DE102011117570A1 - Beam splitter cross for bifurcale color division - Google Patents

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DE102011117570A1
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Max Mayer
Bernhard Bausenwein
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    • G02B27/1026Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths for generating a colour image from monochromatic image signal sources for use with reflective spatial light modulators

Abstract

Einfache selektive Farbstrahlenteilerschichten mit einfacher Transmissions-Reflexions-Charakteristik teilen einen Lichtstrahl farblich bifurkal in zwei Teilstrahlen, von denen im Wesentlichen der eine kürzere, der andere längere Wellenlängen als die Grenzwellenlänge GW enthält. Das Teilungsbild solcher Trennschichten ist dabei immer asymmetrisch, da nur ein Teilstrahl durch Reflexion an der Schicht gefaltet wird und der andere die Schicht transmittiert. Beim Strahlenteiler-Kreuz zur bifurkalen Farbenteilung sind die beiden Trennschichten bezüglich einer Grenzwellenlänge GW komplementär ausgebildet, wobei die eine Schicht Spektralanteile kleiner GW transmittiert und größer GW reflektiert und die andere Schicht Spektralanteile größer GW transmittiert und kleiner GW reflektiert. Die farbliche Teilung in einen kurzwelligen und einen langwelligen Teilstrahl erfolgt hierbei mit einem symmetrischen Teilungsbild. Der erste Teilstrahl transmittiert die erste Schicht und reflektiert an der zweiten Schicht, der zweite Teilstrahl reflektiert an der ersten Schicht und transmittiert die zweite Schicht. Das Strahlenteiler-Kreuz kann zur bifurkalen symmetrischen Strahlenteilung und -vereinigung verwendet werden. Sein Einsatz wird in einer gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung aufgedeckt (Mayer und Bausenwein, ”Sechsfarbige Stereo-Bildanzeige mit wellenlängensortierter mehrstufiger Farbaddition”, DE_).Simple selective color beam splitter layers with a simple transmission-reflection characteristic divide a light beam bifurcally into two partial beams, of which essentially one contains shorter wavelengths and the other longer wavelengths than the limit wavelength GW. The division image of such separation layers is always asymmetric, since only a partial beam is folded by reflection at the layer and the other transmits the layer. In the beam splitter cross for bifurcale color division, the two separation layers are complementary with respect to a cutoff wavelength GW, the one layer transmits spectral components smaller GW and greater GW reflected and transmits the other layer spectral components greater than GW and small GW reflected. The color division into a short-wave and a long-wave partial beam takes place here with a symmetrical division image. The first partial beam transmits the first layer and reflects on the second layer, the second partial beam reflects on the first layer and transmits the second layer. The beam splitter cross can be used for bifurcated symmetric beam splitting and banding. Its use is disclosed in a simultaneously filed patent application (Mayer and Bausenwein, "Six-color stereo image display with wavelength-sorted multi-level color addition", DE_).

Description

  • Gebiet der ErfindungField of the invention
  • Das Gebiet der Erfindung liegt im Bereich selektiver Farbstrahlenteilerschichten mit einfacher Transmissions-Reflexions-Charakteristik, die einen Lichtstrahl farblich in zwei Teilstrahlen teilen können, wobei die beiden Teilstrahlen benachbarte Spektralbereiche enthalten. Das Teilungsbild solcher Trennschichten ist dabei immer asymmetrisch, da nur ein Teilstrahl durch Reflexion an der Schicht gefaltet wird, und der andere die Schicht transmittiert. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein aus zwei verschiedenen einfachen selektiven Farbstrahlenteilerschichten zusammengesetztes Farbstrahlenteiler-Kreuz. Vom Stand der Technik werden solche Kreuzstrukturen zur Dreigliederung (trifurkal) des Spektralbereichs verwendet, also z. B. um rote, grüne und blaue Spektralbereiche voneinander zu trennen oder zu vereinigen. Die vorliegende Erfindung deckt dagegen eine Kreuzstruktur auf, die nur eine Zweigliederung in einen kürzerwelligen und einen längerwelligen Teilstrahl vornimmt. Ihr Vorteil gegenüber einfachen Strahlenteilerschichten liegt vor allem darin, dass sie ein symmetrisches Teilungsbild aufweist.The field of the invention is in the field of selective color beam splitter layers with a simple transmission-reflection characteristic, which can divide a light beam in color into two partial beams, the two partial beams containing adjacent spectral regions. The division image of such separation layers is always asymmetric, since only one partial beam is folded by reflection at the layer, and the other transmits the layer. In particular, the invention relates to a color beam splitter cross composed of two different simple selective color beam splitter layers. From the prior art, such cross structures are used for threefolding (trifurcale) of the spectral range, ie z. B. to separate red or green and blue spectral ranges of each other or unite. In contrast, the present invention reveals a cross structure which performs only a branching into a shorter-wavelength and a longer-wavelength partial beam. Its advantage over simple beam splitter layers lies in the fact that it has a symmetrical division image.
