WO2005076635A1 - Vorrichtung zur reziproken polarisation mit zueinander komplementären polarisationsschichten (kreuzpolarisator) - Google Patents

Vorrichtung zur reziproken polarisation mit zueinander komplementären polarisationsschichten (kreuzpolarisator) Download PDF

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WO2005076635A1
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cross
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poiarizer
reflection
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Max Mayer
Bernhard Rudolf Bausenwein
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Max Mayer
Bernhard Rudolf Bausenwein
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    • H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators

Definitions

  • cross polarizer Device for reciprocal polarization with mutually complementary polarization layers
  • the present invention relates to optical systems in the visible and adjacent electromagnetic spectrum that include a polarizer.
  • the invention relates to complex, i.e. Polarizers composed of several polarization layers.
  • the invention relates to the coupling of mutually complementary polarization layers.
  • this application reveals and explains a principle of cross-polarization in which mutually complementary polarizer layers are used reciprocally coupled.
  • transmissive LCD Liquid Crystal Display
  • PBS Polarizing Beam Splitter
  • Baur et al. (US5028121) uncovered an architecture based on a single PBS.
  • This single PBS is used for polarization division (as a splitter) as well as for polarization recombination and image overlay (superposition).
  • a similar arrangement was developed by Gibbon et al. 2001 (US20030020809) further expanded and also by Svardal et al. 2O01 (WO03058342) used for LCoS (Liquid Crystal on Silicon) displays (Fig.la).
  • LCoS Liquid Crystal on Silicon
  • DMD Digital Mirror Devices
  • Fielding US20010040670
  • Simple polarization beam splitters are characterized by different levels of polarization of the two partial beams. While the transmitting P-beam (solid line) is contaminated with only one per thousand (S-polarization is practically not transmitted at the PBS), the reflected S-beam (dotted line) contains approx. Five percent P-polarization impurities (P-polarization reflects) at the PBS to 5%). A lack of polarization quality is particularly problematic when using LCoS (LC displays, which reflect bright image points with a rotated polarization, on the other hand reflect dark pixels with unchanged polarization) (Fig.la). When irradiated in RLM1, about 5% P polarization impurities are contained in the reflected S-beam (not shown).
  • LCoS LC displays, which reflect bright image points with a rotated polarization, on the other hand reflect dark pixels with unchanged polarization
  • Pixels without changing the direction of polarization of RLM2 reflected P light is also 5% of P1 reflected in the ON beam. Both channels are equally burdened by the incomplete polarization function of the PBS (channel 1 for radiation and channel 2 for radiation), which leads to a low image contrast (approx. 20: 1 for both channels).
  • the S-polarized partial beam folded at P1 is also reflected by the P3, which is also in the input quadrant of the X, in the direction of the radiation onto a first LCoS (RLM1).
  • the P-polarized, P1-transmitting partial steel also transmits the P2 behind it, and strikes the second LCoS (RLM2) in the quadrant of the X opposite to the radiation.
  • With dark, light points (OFF), the light beams return in the same way in the direction of the radiation reflected.
  • Bright light spots (ON) are modulated by a polarization rotation.
  • the S-beam which was deflected twice before the modulation, is now just leaving the arrangement as a P-beam by two transmissions at P3 and P4.
  • the P beam that was previously transmitted twice thus becomes the twice reflected S beam (at P2 and P4), which leaves the X in the output quadrant opposite the input quadrant.
  • This complex polarizer is a significant improvement over 1 PBS solutions in LCoS displays.
  • the advantage compared to simple PBS lies in the combination of several polarization processes, whereby the "polarization impurities" contained are removed multiplicatively.
  • additional absorbing cleanup polarizers are also useful in the X arrangement of 4 PBS, so that they are upstream and downstream for the RLM, the P components contained in the S channel can be removed. This is a disadvantage of coupling similar polarization processes.
  • cross-polarization in our application DE102004006148, which couples symmetrical, complementary, reciprocal polarization processes.
  • Three polarizer layers are coupled in such a way that both partial beams in the polarizer undergo both a transmissive and a reflective process - both then have the same polarization contrast and the same light intensity, 90 and both are folded once.
  • the cross polarizer enables symmetrical beam splitting or beam combination.
  • Composite cross polarizers enable efficient arrangements of optical systems that work with complementarily polarized light (e.g. 2-channel image display systems with spatial light modulators).
  • Polarization layers of the polarization beam splitter type split an unpolarized light beam into two 100 linearly polarized light beams (Fig. 2).
  • the layer vector forms, together with 105 of the axis of incidence A1, a plane E1 to which the plane of polarization E2 (plane of polarization) of the transmitting beam is perpendicular and together with the reflection axis A2 the plane of polarization E3 of the reflected beam.
  • Fig.2a thin-film polarization beam splitters 110
  • Fig.2b Cartesian polarization beam splitters
  • the plane of incidence determines which plane of polarization (POP) the transmitted light and which mainly has the reflected light : the transmitted light (“P polarization”) has a POP (E2 in Fig.2a) parallel to the POI, the POP (E3 in Fig.2a) of the reflected light (“S polarization”) is perpendicular to the POI.
  • POP plane of polarization
  • S polarization the reflected light
  • Cartesian polarizers enable a decoupling of POI and POP (Fig.2b).
  • the layer vector V of a Cartesian polarizer is determined by properties of the polarization layer itself (e.g. in the case of wire grid polarizers, through the alignment of the wire lines in the polarization layer; here V1 from P1 in Fig.2b).
  • the layer vector, and thus the POPs, can be selected independently of the POI.
  • Simple polarization beam splitters both of the thin-film polarizer type, and simple Cartesian polarization beam splitters are distinguished by the different polarization quality of the two partial beams. While the transmitting beam is contaminated with less than one per thousand, the reflected beam contains approximately five percent polarization contaminants.
  • the cross polarizer reciprocal polarization on mutually complementary polarization layers
  • a central aspect of our invention is the multiple coupling of a polarizing transmission process on a PBS with a polarizing reflection process on a PBS complementary to this polarizer.
  • three polarization layers P1, P2 and P3 with the layer vectors V1, V2 and V3 are structurally arranged along two optical axes A1 and A2 (Fig.3) so that P1 and P2 as well as P1 and P3 are mutually complementary polarization layers.
  • the 140 plane E1, which is formed from A1 and V1 is perpendicular to the plane E2, which is formed from A1 and V2, and also the plane E3, which is formed from A2 and V1, is perpendicular to the Level E4, which is formed from A2 and V3.
  • a polarizing transmission process at P1 along A1 145 can be coupled to a polarizing reflection process at P2 (Fig.4a) and a polarizing transmission process at P2 along A1 can be coupled to a polarizing reflection process at P1 (Fig.4b ).
  • a polarizing transmission process at P1 along A2 can be coupled to a polarizing reflection process at P3 and a polarizing transmission process at P3 along A2 can be coupled to a polarizing reflection process at P1 150 (according to Fig. 4, not shown).
  • one selects the alignment of the two optical axes A1 and A2 in such a way that they are the corresponding transmission and reflection axes of a possible polarization process at P1, by choosing the two angles that are the same size that the
  • Fig. ⁇ a shows a first embodiment of the three-armed cross polarizer with three WGP, in which the alignment of the layer vectors is not specifically matched to the irradiation level POI (plane of incidence).
  • An unpolarized light beam incident on P1 is broken down into two linearly polarized partial beams, both of which undergo an additional complementary polarization process.
  • the reference system for the definition of the direction of vibration is the xyz reference system from the direction of propagation z, and the two vectors x and y perpendicular and parallel to POI and perpendicular to z. Only after each sub-beam has undergone folding, that is to say that the P1-transmitting sub-beam has been reflected at P2, are the two sub-beams polarized orthogonally to one another in their xyz reference system. This is always achieved in the cross polarizer.
  • Fig. ⁇ b shows in a second embodiment an important special case in which the layer vectors are chosen so that V1 from P1 is perpendicular to the POI and V2 from P2 and V3 from P3 are therefore parallel to the POI.
  • This enables a cross polarizer made of two polarization layers.
  • the functioning of the wire grid polarizer P1 corresponds to the irradiation shown here (45 degrees to
  • Fig.6 we show how the high polarization contrast of the cross polarizer is created.
  • the complementary polarization processes are described quantitatively.
  • the use of a 200 cross polarizer means that both partial beams have the same polarization purity.
  • the cross polarizer is made of ProFIux-WGP (Moxtek)
  • the following values apply:
  • both partial beams are 295 x 17.6> 5000: 1 by coupling a polarizing transmission with a polarizing reflection of the same polarization contrast.
  • Fig.7 shows in a third embodiment of our invention a four-armed cross polarizer with layer vectors decoupled from the POI.
  • Fig.7b shows a fourth embodiment of a four-armed cross polarizer with layer vectors
  • the fourth embodiment enables both irradiation cross-polarizers to send P light in the west quadrant and S light in the east quadrant (Fig.7b).
  • the layers P2 and P3 have the same layer vector in this four-arm cross polarizer and additionally P1 and P4 also have the same layer vector. The layers can thus touch or through in the center of the arrangement
  • FIG.7b An important detail of this closed design (Fig.7b) is the central crossing line. In addition to inaccuracies in production, their size is also determined by the thickness of the Cartesian polarization layer, which is less than 0.2 ⁇ m for wire grid polarizers from Moxtek.
  • the closed design of Fig.7b shows that the temporal commutative law for
  • Fig.8 shows in a fifth and sixth embodiment of our invention the use of the four-armed cross polarizer in the open (Fig. ⁇ a) and closed (Fig. ⁇ b) design for two-channel image display systems.
  • the beam path shows 2-channel image display systems with two reflective spatial image modulators (e.g. polarization-rotating image modulators of the type LCoS) with a cross-polarizer, in which the layer vectors are parallel and 265 perpendicular to the POI.
  • two reflective spatial image modulators e.g. polarization-rotating image modulators of the type LCoS
  • a second cross-polarizer (P4, P2, P3) is used to superposition the ON rays in one half of the radiation quadrant (north).
  • This open design can also be realized with layer vectors that are not perpendicular or parallel to the POI, i.e. for any complementary polarization directions.
  • the symmetrically functioning function of the cross-polarizer becomes clear both in the polarization beam splitting and in the superposition.
  • Both partial beams created by polarization leave the cross polarizer 295 symmetrically in diametrically opposite directions along the east-west axis, since in contrast to simple polarization beam splitters, each partial beam is folded once.
  • the superposition in which on and off beams for both channels leave the cross polarizer symmetrically in diametrically opposite directions along the north-south axis.
  • reflection surfaces M e.g. mirrors
  • the planes E1 and E2 formed in a common axis together with the layer vectors are no longer perpendicular to one another. Rather, the mirror plane E1 *, which arises from E1 along S1 on the successive reflection surfaces of S1 by successive reflections, is perpendicular to E2.
  • the orientation of the POI of the mirrors M is chosen such that the planes to be mirrored are perpendicular or parallel to it. However, this preferred orientation of the mirror POl is not mandatory.
  • the linearly polarized light can be reflected as elliptically polarized light.
  • additional polarization corrections using lambda plates e.g. fill wave plates
  • the common base plane 320 can be resolved by additional reflection surfaces (see Fig. 10).
  • WGP with certain layer vectors V can be replaced by MacNeille-type polarization beam splitters (e.g. P1 in Fig.9), which we will discuss in more detail in the following embodiment.
  • MacNeille-type polarization beam splitters e.g. P1 in Fig.9
  • the four-arm cross polarizer consisting of four thin-film polarizers for polarization-rotating reflective spatial light modulators (seventh embodiment of the invention)
  • the cross polarizer of this embodiment (Fig.10) consists of 4 PBS according to the MacNeille type in two 330 levels and two mirrors or total reflection prisms (M).
  • Input and output PBS P1 and P4 of the cross polarizer have rectified layer vectors; these two PBS lie directly one above the other in the two levels.
  • the layer vectors of the two polarizers P2 and P3 are perpendicular to it, so that the cross-polarization principle is fulfilled.
  • This arrangement has one due to higher channel separation and lower absorption (0.0001 polarization impurities in the transmitting beam and 0.05 in the 335 reflected beam; 0.95 transmission and 0.998 reflection; taken from the data sheet for PBS, from Newport Oriel Instruments, Irvine, USA) even significantly higher theoretical channel separation of (0.95 x 0.998) / (0.0001 x 0.05)> 180 000: 1 than the values for WGP (> 5000: 1) determined in Fig. 6.
  • this open design of the four-armed cross polarizer can be operated with 340 polarization-rotating reflective spatial light modulators. This design is also possible with WGP (not shown).
  • the special feature of the light guide architecture for these 2-channel image display systems (Fig. 11) is the use of reflective image modulators which control a modulation of the radiation not via a polarization rotation, but via the direction of the reflection of the incident light beam.
  • State of the art MEMS consist of an array of electronically deflectable 350 micromirrors which emit ON rays in the normal of the image modulator (Digital Mirror Devices DMD from Texas Instruments). The DMD is currently irradiated at 24 degrees to the normal of the image modulator.
  • DMD image modulators have a stereoisomeric design (according to the prior art, only one form is currently produced 355). Since only a partial beam is folded when using a simple polarizer for superposition, either two mutually stereoisomeric image modulators are necessary or a channel must be converted into the virtually stereoisomeric form by additional reflection before the superposition (Bausenwein and Mayer DE10361915).
  • the cross polarizer in Fig.11 the closed design is used) allows the use of only one DMD type (e.g. the current 360 form) without additional reflection, since both partial beams are folded.
  • the cross-polarizer (or the DMD) is irradiated at an angle of 24 ° to the base plane of the arrangement.
  • the ON rays are superposed in a plane parallel to the base plane of the cross polarizer 365.
  • the light reflected by dark pixels is guided with a beam angle of 48 °, which corresponds to twice the beam angle, in the direction of a radiation disposal (not shown) (OFF). Irradiation and radiation take place in this embodiment in the south quadrant.
  • a three-armed cross polarizer is sufficient. Become Lambda quarter plate ( ⁇ / 4) used in the beam path between cross polarizer and image modulators 370, the on-light is emitted in the north quadrant.
  • the three-arm cross polarizer (Fig.12a) can reasonably be traced back to a 375 two-arm cross polarizer (Fig.12b).
  • the partial beam (in this case P-polarized) guided by P1 into the beam path S1 by means of a polarizing transmission is guided through at least one additional reflection area (M) in the beam path S1 onto a second complementary polarizer P2 in such a way that P2 this Partial beam reflected.
  • the partial beam (in this case S-polarized) 380 guided by P1 into the beam path S2 by means of a polarizing reflection is guided to P2 by at least one additional reflection surface (M) in such a way that this partial beam now transmits P2.
