DE10139496A1 - Projektionsvorrichtung zur Darstellung elektronischer Abbildungen - Google Patents
Projektionsvorrichtung zur Darstellung elektronischer AbbildungenInfo
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Abstract
Eine Projektionsvorrichtung (40, 110) weist eine Beleuchtungsvorrichtung (62, 100) zum Emittieren eines polarisierten trichromatischen Lichts, drei Modulationsvorrichtungen (48, 44, 46) zur Modulation von drei polarisierten monochromen Lichtern, eine Lichttrennvorrichtung (50) mit einem ersten dichroitischen Spiegel (62) und einem dritten Polarisationsstrahl-Trennspiegel (64) auf einer ersten Diagonalrichtung und einem ersten und einem zweiten Polarisationsstrahl-Trennspiegel (66, 68) auf einer zweiten Diagonalrichtung und einen ersten Retarderfilm (70), welcher zwischen dem zweiten und dem dritten Spiegel (68, 64) angeordnet ist. Der erste dichroitische Spiegel (62), der erste und der zweite Polarisationsstrahl-Trennspiegel (66, 68) werden zur Trennung des polarisierten trichromatischen Lichts in drei monochrome Lichter verwendet und jedes monochrome Licht wird zu einer entsprechenden Modulationsvorrichtung (48, 47, 46) für eine optische Modulation geleitet. Die drei modulierten Lichter, welche von den drei Modulationsvorrichtungen (48, 44, 46) reflektiert werden, werden zum dritten Spiegel (64) weitergeleitet und in einen Ausgangslichtstrahl synthetisiert.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Projektionsvorrichtungen sind Vorrichtungen, welche eine Kom
bination von Lichtquellen und Linsen verwenden, um Bilder oder
Videos auf einen entfernten Schirm zu projizieren.
Die meisten Projektionsvorrichtungen verwenden jedoch zweiop
tische Linsen in einer Lichttrennvorrichtung, was kompliziert
und kostenaufwendig ist. Des Weiteren weisen drei Farbstrah
len, welche in der Projektion verwendet werden, üblicherweise
ungleiche zurückgelegte Entfernungen auf.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine dement
sprechende Projektionsvorrichtung bereitzustellen, welche ei
nen einfachen Aufbau aufweist und das Problem der ungleichen
zurückgelegten Entfernungen für die drei Farbstrahlen löst.
Dies wird durch eine Projektionsvorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten
weitere Entwicklungen und Verbesserungen.
Wie aus der nachfolgenden Beschreibung deutlich wird, weist
die beanspruchte Projektionsvorrichtung einen Satz von zwei
dichroitischen Spiegeln und zwei Polarisationsstrahl-
Trennspiegel auf, um drei polarisierte Lichter zu trennen, und
verwendet drei Modulationsvorrichtungen, um die drei polari
sierten Lichter zu modulieren. Die Projektionsvorrichtung syn
thetisiert so die drei polarisierten Lichter in ein Ausgangs
licht mit einem Aufbau, bei dem die drei polarisierten Lichter
ungefähr gleiche zurückgelegte Entfernungen aufweisen.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen weiter dargestellt. In den
Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Projektions
vorrichtung eines LCD-Projektors gemäß dem
Stand der Technik,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Projektions
vorrichtung eines LCD-Projektors gemäß der Vor
liegenden Erfindung,
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines dichroitischen
Polarisationsstrahl-Aufspaltprismas der vorlie
genden Erfindung,
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Modulationsvor
richtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5 eine schematische Ansicht einer Beleuchtungs-
bzw. Illuminationsvorrichtung der Projektions
vorrichtung des in Fig. 2 gezeigten LCD-
Projektors, und
Fig. 6 und 7 schematische Ansichten von alternativen
Lichttrennvorrichtungen von Projektionsvorrich
tungen eines LCD-Projektors jeweils gemäß der
vorliegenden Erfindung.
