DE69025924T2

DE69025924T2 - Optische vorrichtung zur erzeugung polarisierten lichtes

Info

Publication number: DE69025924T2
Application number: DE69025924T
Authority: DE
Inventors: Noriji Products Developm Oishi
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1990-12-26
Publication date: 1996-11-14
Anticipated expiration: 2010-12-27
Also published as: WO1991010153A1; EP0460241A1; US5359455A; EP0460241B1; EP0460241A4; DE69025924D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische Polarisationsvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Es ist bekannt, daß ein linear polarisierter Lichtstrahl für eine Lichtquelle einer Flüssigkristall-Projektionsvorrichtung oder für Beleuchtung, bei der die Abbildung einer Lichtquelle unerwünscht ist (z.B. Beleuchtung durch eine Glasoberfläche oder eine Wasseroberfläche), nützlich ist.
Herkömmlich wird solch ein linear polarisierter Lichtstrahl gebildet, indem man Licht von einer Lichtquelle mit einer zufälligen bzw. ungeordneten Polarisationseigenschaft (z.B. Wolfram-Lampe, Halogenlampe, Xenonlampe oder einer Metallhalogenidlampe) durch eine Polarisationsplatte durchtreten bzw. transmittieren lässt. Bei der Transmission eines einfallenden Lichtstrahls von der Lichtquelle durch die Polarisationsplatte wird eine polarisierte Lichtkomponente mit einer Polarisationsebene senkrecht zu der des transmittierten Lichts durch die Polarisationsplatte weggeschnitten. Daher wird eine auszunutzende Lichtmenge (transmittierte Lichtmenge) auf höchstens 50% der Lichtmenge von der Lichtquelle reduziert.
Somit hat die optische Polarisationsvorrichtung unter Verwendung der Polarisationsplatte das Problem eines großen Lichtverlustes.
Um solch ein Problem zu vermeiden, ist vorgeschlagen worden, daß das Licht von der Lichtquelle zuerst durch einen Polarisationsstrahlteiler in zwei linear polarisierte Lichtkomponenten geteilt wird, und daß dann die Polarisationsebene von einer der zwei linear polarisierten Lichtkomponenten um 90º gedreht wird, wobei sie nachfolgend mit der anderen Lichtkomponente vereinigt wird.
In dem Dokument JP-A-63 271 313 wird eine gattungsbildende Polarisationsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des neuen Patentanspruchs 1 beschrieben. Diese optische Polarisationsvorrichtung hat eine transparente Mischeinrichtung, die als ein hexagonales Prisma gebildet ist, durch welches die durch einen Polarisationsstrahlteiler geteilten Ströme unter Bildung eines Lichtstroms kombiniert werden. Die reflektierende Ebene des Polarisationsstrahlteilers ist schräg zu dem optischen Weg zum Reflektieren einer der Polarisationskomponenten angeordnet, die dann ferner von einer zweiten Reflektionsebene reflektiert wird, die parallel zu der ersten Reflektionsebene angeordnet ist, um somit die reflektierte Komponente parallel zu der durch die erste reflektierende Platte transmittierte Lichtkomponente zu richten. Diese bekannte gattungsbildende Vorrichtung hat eine vergrößerte Größe und entsprechend ist die Anwendung von solch einer Vorrichtung stark eingeschränkt.
In einem weiteren Dokument, nämlich JP-A-63-132 215, wird ein Projektionssystem offenbart, um mehrere Stücke eines Lichtstroms in einen einzelnen Lichtstrom zusammenzusetzen. Bei diesem System werden lineare Prismenplatten verwendet, die ein Dreieck bilden, wodurch Teile des Lichtstroms von einer Vielzahl von Lichtquellen in derselben Richtung vermischt werden und so projiziert werden, daß sie einen Bildschirm ohne wesentlichen Verlust an Lichtmenge bestrahlen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Polarisationsvorrichtung zum Bilden eines linear polarisierten Lichtstrahls von einer zufällig polarisierten bzw. ungeordnet polarisierten Lichtquelle zu bilden, welche kompakt gemacht werden kann und bei der die Ausdehnung einer Strahibreite und/oder eine Ungleichförmigkeit der Helligkeit eines austretenden Lichtstrahls beseitigt oder unterdrückt werden kann.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale, die in Patentanspruch 1 definiert sind, gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine optische Polarisationsvorrichtung bereitgestellt, umfassend einen Polarisationsstrahlteiler zum Reflektieren einer p-polarisierten Komponente oder einer s-polarisierten Komponente von von einer Lichtquelle emittiertem Licht und zum Transmittieren der jeweils anderen Komponente; transmittierende Einrichtungen zum Drehen einer Polarisationsebene des von dem Polarisationsstrahlteiler reflektierten oder transmittierten Lichtstrahls um 90º; eine mit Prismen gebildete Platte mit einer Vielzahl von Prismenreihen auf einer Oberfläche der Platte zum Transmittieren und Zusammensetzen des von dem Polarisationsstrahlteiler als zwei geteilte Lichtstrahlen reflektierten und transmittierten Lichts; und erste und zweite Licht reflektierende Einrichtungen zum Leiten der von dem Polarisationsstrahlteiler zwei geteilten Lichtstrahlen zu der mit Prismen gebildeten Platte auf einer gegenüberliegenden Seite der einen Oberfläche, die mit den Prismen gebildet ist, so daß das reflektierte Licht und das transmittierte Licht miteinander auf der anderen Oberfläche der mit Prismen gebildeten Platte überlagert werden.
Mit dieser Anordnung gemäß der ersten Ausgestaltung wird das Licht von der Lichtquelle durch den Polarisationsstrahlteiler in zwei linear polarisierte Lichtkomponenten geteilt. Nachdem eine Polarisationsebene von einer der zwei Lichtkomponenten von der transmittierenden Einrichtung um 90º gedreht worden ist, wird diese Lichtkornponente mit der anderen Lichtkomponente zusammengesetzt. Nachdem man die Polarisationsebenen der zwei Lichtkomponenten miteinander in Einklang gebracht hat, werden die zwei Lichtkomponenten durch die erste und zweite Reflexionseinrichtung wie beispielsweise reflektierende Oberflächen zu der mit Prismen gebildeten Platte geleitet. Dann werden die zwei Lichtkomponenten durch die Prismenreihen, die auf der Licht-Austrittsoberfläche der mit Prismen gebildeten Platte gebildet sind, zueiander parallel gemacht. Somit tritt ein linear polarisierter Lichtstrahl aus der Lichtaustrittsfläche der mit Prismen gebildeten Platte aus.
Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine optische Polarisationsvorrichtung bereitgestellt, umfassend Teilungseinrichtungen zum Teilen von von einer Lichtquelle emittiertem Licht in zwei Lichtstrahlen, die sich in zwei verschiedene Richtungen fortbewegen; erste und zweite Polarisationsstrahlteiler zum Reflektieren der p- polarisierten Komponente oder der s-polarisierten Komponente der zwei Lichtstrahlen und zum Transmittieren der jeweils anderen Komponente; erste und zweite transmittierende Einrichtungen zum Drehen der Polarisationsebene von dem reflektierten Lichtstrahl oder dem transmittierten Lichtstrahl von dem ersten und zweiten Polarisationsstrahlteiler um 90º; eine mit Prismen gebildete Platte mit einer Vielzahl von Prismenreihen auf einer Oberfläche der Platte zum Transmittieren und Zusammensetzen des von dem ersten und zweiten Polarisationsstrahlteiler als vier unterteilte Lichtstrahlen reflektierten und transmittierten Lichts; und erste und zweite Lichtreflexionseinrichtungen zum Führen der vier geteilten Lichtstrahlen von dem ersten und zweiten Polarisationsstrahlteiler zu der mit Prismen gebildeten Platte auf einer gegenüberliegenden Seite der einen Oberfläche, die mit den Prismenreihen gebildet ist, so daß das reflektierte Licht von dem ersten Polarisationsstrahlteiler und das transmittierte Licht von dern zweiten Polarisationsstrahlteiler auf der anderen Oberfläche der mit Prismen gebildeten Platte miteinander überlagert werden und auch das transmittierte Licht von dem ersten Polarisationsstrahlteiler und das reflektierte Licht von dem zweiten Polarisationsstrahlteiler miteinander auf der anderen Oberfläche der mit Prismen gebildeten Platte überlagert werden.
