DE69431399T2

DE69431399T2 - Dichroitisches immersionssystem für videoprojektor mit einem einzelnen projektionsobjektiv

Info

Publication number: DE69431399T2
Application number: DE69431399T
Authority: DE
Inventors: J. Gagnon; R. Henderson
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: EP0696361A4; WO1994025894A1; US5621551A; DE69431399D1; EP0696361B1; EP0696361A1; JPH08510335A

Description

1. Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Flüssigkristall-Lichtmodulations- Farbprojektionssysteme und im Besonderen eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Trennung und zur Mischung von Farben in einem Flüssigkristall-Lichtmodulationssystem mit einem einzigen Projektionsobjektiv.

2. Darlegung

Optische Projektionssysteme, wie z. B. Videoprojektor-Systeme, werden zur Projektion von Bildern auf einen Schirm verwendet. Da Projektionssysteme (mit bestimmten Einschränkungen) Bilder in einem weiten Größenbereich projizieren können, können diese Systeme potentiell größere Bilder liefern als konventionelle Abbildungssysteme, wie z. B. die Kathodenstrahlröhren. In dem gebräuchlichsten Verfahren verwenden die Video- Projektionssysteme drei Kathodenstrahlröhren, von denen jede eine der Primärfarben (rot, grün oder blau) auf einen Schirm projiziert. Wegen der Zunahme der Größe des projizierten Bildes wird jedoch seine Helligkeit reduziert. Um diese und andere Probleme zu überwinden, können mit den Projektionssystemen, die Flüssigkristall-Lichtmodulatoren (LCLV) enthalten, bedeutende Fortschritte bei der Erhöhung der Lichtausbeute erreicht werden. Die LCLV sind in vielen Anwendungen eingesetzt worden, z. B. in solchen, wo ein sehr großer Projektionsschirm durch einen Projektor mit einem sehr kleinen Volumen zu beleuchten ist, und auch in Projektionswiedergabe-Systemen sehr hoher Helligkeit. Im Allgemeinen werden dann, wenn die Intensität des von einem konventionellen Schirm, wie z. B. einer Kathodenstrahlröhre, emittierten Lichtes wegen der hohen Lichtstärke des Umgebungslichts nicht ausreicht oder wenn sehr große Projektionsschirme in einem begrenzten Raum eingesetzt werden, Flüssigkristall-Farbwiedergabe-Projektionssysteme bevorzugt.
Flüssigkristall-Lichtmodulations-Projektionssysteme sind im Allgemeinen entweder vom Transmissions-(Aktivmatrix-) oder Reflexionstyp. In Transmissions-(Aktivmatrix-) Flüssigkristall-Lichtmodulatoren moduliert jeder Flüssigkristall-Lichtmodulator individuell seinen zugeordneten monochromatischen Strahl über eine räumliche Pixelmatrix, und die Strahlen werden dann mit einem Multiplexer oder Kombinationsprisma zusammengefasst und als einziger zusammengesetzter Strahl der richtigen Farbe projiziert. Der zusammengesetzte Strahl trägt die Information, die ihm mittels rechnergesteuerter Modulation von den mehreren Flüssigkristall-Lichtmodulatoren aufgeprägt wurde. Der zusammengesetzte Strahl wird durch ein Projektionsobjektiv auf die Vorder- oder Rückseite eines Schirms mit diffuser Wiedergabe geführt, um eine geeignete Wiedergabe auf der Schirmoberfläche zu ermöglichen.
In einigen Aktivmatrix-Flüssigkristallprojektoren zerlegen dichroitische Spiegel das von einer Halogenlampe hoher Intensität emittierte Licht in drei monochromatische Strahlen Rot, Blau und Grün. Diese werden durch die individuellen Flüssigkristall-Modulatorplatten geleitet und die resultierenden modulierten monochromatischen Lichtstrahlen durch ein X- Prisma in einen einzigen mehrfarbigen Strahl zusammengefasst, der dann mit einer Linsenanordnung auf den Schirm projiziert wird. In solchen Systemen wird eine große Zahl von optischen Relais-Systemen oder optischen Elementen, wie z. B. Linsen oder Spiegeln, benötigt, um das Leselicht von der Lichtquelle aufzuteilen und es den verschiedenen Flüssigkristallmodulen zuzuführen. Außerdem benötigen diese Relaissysteme einen beträchtlichen Platz, um die verschiedenen dichroitischen Reflektionsspiegel anzuordnen, in denen und für die ihrerseits optische Relaissysteme erforderlich werden, um die größeren Brennweiten bereitzustellen, mit denen die richtige Anordnung solcher zusätzlicher Komponenten ermöglicht wird. Die physikalische Größe des Systems nimmt damit beträchtlich zu.
Ähnliche Probleme, d. h. eine große Zahl von Komponenten sowie ein erhöhter Platzbedarf, treten in jenen Projektionssystemen auf, in denen Reflexions-Flüssigkristall- Lichtmodulatoren eingesetzt werden. In einigen Reflexions-Flüssigkristall- Lichtmodulationssystemen wird das Leselicht einer Hochleistungsquelle durch ein polarisierendes Strahlteilerprisma polarisiert, das dazu dient, das "s"-polarisierte Licht (in dem die Polarisationsachse, d. h. der E-Feldvektor, in der Einfallsebene liegt) zu reflektieren und das "p"-polarisierte Licht (in dem die Polarisationsachse und der E-Feldvektor senkrecht auf der Einfallsebene stehen) hindurch zu lassen. Die "s"-polarisierte Komponente des Leselichts wird zum Lichtmodulator hin reflektiert, der dann, wenn er durch ein Bild von einer Schreib-Lichtquelle, wie z. B. einer Kathodenstrahlröhre, aktiviert ist, das polarisierte Licht reflektiert und seine Polarisation um 90º dreht, so dass es zu "p"-polarisiertem Licht wird. Die "p"-Polarisationskomponente wird durch das Prisma hindurch auf das Projektionsobjektiv übertragen. Werden solche Reflexions-Flüssigkristall-Modulatoren in einem Farbprojektionssystem eingesetzt, dann muss der Eingangs-Strahlengang durch eine zusätzliche Relais-Optik verlängert werden, um eine Zerlegung der Lese-Lichtquelle in die drei Farbkomponenten und die Vorpolarisation der einzelnen Farbkomponenten zu ermöglichen.