Nachfolgend wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Fig. 1 ist eine
perspektivische Ansicht einer Projektionsvorrichtung 10 eines
LCD-Projektors gemäß dem Stand der Technik. Die Projektions
vorrichtung 10 umfasst eine Lichtquelle 12, welche einen weis
sen Lichtstrahl erzeugt, eine optische Vorrichtung 14 zur
gleichmäßigen Beleuchtung, welche vor der Lichtquelle 12 zum
Konvergieren des von der Lichtquelle 12 emittierten weißen
Lichts in einen gleichmäßig verteilten rechteckigen Licht
strahl angeordnet ist, eine Lichttrennvorrichtung 16 zur Tren
nung des rechteckigen Lichtstrahls in rote, grüne und blaue
Farbeingangslichtstrahle, ein trichromatisches Prisma 18 mit
drei Eingangsseiten und einer Ausgangsseite zur Synthetisie
rung der drei Eingangslichtstrahlen in einen Ausgangslicht
strahl, drei Modulationstafeln 20, wobei jede durch eine mono
chrome Flüssigkristalltafel gebildet ist und separat vor den
drei Eingangsseiten des trichroitischen Prismas 18 zur Modula
tion der drei Eingangslichtstrahlen angeordnet ist, drei Fo
kussierlinsen 17, 19 und 21, welche separat vor den drei Modu
lationstafeln 20 zum Fokussieren der drei Eingangslichtstrah
len von der Lichttrennvorrichtung 16 auf die drei Modulati
onstafeln 20 angeordnet sind, und eine Projektionslinse 22,
welche vor der Ausgangsseite des trichromatischen Prismas 18
zur Projektion des synthetisierten Ausgangslichtstrahls vom
trichromatischen Prisma 18 auf einen Schirm 24 angeordnet ist.
Jede der Modulationstafeln 20 ist aus einer transparenten, mo
nochromen Flüssigkristalltafel zur Darstellung eines monochro
men Bildes gebildet. Das trichromatische Prisma 18 syntheti
siert die drei monochromen Bilder, um ein Ausgangsfarbbild zu
erzeugen.
Die Lichttrennvorrichtung 16 umfasst einen ersten dichroiti
schen Spiegel 26 zur Trennung des roten Lichts vom rechtecki
gen Lichtstrahl, einen Reflexionsspiegel 27 zur Reflexion des
roten Lichts vom ersten dichroitischen Spiegel 26 auf die Fo
kussierlinse 17, einen zweiten dichroitischen Spiegel 28 zur
Trennung des vom ersten dichroitischen Spiegel 26 reflektier
ten Lichts durch Reflexion von blauem Licht zur Fokussierlinse
19, und zwei optische Linsen 30 und zwei Reflexionsspiegel 32
zum Durchlassen und Reflektieren von grünem Licht zur Fokus
sierlinse 21. Fig. 1 zeigt in klarer Weise, dass die durch das
grüne Licht zurückgelegte Entfernung sehr viel größer als die
roten und blauen Lichts ist. Da die zurückgelegten Entfernun
gen die Lichtintensitäten beeinflussen, sind die beiden opti
schen Linsen 30, welche vor den beiden Reflexionsspiegeln 32
angeordnet sind, essentiell, um das grüne Licht zu konvergie
ren, so dass der Verlust seiner Lichtintensität kompensiert
wird.
Die Anordnung der beiden optischen Linsen 30 macht jedoch den
Aufbau der Lichttrennvorrichtung 16 kompliziert und kostenin
tensiv. Es ist daher eine wichtige Aufgabe, eine Projektions
vorrichtung mit einem einfachen Aufbau bereitzustellen, welche
das Problem der ungleichen zurückgelegten Entfernungen für die
drei Farbstrahlen löst.