Mit dieser Anordnung gemäß der zweiten Ausgestaltung wird das Licht von der Lichtquelle zuerst von der Teileinrichtung in zwei Lichtstrahlen geteilt, die sich in zwei verschiedene Richtungen fortbewegen. Jeder der zwei Lichtstrahlen wird ferner durch den ersten und zweiten Polarisationsstrahlteiler in zwei linear polarisierte Lichtkomponenten geteilt. Eine Polarisationsebene von einer der zwei Lichtkomponenten wird von sowohl der ersten als auch der zweiten transmittierenden Einrichtung um 90º gedreht. Danach werden die zwei Lichtstrahlen, die der Drehung der Polarisationsebene unterworfen worden sind, mit den verbleibenden zwei Lichtstrahlen zusammengesetzt, die nicht der Drehung der Polarisationsebene unterzogen worden sind. Nachdem man die Polarisationsebenen dieser vier Lichtstrahlen miteinander in Einklang gebracht hat, werden die vier Lichtstrahlen von der ersten und zweiten Reflexionseinrichtung wie beispielsweise reflektierenden Oberflächen zu der mit Prismen gebildeten Platte geleitet. Dann werden die vier Lichtstrahlen zueinander durch die Prismenreihen, die auf der Lichtaustrittsoberfläche der mit Prismen gebildeten Platte gebildet sind, parallel gemacht. Somit tritt ein linear polarisierter Lichtstrahl von der Lichtaustrittsfläche der mit Prismen gebildeten Seite aus.
Gemäß einer dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine optische Polarisationsvorrichtung bereit gestellt, umfassend einen Polarisationsstrahlteiler zum Reflektieren einer p-polarisierten Komponente oder einer s-polarisierten Komponente des von einer Lichtquelle emittierten Lichts und zum Transmittieren der jeweils anderen Komponente; transmittierende Einrichtungen zum Transmittieren von einem von dem Polarisationsstrahlteiler reflektierten Lichtstrahl oder transmittierten Lichtstrahl und zum Drehen der Polarisationsebene eines einfallenden Lichtstrahls um 90º; einen reflektierenden Spiegel zum Verändern einer Fortbewegungsrichtung von dem reflektierten Lichtstrahl oder dem transmittierten Lichtstrahl von dem Polarisationsstrahler in solch einer Weise, daß der reflektierte Lichtstrahl den transmittierten Lichtstrahl schneidet; und ein Prisma, um die Fortbewegungsrichtung von dem reflektierten Lichtstrahl und dern transmittierten Lichtstrahl, die einander schneiden, in Einklang miteinander zu bringen, wobei das reflektierte Licht und das transmittierte Licht zusammengesetzt werden.
Mit dieser Anordnung gemäß der dritten Ausgestaltung wird das Licht von der Lichtquelle durch den Polarisationsstrahlteiler in zwei linear polarisierte Lichtkomponenten geteilt. Nachdem eine Polarisationsebene von einer der zwei Lichtkomponenten von der transmittierenden Einrichtung um 90º gedreht worden ist, wird diese Lichtkomponente mit der anderen Lichtkornponente zusammengesetzt. D.h., die Fortbewegungsrichtung von einer der Lichtkomponenten, deren Polarisationsebene gedreht worden ist, und die andere Komponente von dem Polarisationsstrahler wird unter Verwendung des reflektierenden Spiegels veränderrt, wobei beide polarisierte Lichtstrahlen einander schneiden. Bei solch einer Schnittstelle werden beide polarisierte Lichtstrahlen miteinander zusammengesetzt, wobei man einen einzelnen linear polarisierten Lichtstrahl erhält. Entsprechend kann die Ausdehnung der Strahlbreite aufgrund der Bildung von polarisierten Lichtstrahlen unterdrückt werden. Ferner kann durch Verwendung eines Zusammensetzungsprismas mit einer Vielzahl von Mikroprismen- Reihen als Einrichtung zum Zusammensetzen der polarisierten Lichtstrahlen vermieden werden, daß Ungleichförmigkeit der Helligkeit des austretenden Lichtstrahls erzeugt wird.
Gemäß einer vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine optische Polarisationsvorrichtung bereitgestellt, die einen Polarisationsabschnitt und einen Abschnitt zur Verringerung der Lichtstrahlbreite umfaßt, worin: der Polarisationsabschnitt einen Polarisationsstrahlteiler zum Reflektieren der p-polarisierten Komponente oder der spolarisierten Komponente von von einer Lichtquelle emittiertem Licht und Transrnittieren der jeweils anderen Komponente; transmittierende Einrichtungen zum Transmittieren des reflektierten Lichtstrahls oder des transmittierten Lichtstrahls von dem Polarisationsstrahlteiler und zum Drehen der Polarisationsebene um 90º; eine erste mit Prismen gebildete Platte mit einer Oberfläche, die mit einer Vielzahl von Prismenreihen gebildet ist, um eine Fortbewegungsrichtung von von der transmittierenden Einrichtung transmittiertem Licht in Einklang mit einer Fortbewegungsrichtung der jeweils anderen Komponente von von dem Polarisationsstrahlteiler reflektiertem und transmittiertem Licht zu bringen, wobei die zwei Lichtstrahlen von der transmittierenden Einrichtung und dem Polarisationsstrahlteiler zusammengesetzt werden; und ein Paar Reflektoren zum Reflektieren eines Teils der anderen Komponente von dem von dem Polarisationsstrahlteiler reflektierten und transmittierten Lichtstrahl und auch zum Reflektieren eines Teils des von der transmittierenden Einrichtung transmittierten Lichts, so daß beide Teile zu der ersten mit Prismen gebildeten Platte geleitet werden, umfaßt; und der Abschnitt zum Verringern der Lichtstrahlbreite eine reflektierende Oberfläche zum Reflektieren von mindestens einem Teil von einem zusammengesetzten Licht von der ersten mit Prismen gebildeten Platte; und eine zweite mit Prismen gebildete Platte mit einer mit einer Vielzahl von Prismenreihen gebildeten Oberfläche umfaßt, um eine Fortbewegungsrichtung eines von der reflektierenden Oberfläche reflektierten Lichtstrahls in Einklang mit einer Eortbewegungsrichtung des jeweils anderen Teils von dem von der ersten mit Prismen gebildeten Platte zusammengesetzten Licht zu bringen, wobei das reflektierte Licht und der andere Teil zusammengesetzt werden.
Mit dieser Anordnung gemäß der vierten Ausgestaltung wird das Licht von der Lichtquelle von dem Polarisationsstrahlteiler in zwei linear polarisierte Lichtkomponenten geteilt. Nachdem eine Polarisationsebene von einer der zwei Lichtkomponenten um 90º durch die transmittierende Einrichtung gedreht worden ist, wird diese Lichtkomponente mit der anderen Lichtkomponente von der ersten mit Prismen gebildeten Platte zusammengesetzt. D.h., das von der transmittierenden Einrichtung transmittierte Licht, dessen Polarisationsebene gedreht worden ist, wird mit der jeweils anderen Komponente von dem von dem Polarisationsstrahlteiler reflektierten oder transmittierten Licht durch die erste mit Prismen gebildete Platte zusammengesetzt, wobei die Fortbewegungsrichtung von beiden Lichtstrahlen miteinander durch die erste mit Prismen gebildete Platte in Einklang gebracht werden. Bevor jedoch die Lichtstrahlen in die erste mit Prismen gebildete Platte eintreten, wird ein Teil von dem von der transmittierenden Einrichtung transmittierten Licht und ein Teil von der jeweils anderen Lichtkomponente von dem von den Polarisationsstrahlteiler reflektierten und transmittierten Licht von den zwei Reflexionseinrichtungen reflektiert. Dann werden die zwei austretenden Lichtstrahlen von der ersten mit Prismen gebildeten Platte erneut miteinander durch die zweite mit Prismen gebildete Platte in dem Abschnitt zur Verringerung der Lichtstrahlbreite zusammengesetzt. Entsprechend kann die Ausbreitung einer Strahlbreite aufgrund der Bildung von polarisierten Lichtstrahlen beseitigt werden. Ferner kann durch Verwendung der zweiten mit Prismen gebildeten Platte mit einer Vielzahl von Reihen von Mikroprismen die Erzeugung von Ungleichförmigkeit der Helligkeit des austretenden Lichtstrahls vermieden werden.