  • Diskussion des Stands der TechnikDiscussion of the Related Art
  • Einfache selektive Farbstrahlenteilerschichten mit einfacher Transmissions-Reflexions-Charakteristik teilen einen Lichtstrahl farblich bifurkal in zwei Teilstrahlen, von denen im Wesentlichen der eine kürzere, der andere längere Wellenlängen als die Grenzwellenlänge GW enthält. Das Teilungsbild solcher Trennschichten ist dabei immer asymmetrisch, da nur ein Teilstrahl durch Reflexion an der Schicht gefaltet wird, und der andere die Schicht transmittiert. Diese intrinsische Asymmetrie wirkt sich limitierend auf das Design von Systemen aus, z. B. wenn symmetrische Anordnungen realisiert werden sollen oder müssen.Simple selective color beam splitter layers with a simple transmission-reflection characteristic divide a light beam bifurcally into two partial beams, of which essentially one contains shorter wavelengths and the other longer wavelengths than the limit wavelength GW. The division image of such separation layers is always asymmetric, since only one partial beam is folded by reflection at the layer, and the other transmits the layer. This intrinsic asymmetry has a limiting effect on the design of systems, e.g. B. when symmetrical arrangements are to be realized or need.
  • Vom Stand der Technik ist ein trifurkales Farbstrahlenteiler-Kreuz bekannt, das durch zwei sich kreuzende farbselektive Schichten gebildet wird. Eine Schicht transmittiert blaue und grüne Spektralanteile und reflektiert rote; die andere Schicht transmittiert grüne und rote Spektralanteile und reflektiert blaue. Dabei wird das Lichtspektrum in drei spektral verschiedene Teilstrahlen (rot, grün und blau) zerlegt ( ). Solche Kreuze werden seit langem eingesetzt (1915: Harold Workmann, GB191513042 ; 1929: L. T. Troland, US1843007 ; 1947: A. C. Schroeder, US2642487 ). Die Verfahren und Möglichkeiten, solche Kreuze zusammenzusetzen und zu nutzen, wurden ständig verbessert (1937: Adrian Bernard Klein, GB475415 ; 1942: E. D. Tillyer et. al., US2361514 ; 1944: Jack Howard Coote, GB586957 ; 1952: F. C. Rock, US2737076 ). Auch die dazu benötigten selektiv wirkenden dichroitischen Schichten wurden immer weiter verbessert (1942: G. L. Dimmick US2379790 ; 1943: G. L. Dimmick US2399860 ). Das trifurkale Farbstrahlenteiler-Kreuz hat sich so zum Standardbauteil z. B. in heutigen Projektoren mit Bildmodulatoren vom Typ Liquid Crystal herauskristallisiert.The prior art discloses a trifurcated color beam splitter cross formed by two intersecting color selective layers. A layer transmits blue and green spectral components and reflects red; the other layer transmits green and red spectral components and reflects blue ones. The light spectrum is split into three spectrally different partial beams (red, green and blue). ). Such crosses have been used for a long time (1915: Harold Workmann, GB191513042 ; 1929: LT Troland, US1843007 ; 1947: AC Schroeder, US2642487 ). The methods and possibilities to assemble and use such crosses were constantly improved (1937: Adrian Bernard Klein, GB475415 ; 1942: ED Tillyer et. al. US2361514 ; 1944: Jack Howard Coote, GB586957 ; 1952: FC Rock, US2737076 ). The selective dichroic layers required for this purpose were also continually improved (1942: GL Dimmick US2379790 ; 1943: GL Dimmick US2399860 ). The trifurcale color beam divider cross has become a standard component z. B. crystallized in today's projectors with image modulators of the type Liquid Crystal.
