
einer gemeinsamen Fläche 53b in
der Form eines rechtwinkligen Dreiecks.
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Ein
fünfter
Tetraeder 20e besteht aus einer zweiten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 24b und
aus einer weiteren Fläche 26b in
der Form eines gleichschenkligen rechtwinkligen Dreiecks sowie aus
einer optischen Fläche 52a und
einer gemeinsamen Fläche 51b in
der Form eines rechtwinkligen Dreiecks. Ein sechster Tetraeder 20f besteht
aus einer Lichteinfallsfläche 21b und
aus einer zweiten Lichteinfalls-/-ausfallsfläche 24a in der Form
eines gleichschenkligen rechtwinkligen Dreiecks sowie aus einer
optischen Fläche 53a und
einer gemeinsamen Fläche 52b in
der Form eines rechtwinkligen Dreiecks.
-
Die
drei rekombinierten primären
Farbkomponenten (Abbildungslicht) treten in das optische Projektionssystem 40 von
der Lichtausfallsfläche 22 ein
und werden vergrößert und
durch das optische Projektionssystem 40 projiziert. Wie
es in der 2 gezeigt ist, kann der LCD-Projektor
nach dieser Ausführungsform, wenn
notwendig, eine schmalbandige Retardationsplatte 41 aufweisen,
die das p-polarisierte Licht der grünen Komponente in s-polarisiertes
Licht der grünen
Komponente konvertiert, indem deren Polarisationsrichtung um 90
Grad rotiert wird, sowie eine Polarisationsplatte 42, die
s-polarisiertes Licht von jeder Farbkomponente durchläßt, um den
Kontrast des rekombinierten Abbildungslichts zu verbessern, bevor
dieses in das Projektionslinsensystem 43 eintritt, um dort
vergrößert und
projiziert zu werden.
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Wie
oben beschrieben, ist die farbtrennende-/farbrekombinierende Einheit 20 nach
dieser Ausführungsform
in Form eines Würfels
ausgebildet und umfasst eine Lichteinfallsfläche 21, die der Lichtquelleneinheit 10 gegenüberliegt,
die Licht abgibt, das eine vorbestimmte Polarisationsrichtung hat,
sowie drei Lichteinfalls-/-ausfallsflächen 23, 24 und 25,
die jeweils den LCD-Paneelen 31, 32 und 33 gegenüberliegen,
eine Lichtausfallsfläche 22,
die dem optischen Projektionssystem 40 zugewandt ist sowie
eine weitere Oberfläche 26. Die
farbtrennende-/farbrekombinierende Einheit 20 umfasst auch
die farbtrennenden-/farbrekombinierenden Mittel 50 im Inneren.
Die farbtrennenden-/farbrekombinierenden Mittel 50 separieren
das Licht, welches von der Lichtquelleneinheit 10 emittiert
wird, in die drei primären
Farbkompontenen und emittieren die separierten Farbkomponenten jeweils über die
korrespondierenden Lichteinfalls-/-ausfallsflächen 23, 24 und 25.
Nach den LCD-Paneelen 31, 32 und 33,
von denen jedes gegenüberliegend
den Lichteinfalls-/-ausfallsflächen 23, 24 und 25 plaziert
ist, wird die Polarisationsrichtung der Farbkomponenten um 90 Grad
gedreht und diese reflektiert, wobei die farbtrennenden-/farbrekombinierenden
Mittel 50 die drei primären
Farbkomponenten rekombinieren, und über die Lichtausfallsfläche 22 in
Richtung des optischen Projektionssystems 40 emittieren.
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Mit
dieser Konfiguration kann eine Seite von jeder Fläche der
farbtrennenden-/farbrekombinierenden Einheit 20 verkürzt werden,
auf eine Länge,
die die gleiche ist wie die eine Seite der LCD-Paneele 31, 32 und 33 (falls
die LCD-Paneelen 31, 32 und 33 rechteckig
ausgebildet sind und eine längere
Seite aufweisen). Deshalb kann der LCD-Projektor, der drei LCD-Paneele
einsetzt, die Separation und die Rekombination der Farbkomponenten
in einem Neuntel der Fläche
des herkömmlichen
Projektors nach der 10 ausführen, sowie in einem Viertel
der Fläche
des herkömmlichen
Projektors nach der 11. Kurz gesagt, kann eine bemerkenswert
kompakte farbtrennende-/farbrekombinierende Einheit 20 erreicht
werden, verglichen mit herkömmlichen
farbtrennenden-/farbrekombinierenden Einheiten, was zu einem bemerkenswert
kompakten LCD-Projektor führt,
der die Einheit 20 benutzt.