Gemäß der fünften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine optische Polarisationsvorrichtung bereitgestellt, umfassend einen Abschnitt zum Verringern der Lichtstrahlbreite und einen Polarisationsabschnitt, worin: der Abschnitt zum Verringern einer Lichtstrahlbreite ein Reflexionselement zum Reflektieren eines Teils von von einer Lichtquelle emittiertem Licht; und eine erste mit Prismen gebildete Platte mit einer mit einer Vielzahl von Prismenreihen gebildeten Oberfläche umfaßt, um eine Fortbewegungsrichtung eines von dem reflektierenden Element reflektierten Lichtstrahls mit einer Fortbewegungsrichtung des anderen Teils des Lichts von der Lichtquelle in Einklang zu bringen, wobei der reflektierte Lichtstrahl und der andere Teil zusammengesetzt werden; und der Polarisationsabschnitt den Polarisationsstrahlteiler zum Reflektieren einer p-polarisierten Komponente oder einer s- polarisierten Komponente von zusammengesetztem Licht von dem Abschnitt zum Verringern der Lichtstrahlbreite und zum Transmittieren der jeweils anderen Komponente; transmittierende Einrichtungen zum Empfangen des reflektierten oder transmittierten Lichtstrahls von dem Polarisatonsstrahlteiler und zum Drehen einer Polarisationsebene um 90º, wobei eine transmittierte Lichtkomponente erhalten wird; eine zweite mit Prismen gebildete Platte mit einer mit einer Vielzahl von Prismenreihen gebildeten Oberfläche, um eine Fortbewegungsrichtung der von der transmittierenden Einrichtung transmittierten Lichtkomponente in Einklang mit einer Fortbewegungsrichtung des jeweils anderen von dem von dem Polarisationsstrahlteiler reflektierten oder transmittierten Lichtstrahl zu bringen, wobei die transmittierte Lichtkomponente und die andere zusammengesetzt werden; und ein reflektierendes Element zum Leiten von mindestens einem Teil von der von der transmittierenden Einrichtung transmittierten Lichtkomponente und mindestens einem Teil der jeweils anderen Komponente von dem von dem Polarisationssstrahlteiler reflektierten oder transmittierten Licht.
Ferner wird eine optische Polarisationsvorrichtung bereit gestellt, die eine Vielzahl von sich wiederholenden Einheiten umfaßt, die jeweils identisch mit der Vorrichtung entsprechend der fünften Ausgestaltung ist, worin die Vielzahl von sich wiederholenden Einheiten so nebeneinander gestellt sind, so daß die von den Abschnitten zur Verringerung der Lichtstrahlbreite der sich wiederholenden Einheiten austretenden Lichtstrahlen parallel zueinander gemacht werden, und wobei das Reflexionselement in dem Polarisationsabschnitt gemäß der fünften Ausgestaltung beseitigt ist.
Mit dieser Anordnung gemäß der fünften Ausgestaltung wird das Licht von der Lichtquelle zuerst in seiner Strahlbreite in dem Abschnitt zur Verringerung der Strahlbreite verringert und wird dann in zwei linear polarisierte Lichtkomponenten von dem Polarisationsstrahlteiler geteilt. Nachdem die Polarisationsebene von einer der zwei Lichtkomponenten von der transmittierenden Einrichtung um 90º gedreht worden ist, wird diese Lichtkomponente mit der anderen Lichtkomponente durch die zweite mit Prismen gebildete Platte zusammengesetzt. D.h., das von der transmittierenden Einrichtung transmittierte Licht, dessen Polarisationsebene gedreht worden ist, wird mit der anderen Komponente von dem von dem Polarisationsstrahlteiler reflektierten Licht und transmittierten Licht durch die zweite mit Prismen gebildete Platte zusammengesetzt, wobei die Fortbewegungsrichtung von beiden Lichtstrahlen durch die zweite mit Prismen gebildete Platte miteinander in Einklang gebracht wird. Obwohl in dem Polarisationsabschnitt eine Ausdehnung der Strahlbreite erzeugt wird, kann diese Ausbreitung aufgehoben werden, da die Strahlbreite in dem Abschnitt zur Verringerung der Lichtstrahlbreite, der vor dem Polarisationsabschnitt bereit gestellt ist, verringert wird. Ferner kann durch Verwendung der zweiten mit Prismen gebildeten Platte mit einer Vielzahl von Reihen von Mikroprismen die Erzeugung von Ungleichförmigkeit der Helligkeit des austretenden Lichtstrahls vermieden werden.
Als ein Beispiel für die transmittierende Einrichtung in der vorliegenden Erfindung wird eine Halbwellenplatte verwendet. Die Halbwellenplatte ist in solch einer Weise angeordnet, daß ein zwischen einer optischen Achse der Halbwellenplatte und einer Polarisationsebene von einfallendem Licht definierter Winkel 45º ist. Die Halbwellenplatte kann erhalten werden, indem man einen Kristall aus einer anorganischen Substanz wie beispielsweise Glimmer- oder Quarzkristall in einer vorbestimmten Dicke bildet oder indem man einen hochmolekularen Film, der Doppelbrechung zeigt, beispielsweise Polycarbonat oder Polyester zu einer vorbestimmten Größe zieht. Da jedoch der Betrieb der Halbwellenplatte von der Wellenlänge abhängt, ist dies im Fall der Verwendung von weißem Licht nicht bevorzugt.
Als ein weiteres Beispiel für die transmittierende Einrichtung wird eine TN-Flüssigkristallzelle verwendet. Solch eine TN-Flüssigkristallzelle ist aus einem Paar transparenter Substrate, die uniaxial durch Reiben oder dergleichen orientiert sind und einander gegenüber liegen, so daß die Orientierungsachsen einander senkrecht schneiden, und aus einem nematischen Flüssigkristall zusammengesetzt, der zwischen den transparenten Substraten eingefüllt ist. Eine Molekularachse eines Flüssigkristallmoleküls bildet eine Helixstruktur, die zwischen den transparenten Substraten um 90º verdreht ist, so daß eine Polarisationsebene von einfallendem polarisiertem Licht entlang dieser Helixstruktur gedreht wird. Entsprechend steht der Betrieb der TN- Flüssigkristallzelle mit einer Richtung des einfallenden Lichts in Beziehung. D.h., wenn der Betrieb in einer Richtung die Umwandlung von s-polarisiertem Licht zu p-polarisiertem Licht ist, ist der Betrieb in der anderen Richtung auf die Umwandlung von p-polarisiertem Licht zu s-polarisiertem Licht beschränkt.
Ein Beispiel für den Polarisationsstrahlteiler umfaßt zwei transparente Platten und einen polarisierenden Vielschicht- Film, der zwischen den zwei transparenten Platten dazwischen geschoben ist, wobei jede der transparenten Platten auf ihrer äußeren Oberfläche mit einer Vielzahl von Prismen gebildet ist, die in parallelen Reihen angeordnet sind, wobei jedes der Prismen zwei benachbarte Oberflächen hat, die um 45º in bezug auf eine Normale zu der inneren Oberfläche der transparenten Platte geneigt sind, und die um 90º in Bezug aufeinander geneigt sind. Ferner umfaßt ein weiteres Beispiel für den Polarisationsstrahlteiler eine einzelne transparente Platte, ein rechtwinkliges Prisma und eine polarisierenden Vielschichtfilm, der zwischen einer inneren Oberfläche der transparenten Platte und einer geneigten Oberfläche des rechtwinkligen Prismas dazwischen geschoben ist, wobei die transparente Platte auf ihrer äußeren Oberfläche mit einer Vielzahl von Prismen gebildet ist, die in parallelen Reihen angeordnet sind, wobei jedes der Prismen zwei benachbarte Oberflächen hat, die um 45º in bezug auf eine Normale zu der inneren Oberfläche der transparenten Platte geneigt sind, und um 90º zueinander geneigt sind.
Im folgenden wird die Erfindung weiter durch Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren veranschaulicht.
Die Fig. 1, 2 und 6 bis 8 sind Draufsichten der optischen Polarisationsvorrichtung gemäß der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht von Fig. 1;
Fig. 4 ist eine Draufsicht eines Vergleichsbeispiels zu Fig. 2;
die Fig. 5 und 15 sind vergrößerte Draufsichten eines Teils einer mit Prismen gebildeten Platte, die eine Licht transmittierende Bedingung veranschaulicht;
Fig. 9, 10 und 14 sind Draufsichten der optischen Polarisationsvorrichtung gemäß der zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht von Fig. 9;
Fig. 12 ist eine Draufsicht eines Vergleichsbeispiels zu Fig. 10;
Fig. 13 und 21 sind vergrößerte Draufsichten eines Teils der mit Prismen gebildeten Platte, die eine Licht transmittierende Bedingung veranschaulichen;
die Fig. 16 bis 19 und 23 sind Draufsichten der optischen Polarisationsvorrichtung gemäß der vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
die Fig. 20A und 20B sind Draufsichten, die Modifikationen des in Fig. 16 gezeigten Reflektionsspiegels zeigen;
Fig. 22 ist eine Ansicht, die eine Modifikation des Reflexionsspiegels veranschaulicht;
Fig. 24 ist eine perspektivische Ansicht von Fig. 16;
die Fig. 25A, 25B, 26A und 26B sind Ansichten, die Modifikationen des Polarisationsstrahlteilers veranschaulichen; und
die Fig. 27 und 28 sind Draufsichten der optischen Polarisationsvorrichtung gemäß der fünften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
Nun werden einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den folgenden bevorzugten Ausführungsformen wird eine Halbwellenplatte verwendet, aber sie kann durch eine TN-Flüssigkristallzelle ersetzt sein.

