DE3829598A1 - Projection device - Google Patents

Projection device

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DE3829598A1
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DE3829598A
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Suekrue Dipl Phys Yilmaz
Reimund Dr I Gerhard-Multhaupt
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Fraunhofer Institut fuer Nachrichtentechnik Heinrich Hertz Institute HHI
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Fraunhofer Institut fuer Nachrichtentechnik Heinrich Hertz Institute HHI
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    • H04N9/3141—Constructional details thereof
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    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining

Abstract

A virtually lossless division and recombination of light beams is to be utilised for the projection of moving coloured pictures based on the principle of polarisation modulation of the primary colours red, blue and green. An interference polariser (7) consisting of a 90@ prism (8) and a dove prism (9) with a dielectric interference layer (12) between these two prisms (8, 9) and with a quarter-wavelength plate (13) on the cover surface of the dove prism (9) is provided as polariser which supplies white unpolarised light from a source (4) uniformly polarised to a colour divider with light modulators (29) and images the light modulators (29) superimposed on a projection area (2) via a common objective (31). Large-picture display for TV, HDTV. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Projektionsgerät der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.The invention relates to a projection device specified in the preamble of claim 1.

Hierbei wird von einem Stand der Technik ausgegangen, wie er aus SID 86 DIGEST, Seiten 375 bis 378 (20.4: LCD Full-Color Video Projector, Shinji Morozumi et al, Seiko Epson Corp., Nagano-ken, Japan) bekannt ist. Dort wird das weiße Licht einer Lampe mittels zwei dichroitischer Spiegel in einzelne Strahlenbündel der Primärfarben rot (R), grün (G) und blau (B) zerlegt und jedes dieser Strahlenbündel durch eine Flüssigkristall­ zelle geleitet. Die Flüssigkristallzellen wirken als regelbare transmissive Lichtventile und sind auf ihren Eintrittsflächen mit Polarisationsfolien versehen, d. h. sie modulieren polarisierte durchtretende Lichtbündel in der Polarisationsrichtung. Mittels eines dichroiti­ schen Prismas lassen sich sodann die drei individuell modulierten Strahlenbündel der R-, G- und B-Anteile eines Farbbildes auf eine gemeinsame optische Achse lenken und überlagern, so daß für die Projektion nur ein einziges Objektiv erforderlich ist. Von den Abmessungen - 10 cm×20 cm×27 cm - und dem Gewicht - 4 kg - her ist dieses bekannte Video-Projektionsgerät übrigens durchaus mit herkömmlichen Dia-Projektoren vergleichbar.This is based on a prior art as known from SID 86 DIGEST, pages 375 to 378 (20.4: LCD Full-Color Video Projector, Shinji Morozumi et al, Seiko Epson Corp., Nagano-ken, Japan). There, the white light from a lamp is broken down into individual beams of the primary colors red (R), green (G) and blue (B) using two dichroic mirrors and each of these beams is passed through a liquid crystal cell. The liquid crystal cells act as controllable transmissive light valves and are provided with polarization foils on their entrance surfaces, ie they modulate polarized light beams passing through in the direction of polarization. By means of a dichroic's prism, the three individually modulated beams of the R, G and B components of a color image can then be steered and superimposed on a common optical axis, so that only a single lens is required for the projection. Incidentally, the dimensions - 10 cm × 20 cm × 27 cm - and the weight - 4 kg - make this well-known video projection device comparable to conventional slide projectors.

Im wesentlichen auf demselben Prinzip beruhen die allerdings erheblich voluminöseren und schwereren Pro­ jektionseinrichtungen der Firma SODERN, F-94451 Limeil- Brevannes Cedex. Diese wiegen 160 kg und sind 55 cm breit, 95 cm lang und 70 cm hoch. Sie sind mit einer Weißlichtquelle und Bildwandlerröhren ausgerüstet, so daß auch hier Lichterzeugung und Modulation als getrenn­ te Funktionen ablaufen. Das weiße Licht einer Xenon-Lampe mit einem konkaven Spiegel als Kondensor ge­ langt zu einem polarisierenden Strahlteiler. Dichroiti­ sche Filter zerlegen das polarisierte Lichtbündel in die R-, G-, B-Komponenten, die zu den Bildwandlerröhren ge­ langen, dort in der Polarisationsrichtung moduliert, dann reflektiert und schließlich zu einem Lichtbündel wieder vereinigt werden. Die wichtigsten technischen Da­ ten sowie prinzipielle Angaben zum Aufbau und zur Funk­ tionsweise dieser bekannten Projektionseinrichtungen können z. B. Prospektmaterial der Firma SODERN, "Sodern Visualization System":The are based essentially on the same principle however, much more voluminous and heavier pro injection equipment from SODERN, F-94451 Limeil- Brevannes Cedex. These weigh 160 kg and are 55 cm wide, 95 cm long and 70 cm high. You are with one White light source and image converter tubes equipped, see above that here too light generation and modulation are separate  functions. The white light of one Xenon lamp with a concave mirror as a condenser reaches a polarizing beam splitter. Dichroiti cal filters break down the polarized light beam into R, G, B components that ge to the image converter tubes long, modulated there in the direction of polarization, then reflected and finally to a beam of light be reunited. The main technical da as well as basic information on the structure and radio tion of these known projection devices can e.g. B. SODERN brochure material, "Sodern Visualization system ":

  • - SVS: C.02.1210 A - 12/1985;- SVS: C.02.1210 A - 12/1985;
  • - SVS 14: C.02.1261 - 01.1986 und- SVS 14: C.02.1261 - 01.1986 and
  • - SVS 24: C.02.1303 - 12.1985- SVS 24: C.02.1303 - 12.1985

entnommen werden.be removed.

Von H. Schröder ist bereits Mitte der vierziger bis Mitte der fünfziger Jahre ein Problemkreis bearbeitet worden, der beim oben erwähnten bekannten Stand der Technik wohl bislang nicht die gebührende Beachtung ge­ funden hat. Es handelt sich um die Möglichkeiten zur verlustlosen Aufteilung und Wiedervereinigung eines Lichtbündels, vgl. insbesondere Optik 13, Heft 4, 1956, Seiten 158 bis 168. im Hinblick auf die Lichtausbeute kann danach mit Interferenzpolarisatoren gearbeitet wer­ den, die praktisch vollkommene Absorptionsfreiheit, die Ausnutzbarkeit beider getrennter Lichtbündel und die Po­ larisierbarkeit auf einheitliche Schwingungsebene mit­ tels Phasenverzögerern ermöglichen. Bei einem derartigen Polarisator findet eine Aufteilung des einfallenden un­ polarisierten Lichtbündels in eine transmissive und eine reflektive Komponente statt. Die reflektive Komponente erhält gegenüber der transmissiven Komponente durch einen Phasenverzögerer einen solchen Gangunterschied, daß die Schwingungsebene des reflektierten Bündels nach zweimaligem Durchgang und Totalreflexion um 90° gedreht ist. Die beiden Komponenten verlassen einheitlich pola­ risiert einen solchen Interferenzpolarisator nebeneinan­ der durch eine gegenüber der Eintrittsfläche doppelt so große Austrittsfläche (vgl. insbesondere a.a.O. S. 161 unten bis 162 Mitte, und Abb. 4).H. Schröder is already in his mid-forties Worked on a problem area in the mid-1950s been in the known prior art mentioned above Technology has so far not been given due attention found. These are the possibilities for lossless division and reunification of one Light beam, cf. especially Optik 13, Issue 4, 1956, Pages 158 to 168. with regard to the luminous efficacy can then work with interference polarizers the, the practically perfect freedom of absorption, the Exploitability of both separate light beams and the bottom Can be standardized at a uniform vibration level enable by means of phase retarders. With such a Polarizer finds a division of the incident un polarized light beam into a transmissive and a reflective component instead. The reflective component receives through to the transmissive component a phase retarder such a path difference,  that the plane of vibration of the reflected beam after two passes and total reflection rotated by 90 ° is. The two components all leave pola such an interference polarizer side by side which by double compared to the entrance area large outlet area (see in particular above-mentioned p. 161 below to 162 middle, and Fig. 4).