  • the two-armed cross polarizer can be used for any complementary polarization directions. However, there is a serious difference to all three- and four-armed ones
  • Cross polarizers a partial beam polarized by mutually complementary polarization processes cannot be tapped outside the PBS involved, since the partial beams in S1 and S2 only exist separately between the two polarization processes in question.
  • This embodiment can be useful e.g. can be used in 2-channel image display systems with spatial image modulators of the MEMS type, which are then located in S1 and S2 between P1 and P2 (not shown).
  • 395 beam of superposed modulated partial beams of the two channels can be determined using an external analyzer, e.g. Passive polarization glasses can be broken down into two partial beams.
  • an external analyzer e.g. Passive polarization glasses can be broken down into two partial beams.
  • Fig.13a shows such a MacNeille type PBS, whose polarization layer lies between two straight partial prisms T1 and T2.
  • the resulting prism is supplemented in Fig.13a with a wire grid polarizer to a three-armed cross polarizer, the layer vector of the WGP being such that it acts complementarily to the PBS.
  • Thin-film polarizer P1 from Fig. 13a can of course also have a WGP between T1 and T2 incorporated (Fig. 13b, c).
  • the closed four-armed cross polarizer can be set up in several ways: e.g. by two prisms from Fig.13a to Fig.13f (as an example is Fig.13i shown) or by four prisms from Fig.13e or / and Fig.13f
  • a prism according to Fig.13a or b can also be used to build a closed design of the cross polarizer through a triangular thin-film polarizer without applied WGP (Fig.13g).
  • the person skilled in the art can derive many other possibilities. Some of these structures lead to a two-layer WGP layer with parallel layer vectors (e.g. Fig.13h, i).
  • a bilateral WGP can of course be attached to a layer (described e.g. in EP1158319 of
  • Fig.14 we show a four-armed cross polarizer, which is enclosed by a housing.
  • Fig.14a shows the open design
  • Fig.14b the closed design, each in a housing.
  • the spatial light modulators can directly on the existing windows
  • Projection optics can also be integrated in the north quadrant, which means that the very compact design can be achieved.
  • Fig.1 shows a schematic comparison of a simple polarizer with a complex one.
  • Fig.2 shows schematically how polarizing beam splitters work.
  • Fig.3 shows schematically the structural features of the cross polarizer.
  • Fig.4 shows the functional characteristics of the cross polarizer.
  • Fig.5 shows schematically a first and second embodiment of the cross polarizer (three-armed).
  • 445 Fig.6 shows schematically the polarization contrast in the cross polarizer.
  • Fig.7 shows schematically a third and fourth embodiment of the cross polarizer (four-armed).
  • Fig. ⁇ shows schematically a fifth and sixth embodiment of the cross polarizer (with RLM).
  • Fig.9 shows schematically optional folds of the beam path in the cross polarizer.
  • Fig.10 shows schematically a seventh embodiment of the cross polarizer (from 4 MacNeille-PBS).
  • 450 Fig.11 shows schematically an eighth embodiment of the cross polarizer (with MEMS).
  • Fig.12 shows schematically a ninth embodiment of the cross polarizer (two-armed form).
  • Fig.13 shows schematically cross polarizers with glass prisms.
  • Fig.14 shows schematically cross polarizers with closed housing.
  • Fig.1 shows the comparison of a simple and a composite polarizer in 2-channel image display systems with polarization-rotating reflective spatial light modulators RLM.
  • Abb.la shows an arrangement with only one PBS. Irradiated unpolarized light (IN) is emitted by the beam splitter
  • P1 split into two linearly polarized beams.
  • S-polarized light (dotted line) is directed onto the image modulator RLM1 by polarizing reflection at P1.
  • P-polarized light (solid line) is directed to the image modulator RLM2 by polarizing transmission at P1.
  • Light rays that fall on dark pixels of the RLM are reflected unchanged in the radiation axis (OFF). Rays of light that point to brightly displayed pixels
  • FIG.lb shows a polarizer composed of four identical polarizers P1 to P4 of the MacNeille type.
  • the unpolarized input beam (IN) is split into two polarized partial beams at P1.
  • the partial beam reflected at P1 (S-polarized, dotted
  • the P1 partial beam (P-polarized, solid line) also transmits P2 and strikes RLM2.
  • Light rays that fall on dark pixels of the RLM are reflected unchanged in the radiation axis (OFF).
  • Light rays that fall on brightly displayed pixels of the RLM and experience a rotation of the polarization plane at the RLM are superposed in such a way that the
  • Partial beam that transmits radiation twice after image modulation has two reflections at P2 and P4, and the partial beam that is reflected twice at radiation now experiences two transmissions at P3 and P4.
  • both ON beams are reflected in a common ON axis via P4.
  • Additional clean-up (CP) polarizers are installed between P1 and P3 and between P2 and P4. They are intended to eliminate polarization impurities in the reflected partial beams, but are not on
  • Fig.2 shows the function of polarization beam splitters and the definition of layer vectors V and normal vectors N.
  • Thin-film polarizers e.g. MacNeille-PBS, P1 in Fig.2a
  • the layer vector V1 perpendicular to the POI forms together with A2 the plane of polarization of the reflected partial beam (E3) and together with A1 a plane E1 perpendicular to the plane of polarization of the transmitted partial beam (E2).
  • E3 the plane of polarization of the reflected partial beam
  • E2 the plane of polarization of the transmitted partial beam
  • E2 the layer vector V1 from P1 can be selected independently of the POI from P1.
  • V1 corresponds in the alignment of the lattice structure of the WGP and forms together with A2 the plane of polarization of the reflected partial beam (E3) and together with A1 a plane E1 perpendicular to the plane of polarization of the transmitted partial beam (E2).
  • the polarization planes of the partial beams form an angle with the POI of P1, which for example differs from 0 ° and 90 °.
  • FIG.3 shows the structural features of the cross polarizer: three polarization beam splitters P1, P2, P3 with the layer vectors V1, V2, V3 and the normal vectors N1, N2, N3 normal to the layer are arranged along two optical axes so that said layer vectors with the two optical axes A1, A2 each form two planes (E1-E2, E3-E4) that are perpendicular to each other.
  • the orientation of the optical axis A1 is different from N1 and N2 and likewise the orientation of A2
  • This three-arm cross polarizer can be expanded by a fourth polarization layer P4 with a layer vector V4 and a normal vector N4 along two further optical axes A3 and A4 to a four-arm cross polarizer which contains four three-arm cross polarizers: (P1, P2, P3), (P4, P2 , P3), (P2, P1, P4) and (P3, P4, P1).
  • Fig.4 shows the functional characteristics of the cross-polarizer: the reciprocal coupling of a polarizing transmission with a polarizing reflection on mutually complementary polarizing beam splitters.
  • Two polarizers P1 and P2 arranged along an optical axis A1 such that the structural requirements described in Fig. 3 are met, i.e. E1 perpendicular
  • Fig. ⁇ a shows the three-armed cross polarizer in a first embodiment of our invention.
  • Three 520 polarization layers P1, P2, P3 are arranged perpendicular to a common base area, which is parallel to the irradiation plane POI.
  • the layer vectors of the polarizers correspond to the wire grid axes and are selected so that the structural and functional requirements described in Fig.3 and Fig.4 are met.
  • the division of an unpolarized input beam into two different linearly polarized partial beams is shown.
  • the P1 transmitting beam experiences a reflection 525 at P2 (the arrow visible on P2 is the projection of the vibration vector of this sub-beam onto P2), and the beam reflected at P1 transmits P3 (the arrow visible at P3 is the projection of the vibration vector of this sub-beam onto P3 ).
  • Each partial beam experiences a polarizing transmission and a polarizing reflection.
  • the partial beams in an xyz reference system from the beam direction z and the x and y vectors are complementarily linearly polarized 530 parallel and perpendicular to the POI - their oscillation vectors are perpendicular in the reference system.
  • Fig. ⁇ b shows in a second embodiment a case in which the layer vector of P1 is perpendicular to the POI and the Layer vectors of P2 and P3 are parallel to the POI.
  • P2 and P3 are replaced by a single polarization layer.
  • Fig.6 shows how the polarization contrast of 5000: 1 is the same in both channels of the cross polarizer when using WGP (data taken from: Kahn: Doing it with stripes, Private Report on Projection Display, V7, No.10, 2001 , www.profluxpolarizer.com).
  • P1 with a layer vector perpendicular to the POI and thus to the drawing plane is shown in dotted lines.
  • the polarizers P2, P3 with layer vectors in the plane of the drawing, which are complementary to P1, are by a solid line
  • P-polarized light (solid thin line), which oscillates in the plane of the drawing, transmits P1 maximally (with the factor of 0.3 ⁇ 5) and is maximally reflected at P2 (with the factor 0.880; Fig.6a).
  • the S-polarized light (dotted thin line), which vibrates orthogonally, transmits P1 only with a factor of 0.003 and is reflected at P2 with a factor of 0.050 (Fig. ⁇ b).
  • a polarization contrast can be determined from this: when unpolarized light is irradiated
  • Fig.6c shows the complementary situation for the second sub-beam.
  • S-polarized light P3 transmits maximally and is maximally reflected at P1 (Fig.6d).
  • the P-polarized light which vibrates orthogonally, transmits P3 only with a factor of 0.003 and is reflected at P1 with a factor of 0.050 (Fig.6c). This results
  • Fig.7 shows four-armed cross polarizers in a third and fourth embodiment of our invention in a planar arrangement.
  • a fourth polarization layer P4
  • the three-armed cross polarizer from Fig. 5 is expanded to a four-armed cross.
  • the polarization layers are in
  • a first beam path couples P1 with the complementary P2 and P3.
  • a second beam path couples P3 with the complementary P1 and P4.
  • the layer vectors of the open design shown in Fig.7a are not
  • Fig. 7b shows the closed design of the four-armed cross polarizer.
  • the four polarization layers touch each other on a common intersection axis normal to the base plane. This design is particularly useful with layer vectors parallel and perpendicular to the base plane of the arrangement.
  • Fig.8 shows the four-armed cross polarizer in a fifth and sixth embodiment of our invention with 2-channel image displays.
  • the open design Fig. ⁇ a
  • the closed design 570 Fig. ⁇ b
  • a cross polarizer P1, P2, P3
  • P1, P2, P3 is used to irradiate the two RLMs (IN, P-polarized light on RLM1 and S-polarized light on RLM2).
  • the light falling on dark pixels is without either RLM Polarization rotation reflected in the beam path (OFF).
  • the light falling on bright pixels is rotated by both RLM in the polarization (ON) and by a second cross poiarizer (P4, P2, P3)
  • Fig.8b allows simultaneous irradiation on P1 and P3 in the entire south quadrant of the arrangement. According to Fig.7b, this leads to P-polarized light in the east and S-polarized light in the west quadrant for both single-beam cross-polarizers (P1, P2, P3) and (P3, P1, P4). Two further cross polarizers (P2, P1, P4) and (P4, P3, P2) are used for the superposition. All in all, for reflection
  • the RLM and four overlapping cross polarizers were used to reflect the ON and OFF beams.
  • the closed design occupies less than 25% of the area of the open design.
  • Fig.9 shows schematically optional foldings of the beam path in the cross poiarizer.
  • the principle of reciprocal coupling of mutually complementary polarization layers is shown here on one
  • the layer vector V1 of the polarizer P1 (a MacNeille PBS is shown) and the optical axis of S1 applied to P1 form the plane E1.
  • the layer vector V2 of the polarizer P2 (a Cartesian polarizer is shown) and the optical axis of S1 applied to P2 form the plane E2.
  • the mirror plane E1 * which arises from E1 along S1 on the successive reflection surfaces M of S1 by successive reflections,
  • N1 is the normal vector of the polarization layer P1 and N2 is the normal vector of the polarization layer P2.
  • Fig. 10 shows a folded cross poiarizer consisting of four 595 MacNeille-type polarizers P1, P2, P3, P4 and two mirror surfaces (M) in the form of TIR prisms (Total Infernal Reflectance) in conjunction with polarization-rotating reflective RLM1 and RLM2.
  • the irradiation (IN) of unpolarized light and the radiation of the OFF rays is carried out via a cross poiarizer (P1, P3, P2), which is expanded in both beam paths by a reflecting surface M.
  • the ON rays are super-positioned using a cross poiarizer (P4, P3, P2) without an additional 600 reflecting surfaces.
  • This embodiment corresponds to the open design of the four-armed cross polarizer.
  • Fig.11 shows a four-arm cross poiarizer of the closed design in connection with reflective RLM of the type DMD. These modulate it
  • DMD1 and DMD2 have identical topology (are the same stereoisomeric type). They reflect the light radiated onto bright pixels normal to the DMD surface. Since the polarization does not rotate, the ON beams of both DMDs are superposed again in the radiation quadrants.
  • the radiation POl forms an intersection angle with the radiation POl, which corresponds to the
  • Fig.12 shows a two-armed form of the cross polarizer (ninth embodiment of our invention).
  • the 615 three-arm cross poiarizer shown in Fig.12a can be changed to a two-arm cross poiarizer by inserting additional mirrors (M) (Fig.12b).
  • the partial beam guided by P1 into the beam path S1 through a polarizing transmission (here P-polarized) and the partial beam guided into the beam path S2 through a polarizing reflection (here S-polarized) are both guided to a second complementary polarizer P2, that S-polarized light P2 is transmitted and 620 P-polarized light is reflected thereon. Since the partial beams in S1 and S2 only exist separately from one another between the two polarizers in question, this embodiment can usefully be used, for example, in 2-channel image display systems with spatial image modulators, for example of the MEMS type, which are located in S1 and S2 between P1 and P2.
  • Fig.13 shows cross polarizers with glass prisms.
  • Fig.13a shows a cross poiarizer, which consists of a straight triangular prism, which is composed of two straight partial prisms T1 and T2.
  • a polarization layer P1 of the thin-film polarizer type is located between T1 and T2.
  • An outer surface of the assembled prism carries a Cartesian polarization layer P2 / P3, the layer vector V2 of which is parallel to the base surface.
  • a third glass prism can, as in Fig.13a to c
  • Fig.13b P1 is realized by a Cartesian polarization layer.
  • Fig.13c corresponds to Fig.13b with exchanged layer vectors.
  • Fig.13d-f show prism arrangements with Cartesian layers, from which a cross poiarizer (three- or four-armed) can be assembled. A four-armed cross poiarizer can already be built from two of the prisms shown in Fig.13d-f. Four of the prisms shown in Fig.13e-f make one
  • Fig.13h four-arm cross poiarizer with double polarization layers (e.g. Fig.13h).
  • the polarization layers are applied to the large lateral surfaces of the partial prisms T1a and T1b.
  • the three-arm cross poiarizer shown in Fig.13a is supplemented by another triangular MacNeille-type polarizer.
  • Fig.13i shows an example of a four-arm cross poiarizer, in which the polarization layers are not orthogonal
  • Fig.14 shows cross polarizers with closed housing.
  • Fig.14a shows the open
  • Fig.14b the closed design of the four-armed cross polarizer each in a housing.
  • the RLM can be attached directly to the existing openings (Fig.14b).
  • Optical 645 elements e.g. the projection optics L

Abstract

Polarisationsstrahlenteiler (P1, P2, P3, P4) werden entlang optischer Achsen paarweise so gekoppelt, dass deren Polarisationsebenen senkrecht zueinander stehen. Diese Komplementarität P1/P2, P1/P3, P4/P2 und P4/P3 ermöglicht die reziproke Kopplung einer polarisierenden Transmission mit einer polarisierenden Reflektion für beide Teilstrahlen. Bei der Kreuz-Polarisation entstehen so zwei komplementär linear polarisierte Teilstrahlen gleich hoher Polarisationsgüte und gleicher Intensität, die beide symmetrisch einmal gefaltet sind. Bei der Kreuz-Superposition wird umgekehrt jeder der beiden zu superponierenden Teilstrahlen durch eine Transmission und eine Reflektion an zueinander komplementären Polarisatoren in eine gemeinsame Achse kombiniert. Die Kopplung von Kreuzpolarisatoren ermöglicht effiziente Anordnungen von Systemen, die mit komplementär polarisierter Strahlung arbeiten, z.B. 2-Kanal-Bildanzeigesystemen mit polarisationsdrehenden reflektiven räumlichen Lichtmodulatoren RLM1 und RLM2.