Oft sind die LCLV-Projektionssysteme mit drei separaten Projektionsobjektiven, je einem für die Primärfarben Rot, Grün und Blau, ausgestattet. Ein Einsatz von drei Projektionsobjektiven ist jedoch mit einer Anzahl von Nachteilen verbunden. Drei Projektionsobjektive vergrößern sowohl beträchtlich die Anzahl der optischen Komponenten als auch die Gesamtgröße und die Gesamtkosten des Systems. Außerdem muss das vom Dreilinsen-Projektor erzeugte Bild entsprechend den Veränderungen des Abstandes zwischen Projektor und Schirm laufend nachkonvergiert werden. Das bedeutet, dass die Winkelausrichtung der drei einzelnen Projektionsobjektive zum Schirm hin erfolgt und eine exakte Konvergenz nur für einen Abstand des Projektionsobjektivs zum Schirm erreicht wird. Ist jedoch der Schirm weiter entfernt, dann müssen die Projektionsobjektive auf einen kleineren Winkel hin ausgerichtet werden, und beim Heranrücken des Schirms sind die Ausrichtungswinkel der Projektionsobjektive zu vergrößern. Als Alternative dazu ist es möglich, das Bild auf der Kathodenstrahlröhre zu verschieben, statt den Linsen- Ausrichtungswinkel selbst zu verändern. In jedem Falle erfordert jedoch eine Veränderung des Abstandes zwischen Schirm und Projektor einen beträchtlichen Justieraufwand. Entsprechend ist die Trapezkorrektur für jedes Projektionsobjektiv unterschiedlich und muss ebenso einzeln verändert werden.
Systeme mit einem einzigen Projektionsobjektiv bieten die Aussicht auf eine Reduktion der Abmessungen und Kosten, da sie mit weniger optischen Komponenten hergestellt werden können. Mit ihnen wird auch die oben diskutierte Notwendigkeit umgangen, die drei Primärfarbbilder wiederholt zu konvergieren. Bei den existierenden Einzelprojektionsobjektiv-Systemen werden die Vorteile jedoch durch mindestens zwei Hauptnachteile aufgewogen. Zum ersten werden die Einzelobjektiv-Videoprojektor-Systeme wegen des Einsatzes von Reihen-Trimmfiltern und der Unterdrückung einer Polarisationsrichtung für jede Farbe durch große Lichtverluste gekennzeichnet.
Das heißt, um die gewünschte Spektraltrennung zwischen Rot, Grün und Blau zu erzeugen, so dass ein geforderter Farbsättigungsgrad erreicht werden kann, ist es wünschenswert, zwischen den Primärfarben Blau, Grün und Rot Spektrallücken einzufügen, wofür Trimmfilter benötigt werden. Durch diese werden nicht unbeträchtliche Lichtverluste verursacht. Auch die Unterdrückung einer Polarisationsrichtung für jede Farbe ist ein Problem, da derartige Systeme im Allgemeinen eine lineare Polarisation des Lichts für eine der Primärfarben und die orthogonale Polarisation für die anderen beiden Primärfarben verwenden. Bei diesen Systemen wird unpolarisiertes Licht am Eingang in den Polarisator/Analysator erforderlich. Da für jede Primärfarbe eine der beiden orthogonalen Lichtpolarisationen unterdrückt wird, ist das System hinsichtlich der Lichtausbeute bestenfalls zu 50% effizient.
Ein zweiter Nachteil der existierenden Einzelobjektiv-Systeme besteht in der Notwendigkeit, die Flüssigkristall-Lichtmodulatoren unter Winkeln zueinander auszurichten. Diese Forderung bedeutet, dass die drei auf die Flüssigkristall-Lichtmodulatoren schreibenden Kathodenstrahlröhren nicht in einer sehr kompakten Form angeordnet werden können. Das heißt, bei einem Winkelversatz der langgestreckten Kathodenstrahlröhren wird weit mehr Platz erforderlich als bei ihrer ungefähr parallelen Anordnung. Es wäre zwar möglich, den Platzbedarf durch Einsatz einer Parallelanordnung der Kathodenstrahlröhren zu verringern, was aber eine Verlängerung des Strahlenganges in Luft mit Hilfe von Faltungsspiegeln und somit ein Projektionsobjektiv mit einer weit größeren Bildbrennweite erfordern würde. Dies ist in den meisten Systemen nicht ökonomisch ausführbar, da der Durchmesser und die Kosten einer Linse mit einer Zunahme der Bildbrennweite beträchtlich ansteigen. Somit schränken diese Kosten den Spielraum bei der Konstruktion einer kompakteren Konfiguration einer Projektionsoptik beträchtlich ein.
Ein zusätzliches Problem bei den Flüssigkristall-Lichtmodulations- Projektionssystemen, die Konfigurationen mit dichroitischen Filtern verwenden, besteht in dem resultierenden Astigmatismus im projizierten Bild, der immer dann entsteht, wenn ein Konfiguration schräg gestellter dichroitischer Filter in Luft verwendet wird.
Andere Probleme treten generell bei konventionellen Flüssigkristall- Lichtmodulationssystemen auf. Zum Beispiel werden die komplexen optische Komponenten im Allgemeinen der Luft ausgesetzt. Dadurch können Staub und andere Schwebteilchen in den kritischen Lichtmodulations-Bildstrahlengang eindringen. Dies führt zu einer Teilchen- und Trübungsverschmutzung auf den optischen Oberflächen in diesem Strahlengang. Die Teilchen- und Trübungsverschmutzung beeinträchtigen das Kontrastverhältnis und die Lichtausbeute.
Es ist somit wünschenswert, ein Flüssigkristall-Lichtmodulations-Projektionssystem bereitzustellen, das eine vereinfachte Konstruktion aufweist, um sowohl die Zahl der optischen Komponenten als auch Größe und Kosten des Gesamtsystems zu minimieren. Außerdem ist es wünschenswert, ein solches Flüssigkristall-Lichtmodulationssystem bereitzustellen, das das einfallende Licht vergleichsweise effizient nutzt, um ein Projektionssystem mit hoher Lichtausbeute zu erhalten. Es wäre auch wünschenswert, ein System mit den obigen Merkmalen zu erhalten, das angemessene Spektrallücken zwischen den roten, grünen und blauen Spektralbereichen bereitstellt, um einen hohen Farbsättigungsgrad verbunden mit einer geringem Grad der Verzeichnung, wie z. B. dem Astigmatismus, zu erreichen. Es wäre ferner wünschenswert, die obigen Merkmale in einem System zu erhalten, für das die Teilchen- und Trübungsverschmutzung seiner optischen Komponenten minimal ist.