Die der Erfindung zugrundliegende Aufgabe besteht darin, die Vorzüge solcher an sich bekannter Interferenzpolari­ satoren für Video-Projektionsgeräte und ähnliche Anwen­ dungen nutzbar zu machen. Dabei soll nicht nur praktisch kein Lichtenergieverlust auftreten, sondern auch der Aufbau eines für derartige Anwendungen maßgeblichen op­ tischen Elements - des Polarisators - einfach sein und einen Einsatz in Geräten erlauben, die mit Polarisati­ onsmodulation arbeiten, ansonsten jedoch unterschiedlich ausgebildete und angeordnete Elemente - wie Farbteiler, Modulatoren - aufweisen.The object of the invention is to make the advantages of such interference polarizers known per se for video projection devices and similar applications usable. Not only should there be practically no loss of light energy, but also the structure of an optical element that is decisive for such applications - the polarizer - should be simple and allow use in devices that work with polarization modulation, but otherwise differently designed and arranged elements - such as color dividers , Modulators.

Als erfindungsgemäße Lösung hierfür wird die im Patentan­ spruch 1 aufgezeigte technische Lehre vorgeschlagen.The solution according to the invention for this is that in Patentan 1 proposed technical teaching proposed.

Dabei bestehen die beiden Prismen aus herkömmlichen op­ tischen Gläsern. Die dielektrische Interferenzschicht, z. B. aus ZnS und NaAlF3 (Zinksulfid und Kryolith) wird auf die Grundfläche eines der beiden Prismen aufgebracht. Beide Prismen werden sodann mit ihren gleich großen Grundflächen als Berührungsflächen miteinander verkit­ tet. Die Viertelwellenlängen-Platte auf der Deckfläche des Dove-Prismas ist von außen her zugänglich, kann also in einfacher Weise orientiert und auch für jeweils be­ stimmte Wellenlängen, z. B. der Primärfarben R, G, B optimiert werden. Derartige Ausführungsformen der Erfin­ dung können z. B. anstelle von Polarisationsfolien vor der Lichteintrittsfläche einer Flüssigkristallzelle vor­ gesehen werden, so daß dort das zu modulierende Licht­ bündel mit mehr als doppelt so hoher Intensität wie bei einer Polarisierung mittels einer Folie zur Verfügung steht.The two prisms are made of conventional optical glasses. The dielectric interference layer, e.g. B. from ZnS and NaAlF 3 (zinc sulfide and cryolite) is applied to the base of one of the two prisms. Both prisms are then tied together with their equally large base areas as contact surfaces. The quarter-wave plate on the top surface of the Dove prism is accessible from the outside, so it can be easily oriented and also for each wavelength, z. B. the primary colors R, G, B can be optimized. Such embodiments of the inven tion can, for. B. instead of polarizing films in front of the light entry surface of a liquid crystal cell can be seen, so that there the light beam to be modulated is available with more than twice the intensity as with polarization by means of a film.

Für Projektionsgeräte, deren Lichtquelle ein Lichtbündel mit Kreisquerschnitt liefert, wird für bevorzugte Aus­ führungsformen der Erfindung ein Länge-zu-Breite-Ver­ hältnis von etwa 1 : 1, also ein Quadrat, für die zur Lichtquelle weisende Lichteintrittsfläche am Dove- Prisma des Interferenz-Polarisators gewählt. Daraus er­ gibt sich, daß die Außenflächen des 90°-Prismas und da­ mit die Lichtaustrittsfläche des Polarisators etwa dop­ pelt so lang und ebenso breit sind wie die Lichtein­ trittsfläche. Im Hinblick darauf, daß flächige Modulato­ ren entsprechend den Formaten von Dia-, TV- und HDTV- Bildern ebenfalls nicht quadratisch sind, erweist sich dieser Umstand bezüglich der Gleichmäßigkeit des aus­ tretenden polarisierten Lichtbündels und der Licht­ stromverteilung im Modulator als besonders vorteilhaft. Mit Abmessungen des 90°-Prismas von z. B. 5 cm×5 cm×2,5 cm und des dazu entsprechenden Dove-Prismas mit 25 cm2 Grundfläche und 1,77 cm Höhe hat ein solcher Polarisator ein Volumen von etwa 107 cm3. Die Polarisationswirkung wird übrigens nicht spürbar beeinträchtigt, wenn eine länglich ausgebildete Licht­ quelle verwendet und der Interferenz-Polarisator mit entsprechend abgeänderten Abmessungen ausgebildet wird. Auf die Ausnutzung dieses günstigen Umstandes wird wei­ ter unten noch eingegangen.For projection devices, the light source of which provides a light bundle with a circular cross-section, a length-to-width ratio of approximately 1: 1, that is to say a square, is used for preferred embodiments of the invention, for the light entry surface facing the light source on the Dove prism of the interference Polarizer selected. From this it results that the outer surfaces of the 90 ° prism and since with the light exit surface of the polarizer is about twice as long and as wide as the light entry surface. In view of the fact that flat modulators are also not square in accordance with the formats of slide, TV and HDTV images, this proves to be particularly advantageous with regard to the uniformity of the emerging polarized light beam and the light distribution in the modulator. With dimensions of the 90 ° prism of z. B. 5 cm × 5 cm × 2.5 cm and the corresponding Dove prism with 25 cm 2 base and 1.77 cm height, such a polarizer has a volume of about 107 cm 3 . The polarization effect is not noticeably impaired when an elongated light source is used and the interference polarizer is designed with correspondingly modified dimensions. The exploitation of this favorable circumstance will be discussed further below.

Eine Verspiegelung der Viertelwellenlängen-Platte an ihrer Rückseite vermeidet einen Lichtenergieverlust durch unvollständige "Totalreflexion" der reflektiven Komponente und sollte deshalb vorgesehen sein und nach der Orientierung/Optimierung der Viertelwellenlängen- Platte angebracht werden. Die Spiegelschicht und die Viertelwellenlängen-Platte müssen zusammen die gewünsch­ te Polarisationsdrehung ergeben, sollten also in gegen­ seitiger Abhängigkeit optimiert werden.A mirroring of the quarter-wave plate the back prevents a loss of light energy due to incomplete "total reflection" of the reflective  Component and should therefore be provided and according to the orientation / optimization of the quarter wavelength Plate are attached. The mirror layer and the Quarter-wave plate must together the desired te polarization rotation should result in against side dependency can be optimized.

Von herausragender Bedeutung sind Ausführungsformen der Erfindung, bei denen ein Interferenz-Polarisator zwi­ schen der Lichtquelle und einem Farbteiler angeordnet ist. Für die Lichtbündel vor deren Modulierung ist damit also nur ein gemeinsamer Polarisator in Transmis­ sionsrichtung erforderlich und hierfür mit einer achro­ matischen Viertelwellenlängen-Platte auszurüsten. Werden zudem noch reflektive Modulatoren verwendet, dient der­ selbe Interferenz-Polarisator in der Reflexionsrichtung außerdem zum additiven Überlagern der modulierten Strah­ lenbündel und als Analysator.Embodiments of the are of outstanding importance Invention in which an interference polarizer between arranged the light source and a color divider is. For the light beams before they are modulated thus only a common polarizer in transmis direction required and for this with an achro mat quarter wave plate. Will also uses reflective modulators, the same interference polarizer in the direction of reflection also for additive superimposition of the modulated beam bundle and as an analyzer.

Eine Verringerung der Anzahl erforderlicher Polarisato­ ren bringt nicht nur Kostenvorteile mit sich; wegen der örtlichen Gegebenheiten, besonders in kompakten Projek­ tionsgeräten, sind dann auch die konstruktiven Lösungen als solche relativ unproblematisch.A reduction in the number of polarizers required ren not only brings cost advantages; because of the local conditions, especially in compact projects tion devices, are then also the constructive solutions as such relatively unproblematic.

Von allgemeiner Bedeutung bezüglich des Aufbaus und der Eigenschaften von Interferenz-Polarisatoren bei Ausfüh­ rungsformen der Erfindung sind die hohe Polarisations- Selektivität in Transmissionsrichtung, die äußerst ge­ ringe Absorption und die verhältnismäßig großen aktiven Flächen. Der Lichteinfall auf die Viertelwellenlängen- Platte sollte unter 45° erfolgen. Dieser Winkel ist größer als der Grenzwinkel der Totalreflexion und führt ohne weiteres nach der ersten 90°-Ablenkung der reflek­ tiven Komponente an der Interferenzschicht zur zweiten 90°-Ablenkung und damit zur Parallelität mit der trans­ missiven Komponente.Of general importance in terms of construction and Interference Polarizer Properties Forms of the invention are the high polarization Selectivity in the transmission direction, the extremely ge rings absorption and the relatively large active Surfaces. The incidence of light on the quarter wavelength Plate should be done at 45 °. That angle is larger than the critical angle of total reflection and leads without further ado after the first 90 ° deflection tive component at the interference layer to the second  90 ° deflection and thus parallelism with the trans missive component.