Nachfolgend werden die Fig. 2 bis 4 beschrieben. Fig. 2 ist
eine Ansicht einer Projektionsvorrichtung 40 eines LCD-
Projektors gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 ist eine
schematische Ansicht des dichroitischen Polarisationsstrahl-
Trennprismas 50 der vorliegenden Erfindung. Fig. 4 ist eine
schematische Ansicht der Modulationsvorrichtung 44 der vorlie
genden Erfindung. Die Projektionsvorrichtung 40 umfasst eine
Beleuchtungsvorrichtung 42, drei Modulationsvorrichtungen 44,
46 und 48, ein dichroitisches Polarisationsstrahl-Trennprisma
50 und eine Projektionslinse 52. Die Beleuchtungsvorrichtung
42 emittiert einen gleichförmig verteilten, annähernd weißen
Lichtstrahl, welcher rote, grüne und blaue Farben umfasst,
welche jeweils unterschiedliche Polarisationen aufweisen. Bei
spielsweise emittiert die Beleuchtungsvorrichtung 42 der vor
liegenden Erfindung ein polarisiertes Licht umfassend rotes R,
grünes G* und blaues B polarisiertes Licht, wobei die Polari
sation des grünen G* polarisierten Lichts unterschiedlich von
den anderen polarisierten Lichtern R und B ist. Die drei Modu
lationsvorrichtungen 44, 46 und 48 werden zur Modulation und
zum Verschieben der Polarisation der drei polarisierten mono
chromen Lichter durch Verwendung eines Verfahrens mit Lichtre
flexion verwendet. Das dichroitische Polarisationsstrahl-
Trennprisma 50 empfängt und sendet die drei polarisierten
Lichter R, G* und B zu den drei entsprechenden Modulationsvor
richtungen 44, 46 und 48, wobei jedes polarisierte Licht einer
Verarbeitung, Modulation und Änderung der Polarisation mit
Synthetisierung der drei polarisierten monochromen Lichter und
Bildung eines Ausgangslichtstrahls unterzogen wird. Die Pro
jektionslinse 52 ist vor der Ausgangsseite des dichroitischen
Polarisationsstrahl-Trennprismas 50 zur Projektion des Aus
gangslichtstrahls, welcher durch die drei polarisierten mono
chromen Lichter synthetisiert ist und von der Ausgangsseite
des dichroitischen Polarisationsstrahl-Trennprismas 50 auf ei
nen Schirm 54 emittiert wird, angeordnet.
Das dichroitische Polarisationsstrahl-Trennprisma 50 umfasst
fünf dreieckige Prismen 60A, 60B, 60C, 60D, 60E, wobei jedes
eine dünne Reflektionsbeschichtung auf ihren Übergangsflächen
aufweist. Das dichroitische Polarisationsstrahl-Trennprisma 50
umfasst weiter einen ersten dichroitischen Spiegel 62 und ei
nen dritten Polarisationsstrahl-Trennspiegel 64, welcher in
nerhalb des dichroitischen Polarisationsstrahl-Trennprimas 50
entlang der ersten Diagonallinie angeordnet ist und der erste
Polarisationsstrahl-Trennspiegel 66 und der zweite Polarisati
onsstrahl-Trennspiegel 68 sind ebenfalls innerhalb des
dichroitischen Polarisationsstrahl-Trennprismas 50 entlang der
zweiten Diagonallinie senkrecht zu den ersten und zweiten
dichroitischen Spiegeln angeordnet. Das dichroitische Polari
sationsstrahl-Trennprisma 50 umfasst weiter einen ersten Re
tardations- bzw. Retarderfilm 70 (retarder film), welcher zwi
schen dem zweiten und dem dritten Polarisationsstrahl-
Trennspiegel 68, 64 angeordnet ist.
Jede der drei Modulationsvorrichtungen 44, 46 und 48 umfasst
spiegelartige Lichtmodulatoren 76 zur Modulation und Reflexion
einfallenden Lichtes, um ein moduliertes Licht zu erzeugen und
einen Viertelwellenretarder 78 zur Verzögerung sowohl des ein
fallenden Lichts als auch des modulierten Lichts um ein Vier
tel einer Wellenlänge, so dass das einfallende Licht der Modu
lationsvorrichtung und das modulierte Licht, welches durch die
Modulationsvorrichtung erzeugt wird, einander entgegengesetzte
Polarisationen aufweisen. Der optische Modulator 76 vom Spie
geltyp kann eine digitale Mikrospiegelvorrichtung oder eine
Flüssigkristallanzeige vom Spiegeltyp sein.