  • Jedes trifurkale Farbstrahlenteiler-Kreuz nach dem Stand der Technik benötigt zur Dreigliederung des Spektralbereichs zwei selektive Farbstrahlenteilerschichten mit zwei verschiedenen Trennstellen (eine zwischen Rot und Grün und eine zwischen Grün und Blau).Each prior art trifurcated color beam splitter cross requires threefolding the spectral region to have two selective color beam splitter layers with two distinct interfaces (one between red and green and one between green and blue).
  • Überblick über die ErfindungOverview of the invention
  • Das erfindungsgemäße Strahlenteiler-Kreuz zur bifurkalen Farbenteilung verwendet zur Zweigliederung des Spektralbereichs ebenfalls zwei verschiedene selektive Farbstrahlenteilerschichten, die sich kreuzen ( ). Beide Schichten besitzen aber die gleiche Trennstelle (z. B. zwischen Blau und Grün, ), allerdings mit komplementärer Transmissions-Reflexions-Charakteristik. Dies ist beispielhaft in , c ersichtlich. Ein Lichtstrahl BGR, der blaue, grüne und rote Spektralanteile besitzt, wird von der ersten Schicht F-rt ( ) in einen blauen Teilstrahl und einen grünroten Teilstrahl getrennt. Die zweite Schicht F-tr teilt denselben Lichtstrahl BGR ebenfalls in einen blauen Teilstrahl und einen grünroten Teilstrahl. Während aber die erste Schicht F-rt den blauen Anteil reflektiert und den grünroten Anteil transmittieren lässt, lässt die zweite Schicht F-tr komplementär dazu den blauen Anteil transmittieren und reflektiert den grünroten Anteil.The bifurcated color-splitting beam splitter cross according to the invention also uses two different selective beam splitter layers which intersect (Fig. ). But both layers have the same separation point (eg between blue and green, ), but with complementary transmission-reflection characteristics. This is exemplary in , c can be seen. A light beam BGR, which has blue, green and red spectral components, is emitted by the first layer F-rt ( ) are separated into a blue sub-beam and a green-red sub-beam. The second layer F-tr likewise divides the same light beam BGR into a blue partial beam and a green-red partial beam. However, while the first layer F-rt reflects the blue portion and transmits the green-red portion, the second layer F-tr transmits complementarily the blue portion and reflects the green-red portion.
  • Der Kerngedanke der Erfindung liegt in der erstmaligen Verwendung zweier gekreuzter Farbteilerschichten mit komplementärer Transmissions-Reflexions-Charakteristik bezüglich einer einzigen Grenzwellenlänge GW. Während bisherige Farbstrahlenteilerschichten je nach Verwendungszweck bezüglich einer Grenzwellenlänge entweder alle Wellenlängen kleiner GW transmittieren liessen und grössere reflektiert haben, oder umgekehrt, wurde eine gleichzeitige Verwendung beider Ausführungen bisher nicht als sinnvoll erfasst. Dagegen gründet sich die vorliegende Erfindung ( ) genau darauf, dass beide komplementären Ausführungen einer selektiven Farbstrahlenteilerschicht gewinnbringend in einer gekreuzten Anordnung eingesetzt werden.The core idea of the invention lies in the initial use of two crossed color splitter layers with complementary transmission-reflection characteristics with respect to a single cut-off wavelength GW. Whereas previous color beam splitter layers, depending on the intended use, could transmit all wavelengths smaller than GW and reflect larger ones, or vice versa, a simultaneous use of both versions has not hitherto been considered useful. In contrast, the present invention is based ( ) precisely that both complementary embodiments of a selective color beam splitter layer are used profitably in a crossed arrangement.