Im Hinblick auf möglichst geringe Absorption empfiehlt es sich, für Ausführungsformen der Erfindung als Farb­ teiler dichroitische, dielektrische Interferenzfilter zu verwenden, wie sie z. B. bei Prismensystemen in Farb­ fernsehkameras und auch aus der eingangs schon erwähn­ ten Veröffentlichung SID 86 DIGEST bekannt sind. Diese sind für die Primärfarben rot und blau reflektierend, lenken also von einfallendem weißen Licht den R-Anteil und den B-Anteil jeweils um 90° mit entgegengesetztem Richtungssinn ab und lassen den G-Anteil unbeeinflußt durch.Recommended with regard to the lowest possible absorption it, for embodiments of the invention as a color divider dichroic, dielectric interference filter to use as z. B. in prism systems in color television cameras and also mentioned from the beginning th publication SID 86 DIGEST are known. These are reflective for the primary colors red and blue, direct the R component from incident white light and the B component by 90 ° with opposite Direction and leave the G component unaffected by.

Eine 90°-Kreuzungsanordnung von derartigen Farbteiler- Platten mit rechtwinkeligen Kantenflächen führt aller­ dings im Bereich der Kreuzungslinie zu einer Abschat­ tung und ungleichmäßigen Ausleuchtung von Elementen, z.B. Modulatoren, die hinter dem Farbteiler angeordnet sind. Diesem Nachteil kann zweckmäßig durch eine besonde­ re Ausführungsform der Erfindung begegnet werden, bei der die Hälfte der Filterplatten mit 45°-Fasen versehen sind, um deren beschichtete Seiten zur Ausbildung der gekreuzten Anordnung mit lückenloser Filterwirkung an­ einandersetzen zu können. Damit wird ein Schattenwurf der Kreuzungslinie nahezu vollständig eliminiert. Außer­ dem sind die durch Glas verlaufenden Lichtwege für alle Teilstrahlen etwa gleich lang.A 90 ° crossing arrangement of such color dividers Sheets with right-angled edge faces all However, in the area of the crossing line for a cutoff and uneven illumination of elements, e.g. Modulators arranged behind the color divider are. This disadvantage can be expediently by a special re embodiment of the invention are met at half of the filter plates with 45 ° chamfers are to their coated pages for training the crossed arrangement with complete filter effect to be able to This will cast a shadow the intersection almost completely eliminated. Except these are the light paths running through glass for everyone Partial rays about the same length.

In weiterer Ausgestaltung einer solchen Maßnahme kann eine - bereits weiter oben schon erwähnte - länglich ausgebildete Lichtquelle mit höherer Bündeldivergenz in Richtung senkrecht zur Kreuzungslinie des Farbteilers verwendet werden. Bei der Ausleuchtung der hinter dem Farbteiler angeordneten Elemente sind dann keine stören­ den Schatten mehr bemerkbar.In a further embodiment of such a measure one - already mentioned above - elongated trained light source with higher beam divergence in Direction perpendicular to the crossing line of the color divider be used. When illuminating the behind the  Color dividers arranged elements are then not a problem the shadow more noticeable.

Bezüglich ihres gegenseitigen Zusammenwirkens der Ele­ mente, die in einem Projektionsgerät Licht zerlegen, polarisieren, modulieren und überlagern, nehmen schließ­ lich die Modulatoren eine weitere schwerpunktmäßige Rol­ le bei Ausführungsformen der Erfindung ein. Polarisati­ onsmodulatoren befinden sich im Vergleich zu den schon klassischen, rein passiven optischen Elementen noch im Anfangsstadium ihrer Entwicklung. Es sind jedoch z. B. Flüssigkristallzellen und Modulatoren mit elektroopti­ schen Schichten erhältlich, die sich bereits für den Einsatz in voll farbtüchtigen Projektionsgeräten für Be­ wegtbilder eignen. Prinzipiell ist auch bei derartigen Modulatoren einem möglichst absorptionsarmen Lichtsteue­ rungs-Mechanismus der Vorzug zu geben. Unter Berück­ sichtigung der physikalischen Mechanismen und optischen Effekte, die mittels elektrischer Steuersignale beein­ flußbar sind, kommen dann im wesentlichen Systeme in Betracht, die mit Doppelbrechung arbeiten. Reflektive Polarisationsmodulatoren haben den Vorzug, daß mittels einer Spiegelschicht das optisch aktive System von der zugehörigen Steuerelektronik optisch getrennt werden kann. Zudem benötigt ein reflektives System wegen des zweimaligen Durchtritts des Lichts auf dem Hin- und auf dem Rückweg nur die Hälfte der Steuerspannung im Ver­ gleich zu einem transmissiven System. Bei Ausführungs­ formen der Erfindung, bei denen polarisationsdrehende Lichtmodulatoren zum Einsatz kommen, die eine natürli­ che Doppelbrechung aufweisen, sind diese im Hinblick auf die Justierung der übrigen Elemente des Projekti­ onsgeräts jeweils auf halbe Wellenlänge der betreffen­ den Primärfarbe einzustellen. Dies kann durch entspre­ chende Wahl der Dicke der optisch aktiven Schicht oder bei Flüssigkristallzellen durch deren Verdrillung her­ beigeführt werden.Regarding their mutual interaction of the Ele elements that break down light in a projection device, polarize, modulate and superimpose, close Lich the modulators another main role le in embodiments of the invention. Polarisati onsmodulators are already compared to the classic, purely passive optical elements still in use Early stage of their development. However, there are e.g. B. Liquid crystal cells and modulators with electroopti layers available for the Use in full color projection equipment for Be suitable for moving pictures. In principle, even with such Modulators with as little absorption as possible mechanism. Under consideration consideration of the physical mechanisms and optical Effects that affect by means of electrical control signals are flowable then essentially come in Consider working with birefringence. Reflective Polarization modulators have the advantage that by means of the optically active system of a mirror layer associated control electronics are optically separated can. In addition, a reflective system is required because of the two passes of the light on the back and up the way back only half the control voltage in the ver equal to a transmissive system. At execution forms of the invention in which polarization rotating Light modulators are used, which are a natural che birefringence, these are in view on the adjustment of the other elements of the project onsgeräte each on half the wavelength of the set the primary color. This can be done by appropriate choice of the thickness of the optically active layer or  in liquid crystal cells by twisting them be introduced.

Die Ansprüche 12 bis 16 beziehen sich auf Projektionsge­ räte, bei denen die Anordnungen jeweils bezüglich indi­ vidueller Eigenschaften einzelner Elemente optimiert sind. Diese Anordnungen sowie deren Elemente und Ge­ sichtspunkte, die für das Zusammenwirken in einer Ge­ samtanordnung von Bedeutung sind, werden nachfolgend im Zusammenhang mit der Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Als schematische Darstellungen zeigen:Claims 12 to 16 relate to projection areas councils, where the orders with regard to indi optimized visual properties of individual elements are. These arrangements and their elements and Ge viewpoints that are necessary for the interaction in a ge velvet arrangement are important, are in the following Relation to the description of the in the figures illustrated embodiments explained in more detail. As schematic representations show:

Fig. 1 einen Interferenz-Polarisator in Draufsicht; FIG. 1 is an interference polarizer in plan view;

Fig. 2 einen Interferenz-Polarisator gemäß Fig. 1 in perspektivischer Darstellung; FIG. 2 shows an interference polarizer according to FIG. 1 in a perspective representation;

Fig. 3 eine Anordnung von Interferenz-Polarisator und Farbteiler mit Prismensystem und reflektiven Lichtmodulatoren, in Draufsicht;3 shows an arrangement of interference polarizer and color beam splitter prism system and reflective light modulators, in plan view.

Fig. 4 eine Anordnung von Interferenz-Polarisator und parallelen Farbteilerplatten mit reflektiven Lichtmodulatoren, in Draufsicht;4 shows an arrangement of interference-parallel polarizer and color beam splitter plates having reflective light modulators, in plan view.

Fig. 5 eine Anordnung von Interferenz-Polarisator und rechtwinkelig angeordneten Farbteilerplatten mit reflektiven Lichtmodulatoren, in Draufsicht; Figure 5 shows an arrangement of interference polarizer and right-angled color splitter plates with reflective light modulators, in plan view.