Darstellung der Erfindung

Gemäß vorliegender Erfindung wird ein optisches Projektionssystem bereitgestellt mit: einer Quelle linear polarisierten Lichts mit einer ersten Ausrichtung; drei Flüssigkristall- Lichtmodulatoren (LCLV); einem Polarisator/Analysator zum Empfang und zur Reflexion polarisierten Lichts von der Quelle; einem ersten, im Strahlengang des vom Polarisator/Analysator reflektierten Lichts angeordneten dichroitischen Filter, der das Licht eines ersten Wellenlängenbandes reflektiert und das Licht eines zweiten und eines dritten Wellenlängenbandes durchlässt, wobei das Licht des ersten Wellenlängenbandes danach einem ersten LCLV zugeleitet wird; einem zweiten dichroitischen Filter, der das Licht des zweiten sowie dritten Wellenlängenbandes vom ersten dichroitischen Filter empfängt, das Licht eines zweiten Wellenlängenbandes reflektiert und das Licht eines dritten Wellenlängenbandes durchlässt, wobei das Licht des zweiten Wellenlängenbandes und des dritten Wellenlängenbandes danach dem zweiten bzw. dem dritten LCLV zugeleitet wird, wobei die Hilfsmittel zur Anregung der LCLV ausgewählte Bereiche der LCLV dazu bringen, die Polarisation des von der Lichtquelle einfallenden Lichtes zu drehen, und wobei das Licht nach seiner Reflexion an den LCLV längs seines Einfallsstrahlenganges zurück läuft, die drei Lichtbänder beim Durchlaufen des ersten und zweiten dichroitischen Filters in Gegenrichtung wieder zusammengefasst werden und das zusammengesetzte Licht durch den Polarisator/Analysator in ausgewählten Bereichen wegen seiner gedrehten Polarisation hindurchgelassen wird; und einem im Wesentlichen mit einem transparenten, flüssigen Medium ausgefüllten Gehäuse, das mindestens den ersten und den zweiten dichroitischen Filter sowie den Polarisator/Analysator umschließt, wobei das transparente und flüssige Medium einen Brechungsindex aufweist, der größer als der von Luft ist, und das Gehäuse mit den LCLV in Verbindung steht, so dass der Strahlengang zwischen dem Polarisator/Analysator, den dichroitischen Filtern und den LCLV durch das flüssige Medium und nicht durch Luft führt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die verschiedenen Vorzüge der Erfindung werden für Fachleute auf diesem Gebiet beim Lesen der folgenden Beschreibung und durch Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen klar ersichtlich, mit:
Fig. 1A ist eine schematische Darstellung der Hauptkomponenten des Flüssigkristall- Lichtmodulator-Projektorsystems gemäß vorliegender Erfindung;
Fig. 1B ist eine schematische Darstellung einer Schnittansicht des Flüssigkristall- Lichtmodulator-Projektorsystems von Fig. 1A längs der Linie 1B-1B;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Parallel-Kathodenstrahlröhren-Konfiguration mit einer Kathodenstrahlröhre auf jeder Seite der optischen Hauptachse;
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Parallel-Kathodenstrahlröhren- Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit zwei der drei Kathodenstrahlröhren auf derselben Seite der optischen Achse;
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ähnlich zu Fig. 2, in der die blaue Kathodenstrahlröhre auf der optischen Achse und die rote und grüne Kathodenstrahlröhre auf gegenüberliegenden Seiten der optischen Achse angeordnet sind;
Fig. 5 ist eine zusätzliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ähnlich zu der Anordnung von Fig. 4, in der die rote Kathodenstrahlröhre auf der primären optischen Achse und die blaue und grüne Kathodenstrahlröhre auf gegenüberliegenden Seiten der primären Achse angeordnet sind;
Fig. 6 ist eine zusätzliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ähnlich zu der in Fig. 4 gezeigten, in der die grüne Kathodenstrahlröhre auf der primären optischen Achse und die rote und blaue Kathodenstrahlröhre auf gegenüberliegenden Seiten der optischen Achse angeordnet sind;
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des prozentualen Reflexionsgrades über der Wellenlänge für die vorliegende Erfindung;
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung des prozentualen Reflexionsgrades über der Wellenlänge zur Veranschaulichung der sich unterscheidenden Reflexionskurven für Grün mit s- und p-Polarisation, um eine Gelb-Schwächung gemäß vorliegender Erfindung zu erzielen.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Fig. 1A und 1B veranschaulichen die Hauptkomponenten und die Anordnung der Bestandteile eines Farb-Flüssigkristall-Lichtmodulator-Projektionssystems 10, das die Grundgedanken der vorliegenden Erfindung darstellt. Eine Quelle für Leselicht sehr hoher Intensität 12 kann eine Xenon-Bogenlampe, verschiedene Relais-Spiegel und Vorpolarisationsfilter (nicht dargestellt) umfassen. Die Quelle 12 richtet einen Lesestrahl hoher Intensität, der über den gesamten Spektralbereich von etwa 420 nm bis zu 680 nm verfügt und so den blauen, grünen und roten Farbbereich überdeckt, in einen Eingangsstrahlengang 14. Das Leselicht von Quelle 12 ist unpolarisiert und auf ein polarisierendes Strahlteilerprisma 16 hin gerichtet, das s-polarisiertes Licht (Ws) reflektiert und p-polarisiertes Licht (WP) zu einem Reflexionsprisma 18 hin durchlässt. Das p polarisierte Licht erfährt an der Glas-Luft-Grenzfläche 20 des Prismas 18 eine interne Totalreflexion. Das s-polarisierte Licht wird auf und durch ein Lambda-Halbe-Plättchen 22 geleitet, das die Polarisation des s-polarisierten Lichts dreht, um in einem Strahl, der zu dem intern total reflektierten (TIR) Strahl Wp' parallel ist, einen Lichtstrahl mit p-Polarisation Wp' wieder herzustellen. Polarisierendes Strahlteilerprisma 16, Reflexionsprisma 18 und Lambda-Halbe-Plättchen 22 bilden zusammen einen Polarisationskonverter 24.
Die zwei parallelen Strahlen p-polarisierten Lichts sind s-polarisiert mit Bezug auf einen Polarisator/Analysator 26. Sie werden stetig in einem einzigen quasi-rechteckigen Strahl zusammengefasst, der dem üblichen Polarisator/Analysator 26 zugeleitet wird. Der Polarisator/Analysator 26 umfasst einen polarisierenden Strahlteilerspiegel, der so beschichtet ist, dass er z. B. Licht mit s-Polarisation aller Wellenlängen reflektiert und Licht mit p-Polarisation aller Wellenlängen durchlässt. Damit würde selbst dann, wenn das einfallende Leselicht, das auf den Analysator 26 übertragen wird, Licht beider Polarisationszustände s und p enthalten sollte, der Einsatz des Polarisators/Analysators 26 sicherstellen, dass nur Licht mit dem Polarisationszustand s reflektiert wird. Diese Anordnung ist effizienter als die früheren Konstruktionen, in denen das p-polarisierte Licht vor dem Erreichen des Polarisators/Analysators 26 in die s-Polarisation überführt wurde.