  • Die vorliegende Erfindung kann die Asymmetrien beseitigen, die bei einfachen selektiven Farbstrahlenteilerschichten intrinsisch gegeben sind, ohne dabei die Lauflänge der verwendeten Strahlen bei der Strahlenvereinigung oder bei der Strahlentrennung zu verlängern.The present invention can eliminate the asymmetries inherent in simple selective color beam splitter layers without extending the run length of the beams used in beam splicing or in beam splitting.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
  • zeigt ein trifurkales Farbstrahlenteiler-Kreuz vom Stand der Technik sowie dessen Funktionsweise bei der Strahlenteilung shows a trifurcated color beam splitter cross of the prior art and its operation in the beam splitting
  • zeigt ein Strahlenteiler-Kreuz zur bifurkalen Farbenteilung sowie dessen Funktionsweise bei der Strahlenteilung shows a beam splitter cross to the bifurcalen color division and its operation in the beam splitting
  • zeigt zwei Strahlenteiler-Kreuze zur bifurkalen Farbenteilung sowie deren Funktionsweise bei der Strahlenteilung und -Vereinigung shows two beam splitter crosses for bifurcalen color separation and their operation in the beam splitting and unification
  • zeigt den Einsatz des Strahlenteiler-Kreuz zur bifurkalen Farbenteilung in farbkodierten Mehrkanal-Bildanzeigen shows the use of the beam splitter cross for bifurcale color separation in color-coded multi-channel image displays
  • BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
  • Für die Abbildungen wurde eine gemeinsame Nomenklatur gewählt. Aus Gründen der Anschaulichkeit und leichteren Lesbarkeit wurden einsichtige Buchstabenbezeichner anstelle reiner Bezifferung gewählt.
  • F-rt
    erste Farbstrahlenteilerschicht mit Reflexions-Transmission bzgl. GW
    F-tr
    zweite Farbstrahlenteilerschicht mit Transmission-Reflexion bzgl. GW
    FB
    Farbstrahlenteilerschicht mit Blaureflexion
    FR
    Farbstrahlenteilerschicht mit Rotreflexion
    GW
    Grenzwellenlänge von F-rt und F-tr
    GW1
    Grenzwellenlänge von FB
    GW2
    Grenzwellenlänge von FR
    Ref
    Reflexionsanteil
    λ
    Wellenlänge
    B
    blauer Spektralbereich
    G
    grüner Spektralbereich
    R
    roter Spektralbereich
    A1, B1
    Spektralbereiche mit Wellenlängen kürzer GW
    A2, B2
    Spektralbereiche mit Wellenlängen länger GW
    A12
    Lichtstrahl mit spektralen Anteilen in A1 und A2
    B12
    Lichtstrahl mit spektralen Anteilen in B1 und B2
    RLM 1–6
    Räumliche Lichtmodulatoren eins bis sechs
    For the pictures a common nomenclature was chosen. For reasons of clarity and readability, clear letter designators have been chosen instead of pure figures.
    F-rt
    first color beam splitter layer with reflection transmission with respect to GW
    F-tr
    second color beam splitter layer with transmission reflection with respect to GW
    FB
    Color beam splitter layer with blue reflection
    FR
    Color beam splitter layer with red reflection
    GW
    Cut-off wavelength of F-rt and F-tr
    LV1
    Cut-off wavelength of FB
    GW2
    Cut-off wavelength of FR
    Ref
    reflextions
    λ
    wavelength
    B
    blue spectral range
    G
    green spectral range
    R
    red spectral range
    A1, B1
    Spectral ranges with wavelengths shorter GW
    A2, B2
    Spectral ranges with wavelengths longer GW
    A12
    Light beam with spectral components in A1 and A2
    B12
    Light beam with spectral components in B1 and B2
    RLM 1-6
    Spatial light modulators one to six
  • Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
  • –d zeigen ein trifurkales Farbstrahlenteiler-Kreuz vom Stand der Technik sowie dessen Funktionsweise bei der Strahlenteilung. zeigt schematisch die Kennlinien zweier verschiedener selektiver Farbstrahlenteilerschichten FB und FR mit einfacher Trenncharakteristik. FR weist eine Grenzwellenlänge GW1 zwischen Blau und Grün auf, und FR weist eine Grenzwellenlänge GW2 zwischen Grün und Rot auf. Ein weisser Lichtstrahl BGR mit blauen, grünen und roten Spektralanteilen wird von FB so geteilt ( ), dass blaue Spektralanteile reflektiert werden und grüne und rote Spektralanteile transmittieren. Ein weisser Lichtstrahl BGR wird von FR dagegen so geteilt ( ), dass rote Spektralanteile reflektiert werden und grüne und blaue Spektralanteile transmittieren. Eine Kreuzung der beiden Trennschichten FB und FR ( ) ermöglicht eine Dreiteilung (Trifurkation) des Eingangsstrahls BGR, da FB die blauen Spektralanteile nach einer Seite aus der Strahlrichtung reflektiert (FR lässt diese Strahlen passieren), FR die roten Spektralanteile nach der anderen Seite reflektiert (FB lässt diese Strahlen passieren), und die grünen Spektralanteile beide Schichten transmittieren. Figure 3 shows a prior art trifurcated color beam splitter cross and its beam splitting operation. shows schematically the characteristics of two different selective color beam splitter layers FB and FR with a simple separation characteristic. FR has a cutoff wavelength GW1 between blue and green, and FR has a cutoff wavelength GW2 between green and red. A white light beam BGR with blue, green and red spectral components is shared by FB ( ) that blue spectral components are reflected and transmit green and red spectral components. A white light beam BGR is shared by FR on the other hand ( ) that red spectral components are reflected and transmit green and blue spectral components. An intersection of the two separation layers FB and FR ( ) allows a trifurcation of the input beam BGR, since FB reflects the blue spectral components to one side out of the beam direction (FR passes these beams), FR reflects the red spectral components to the other side (FB passes these beams), and the green spectral components transmit both layers.