Fig. 6 gekreuzt angeordnete Filterplatten eines Farb­ teilers mit vergrößerter Darstellung des Kreu­ zungsbereichs zur Verdeutlichung der Wirkung von 45°-Fasen an den Rändern der einen Hälfte der Filterplatten; Fig. 6 crossed filter plates of a color divider with an enlarged view of the crossover zungsbereich to illustrate the effect of 45 ° chamfer on the edges of one half of the filter plates;

Fig. 7 eine Anordnung von Weißlichtquelle mit Reflek­ tor und Kondensor, einem ersten Interferenz- Polarisator, einer Farbteiler-Einrichtung mit gekreuzt angeordneten Filterplatten und reflek­ tiven Lichtmodulatoren, einem Objektiv zwischen dem ersten und einem zweiten Interferenz-Polari­ sator, als Projektionsgerät vor einer Projekti­ onsfläche, in Draufsicht; Fig. 7 shows an arrangement of white light source with reflector and condenser, a first interference polarizer, a color splitter device with crossed filter plates and reflective light modulators, a lens between the first and a second interference polarizer, as a projection device in front of a project on surface, in top view;

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer Anord­ nung von Weißlichtquelle mit Reflektor und Kon­ densor, einem ersten und einem zweiten Interfe­ renz-Polarisator, einem Farbteiler mit gekreuzt angeordneten Filterplatten und mit reflektiven Lichtmodulatoren sowie einem Objektiv mit Frei­ raum zum Einstellen; und Fig. 8 is a perspective view of a Anord voltage densor of white light source with reflector and Kon, a first and a second Interfe Renz polarizer, a color divider with crossed arranged filter plates and reflective light modulators and a lens with a free space for setting; and

Fig. 9 und 10 Anordnungen in Draufsicht von Weiß­ lichtquelle mit Reflektor und Kondensor, erstem Interferenz-Polarisator, Farbteiler-Einrichtun­ gen mit gekreuzt angeordneten Filterplatten, Spiegeln und transmissiven Lichtmodulatoren, zweitem Interferenz-Polarisator und Objektiv, vor einer Projektionsfläche. Fig. 9 and 10 arrangements in plan view of white light source with reflector and condenser, first interference polarizer, color divider devices with crossed filter plates, mirrors and transmissive light modulators, second interference polarizer and lens, in front of a projection surface.

Der in Fig. 1 dargestellte Interferenz-Polarisator 7 ist ein optisches Element zur praktisch verlustlosen Auftei­ lung und Wiedervereinigung eines Lichtbündels. Dieser Polarisator besteht aus einem 90°-Prisma 8 mit der Grundfläche 10 und einem Dove-Prisma 9 mit der Grundflä­ che 11. Beide Grundflächen 10 und 11 sind gleich und bilden die gemeinsame Verbindungsfläche beider Prismen 8 und 9, wobei sich eine dielektrische Interferenz­ schicht 12 zwischen den Grundflächen 10 und 11 befindet. Das Dove-Prisma 9 ist ein Teil eines 90°- Prismas, wobei sich in halber Höhe über der Grundfläche 11 die Deckfläche 14 befindet. Auf dieser Deckfläche 14 ist, also von außen her zugänglich, eine Viertelwellen­ längen-Platte 13 angebracht, die auf ihrer Außenseite mit einer Verspiegelung 16 versehen sein sollte, um vollständige Totalreflexion zu gewährleisten. Unpolari­ siertes Licht tritt durch die Lichteintrittsfläche 15 in den Interferenz-Polarisator 7 ein.The interference polarizer 7 shown in FIG. 1 is an optical element for practically lossless division and reunification of a light beam. This polarizer consists of a 90 ° prism 8 with the base 10 and a Dove prism 9 with the base 11 . Both bases 10 and 11 are the same and form the common connecting surface of the two prisms 8 and 9 , with a dielectric interference layer 12 between the bases 10 and 11 . The Dove prism 9 is part of a 90 ° prism, the top surface 14 being located halfway up the base surface 11 . On this top surface 14 , so accessible from the outside, a quarter-wave length plate 13 is attached, which should be provided on the outside with a mirror 16 to ensure complete total reflection. Unpolarized light enters the interference polarizer 7 through the light entry surface 15 .

Aus der perspektivischen Darstellung des Interferenz-Po­ larisators 7 in Fig. 2 ist dessen Funktionsweise zu er­ kennen. Senkrecht zur Zeichenebene einfallendes unpola­ risiertes Licht trifft auf die dielektrische Interfe­ renzschicht 12. Diese ist transmissiv z. B. bezüglich der Horizontalkomponente und dementsprechend reflektiv be­ züglich der Vertikalkomponente. Diese Vertikalkomponente gelangt mit einem Einfallswinkel von 45° auf die Vier­ telwellenlängen-Platte 13, wo ihre Polarisationsrichtung um 90° gedreht wird. Mit dem Ausfallswinkel von eben­ falls 45° zur Ebene der Viertelwellenlängen-Platte 13 und als nunmehr ebenfalls in der Horizontalebene schwin­ gendes Licht gelangt diese Komponente parallel zum schon ursprünglich als Horizontalkomponente transmittierten Licht durch die dielektrische Interferenzschicht 12, so daß praktisch verlustlos das eingespeiste unpolarisierte Licht als einheitlich polarisiertes Licht zur Verfügung steht.From the perspective view of the interference Po larisators 7 in Fig. 2, its mode of operation is known. Unpolarized light perpendicular to the plane of the drawing strikes the dielectric interference layer 12 . This is transmissive z. B. with respect to the horizontal component and accordingly reflective be with respect to the vertical component. This vertical component arrives at an angle of incidence of 45 ° on the four-wavelength plate 13 , where its direction of polarization is rotated by 90 °. With the angle of reflection of just 45 ° to the plane of the quarter-wave plate 13 and as now also in the horizontal plane vibrating light, this component passes parallel to the light originally transmitted as a horizontal component through the dielectric interference layer 12 , so that the injected unpolarized light is practically lossless is available as uniformly polarized light.

In der Gegenrichtung arbeitet dieser Interferenz-Polari­ sator 7 folgendermaßen: In der als Beispiel genannten Ho­ rizontalebene schwingendes, in den Polarisator 7 zurück­ fallendes Licht durchdringt die Interferenzschicht 12 und gelangt in eine Horizontal- und eine Vertikalkompo­ nente aufgeteilt, zurück zur Lichtquelle. Als Vertikal­ komponenten in den Polarisator 7 zurückfallende Licht­ bündel werden hingegen an der Interferenzschicht 12 re­ flektiert und verlassen den Polarisator 7 an der anderen Außenfläche des 90°-Primas 8 (in Fig. 2 ist dies die un­ sichtbare Rückseite des Interferenz-Polarisators 7). In the opposite direction this interference Polari sator 7 operates as follows: In the above example Ho rizontalebene swinging back falling in the polarizer 7 light passes through the interference layer 12 and passes into a horizontal and a Vertikalkompo component divided back to the light source. As vertical components falling back into the polarizer 7 , however, light bundles are reflected at the interference layer 12 and leave the polarizer 7 on the other outer surface of the 90 ° primate 8 (in FIG. 2, this is the invisible rear side of the interference polarizer 7 ) .

Von einem Interferenz-Polarisator 7 zur Verfügung ge­ stelltes, einheitlich polarisiertes Licht kann nunmehr in die Primärfarben rot, blau und grün zerlegt werden. Für Ausführungsformen der Erfindung besteht der besonde­ re Vorteil, den der Interferenz-Polarisator 7 bietet, vor allem darin, daß zwischen Lichtquelle und Farbteiler praktisch kein Lichtenergieverlust auftritt.From an interference polarizer 7 ge available uniformly polarized light can now be broken down into the primary colors red, blue and green. For embodiments of the invention, the particular advantage that the interference polarizer 7 offers is, above all, that practically no loss of light energy occurs between the light source and the color splitter.

Gemäß Fig. 3 kann als Farbteiler ein Prismensystem 18, 19, 20 eingesetzt werden, wie es an sich bekannt und bei Farbfernsehkameras üblich ist. In Ausbreitungsrich­ tung des Lichts vom Interferenz-Polarisator 7 her gese­ hen wird an der Rückseite des Prismas 18 die Primär­ farbe blau reflektiert und gelangt zum reflektiven Lichtmodulator 29 B. Die Primärfarbe rot wird vom Prisma 19 dem Lichtmodulator 29 R zugeführt, die ver­ bleibende dritte Primärfarbe grün gelangt durch das Prisma 20 zum Lichtmodulator 29 G.According to FIG. 3, a prism system 18 , 19, 20 can be used as a color divider, as is known per se and is customary in color television cameras. In Rich propagation of light from the interference polarizer 7 sailed forth hen tung reflected blue at the rear side of the prism 18, the primary color and reaches the reflective light modulator 29 B. The primary color red is supplied by the prism 19 to the light modulator 29 R , the remaining third primary color green passes through the prism 20 to the light modulator 29 G.