Wie in Fig. 2 gezeigt, wird, nachdem das polarisierte trichro
matische, von der Beleuchtungsvorrichtung 42 emittierte Licht
in das dichroitische Polarisationsstrahl-Trennprisma 50 ein
tritt, ist es durch den ersten dichroitischen Spiegel 62 in
ein erstes blaues polarisiertes monochromes Licht B und ein
polarisiertes dichromatisches Licht bestehend aus einem roten
polarisierten Licht R und einem grünen polarisierten Licht G*
getrennt. Das blaue polarisierte Licht B wird durch den ersten
dichroitischen Spiegel 62 reflektiert und deshalb zum ersten
Polarisationsstrahl-Trennspiegel 66 übertragen. Das rote pola
risierte Licht R und das grüne polarisierte Licht G* durch
dringen lichtmäßig den ersten dichroitischen Spiegel 62 und
werden deshalb zum zweiten Polarisationsstrahl-Trennspiegel 68
übertragen. Der erste Polarisationsstrahl-Trennspiegel 66
weist eine spezielle Beschichtung auf und kann ein S-Zustand
polarisiertes Licht reflektieren und ein P-Zustand
polarisiertes Licht durchlassen. Somit wird das blaue polari
sierte Licht B durch den ersten Polarisationsstrahl-
Trennspiegel 66 auf die erste Modulationsvorrichtung 48 über
tragen, welche ein moduliertes Licht B* bildet und reflek
tiert, das durch den ersten Polarisationsstrahl-Trennspiegel
66 zum dritten Polarisationsstrahl-Trennspiegel 64 übertragen
wird. Der zweite Polarisationsstrahl-Trennspiegel 68 lässt S-
Zustand-polarisiertes Licht durch und reflektiert P-Zustand
polarisiertes Licht, so dass das rote polarisierte Licht R zur
zweiten Modulationsvorrichtung 44 reflektiert wird, wo es in
ein rotes polarisiertes Licht R* moduliert wird und das grüne
polarisierte Licht G* wird zur dritten Modulationsvorrichtung
46 übertragen, wo es in ein grünes polarisiertes Licht G modu
liert wird. Beide modulierten Lichter (R* und G) werden durch
den zweiten Polarisationsstrahl-Trennspiegel 68 zum ersten Re
tarderfilm 70 übertragen. Der erste Retarderfilm 70 ändert die
Polarisation des roten Lichts, jedoch nicht des grünen Lichts.
Somit wird nach dem Passieren des ersten Retarderfilms 70 das
modulierte Licht R* zu R und das modulierte Licht G bleibt
weiterhin G. Schließlich lässt der dritte Polarisationsstrahl-
Trennspiegel 64 das blaue polarisierte Licht B* passieren und
reflektiert das rote polarisierte Licht R und das grüne pola
risierte Licht G in die Projektionslinse 52, um ein syntheti
siertes, polarisiertes trichromatisches Licht B*GR zu bilden,
welches auf den Schirm 54 projiziert wird. Der einfache Aufbau
der Projektionsvorrichtung 40 gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet das dichroitische Polarisationsstrahl-Trennprisma
50, um den trichromatischen Lichtstrahl zu trennen und zu syn
thetisieren, wobei die zurückgelegten Entfernungen für jeden
der polarisierten Lichtstrahlen ungefähr gleich sind und kür
zer als die Entfernung des Eingangslichtstrahls der Projekti
onsvorrichtung 10 gemäß dem Stand der Technik.
Das dichroitische Polarisationsstrahl-Trennprisma 50 verwendet
einen dichroitischen Spiegel 62 und drei Polarisationsstrahl-
Trennspiegel 66, 68, 64, um die drei polarisierten Lichter zu
trennen und individuell zu modulieren. Deshalb muss die Be
leuchtungsvorrichtung 42 das dichroitische Polarisations
strahl-Trennprisma 50 mit einem polarisierten trichromatischen
Licht versorgen, umfassend ein polarisiertes monochromes Licht
und ein dichroitisch polarisiertes Licht mit einer unter
schiedlichen Polarisation für einen Endausgang eines perfekt
synthetisierten trichromatischen Lichtstrahls.