  • –d zeigen ein Strahlenteiler-Kreuz zur bifurkalen Farbenteilung sowie dessen Funktionsweise bei der Strahlenteilung. zeigt schematisch die Kennlinien zweier verschiedener selektiver Farbstrahlenteilerschichten F-rt und F-tr mit einfacher Trenncharakteristik. Sowohl F-rt als auch F-tr weisen beispielsweise eine Grenzwellenlänge GW zwischen Blau und Grün auf, sind aber komplementär in ihrem Reflexions- bzw. Transmissionsverhalten. Dies ist in , c ersichtlich. Ein Lichtstrahl BGR, der blaue, grüne und rote Spektralanteile besitzt, wird von der ersten Schicht F-rt ( ) in einen blauen Teilstrahl und einen grünroten Teilstrahl getrennt. Die zweite Schicht F-tr ( ) teilt denselben Lichtstrahl BGR ebenfalls in einen blauen Teilstrahl und einen grünroten Teilstrahl. Während aber F-rt den blauen Anteil reflektiert und den grünroten Anteil transmittieren lässt, lässt F-tr komplementär dazu den blauen Anteil transmittieren und reflektiert den grünroten Anteil. Eine Kreuzung der beiden Teilerschichten F-rt und F-tr ( ) ermöglicht eine Zweiteilung (Bifurkation) eines Eingangsstrahls BGR mit blauen, grünen und roten Spektralanteilen in einen blauen und einen grünroten Teilstrahl. F-rt reflektiert blaue Spektralanteile nach einer Seite aus der Einstrahlrichtung (F-tr lässt diese Strahlen passieren); F-tr reflektiert rote und grüne Spektralanteile auf die andere Seite aus der Einstrahlrichtung (F-rt lässt diese Strahlen passieren). Beide Teilstrahlen werden genau einmal vom Strahlenteiler-Kreuz zur bifurkalen Farbenteilung gefaltet, weshalb man von einem symmetrischen Teilungsbild um eine Grenzwellenlänge sprechen kann. -D show a beam splitter cross to the bifurcalen color division and its operation in the beam splitting. schematically shows the characteristics of two different selective color beam splitter layers F-rt and F-tr with a simple separation characteristic. For example, both F-rt and F-tr have a cut-off wavelength GW between blue and green, but are complementary in their reflection and transmission behavior. This is in , c can be seen. A light beam BGR, which has blue, green and red spectral components, is emitted by the first layer F-rt ( ) are separated into a blue sub-beam and a green-red sub-beam. The second layer F-tr ( ) also divides the same light beam BGR into a blue sub-beam and a green-red sub-beam. However, while F-rt reflects the blue portion and transmits the green-red portion, F-tr transmits complementarily the blue portion and reflects the green-red portion. An intersection of the two divisional layers F-rt and F-tr ( ) allows a bipartition (bifurcation) of an input beam BGR with blue, green and red spectral components into a blue and a green-red partial beam. F-rt reflects blue spectral components to one side from the beam direction (F-tr lets these rays pass through); F-tr reflects red and green spectral components to the other side from the beam direction (F-rt lets these rays through). Both sub-beams are folded exactly once by the beam splitter cross to bifurcalen color division, which is why one can speak of a symmetrical division image to a cut-off wavelength.