Ein Gehäuse 28 umschließt sowohl den Polarisator/Analysator 26 als auch zusätzliche Komponenten, die im Weiteren noch ausführlicher dargestellt werden. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse 28 ein abgedichtetes Spritzguss- Metallgehäuse, das ein optisches Qualitätsöl 30 enthält und das eine Anzahl von Fenstern aufweist, die den Lichtein- und -austritt im Gehäuse ermöglichen. Zum Beispiel erlaubt ein erstes Fenster 32, dass das Licht von der Quelle 12 in das Gehäuse 28 eintritt und den Polarisator/Analysator 26 erreicht. In der bevorzugten Ausführungsform umfasst das Fenster 32 eine Linse mit positiver Brechkraft, welche die Rückabbildung einer Apertur (nicht dargestellt) hinter dem Polarisationskonverter 24 auf die Flüssigkristall-Lichtmodulatoren in der Art einer Relais-Linse erlaubt, um ein scharfes Bild dieser Apertur zur erhalten. Mit Bezug auf den Polarisator/Analysator 26 hat die Immersion in das optische Qualitätsöl 30 den Vorteil, dass der Astigmatismus minimiert und der Bildkontrast optimiert wird.
Angrenzend an den Polarisator /Analysator 26 und außerhalb des Gehäuses 28 ist ein einzelnes Ausgangs-Projektionsobjektiv 34 angebracht, das eine Ausgangs- Projektionsachse 36 hat, die einen Winkel von z. B. 45º mit der Ebene des Polarisators/Analysators 26 einschließt. Das Allfarblicht mit dem Polarisationszustand s, das in den Zeichnungen durch die Symbole Ws und Ws' gekennzeichnet ist, wird durch den Polarisator/Analysator längs der Projektionsachse 36 zu den drei Reflexions-Flüssigkristall- Lichtprojektoren 38, 40 und 42 zurück reflektiert, von denen jeder einer der verschiedenen Farben zugeordnet ist. Jeder der Lichtprojektoren ist mit je einer von drei separaten Eingangs- oder Leselichtquellen, wie z. B. mit den Kathodenstrahlröhren 44, 46 und 48, verbunden. Die "rote" LCLV 40 ist auf der Achse 36 angeordnet, während die "blaue" und die "grüne" LCLV 38 und 42 auf gegenüberliegenden Seiten dieser Achse angeordnet sind.
Zwischen dem Polarisator/Analysator 26 und den drei Flüssigkristall- Lichtmodulatoren steht ein Paar dichroitischer Spiegel (dichroitischer Filter) 50 und 52, von denen jeder so gestaltet und angeordnet ist, dass er mittels geeigneter Reflexionsbeschichtungen in wohlbekannter Weise Licht unterschiedlicher Farben selektiv reflektiert und durchlässt. Die dichroitischen Spiegel 50 und 52 wirken im Wesentlichen in der gleichen Weise auf solches Licht ein, unabhängig davon, ob es im s- oder p- Polarisationszustand ist. Somit ist der dichroitische Spiegel 50 derart beschichtet, dass er das blaue Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 420 bis 500 nm reflektiert und alles Licht, grün und rot, das größere Wellenlängen aufweist, durchlässt. Somit reflektiert der dichroitische Spiegel 50 blaues Licht des Polarisationszustandes s, das durch das Symbol Bs gekennzeichnet wird, entlang des Strahlenganges 55 zum blauen Flüssigkristall- Lichtmodulator 38. Dieser wird lediglich deshalb als "blau" gekennzeichnet, weil er das blaue Auslese-Licht steuert. Die Steuerung des Flüssigkristall-Lichtmodulators wird durch Licht aus seiner Kathodenstrahlröhre 44 so ausgeführt, dass die blaue Komponente eines zu projizierenden mehrfarbigen Bildes dargestellt wird.
Der dichroitische Spiegel 50 lässt Licht mit mehr als 500 nm, das rotes und grünes Licht umfasst und durch das Symbol (R,G)s gekennzeichnet wird, zum zweiten dichroitischen Spiegel 52 durchlaufen. Beide Spiegel 50 und 52 sind unter einem beträchtlichen Winkel, so z. B. 45º, mit Bezug auf die Projektionsachse 36 angeordnet, wobei der Spiegel 50 so orientiert ist, dass er das Licht zu der einen Seite der Projektionsachse hin, und der Spiegel 52 so orientiert ist, dass er das Licht zur gegenüberliegenden Seite der Projektionsachse hin reflektiert. Es ist leicht zu verstehen, dass die zwei dichroitischen Spiegel jeweils auch parallel zueinander stehen können, so dass beide zur selben Seite der Projektionsachse hin reflektieren (in diesem Falle sind beide LCLV 38 und 42 auf dieser Seite der Achse angeordnet). Mit den in Fig. 1 dargestellten relativen Orientierungen wird das vom dichroitischen Spiegel 52 reflektierte Licht, was in diesem Falle grünes Licht mit einer Wellenfänge im Bereich von etwa 500-590 nm ist, nach Reflexion durch den Faltungsspiegel 54 zum grünen Flüssigkristall-Lichtmodulator 42 hin reflektiert. Das Licht wird durch das Symbol Gs gekennzeichnet. Dieser Flüssigkristall-Lichtmodulator 42 wird von seiner Kathodenstrahlröhre 48 mit Eingabedaten versorgt, welche die grüne Komponente des zu projizierenden Bildes darstellen.
Das auftreffende Licht hat, unabhängig von der Farbe, bei allen LCLV den s- Polarisationszustand. Der dichroitische Spiegel 52 reflektiert das grüne Licht, lässt aber das Licht mit größeren Wellenlängen durch, was in diesem Falle das mit dem Symbol RS gekennzeichnete rote Licht ist. Somit wird das rote Licht durch beide dichroitische Spiegel längs der Projektionsachse durchgelassen und trifft dann auf den roten Flüssigkristall- Lichtmodulator 40 auf, dessen aktive Fläche senkrecht auf der Projektionsachse 36 steht. Wie in Fig. 1A dargestellt ist, sind die aktiven Flächen der anderen Flüssigkristall- Lichtmodulatoren auf gegenüberliegenden Seiten der Projektionsachse angeordnet. Der Flüssigkristall-Lichtmodulator 40 wird optisch über seine Kathodenstrahlröhre 46 durch ein optisches Signal angesteuert, das die rote Komponente des zu projizierenden Bildes darstellt. Die Bereiche eines jeden Flüssigkristall-Lichtmodulators, die durch helle Bereiche eines Bildes von seiner Kathodenstrahlröhren-Schreibquelle aktiviert werden (z. B. "helle" Bereiche der LCLV), reflektieren das s-polarisierte Licht und drehen gleichzeitig seine Polarisation um 90º, so dass das reflektierte Licht p-polarisiertes Licht ist. Somit wird reflektiertes p-polarisiertes Licht von jedem Flüssigkristall-Lichtmodulator mit einem räumlichen Muster abgegeben, das dem räumlichen Anregungsmuster entspricht, das durch das Eingangs-Schreiblicht geliefert wird.