Nachfolgend wird die Fig. 5 beschrieben. Fig. 5 ist eine sche
matische Ansicht der Beleuchtungsvorrichtung 42 der Projekti
onsvorrichtung 40 des LCD-Projektors. Die Beleuchtungsvorrich
tung 42 umfasst eine Lichtquelle 80 zur Erzeugung eines
trichromatischen, unpolarisierten Lichts RR*GG*BB*, welches
rotes, grünes und blaues Licht umfasst, eine Lichtpolarisati
onsvorrichtung 82 zur Transformation des trichromatischen und
polarisierten Lichts RR*GG*BB* in ein polarisiertes trichroma
tisches Licht RGB, und eine Lichttrennvorrichtung 84 zur Tren
nung des polarisierten trichromatischen Lichts RGB in ein grü
nes polarisiertes Licht G und ein polarisiertes dichromati
sches Licht RB. Die Lichttrennvorrichtung 84 umfasst weiter
zwei dichroitische Spiegel 86, 88 zur Trennung des grünen po
larisierten Lichts G von dem polarisierten trichromatischen
Licht RGB und zur Synthetisierung des grünen polarisierten
Lichts G* in ein polarisiertes trichromatisches Licht RG*B,
zwei Reflektionsspiegel 90, 92 zur Reflektion des grünen pola
risierten Lichts G und des polarisierten dichromatischen
Lichts RB, und einen Halbwellenretarder 94 zum Verzögern und
Modulieren des grünen polarisierten Lichts G in das grüne po
larisierte Licht G*. Wie in Fig. 2 gezeigt, gibt die Beleuch
tungsvorrichtung 42 ein polarisiertes trichromatisches Licht
RG*B an den ersten dichroitischen Spiegel 62 des dichroiti
schen Polarisationsstrahl-Trennprismas 50 aus.
Nachfolgend werden die Fig. 6 und 7 beschrieben. Die Fig. 6
und 7 stellen jeweils schematische Ansichten eines alternati
ven Lichttrennvorrichtung 100 und einer Projektionsvorrichtung
110 eines LCD-Projektors gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
Die Lichttrennvorrichtung 100 weist einen einfacheren Aufbau
als die vorher beschriebene Lichttrennvorrichtung 84 auf und
umfasst einen dichroitischen Spiegel 102, zwei Reflektions
spiegel 104 und 106, und einen Halbwellenretarder 108. Die
Ausgangsorientierung des grünen polarisierten Lichts G* ist
senkrecht zu der des polarisierten dichromatischen Lichts RB.
Im Gegensatz zum vorher beschriebenen dichroitischen Spiegel
62 ist der in Fig. 7 gezeigte dichroitische Spiegel 112 be
schichtet, um sowohl das grüne polarisierte Licht G* als auch
das blaue polarisierte Licht B zu reflektieren, während das
rote polarisierte Licht R durchgelassen wird.
Zusätzlich ändert in diesem Ausführungsbeispiel der in Fig. 2
gezeigte erste Retarderfilm 70 die Polarisation des roten
Lichts, aber nicht die des grünen Lichts. Es kann jedoch auch
ein Retarderfilm verwendet werden, welcher die Polarisation
des grünen Lichts, aber nicht die des roten Lichts ändern
kann, um den ersten Retarderfilm 70 zu ersetzen, wenn ein al
ternativer Retarderfilm zwischen den ersten und zweiten Pola
risationsstrahl-Trennspiegeln 66, 64 angeordnet ist. Auf diese
Weise ist die Polarisation des blauen Lichts (B), welches den
dritten Polarisationsstrahl-Trennspiegel 64 erreicht, unter
schiedlich von der Polarisation der roten und grünen Lichter
(R*, G*). Der dritte Polarisationsstrahl-Trennspiegel 64 re
flektiert das polarisierte Licht B und lässt die polarisierten
Lichter R*, G* durch, um ein synthetisiertes polarisiertes
trichromatisches Licht BG*R* zu erzeugen, welches auf den
Schirm 54 projiziert wird.
Weiterhin ist in den obigen Ausführungsbeispielen der erste
Polarisationsstrahl-Trennspiegel 66 ausgelegt, um ein S-
Zustand-polarisiertes Licht zu reflektieren und ein P-Zustand
polarisiertes Licht durchzulassen. Dadurch reflektiert der er
ste Polarisationsstrahl-Trennspiegel 66 das erste monochrome
Licht B zur ersten Modulationsvorrichtung 48, und das von der
ersten Modulationsvorrichtung 48 modulierte Licht wird durch
den ersten Polarisationsstrahl-Trennspiegel 66 übertragen und
zum dritten Polarisationsstrahl-Trennspiegel 64 geführt. Der
erste Polarisationsstrahl-Trennspiegel 66 kann jedoch auch
derart konstruiert sein, um ein P-Zustand-polarisiertes Licht
zu reflektieren und ein S-Zustand-polarisiertes Licht durchzu
lassen. Deshalb, durch Änderung der Position der ersten Modu
lationsvorrichtung 48, kann das erste monochrome Licht B durch
den ersten Polarisationsstrahl-Trennspiegel 66 hindurch über
tragen werden und anschließend wird das modulierte Licht durch
den ersten Polarisationsstrahl-Trennspiegel 66 reflektiert.