Ein Luftspalt zwischen den Prismen 18 und 19 bei dem von Farbfernsehkameras her bekannten Prismensystem sorgt für eine Totalreflexion, wirkt also als Spiegel. Dieses Prismensystem 18, 19, 20 ist ohne weiteres auch als Farbteiler für Ausführungsformen der Erfindung mit reflektiven Lichtmodulatoren 29 B, 29 R, 29 G verwendbar. Zur Wiedervereinigung der modulierten Lichtbündel muß das Licht die eben beschriebenen Wege in umgekehrter Richtung durchlaufen. Nach Überlagerung der Lichtbündel entspricht der Betrieb dem der weiter unten beschriebe­ nen Ausführungsformen.An air gap between prisms 18 and 19 in the prism system known from color television cameras ensures total reflection, that is to say acts as a mirror. This prism system 18 , 19 , 20 can also easily be used as a color splitter for embodiments of the invention with reflective light modulators 29 B , 29 R , 29 G. To reunite the modulated light bundles, the light has to go through the paths just described in the opposite direction. After superposition of the light beams, the operation corresponds to that of the embodiments described below.

Bei den in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausfüh­ rungsformen der Erfindung kommen reflektive Lichtmodula­ toren 29 B, 29 R, 29 G zum Einsatz. Vom einheitlich polarisierten, den Interferenz-Polarisator 7 verlassen­ den Licht wird mittels einer Farbteilerplatte 21 die Primärfarbe blau ausgefiltert und dem reflektiven Licht­ modulator 29 B zugeführt. Unabhängig davon, ob die Farb­ teilerplatte 22 gemäß Fig. 4 parallel im Abstand der ca. 0,7fachen Länge bzw. Breite der Farbteilerplatten 21, 22 von der Farbteilerplatte 21 oder gemäß Fig. 5 im rechten Winkel zu dieser angeordnet ist, wird von der Farbteilerplatte 22 die Primärfarbe rot ausgefiltert und dem Lichtmodulator 29 R zugeführt. Die verbleibende Pri­ märfarbe grün gelangt zum reflektiven Lichtmodulator 29 G. Hierbei ist dafür zu sorgen, daß für die in Fig. 4 und 5 angegebenen Abstände a, . . ., e gilt:
a+b=a+c+d=a+c+e.In the embodiments of the invention shown in FIGS . 4 and 5, reflective light modulators 29 B , 29 R , 29 G are used. Polarized by the uniform, the interference polarizer 7 leave the light is filtered out, the primary color blue by a color separation plate 21 and supplied to the reflective light modulator 29 B. Regardless of whether the color divider plate 22 according to FIG. 4 is arranged in parallel at a distance of about 0.7 times the length or width of the color divider plates 21 , 22 from the color divider plate 21 or according to FIG. 5 at right angles to this, is from the Color divider plate 22 filtered out the primary color red and supplied to the light modulator 29 R. The remaining Pri märfarbe green reaches the reflective light modulator 29 G. It has to ensure that, for the FIG. 4 and 5 specified distances a. . ., e applies:
a + b = a + c + d = a + c + e .

Von den Lichtmodulatoren 29 B, 29 R und 29 G zurückge­ worfene Lichtbündel überlagern sich exakt und gelangen wieder zum Interferenz-Polarisator 7. Sind die zurückge­ worfenen Lichtbündel unmoduliert, werden sie von der In­ terferenzschicht 12 durchgelassen und gelangen zurück zur Lichtquelle. Am Objektiv 31 herrscht dann Dunkelfeld. Der Interferenz-Polarisator 7 dient in diesem Betriebs­ zustand also auch als Analysator und ermöglicht eine einfach vorzunehmende Justierung der Lichtteilerplatten 21, 22 und der Lichtmodulatoren 29.Beams of light thrown back by the light modulators 29 B , 29 R and 29 G overlap exactly and return to the interference polarizer 7 . If the thrown back light beams are unmodulated, they are let through by the interference layer 12 and return to the light source. Dark field then prevails at lens 31 . In this operating state, the interference polarizer 7 also serves as an analyzer and enables the light-dividing plates 21 , 22 and the light modulators 29 to be easily adjusted.

Die senkrecht zur Transmissionsrichtung der Interferenz­ schicht 12 schwingenden Komponenten modulierter Licht­ bündel gelangen zum Objektiv 31 und durch dieses zur Projektionsfläche.The components of modulated light beams vibrating perpendicular to the direction of transmission of the interference layer 12 reach the lens 31 and through this to the projection surface.

Die Fig. 6 zeigt eine Anordnung mit gekreuzten Farbtei­ lerplatten 21, 22. Diese Anordnung führt zu einem kom­ pakteren Aufbau im Vergleich zu den Ausführungsformen gemäß Fig. 4 und 5. Im vergrößert gezeigten Kreuzungsbe­ reich ist zu erkennen, daß 45°-Fasen an den Kanten eines Teils der Farbteilerplatten 21, 22 ein praktisch lückenloses Zusammenfügen ermöglichen, so daß keine brei­ teren Kreuzungslinien entstehen, deren Schatten auf die Lichtmodulatoren gelangen könnte. Gleichzeitig wird durch die angegebene Anordnung erreicht, daß alle Licht­ strahlen etwa dieselbe Weglänge in Glas zurücklegen. Fig. 6 shows an arrangement with crossed Farbtei lerplatten 21 , 22nd This arrangement leads to a more compact structure in comparison to the embodiments according to FIGS. 4 and 5. In the enlarged cross section, it can be seen that 45 ° bevels on the edges of part of the color dividing plates 21 , 22 enable a practically complete assembly, so that no broader crossing lines arise, the shadows of which could reach the light modulators. At the same time it is achieved by the arrangement indicated that all light rays cover approximately the same path length in glass.

Fig. 7 zeigt vor einer Projektionsfläche 2 ein Projek­ tionsgerät 1, das die in Fig. 1 und 2 sowie 6 darge­ stellten und oben erläuterten Elemente enthält. Vor der Lichteintrittsfläche 15 des Interferenz-Polarisators 7 ist eine länglich ausgebildete Weißlichtquelle 4 mit Re­ flektor 5 und Kondensor 6 angeordnet. Der Farbteiler 17 entspricht dem Aufbau gemäß Fig. 6 und enthält für jede der drei Primärfarben einen reflektiven Lichtmodulator 29. Entsprechend Fig. 4 bzw. 5 befindet sich das Objek­ tiv 31 am Reflexions-Ausgang des Interferenz-Polarisa­ tors 7. Weiterhin ist ein zweiter Interferenz-Polarisa­ tor 32 vorhanden, der sich hinter dem Objektiv 31 befin­ det und zur Erhöhung des Kontrastes dient. Fig. 7 shows in front of a projection surface 2 , a projection device 1 , which contains the elements shown in FIGS . 1 and 2 and 6 Darge and explained above. In front of the light entrance surface 15 of the interference polarizer 7 , an elongated white light source 4 with re reflector 5 and condenser 6 is arranged. The color divider 17 corresponds to the structure according to FIG. 6 and contains a reflective light modulator 29 for each of the three primary colors. According to Fig. 4 and 5, the OBJEK is tiv 31 at the output of the reflection type of polarization interference tors. 7 Furthermore, a second interference polarizer 32 is present, which is located behind the lens 31 and serves to increase the contrast.