(I)

Die Fig. 1 und 2 sind Draufsichten von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht von Fig. 1.
In der in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform werden Lichtstrahlen von einer Lichtquelle 5 durch einen gekrümmten Spiegel 2 parallel gemacht und treten dann in einen Polarisationsstrahlteiler 4 vom Prismentyp ein. Eine p- polarisierte Komponente (durch eine durchgezogene Linie in der Zeichnung gezeigt) des auf den Polarisationsstrahlteiler 4 eintreffenden Lichts wird durch den Polarisationsstrahlteiler 4 transmittiert und eine Polarisationsebene der p-polarisierten Komponente wird durch eine Halbwellenplatte 3 um 90º gedreht, wobei man s- polarisiertes Licht erhält. Das somit erhaltene s- polarisierte Licht wird von einem ersten reflektierenden Spiegel 6 reflektiert und tritt dann in eine mit Prismen gebildete Platte 1 ein. Das auf die mit Prismen gebildete Platte 1 eintreffende Licht wird durch Prismen der mit Prismen gebildeten Platte 1 gebeugt, wobei es von dort austritt. Andererseits wird eine s-polarisierte Komponente (durch eine gestrichelte Linie in der Zeichnung gezeigt) des auf den Polarisationsstrahlteiler 4 eintreffenden Lichts von dem Polarisationsstrahlteiler 4 reflektiert. Die somit von dem Polarisationsstrahleiler 4 reflektierte s-polarisierte Komponente wird weiter durch einen zweiten reflektierenden Spiegel reflektiert und tritt dann in die mit Prismen gebildete Platte 1 ein. Das auf die mit Prismen gebildete Platte 1 eintreffende Licht wird von den Prismen der mit Prismen gebildeten Platte 1 gebeugt, wobei es von dort aus austritt.
Somit werden die zwei Polarisationskomponenten des Lichts von der Lichtquelle 5 zu einem als ein s-polarisierter Lichtstrahl austretenden Lichtstrahl gemacht.
Die in Fig. 2 gezeigte bevorzugte Ausführungsform ist ähnlich der in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform, außer, daß die Halbwellenplatte 3 sich in einem optischen Weg der s- polarisierten Komponente befindet, wobei sie von dem Polarisationsstrahlteiler 4 reflektiert wird. In diesem Fall wird der austretende Lichtstrahl ein p-polarisierter Lichtstrahl.
In den in den Fig. 1 und 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsformen sind die zwei reflektierenden Spiegel 6 und die mit Prismen gebildete Platte 1 so eingestellt, daß die Lichtkomponente, die durch den Polarisationsstrahlteiler 4 durchgelassen wird, und die Lichtkomponente, die von dem Polarisationsstrahlteiler 4 reflektiert wird, einander auf der mit Prismen gebildeten Platte 1 überlappen.
In dem Fall, daß die Einstellungsposition der mit Prismen gebildeten Platte 1 verändert wird, so daß die Vorrichtung kompakt gemacht wird, wie in Fig. 4 gezeigt, welches ein Vergleichsbeispiel ist, tritt die durch den Polarisationsstrahlteiler 4 durchgelassene Komponente aus einer linken Hälfte von der mit Prismen gebildeten Platte 1 aus, während die von dem Polarisationsstrahlteiler 4 reflektierte Lichtkomponente aus einer rechten Hälfte der mit Prismen gebildeten Platte austritt. Diese zwei Lichtkomponenten sind jedoch unterschiedlich in Intensität und Spektrum, wobei eine Ungleichförmigkeit des austretenden Lichtstrahls aus den folgenden Gründen verursacht wird.
(1) Ein Reflexionsvermögen des Polarisationsstrahlteilers 4 für das s-polarisierte Licht ist nicht genau gleich dem Transmissionsvermögen des Polarisationsstrahlteilers 4 für das p-polarisierte Licht.
(2) Es gibt einen Verlust an Licht aufgrund von Reflexionen und Absorptionen durch die Halbwellenplatte 3.
(3) Die Halbwellenplatte 3 hat eine Abhängigkeit eines Phasendifferenzwinkels von der Wellenlänge.
In den in den Fig. 1 und 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsformen tritt solch ein Problem wie in Fig. 4 nicht auf, da die zwei Lichtkomponenten gleichförmig miteinander auf der Austrittsoberfläche (d.h. der mit Prismen gebildeten Platte 1) vermischt werden.
Die Form von jedem Prisma der mit Prismen gebildeten Platte 1 wird in der folgenden Weise gestaltet. D.h., wie aus Fig. 5 deutlich wird, wird, um einen austretenden Lichtstrahl zu erhalten, der parallel zu einer Normale der mit Prismen gebildeten Platte 1 ist, ein Winkel θ, der zwischen der Oberfläche von jedem Prisma und der Normalen der mit Prismen gebildeten Platte 1 definiert ist, so ausgewählt, daß die folgende Gleichung (1) erfüllt ist.
n&sub1; sinα = sinβ
n&sub1; cos (α + θ) = cos θ ... (1)
worin n&sub1; den Brechungsindex der mit Prismen gebildeten Platte 1 darstellt und β den Einfallswinkel des Lichts darstellt, das in die mit Prismen gebildete Platte 1 eintritt.
Ferner ist es in Fig. 5 bevorzugt, daß n&sub1; und β so auszuwählen sind, daß α ≥ θ erfüllt ist. Wenn α < θ, wird ein Teil der einfallenden Lichtstrahlen auf der anderen geneigten Oberfläche des Prismas reflektiert, wobei, wie in Fig. 15 gezeigt, eine Fortbewegungsrichtung verändert wird. Als ein Ergebnis werden die Strahlen des austretenden Lichts nicht parallel gemacht, wobei eine Verringerung der Effizienz verursacht wird.
In den in den Fig. 1 und 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsformen ist β = 45º eingestellt. Der Einfallswinkel β kann jedoch verändert werden, indem man die reflektierenden Spiegel 6 neigt. Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform in dem Fall, daß β < 45º eingestellt ist, und Fig. 7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform in dem Fall, daß β > 45º eingestellt ist.
Fig. 8 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform unter Verwendung eines Polarisationsstrahlteilers 7 vom Spiegeltyp. Die Verwendung des Polarisationsstrahlteilers 7 vom Spiegeltyp läßt eine beliebige Auswahl des Einfallswinkels β zu. D.h., der Einfallswinkel β kann beliebig ausgewählt werden, wobei die zwei reflektierenden Spiegel 6 in einer parallelen Beziehung gehalten werden. In der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform ist β > 45º eingestellt.
In der vorliegenden Erfindung ist die Breite des austretenden Lichtstrahls in einer Richtung der Y-Achse um das (1/cosβ)fache der Breite des eintreffenden Lichtstrahls erhöht. In den in den Fig. 1 und 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsformen ist β 45º eingestellt, so daß die Erhöhungsrate der Breite des austretenden Lichtstrahls (1/cos 45º) = 1,414 wird. Andererseits wird die Breite des austretenden Lichtstrahls in der vorstehend beschriebenen Vorrichtung des Stands der Technik, die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 63-168622 beschrieben wird, um das Zweifache erhöht. Daher wird geschätzt, daß im Vergleich zu dieser Vorrichtung des Stands der Technik die Breite des austretenden Lichtstrahls gemäß den in den Fig. 1 und 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsformen um ungefähr 30% verringert ist.

(II)