Für die Bereiche des Flüssigkristall-Lichtmodulators, die nicht durch das Eingangs- Schreiblicht angeregt werden ("dunkle" Bereiche), wird das Lese- oder Illuminationslicht (s- Polarisation) ohne Änderung der Polarisation reflektiert. Das reflektierte s-polarisierte Licht wird durch die dichroitischen Spiegel 50, 52 durchgelassen und zurück zum Polarisationsanalysator 26 reflektiert. Dieser reflektiert das s-polarisierte Licht selektiv zurück zur Illuminationslichtquelle, wo es effektiv gelöscht wird. Ein großer Teil des s-polarisierten Lichts wird auch absorbiert oder weggestreut, bevor es die Illuminationsquelle erreicht. Damit wird vermieden, dass ein nennenswerter Anteil dieses Lichts von der Quelle 12 zurück zu den Flüssigkristall-Lichtmodulatoren gelangt (durch Reflexion an einem (nicht dargestellten) Lichtquellenreflektor), was sonst das Kontrastverhältnis beeinträchtigen würde.
Das rote p-polarisierte Licht wird von den hellen Bereichen des LCLV 40 reflektiert und durch den dichroitischen Spiegel 52 durchgelassen, wo es mit dem grünen p- polarisierten Licht zusammengefasst wird, das nach Reflexion von den hellen Gebieten des grünen Flüssigkristall-Lichtmodulators 42 vom Faltungsspiegel 54 und auch vom dichroitischen Spiegel 52 reflektiert wurde. Dementsprechend fasst der dichroitische Spiegel 52 das von den Flüssigkristall-Lichtmodulatoren reflektierte rote und grüne Licht mit dem Polarisationszustand p zusammen. Dieses aus rot und grün zusammengesetzte Licht wird durch den ersten dichroitischen Filter 50 durchgelassen, der das von den hellen Gebieten des Flüssigkristall-Lichtmodulators 38 reflektierte p-polarisierte Licht aufnimmt und reflektiert und so ein zusammengesetztes rot-grün-blaues p-polarisiertes Licht erzeugt, das zum Polarisator/Analysator 26 zurückgeleitet wird. Dieser lässt - wie oben erwähnt - p- polarisiertes Lieht durch, und so wird der zusammengesetzte mehrfarbige Strahl, der durch die Eingabedaten der drei Kathodenstrahlröhren moduliert wurde, durch den Polarisator/Analysator hindurch zum Projektionsobjektiv 34 weitergeleitet, um auf einen Schirm (nicht dargestellt) projiziert zu werden.
Das Gehäuse weist drei Fenster 58, 60 und 62 auf, die jeweils an einen der drei LCLV 38, 40 und 42 angrenzen. Diese Fenster ermöglichen den Licht-Eintritt und -Austritt im Gehäuse 28. Das Fenster 49 ermöglicht dem licht auch, aus dem Gehäuse 28 auszutreten, um zum Projektionsobjektiv 34 zu gelangen.
Zwischen den Kathodenstrahlröhren 44, 46 und 48 und den entsprechenden LCLV 3ß, 40 und 42 sind die faseroptischen Kopplungen 78, 80 und 82 angeordnet. Es können aber auch Relais-Linsen zwischen den Kathodenstrahlröhren und den LCLV eingesetzt werden, welche die faseroptischen Kopplungen 78, 80 und 82 ersetzen. In jedem Falle wird die Luft aus der Grenzschicht zwischen den LCLV und den LCLV-Fenstern des Gehäuses 2ß verdrängt, indem ein transparentes Medium, wie z. B. Glyzerin, in den Raum zwischen diesen Flächen eingeleitet wird. Dieses transparente Medium hat einen Brechungsindex, der nahe bei den Brechungsindizes sowohl des Glases der LCLV-Ausgangsplatte als auch des Glases vom LCLV-Fenster im Gehäuse liegt. Die LCLV-Fenster 58, 60 und 62 könnten aber auch ganz weggelassen werden, indem man die LCLV an abgedichteten Öffnungen im Gehäuse selbsthaftend anbringt, oder es könnte ein durchsichtiges Gehäuse 28 verwendet werden.
Es sollte angemerkt werden, dass der Astigmatismus in einem projizierten Bild immer dann gehäuft auftritt, wenn eine schräg gestellte dichroitische Filterkonfiguration im Gegenstands- oder Bild-Strahlengang der Projektionslinse durch Luft führt. Astigmatismus entsteht auch dann, wenn die drei Farben die Wanddicke der dichroitischen Spiegel unterschiedlich oft durchlaufen müssen. Dieser Astigmatismus wurde in der durch Bezugnahme eingeschlossenen Patentanmeldung mit der Serien-Nr. 08/040,755 teilweise beseitigt, indem eine transparente Platte in den Strahlengang zwischen dem dichroitischen Spiegel 50 und dem blauen Flüssigkristall-Lichtmodulator 38 eingesetzt wurde. Bei Einsatz eines Immersionsmediums 30, das so ausgewählt wird, dass der Brechungsindex des Mediums im Wesentlichen gleich dem Brechungsindex des Glassubstrats der dichroitischen Filter 50, 52 ist, "verschwindet" jedoch das Glassubstrat effektiv aus dem Strahlengang, wodurch das Astigmatismus-Problem stark verringert wird und die Notwendigkeit für eine zusätzliche transparente Platte im Strahlengang des blauen Lichts entfällt.
Es sollte angemerkt werden, dass der Einsatz eines Immersionsmediums mit einem Brechungsindex, der größer als der Brechungsindex von Luft ist, auch einen kompakteren Projektoraufbau erlaubt, als es mit der Anordnung der dichroitischen Filter in Luft möglich ist. Wie nach dem Stand der Technik wohlbekannt ist, erfolgt die Angabe der Bildbrennweite einer gegebenen Linse mit Bezug auf die Bildbrennweite der Linse in Luft. Wenn eine Linse in ein Medium mit einem Brechungsindex größer als der von Luft eingesetzt wird, dann ist die tatsächliche Bildbrennweite (gemessen mit einer Mess-Skala) größer, als sie in Luft sein würde. Damit können Platz- und Kosteneinsparungen erreicht werden.
Die Platzeinsparung kann durch Verwendung der Faltungsspiegel 54, 56 erzielt werden. Ein Falten des Strahlenganges ermöglicht ein Anordnen der drei Kathodenstrahlröhren derart, dass die Achsen der Kathodenstrahlröhren nahezu parallel zueinander sind. Diese Konfiguration ist in Fig. 2 dargestellt. Da die Kathodenstrahlröhren beträchtliche Längen und Flächenausdehnungen aufweisen, hat ein Orientieren der Kathodenstrahlröhren parallel zueinander zur Folge, dass das zum Aufbau eines Projektorsystems erforderliche Gesamtvolumen beträchtlich reduziert werden kann. In den bisherigen Systemen konnte das Falten nicht so ökonomisch ausgeführt werden wie in der vorliegenden Erfindung, da zum Falten des Strahlenganges eine Linse mit einer größeren Bildbrennweite (in Luft) für das System hätte vorgesehen werden müssen. Im Allgemeinen gilt, dass die Linse um so größer und teurer wird, je größer die Bildbrennweite in Luft ist. Folglich wurden in den bisherigen Systemen die Achsen der drei Kathodenstrahlröhren um Winkel gegeneinander verkantet, und um diesen Aufbau zu verwirklichen, wird ein größeres Volumen benötigt als bei einer parallelen Anordnung.