  • –c zeigen ein Sfrohlenteiler-Kreuz zur bifurkalen Farbenteilung sowie dessen Funktionsweise bei der Strahlenteilung und -Vereinigung. -C show a Sfrohlenteiler cross for bifurcalen color separation and its operation in the beam splitting and unification.
  • zeigt schematisch die Kennlinien der beiden komplementären Farbstrahlenteilerschichten F-rt und F-tr für eine Grenzwellenlänge GW. A1 und B1 sind Spektralbereiche, welche Wellenlängen kleiner GW enthalten, A2 und B2 sind Spektralbereiche, welche Wellenlängen größer GW enthalten. zeigt die Strahlenteilung eines Eingangsstrahls A12 mit spektralen Anteilen in A1 und A2. Die Strahlenteilung ist entsprechend zu lesen. zeigt die Strahlenvereinigung zweier Strahlen A12 und B12, die jeweils spektrale Anteile kürzer und länger der Grenzwellenlänge GW enthalten, und in gegenüberliegenden Quadranten des Kreuzes einstrahlen. Jeder der beiden Eingangsstrahlen wird durch das Kreuz wie in gezeigt in zwei Teilstrahlen geteilt. Beide Eingangsstrahlen A12 und B12 werden dabei in die Teilstrahlen A1 und A2 bzw. B1 und B2 geteilt, die in die jeweils benachbarten Quadranten der jeweiligen Einstrahiquadranten ausstrahlen. Die beiden Ausgangsstahlen A1B2 und A2B1 enthalten jeweils komplementäre Spektralanteile der beiden Eingangsstahlen. shows schematically the characteristics of the two complementary color beam splitter layers F-rt and F-tr for a cut-off wavelength GW. A1 and B1 are spectral regions containing wavelengths smaller than GW, A2 and B2 are spectral regions containing wavelengths larger than GW. shows the beam splitting of an input beam A12 with spectral components in A1 and A2. The beam splitting is corresponding to read. shows the beam combination of two beams A12 and B12, each containing spectral components shorter and longer the cut-off wavelength GW, and irradiate in opposite quadrants of the cross. Each of the two input beams is crossed by the cross as in shown divided into two sub-beams. Both input beams A12 and B12 are divided into the sub-beams A1 and A2 or B1 and B2, which radiate into the respective adjacent quadrants of the respective Einstrahiquadranten. The two output steels A1B2 and A2B1 each contain complementary spectral components of the two input steels.
  • –c zeigen Beispiele für den Einsatz des Strahlenteiler-Kreuzes zur bifurkalen Farbenteilung in farbkodierten Mehrkanal-Bildanzeigen. zeigt schematisch die Kennlinien der beiden komplementären Farbstrahlenteilerschichten F-rt und F-tr für eine Grenzwellenlänge GW zwischen den grünen Spektralbereichen G1, G2. Das Strahlenteiler-Kreuz zur bifurkalen Farbenteilung wird eingesetzt, um das räumlich modulierte kürzerwellige Licht mit dem räumlich modulierten längerwelligen Licht in eine gemeinsame optische Achse zu vereinen. In ist eine Mehrkanalbildanzeige schematisch dargestellt, die mit zwei räumlichen Lichtmodulatoren RLM1-2 arbeitet. RLM1 moduliert Licht im kürzerwelligen Bereich, wobei er bevorzugt abwechselnd mit unterschiedlichen Spektren (B1, B2, G1) angestrahlt wird. RLM2 moduliert Licht im längerwelligen Bereich, und wird ebenfalls bevorzugt abwechselnd mit unterschiedlichen Spektren (G2, R1, R2) angestrahlt. In ist eine Mehrkanalbildanzeige schematisch dargestellt, die mit sechs räumlichen Lichtmodulatoren RLM 1–6 arbeitet. Diese Modulatoren modulieren gleichzeitig das Licht aus insgesamt 6 Spektralbereichen. Auch hier vereint das Strahlenteiler-Kreuz zur bifurkalen Farbenteilung Licht aus dem kürzerwelligen und den längerwelligen Bereich. Dieser Einsatz des Strahlenteiler-Kreuzes zur bifurkalen Farbenteilung ist in einer gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung zur wellenlängensortierten Farbaddition beschrieben (”Sechsfarbige Stereo-Bildanzeige mit wellenlängensortierter mehrstufiger Farbaddition”, Mayer und Bausenwein, DE_). -C show examples of the use of the beam splitter cross for bifurcale color separation in color-coded multi-channel image displays. schematically shows the characteristics of the two complementary color beam splitter layers F-rt and F-tr for a cut-off wavelength GW between the green spectral regions G1, G2. The bifurcated color splitter beam splitter cross is used to combine the spatially modulated shorter wavelength light with the spatially modulated longer wavelength light into a common optical axis. In is a schematic representation