Description

Vorrichtung zur reziproken Polarisation mit zueinander komplementären Polarisationsschichten (Kreuzpolarisator)
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf optische Systeme im sichtbaren und benachbarten elektromagnetischen Spektrum, die einen Polarisator beinhalten. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf komplexe, d.h. aus mehreren Polarisationsschichten zusammengesetzte Polarisatoren. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Kopplung zueinander komplementärer Polarisationsschichten. Insbesondere wird in dieser Anmeldung ein Prinzip der Kreuzpolarisation aufgedeckt und erläutert, bei dem zueinander komplementäre Polarisatorschichten reziprok gekoppelt verwendet werden.
Diskussion des Stands der Technik:
Ein kurzer Überblick über einfache Polarisatoren (im Gegensatz zu zusammengesetzten, mehrfachen) wird in unserer vorhergegangenen Patentanmeldung DE102004006148 gegeben, deren Inhalt Bestandteil dieser Anmeldung ist. Da in dieser Anmeldung die Bedeutung unserer Erfindung für die Strahlführung in 2-Kanal-Bildanzeigesystemen erläutert wird, stellen wir hier kurz den Stand der Technik der dafür eingesetzten Polarisationssysteme vor.
Für transmissive LCD (Liquid Crystal Display) wurde von Lee 1990 (DE4040081, Goldstar) eine Anordnung vorgestellt, die je einen Polarisationsstrahlenteiler (Polarizing Beam Splitter, PBS) zur Zerlegung des eingestrahlten Lichts und einen PBS zur Superposition der beiden modulierten Teillichtbündel verwendet.
Für reflektive, polarisationsdrehende Systeme wurde bereits 1988 von Baur et al. (US5028121) eine auf einem einzelnen PBS beruhende Architektur aufgedeckt. Dieser einzelne PBS wird sowohl für die Polarisationsteilung (als Splitter) wie auch für die Polarisationsrekombination und die Bildüberlagerung (Superposition) eingesetzt. Eine gleichartige Anordnung wurde von Gibbon et al. 2001 (US20030020809) weiter ausgebaut und auch von Svardal et al. 2O01 (WO03058342) für LCoS (Liquid Crystal on Silicon) Displays (Abb.la) verwendet. Eine im Prinzip ähnliche Anordnung, bei der aber der Split/die Rekombination mit einem PBS für jeden Farbkanal durchgeführt wird, wurde von Hattori und Oikawa bereits 1996 (US5798819) beschrieben.
Für DMD (Digital Mirror Devices) wurde von Fielding (US20010040670) ebenfalls eine Licht-Architektur mit nur einem PBS für Strahlenteilung und Superposition vorgestellt. Lösungen für die Lichtführung in 2- Kanal-Bildanzeigesystemen mit DMD, die berücksichtigen, dass gegenwärtig nur eine Bauform der stereoisomeren DMD zur Verfügung steht, wurden 2003 von Bausenwein und Mayer aufgedeckt (DE10361915). Diese enthalten einen PBS für die Strahlenteilung und einen PBS für die Superposition. Alle Lichtanordnungen, die mit einem einzelnen PBS zur Superposition arbeiten (Abb.la), tragen die im PBS enthaltenen Nachteile der asymmetrischen Strahlteilung in Bezug auf unterschiedliche Polarisationsgüte, unterschiedliche Helligkeit der beiden polarisierten Teilstrahlen sowie unterschiedliche Zahl der Faltungen (nur der S-Strahl wird in einer Faltung abgelenkt). Einfache Polarisationsstrahlenteiler zeichnen sich dabei durch verschieden hohe Polarisationsgüte der beiden Teilstrahlen aus. Während der transmittierende P-Strahl (durchgezogene Linie) nur mit einem Promille verunreinigt ist (S-Polarisation wird am PBS praktisch nicht transmittiert), enthält der reflektierte S-Strahl (gepunktete Linie) ca. fünf Prozent P-Polarisationsverunreinigungen (P-Polarisation reflektiert am PBS zu 5%). Mangelnde Polarisationsgüte wird vor allem bei der Verwendung von LCoS problematisch (LC-Displays, die helle Biidpunkte mit einer gedrehten Polarisation reflektieren, dunkle Bildpunkte dagegen mit unveränderter Polarisation reflektieren) (Abb.la). Bei der Einstrahlung in RLM1 sind im reflektierten S-Strahl ca. 5% P- Polarisationsverunreinigungen enthalten (nicht gezeigt). Diese werden an dunklen Bildpunkten ohne Änderung ihrer Polarisationsrichtung reflektiert und gelangen so in den ON-Strahl, weil sie die gleiche Polarisierung tragen wie das modulierte Licht heller Bildpunkte von RLM1. Bei Einstrahlung in den RLM2 sind im transmittierten P-Strahl wesentlich geringere Verunreinigungen enthalten. Das an dunklen
Bildpunkten ohne Änderung der Polarisationsrichtung von RLM2 reflektierte P-Licht wird aber ebenfalls zu 5% von P1 in den ON-Strahl reflektiert. So sind beide Kanäle von der unvollständigen Polarisationsfunktion des PBS gleich belastet (Kanal 1 bei der Einstrahlung und Kanal 2 bei der Ausstrahlung) was zu einem geringen Bildkontrast führt (ca. 20:1 für beide Kanäle).
Deshalb wurden für 2-Kanal-Bildanzeigen mit LCoS Displays mehrere Anordnungen aus zusammengesetzten, komplexen Polarisatoren (siehe Abb.lb) vorgestellt (US5921650 Doany and Rosenbluth IBM, US6280034 Brennesholtz Philips, WO03007074 Roth, Shmuel Genua Color Technologies, EP1337117 Thomson SA). Der Aufbau dieser sich topologisch sehr ähnlichen Lösungen ist in Abb.lb gezeigt. Es handelt sich in allen Fällen um eine Anordnung von 4 PBS, deren Ausrichtung so erfolgt, dass die Dünnfilmschichten ein zusammengesetztes X ergeben. Auch die Strahlführung ist in allen Fällen identisch: Ein Eingangs-PBS polarisiert den Eingangstrahl (IN) in einen abgelenkten S- und einen durchgehenden P-Strahl. Der S-polarisierte, an P1 gefaltete Teiistrahl wird auch von dem ebenfalls im Eingangsquadranten des X liegenden P3 in Richtung der Einstrahlung auf einen ersten LCoS (RLM1) reflektiert. Der P-polarisierte, P1 transmittierende Teilstahl transmittiert auch den dahinterliegenden P2, und trifft auf den zweiten LCoS (RLM2) im der Einstrahlung gegenüberliegenden Quadranten des X. Bei dunklen, Lichtpunkten (OFF) werden die Lichtstrahlen auf dem gleichen Weg zurück in Richtung der Einstrahlung reflektiert. Helle Lichtpunkte (ON) werden dagegen durch eine Polarisationsdrehung moduliert. Der S-Strahl, der vor der Modulation zweimal abgelenkt wurde, wird nun als P-Strahl gerade die Anordnung durch zwei Transmissionen an P3 und P4 verlassen. Der vorher zweifach transmittierte P- Strahl wird so zum zweimal reflektierten S-Strahl (an P2 und P4), der das X im dem Eingangsquadranten gegenüberliegenden Ausgangsquadranten verlässt. Dieser komplexe Polarisator ist eine erhebliche Verbesserung gegenüber 1 PBS-Lösungen bei LCoS Anzeigen. Der Vorteil im Vergleich mit einfachen PBS liegt in der Kombination von mehreren Polarisationsprozessen, wobei die enthaltenen „Polarisationsverunreinigungen" multiplikativ entfernt werden. Allerdings sind auch in der X-Anordnung aus 4 PBS zusätzliche absorbierende Cleanup-Polarisatoren sinnvoll, damit upstream und downstream zu den RLM die im S-Kanal enthaltenen P-Anteile entfernt werden können. Dies ist ein Nachteil der Kopplung von gleichartigen Polarisationsprozessen.
85 Im Gegensatz zu der oben beschriebenen Anordnung haben wir in unserer Anmeldung DE102004006148 die Kreuzpolarisation entwickelt, die symmetrisch, komplementär reziprok Polarisationprozesse koppelt. Drei Polarisatorschichten werden dabei so gekoppelt, dass beide Teilstrahlen im Polarisator sowohl einen transmissiven als auch einen reflektiven Vorgang erfahren - beide weisen danach die gleiche Polarisationsgüte (polarization contrast), und die gleiche Lichtstärke auf, 90 und beide sind je einmal gefaltet. Der Kreuzpolarisator ermöglicht symmetrische Strahlenteilung bzw. Strahlkombination. Zusammengesetzte Kreuzpolarisatoren ermöglichen effiziente Anordnungen von optischen Systemen, die mit komplementär polarisiertem Licht arbeiten (z.B. 2-Kanal-Bildanzeigesysteme mit räumlichen Lichtmodulatoren).
95 Überblick über die Erfindung:
1. Funktionsweise der verwendeten Polarisatoren und Definition der kennzeichnenden Größen
Polarisationsschichten vom Typ Polarisationsstrahlenteiler teilen einen unpolarisierten Lichtstrahl in zwei 100 linear polarisierte Lichtstrahlen (Abb.2). Ein in der Polarisationsschicht P1 liegender Schichtvektor V1 definiert zusammen mit den optischen Einfalls- und Reflektionsachsen A1 und A2 der Polarisationsschicht, welche Polarisationsrichtungen der auf die Polarisatio>nsschicht einfallenden elektromagnetischen Strahlung reflektiert werden (polarisierende Reflektion) beziehungsweise die Polarisationsschicht transmittieren (polarisierende Transmission). Der Schichtvektor bildet zusammen mit 105 der Einfallsachse A1 eine Ebene E1 , zu der die Polarisationsebene E2 (plane of polarization) des transmittierenden Strahls senkrecht steht und zusammen mit der Reflektionsachse A2 die Polarisationsebene E3 des reflektierten Strahls.
Diese Beschreibung durch einen Schichtvektor hat sowohl für Dünnschichtpolarisationsstrahlenteiler 110 (Abb.2a z.B. MacNeille-Typ) als auch für kartesische Polarisationsstrahlenteiler (Abb.2b, z.B. Proflux Wire Grid von Moxtek) Gültigkeit.
Bei Dünnschichtpolarisatoren, die nach dem Brewster-Prinzip arbeiten, bestimmt die Einstrahlebene (engl. „plane of incidence", POI), welche Polarisationsebene (engl. „plane of polarization", POP) das 115 transmittierte Licht und welche das reflektierte Licht hauptsächlich besitzt: das transmittierte Licht („P- Polarisation") hat eine POP (E2 in Abb.2a) parallel zur POI, die POP (E3 in Abb.2a) des reflektierten Lichts („S-Polarisation") steht senkrecht zur POI. Man kann daher für Dünnschichtpolarisatoren einen Schichtvektor V (hier V1 in Abb.2a) angeben, der immer senkrecht auf der POI steht (Kopplung von POP und POI).
120 Kartesische Polarisatoren ermöglichen eine Entkopplung von POI und POP (Abb.2b). Der Schichtvektor V eines kartesischen Polarisators ist durch Eigenschaften der Polarisationsschicht selbst bestimmt (z.B. bei Wire Grid Polarisatoren durch die Drahtlinienausrichtung in der Polarisationsschicht; hier V1 von P1 in Abb.2b). Der Schichtvektor, und damit die POPs können unabhängig von der POI gewählt werden.
125 Einfache Polarisationsstrahlenteiler sowohl vom Typ Dünnschichtpolarisator als auch einfache kartesische Polarisationsstrahlenteiler zeichnen sich dabei durch verschieden hohe Polarisationsgüte der beiden Teilstrahlen aus. Während der transmittierende Strahl mit weniger als einem Promille verunreinigt ist, enthält der reflektierte Strahl ca. fünf Prozent Polarisationsverunreinigungen.
130 2. Der Kreuzpolarisator: reziproke Polarisation an zueinander komplementären Polarisationsschichten
Ein zentraler Aspekt unserer Erfindung ist die mehrfache Kopplung eines polarisierenden Transmissionsvorgangs an einem PBS mit einem polarisierenden Reflektionsvorgang an einem zu 135 diesem Polarisator komplementären PBS.
Dazu werden strukturell drei Polarisationsschichten P1 , P2 und P3 mit den Schichtvektoren V1, V2 und V3 entlang zweier optischer Achsen A1 und A2 so angeordnet (Abb.3), dass P1 und P2 sowie P1 und P3 zueinander komplementäre Polarisationsschichten sind. Dies wird dadurch erreicht, dass einerseits die 140 Ebene E1 , die gebildet ist aus A1 und V1 , senkrecht steht zur Ebene E2, die gebildet ist aus A1 und V2 und außerdem die Ebene E3, die gebildet ist aus A2 und V1 , senkrecht steht zur Ebene E4, die gebildet ist aus A2 und V3.
Dies hat funktioneil zur Folge, dass ein polarisierender Transmissionsvorgang an P1 entlang A1 145 gekoppelt werden kann an einen polarisierenden Reflektionsvorgang an P2 (Abb.4a) und ein polarisierender Transmissionsvorgang an P2 entlang A1 gekoppelt werden kann an einen polarisierenden Reflektionsvorgang an P1 (Abb.4b). Außerdem kann ein polarisierender Transmissionsvorgang an P1 entlang A2 an einen polarisierenden Reflektionsvorgang an P3 gekoppelt werden und ein polarisierender Transmissionsvorgang an P3 entlang A2 an einen polarisierenden Reflektionsvorgang an P1 150 (entsprechend Abb.4, nicht gezeigt).
Wählt man, wie in unserer Erfindung, die Ausrichtung der beiden optischen Achsen A1 und A2 derart, dass es die korrespondierenden Transmissions- und Reflektionsachsen eines an P1 möglichen Polarisationsvorgangs sind, indem die beiden Winkel gleich groß gewählt werden, die der
155 Normalenvektor N1 von P1 mit den beiden Achsvektoren von A1 und A2 bildet, ermöglicht diese Anordnung der drei Polarisatoren unser Prinzip der reziproken Polarisation (Abb.3). Unsere Erfindung der reziproken Polarisation an zueinander komplementären Polarisationsschichten koppelt vier Polarisationsprozesse: zwei zueinander komplementäre Polarisationsprozesse im ersten Strahlengang (ein Transmission an P1 ist gekoppelt an eine Reflektion an P2) mit zwei zueinander komplementären
160 Polarisationsprozessen im zweiten Strahlengang (eine Reflektion an P1 ist gekoppelt an eine Transmission an P3). Wir nennen diese Kopplung der beiden Kopplungen reziproke Polarisation, weil Transmission und Reflektion in den beiden Strahlengängen in umgekehrter Reihenfolge und an zueinander komplementären Polarisationsschichten stattfinden. 165 Es sei bereits hier darauf hingewiesen, dass der beschriebene dreiarmige Kreuzpolarisator (Abb.3) durch eine vierte Polarisationsschicht zu einer kreuzförmigen Anordnung ausgebaut werden kann (gestrichelte Linien in Abb.3).
3. Der dreiarmige Kreuzpolarisator (erste und zweite Verkörperung der Erfindung)
170 Abb.δa zeigt eine erste Verkörperung des dreiarmigen Kreuzpolarisators mit drei WGP, in dem die Ausrichtung der Schichtvektoren nicht speziell auf die Einstrahlebene POI (plane of incidence) abgestimmt ist. Ein auf P1 einfallender unpolarisierter Lichtstrahl wird in zwei linear polarisierte Teilstrahlen zerlegt, die beide einen zusätzlichen komplementären Polarisationsvorgang durchlaufen. Der