-
Weiterhin
kann die Weglänge
für jede
Farbkomponente zwischen der Lichtquelleneinheit 10 und
dem optischen Projektionssystem 40 verkürzt werden, nämlich auf
annähernd
ein Drittel, verglichen mit dem herkömmlichen System, wodurch der
Verlust an Licht verringert wird. Damit kann bzw. können der
Energieverbrauch, die Kosten und die Größe der Lichtquelleneinheit 10 reduziert
werden. Somit kann ein weiter miniaturisierter LCD-Projektor mit
geringen Kosten geschaffen werden.
-
Weiterhin
kann, da die Weglänge
für jede
Farbkomponente zwischen jeder LCD-Paneele 31, 32, 33 und
dem optischen Projektionssystem 40 verkürzt werden kann, nämlich auf
etwa die Hälfte,
verglichen mit einem herkömmlichen
System, eine Diffusion jeder Farbkomponente verringert werden, wodurch
die Miniaturisierung des optischen Projektionssystems 40 erreicht
wird. Somit kann eine weitere Verkleinerung des LCD-Projektors geschaffen
werden.
-
Darüber hinaus
hilft eine kleine Anzahl von Teilen, um den LCD-Projektor zusammen
zu bauen, die Kosten stark zu kürzen.
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Wie
oben beschrieben, ist die farbtrennende-/farbrekombinierende Einheit
nach der vorliegenden Erfindung als Würfel ausgebildet und umfasst
eine Lichteinfallsfläche,
die der Lichtquelleneinheit zugewandt ist, die Licht emittiert,
welches eine bestimmte Polarisationsrichtung hat, sowie drei Lichteinfalls-/-ausfallsflächen, die
jeweils reflektierenden Lichtmodulationselementen zugewandt sind,
eine Lichtausfallsfläche,
die dem optischen Projektionssystem zugewandt ist, und eine weitere
Oberfläche.
Die farbtrennende-/farbrekombinierende Einheit umfasst auch farbtrennende-/farbrekombinierende
Mittel im Inneren. Die farbtrennenden-/farbrekombinierenden Mittel
separieren das Licht, welches von der Lichtquelleneinheit emittiert
wird, in die drei primären
Farbkomponenten und emittiert die separierten Farbkomponenten jeweils über die
korrespondierenden Lichteinfalls-/-ausfallsflächen. Nachdem die reflektierenden
Lichtmodulationselemente, von denen jedes gegenüberliegend den Lichteinfalls-/-ausfallsflächen plaziert
ist, die Polarisationsrichtung der Farbkomponenten um 90 Grad rotiert
hat, reflektiert es diese, wonach die farbtrennenden-/farbrekombinierenden
Mittel die drei primären
Farbkomponenten rekombinieren, um diese über die Lichtausfallsfläche in Richtung
des optischen Projektionssystems zu emittieren.
-
Mit
dieser Konfiguration kann eine bemerkenswert kompakte farbtrennende-/farbrekombinierende Einheit
erhalten werden, verglichen mit einer herkömmlichen farbtrennenden-/farbrekombinierenden
Einheit, wodurch ein bemerkenswert kompakter LCD-Projektor mit drei
LCD-Paneelen erreichbar ist, verglichen mit dem herkömmlichen
LCD-Projektor mit drei LCD-Paneelen, indem die farbtrennende-/farbrekombinierende Einheit
eingesetzt wird.
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Weiterhin
kann die Weglänge
für jede
Farbkomponente zwischen der Lichtquelleneinheit und dem optischen
Projektionssystem verkürzt
werden, nämlich
auf annähernd
ein Drittel, verglichen mit einem herkömmlichen System, wodurch der
Verlust an Licht verringert wird. Damit kann bzw. können der
Energieverbrauch, die Kosten und die Größe der Lichtquelleneinheit
reduziert werden. Somit kann ein weiter miniaturisierter LCD-Projektor
mit geringen Kosten geschaffen werden, der einen geringen Energieverbrauch
hat.
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Weiterhin
kann, da die Weglänge
für jede
Farbkomponente zwischen jeder LCD-Paneele und dem optischen Projektionssystem
verkürzt
werden kann, nämlich
auf etwa ein Drittel, verglichen mit einem herkömmlichen System, sowie eine
Diffusion jeder Farbkomponente verringert werden kann, die zwischen
den LCD-Paneelen und dem optischen Projektionssystem auftritt, wodurch
die Miniaturisierung des optischen Projektionssystems erreicht wird.
Somit kann eine weitere Verkleinerung des LCD-Projektors geschaffen werden. Darüber hinaus
hilft eine kleine Anzahl von Teilen, um den LCD-Projektor zusammen
zu bauen, die Kosten stark zu kürzen.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Wie
oben beschrieben, wird die farbtrennende-/farbrekombinierende Einheit
nach der vorliegenden Erfindung bei einem LCD-Projektor eingesetzt,
der drei reflektierende LCD-Paneele verwendet, sowie sie insbesondere
geeignet ist, den LCD-Projektor zu miniaturisieren.