Der Kostenvorteil des Immersionsmediums 30 ergibt sich daraus, dass die Verlängerung der Bildbrennweite einer gegebenen Linse (wegen des Immersionsmediums) es dem Systemkonstrukteur erlaubt, ein weniger kostspieliges Projektionsobjektiv vorzusehen. Da das Einsetzen der Linse in ein Medium mit einem Brechungsindex, der größer als der von Luft ist, eine Zunahme ihrer Bildbrennweite zur Folge hat, kann eine längere tatsächliche Bildbrennweite erzielt werden, ohne eine teurere Linse für das Projektorsystem vorsehen zu müssen. Zu diesem Zweck kann der Winkel, unter dem die dichroitischen Filter angeordnet sind, so gewählt werden, dass mindestens zwei unterschiedliche Konfigurationen hinsichtlich des ersten und des dritten Flüssigkristall- Lichtmodulators möglich werden.
Mit Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 werden nun zwei alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der zweite LCLV ist immer auf der Achse des Projektionsobjektivs angeordnet. In der ersten dieser Konfigurationen, die in Fig. 2 dargestellt ist, kann der Winkel so gewählt werden, dass eine Anordnung der ersten LCLV auf der einen Seite der Projektionsobjektiv-Achse und der zweiten LCLV auf der anderen Seite der Projektionsobjektiv-Achse möglich wird. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann der Winkel aber auch so gewählt werden, dass sich die erste und die dritte LCLV auf derselben Seite der zweiten LCLV und somit auf derselben Seite der Projektionsobjektiv- Achse anordnen lassen.
Häufig sind Videoprojektor-Systeme so ausgelegt, dass der Einfallswinkel für das Illuminationslicht fest ist, das heißt, für das Licht, das verwendet wird, um das von allen LCLV modulierte Bild auszulesen. Wenn das der konstruktive Ansatz ist, dann können die jeweils verwendeten dichroitischen Filter so ausgelegt werden, dass sie sowohl für diesen Einfallswinkel als auch für das gewählte Immersionsmedium optimal funktionieren. Dies kann z. B. durch eine optimale Auswahl der Beschichtungen erfolgen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Auswahl von dichroitischen Filtern mit optimalen Charakteristiken eine Reflexion zu beiden Seiten der Projektionsobjektiv-Achse hin, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Eine Auswahl der dichroitischen Filter in dieser Weise erlaubt es dem Systemingenieur, einen maximalen Vorteil aus den vielen Vorzügen dieser Erfindung zu ziehen. Ferner können die Vorzüge dieser Erfindung mit dichroitischen Filtern realisiert werden, die gemäß Fig. 4 als Hochpassfilter, gemäß Fig. 5 als Tiefpassfilter und gemäß Fig. 6 als Bandfilter ausgelegt sind, sowie mit irgendeiner Kombination von einem oder mehreren dieser Filtertypen.
In der ausführlicheren Darstellung von Fig. 4 ist der erste dichroitische Spiegel 64 ein Hochpassfilter, der nur rote Wellenlängen länger als die blauen und grünen Wellenlängen reflektiert. Der zweite dichroitische Spiegel 66 ist ebenfalls ein Hochpassfilter, und er reflektiert nur Wellenlängen länger als die blauen Wellenlängen. In Fig. 5 ist der erste dichroitische Spiegel 68 ein Tiefpassfilter, der nur (blaue) Wellenlängen kürzer als die grünen und roten Wellenlängen reflektiert. Der zweite dichroitische Filter 70 ist ein Tiefpassfilter, der nur Wellenlängen kürzer als die roten Wellenlängen reflektiert. In Fig. 6 ist der erste dichroitische Filter 72 ein Tiefpassfilter, der nur die blauen Wellenlängen reflektiert. Der zweite dichroitische Filter 74 ist ein Hoch- oder Bandpassfilter, der rote Wellenlängen reflektiert und grüne Wellenlängen durchlässt.
Es ist anzumerken, dass die in Fig. 7 dargestellte Abschneideflanke des dichroitischen Filters als Ergebnis des doppelten Durchlauf des Lichts durch das dichroitische Filtersystem für jede Farbe steiler wird. Außerdem liegt - wie in Fig. 7 dargestellt ist - der Schnittpunkt der Farbabschneideflanken bei einem bestimmten Wert unter 25% des Intensitätspegels. Diese Filtercharakteristik ergibt sich sogar dann, wenn dichroitische Filter ausgewählt werden, deren Abschneidewellenlängen für beide Lichtpolarisationen s und p im Wesentlichen gleich sind.
Mit Bezug auf Fig. 8 ist in einer alternativen Ausführungsform eine Aufweitung der Lücke zwischen den Farben vorgesehen, wodurch z. B. eine größere Dämpfung zwischen Rot und Grün erreicht wird, wie es durch die Kurve 76 in Fig. 8 veranschaulicht wird. In dieser alternativen Ausführungsform, welche den gleichen physikalischen Aufbau wie die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform hat, wird der grüne dichroitische Spiegel 52 so ausgewählt, dass das Abschneiden der s-Polarisation bei einer Wellenlänge geschieht, die größer als die Wellenlänge ist, bei der die p-Polarisation abgeschnitten wird. Die s- Polarisation des grünen und gelben Lichts wird durch den dichroitischen Filter 52 reflektiert. Der dichroitische Filter 52 reflektiert das Licht dann zum Faltungsspiegel 54, und der Faltungsspiegel 54 reflektiert es zum LCLV 42. Wenn der Flüssigkristall des LCLV 42 aktiviert ist, dann wird das Licht zumindest teilweise von der s- zur p-Polarisation gedreht, da diese Polarisation mit Bezug auf den dichroitischen Filter 52 definiert ist. Das p-polarisierte Licht entspricht der Positiv-Bildinformation von der Kathodenstrahlröhre oder einer anderen Quelle, die zum Schreiben auf den LCLV verwendet wurde. Die gelben Wellenlängen dieses p-polarisierten Lichts liegen außerhalb der Reflexions-Abschneideflanke des dichroitischen Filters 52. Somit wird das gelbe Licht durch den dichroitischen Filter 52 durchgelassen und beim Auftreffen auf die Innenwand des Behälters eliminiert bzw. absorbiert. Die grünen Wellenlängen werden reflektiert. Von dieser Stelle an funktioniert diese Ausführungsform weiter wie oben beschrieben. Das Ergebnis besteht in einer Verbesserung der Farbsättigung.
Ein zusätzlicher Vorteil des Immersionsmediums besteht darin, dass für mehr optische Oberflächen der Kontakt mit der Luft vermieden werden kann, als es in den vorherigen Einzellinsenprojektoren möglich gewesen ist. Damit können Staub und andere Schwebeteilchen aus dem kritischen Abbildungsstrahlengang des Lichtmodulators ferngehalten und damit die Verschmutzung der optischen Oberflächen in diesem Strahlengang durch Partikel oder Dunst reduziert werden. Das ist von Vorteil, weil eine Teilchen- und Dunstverschmutzung der optischen Oberflächen das Kontrastverhältnis und die Lichtausbeute herabsetzen.
Die obige Beschreibung legt zwar die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung fest, sie ist jedoch so zu verstehen, dass die Erfindung für Modifikationen, Variationen und Änderungen offen ist, ohne vom eigentlichen Geltungsbereich und der wahren Bedeutung der beigefügten Patentansprüche abzuweichen.