175 P1 transmittierende Strahl erfährt an P2 eine polarisierende Reflektion, und der an P1 reflektierte Strahl erfährt an P3 eine polarisierende Transmission. Wie bereits erwähnt, ermöglichen kartesische Polarisationsschichten eine Entkopplung der Polarisationsebenen von der Einstrahlebene POI. Dies hat zur Folge, dass die beiden Teilstrahlen, die an P1 durch Transmission und Reflektion entstehen, zunächst nicht orthogonal zueinander schwingen (falls V1 nicht parallel oder senkrecht zur POI ist). Als
180 Bezugsystem für die Definition der Schwingungsrichtung gilt das xyz-Bezugssystem aus Ausbreitungsrichtung z, und den beiden senkrecht und parallel zu POI und senkrecht zu z stehenden Vektoren x und y. Erst nachdem jeder Teilstrahl eine Faltung durchlaufen hat, also auch der P1 transmittierende Teilstrahl an P2 reflektiert wurde, sind die beiden Teilstrahlen in ihrem xyz- Bezugssystem orthogonal zueinander polarisiert. Dies wird im Kreuzpolarisator immer erreicht.
185 Abb.δb zeigt in einer zweiten Verkörperung einen wichtigen Spezialfall, in dem die Schichtvektoren so gewählt werden, dass V1 von P1 senkrecht zur POI steht und V2 von P2 und V3 von P3 folglich parallel zur POI sind. Dies ermöglicht einen Kreuzpolarisator aus zwei Polarisationsschichten. Die Funktionsweise des Wire Grid Polarisators P1 entspricht bei der hier gezeigten Einstrahlung (45 Grad zur
190 Normale der Polarisationsschicht und in der POI) der eines klassischen Dünnschichtpolarisators (z.B. MacNeille), bei dem der reflektierte Strahl einen Schwingungsvektor senkrecht zur POI und der transmittierende Strahl eine Schwingungsvektor parallel zur POI aufweist. Nach dem Stand der Technik werden diese beiden orthogonal zueinenander schwingenden Polarisationsrichtungen S-Polarisation (S für senkrecht zur POI) und P-Polarisation (P für parallel zur POI) benannt.
195 4. Polarisationskontrast des Kreuzpolarisators
In Abb.6 zeigen wir, wie der hohe Polarisationskontrast des Kreuzpolarisators entsteht. Hier werden die zueinander komplementären Polarisationsprozesse quantitativ beschrieben. Die Verwendung eines 200 Kreuzpolarisators führt dazu, dass beide Teilstrahlen eine gleich hohe Polarisationsreinheit besitzen. Ist der Kreuzpolarisator aus ProFIux-WGP (Moxtek) aufgebaut, gelten folgende Werte: Ein linear polarisierter Lichtstrahl (Abb.6a), der P1 maximal transmittiert (Transmissionskoeffizient TK=0,885) wird an P2 maximal reflektiert (Reflektionskoeffizient RK=0,880). Ein dazu orthogonal linear polarisierter Lichtstrahl (Abb.6b) transmittiert P1 minimal (TK=0,003) und wird an P2 minimal reflektiert (TR=0,050). 205 Die Daten für Reflektion und Transmission sind entnommen aus: "Kahn: Doing it with stripes, Private Report on Projection Display, V7, No.10, 2001 , www.profluxpolarizer.com". Die dazu komplementäre Situation zeigen Abb.6c,d an den Polarisatoren P1 und P3. Ein auf einen der beiden Polarisatoren einfallender unpolarisierter Lichtstrahl hat im transmittierenden Strahl einen hohen Polarisationskontrast von 0,885/0,003=295:1 , der reflektierte Teilstrahl einen geringen Polarisationskontrast von
210 0,880/0,50=17,6:1. Nach der zweiten Polarisation am komplementären Polarisator sind beide Teilstrahlen durch die Kopplung einer polarisierenden Transmission mit einer polarisierenden Reflektion von gleich hohem Polarisationskontrast 295 x 17,6 > 5000:1.
5. Der vierarmige Kreuzpolarisator (dritte und vierte Verkörperung der Erfindung)
215 Zum Aufbau des vierarmigen Kreuzpolarisators werden die in Abb.5 gezeigten dreiarmigen Kreuzpolarisatoren durch eine vierte Polarisationsschicht P4 so ergänzt (Abb.7), dass P4 mit P2 entlang einer dritten optischen Achse A3 und P4 mit P3 entlang einer vierten optischen Achse einen zusätzlichen dreiarmigen Kreuzpolarisator bildet (siehe auch Abb.3). Die durch diese kreuzförmige Anordnung 220 entstehenden vier Quadranten werden im Folgenden mit Süd-, Nord-, Ost- und West-Quadrant bezeichnet. Abb.7a zeigt in einer dritten Verkörperung unserer Erfindung einen vierarmigen Kreuzpolarisator mit von der POI entkoppelten Schichtvektoren.
Abb.7b zeigt in einer vierten Verkörperung einen vierarmigen Kreuzpolarisator mit Schichtvektoren
225 parallel und senkrecht zur POI. Mit dieser Anordnung ist es möglich, mehrere Kreuzpolarisationsfunktionen zu koppeln. Im Gegensatz zur dritten Verkörperung (Abb.7a), bei der die Kreuzpolarisationsfunktionen an P1 , P2, P3 (Strahlengang mit durchgezogenen Linien) und P3, P4, P1 (Strahlengang gestrichelt) Licht mit unterschiedlicher Polarisationsrichtung in die beiden Hälften des Ost- Quadranten und Licht mit unterschiedlicher Polarisationsrichtung in die beiden Hälften des West-
230 Quadranten schicken, ermöglicht die vierte Verkörperung, dass beide Einstrahlungs-Kreuzpolarisatoren P-Licht in den West-Quadranten und S-Licht in den Ost-Quadranten schicken (Abb.7b). Analog zu dem in Abb.δb gezeigten dreiarmigen Kreuzpolarisator haben bei diesem vierarmigen Kreuzpolarisator die Schichten P2 und P3 den gleichen Schichtvektor und zusätzlich auch P1 und P4 den gleichen Schichtvektor. Die Schichten können sich so im Zentrum der Anordnung berühren bzw. durch
235 durchlaufende Schichten realisiert sein. So wird in dieser vierten Verkörperung des vierarmigen Kreuzpolarisators mit Schichtvektoren parallel und senkrecht zur POI eine gleichzeitige Einstrahlung auf P1 und P3 ermöglicht. Wir bezeichnen diese Verkörperung als geschlossene Bauform des vierarmigen Kreuzpolarisators, im Gegensatz zu der in Abb.7a gezeigten Verkörperung, die wir als offene Bauform des vierarmigen Kreuzpolarisators bezeichnen.
240 Ein wichtiges Detail dieser geschlossenen Bauform (Abb.7b) ist die zentrale Kreuzungslinie. Deren Größe wird neben Ungenauigkeiten in der Fertigung auch durch die Dicke der kartesischen Polarisationsschicht bestimmt, die bei Wire Grid Polarisatoren von Moxtek weniger als 0,2 μm beträgt. In der geschlossenen Bauform von Abb.7b (siehe auch Abb.8b) wird sichtbar, dass das zeitliche Kommutativgesetz für
245 Transmission und Reflektion für die Kreuzpolarisation Gültigkeit hat: das auf P1 (eine Hälfte des Süd- Quadranten) eingestrahlte Licht einer Polarisationsrichtung erfährt zuerst eine Transmission und dann eine Reflektion, das auf P3 (die andere Hälfte des Süd-Quadranten) eingestrahlte Licht dergleichen Polarisationsrichtung erfährt dagegen zuerst eine Reflektion und dann eine Transmission. Trotz unterschiedlicher Reihenfolge der Polarisationsprozesse ist das in beide Hälften eines
250 Ausstrahlquadranten (West, Ost) gelenkte Licht einer Polarisationsrichtung von gleicher Intensität und gleich hohem Polarisationskontrast. Das liegt an der multiplikativen Verrechnung von Reflektions- und Transmissionskoeffizienten. Die Verdopplung der Einstrahlbreite erlaubt eine Reduzierung der Kreuzpolarisatorfläche um den Faktor vier auf nur noch 25% verglichen mit der dritten Verkörperung (vergleiche auch Abb.δa mit Abb.8b).
255 6. Kreuzpolarisatorfunktionen in 2-Kanal-Bildanzeigesystemen mit polarisationsdrehenden reflektierenden räumlichen Bildmodulatoren (fünfte und sechste Verkörperung der Erfindung)
Die Erweiterung des dreiarmigen Kreuzpolarisators um eine vierte Polarisationsschicht hat weitreichende 260 Konsequenzen für dessen Anwendungsbereich. Abb.8 zeigt in einer fünften und sechsten Verkörperung unserer Erfindung den Einsatz des vierarmigen Kreuzpolarisators in der offenen (Abb.δa) und geschlossenen (Abb.δb) Bauform für zweikanalige Bildanzeigesysteme. Der Strahlengang zeigt 2-Kanal- Bildanzeigesysteme mit zwei reflektierenden räumlichen Bildmodulatoren (z.B. polarisationsdrehende Bildmodulatoren vom Typ LCoS) mit einem Kreuzpolarisator, bei dem die Schichtvektoren parallel und 265 senkrecht zur POI liegen.
In der offenen Bauform (Abb.δa) wird in eine Hälfte des Süd-Quadranten (auf P1) unpolarisiertes Licht eingestrahlt (IN). P-polarisiertes Licht, das P1 transmittiert, wird über eine Reflektion an P2 dem räumlichen Lichtmodulator RLM1 zugeführt, der eine Hälfte des West-Quadranten belegt. S-polarisiertes
270 Licht, das an P1 reflektiert wird, transmittiert P3 und wird dem räumlichen Lichtmodulator RLM2 zugeführt, der eine Hälfte des Ost-Quadranten belegt (Kreuzpolarisator P1 , P2, P3). An dunklen Bildpunkten (OFF) reflektieren die Bildmodulatoren das Licht entlang der Einspiegelung zurück, ohne die Polarisation zu ändern. An hellen Bildpunkten (ON) wird dagegen die Polarisation von den Bildmodulatoren in die jeweils komplementäre Polarisation gedreht (S-IN wird zu P-ON und P-IN wird zu
275 S-ON). Zur Superposition der ON-Strahlen in eine Hälfte des Ausstrahlquadranten (Nord) wird ein zweiter Kreuzpolarisator (P4, P2, P3) verwendet. Diese offene Bauform lässt sich auch mit Schichtvektoren, die nicht senkrecht oder parallel zur POI stehen, also für beliebige komplementäre Polarisationsrichtungen, realisieren.
280 In der geschlossenen Bauform (Abb.8b) ist die gleichzeitige Einstrahlung auf P1 und P3 sinnvoll. Im ganzen Süd-Quadranten wird unpolarisiertes Licht über zwei Kreuzpolarisatoren (P1 , P2, P3) und (P3, P1 , P4) als P-polarisiertes Licht in den ganzen West-Quadranten und als S-polarisiertes Licht in den ganzen Ost-Quadranten eingespiegelt. Nur die in der Polarisationsrichtung gedrehten ON-Strahlen der Bildmodulatoren werden durch zwei weitere Kreuzpolarisatoren (P4, P2, P3) und (P2, P1 , P4) in den
285 ganzen vierten Nord-Quadranten superponiert, während die in der Polarisationsrichtung unveränderten OFF-Strahlen in den Eingangsquadranten (Süd) ausgespiegelt werden. Diese Anordnung lässt sich so für Bildmodulatoren sehr effektiv verkleinern: die geschlossene Bauform belegt nur noch ein Viertel der Fläche der offenen Bauform. Dies erlaubt enorm kompakte Lichtführungsarchitekturen (diese Minimalgröße des Kreuzpolarisators belegt damit eine quadratische Fläche mit einer Kantenlänge, die 290 der RLM-Breite entspricht).
Insbesondere in dieser sechsten Verkörperung mit polarisationsdrehenden reflektiven RLM wird die symmetrisch wirkende Funktion des Kreuzpolarisators sowohl bei der Polarisationsstrahlenteilung als auch bei der Superposition deutlich. Beide durch Polarisation entstehenden Teilstrahlen verlassen hier 295 symmetrisch in diametral entgegengesetzten Richtungen entlang der Ost-West-Achse den Kreuzpolarisator, da im Gegensatz zu einfachen Polarisationsstrahlenteilern jeder Teilstrahl einmal gefaltet wird. Entsprechendes gilt für die Superposition, bei der On- und Off-Strahlen für beide Kanäle symmetrisch in diametral entgegengesetzten Richtungen entlang der Nord-Süd-Achse den Kreuzpolarisator verlassen.
300 7. Kreuzpolarisatoranordungen und verwendete Polarisatortypen
Die bisherigen Verkörperungen sind alle mit Wire Grid Polarisatoren realisiert, die senkrecht zu einer gemeinsamen Grundfläche stehen. Die Strahlführung erfolgt ausschließlich durch die an der 305 Kreuzpolarisation beteiligten Polarisationsstrahlenteiler. Im Folgenden wird deutlich, dass diese Einschränkungen für das Kreuzpolarisatorprinzip nicht zwingend erforderlich sind. Auch andere optische Anordnungen und Polarisatortypen sind möglich (Abb.9).
So können zusätzliche Reflektionsflächen M (z.B. Spiegel) im Strahlengang S1 zwischen den 310 Polarisationsschichten des Kreuzpolarisators zugelassen werden (hier ist nur einer der beiden Strahlengänge abgebildet, entsprechendes gilt auch für den zweiten Strahlengang). In diesem Fall stehen nicht mehr die in einer gemeinsamen Achse zusammen mit den Schichtvektoren gebildeten Ebenen E1 und E2 senkrecht zueinander. Vielmehr steht die Spiegelebene E1*, die aus E1 entlang S1 an den aufeinander folgenden Reflektionsflächen von S1 durch aufeinander folgende Spiegelungen entsteht, 315 senkrecht zu E2. Die Ausrichtung der POI der Spiegel M ist so gewählt, dass die zu spiegelnden Ebenen senkrecht oder parallel dazu liegen. Diese von uns bevorzugte Ausrichtung der Spiegel-POl ist aber nicht zwingend. In einer anderen Spiegellage kann jedoch das linear polarisierte Licht als elliptisch polarisiertes Licht reflektiert werden. In diesem Fall wären zusätzlich Polarisationskorrekturen durch Lambda-Plättchen (z.B. füll wave plates) nötig. Durch zusätzliche Reflektionsflächen kann die gemeinsame Grundebene 320 aufgelöst werden (vgl. Abb.10).
Bereits in unserer Anmeldung DE102004006148 haben wir darauf hingewiesen, dass WGP mit bestimmten Schichtvektoren V durch Polarisationsstrahlenteiler vom MacNeille-Typ ersetzt sein können (z.B. P1 in Abb.9), worauf wir in der folgenden Verkörperung näher eingehen.
325 8. Der vierarm ige Kreuzpolarisator aus vier Dünnschichtpolarisatoren für polarisationsdrehende reflektive räumliche Lichtmodulatoren (siebte Verkörperung der Erfindung) Der Kreuzpolarisator dieser Verkörperung (Abb.10) besteht aus 4 PBS nach dem MacNeille-Typ in zwei 330 Ebenen und zwei Spiegeln oder Total-Reflektionsprismen (M). Ein- und Ausgangs-PBS P1 und P4 des Kreuzpolarisators haben gleichgerichtete Schichtvektoren; diese beiden PBS liegen direkt übereinander in den beiden Ebenen. Die Schichtvektoren der beiden Polarisatoren P2 und P3 stehen senkrecht dazu, so dass das Kreuzpolarisationsprinzip erfüllt ist. Diese Anordnung hat aufgrund höherer Kanaltrennung und geringerer Absorption (0,0001 Polarisationsverunreinigungen im transmittierenden Strahl und 0,05 im 335 reflektierten Strahl; 0,95 Transmission und 0,998 Reflektion; entnommen dem Datenblatt für PBS, von Newport Oriel Instruments, Irvine, USA) eine noch deutlich höhere theoretische Kanaltrennung von (0,95 x 0,998) / (0,0001 x 0,05) > 180 000:1 als die in Abb.6 ermittelten Werte für WGP (> 5000:1). Auch die Lichtausbeute ist erhöht von ca. 60%=( 0,885 x 0,8δ0)2 auf ca. 90%=( 0,95 x 0,998)2. Entsprechend Abb.8a kann diese offene Bauform des vierarmigen Kreuzpolarisators mit polarisationsdrehenden 340 reflektiven räumlichen Lichtmodulatoren betrieben werden. Diese Bauform ist auch mit WGP möglich (nicht gezeigt).