Bei den folgenden bevorzugten Ausführungsformen wird eine mit Prismen gebildete Platte verwendet, die aus einer transparenten Platte mit einer Vielzahl von Reihen aus Mikroprismen auf einer Oberfläche der Platte gebildet ist, verwendet, so daß ein zufällig bzw. ungeordnet polarisiertes Licht von einer Lichtquelle in zwei Lichtstrahlen geteilt wird, die sich in zwei verschiedenen Richtungen fortbewegen. Mit dieser Konstruktion kann die Vorrichtung kompakt gemacht werden. Solch eine mit Prismen gebildete Platte kann natürlich durch ein einzelnes Prisma ersetzt werden, das im wesentlichen dieselbe Funktion zeigt.
Die Fig. 9 und 10 sind Draufsichten von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht von Fig. 9.
In der in Fig. 9 gezeigten bevorzugten Ausführungsform werden Lichtstrahlen von einer Lichtquelle 105 durch einen gekrümmten Spiegel 106 parallel gemacht und dann durch eine mit Prismen gebildete Platte 102 mit einer Vielzahl von Prismenreihen auf einer Oberfläche der Platte in zwei Lichtstrahlen geteilt, die sich in zwei verschiedene Richtungen fortbewegen. Die geteilten Lichtstrahlen treten in erste und zweite Polarisationsstrahlteiler 104 vom Prismentyp ein. Ein p-polarisierte Komponente (gezeigt durch eine durchgezogene Linie in der Zeichnung) von jedem auf den Polarisationsstrahlteiler 104 einfallenden Licht wird durch die Polarisationsstrahlteiler 104 durchgelassen und eine Polarisationsebene von jeder p-polarisierten Komponente wird durch die erste und zweite Halbwellenplatte 103 um 90º gedreht, wobei eine s-polarisierte Komponente erhalten wird. Dann wird die s-polarisierte Komponente von dem ersten und zweiten Reflexionsspiegel 107 reflektiert, wobei sie in eine mit Prismen gebildete Platte 101 mit einer Vielzahl von Prismen eintritt. Die auf die mit Prismen gebildete Platte 101 eintretenden Lichtstrahlen werden von den Prismen der mit Prismen gebildeten Platte 101 gebeugt, wobei sie aus dieser austreten. Andererseits wird eine s-polarisierte Komponente (durch eine unterbrochene Linie in der Zeichnung gezeigt) der auf die Polarisationsstrahlteiler 104 eintreffenden Lichtstrahlen von dem Polarisationsstrahlteiler 104 reflektiert, und tritt dann auf die mit Prismen gebildete Platte 101 ein. Die auf die mit Prismen gebildete Platte 101 eintreffenden Lichtstrahlen werden von den Prismen der mit Prismen gebildeten Platte 101 gebeugt, wobei sie aus diesen austreten.
Somit werden die zwei Polarisationskomponenten des Lichts von der Lichtquelle 105 zu einem als ein s-polarisierter Lichtstrahl austretenden Lichtstrahl gemacht.
In der in Fig. 9 gezeigten bevorzugten Ausführungsform sind die zwei reflektierenden Spiegel 107 parallel zueinander und die zwei Polarisationsstrahlteiler 104 sind auch parallel zueinander. Diese reflektierenden Spiegel 107 und die Polarisationsstrahlteiler 104 sind in senkrechter Beziehung zu der mit Prismen gebildeten Platte 102 angeordnet. Entsprechend treten die geteilten Lichtstrahlen von der mit Prismen gebildeten Platte 102 in die zwei Polarisationsstrahlteiler 104 bei demselben Einfallswinkel (d.h. 45º in dieser bevorzugten Ausführungsform) ein.
Die in Fig. 10 gezeigte bevorzugte Ausführungsform ist ähnlich der in Fig. 9 gezeigten bevorzugten Ausführungsform, außer, daß die erste und zweite Halbwellenplatte 103 sich in optischen Wegen der jeweils s-polarisierten Komponenten befinden, wobei sie von dem ersten und zweiten Polarisationsstrahlteiler 104 reflektiert werden. In diesem Fall wird das austretende Licht ein p-polarisierter Lichtstrahl.
In den in Fig. 9 und 10 gezeigten bevorzugten Ausführungsformen sind die zwei reflektierenden Spiegel 107 und die mit Prismen gebildete Platte 101 so eingestellt, daß die zwei Arten von Lichtkomponenten (d.h. die eine Art der Lichtkomponente, deren Polarisatonsebene durch die Halbwellenplatte 103 gedreht wird und die andere Art der Lichtkomponente, deren Polarisationsebene durch die Halbwellenplatte 103 nicht gedreht wird) einander auf der mit Prismen gebildeten Platte 101 überlappen. Insbesondere überlappen die Lichtkomponente von dem ersten Polarisationsstrahlteiler 104, deren Polarisationsebene von der ersten Halbwellenplatte 103 gedreht worden ist, und die Lichtkomponente von dem zweiten Polarisationsstrahlteiler 104, deren Polarisationsebene von der zweiten Halbwellenplatte 103 nicht gedreht worden ist, einander auf einer Hälfte der mit Prismen gebildeten Platte 101. Andererseits überlappen die Lichtkomponente von dem ersten Polarisationsstrahlteiler 104, deren Polarisationsebene nicht von der ersten Halbwellenplatte 103 gedreht worden ist, und die Lichtkomponente von dem zweiten Polarisationsstrahlteiler 104, deren Polarisationsebene von der zweiten Halbwellenplatte 103 gedreht worden ist, einander auf der anderen Hälfte der mit Prismen gebildeten Platte 101.
In dem Fall, daß die Einstellungsposition der mit Prismen gebildeten Platte 101 verändert wird, so daß die Vorrichtung kompakt gemacht wird, wie in Fig. 12 gezeigt, die ein Vergleichsbeispiel ist, treten die durch den ersten und zweiten Polarisationsstrahlteiler 104 durchgelassenen Komponenten von einem äusseren Randbereich der mit Prismen gebildeten Platte 101 aus, während die von dem ersten und zweiten Polarisationsstrahlteiler 104 reflektierten Lichtkomponenten von einem zentralen Bereich der mit Prismen gebildeten Platte 101 austritt. Diese zwei Arten von Lichtkomponenten sind jedoch voneinander in Intensität und Spektrum verschieden, wobei eine Ungleichförmigkeit des austretenden Lichtstrahls aus dem vorstehend genannten Gründen verursacht wird.
In den in den Fig. 9 und 10 gezeigten bevorzugten Ausführungsformen tritt solch ein Problem wie in Fig. 12 nicht auf, da die zwei Arten von Lichtkornponenten gleichförmigg miteinander auf der Austrittsoberfläche (d.h. der mit Prismen gebildeten Platte 101) vermischt werden.
Die Form von jedem Prisma der mit Prismen gebildeten Platte 101 ist entsprechend der vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. erwähnten Beschreibung gestaltet.
Andererseits ist die Form von jedem Prisma der mit Prismen gebildeten Platte 102 in der folgenden Weise gestaltet. D.h. wie aus Fig. 13 deutlich wird, ist ein Winkel 6, der zwischen einer Oberfläche von jedem Prisma und einer Normalen der mit Prismen gebildeten Platte 102 definiert ist, so ausgewählt, daß die folgende Gleichung (2) erfüllt ist.
n&sub2; sinγ = sinβ
n&sub2; cos(γ + δ) = cos δ ...(2)
wobei n&sub2; den Brechungsindex der mit Prismen gebildeten Platte 102 darstellt.
Wenn in Fig. 13 γ > δ, wird ein Teil der eintreffenden Lichtstrahlen auf der anderen geneigten Oberfläche des Prismas reflektiert, wobei wie in Fig. 23 gezeigt, eine Fortbewegungsrichtung verändert wird. Als ein Ergebnis kann derselbe Austrittswinkel β nicht erhalten werden, wobei eine Verringerung des Wirkungsgrades erreicht wird. Daher ist es bevorzugt, daß n&sub2; und δ so ausgewählt sind, daß γ < δ erfüllt ist.
In dem Fall, daß die zwei mit Prismen gebildeten Platten 101 und 102 aus demselben Material gebildet sind, gilt, n&sub1; = n&sub2;.
Daher gilt aus den vorstehenden Gleichungen (1) und (2) γ = α und δ = θ, und die Formen der Prismen der mit Prismen gebildeten Platten 101 und 102 werden einander ähnlich. Ferner gilt unter den Bedingungen, daß α ≥ θ und γ ≤ δ, γ = α = δ = θ. In diesem Fall wird als Lösung für die vorstehende Gleichung (1) für 0 die folgende Gleichung (3) gegeben.
θ = cos&supmin;¹{[1 + (1 + 8n&sub1;²)½]/4n&sub1;} ... (3)
In den in den Fig. 9 und 10 gezeigten bevorzugten Ausführungsformen ist, wie vorstehend erwähnt, β = 45º eingestellt. Entsprechend ergibt unter der Bedingung, daß n&sub1; = n&sub2;, die vorstehende Gleichung (3) n&sub1; = n&sub2; = 1,538. Somit wird geschätzt, daß ein Material mit dem Brechungsindex von 1,538 für die mit Prismen gebildeten Platten 101 und 102 zu verwenden ist. Ferner sind in dem Fall, daß die mit Prismen gebildeten Platten 101 und 102 aus verschiedenen Materialien gebildet sind, die Materialien so auszuwählen, daß n&sub1; ≤ 1,538 und n&sub2; ≥ 1,538 erfüllt ist.
Fig. 14 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform unter Verwendung von zwei Polarisationsstrahlteilern vom Spiegeltyp. Die Verwendung der Polarisationsstrahlteiler 108 vom Spiegeltyp läßt eine beliebige Auswahl des Einfallswinkels β zu. D.h., der Einfallswinkel β kann beliebig ausgewählt werden, wobei die zwei reflektierenden Spiegel 107 in paralleler Beziehung gehalten werden. In der in Fig. 14 gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist β > 45º eingestellt.

(III)