Am Objektiv 31, das die drei Lichtmodulatoren 29 deckungsgleich auf der Projektionsfläche 2 abbildet, soll im unmodulierten Zustand der zurückgeworfenen Lichtbündel Dunkelfeld herrschen. Reale Verhältnisse an Farbteilern und Modulatoren verursachen jedoch geringe Polarisationsdrehungen. Auch ist der Interferenz-Polari­ sator in Reflexionsrichtung nicht so gut wie in Transmis­ sionsrichtung. Demzufolge tritt ca. 2% bis 3% mitre­ flektiertes Licht der nicht gewünschten Polarisation am Objektiv 31 auf. Hierdurch liegt zunächst der maximal erzielbare Kontrast bei 30 : 1. Der zweite Interferenz- Polarisator 32 ist nun so angeordnet, daß von ihm der nicht gewünschte Lichtanteil als Falschlicht erkannt und als reflektive Komponente von der gewünschten trans­ missiven getrennt und in einer Richtung senkrecht zur Transmissionsrichtung abgestrahlt wird. Bei Modulation wird im ausgesteuerten Zustand das gewünschte, auf die Projektionsfläche 2 zu werfende Licht auf dem Weg zu­ rück vom Farbteiler 17 an der dielektrischen Interfe­ renzschicht 12 des ersten Interferenz-Polarisators 7 re­ flektiert und gelangt durch das Objektiv 31 in den zweiten, für dieses Licht in Transmissionsrichtung angeordneten Interferenz-Polarisator 32. Der Kontrast erhöht sich durch diese Maßnahme auf bis zu 600 : 1 für weißes Licht.On the lens 31 , which images the three light modulators 29 congruently on the projection surface 2 , the reflected light bundle should be dark in the unmodulated state. However, real conditions at color dividers and modulators cause low polarization rotations. The interference polarizer in the direction of reflection is not as good as in the direction of transmission. Accordingly, about 2% to 3% of the reflected light of the undesired polarization occurs on the objective 31 . As a result, the maximum achievable contrast is initially 30: 1. The second interference polarizer 32 is now arranged in such a way that it detects the unwanted light component as false light and separates it from the desired transmissive component as a reflective component and in a direction perpendicular to the transmission direction is emitted. When modulating the desired, on the projection surface 2 to back to throwing light on the way from the color separator 17 on the dielectric Interfe Renz layer 12 of the first interference polarizer 7 is flexed and passes through the lens 31 in the second re in outsorted state for this Interference polarizer 32 arranged in the transmission direction. This measure increases the contrast up to 600: 1 for white light.

Eine weitere Optimierung von Ausführungsformen der Er­ findung befaßt sich mit der Schaffung eines genügenden Freiraumes, um das Objektiv 31 in weiten Grenzen zur Fo­ kussierung verschieben zu können. Fig. 8 zeigt diesel­ ben Komponenten wie Fig. 7, jedoch in einer insoweit mo­ difizierten Anordnung, als der zweite Interferenz-Pola­ risator 32 sich zwischen dem ersten Interferenz-Polari­ sator 7, dem Farbteiler 17 mit reflektiven Lichtmodula­ toren 29 und dem Objektiv 31 befindet. Im Polarisator 7 vollständig und einheitlich polarisiertes Licht wird vom zweiten Interferenz-Polarisator 32 in seiner Refle­ xionsrichtung zum Farbteiler 17 gelenkt. Zur Projektion der modulierten Lichtbündel wird der zweite Interferenz- Polarisator 32 demzufolge in der Transmissionsrichtung, mit der besseren Polarisationsselektivität, betrieben.A further optimization of embodiments of the invention is concerned with the creation of sufficient free space in order to be able to move the lens 31 within wide limits to focus. Fig. 8 shows diesel ben components as Fig. 7, but in a far mo-modified arrangement, when the second interference Pola risator 32 to factors between the first interference Polari sator 7, the color splitter 17 with reflective light modulator 29 and the lens 31 located. In the polarizer 7 completely and uniformly polarized light is directed by the second interference polarizer 32 in its reflection direction to the color splitter 17 . To project the modulated light beams, the second interference polarizer 32 is consequently operated in the transmission direction with the better polarization selectivity.

Ein zweiter Interferenz-Polarisator 32, wie er bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 7 und 8 sowie auch gemäß Fig. 9 und 10 zum Einsatz kommt, besteht aus zwei glei­ chen 90°-Prismen 33, 34 mit einer dielektrischen Inter­ ferenzschicht 35 zwischen den die Berührungsfläche bil­ denden Grundflächen. A second interference polarizer 32 , as used in the embodiments according to FIGS. 7 and 8 and also according to FIGS. 9 and 10, consists of two identical 90 ° prisms 33 , 34 with a dielectric interference layer 35 between them the contact area forming base areas.

Die in den Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungsformen von Projektoren 1 vor einer Projektionsfläche 2 sind mit transmissiven Lichtmodulatoren 30 ausgerüstet. Als Farb­ teiler sind Paare 24 und 25 von gekreuzten Farbteiler­ platten und Spiegelpaare 26 und 27 vorgesehen. Der Unterschied zwischen den Anordnungen gemäß Fig. 9 und 10 besteht darin, daß bei Einsatz von Lichtmodulatoren 30, die im nichtangesteuerten Zustand eine natürliche Doppelbrechung aufweisen, der zweite Interferenz-Polari­ sator 32, bezogen auf die Lage des ersten Interferenz- Polarisators 7, in derselben bzw. 180°-Lage hinsicht­ lich der Transmissionsrichtungen angeordnet sein muß, um für die Projektion die polarisationsselektivere Rich­ tung benutzen zu können (Fig. 9) .The embodiments of projectors 1 in front of a projection surface 2 shown in FIGS. 9 and 10 are equipped with transmissive light modulators 30 . As color dividers pairs 24 and 25 of crossed color dividers plates and mirror pairs 26 and 27 are provided. The difference between the arrangements according to FIGS. 9 and 10 is that when using light modulators 30 which have natural birefringence in the non-activated state, the second interference polarizer 32 , based on the position of the first interference polarizer 7 , in the same or 180 ° position with respect to the transmission directions must be arranged in order to be able to use the more polarization-selective direction for the projection ( FIG. 9).

Dementsprechend ist bei transmissiven Lichtmodulatoren 30, die im nichtangesteuerten Zustand keine Polarisati­ onsdrehung bewirken, der zweite Interferenz-Polarisator 32 gegenüber der Anordnung nach Fig. 9 in der gemäß Fig. 10 um 90° nach links bzw. rechts um seine Längsach­ se gedreht anzuordnen.Accordingly, in the case of transmissive light modulators 30 which do not cause polarization rotation in the non-activated state, the second interference polarizer 32 is to be arranged relative to the arrangement according to FIG. 9 in the direction according to FIG. 10 rotated 90 ° to the left or right around its longitudinal axis.

Claims (16)