9. Der Kreuzpolarisator in 2-Kanal-Bildanzeigesystemen mit Bildmodulatoren vom Typ Mikro-Elektro- Mechanische Systeme MEMS (achte Verkörperung der Erfindung) 345 Die Besonderheit der Lichtführungsarchitektur für diese 2-Kanal-Bildanzeigesysteme (Abb.11) liegt in der Verwendung reflektierender Bildmodulatoren, die eine Modulation der Einstrahlung nicht über eine Polarisationsdrehung, sondern über die Richtung der Reflektion des einfallenden Lichtstrahls steuern. MEMS nach dem Stand der Technik bestehen aus einem Array von elektronisch ablenkbaren 350 Mikrospiegeln, die ON-Strahlen in der Normalen des Bildmodulators abstrahlen (Digital Mirror Devices DMD von Texas Instruments). Die Einstrahlung erfolgt derzeit bei den DMD mit 24 Grad zur Normalen des Bildmodulators.
DMD-Bildmodulatoren weisen eine stereoisomere Bauform auf (nach dem Stand der Technik wird derzeit 355 nur eine Form hergestellt). Da bei Verwendung eines einfachen Polarisators zur Superposition nur ein Teilstrahl gefaltet wird, sind entweder zwei zueinander stereoisomere Bildmodulatoren notwendig oder ein Kanal muss vor der Superposition durch eine zusätzliche Spiegelung in die virtuell stereoisomere Form überführt werden (Bausenwein und Mayer DE10361915). Dagegen erlaubt der Kreuzpolarisator (in Abb.11 ist die geschlossene Bauform eingesetzt) die Verwendung nur eines DMD Typs (z.B. die derzeit 360 käufliche Form) ohne zusätzliche Spiegelung, da beide Teilstrahlen eine Faltung erfahren. Die Einstrahlung auf den Kreuzpolarisator (bzw. die DMD) erfolgt unter einem Winkel von 24° zur Grundebene der Anordnung. Dies entspricht dem doppelten Auslenkwinkel der Mikrospiegel des derzeitigen DMD. Diese reflektieren das auf helle Bildpunkte einstrahlende Licht in der Normalen der DMD-Oberfläche. Die ON-Strahlen werden in einer Ebene parallel zur Grundebene des Kreuzpolarisators 365 superponiert. Das von dunklen Bildpunkten reflektierte Licht wird mit einem Ausstrahlwinkel von 48°, der dem Doppelten des Einstrahlwinkels entspricht, in Richtung einer (nicht gezeigten) Strahlenentsorgung (OFF) geführt. Einstrahlung und Ausstrahlung erfolgen in dieser Verkörperung im Süd-Quadranten. In der offenen Bauform entsprechend Abb.5 ist auch ein dreiarmiger Kreuzpolarisator ausreichend. Werden Lambda-Viertel Plättchen (λ/4) im Strahlengang zwischen Kreuzpolarisator und Bildmodulatoren 370 eingesetzt, wird das On-Licht in den Nord-Quadranten ausgestrahlt.
10. 2-armige Form des Kreuzpolarisators (neunte Verkörperung der Erfindung)
Der dreiarmige Kreuzpolarisator (Abb.12a) kann unter bestimmten Umständen sinnvoll auf einen 375 zweiarmigen Kreuzpolarisator zurückgeführt werden (Abb.12b). Dies wird dadurch erreicht, dass der von P1 durch eine polarisierende Transmission in den Strahlengang S1 geführte Teilstrahl (hier P-polarisiert) durch mindestens eine zusätzliche Reflektionsf lache (M) im Strahlengang S1 so auf einen zweiten komplementären Polarisator P2 geführt wird, dass P2 diesen Teilstrahl reflektiert. Zusätzlich wird der von P1 durch eine polarisierende Reflektion in den Strahlengang S2 geführte Teilstrahl (hier S-polarisiert) 380 durch mindestens eine zusätzliche Reflektionsfläche (M) im Strahlengang S2 so auf P2 geführt, dass dieser Teilstrahl nun P2 transmittiert.
Der zweiarmige Kreuzpolarisator kann für beliebige komplementäre Polarisationsrichtungen eingesetzt werden. Allerdings existiert ein gravierender Unterschied zu allen drei- und vierarmigen
385 Kreuzpolarisatoren: ein durch zueinander komplementäre Polarisationsprozesse polarisierter Teilstrahl kann außerhalb der beteiligten PBS nicht abgegriffen werden, da die Teilstrahlen in S1 und S2 nur zwischen den besagten beiden Polarisationsprozessen getrennt voneinander existieren. Sinnvoll kann diese Verkörperung z.B. in 2-KanaI-Bildanzeigesystemen mit räumlichen Bildmodulatoren vom Typ MEMS genutzt werden, die sich dann in S1 und S2 zwischen P1 und P2 befinden (nicht gezeigt). Da
390 MEMS die Teilstrahlen nicht über Polarisationsdrehung modulieren, werden Polarisationsverunreinigungen, die bei der Strahlenteilung entstehen, beim komplementären Polarisationsprozess der Superposition entsprechend dem Kreuzpolarisationsprinzip ausgespiegelt. Dies führt auch in dieser zweiarmigen Verkörperung mit MEMS zu einer hohen Kanaltrennung von > 5000:1 im superponierten Strahl. Das Übersprechen (engl.: crosstalk) ist damit < 0,0002. Die im gemeinsamen ON-
395 Strahl superponierten modulierten Teilstrahlen der beiden Kanäle können mittels eines externen Analysators, z.B. einer Passiv-Polarisationsbrille wieder in zwei Teilstrahlen zerlegt werden.
11. Kreuzpolarisatoren mit Glasprismen
400 Der offene zwei-, drei- und vierarmige Kreuzpolarisator ist aus einzelnen, diskreten Polarisatoren leicht aufbaubar. Schwieriger ist die Herstellung der geschlossenen Bauform, da hier die Qualität und Dimensionierung der zentralen Kreuzungslinie wichtig wird. Bereits in DE102004006148 haben wir Prismen vorgestellt, aus denen die geschlossene Bauform des Kreuzpolarisators mit kartesischen Polarisatoren realisiert werden kann. Außerdem haben wir gezeigt, dass kartesische Polarisatoren mit
405 senkrecht zu einer gemeinsamen Grundebene stehenden Schichtvektoren durch MacNeille-Typ Polarisatoren ersetzt werden können. Abb.13a zeigt einen solchen MacNeille-Typ PBS, dessen Polarisationsschicht zwischen zwei geraden Teilprismen T1 und T2 liegt. Das resultierende Prisma ist in Abb.13a mit einem Wire Grid Polarisator zu einem dreiarmigen Kreuzpolarisator ergänzt, wobei der Schichtvektor des WGP so liegt, dass dieser komplementär zum PBS wirkt. Alternativ zum 410 Dünnschichtpolarisator P1 von Abb.13a kann natürlich auch ein WGP zwischen T1 und T2 eingearbeitet sein (Abb.13b,c). Für manche Anwendungen des dreiarmigen Kreuzpolarisators ist eine Erweiterung durch ein Prisma ohne Polarisationsfunktion sinnvoll (Abb.13a bis c). Der geschlossene vierarmige Kreuzpolarisator kann auf mehrfache Weise aufgebaut werden: z.B. durch je zwei Prismen aus Abb.13a bis Abb.13f (als Beispiel ist Abb.13i gezeigt) oder durch vier Prismen von Abb.13e oder/und Abb.13f
415 (Abb.13h). Auch kann ein Prisma nach Abb.13a oder b durch einen dreieckigen Dünnschichtpolarisator ohne aufgetragenen WGP zum Aufbau einer geschlossenen Bauform des Kreuzpolarisators verwendet werden (Abb.13g). Der Fachmann kann viele weitere Möglichkeiten ableiten. Einige dieser Aufbauten führen zu einer zweilagigen WGP-Schicht mit parallelen Schichtvektoren (z.B. Abb.13h,i). Alternativ kann natürlich ein zweiseitiger WGP an einer Schicht angebracht sein (beschrieben z.B. in EP1158319 von
420 Kameno und Yoshiki, Jasco Corp.; US20030072079 oder US20040120041 beide von Silverstein et. al., Kodak). Für die Art der Anbringung der Wire Grid Schichten auf den Substraten, z.B. Glas, stehen verschiedene Techniken zur Auswahl, wobei wir neben den bereits zitierten von Moxtek auch die Methoden von z.B. Kodak (z.B. EP1239308, EP1411377) erwähnen. Neben WGP können auch andere kartesischen Polarisatoren, z.B. von 3M (US6391528 von Moshrefzadeh und Thomas) verwendet
425 werden.
12. Kreuzpolarisatoren mit abgeschlossenem Gehäuse
In Abb.14 zeigen wir einen vierarmigen Kreuzpolarisator, der von einem Gehäuse umschlossen ist.
430 Dadurch wird ermöglicht, Flüssigkeiten oder Gase in den Gehäusekörper zu füllen, wodurch eventuell erwünschte veränderte Brechungseigenschaften ermöglicht werden, oder bei Befüllung mit inerten Gasen (wie z.B. Stickstoff) unerwünschte Korrosionseffekte an den Gittern verhindert werden (z.B. Kane und Kus US20030117708, Philips). Abb.14a zeigt die offene, Abb.14b die geschlossene Bauform jeweils in einem Gehäuse. An den vorhandenen Fenstern können die räumlichen Lichtmodulatoren direkt
435 angebracht werden. Im Nord-Quadranten kann auch eine Projektionsoptik integriert sein, wodurch die sehr kompakte Bauweise erreicht werden kann.
Kurzbezeichnung der Abbildungen:
440 Abb.1 zeigt schematisch den Vergleich eines einfachen mit einem komplexen Polarisator. Abb.2 zeigt schematisch die Funktionsweise von Polarisationsstrahlenteilern. Abb.3 zeigt schematisch die Strukturmerkmale des Kreuzpolarisators. Abb.4 zeigt schematisch Funktionsmerkmale des Kreuzpolarisators. Abb.5 zeigt schematisch eine erste und zweite Verkörperung des Kreuzpolarisators (dreiarm ig). 445 Abb.6 zeigt schematisch den Polarisationskontrast im Kreuzpolarisator. Abb.7 zeigt schematisch eine dritte und vierte Verkörperung des Kreuzpolarisators (vierarm ig). Abb.δ zeigt schematisch eine fünfte und sechste Verkörperung des Kreuzpolarisators (mit RLM). Abb.9 zeigt schematisch optionale Faltungen des Strahlengangs im Kreuzpolarisator. Abb.10 zeigt schematisch eine siebte Verkörperung des Kreuzpolarisators (aus 4 MacNeille-PBS). 450 Abb.11 zeigt schematisch eine achte Verkörperung des Kreuzpolarisators (mit MEMS). Abb.12 zeigt schematisch eine neunte Verkörperung des Kreuzpolarisators (zweiarmige Form). Abb.13 zeigt schematisch Kreuzpolarisatoren mit Glasprismen. Abb.14 zeigt schematisch Kreuzpolarisatoren mit abgeschlossenem Gehäuse.
455 Detailbeschreibung der Abbildungen:
Abb.1 zeigt den Vergleich eines einfachen und eines zusammengesetzten Polarisators in 2-Kanal- Bildanzeigesystemen mit polarisationsdrehenden reflektiven räumlichen Lichtmodulatoren RLM. Abb.la zeigt eine Anordnung mit nur einem PBS. Eingestrahltes unpolarisiertes Licht (IN) wird vom Strahlenteiler
460 P1 in zwei linear polarisierte Teilstrahlen zerlegt. S-polarisiertes Licht (gepunktete Linie) wird durch polarisierende Reflektion an P1 auf den Bildmodulator RLM1 gerichtet. P-polarisiertes Licht (durchgezogene Linie) wird durch polarisierende Transmission an P1 auf den Bildmodulator RLM2 gelenkt. Lichtstrahlen, die auf dunkel darzustellende Bildpunkte der RLM fallen, werden unverändert in die Einstrahlungsachse zurückgespiegelt (OFF). Lichtstrahlen, die auf hell darzustellende Bildpunkte der
465 RLM fallen, erfahren an den RLM eine Drehung der Polarisationsebene (plane of polarization) um 90° (S- polarisiertes Licht wird zu P-polarisiertem Licht und umgekehrt), wodurch diese reflektierten Strahlen in eine gemeinsame ON-Achse superponiert werden. Abb.lb zeigt einen zusammengesetzten Polarisator aus vier gleichen Polarisatoren P1 bis P4 vom MacNeille-Typ. Der unpolarisierte Eingangsstrahl (IN) wird an P1 in zwei polarisierte Teilstrahlen zerlegt. Der an P1 reflektierte Teilstrahl (S-polarisiert, gepunktete
470 Linie) wird auch an P3 reflektiert und trifft auf RLM1. Der P1 transmittierende Teilstrahl (P-polarisiert, durchgezogene Linie) transmittiert auch P2 und trifft auf RLM2. Lichtstrahlen, die auf dunkel darzustellende Bildpunkte der RLM fallen, werden unverändert in die Einstrahlungsachse zurückgespiegelt (OFF). Lichtstrahlen, die auf hell darzustellende Bildpunkte der RLM fallen und an den RLM eine Drehung der Polarisationsebene erfahren, werden so superponiert, dass der bei der
475 Einstrahlung zweimal transmittierende Teilstrahl nach der Bildmodulation zwei Reflektionen an P2 und P4 und der bei der Einstrahlung zweimal reflektierte Teilstrahl jetzt zwei Transmissionen an P3 und P4 erfährt. Dadurch werden beide ON-Strahlen über P4 in eine gemeinsame ON-Achse ausgespiegelt. Zusätzliche Clean-up (CP) Polarisatoren sind zwischen P1 und P3 sowie zwischen P2 und P4 installiert. Sie sollen Polarisationsverunreinigungen in den reflektierten Teilstrahlen eliminieren, sind aber nicht an
480 der Strahlenlenkung beteiligt.
Abb.2 zeigt die Funktionsweise von Polarisationsstrahlenteilern und die Definition von Schichtvektoren V und Normalenvektoren N. Dünnschichtpolarisatoren (z.B. MacNeille-PBS, P1 in Abb.2a) polarisieren einen unpolarisierten Strahl in zwei linear polarisierte Teilstrahlen. Die Polarisationsebenen E2 und E3
485 (engl.: plane of polarization, POP) sind dabei so an die POI (engl.: plane of incidence) gekoppelt, dass der durch eine polarisierende Transmission entlang der optischen Achse A1 entstehende linear polarisierte Teilstrahl eine POP parallel zur POI von P1 („P-Polarisation") hat und der durch polarisierende Reflektion entlang der optischen Achse A2 entstehende linear polarisierte Teilstrahl eine POP senkrecht zur POI von P1 („S-Polarisation"). A1 und A2 stehen zueinander senkrecht und schließen
490 mit dem Normalenvektor N1 der Dünnschicht von P1 jeweils den gleichen Winkel von 45° ein (Brewster- Prinzip). Der Schichtvektor V1, senkrecht zur POI, bildet zusammen mit A2 die Polarisationsebene des reflektierten Teilstrahls (E3) und zusammen mit A1 eine Ebene E1 senkrecht zur Polarisationsebene des transmittierten Teilstrahls (E2). Bei kartesischen Polarisationsstrahlenteilern (z.B. Wire Grid Polarisatoren WGP, P1 in Abb.2b) kann der Schichtvektor V1 von P1 unabhängig von der POI von P1 gewählt werden. 495 V1 entspricht in der Ausrichtung der Gitterstruktur des WGP und bildet zusammen mit A2 die Polarisationsebene des reflektierten Teilstrahls (E3) und zusammen mit A1 eine Ebene E1 senkrecht zur Polarisationsebene des transmittierten Teilstrahls (E2). Die Polarisationsebenen der Teilstrahlen schließen einen Winkel mit der POI von P1 ein, der beispielhaft verschieden ist von 0° und 90°.