Selbstverständlich können ähnliche Modifikationen auch am
zweiten Polarisationsstrahl-Trennspiegel 68 wie in den Fig. 2
und 7 gezeigt, erfolgen.
Aus der vorhergehenden Beschreibung ist deutlich geworden,
dass die Projektionsvorrichtungen 40 und 110 der vorliegenden
Erfindung einen einfachen Aufbau aufweisen und ungefähr glei
che Lichtwegstrecken aufweisen, welche kürzer sind als die der
Projektionsvorrichtung 10 im Stand der Technik. Daher werden
optische Speziallinsen zur Kompensation des Verlustes der
Lichtintensität in den Projektionsvorrichtungen 40 und 110
nicht gebraucht, wodurch deren Aufbau vereinfacht werden kann,
die Herstellungskosten gesenkt werden können und die Bildqua
lität verbessert werden kann.
Claims (12)
1. Projektionsvorrichtung (40; 110) umfassend:
eine Beleuchtungsvorrichtung (42; 100) zum Emittieren eines polarisierten trichromatischen Lichts, welches rotes, grünes und blaues Licht umfasst;
drei Modulationsvorrichtungen (48, 44, 46), welche als erste, zweite und dritte Modulationsvorrichtung (48, 44, 46) definiert sind, wobei jede der Modulationsvorrich tungen (48, 44, 46) zur Reflektion eines polarisierten monochromen Lichts verwendet wird, um es zu modulieren und seine Polarisation zu ändern;
eine Lichttrennvorrichtung (50) mit einem ersten dichroitischen Spiegel (62; 112), einem ersten Polarisa tionsstrahl-Trennspiegel (66), einem zweiten Polarisati onsstrahl-Trennspiegel (68) und einem dritten Polarisa tionsstrahl-Trennspiegel (64), wobei der erste dichroi tische Spiegel (62, 112) und der dritte Polarisations strahl-Trennspiegel (64) entlang einer ersten Diagonal richtung angeordnet sind und der erste und der zweite Polarisationsstrahl-Trennspiegel (66, 68) entlang einer zweiten Diagonalrichtung senkrecht zur ersten Diagonal richtung angeordnet sind; und
einen ersten Retarderfilm (70), welcher zwischen dem zweiten und dem dritten Polarisationsstrahl-Trennspiegel (68, 64) angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste dichroitische Spiegel (62) das polarisierte trichromatische Licht in ein erstes polarisiertes mono chromes Licht und ein polarisiertes dichromatisches Licht transferiert und diese beiden Lichter getrennt zum ersten und zum zweiten Polarisationsstrahl- Trennspiegel (66, 68) weiterleitet,
wobei der erste Polarisationsstrahl-Trennspiegel (66) das erste polarisierte monochrome Licht zur ersten Modu lationsvorrichtung (48) weiterleitet und das von der er sten Modulationsvorrichtung (48) reflektierte modulierte Licht zum dritten Polarisationsstrahl-Trennspiegel (64) weiterleitet,
wobei der zweite Polarisationsstrahl-Trennspiegel (68) das polarisierte dichromatische Licht in ein zweites und ein drittes polarisiertes monochromes Licht trennt, wel che direkt zur zweiten und zur dritten Modulationsvor richtung (44, 46) weitergeleitet werden und dann die von der zweiten und der dritten Modulationsvorrichtung 2(44, 46) reflektierten modulierten Lichter zum dritten Pola risationsstrahl-Trennspiegel (64) durch den ersten Re tarderfilm (70) weiterleitet,
und der erste Retarderfilm (70) die Polarisation von ei nem der modulierten Lichter, welche von der zweiten und dritten Modulationsvorrichtung (44, 46) reflektiert wer den, ändert,
wobei die von dem ersten und dem zweiten Polarisations strahl-Trennspiegel (66, 68) weitergeleiteten modulier ten Lichter mittels des dritten Polarisationsstrahl- Trennspiegels (64) synthetisiert werden, um einen Aus gangslichtstrahl zu bilden.
