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DE69130665T2 - Verfahren für die Wiedergabe von Bildern, erzeugt durch die Energie-Übertragung eines räumlichen Modulators - Google Patents

Verfahren für die Wiedergabe von Bildern, erzeugt durch die Energie-Übertragung eines räumlichen Modulators

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Publication number
DE69130665T2
DE69130665T2 DE69130665T DE69130665T DE69130665T2 DE 69130665 T2 DE69130665 T2 DE 69130665T2 DE 69130665 T DE69130665 T DE 69130665T DE 69130665 T DE69130665 T DE 69130665T DE 69130665 T2 DE69130665 T2 DE 69130665T2
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Germany
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light
modulated
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DE69130665T
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Jean-Pierre F-92045 Paris La Defense Huignard
Brigitte F-92045 Paris La Defense Loiseaux
Michel F-92045 Paris La Defense Papuchon
Claude F-92045 Paris La Defense Puech
Henri F-92045 Paris La Defense Rajbenbach
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Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
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Publication date
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3161Modulator illumination systems using laser light sources
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/74Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • H04N5/7416Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal

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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Leuchtbild-Anzeigesystem.
  • Sie ist insbesondere auf die Projektion von Videobildern auf einen großen Schirm anwendbar.
  • Derzeit werden auf der Grundlage aktiver Flüssigkristall- Matrizen Großbildschirm-Videoprojektionssysteme entwickelt. Diese Matrizen verwenden im allgemeinen Flüssigkristalle des "nematisch-schraubenlinienförmigen"-Typs, denen für die Adressierung der verschiedenen Pixel durch das Videosignal Dünnschichttransistoren zugeordnet sind. Sie bilden das Äquivalent dynamischer Diapositive. Die daraus sich ergebenden Projektoren ähneln hinsichtlich ihrer Konzeption den Projektoren für Diapositive. Die Farbbildprojektion wird entweder anhand dreier monochromer optischer Ventile oder anhand eines einzigen Ventils erhalten, das mit Farbfiltern in einer Anordnung, die derjenigen von Farbfernsehröhren ähnlich ist, versehen ist. Ein Beispiel eines solchen Systems ist in EP-A-0 383 646 beschrieben.
  • Obwohl diese Projektoren zunächst sehr vorteilhaft erschienen, besitzen sie den Nachteil eines sehr schlechten Lichtwirkungsgrades in der Größenordnung von einigen Prozent. Die verwendeten Zellen müssen nämlich zwischen gekreuzten Polarisatoren arbeiten, was einerseits zur Folge hat, daß eine der Polarisationskomponenten der Beleuchtungsquelle nicht genutzt wird (Verlust von 50%), und daß andererseits eine zusätzliche Absorption aufgrund der verwendeten Polarisatoren zu berücksichtigen ist. Die Nutzfläche jedes Pixel ist gering (Trennung zwischen jedem Pixel, vom Steuertransistor belegte Fläche, ...), was um so deutlicher hervortritt, wenn bei gleicher Zellenfläche Zellen mit sehr hoher Auflösung verwirklicht werden sollen, die mit dem hochauflösenden Fernsehen (HDTV) kompatibel ist.
  • Obwohl Kunstgriffe, die eine Erhöhung des Lichtwirkungsgrades derartiger Projektoren ermöglichen, derzeit untersucht werden, ist es wenig wahrscheinlich, daß Projektoren verwirklicht werden können, die einen Wirkungsgrad von 10% überschreiten.
  • Parallel zur Verwendung von Flüssigkristall-Matrizen werden auch Lösungen auf der Grundlage einer dreifarbigen Laserprojektion in Betracht gezogen. Diese Lösungen nutzen Methoden zur XY-Ablenkungen von Laserstrahlenbündeln durch optomechanische (einschließlich holographischer) und akustooptische Mittel. Diese Lösungen sind durch mehrere Faktoren begrenzt:
  • - Flimmerphänomene (wegen der fehlenden Remanenz des Schirms)
  • - schwierige Verwirklichung von schnellen Ablenkeinrichtungen mit einer großen Anzahl von Punkten unter vollständiger Beibehaltung einer guten Leistungsfähigkeit
  • - Existenz parasitäter Phänomene aufgrund eines Fleck-Rauschens (speckle) (körniges Rauschen, das mit der Kohärenz der verwendeten Laserquellen in Beziehung steht).