1. Projektionsgerät mit einer Quelle für weißes Licht und Elementen, die weißes Licht in Primärfarben zerle­ gen, Lichtbündel polarisieren, modulieren und/oder addi­ tiv überlagern, gekennzeichnet durch einen Interferenz-Polarisator (7), der aus einem 90°- Prisma (8) und einem Dove-Prisma (9) gleicher Grund­ flächen (10, 11) aufgebaut und mit einer dielektrischen Interferenzschicht (12) zwischen diesen Grundflächen (10, 11) sowie mit einer Viertelwellenlängen-Platte (13) auf der Deckfläche (14) des Dove-Prismas (9) versehen ist.1. Projection device with a source for white light and elements that separate white light into primary colors, polarize, modulate and / or additively superimpose light beams, characterized by an interference polarizer ( 7 ), which consists of a 90 ° prism ( 8 ) and a Dove prism ( 9 ) with the same base surfaces ( 10 , 11 ) and with a dielectric interference layer ( 12 ) between these base surfaces ( 10 , 11 ) and with a quarter-wave plate ( 13 ) on the top surface ( 14 ) of the Dove prism ( 9 ) is provided. 2. Projektionsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Länge-zu-Breite-Verhältnis von etwa 1 : 1 für die zur Lichtquelle (4) weisende Lichteintrittsfläche (15) am Dove-Prisma (9) des Interferenz-Polarisators (7).2. Projection device according to claim 1, characterized by a length-to-width ratio of about 1: 1 for the light source ( 4 ) facing light entry surface ( 15 ) on the Dove prism ( 9 ) of the interference polarizer ( 7 ). 3. Projektionsgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Verspiegelung (16) der Viertelwellenlängen-Platte (13) an ihrer Rückseite.3. Projection device according to claim 1 or 2, characterized by a mirror ( 16 ) of the quarter-wave plate ( 13 ) on its back. 4. Projektionsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Anordnung des Interferenz-Polarisators (7) zwischen Lichtquelle (4) und einem Farbteiler (17).4. Projection device according to one of claims 1 to 3, characterized by an arrangement of the interference polarizer ( 7 ) between the light source ( 4 ) and a color splitter ( 17 ). 5. Projektionsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Prismensystem (18, 19, 20), wie es an sich bei Farb­ fernsehkameras bekannt ist, mit dielektrischen Interfe­ renzfiltern (35, 36) als Farbteiler (17) für reflektive Lichtmodulatoren (28 B, 28 R, 28 G). 5. Projection device according to one of claims 1 to 4, characterized by a prism system ( 18 , 19 , 20 ), as is known per se in color television cameras, with dielectric interfe renzfiltern ( 35 , 36 ) as a color splitter ( 17 ) for reflective light modulators ( 28 B , 28 R , 28 G ). 6. Projektionsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Farbteilerplatten (21, 22) eines Farbteilers (17), die unter 45° zur Ausbreitungsrichtung des vom Interferenz- Polarisator (7) kommenden weißen Lichts angeordnet sind, für reflektive Lichtmodulatoren (29).6. Projection device according to one of claims 1 to 4, characterized by color splitter plates ( 21 , 22 ) of a color splitter ( 17 ) which are arranged at 45 ° to the direction of propagation of the white light coming from the interference polarizer ( 7 ) for reflective light modulators ( 29 ). 7. Projektionsgerät nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Parallelanordnung der Filterplatten (21, 22) des Farbteilers (17) im gegenseitigen Abstand von minde­ stens der 0,7-fachen Länge bzw. Breite der Filterplat­ ten (21, 22).7. Projection device according to claim 6, characterized by a parallel arrangement of the filter plates ( 21 , 22 ) of the color divider ( 17 ) at a mutual spacing of at least 0.7 times the length or width of the filter plates ( 21 , 22 ). 8. Projektionsgerät nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine rechtwinkelige Anordnung der Filterplatten (21, 22).8. Projection device according to claim 6, characterized by a right-angled arrangement of the filter plates ( 21 , 22 ). 9. Projektionsgerät nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch 45°-Fasen, mit denen jeweils die Hälfte der Filterplat­ ten (21, 22) eines Farbteilers (17) versehen und deren beschichtete Seiten zur Ausbildung einer gekreuzten Anordnung mit lückenloser Filterwirkung aneinanderge­ setzt sind.9. Projection device according to claim 8, characterized by 45 ° bevels, with each half of the Filterplat th ( 21 , 22 ) of a color divider ( 17 ) and the coated sides of which are set together to form a crossed arrangement with a complete filter effect. 10. Projektionsgerät nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Verwendung einer länglich ausgebildeten Lichtquelle (4) mit höherer Bündeldivergenz in Richtung senkrecht zur Kreuzungslinie des Farbteilers (17).10. Projection device according to claim 9, characterized by the use of an elongated light source ( 4 ) with a higher beam divergence in the direction perpendicular to the crossing line of the color divider ( 17 ). 11. Projektionsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch jeweils auf halbe Wellenlänge der betreffenden Primär­ farbe eingestellte, eine natürliche Doppelbrechung auf­ weisende polarisationsdrehende Lichtmodulatoren (29, 30).11. Projection device according to one of claims 1 to 10, characterized by in each case set to half the wavelength of the relevant primary color, a natural birefringence pointing polarization-rotating light modulators ( 29 , 30 ). 12. Projektionsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Anordnung mit:
  • - einem ersten Interferenz-Polarisator (7) an zentraler Stelle,
  • - der Weißlichtquelle (4) mit Reflektor (5) und Konden­ sor (6) auf der Normalen der Lichteintrittfläche (15) des Dove-Prismas (9),
  • - dem Farbteiler (17) mit reflektiven Lichtmodulato­ ren (29) auf der Normalen der Fläche des 90°-Prismas (8) des ersten Interferenz-Polarisators (7), die pa­ rallel zur Lichteintrittfläche (15) des Dove-Prismas (9) verläuft,
  • - einem Projektor-Objektiv (31) auf der Normalen der an­ deren Fläche des 90°-Prismas (8) des ersten Interfe­ renz-Polarisators (7),
  • - einem zweiten, aus zwei spiegelsymmetrisch aneinander­ liegenden 90°-Prismen (33, 34) mit dielektrischer In­ terferenzschicht (35) zwischen den parallelen Grund­ flächen bestehenden Interferenz-Polarisator (32) auf der anderen Seite des Projektor-Objektivs (31) in Reflexions-Einstellung bezüglich der Polarisations­ richtung des ersten Interferenz-Polarisators (7).
12. Projection device according to one of claims 1 to 11, characterized by an arrangement with:
  • - a first interference polarizer ( 7 ) at a central point,
  • - The white light source ( 4 ) with reflector ( 5 ) and condenser ( 6 ) on the normal of the light entry surface ( 15 ) of the Dove prism ( 9 ),
  • - The color splitter ( 17 ) with reflective light modulators ( 29 ) on the normal of the surface of the 90 ° prism ( 8 ) of the first interference polarizer ( 7 ), which is parallel to the light entry surface ( 15 ) of the Dove prism ( 9 ) runs,
  • - A projector lens ( 31 ) on the normal of the surface of the 90 ° prism ( 8 ) of the first interference polarizer ( 7 ),
  • - A second, from two mirror-symmetrical 90 ° prisms ( 33 , 34 ) with dielectric interference layer ( 35 ) between the parallel base surfaces existing interference polarizer ( 32 ) on the other side of the projector lens ( 31 ) in reflection -Adjustment with regard to the polarization direction of the first interference polarizer ( 7 ).
13. Projektionsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 9 und 10, gekennzeichnet durch eine Anordnung mit:
  • - einem ersten Interferenz-Polarisator (7) und einer länglich ausgebildeten Weißlichtquelle (4) mit Reflek­ tor (5) und Kondensor (6) auf der Normalen der Licht­ eintrittsfläche (15) des Dove-Prismas (9), in 45°- Einstellung der Achse der Lichtquelle (4) zur Ebene der Interferenzschicht (12) des ersten Interferenz- Polarisators (7),
  • - einem zweiten, aus spiegelsymmetrisch aneinanderlie­ genden 90°-Prismen (33, 34) mit dielektrischer Interfe­ renzschicht (35) zwischen den parallelen Grundflächen bestehenden Interferenz-Polarisator (32) auf der Nor­ malen der Fläche des 90°-Prismas (8) des ersten Inter­ ferenz-Polarisators (7), die parallel zur Lichtein­ trittsfläche (15) des Dove-Prismas (9) verläuft, in Reflexions-Einstellung bezüglich der Polarisations­ richtung des ersten Interferenz-Polarisators (7),
  • - dem Farbteiler (17) mit reflektiven Lichtmodulatoren (29) auf der Normalen der anderen Fläche desselben 90°-Prismas (33) des zweiten Interferenz-Polarisators (32), in das der erste Interferenz-Polarisator (7) ein­ strahlt, in 45°-Einstellung der Kreuzungslinie des Farbteilers (17) zur Ebene der dielektrischen Interfe­ renzschicht (35) des zweiten Interferenz-Polarisators (32),
  • - einem Projektor-Objektiv (31) auf der Normalen der Flä­ che des anderen 90°-Prismas (34) des zweiten Interfe­ renz-Polarisators (32), gegenüber vom Farbteiler (17).
13. Projection device according to one of claims 1 to 4, 9 and 10, characterized by an arrangement with:
  • - A first interference polarizer ( 7 ) and an elongated white light source ( 4 ) with reflector ( 5 ) and condenser ( 6 ) on the normal of the light entry surface ( 15 ) of the Dove prism ( 9 ), in 45 ° - setting the axis of the light source ( 4 ) to the plane of the interference layer ( 12 ) of the first interference polarizer ( 7 ),
  • - A second, from mirror-symmetrical to each other lying 90 ° prisms ( 33 , 34 ) with dielectric interference layer ( 35 ) between the parallel base surfaces existing interference polarizer ( 32 ) on the nor paint the surface of the 90 ° prism ( 8 ) first interference polarizer ( 7 ), which runs parallel to the light entry surface ( 15 ) of the Dove prism ( 9 ), in reflection setting with respect to the polarization direction of the first interference polarizer ( 7 ),
  • - The color splitter ( 17 ) with reflective light modulators ( 29 ) on the normal of the other surface of the same 90 ° prism ( 33 ) of the second interference polarizer ( 32 ) into which the first interference polarizer ( 7 ) shines, in 45 ° setting of the crossing line of the color divider ( 17 ) to the plane of the dielectric interference layer ( 35 ) of the second interference polarizer ( 32 ),
  • - A projector lens ( 31 ) on the normal of the surface of the other 90 ° prism ( 34 ) of the second interference polarizer ( 32 ) opposite the color splitter ( 17 ).
14. Projektionsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, und 9 bis 11, gekennzeichnet durch eine Anordnung mit:
  • - einem ersten Interferenz-Polarisator (7) und
  • - der Weißlichtquelle (4) mit Reflektor (5) und Konden­ sor (6) auf der Normalen der Lichteintrittsfläche (15) des Dove-Prismas (9),
  • - einer Farbteiler-Einrichtung, die aus zwei Paaren (24, 25) gekreuzt angeordneter Filterplatten (21, 22) mit parallelen Kreuzungslinien und zwei Spiegelpaaren (26, 27) gebildet ist, mit transmissiven Lichtmodula­ toren (30) am zweiten Paar (25) gekreuzter Filterplat­ ten (21, 22), auf der Normalen der Fläche des 90°-Pris­ mas (8) des ersten Interferenz-Polarisators (7), die parallel zur Lichteintrittsfläche (15) des Dove- Prismas (9) verläuft, mit Paralleleinstellung der Kreuzungslinien der Farbteiler (24, 25) zur Ebene der dielektrischen Interferenzschicht (12) des ersten In­ terferenz-Polarisators (7),
  • - einem zweiten, aus spiegelsymmetrisch aneinanderlie­ genden 90°-Prismen (33, 34) mit dielektrischer Interfe­ renzschicht (35) zwischen den parallelen Grundflächen, bestehenden Interferenz-Polarisator (32) auf dersel­ ben Normalen wie die Farbteiler-Einrichtung,
  • - einem Projektor-Objektiv (31) auf derselben Normalen wie der zweite Interferenz-Polarisator (32) bzw. die Farbteiler-Einrichtung.
14. Projection device according to one of claims 1 to 4 and 9 to 11, characterized by an arrangement with:
  • - A first interference polarizer ( 7 ) and
  • - The white light source ( 4 ) with reflector ( 5 ) and condenser ( 6 ) on the normal of the light entry surface ( 15 ) of the Dove prism ( 9 ),
  • - A color splitter device, which is formed from two pairs ( 24 , 25 ) of crossed filter plates ( 21 , 22 ) with parallel crossing lines and two mirror pairs ( 26, 27 ), with transmissive light modulators ( 30 ) on the second pair ( 25 ) crossed filter plates ( 21 , 22 ), on the normal to the surface of the 90 ° prism ( 8 ) of the first interference polarizer ( 7 ), which runs parallel to the light entry surface ( 15 ) of the Dove prism ( 9 ), with parallel adjustment the crossing lines of the color dividers ( 24 , 25 ) to the plane of the dielectric interference layer ( 12 ) of the first interference polarizer ( 7 ),
  • - A second, from mirror-symmetrically lying 90 ° prisms ( 33 , 34 ) with dielectric interference layer ( 35 ) between the parallel bases, existing interference polarizer ( 32 ) on the same normal as the color splitter device,
  • - A projector lens ( 31 ) on the same normal as the second interference polarizer ( 32 ) or the color splitter device.
15. Projektionsgerät nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch die Verwendung von transmissiven Lichtmodulatoren (30), die eine natürliche Doppelbrechung von halber Wellenlän­ ge für die jeweilige Primärfarbe aufweisen, und eine Paralleleinstellung des zweiten Interferenz-Polarisa­ tors (32) bezüglich der Durchlaßrichtungen der beiden Interferenz-Polarisatoren (7, 32).15. Projection device according to claim 14, characterized by the use of transmissive light modulators ( 30 ) which have a natural birefringence of half the wavelength for the respective primary color, and a parallel setting of the second interference polarizer ( 32 ) with respect to the transmission directions of the two interference Polarizers ( 7 , 32 ). 16. Projektionsgerät nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch die Verwendung von transmissiven Lichtmodulatoren (30) ohne natürliche Doppelbrechung, und eine Reflexions- Einstellung des zweiten Interferenz-Polarisators (32) bezüglich der Polarisationsrichtung des ersten Interfe­ renz-Polarisators (7).16. Projection device according to claim 14, characterized by the use of transmissive light modulators ( 30 ) without natural birefringence, and a reflection setting of the second interference polarizer ( 32 ) with respect to the direction of polarization of the first interference polarizer ( 7 ).
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0434041A1 (en) * 1989-12-20 1991-06-26 Canon Kabushiki Kaisha Polarized illuminazing device
EP0450952A2 (en) * 1990-04-04 1991-10-09 Victor Company Of Japan, Ltd. Optical system for a colour picture display
EP0457605A2 (en) * 1990-05-18 1991-11-21 Canon Kabushiki Kaisha Polarization converting device and polarized-light illuminating system using the device and image display unit using the device
EP0470369A2 (en) * 1990-08-08 1992-02-12 GRUNDIG E.M.V. Elektro-Mechanische Versuchsanstalt Max Grundig holländ. Stiftung & Co. KG. Projecting unit for large picture projection
EP0485268A1 (en) * 1990-11-09 1992-05-13 Thomson-Csf Matrix screen image projector with two polarized beams
EP0487407A1 (en) * 1990-11-21 1992-05-27 Sextant Avionique S.A. Projection color display system involving optical valves
WO1992009915A1 (en) * 1990-11-23 1992-06-11 Thomson-Csf Lighting device and application in a display device
EP0504813A2 (en) * 1991-03-19 1992-09-23 Hitachi, Ltd. Method for projecting an image obtained by using liquid crystal panels and display apparatus for realizing the same
US5638142A (en) * 1992-04-03 1997-06-10 Rank Brimar Limited Spatial light modulator system including a plurality of tiltable mirror devices and reflective means for equalizing the number of reflections from the tiltable mirror devices