eine Beleuchtungsvorrichtung (42; 100) zum Emittieren eines polarisierten trichromatischen Lichts, welches rotes, grünes und blaues Licht umfasst;
drei Modulationsvorrichtungen (48, 44, 46), welche als erste, zweite und dritte Modulationsvorrichtung (48, 44, 46) definiert sind, wobei jede der Modulationsvorrich tungen (48, 44, 46) zur Reflektion eines polarisierten monochromen Lichts verwendet wird, um es zu modulieren und seine Polarisation zu ändern;
eine Lichttrennvorrichtung (50) mit einem ersten dichroitischen Spiegel (62; 112), einem ersten Polarisa tionsstrahl-Trennspiegel (66), einem zweiten Polarisati onsstrahl-Trennspiegel (68) und einem dritten Polarisa tionsstrahl-Trennspiegel (64), wobei der erste dichroi tische Spiegel (62, 112) und der dritte Polarisations strahl-Trennspiegel (64) entlang einer ersten Diagonal richtung angeordnet sind und der erste und der zweite Polarisationsstrahl-Trennspiegel (66, 68) entlang einer zweiten Diagonalrichtung senkrecht zur ersten Diagonal richtung angeordnet sind; und
einen ersten Retarderfilm (70), welcher zwischen dem zweiten und dem dritten Polarisationsstrahl-Trennspiegel (68, 64) angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste dichroitische Spiegel (62) das polarisierte trichromatische Licht in ein erstes polarisiertes mono chromes Licht und ein polarisiertes dichromatisches Licht transferiert und diese beiden Lichter getrennt zum ersten und zum zweiten Polarisationsstrahl- Trennspiegel (66, 68) weiterleitet,
wobei der erste Polarisationsstrahl-Trennspiegel (66) das erste polarisierte monochrome Licht zur ersten Modu lationsvorrichtung (48) weiterleitet und das von der er sten Modulationsvorrichtung (48) reflektierte modulierte Licht zum dritten Polarisationsstrahl-Trennspiegel (64) weiterleitet,
wobei der zweite Polarisationsstrahl-Trennspiegel (68) das polarisierte dichromatische Licht in ein zweites und ein drittes polarisiertes monochromes Licht trennt, wel che direkt zur zweiten und zur dritten Modulationsvor richtung (44, 46) weitergeleitet werden und dann die von der zweiten und der dritten Modulationsvorrichtung 2(44, 46) reflektierten modulierten Lichter zum dritten Pola risationsstrahl-Trennspiegel (64) durch den ersten Re tarderfilm (70) weiterleitet,
und der erste Retarderfilm (70) die Polarisation von ei nem der modulierten Lichter, welche von der zweiten und dritten Modulationsvorrichtung (44, 46) reflektiert wer den, ändert,
wobei die von dem ersten und dem zweiten Polarisations strahl-Trennspiegel (66, 68) weitergeleiteten modulier ten Lichter mittels des dritten Polarisationsstrahl- Trennspiegels (64) synthetisiert werden, um einen Aus gangslichtstrahl zu bilden.
2. Projektionsvorrichtung (40; 110) nach Anspruch 1, weiter
umfassend eine Projektionslinse (52) zur Projektion des
Ausgangslichtstrahls von dem dritten Polarisationsstrahl-
Trennspiegel (64) auf einen Schirm (54).
3. Projektionsvorrichtung (40; 110), dadurch gekennzeichnet,
dass die Lichttrennvorrichtung (50) ein rechteckiges
trichromatisches Prisma mit einer ersten Diagonallinie und
einer zweiten Diagonallinie senkrecht zueinander ist, wo
bei der erste dichroitische Spiegel (62) und der dritte
Polarisationsstrahl-Trennspiegel (64) innerhalb des
trichromatischen Prismas entlang der ersten Diagonallinie
angeordnet sind und der erste und der zweite Polarisati
onsstrahl-Trennspiegel (66, 68) ebenfalls innerhalb des
trichromatischen Prismas entlang der zweiten Diagonallinie
angeordnet sind.