Fig. 16 ist eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Fig. 24 ist eine perspektivische Ansicht von Fig. 16.
In der bevorzugten Ausführungsform, die in Fig. 16 gezeigt wird, werden Lichtstrahlen von einer Lichtquelle 305 durch einen gekrümmten Spiegel 306 parallel gemacht und treten dann in einen Polarisationsstrahlteiler 303 vom Prismentyp bei einem Eintrittswinkel von 45º ein. Eine p-polarisierte Komponente des einfallenden Lichts wird durch den Polarisationsstrahlteiler 303 durchgelassen und eine Polarisationsebene der p-polarisierten Komponente wird von einer Halbwellenplatte 304 um 90º gedreht, wobei s- polarisiertes Licht erhalten wird. Eine Hälfte des somit erhaltenen s-polarisierten Lichts wird von einem ersten reflektierenden Spiegel 308 um 45º reflektiert, wobei die Fortbewegungsrichtung um 90º verändert wird, und tritt dann in eine Hälfte einer mit Prismen gebildeten Platte 302 ein, während die andere Hälfte des s-polarisierten Lichts direkt auf die Hälfte der mit Prismen gebildeten Platte 302 eintritt. Das auf die Hälfte der mit Prismen gebildeten Platte 302 eintreffende Licht wird von Prismen der ersten mit Prismen gebildeten Platte 302 gebeugt, wobei es von dort austritt. Andererseits wird eine s-polarisierte Komponente des auf den Polarisationsstrahlteiler 303 eintreffenden Lichts von dem Polarisationsstrahlteiler 303 reflektiert. Eine Hälfte der somit von dem Polarisationsstrahlteiler 303 reflektierten s-polarisierten Komponente wird ferner um 45º von einem zweiten reflektierenden Spiegel 308 reflektiert, wobei eine Fortbewegungsrichtung um 90º verändert wird, und tritt dann in die andere Hälfte der mit Prismen gebildeten Platte 302 ein, während die andere Hälfte der s-polarisierten Komponente, die von dem Polarisationsstrahlteiler 303 reflektiert wird, direkt auf die andere Hälfte der ersten mit Prismen gebildeten Platte 302 eintritt. Das auf die andere Hälfte der ersten mit Prismen gebildeten Platte 302 einfallende Licht wird von den Prismen der ersten mit Prismen gebildeten Platte 302 gebeugt, wobei es von dort austritt. Die Strahlen des von der ersten mit Prismen gebildeten Platte austretenden Lichts können parallel gemacht werden, indem man die Form und den Brechungsindex von jedem Prisma der ersten mit Prismen gebildeten Platte 302 geeignet auswählt. Der Polarisationsstrahlteiler 303, die Halbwellenplatte 304, die erste mit Prismen gebildete Platte 302 und die reflektierenden Spiegel 308 stellen den Polarisationsabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
Der von der Hälfte der ersten mit Prismen gebildeten Platte 302 austretende Lichtstrahl tritt in die gesamte zweite mit Prismen gebildete Platte 301 bei einem Einfallswinkel von 45º ein, und wird dann von den Prismen der zweiten mit Prismen gebildeten Platte 301 gebeugt, wobei er von dort austritt. Andererseits tritt der von der anderen Hälfte der ersten mit Prismen gebildeten Platte 302 austretende Lichtstrahl in den gesamten reflektierenden Spiegel 307 bei einem Einfallswinkel von 45º ein, wobei eine Fortbewegungsrichtung um 90º verändert wird. Das reflektierte Licht tritt dann in die gesamte zweite mit Prismen gebildete Platte 301 bei einem Einfallswinkel von 45º ein und wird dann von den Prismen der zweiten mit Prismen gebildeten Platte 301 gebeugt, wobei er von dort austritt. Die Strahlen des von der zweiten mit Prismen gebildeten Platte 301 austretenden Lichts können parallel gemacht werden, indem man die Form und den Brechungsindex Von jedem Prisma der zweiten mit Prismen gebildeten Platte 301 geeignet auswählt. Eine Strahlbreite des von der zweiten mit Prismen gebildeten Platte 301 austretenden Lichts wird identisch zu der Strahlbreite des von der Lichtquelle 305 einfallenden Lichts, Der reflektierende Spiegel 307 und die zweite mit Prismen gebildete Platte 301 stellen den Abschnitt zur Verringerung der Lichtstrahlbreite gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
Die erste mit Prismen gebildete Platte 302 und die zweite mit Prismen gebildete Platte 301 erfüllen im wesentlichen dieselben Bedingungen wie die, die in Bezug auf die in den Figuren 1, 2, 9 und 10 gezeigten mit Prismen gebildete Platte erwähnt wurden. Ferner kann die Ungleichförmigkeit des von dem Polarisationsabschnitt wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 erwähnt austretenden Lichts durch das Vermischen des Lichts in dem Abschnitt zur Verringerung der Strahlbreite aufgehoben werden.
Der reflektierende Spiegel 307, der in der bevorzugten Ausführungsform, die in Fig. 16 gezeigt ist, verwendet wurde, kann aus einem Metallspiegel oder aus einem dielektrischen Vielschichtfilm gebildet sein. Alternativ kann, wie in Fig. 22 gezeigt, der reflektierende Spiegel 307 ein totalreflektierender Spiegel sein, der ausnutzt, daß der Einfallswinkel und der Reflexionswinkel 45º sind. D.h., der totalreflektierende Spiegel ist aus einer transparenten Platte mit einem Brechungsindex von 2½ oder mehr und einer Vielzahl von Reihen aus rechtwinkligen Prismen aufgebaut, die auf einer Oberfläche der transparenten Platte gebildet sind.
In ähnlicher Weise verwenden die bevorzugten Ausführungsformen, die in den Fig. 20A und 20B gezeigt sind, einen totalreflektierenden Spiegel. In der in Fig. 20B gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird ein rechtwinkliges Prisma 311 verwendet. In der in Fig. 20A gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird ein modifiziertes rechtwinkliges Prisma 310 mit einer Vielzahl von Reihen aus rechtwinkligen Mikroprismen auf einer Licht- Austrittsoberfläche des Prismas verwendet. Dieses modifizierte rechtwinklige Prisma 310 dient auch als ein Lichtleiter zum Leiten des gesamten austretenden Lichts von der ersten mit Prismen gebildeten Platte 302.
Solche wie in den Fig. 20A und 20B gezeigten Konstruktionen können auf die in den Fig. 1 bis 3 gezeigten reflektierenden Spiegel 6, die in den Fig. 9 bis 11 gezeigten Spiegel reflektierenden Spiegel 107, die in den Fig. 16 bis 19 und 27 gezeigten reflektierenden Spiegel 308 und die reflektierenden Elemente 407, die nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 27 zu beschreiben sind, angewendet werden.
In der in Fig. 16 gezeigten bevorzugten Ausführungsform können die zweite mit Prismen gebildete Platte 301 und der reflektierende Spiegel 307 in der Position ausgetauscht werden, so daß man den Lichtstrahl in einer Richtung senkrecht zu der Richtung des auf den Polarisationsstrahlteiler 303 einfallenden Lichts austreten läßt. Ferner können die Positionen der Lichtquelle 305 und des gekrümmten Spiegels 306 zu den mit 305' und 306' gezeigten Positionen jeweils verändert werden, wobei man ein austretendes p-polarisiertes Licht erhält.
Ferner können beide Lichtquellen 305 und 305' mit verschiedenen Farben so positioniert werden, wobei man polarisierte austretende Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Polarisationsebenen erhält. Alternativ kann die Polarisationsebene vorübergehend ausgewählt werden, indem man beide Lichtquellen 305 und 305' positioniert und einen Austausch eines Schalters durchführt (Einschalten von entweder der Lichtquelle 305 oder 305' durch Betätigen des Schalters). Ferner kann ein Polarisationsgrad kontinuierlich durch Verändern der Helligkeit von sowohl der Lichtquelle 305 als auch 305' kontinuierlich verändert werden. Falls jedoch die TN-Flüssigkristallzelle anstelle der Halbwellenplatte verwendet wird, können solche speziellen Effekte nicht erhalten werden, da die Polarisationsebene von auf die TN- Flüssigkristallzelle einfallendem Licht und eine Polarisationsebene eines von der TN-Flüssigkristallzelle austretendem Licht festgelegt werden müssen.
Die vorstehend erwähnten Modifikationen können auf die in den Fig. 1 bis 3, 6, und 7 gezeigten bevorzugten Ausführungsformen angewendet werden. In den bevorzugten Ausführungsformen unter Verwendung eines Polarisationsstrahlteilers vom Spiegeltyp, wie in den Figuren 8 und 23 gezeigt, kann jedoch die Modifikation, daß die Lichtquellen mit verschiedenen Farben positioniert werden, im wesentlichen nicht angewendet werden, da ein zu verwendendes Wellenlängenband zu schmal ist.
In Fig. 23 bezeichnet 314 einen Polarisationsstrahlteiler vom Spiegeltyp.
Die in Fig. 17 gezeigte bevorzugte Ausführungsform verwendet zwei zweite mit Prismen gebildete Platten 301 und zwei dichroitische Spiegel 309a und 309b, wobei sie eine Funktion der Farbtrennung haben, indem eine Breitbandeigenschaft des Polarisationsstrahlteilers vom Prismentyp ausgenutzt wird.
Zum Beispiel werden in dem Fall, daß der dichroitische Spiegel 309a ein Spiegel ist, der rotes Licht transmittiert und grünes und blaues Licht reflektiert und daß der dichroitische Spiegel 309b ein Spiegel ist, der grünes und blaues Licht transmittiert und rotes Licht reflektiert, ein roter polarisierter Lichtstrahl und ein cyanfarbener polarisierter Lichtstrahl jeweils von den zweiten mit Prismen gebildeten Platten 301 erhalten.
Die in den Fig. 18 und 19 gezeigten bevorzugten Ausführungsformen verwenden eine Vielzahl von Polarisationsstrahlteilern vom Prismentyp 303 und eine Vielzahl von Halbwellenplatten 304, so daß eine Gesamtgröße und das Gewicht verringert werden, wodurch die Vorrichtung kompakt und leicht im Gewicht gemacht wird.