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5446510A (en) * 1989-12-20 1995-08-29 Canon Kabushiki Kaisha Image display apparatus
EP0434041A1 (en) * 1989-12-20 1991-06-26 Canon Kabushiki Kaisha Polarized illuminazing device
EP0450952A2 (en) * 1990-04-04 1991-10-09 Victor Company Of Japan, Ltd. Optical system for a colour picture display
EP0450952A3 (en) * 1990-04-04 1992-06-03 Victor Company Of Japan, Ltd. Optical system for a colour picture display
EP0457605A2 (en) * 1990-05-18 1991-11-21 Canon Kabushiki Kaisha Polarization converting device and polarized-light illuminating system using the device and image display unit using the device
EP0457605A3 (en) * 1990-05-18 1992-05-06 Canon Kabushiki Kaisha Polarization converting device and polarized-light illuminating system using the device and image display unit using the device
US5387991A (en) * 1990-05-18 1995-02-07 Canon Kabushiki Kaisha Polarization converting device and polarized-light illuminating system using the device and image display unit using the device
EP0470588A3 (en) * 1990-08-08 1992-09-02 Grundig E.M.V. Elektro-Mechanische Versuchsanstalt Max Grundig Hollaend. Stiftung & Co. Kg. Projecting unit for large picture projection
EP0470369A2 (en) * 1990-08-08 1992-02-12 GRUNDIG E.M.V. Elektro-Mechanische Versuchsanstalt Max Grundig holländ. Stiftung & Co. KG. Projecting unit for large picture projection
EP0470588A2 (en) * 1990-08-08 1992-02-12 GRUNDIG E.M.V. Elektro-Mechanische Versuchsanstalt Max Grundig holländ. Stiftung & Co. KG. Projecting unit for large picture projection
EP0470369A3 (en) * 1990-08-08 1992-09-02 Grundig E.M.V. Elektro-Mechanische Versuchsanstalt Max Grundig Hollaend. Stiftung & Co. Kg. Projecting unit for large picture projection
US5299036A (en) * 1990-11-09 1994-03-29 Thomson-Csf Liquid crystal projector including a polaration rotating element
FR2669127A1 (en) * 1990-11-09 1992-05-15 Thomson Csf TWO-BEAM POLARIZED IMAGE PROJECTOR BY MATRIX SCREEN.
EP0485268A1 (en) * 1990-11-09 1992-05-13 Thomson-Csf Matrix screen image projector with two polarized beams
EP0487407A1 (en) * 1990-11-21 1992-05-27 Sextant Avionique S.A. Projection color display system involving optical valves
WO1992009915A1 (en) * 1990-11-23 1992-06-11 Thomson-Csf Lighting device and application in a display device
US5784181A (en) * 1990-11-23 1998-07-21 Thomson-Csf Illumination device for illuminating a display device
EP0504813A2 (en) * 1991-03-19 1992-09-23 Hitachi, Ltd. Method for projecting an image obtained by using liquid crystal panels and display apparatus for realizing the same
EP0504813A3 (en) * 1991-03-19 1993-12-08 Hitachi Ltd Method for projecting an image obtained by using liquid crystal panels and display apparatus for realizing the same
US5875006A (en) * 1991-03-19 1999-02-23 Hitachi, Ltd. Method for projecting image obtained by using liquid crystal panels and display apparatus for realizing the same
US5638142A (en) * 1992-04-03 1997-06-10 Rank Brimar Limited Spatial light modulator system including a plurality of tiltable mirror devices and reflective means for equalizing the number of reflections from the tiltable mirror devices

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