of a multi-channel image display, which works with two spatial light modulators RLM1-2. RLM1 modulates light in the shorter wavelength range, whereby it is preferably irradiated alternately with different spectra (B1, B2, G1). RLM2 modulates light in the longer wavelength range, and is also preferably irradiated alternately with different spectra (G2, R1, R2). In For example, a multichannel image display is schematically illustrated that operates with six spatial light modulators RLM 1-6. These modulators simultaneously modulate the light from a total of six spectral ranges. Again, the beam splitter cross for bifurcalen color division combines light from the shorter-wave and the longer-wave range. This use of the beam splitter cross for bifurcalen color division is described in a simultaneously filed patent application for wavelength-sorted color addition ("six-color stereo image display with wavelength-sorted multi-level color addition", Mayer and Bausenwein, DE_).
  • Während die Erfindung im vorliegenden Text anhand detaillierter Verkörperungen dargestellt und beschrieben wurde, sollen diese Verkörperungen als Illustration und nicht als Limitierung der Erfindung verstanden werden; Veränderung in Form und Detail können durch den Fachmann abgeleitet werden ohne dabei das Gebiet der Erfindung zu verlassen, das durch die folgenden Ansprüche definiert ist:While the invention has been illustrated and described herein with reference to detailed embodiments, these embodiments are to be taken as illustrative and not as limiting the invention; Changes in form and detail may be derived by those skilled in the art without departing from the scope of the invention, which is defined by the following claims:
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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  • Zitierte PatentliteraturCited patent literature
    • GB 191513042 [0003] GB 191513042 [0003]
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    • US 2399860 [0003] US 2399860 [0003]

Claims (3)

  1. Strahlenteiler-Kreuz zur bifurkalen Farbenteilung, dadurch gekennzeichnet, dass – eine erste Farbstrahlenteilerschicht F-rt mit einer Grenzwellenlänge GW verwendet wird, die einen einfallenden Lichtstrahl so teilen kann, dass sie Wellenlängen kleiner GW reflektiert und Wellenlängen grösser GW transmittieren lässt; – eine zweite Farbstrahlenteilerschicht F-tr mit besagter Grenzwellenlänge GW verwendet wird, die einen einfallenden Lichtstrahl so teilen kann, dass sie Wellenlängen kleiner GW transmittieren lässt und Wellenlängen grösser GW reflektiert; – eine kreuzförmige Anordnung mit vier Armen verwendet wird, wodurch vier Quadranten entstehen, wobei – der erste Arm von der ersten Farbstrahlenteilerschicht F-rt gebildet wird; – der zweite Arm von der zweiten Farbstrahlenteilerschicht F-tr gebildet wird; – der dritte Arm von der ersten Farbstrahlenteilerschicht F-rt gebildet wird; – der vierte Arm von der zweiten Farbstrahlenteilerschicht F-tr gebildet wird; – der erste Quadrant vom ersten und zweiten Arm begrenzt ist; – der zweite Quadrant vom zweiten und dritten Arm begrenzt ist; – der dritte Quadrant vom driften und vierten Arm begrenzt ist; – der vierte Quadrant vom vierten und ersten Arm begrenzt ist.A beam splitter cross for bifurcated color division, characterized in that - a first color beam splitter layer F-rt having a cut-off wavelength GW capable of splitting an incident light beam so as to reflect wavelengths smaller than GW and transmit wavelengths greater than GW; A second color beam splitter layer F-tr with said cut-off wavelength GW is used, which can divide an incident light beam so that it transmits wavelengths smaller than GW and reflects wavelengths greater than GW; A four-arm cross-shaped arrangement is used, thereby forming four quadrants, wherein: the first arm is formed by the first color-beam splitter layer F-rt; The second arm is formed by the second color beam splitter layer F-tr; The third arm is formed by the first color beam splitter layer F-rt; The fourth arm is formed by the second color beam splitter layer F-tr; - The first quadrant of the first and second arm is limited; - The second quadrant of the second and third arm is limited; - The third quadrant of the drift and fourth arm is limited; - The fourth quadrant of the fourth and first arm is limited.