500 Abb.3 zeigt die Strukturmerkmale des Kreuzpolarisators: drei Polarisationsstrahlenteiler P1 , P2, P3 mit den Schichtvektoren V1, V2, V3 und den Normalenvektoren N1, N2, N3 normal zur Schicht werden entlang zweier optischer Achsen so angeordnet, dass besagte Schichtvektoren mit den beiden optischen Achsen A1 , A2 je zwei Ebenen (E1-E2, E3-E4) bilden, die senkrecht zueinander stehen. Die Ausrichtung der optischen Achse A1 ist verschieden von N1 und N2 und ebenso ist die Ausrichtung von A2
505 verschieden von N1 und N3. Die optischen Achsen A1 und A2 haben mit N1 denselben Schnittwinkel. Dieser dreiarmige Kreuzpolarisator kann durch eine vierte Polarisationsschicht P4 mit einem Schichtvektor V4 und einem Normalenvektor N4 entlang zweier weiterer optischer Achsen A3 und A4 zu einem vierarmigen Kreuzpolarisator erweitert werden, der vier dreiarmige Kreuzpolarisatoren enthält: (P1,P2,P3), (P4,P2,P3), (P2,P1 ,P4) und (P3,P4,P1).
510 Abb.4 zeigt die Funktionsmerkmale des Kreuzpolarisators: die reziproke Kopplung einer polarisierenden Transmission mit einer polarisierenden Reflektion an zueinander komplementären Polarisationsstrahlenteilern. Sind zwei Polarisatoren P1 und P2 entlang einer optischen Achse A1 so angeordnet, dass die in Abb.3 beschriebenen strukturellen Voraussetzungen vorliegen, also E1 senkrecht
515 zu E2 steht, dann erfährt ein linear polarisierter Strahl, der P1 maximal transmittiert, an P2 eine Reflektion (Abb.4a), und ein linear polarisierter Strahl, der an P1 maximal reflektiert wird, erfährt an P2 eine Transmission (Abb.4b).
Abb.δa zeigt den dreiarmigen Kreuzpolarisator in einer ersten Verkörperung unserer Erfindung. Drei 520 Polarisationsschichten P1 , P2, P3 sind senkrecht zu einer gemeinsamen Grundfläche angeordnet, die parallel zur Einstrahlebene POI ist. Die Schichtvektoren der Polarisatoren entsprechen den Wire Grid Achsen und sind so gewählt, dass die in Abb.3 und Abb.4 beschriebenen strukturellen und funktionellen Voraussetzungen gegeben sind. Gezeigt ist die Teilung eines unpolarisierten Eingangsstrahls in zwei verschieden linear polarisierte Teilstrahlen. Der P1 transmittierende Strahl erfährt an P2 eine Reflektion 525 (der auf P2 sichtbare Pfeil ist die Projektion des Schwingungsvektors dieses Teilstrahls auf P2), und der an P1 reflektierte Strahl transmittiert P3 (der auf P3 sichtbare Pfeil ist die Projektion des Schwingungsvektors dieses Teilstrahls auf P3). Jeder Teilstrahl erfährt eine polarisierende Transmission und eine polarisierende Reflektion. Danach sind die Teilstrahlen in einem xyz-Bezugssystem aus Strahlrichtung z und den x und y Vektoren parallel und senkrecht zur POI komplementär linear polarisiert 530 - ihre Schwingungsvektoren sind in dem Bezugssystem senkrecht. Abb.δb zeigt in einer zweiten Verkörperung einen Fall, in dem der Schichtvektor von P1 senkrecht zur POI liegt und die Schichtvektoren von P2 und P3 parallel zur POI liegen. P2 und P3 sind in dieser Anordnung durch eine einzige Polarisationsschicht ersetzt.
535 Abb.6 zeigt, wie der in beiden Kanälen des Kreuzpolarisators gleich hohe Polarisationskontrast von 5000:1 bei Verwendung von WGP entsteht (Daten entnommen aus: Kahn: Doing it with stripes, Private Report on Projection Display, V7, No.10, 2001, www.profluxpolarizer.com). P1 mit einem Schichtvektor senkrecht zur POI und damit zur Zeichenebene ist gepunktet dargestellt. Die zu P1 komplementären Polarisatoren P2, P3 mit Schichtvektoren in der Zeichenebene sind durch eine durchgezogene Linie
540 dargestellt. P-polarisiertes Licht (durchgezogene dünne Linie), das in der Zeichenebene schwingt, transmittiert P1 maximal (mit dem Faktor von 0,3δ5) und wird an P2 maximal reflektiert (mit dem Faktor 0,880; Abb.6a). Das orthogonal dazu schwingende S-polarisierte Licht (gepunktete dünne Linie) dagegen transmittiert P1 nur mit dem Faktor 0,003 und wird an P2 nur mit dem Faktor 0,050 reflektiert (Abb.βb). Daraus kann ein Polarisationskontrast ermittelt werden: bei Einstrahlung von unpolarisiertem Licht
545 (Überlagerung von Abb.6a und Abb.6b) auf P1 ist der Polarisationskontrast nach dem Durchlaufen der Transmission und Reflektion 5000:1 (Abb.6e). Die Abb.6c und Abb.6d zeigen den komplementären Sachverhalt für den zweiten Teilstrahl. Hier transmittiert S-polarisiertes Licht P3 maximal und wird an P1 maximal reflektiert (Abb.6d). Das orthogonal dazu schwingende P-polarisierte Licht dagegen transmittiert P3 nur mit dem Faktor 0,003 und wird an P1 nur mit dem Faktor 0,050 reflektiert (Abb.6c). Dies resultiert
550 im gleichen Polarisationskontrast von δ000:1 für den zweiten Teilstrahl.
Abb.7 zeigt vierarmige Kreuzpolarisatoren in einer dritten und vierten Verkörperung unserer Erfindung in einer planaren Anordnung. Durch Hinzunahme einer vierten Polarisationsschicht (P4) ist der dreiarmige Kreuzpolarisator aus Abb.5 zu einem vierarmigen Kreuz ausgebaut. Die Polarisationsschichten stehen in
555 der beispielhaft gezeigten Anordnung rechtwinklig zueinander und senkrecht zu einer gemeinsamen Grundebene, die parallel zur Einstrahlebene POI ist. Der vierarmige Kreuzpolarisator ermöglicht mehrere Kreuzpolarisationsfunktionen. Ein erster Strahlengang (durchgezogene Linie) koppelt P1 mit den dazu komplementären P2 und P3. Ein zweiter Strahlengang (gestrichelte Linie) koppelt P3 mit den dazu komplementären P1 und P4. Die Schichtvektoren der in Abb.7a gezeigten offenen Bauform sind nicht
560 speziell an die POI gekoppelt. Dadurch wird jeweils in die beiden Hälften des West- und Ost-Quadranten verschieden polarisiertes Licht geführt, wenn auf P1 und P3 eingestrahlt wird. In Abb.7b ist die geschlossene Bauform des vierarmigen Kreuzpolarisators gezeigt. In dieser berühren sich die vier Polarisationsschichten an einer gemeinsamen Schnittachse normal zur Grundebene. Diese Bauform ist vor allem sinnvoll mit Schichtvektoren parallel und senkrecht zur Grundebene der Anordnung. Die
565 Einstrahlung aus der gleichen Richtung auf P1 und P3 führt hier zu P-polarisiertem Licht im ganzen West- Quadranten (linke Bildseite) und zu S-polarisiertem Licht im ganzen Ost-Quadranten (rechte Bildseite).
Abb.8 zeigt den vierarmigen Kreuzpolarisator in einer fünften und sechsten Verkörperung unserer Erfindung mit 2-Kanal-Bildanzeigen. Hier ist die offene Bauform (Abb.δa) bzw. die geschlossene Bauform 570 (Abb.δb) direkt mit polarisationsdrehenden reflektiven RLM kombiniert. In der offenen Bauform wird über einen Kreuzpolarisator (P1, P2, P3) auf die beiden RLM eingestrahlt (IN, P-polarisiertes Licht auf RLM1 und S-polarisiertes Licht auf RLM2). Das auf dunkle Bildpunkte fallende Licht wird von beiden RLM ohne Polarisationsdrehung in den Einstrahlweg reflektiert (OFF). Das auf helle Bildpunkte fallende Licht wird von beiden RLM in der Polarisation gedreht (ON) und von einem zweiten Kreuzpoiarisator (P4, P2, P3)
575 superponiert im Nord-Quadranten ausgespiegelt. Die geschlossene Bauform von Abb.8b erlaubt ein gleichzeitiges Einstrahlen auf P1 und P3 im gesamten Süd-Quadranten der Anordnung. Gemäß Abb.7b führt dies für beide Einstrahl-Kreuzpolarisatoren (P1 , P2, P3) und (P3, P1 , P4) zu P-polarisiertem Licht im Ost- und S-polarisiertem Licht im West-Quadranten. Für die Superposition werden zwei weitere Kreuzpolarisatoren (P2, P1 , P4) sowie (P4, P3, P2) verwendet. Insgesamt werden zur Einspiegelung auf
580 die RLM und zur Ausspiegelung der ON- und OFF-Strahlen vier sich überlappende Kreuzpolarisatoren eingesetzt. Die geschlossene Bauform belegt weniger als 25% der Fläche der offenen Bauform.
Abb.9 zeigt schematisch optionale Faltungen des Strahlengangs im Kreuzpoiarisator. Das Prinzip reziproker Kopplung zueinander komplementärer Polarisationsschichten ist hier dargestellt an einem
585 Strahlengang S1 mit zwei zusätzlichen Spiegeln M. Der Schichtvektor V1 des Polarisators P1 (gezeigt ist ein MacNeille-PBS) und die an P1 anliegende optische Achse von S1 bilden die Ebene E1. Der Schichtvektor V2 des Polarisators P2 (gezeigt ist ein kartesischer Polarisator) und die an P2 anliegende optische Achse von S1 bilden die Ebene E2. Die Spiegelebene E1*, die aus E1 entlang S1 an den aufeinander folgenden Reflektionsflächen M von S1 durch aufeinander folgende Spiegelungen entsteht,
590 steht senkrecht zu E2. Im Gegensatz zu den bisherigen Abbildungen stehen die Polarisationsschichten von P1 und P2 nicht senkrecht auf einer gemeinsamen Grundfläche. N1 ist der Normalenvektor der Polarisationsschicht P1 und N2 der Normalenvektor der Polarisationsschicht P2.
Abb.10 zeigt in einer siebten Verkörperung unserer Erfindung einen gefalteten Kreuzpoiarisator aus vier 595 MacNeille-Typ Polarisatoren P1 , P2, P3, P4 und zwei Spiegelflächen (M) in Form von TIR-Prismen (Total Infernal Reflectance) in Verbindung mit polarisationsdrehenden reflektiven RLM1 und RLM2. Die Einstrahlung (IN) unpolarisierten Lichts sowie die Ausstrahlung der OFF-Strahlen erfolgt über einen Kreuzpoiarisator (P1, P3, P2), der in beiden Strahlengängen durch eine Reflektionsfiäche M erweitert ist. Die Superposition der ON-Strahlen erfolgt über einen Kreuzpoiarisator (P4, P3, P2) ohne zusätzliche 600 Reflektionsflächen. Diese Verkörperung entspricht der offenen Bauform des vierarmigen Kreuzpolarisators.
Abb.11 zeigt in einer achten Verkörperung unserer Erfindung einen vierarmigen Kreuzpoiarisator der geschlossenen Bauform in Verbindung mit reflektiven RLM vom Typ DMD. Diese modulieren das
605 eingestrahlte Licht (IN) nicht über eine Drehung der Polarisation, sondern über die verschiedene Abstrahlrichtung. DMD1 und DMD2 weisen identische Topologie auf (sind der gleiche stereoisomere Typ). Sie reflektieren das auf helle Bildpunkte eingestrahlte Licht normal zur DMD-Oberfläche. Da sich die Polarisation nicht dreht, werden die ON-Strahlen beider DMD wieder in den Einstrahlungsquadranten superponiert. Die Einstrahlungs-POl bildet mit der Ausstrahlungs-POl einen Schnittwinkel, der mit den
610 Spiegelauslenkungen der DMD abgestimmt ist. Das von dunklen Bildpunkten reflektierte Licht wird mit einem Ausstrahlwinkel, der von der Spiegelauslenkung der DMD und dem Einstrahlwinkel bestimmt wird, in Richtung einer (nicht gezeigten) Strahlenentsorgung (OFF) geführt. Abb.12 zeigt eine zweiarmige Form des Kreuzpolarisators (neunte Verkörperung unserer Erfindung). Der 615 in Abb.12a gezeigte dreiarmige Kreuzpoiarisator kann durch Einführen von zusätzlichen Spiegeln (M) zu einem zweiarmigen Kreuzpoiarisator verändert werden (Abb.12b). Der von P1 durch eine polarisierende Transmission in den Strahlengang S1 geführte Teilstrahl (hier P-polarisiert) und der von P1 durch eine polarisierende Reflektion in den Strahlengang S2 geführte Teilstrahl (hier S-polarisiert) werden beide so auf einen zweiten komplementären Polarisator P2 geführt, dass S-polarisiertes Licht P2 transmittiert und 620 P-polarisiertes Licht an diesem reflektiert wird. Da die Teilstrahlen in S1 und S2 nur zwischen den besagten beiden Polarisatoren getrennt voneinander existieren, kann diese Verkörperung sinnvoll z.B. in 2-Kanal-Bildanzeigesystemen mit räumlichen Bildmodulatoren z.B. vom Typ MEMS genutzt werden, die sich in S1 und S2 zwischen P1 und P2 befinden.
625 Abb.13 zeigt Kreuzpolarisatoren mit Glasprismen. Abb.13a zeigt einen Kreuzpoiarisator, der aus einem geraden dreieckigen Prisma besteht, welches zusammengesetzt ist aus zwei geraden Teilprismen T1 und T2. Zwischen T1 und T2 befindet sich eine Polarisationsschicht P1 vom Typ Dünnschichtpolarisator. Eine Mantelfläche des zusammensetzten Prisma trägt eine kartesische Polarisationsschicht P2/P3, deren Schichtvektor V2 parallel zur Grundfläche steht. Ein drittes Glasprisma kann, wie in Abb.13a bis c
630 gezeigt, die Anordnungen ergänzen. In Abb.13b ist P1 durch eine kartesische Polarisationsschicht realisiert. Abb.13c entspricht Abb.13b mit ausgetauschten Schichtvektoren. Abb.13d-f zeigen Prismenanordnungen mit kartesischen Schichten, aus denen sich ein Kreuzpoiarisator (drei- oder vierarmig) zusammensetzen lässt. Bereits aus zwei der in Abb.13d-f gezeigten Prismen kann ein vierarmiger Kreuzpoiarisator aufgebaut werden. Vier der in Abb.13e-f gezeigten Prismen ergeben einen
635 vierarmigen Kreuzpoiarisator mit verdoppelten Polarisationsschichten (z.B. Abb.13h). In Abb.13f sind die Polarisationsschichten auf die großen Mantelflächen der Teilprismen T1a und T1b aufgebracht. In dem in Abb.13g gezeigten vierarmigen Kreuzpoiarisator wird der in Abb.13a gezeigte dreiarmige Kreuzpoiarisator durch einen weiteren dreieckigen Polarisator vom MacNeille-Typ ergänzt. Abb.13i zeigt exemplarisch einen vierarmigen Kreuzpoiarisator, bei dem die Polarisationsschichten nicht orthogonal
640 zueinander stehen.
Abb.14 zeigt Kreuzpolarisatoren mit abgeschlossenem Gehäuse. Abb.14a zeigt die offene, Abb.14b die geschlossene Bauform des vierarmigen Kreuzpolarisators jeweils in einem Gehäuse. An den vorhandenen Öffnungen können die RLM direkt angebracht werden (Abb.14b). Auch können optische 645 Elemente (z.B. die Projektionsoptik L) integriert sein.
Während die Erfindung im vorliegenden Text anhand detaillierter Verkörperungen dargestellt und beschrieben wird, dienen diese Verkörperungen zur Illustration der Erfindung und sollen nicht als Limitierung der Erfindung verstanden werden. Veränderungen in Form und Detail können durch den 650 Fachmann abgeleitet werden, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen, die durch folgende Ansprüche definiert ist:

Claims

Ansprüche:
1. Vorrichtung zur reziproken Polarisation mit zueinander komplementären Polarisationsschichten 655 (Kreuzpoiarisator), dadurch gekennzeichnet, dass 1.1 sie aus mindestens drei Polarisationsschichten Pi (i=1 ,2,3) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Pi einen Normalenvektor Ni normal zu Pi und einen Schichtvektor Vi komplanar zu Pi besitzt, und Vi zusammen mit den optischen Einfalls- und Reflektionsachsen von Pi definiert, welche Polarisationsrichtungen der auf Pi einfallenden elektromagnetischen Strahlung reflektiert werden
660 (polarisierende Reflektion) beziehungsweise Pi transmittieren (polarisierende Transmission), dadurch gekennzeichnet, dass Vi zusammen mit der Reflektionsachse von Pi die Polarisationsebene des reflektierten Strahls aufspannt und Vi zusammen mit der Einfallsachse von Pi eine Ebene aufspannt, zu der die Polarisationsebene des transmittierenden Strahls senkrecht steht,
665 1.2 die Polarisationsschichten P1 und P2 entlang einer ersten optischen Achse A1 so angeordnet sind, dass sie zueinander komplementäre Polarisationsschichten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene E1 , die gebildet ist aus A1 und V1 , senkrecht steht zur Ebene E2, die gebildet ist aus A1 und V2, 1.3 besagte Polarisationsschicht P1 und eine Polarisationsschicht P3 entlang einer zweiten optischen 670 Achse A2 so angeordnet sind, dass sie zueinander komplementäre Polarisationsschichten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene E3, die gebildet ist aus A2 und V1 , senkrecht steht zur Ebene E4, die gebildet ist aus A2 und V3, 1.4 sich die beiden optischen Achsen A1 und A2 in P1 schneiden, und die beiden Schnittwinkel von N1 mit A1 und N1 mit A2 gleich groß sind,
675 1.5 die Positionierung der Polarisationsschichten so erfolgt, dass im Strahlengang eine Transmission an P1 entlang A1 gekoppelt ist mit einer Reflektion an P2, und eine Reflektion an P1 gekoppelt ist mit einer Transmission an P3 entlang A2.
2. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass alle besagten
680 Polarisationsschichten kartesische Polarisationsschichten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationsebenen unabhängig von der Einstrahlungsebene definierbar sind, und alle besagten Polarisationsschichten in Ebenen liegen, die senkrecht zu einer gemeinsamen Grundebene stehen und alle besagten optischen Achsen komplanar zu, besagter Grundebene sind.
685 3. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtvektor V1 von P1 und der Schichtvektor V2 von P2 senkrecht aufeinander stehen.
4. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass P2 und P3 eine gemeinsame Polarisationsschicht bilden.
690 5. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass 5.1 er mindestens ein gerades Prisma (bei welchem die Kanten auf der Grundfläche senkrecht stehen) mit der Grundfläche eines Dreiecks enthält, welches zusammengesetzt ist aus zwei geraden Teilprismen T1 und T2 (bei welchen die Kanten senkrecht auf der Grundfläche stehen) mit der 695 Grundfläche eines gleichschenkligen Dreiecks, 5.2 die Mantelfläche des Teilprisma T2, die zwischen den besagten Teilprismen liegt, eine kartesische Polarisationsschicht P1 trägt, 5.3 die Mantelfläche des Teilprisma T1 , die mit einer Mantelfläche des Teilprisma T2 eine gemeinsame Mantelfläche des zusammengesetzten Prisma bildet, eine kartesische Polarisationsschicht P2
700 trägt.
6. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens ein gerades Prisma (bei welchem die Kanten auf der Grundfläche senkrecht stehen) mit der Grundfläche eines gleichschenkligen Dreiecks enthält, bei welchem die beiden gleichgroßen Mantelflächen
705 zueinander komplementäre Polarisationsschichten P1 und P2 tragen.
7. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche vierte Polarisationsschicht P4 mit besagtem P2 entlang einer dritten optischen Achse A3 und mit besagtem P3 entlang einer vierten optischen Achse A4 einen zusätzlichen Kreuzpoiarisator nach
710 Anspruch 1 bildet.
8. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationsschichten von P1 und P4 mit zueinander parallelen Schichtvektoren in einer gemeinsamen Ebene E1 liegen und die Polarisationsschichten von P2 und P3 mit zueinander parallelen Schichtvektoren in einer
715 gemeinsamen Ebene E2 liegen und E1 und E2 eine Schnittgerade haben, an der alle 4 besagten Polarisationsschichten zusammentreffen.
9. Vorrichtung zur reziproken Polarisation mit zueinander komplementären Polarisationsschichten (Kreuzpoiarisator), dadurch gekennzeichnet, dass
720 9.1 sie aus zwei Polarisationsschichten Pi (i=1,2) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Pi einen Normalenvektor Ni normal zu Pi und einen Schichtvektor Vi komplanar zu Pi besitzt, und Vi zusammen mit den optischen Einfalls- und Reflektionsachsen von Pi definiert, welche Polarisationsrichtungen der auf Pi einfallenden elektromagnetischen Strahlung reflektiert werden (polarisierende Reflektion) beziehungsweise Pi transmittieren (polarisierende Transmission),
725 dadurch gekennzeichnet, dass Vi zusammen mit der Reflektionsachse von Pi die Polarisationsebene des reflektierten Strahls aufspannt, und Vi zusammen mit der Einfallsachse von Pi eine Ebene aufspannt zu der die Polarisationsebene des transmittierenden Strahls senkrecht steht, 9.2 die Polarisationsschichten P1 und P2 entlang eines ersten optischen Strahlengangs S1 , der durch
730 Reflektionsflächen gefaltet sein kann, so angeordnet sind, dass sie zueinander komplementäre Polarisationsschichten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene E1, die gebildet ist aus der an P1 in S1 anliegenden optischen Achse und V1 , und die Ebene E2, die gebildet ist aus der an P2 in S1 anliegenden optischen Achse und V2, eine Lagebeziehung besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelebene E1* die durch aufeinander folgende Spiegelungen der 735 Ebene E1 an den aufeinander folgenden Reflektionsflächen von S1 hervorgeht, senkrecht steht zur Ebene E2, 9.3 die besagten Polarisationsschichten P1 und P2 entlang eines zweiten optischen Strahlengangs S2, der durch Reflektionsflächen gefaltet sein kann, so angeordnet sind, dass sie zueinander komplementäre Polarisationsschichten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene E3, die 740 gebildet ist aus der an P1 in S2 anliegenden optischen Achse und V1 , und die Ebene E4, die gebildet ist aus der an P2 in S2 anliegenden optischen Achse und V2, eine Lagebeziehung besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelebene E3*, die durch aufeinander folgende Spiegelungen der Ebene E3 an den aufeinander folgenden Reflektionsflächen von S2 hervorgeht, senkrecht steht zur Ebene E4, 745 9.4 die beiden optischen Strahlengänge S1 und S2 sich in P1 und P2 schneiden, und die beiden Schnittwinkel von N1 mit S1 und N1 mit S2 gleich groß sind, und die beiden Schnittwinkel von N2 mit S1 und N2 m it S2 gleich groß sind, 9.5 die Positionierung der Polarisationsschichten so erfolgt, dass im Strahlengang eine Transmission an P1 entlang S1 gekoppelt ist mit einer Reflektion an P2, und eine Reflektion an P1 gekoppelt ist 750 mit einer Transm ission an P2 entlang S2.
10. Vorrichtung zur reziproken Polarisation mit zueinander komplementären Polarisationsschichten (Kreuzpoiarisator), dadurch gekennzeichnet, dass 10.1 sie aus mindestens drei Polarisationsschichten Pi (i=1 ,2,3) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass 755 jedes Pi einen Normalenvektor Ni normal zu Pi und einen Schichtvektor Vi komplanar zu Pi besitzt, und Vi zusammen mit den optischen Einfalls- und Reflektionsachsen von Pi definiert, welche Polarisationsrichtungen der auf Pi einfallenden elektromagnetischen Strahlung reflektiert werden (polarisierende Reflektion) beziehungsweise Pi transmittieren (polarisierende Transmission), dadurch gekennzeichnet, dass Vi zusammen mit der Reflektionsachse von Pi die 760 Polarisationsebene des reflektierten Strahls aufspannt, und Vi zusammen mit der Einfallsachse von Pi eine Ebene aufspannt, zu der die Polarisationsebene des transmittierenden Strahls senkrecht steht, 10.2 die Polarisationsschichten P1 und P2 entlang eines ersten optischen Strahlengangs S1 , der durch Reflektionsflächen gefaltet sein kann, so angeordnet sind, dass sie zueinander komplementäre
765 Polarisationsschichten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene E1 , die gebildet ist aus der an P1 in S1 anliegenden optischen Achse und V1 , und die Ebene E2, die gebildet ist aus der an P2 in S1 anliegenden optischen Achse und V2, eine Lagebeziehung besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelebene E1 * die durch aufeinander folgende Spiegelungen der Ebene E1 an den aufeinander folgenden Reflektionsflächen von S1 hervorgeht, senkrecht steht zur
770 Ebene E2, 10.3 besagte Polarisationsschicht P1 und eine Polarisationsschicht P3 entlang eines zweiten optischen Strahlengangs S2, der durch Reflektionsflächen gefaltet sein kann, so angeordnet sind, dass sie zueinander komplementäre Polarisationsschichten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene E3, die gebildet ist aus der an P1 in S2 anliegenden optischen Achse und V1 , und die Ebene E4, 775 die gebildet ist aus der an P3 in S2 anliegenden optischen Achse und V3, eine Lagebeziehung besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelebene E3*, die durch aufeinander folgende Spiegelungen der Ebene E3 an den aufeinander folgenden Reflektionsflächen von S2 hervorgeht, senkrecht steht zur Ebene E4, 10.4 die beiden optischen Strahlengänge S1 und S2 sich in P1 schneiden, und die beiden Schnittwinkel 780 von N1 mit S1 und N1 mit S2 gleich groß sind, 10.5 die Positionierung der Polarisationsschichten so erfolgt, dass im Strahlengang eine Transmission an P1 entlang S1 gekoppelt ist mit einer Reflektion an P2, und eine Reflektion an P1 gekoppelt ist mit einer Transmission an P3 entlang S2.
785 11. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche vierte Polarisationsschicht P4 mit besagtem P2 entlang eines dritten optischen Strahlengangs S3 und mit besagtem P3 entlang eines vierten optischen Strahlengangs S4 einen zusätzlichen Kreuzpoiarisator nach Anspruch 10 bildet.
790 12. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Polarisationsschicht in der Anordnung ein doppelter bzw. zweiseitiger kartesischer Polarisator mit parallelen Schichtvektoren ist.
13. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle verwendeten
795 Polarisationsstrahlenteiler kartesische Polarisatoren sind, wie z.B. Wire Grid Polarisatoren.
14. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle verwendeten Polarisationsstrahlenteiler Dünnschichtpolarisatoren nach dem Brewster Prinzip sind, wie z.B. MacNeille-PBS.
800 15. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle Polarisationsschichten des Kreuzpolarisators durch ein Gehäuse eingeschlossen sind und die Strahlenführung in den und aus dem Kreuzpoiarisator entweder durch Fenster oder Öffnungen ermöglicht wird.
805 16. Vorrichtung zur Lichtführung für Zweikanalbildanzeigen mit mindestens einem Kreuzpoiarisator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Bildkanäle existieren, in jedem Bildkanal mindestens 1 räumlicher Bildmodulator eingesetzt wird und zur Einstrahlung in die beiden Bildkanäle besagter Kreuzpoiarisator verwendet wird.
810 17. Vorrichtung zur Lichtführung für Zweikanalbildanzeigen mit mindestens einem Kreuzpoiarisator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Bildkanäle existieren, in jedem Bildkanal mindestens 1 räumlicher Bildmodulator eingesetzt wird und zur Superposition der räumlich modulierten Bildstrahlen besagter Bildkanäle besagter Kreuzpoiarisator verwendet wird.
815 18. Vorrichtung zur Lichtführung für Zweikanalbildanzeigen mit mindestens einem Kreuzpoiarisator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Bildkanäle existieren, in jedem Bildkanal mindestens 1 räumlicher Bildmodulator eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Bildmodulatoren vom Typ Mikro-Elektro-Mechanische Systeme (MEMS, z.B. DMD von Texas Instruments) sind und zur Einstrahlung in die beiden Bildkanäle sowie zur Superposition der 820 räumlich modulierten Bildstrahlen derselbe Kreuzpoiarisator verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstrahlebene von P1 mit der Superpositionsebene von P1 einen Schnittwinkel bildet, der verschieden von Null ist.
19. Vorrichtung zur Lichtführung für Zweikanalbildanzeigen mit einem Kreuzpoiarisator nach Anspruch 825 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den Strahlengängen S1 und S2 zwischen P1 und P2 mindestens je ein räumlicher Bildmodulator eingesetzt wird.
20. Vorrichtung zur Lichtführung für Zweikanalbildanzeigen mit mindestens einem Kreuzpoiarisator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle Polarisationsschichten des
830 Kreuzpolarisators durch ein Gehäuse eingeschlossen sind, die Strahlenführung in den und aus dem Kreuzpoiarisator entweder durch Fenster oder Öffnungen ermöglicht wird und zwei räumliche Bildmodulatoren an besagtem Gehäuse montiert sind.
21. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens ein gerades
835 Prisma (bei welchem die Kanten auf der Grundfläche senkrecht stehen) mit der Grundfläche eines Dreiecks enthält, welches zusammengesetzt ist aus zwei geraden Teilprismen (bei welchen die Kanten senkrecht auf der Grundfläche stehen) mit der Grundfläche eines gleichschenkligen Dreiecks, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Teilprismen so zusammengesetzt sind, dass eine Polarisationsschicht P1 vom Typ Dünnschichtpolarisator zwischen den Teilprismen zu liegen
840 kommt, und die Mantelfläche des zusammengesetzten Prisma, die sich aus zwei Mantelflächen der Teilprismen zusammensetzt, eine kartesische Polarisationsschicht P2 trägt, deren Schichtvektor V2 parallel zur Grundfläche steht.
22. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens ein gerades
845 Prisma (bei welchem die Kanten auf der Grundfläche senkrecht stehen) mit der Grundfläche eines Dreiecks enthält, welches zusammengesetzt ist aus zwei geraden Teilprismen T1 und T2 (bei welchen die Kanten senkrecht auf der Grundfläche stehen) mit der Grundfläche eines gleichschenkligen Dreiecks, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Teilprismen eine kartesische Polarisationsschicht P1 mit dem Schichtvektor V1 liegt, und die Mantelfläche des
850 zusammengesetzten Prisma, die sich aus zwei Mantelflächen der Teilprismen zusammensetzt, eine kartesische Polarisationsschicht P2 trägt, deren Schichtvektor V2 senkrecht auf V1 steht.
23. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens ein gerades Prisma (bei welchem die Kanten auf der Grundfläche senkrecht stehen) mit der Grundfläche eines
855 Dreiecks enthält, welches zusammengesetzt ist aus zwei geraden Teilprismen T1a und T1b (bei welchen die Kanten senkrecht auf der Grundfläche stehen) mit der Grundfläche eines gleichschenkligen Dreiecks, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Mantelflächen des zusammengesetzten Prisma, die aus je einer Mantelfläche eines der Teilprismen besteht, Polarisationsschichten P1 und P2 tragen.
860 24. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens ein gerades Prisma (bei welchem die Kanten auf der Grundfläche senkrecht stehen) mit der Grundfläche eines Dreiecks enthält, welches zusammengesetzt ist aus zwei geraden Teilprismen (bei welchen die Kanten senkrecht auf der Grundfläche stehen) mit der Grundfläche eines gleichschenkligen 865 Dreiecks, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Teilprismen so zusammengesetzt sind, dass eine Polarisationsschicht P1 vom Typ Dünnschichtpolarisator zwischen den Teilprismen zu liegen kommt.
2δ. Kreuzpoiarisator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle kartesischen 870 Polarisationsschichten doppelseitig sind.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011117569A1 (de) 2011-07-08 2013-01-10 blnsight3D GmbH Bifurkales Strahlenteiler- Kreuz
US10477194B2 (en) 2012-04-25 2019-11-12 3M Innovative Properties Company Two imager projection device

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004006148A1 (de) * 2004-02-04 2005-09-08 Bausenwein, Bernhard, Dr. Vorrichtung und Verfahren zur reziproken Polarisation mit komplementär wirkenden kartesischen Polarisationsschichten (Kreuzpolarisator)
DE102008035045B4 (de) 2008-07-26 2015-02-12 blnsight3D GmbH Verfahren zur Herstellung eines räumlichen Lichtrasters mit verschiedenen Lichteigenschaften sowie dessen Anwendung in Anzeige-Verfahren und -Vorrichtungen
DE102011102132A1 (de) 2011-05-19 2012-11-22 blnsight3D GmbH Mehrkanalanzeige mit MOEMS und Verfahren der Superposition nicht-normal abgestrahlter Bildstrahlen in Mehrkanalanzeigen mit MOEMS
DE102011117568A1 (de) 2011-07-08 2013-01-10 blnsight3D GmbH 3-paariges Additionsverfahren für polarisationskodierte 3-farbige 6-Kanal-Stereo-Bildanzeigen
DE102011110947B4 (de) 2011-08-13 2013-03-28 blnsight3D GmbH Stereo-2-Kanal-6-Farb-Bildanzeige mit Wellenlängensortierung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6490087B1 (en) * 1999-04-21 2002-12-03 U.S. Precision Lens Incorporated Optical systems for reflective LCD's
WO2003065735A1 (en) * 2002-01-28 2003-08-07 Thomson Licensing S.A. Brighter light engine architecture for a liquid crystal display projection system

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2449287A (en) * 1946-09-23 1948-09-14 Merrill M Flood Polarizing beam-splitting prism
DE3720375A1 (de) * 1987-06-19 1988-12-29 Fraunhofer Ges Forschung Projektionsvorrichtung
KR930003307B1 (ko) * 1989-12-14 1993-04-24 주식회사 금성사 입체용 프로젝터
EP0774130B1 (de) * 1994-08-04 2006-12-20 Texas Instruments Incorporated Anzeigevorrichtung
JPH09159988A (ja) * 1995-12-12 1997-06-20 Nikon Corp 投射型表示装置
US5921650A (en) * 1998-02-27 1999-07-13 International Business Machines Corporation High efficiency field-sequential color projector using two SLMs
CH695171A5 (de) * 1999-02-04 2005-12-30 Balzers Hochvakuum Lichtteiler und optische Uebertrageranordnung mit einem Lichtteiler.
US6280034B1 (en) * 1999-07-30 2001-08-28 Philips Electronics North America Corporation Efficient two-panel projection system employing complementary illumination
US6309071B1 (en) * 1999-08-04 2001-10-30 Sharp Laboratories Of America, Inc. Liquid crystal projection display system
US6377318B1 (en) * 2000-01-18 2002-04-23 Aurora Systems, Inc. Multi-channel imaging engine apparatus
US20030020809A1 (en) * 2000-03-15 2003-01-30 Gibbon Michael A Methods and apparatuses for superimposition of images
US6391528B1 (en) * 2000-04-03 2002-05-21 3M Innovative Properties Company Methods of making wire grid optical elements by preferential deposition of material on a substrate
JP2001330728A (ja) * 2000-05-22 2001-11-30 Jasco Corp ワイヤーグリット型偏光子及びその製造方法
TW451106B (en) * 2000-08-17 2001-08-21 Primax Electronics Ltd Projection display device to display electronic image
US6532111B2 (en) * 2001-03-05 2003-03-11 Eastman Kodak Company Wire grid polarizer
IL159779A0 (en) * 2001-07-12 2004-06-20 Genoa Technologies Ltd Sequential projection color display using multiple imaging panels
US6547396B1 (en) * 2001-12-27 2003-04-15 Infocus Corporation Stereographic projection system
CN1568437A (zh) * 2001-10-09 2005-01-19 皇家飞利浦电子股份有限公司 光学装置
US6714350B2 (en) * 2001-10-15 2004-03-30 Eastman Kodak Company Double sided wire grid polarizer
US20030117708A1 (en) * 2001-12-21 2003-06-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Sealed enclosure for a wire-grid polarizer and subassembly for a display system
US6909473B2 (en) * 2002-01-07 2005-06-21 Eastman Kodak Company Display apparatus and method
EP1337117A1 (de) * 2002-01-28 2003-08-20 Thomson Licensing S.A. Stereskopisches Projektionssystem
US6665119B1 (en) * 2002-10-15 2003-12-16 Eastman Kodak Company Wire grid polarizer
WO2004046787A1 (en) * 2002-11-14 2004-06-03 Colorlink, Inc. Three-panel color management systems and methods
DE10361915B4 (de) * 2003-12-29 2009-03-05 Bausenwein, Bernhard, Dr. 2-Kanal-Stereo-Bildanzeigevorrichtung mit mikroelektromechanischen Systemen
DE102004006148A1 (de) * 2004-02-04 2005-09-08 Bausenwein, Bernhard, Dr. Vorrichtung und Verfahren zur reziproken Polarisation mit komplementär wirkenden kartesischen Polarisationsschichten (Kreuzpolarisator)

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6490087B1 (en) * 1999-04-21 2002-12-03 U.S. Precision Lens Incorporated Optical systems for reflective LCD's
WO2003065735A1 (en) * 2002-01-28 2003-08-07 Thomson Licensing S.A. Brighter light engine architecture for a liquid crystal display projection system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011117569A1 (de) 2011-07-08 2013-01-10 blnsight3D GmbH Bifurkales Strahlenteiler- Kreuz
US10477194B2 (en) 2012-04-25 2019-11-12 3M Innovative Properties Company Two imager projection device

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004006148A1 (de) 2005-09-08
US20070159693A1 (en) 2007-07-12
DE112005000801A5 (de) 2007-05-24
US7929208B2 (en) 2011-04-19
DE112005000801B4 (de) 2013-01-10

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