(V)

Fig. 27 ist eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Während der Abschnitt zur Verringerung der Strahlbreite hinter dem Polarisationsabschnitt in den in den Fig. 16 bis 19 und 23 gezeigten bevorzugten Ausführungsformen angeordnet ist, ist der Abschnitt zur Verringerung der Lichtstrahlbreite in dieser bevorzugten Ausführungsform, die in Fig. 27 gezeigt ist, vor dem Polarisationsabschnitt angeordnet, indem ähnlich wie bei den vorstehenden bevorzugten Ausführungsformen die Strahlbreite eines austretenden polarisierten Lichts gleich der Strahlbreite eines einfallenden Lichts gemacht ist.
In der in Fig. 27 gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird ein Polarisationsstrahlteiler 413 vorn Prismentyp verwendet. Zwei von dem Polarisationsstrahlteiler 413 austretende Lichtstrahlen werden von ersten und zweiten reflektierenden Elementen 407 reflektiert, wobei sie zu einer zweiten mit Prismen gebildeten Platte 402 geleitet werden. Mit dieser Anordnung kann die Strahlbreite des aus dem Polarisationsabschnitt austretenden Lichtstrahls gleich der Strahlbreite des aus dem Abschnitt zur Verringerung der Strahlbreite einfallenden Lichts gemacht werden.
Bei dem Abschnitt zur Verringerung der Lichtstrahlbreite in dieser bevorzugten Ausführungsform wird ein Lichtleiter 409 verwendet, der aus einem rechtwinkligem Prisma mit einer Vielzahl von Reihen aus Mikroprismen auf der Lichtaustrittsfläche des Prismas gebildet ist. Der Lichtleiter 409 hat eine totalreflektierende Oberfläche direkt neben der Licht-Austrittsoberfläche.
Eine transmittierende Einrichtung 427 ist an einer der Lichtaustritts-Oberflächen des Polarisationsstrahlteilers 413 angebracht, so daß eine Polarisationsebene des durch den Polarisationsstrahlteiler 413 transmittierten Lichts um 90º gedreht wird. Das heißt, eine p-polarisierte Komponente des von einer ersten mit Prismen gebildeten Platte 401 austretenden Lichts wird durch den Polarisationsstrahlteiler 413 transmittiert und wird weiter durch die transmittierende Einrichtung 427 transmittiert. Bei der Transmission durch die transmittierende Einrichtung 427 wird die p-polarisierte Komponente durch die Drehung der Polarisationsebene um 90º in s-polarisiertes Licht umgewandelt. Andererseits wird eine s- polarisierte Komponente des von der ersten mit Prismen gebildeten Platte 401 austretenden Lichts von dem Polarisationsstrahlteiler 413 reflektiert. Diese zwei s- polarisierten Lichtstrahlen werden von den reflektierenden Elementen 407 reflektiert, wobei sie zu der zweiten mit Prismen gebildeten Platte 402 geführt werden, wobei sie von dort parallel austreten.
Während das von dem Polarisationsabschnitt austretende Licht in dieser bevorzugten Ausführungsform s-polarisiertes Licht ist, kann austretendes p-polarisiertes Licht erhalten werden, indem man die transmittierende Einrichtung 427 wie in Fig. 27 gezeigt, durch eine transmittierende Einrichtung 427 ersetzt.
Fig. 28 ist eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese bevorzugte Ausführungsform wird verwirklicht, indem man eine Vielzahl der in Fig. 27 gezeigten Vorrichtungen nebeneinander setzt und die reflektierenden Elemente 407 beseitigt. In der in Fig. 28 gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird eine einzelne zweite mit Prismen gebildete Platte 402 gewöhnlich für die mehreren sich wiederholenden Einheiten der Abschnitte zur Verringerung der Lichtstrahlbreite und der Polarisationsabschnitte verwendet, so daß verschiedene auf die mehreren Abschnitte zur Verringerung der Lichtstrahlbreite einfallenden Lichtstrahlen durch die einzelne zweite mit Prismen gebildete Platte 402 zusammengesetzt werden.
Mit dieser Anordnung kann das Volumen der Vorrichtung als ein Ganzes bemerkenswert verringert werden, wobei eine kompakte und leichtgewichtige Konstruktion verwirklicht wird.
Ein Polarisationsstrahlteiler vorn Spiegeltyp, der in der in Fig. 8, 14 und 23 gezeigten Ausführungsformen verwendet wird, wird gebildet, indem man eine Vielschicht von optischen Dünnfilmen auf eine transparente Platte aufträgt. Die s- polarisierte Komponente und die p-polarisierte Komponente werden voneinander unter Ausnützung der Tatsache, daß das Reflexionsvermögen der s-polarisierten Komponente von der der p-polarisierten Komponentn verschieden ist, getrennt. Die Anwendung des Polarisationsstrahlteilers vom Spiegeltyp ist auf monochromatisches Licht beschränkt, da das abzudeckende Wellenlängenband schmal ist. Der Polarisationsstrahlteiler vom Spiegeltyp hat jedoch den Vorteil, daß er aufgrund seiner plattenähnlichen Konstruktion im Gewicht leicht ist.
Der in den bevorzugten Ausführungsformen, die in den Fig. 1 bis 3, 6, 7, 9 bis 12, 16 bis 19, 24, 27, und 28 gezeigt werden, verwendete Polarisationsstrahlteiler vom Prismentyp wird gebildet, indem man zwei rechtwinklige Prismen aneinander anbringt, wobei ein polarisierender Vielschichtfilm dazwischengeschoben ist. Der Teiler von diesem Typ kann für das im wesentlichen vollständige Wellenlängenband von sichtbarem Licht, d.h., weißem Licht verwendet werden. Der polarisierende Vielschicht-Film, wie vorstehend erwähnt, ist ein dielektrischer Vielschicht-Film, der durch abwechselndes Laminieren einer Substanz mit einem hohen Brechungsindex und einer Substanz mit einem niedrigen Brechungsindex gebildet wird, so daß ein Brechungswinkel gleich dem dern Brewster-Winkel erhalten wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Polarisationsstrahlteiler, der in den Fig. 25A und 25B gezeigt ist, verwendet werden.
Der in den Figuren 28A und 28B gezeigte Polarisationsstrahlteiler wird gebildet, indem man einen polarisierenden Vielschicht-Film 414 zwischen zwei transparenten Platten, die jeweils mit Reihen aus rechtwinkligen Prismenelementen gebildet sind, dazwischen schiebt. Der polarisierende Vielschicht-Film 414 ist derselbe wie der des Polarisationsstrahlteilers vom Prismentyp wie vorstehend erwähnt. Die Oberfläche von jedem Prismenelement, die auf jeder transparenten Platte gebildet sind, hat dieselbe Funktion wie die der Einfallsoberfläche, der reflektierenden Oberfläche und der Austrittsoberfläche des Polarisationsstrahlteilers vom Prismentyp. Folglich hat der in den Figuren 25A und 25B gezeigte Polarisationsstrahlteiler dieselbe Funktion wie die des Polarisationsstrahlteilers vom Prismentyp. Es ist nicht bevorzugt, den Teiler wie in den Figuren 25A und 25B auf kohärentes Licht wie beispielsweise einen Laserstrahl anzuwenden, da die Kohärenz gestört wird. In dem Fall, in dem der Teiler auf eine inkohärente Lichtquelle angewendet wird, wie in der vorliegenden Erfindung, ist dies jedoch kein Problem.
Ferner kann auch gemäß der vorliegenden Erfindung ein Polarisationsstrahlteiler 408, der in den Figuren 26A und 26B gezeigt ist, verwendet werden.
Der in den Figuren 26A und 26B gezeigte Polarisationsstrahlteiler 408 ist aufgebaut, indem man eines der rechtwinkligen Prismen des Polarisationsstrahlteilers vom Prismentyp mit einer der transparenten Platten ersetzt, die mit den Reihen aus Prismenelementen, die in den Figuren 25A und 25B gezeigt sind, gebildet sind. Wie man leicht einschätzt, ist die Funktion des Polarisationsstrahlteilers 408 dieselbe wie die des Polarisationsstrahlteilers vom Prismentyp.
Ein Herstellungsverfahren der in den Figuren 25A, 25B, 26A und 26B gezeigten Polarisationsstrahlteiler ist im wesentlichen dasselbe wie das des Polarisationsstrahlteilers vom Prismentyp. D.h., der polarisierende Vielschicht-Film wird auf einer der transparenten Platten mit den Prismenelementen oder auf dem Prisma durch Aufdampfen oder dergleichen gebildet, und dann wird die andere transparente Platte mit den Prismenelementen mit dem polarisierenden Vielschicht-Film verbunden.
Obwohl die in den vorstehend erwähnten bevorzugten Ausführungsformen verwendete Lichtquelle eine Lichtquelle ist, bei der ein gekrümmter Spiegel verwendet wird, ist leicht zu verstehen, daß eine Lichtstrahlquelle unter Verwendung einer Linse als Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.

[Industrielle Anwendbarkeit]

Gemäß der vorliegenden Erfindung wie vorstehend beschrieben, kann ein linear polarisiertes Licht effizient aus einer zufällig bzw. ungeordnet polarisierten Lichtquelle gebildet werden, ohne daß eine Ungleichförmigkeit der Helligkeit erzeugt wird, indem man eine kompakte und einfache Vorrichtung verwendet.
Ferner kann linear polarisiertes Licht effizient aus einer zufällig bzw. ungeordnet polarisierten Lichtquelle gebildet werden, indem man eine kompakte und einfache Vorrichtung verwendet, wobei die Erzeugung der Nichtgleichförmigkeit der Helligkeit unterdrückt wird.
Ferner kann linear polarisiertes Licht effizient aus einer zufällig bzw. ungeordnet polarisierten Lichtquelle gebilet werden, indem man eine kompakte und einfache Vorrichtung verwendet, ohne daß eine Strahlbreite ausgedehnt wird oder nur mit geringer Ausbreitung einer Strahlbreite.