  2. Farbstrahlenteilung mit einem Strahlenteiler-Kreuz zur bifurkalen Farbenteilung nach Anspruch 1, wobei – einer der besagten vier Quadranten als Einstrahlquadrant verwendet wird und die beiden dem Einstrahlquadranten benachbarten Quadranten als erster und zweiter Ausstrahlquadrant verwendet werden; – ein Lichtstrahl, der in den Einstrahlquadranten auf das Kreuz einstrahlt und der spektrale Anteile kleiner und größer der Grenzwellenlänge GW besitzt, in einen ersten Teilstrahl T1 und einen zweiten Teilstrahl T2 zerlegt wird, wobei – der erste Teilstrahl T1 das Kreuz nach Transmission an der ersten Farbstrahlenteilerschicht F-rt und Reflexion an der zweiten Farbstrahlenteilerschicht F-tr im ersten Ausstrahlquadranten ausstrahlt; – der zweite Teilstrahl F2 das Kreuz nach Reflexion an der ersten Farbsfrahlenteilerschicht F-rt und Transmission an der zweiten Farbstrahlenteilerschicht F-tr im zweiten Ausstrahlquadranten ausstrahlt.A color-beam splitting with a bifurcated color-splitting beam splitter cross according to claim 1, wherein - One of said four quadrants is used as Einstrahlquadrant and the two quadrants adjacent to the Einstrahlquadranten be used as a first and second Ausstrahlquadrant; - A light beam which radiates in the Einstrahlquadranten on the cross and the spectral components smaller and larger than the cutoff wavelength GW has, is decomposed into a first partial beam T1 and a second partial beam T2, wherein The first sub-beam T1 emits the cross after transmission at the first color-beam splitter layer F-rt and reflection at the second color-beam splitter layer F-tr in the first emission quadrant; - The second partial beam F2 emits the cross after reflection at the first color-beam splitter layer F-rt and transmission at the second color-beam splitter layer F-tr in the second Ausstrahlquadranten.
  3. Farbstrahlenvereinigung mit einem Strahlenteiler-Kreuz zur bifurkalen Farbenteilung nach Anspruch 1, wobei – zwei sich gegenüberliegende Quadranten als erster und zweiter Einstrahlquadrant und einer der beiden restlichen Quadranten als Ausstrahlquadrant verwendet werden; – ein erster Vereinigungsstrahl V1, der Licht mit Wellenlängen größer der Grenzwellenlänge GW enthält, im ersten Einstrahlquadranten einstrahlt und nach Transmission an der ersten Farbstrahlenteilerschicht F-rt und Reflexion an der zweiten Farbstrahlenteilerschicht F-tr im Ausstrahlquadranten ausstrahlt; – ein zweiter Vereinigungsstrahl V2, der Licht mit Wellenlängen kleiner der Grenzwellenlänge GW enthält, im zweiten Einstrahlquadranten einstrahlt und nach Transmission an der zweiten Farbstrahlenteilerschicht F-tr und Reflexion an der ersten Farbstrahlenteilerschicht F-rt im Ausstrahlquadranten ausstrahlt.A color-beam association comprising a bifurcated color-splitting beam splitter cross according to claim 1, wherein - Two opposing quadrants are used as the first and second Einstrahlquadrant and one of the two remaining quadrants as Ausstrahlquadrant; A first merging beam V1, which contains light with wavelengths greater than the cutoff wavelength GW, radiates in the first beam quadrant and radiates after transmission to the first color beam splitter layer F-rt and reflection at the second color beam splitter layer F-tr in the beam quadrant; A second merging beam V2, which contains light with wavelengths smaller than the cutoff wavelength GW, radiates in the second beam quadrant and, after transmission at the second color beam splitter layer F-tr and reflection at the first color beam splitter layer F-rt, radiates in the beam quadrant.
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