Claims

1. Ein optisches Projektionssystem mit:

einer Quelle (12) von linear polarisiertem Licht mit einer ersten Ausrichtung;

drei Flüssigkristall-Lichtmodulatoren (LCLV) (38, 40, 42);

Hilfsmitteln (44, 46, 48) zur Anregung der LCLV;

einem Polarisator/Analysator (26), der für den Empfang und die Reflexion polarisierten Lichts von der Quelle (12) vorgesehen ist;

einem im Strahlengang des vom ersten Polarisator/Analysator (26) reflektierten Lichts angeordneten ersten dichroitischen Filter (50), der das Licht eines ersten Wellenlängenbandes reflektiert und das Licht eines zweiten sowie eines dritten Wellenlängenbandes durchlässt, worauf das Licht des ersten Wellenlängenbandes zu einem ersten LCLV (38) geleitet wird;

einem zweiten dichroitischen Filter (52), der das Licht des zweiten und dritten Wellenlängenbandes vom ersten dichroitischen Filter (50) empfängt, das Licht eines zweiten Wellenlängenbandes reflektiert und das eines dritten Wellenlängenbandes durchlässt, worauf das Licht des zweiten Wellenlängenbandes und des dritten Wellenlängenbandes zum zweiten bzw. dritten LCLV (42, 40) geleitet wird, wobei Hilfsmittel (44, 46, 48) zur Anregung der LCLV ausgewählte Bereiche der LCLV veranlassen, die Polarisation des von der Lichtquelle einfallenden Lichtes zu drehen und wobei das Licht aufgrund seiner Reflexion an den LCLV längs seines Einfallsstrahlenganges zurück läuft, die drei Lichtbänder wieder zusammengesetzt werden, wenn sie den ersten und zweiten dichroitischen Filter (50, 52) in Gegenrichtung durchlaufen, und das zusammengesetzte Licht vom Polarisator/Analysator (26) in ausgewählten Bereichen als Folge der Polarisationsdrehung durchgelassen wird; und

einem Gehäuse (28), das im Wesentlichen mit einem transparenten flüssigen Medium gefüllt ist, welches mindestens den ersten und zweiten dichroitischen Filter (50,52) sowie den Polarisator/Analysator (26) umgibt, wobei das transparente flüssige Medium einen Brechungsindex aufweist, der größer als der von Luft ist, und das Gehäuse (28) in Kontakt mit den LCLV steht, wobei der Strahlengang zwischen dem Polarisator/Analysator (26), den dichroitischen Filtern (50,52) und den LCLV (38, 40, 42) durch das flüssige Medium und nicht durch Luft führt.

2. Das optische Projektionssystem nach Anspruch 1 im Weiteren mit einem an das Gehäuse (28) angrenzend angeordneten Projektionsobjektiv (34) zum Empfang und zur Fokussierung des durch den Polarisator/Analysator (26) durchgelassenen zusammengesetzten Lichts, wobei die bildseitige Brennweite des Projektionsobjektivs (34) zum Teil durch den Brechungsindex des optischen Mediums innerhalb des Gehäuses (28) bestimmt ist.

3. Das optische Projektionssystem nach Anspruch 1, wobei die Hilfsmittel zur Anregung der LCLV eine Kathodenstrahlröhre (CRT) (44, 46, 48) umfassen.

4. Das optische Projektionssystem nach Anspruch 1 im Weiteren mit einem ersten Faltungsspiegel (56) zum Empfang des Lichts von dem ersten dichroitischen Filter (50) sowie zur Reflexion des Lichts auf den ersten LCLV (38), und mit einem zweiten Faltungsspiegel (54) zum Empfang des Lichts des zweiten Wellenlängenbandes vom zweiten dichroitischen Spiegel (52) sowie zur Reflexion des Lichts auf den zweiten LCLV (42), und wobei der erste und der zweite LCLV (38, 42) auf gegenüberliegenden Seiten des Strahlenganges des auf den dritten LCLV (40) auftreffenden Lichts angeordnet sind.

5. Das optische Projektionssystem nach Anspruch 4, wobei die LCLV in einer parallelen Orientierung angeordnet sind.

6. Ein Flüssigkristall-Lichtmodulator-Farbprojektionssystem mit:

einem Projektionsobjektiv (34), das eine Projektionsachse (36) hat;

einem ersten, zweiten und dritten Reflexions-Flüssigkristall-Lichtmodulator (38, 42, 40), von denen einer (40) auf der Projektionsachse (36) und die anderen (38, 42) auf mindestens einer Seite der Projektionsachse (36) angeordnet sind;

einem Polarisationsanalysator (26), der auf der Projektionsachse (36) zwischen dem Projektionsobjektiv (34) und den Flüssigkristall-Lichtmodulatoren (38, 40, 42) angeordnet ist, wobei der Polarisationsanalysator (26) Hilfsmittel zum Durchlassen von Licht mit einem ersten Polarisationszustand (p) und zur Reflexion von Licht mit einem zweiten Polarisationszustand (s) sowie von reflektiertem Licht mit einem zweiten Polarisationszustand beinhaltet;

dichroitischen Spiegelhilfsmitteln (50, 52), die auf der Achse (36) zwischen dem Polarisationsanalysator (26) und den Flüssigkristall-Lichtmodulatoren (38, 40, 42) angeordnet sind, um das Licht vom Polarisationsanalysator (26) in Licht unterschiedlicher Farben zu zerlegen und vom Polarisationsanalysator auf die zugehörigen Flüssigkristall- Lichtmodulatoren aufzuteilen, welche dichroitischen Spiegelhilfsmittel (50, 52) Hilfsmittel zum Zusammensetzen des von den Flüssigkristall-Lichtmodulatoren reflektierten Lichts in einen zusammengesetzten Strahl sowie zum Lenken des zusammengesetzten Strahls zurück zum Polarisationsanalysator zu dessen Übertragung hin zum Projektionsobjektiv (34) beinhalten;