Claims

1. Optische Polarisationsvorrichtung, umfassend

- mindestens einen Polarisationsstrahlteiler (4; 7; 104; 108; 303; 314; 408; 414; 413) zum Reflektieren einer p- polarisierten Komponente oder einer s-polarisierten Komponente und zum Transmittieren der jeweils anderen Komponente;

- mindestens eine transparente

Polarisationsdreheinrichtung (3; 103; 304; 427; 427') zum Drehen der Polarisationsebene von einer der Komponenten, die durch die Polarisationsdreheinrichtung gehen; und

- eine transparente Mischeinrichrichtung (1; 101; 301; 302; 402) zum Transmittieren und Überlagern der Komponenten; dadurch gekennzeichnet, daß

- die transparente Mischeinrichtung (1; 101; 302; 402) eine Platte mit einer Vielzahl von länglichen Prismen ist, die parallel auf einer Seite der Platte gebildet sind, wobei die Längsrichtung der Prismen parallel zu der Seite orientiert ist, und

- die reflektierende Ebene des

Polarisationsstrahlteilers (4; 7; 104; 108; 303; 314; 408; 414; 413) senkrecht zu der Seite der Platte der transparenten Mischeinrichtung (1; 101; 302; 402) ist.

2. Optische Polarisationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung (3; 103; 304) eine Halbwellenplatte ist.

3. Optische Polarisationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung (3; 103; 104) eine TN- Flüssigkristallzelle ist.

4. Optische Polarisationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch

eine Teileinrichtung (102) zum Teilen des von einer Lichtquelle (105) emittierten Lichts in zwei Lichtstrahlen, die sich in zwei unterschiedliche Richtungen fortbewegen; erste und zweite Polarisationsstrahlteiler (104) zum Reflektieren einer p-polarisierten Komponente oder einer s- polarisierten Komponente der zwei Lichtstrahlen und zum Transmittieren der jeweils anderen Komponente;

erste und zweite Dreheinrichtungen (103) zum Drehen einer Polarisationsebene von dem reflektierten oder transmittierten Licht von dem ersten und zweiten Polarisationsstrahlteiler um 90º;

eine mit Prismen gebildete Platte (101), die als eine transparente Mischeinrichtung dient;

wobei die Platte eine Vielzahl von Prismenreihen auf einer ihrer Oberflächen zum Transmittieren und Zusammensetzen des in vier geteilte Lichtstrahlen von dem ersten und zweiten Polarisationsstrahlteiler (104) reflektierten und transmittierten Lichts hat;

und erste und zweite Lichtreflexionseinrichtungen (107) zum Führen der vier geteilten Lichtstrahlen von dem ersten und zweiten Polarisationsstrahlteiler (104) zu der mit Prismen gebildeten Platte (101) auf einer entgegengesetzten Seite der einen Oberfläche, die mit den Prismenreihen gebildet ist, so daß jeweils das reflektierte Licht von dem ersten Polarisationsstrahlteiler und das transmittierte Licht von dem zweiten Polarisationsstrahlteiler und das transmittierte Licht von dem ersten Polarisationsstrahlteiler und das reflektierte Licht von dem zweiten Polarisationsstrahlteiler auf der anderen Oberfläche der mit Prismen gebildeten Platte überlappen.

5. Optische Polarisationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch

einen Polarisationsabschnitt und einen Abschnitt zur Verringerung der Lichtstrahlbreite, worin:

der Polarisationsabschnitt den Polarisationsstrahlteiler (303) zum Reflektieren der p-polarisierten Komponente oder der s-polarisierten Komponente von von einer Lichtquelle (305) emittiertem Licht und zum Transmittieren der jeweils anderen Komponente umfaßt;

die Dreheinrichtung (304) den von dem Polarisationsstrahlteiler reflektierten Lichtstrahl oder transmittierten Lichtstrahl transmittiert und eine Polarisationsebene um 90º dreht;

eine erste mit Prismen gebildete Platte (302) der transparenten Mischeinrichtung eine Oberfläche hat, die mit einer Vielzahl von Prismenreihen gebildet ist, um eine Fortbewegungsrichtung eines von der Transmissionseinrichtung transmittierten Lichtstrahls in Einklang mit einer Fortbewegungsrichtung des jeweils anderen von dem von dem Polarisationsstrahlteiler reflektierten oder transmittierten Lichtstrahl zu bringen, wobei die zwei Lichtstrahlen von der Transmissionseinrichtung und dem Polarisationsstrahlteiler zusammengesetzt werden;

und ein Paar Reflektoren (308) einen Teil von dem jeweils anderen von dem von dem Polarisationsstrahlteiler reflektierten oder transmittierten Lichtstrahl reflektiert und auch einen Teil des von der Transmissionseinrichtung transmittierten Lichts reflektiert, so daß beide Teile zu der ersten mit Prismen gebildeten Platte (302) geleitet werden; und

der Abschnitt zum Verringern der Lichtstrahlbreite eine reflektierende Oberfläche (307) zum Reflektieren von mindestens einem Teil von einem zusammengesetzten Licht von der ersten mit Prismen gebildeten Platte (302) umfaßt; und eine zweite mit Prismen gebildete Platte (301) von der transparenten Mischeinrichtung eine mit einer Vielzahl von Prismenreihen gebildete Oberfläche hat, um eine Fortbewegungsrichtung eines von der reflektierenden Oberfläche (307) reflektierten Lichtstrahls in Einklang mit einer Fortbewegungsrichtung des jeweils anderen Teil von dem von der ersten mit Prismen gebildeten Platte (302) zusammengesetzten Licht zu bringen, wobei das reflektierte Licht und der andere Teil zusammengesetzt werden.

6. Optische Polarisationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch

einen Abschnitt zum Verringern einer Lichtstrahlbreite und einen Polarisationsabschnitt, worin:

der Abschnitt zum Verringern einer Lichtstrahlbreite ein Reflexionselement (409) zum Reflektieren eines Teils von von einer Lichtquelle (405) emittiertem Licht umfaßt; und eine erste mit Prismen gebildete Platte (401) eine mit einer Vielzahl von Prismenreihen gebildete Oberfläche hat, um eine Fortbewegungsrichtung eines von dem reflektierenden Element reflektierten Lichtstrahls in Einklang mit einer Fortbewegungsrichtung des anderen Teils des Lichts von der Lichtquelle zu bringen, wobei der reflektierte Lichtstrahl und der andere Teil zusammengesetzt werden; und der Polarisationsabschnitt den Polarisationsstrahlteiler (413) zum Reflektieren einer p-polarisierten Komponente oder einer s-polarisierten Komponente von zusammengesetztem Licht von dem Abschnitt zum Verringern der Lichtstrahlbreite und zum Transmittieren der jeweils anderen Komponente hat; die Dreheinrichtung (427) den reflektierten oder transmittierten Lichtstrahl von dem Polarisationsstrahlteiler empfängt und eine Polarisationsebene um 90º dreht, wobei eine transmittierte Lichtkomponente erhalten wird; eine zweite mit Prismen gebildete Platte (402), die als eine transparente Mischeinrichtung dient, eine mit einer Vielzahl von Prismenreihen gebildete Oberfläche hat, um eine Fortbewegungsrichtung der von der Transmissionseinrichtung transmittierten Lichtkomponente in Einklang mit einer Fortbewegungsrichtung des jeweils anderen von dem von dem Polarisationsstrahlteiler reflektierten oder transmittierten Lichtstrahls zu bringen, wobei die transmittierte Lichtkomponente und die andere zusammengesetzt werden; und ein reflektierendes Element (407) mindestens einen Teil von der von der Transmissionseinrichtung transmittierten Lichtkomponente und mindestens einen Teil der jeweils anderen Komponente von dem von dem Polarisationsstrahlteiler reflektierten oder transmittierten Licht leitet.

7. Optische polarisationsvorrichtung, umfassend eine Vielzahl von sich wiederholenden Einheiten, die jeweils identisch mit der Vorrichtung nach Anspruch 6 sind, wobei die Vielzahl von sich wiederholenden Einheiten nebeneinandergestellt sind, so daß die von den Abschnitten zur Verringerung der Lichtstrahlbreite der entsprechenden Einheiten heraustretenden Lichtstrahlen parallel gemacht sind, und wobei das reflektierende Element (407) in dem Polarisationsabschnitt nach Anspruch 6 beseitigt ist.

8. Optische Polarisationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

der Polarisationsstrahlteiler zwei transparente Platten und einen polarisierenden Vielschichtfilm (414), der zwischen den zwei transparenten Platten dazwischengeschoben ist, umfaßt, wobei jede der transparenten Platten auf ihrer äußeren Oberfläche mit einer Vielzahl von Prismen gebildet ist, die in parallelen Reihen angeordnet sind, wobei jedes der Prismen zwei angrenzende Oberflächen hat, die um 45º in bezug auf eine Normale zu einer inneren Oberfläche von jeder der transparenten Platten geneigt sind und um 90º in bezug auf einander geneigt sind.

9. Optische Polarisationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

der Polarisationsstrahlteiler eine einzelne transparente Platte, ein rechtwinklinges Prisma (408) und einen polarisierenden Vielschichtfilm (414), der zwischen einer inneren Oberfläche der transparenten Platte und einer geneigten Oberfläche des rechtwinkligen Prismas dazwischengeschoben ist, umfaßt, wobei die transparente Platte auf ihrer äußeren Oberfläche mit einer Vielzahl von Prismen gebildet ist, die in parallelen Reihen angeordnet sind, wobei jedes der Prismen zwei angrenzende Oberflächen hat, die um 45º in bezug auf eine Normale zu der inneren Oberfläche der transparenten Platte geneigt sind und um 90º in bezug auf einander geneigt sind.