4. Projektionsvorrichtung (110) nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, dass das von der Beleuchtungsvorrichtung
(100) emittierte polarisierte trichromatische Licht ein
polarisiertes monochromes Licht und ein polarisiertes
dichromatisches Licht umfasst, welche zum ersten dichroi
tischen Spiegel (62) von einander gegenüberliegenden Sei
ten des ersten dichroitischen Spiegels (62) weitergeleitet
werden.
5. Projektionsvorrichtung (40) nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, dass das von der Beleuchtungsvorrichtung
(42) emittierte polarisierte trichromatische Licht ein
einzelner Lichtstrahl ist, welcher direkt zum ersten
dichroitischen Spiegel (62) weitergeleitet wird.
6. Projektionsvorrichtung (40; 110) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass der erste Polarisationsstrahl-
Trennspiegel (66) das erste monochrome Licht zur ersten
Modulationsvorrichtung (48) reflektiert und anschließend
das von der ersten Modulationsvorrichtung (48) reflektier
te modulierte Licht durch den ersten Polarisationsstrahl-
Trennspiegel (66) weitergeleitet wird und zum dritten Po
larisationsstrahl-Trennspiegel (64) geleitet wird.
7. Projektionsvorrichtung (40; 110) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass das erste monochrome Licht durch den
ersten Polarisationsstrahl-Trennspiegel (66) weitergelei
tet wird und zur ersten Modulationsvorrichtung (48) gelei
tet wird und anschließend das von der ersten Modulations
vorrichtung (48) reflektierte modulierte Licht zum dritten
Polarisationsstrahl-Trennspiegel (64) mittels des ersten
Polarisationsstrahl-Trennspiegels (66) reflektiert wird.
8. Projektionsvorrichtung (40; 110) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass das zweite polarisierte monochrome
Licht zur zweiten Modulationsvorrichtung (44) mittels des
zweiten Polarisationsstrahl-Trennspiegel (68) reflektiert
wird und das dritte polarisierte monochrome Licht zur
dritten Modulationsvorrichtung (64) mittels Weiterleitung
durch den zweiten Polarisationsstrahl-Trennspiegel (68)
weitergeleitet wird, wobei das von der zweiten Modulati
onsvorrichtung (44) reflektierte modulierte Licht zum
dritten Polarisationsstrahl-Trennspiegel (64) mittels Wei
terleitung durch den zweiten Polarisationsstrahl-
Trennspiegel (64) weitergeleitet wird, und das von der
dritten Modulationsvorrichtung (46) reflektierte modulier
te Licht zum dritten Polarisationsstrahl-Trennspiegel (64)
mittels des zweiten Polarisationsstrahl-Trennspiegels (68)
reflektiert wird.
9. Projektionsvorrichtung (40; 110) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass jede der Modulationsvorrichtungen
(48, 44, 46) einen optischen Modulator (76) vom Spiegeltyp
zur Modulation eines einfallenden Lichts zur Erzeugung ei
nes modulierten Lichts und einen Viertelwellenretarder
(78) zum Retardieren sowohl des einfallenden Lichts als
auch des modulierten Lichts um eine viertel Wellenlänge
umfasst, so dass das einfallende Licht der Modulationsvor
richtung (48, 44, 46) und das mittels der Modulationsvor
richtung (48, 44, 46) modulierte Licht entgegengesetzte
Polarisationen aufweisen.
10. Projektionsvorrichtung (40; 110) nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, dass der optische Modulator (76) eine di
gitale Mikrospiegelvorrichtung ist.
11. Projektionsvorrichtung (40; 110) nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, dass der optische Modulator (76) eine
Flüssigkristallanzeigetafel ist.
12. Projektionsvorrichtung (40; 110) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (42; 100)
eine Lichtquelle (80) zur Erzeugung eines trichromatischen
unpolarisierten Lichts, welches rotes, grünes und blaues
Licht umfasst, eine Lichtpolarisationsvorrichtung (82) zum
Konvertieren des trichromatischen unpolarisierten Lichts
in ein polarisiertes trichromatisches Licht, eine
Lichttrennvorrichtung (84) zur Trennung des polarisierten
trichromatischen Lichts in ein monochromes Licht und ein
dichromatisches Licht und einen Retarder (94, 108) zur Än
derung der Polarisation des monochromen Lichts oder des
dichromatischen Lichts, um das trichromatische Licht mit
verschiedenen Polarisationen zu erzeugen, umfasst.
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