Hilfsmitteln zum Hinführen eines Strahls polarisierten Leselichts auf den Polarisationsanalysator (26);

Hilfsmitteln zum Hinführen von Schreiblicht auf die Flüssigkristall-Lichtmodulatoren (38, 40, 42); und

einem Gehäuse (28), das ein flüssiges Medium mit einem Brechungsindex enthält, der größer als der von Luft ist, welches Gehäuse mindestens die dichroitischen Spiegelhilfsmittel (50, 52) und den Polarisationsanalysator (26) umschließt und das Gehäuse (28) in Verbindung mit den Flüssigkristall-Lichtmodulatoren (38, 40, 42) steht, wobei der Strahlengang zwischen den Flüssigkristall-Lichtmodulatoren, den dichroitischen Spiegelhilfsmitteln und dem Polarisationsanalysator durch das Medium und nicht durch Luft führt.

7. Das Projektionssystem nach Anspruch 6, wobei die dichroitischen Spiegelhilfsmittel eine Mehrzahl dichroitischer Spiegel (50, 52) umfassen, von denen jeder so gestaltet und angeordnet ist, dass er das Licht vom Polarisationsanalysator (26) durchlässt und reflektiert und das von den Flüssigkristall-Lichtmodulatoren (38, 40, 42) reflektierte Licht durchlässt und reflektiert.

8. Das Projektionssystem nach Anspruch 6, wobei die dichroitischen Spiegelhilfsmittel eine Mehrzahl dichroitischer Spiegel (50, 52) umfassen, von denen jeder so gestaltet und angeordnet ist, dass er das Licht vom Polarisationsanalysator (26) mit einem ersten Polarisationszustand durchlässt und reflektiert und das Licht von den Flüssigkristall- Lichtmodulatoren mit einem zweiten Polarisationszustand durchlässt und reflektiert.

9. Das Projektionssystem nach Anspruch 6, wobei die dichroitischen Spiegelhilfsmittel erste und zweite dichroitische Spiegel (50, 52) umfassen, die auf der Projektionsachse (36) angeordnet und unter einem Winkel zu ihr orientiert sind.

10. Ein Verfahren zur Projektion eines Farbbildes mit den Schritten:

Bereitstellen eines einzelnen Projektionsobjektivs (34) mit einer Projektionsachse (36);

Anordnen eines (40) der drei Reflexions-Flüssigkristall-Lichtmodulatoren (38, 40, 42) auf der Projektionsachse (36);

Anordnen des zweiten und dritten (40, 42) Reflexions-Flüssigkristall-Lichtmodulators auf mindestens einer Seite der Projektionsachse (36);

Hinführen eines Lichtstrahls mit einem ersten Polarisationszustand entlang der Projektionsachse (36) zu den Flüssigkristall-Lichtmodulatoren (38, 40, 42);

Zerlegen des Lichtstrahls in Licht unterschiedlicher Farben und Hinleiten des Lichts unterschiedlicher Farben auf je einen zugeordneten Reflexions-Flüssigkristall- Lichtmodulator;

Bereitstellen einer Eingabe für jeden der Flüssigkristall-Lichtmodulatoren, so dass die Flüssigkristall-Lichtmodulatoren veranlasst werden, Licht mit einem zweiten Polarisationszustand zu reflektieren, das räumliche Muster aufweist, die der Eingabe in die Flüssigkristall-Lichtmodulatoren entsprechen;

Zusammensetzen der von den Flüssigkristall-Lichtmodulatoren reflektierten Lichtstrahlen in einen zusammengesetzten mehrfarbigen Strahl;

Einbetten des Strahlenganges des Lichtstrahls zwischen dem Projektionsobjektiv (34) und den Flüssigkristall-Lichtmodulatoren (38, 40,42) in ein flüssiges optisches Medium mit einem Brechungsindex, der wesentlich größer als der von Luft ist, wobei der Strahlengang zwischen dem Flüssigkristall-Lichtmodulator und dem Projektionsobjektiv (34) nicht durch Luft verläuft; und

Zurückführen des zusammengesetzten Strahls zum Projektionsobjektiv (34) für die Übertragung.

11. Das Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt zum Führen des Lichts mit einem ersten Polarisationszustand die Reflexion von Licht mit einem anderen als dem ersten Polarisationszustand zu den Flüssigkristall-Lichtmodulatoren hin verhindert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Zerlegen des Lichts in die einzelnen Farben eine Reflexion des blauen Lichts zum ersten Flüssigkristall-Lichtmodulator (38) und ein Durchlassen des roten sowie grünen Lichts, eine Reflexion des grünen Lichts zum zweiten Flüssigkristall-Lichtmodulator (42) und ein Durchlassen des roten Lichts zum dritten Flüssigkristall-Lichtmodulator (40) einschließt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Zusammenfassen der von den Flüssigkristall-Lichtmodulatoren reflektierten Lichtstrahlen ein Zusammenfassen des vom dritten Flüssigkristall-Lichtmodulator (40) reflektierten roten Lichts mit dem vom zweiten Flüssigkristall-Lichtmodulator (42) reflektierten grünen Licht zur Erzeugung eines rot/grünen Strahls und ein Zusammenfassen des rot/grünen Strahls mit dem vom ersten Flüssigkristall-Lichtmodulator (38) reflektierten blauen Licht einschließt.

14. Verfahren nach Anspruch 13 mit dem Schritt zu einer Einengung des Reflexionsspektrums für das Licht mit dem zweiten Polarisationszustand, das von den Flüssigkristall-Lichtmodulatoren reflektiert wurde, um dadurch unerwünschtes Licht einer ausgewählten spektralen Zusammensetzung abzuschwächen.

15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt zum Zusammensetzen des von den Flüssigkristall-Lichtmodulatoren reflektierten Lichts eine Reflexion von Licht durch einen dichroitischen Filter umfasst und den Schritt zu einer Einengung des Reflexionsspektrums des dichroitischen Filters einschließt, um eine Reflexion von Licht einer ausgewählten spektralen Zusammensetzung zu verhindern.

16. Das System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle (12) des linear polarisierten Lichts ferner umfasst:

Hilfsmittel zur Umwandlung unpolarisierten Lichts in zwei getrennte Strahlen aus unterschiedlich polarisiertem Licht;

Hilfsmittel zur Umwandlung der Polarisation eines der Strahlen, so dass sie gleich der des anderen Strahls wird; und

Hilfsmittel, mit denen beide Strahlen längs derselben optischen Achse geleitet werden können, bevor sie den Polarisationsanalysator erreichen.