  • Die vorgeschlagene Lösung basiert auf der Verwendung von Flüssigkristall-Matrizen - deren industrielle Entwicklung unabwendbar ist - in einem Projektionssystem, das kraft einer wirksamen Energieübertragung zwischen einem Signalstrahlenbündel und einem Pumpstrahlenbündel einen optimalen Wirkungsgrad ermöglicht.
  • Daher betrifft die Erfindung ein Bildanzeigesystem mit:
  • - einer Lichtquelle, die ein Lichtstrahlenbündel liefert;
  • - einem räumlichen Lichtmodulator, der das Lichtstrahlenbündel empfängt und die Intensität des Strahlenbündels in der Weise moduliert, daß er ein moduliertes Strahlenbündel überträgt, das das anzuzeigende Bild transportiert; und
  • - einem Anzeigemittel, das das modulierte Strahlenbündel empfängt und das vom Strahlenbündel transportierte Bild anzeigt;
  • dadurch gekennzeichnet, daß es enthält:
  • - eine Lichtverstärkungseinrichtung, die zwischen den Modulator und das Anzeigemittel eingefügt ist und einerseits das modulierte erste Laserstrahlenbündel und andererseits ein zweites Laserstrahlenbündel empfängt, das als Pumpstrahlenbündel verwendet wird, um das modulierte Strahlenbündel zu verstärken, und das verstärkte Strahlenbündel an das Anzeigemittel überträgt;
  • - Mittel zum Verschieben der Lichtverstärkungsvorrichtung, die die Verschiebung dieser Vorrichtung in bezug auf das modulierte Strahlenbündel ermöglichen.
  • Die verschiedenen Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden deutlicher in der Beschreibung und in den beigefügten Figuren, worin:
  • - Fig. 1 ein allgemeines Ausführungsbeispiel eines Systems gemäß der Erfindung zeigt;
  • - Fig. 2 ein genaues Ausführungsbeispiel eines Systems gemäß der Erfindung zeigt;
  • - Fig. 3 eine Vorrichtung zeigt, die eine Verschiebung des nichtlinearen Mediums schafft;
  • - Fig. 4 ein System gemäß der Erfindung zeigt, das auf eine dreifarbige Projektion angewendet wird;
  • - Fig. 5 eine Variante des Systems nach Fig. 4 zeigt;
  • - Fig. 6 ein weiteres System gemäß der Erfindung zeigt, das auf eine dreifarbige Projektion angewendet wird.
  • Die Techniken der Energieübertragung zwischen einem Pumpstrahlenbündel und einem Signalstrahlenbündel sind von nun an wohlbekannt. Sie beruhen unter anderem auf der Verwendung lichtbrechender Materialien (BSO, BaTiO&sub3;, SBN, ...).
  • Die vorgeschlagene Lösung besteht darin, diese Wirkung der Energieübertragung auszunutzen, um den schlechten Wirkungsgrad des herkömmlichen Projektors, der aktive Flüssigkristall- Matrizen verwendet, zu beseitigen.
  • Das allgemeine Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 enthält einen räumlichen Lichtmodulator 1, der ein erstes Strahlenbündel F1 empfängt und ein moduliertes Strahlenbündel FM durchläßt, das somit ein Bild entsprechend der ausgeführten räumlichen Modulation transportiert. Der räumliche Modulator 1 ist beispielsweise eine Flüssigkristallzelle.
  • Eine Energieübertragungsvorrichtung 2 wie etwa ein nichtlineares Medium, beispielsweise ein lichtbrechender Kristall, empfängt das modulierte Strahlenbündel FM und ein zweites Strahlenbündel F2 in der Weise, daß eine Energieübertragung vom zweiten Strahlenbündel F2 zum modulierten Strahlenbündel FM erfolgt. Dadurch wird ein anzuzeigendes moduliertes Strahlenbündel FA erhalten, das hochgradig verstärkt ist. Hierzu besitzen die beiden Strahlenbündel F2 und FM dieselbe Wellenlänge, wobei ihr Winkel entsprechend der Art des lichtbrechenden Materials bestimmt wird, wie dies in der Technik bekannt ist.
  • Fig. 2 zeigt ein genaues Ausführungsbeispiel der Vorrichtung der Erfindung.
  • Diese Vorrichtung enthält im wesentlichen:
  • - eine polarisierte Lichtquelle 3 (Laser), die ein Strahlenbündel F1 aussendet;
  • - einen Strahlenbündeltrenner 4, der das Strahlenbündel F1 in ein Strahlenbündel F2 mit hoher Intensität und in ein Strahlenbündel F1 mit niedriger Intensität trennt;
  • - einen räumlichen Lichtmodulator 1 wie etwa einen Flüssigkristallschirm, der das Strahlenbündel F1 mit niedriger Intensität empfängt und ein moduliertes Strahlenbündel FM durchläßt;
  • - eine Energieübertragungsvorrichtung 2 wie etwa ein nichtlineares Medium, beispielsweise einen lichtbrechenden Kristall, der das modulierte Strahlenbündel FM mit niedriger Intensität sowie das Strahlenbündel F2 mit hoher Intensität empfängt und eine Energieübertragung vom Strahlenbündel F2 zum Strahlenbündel FM bewirkt;
  • - ein Objektiv 5, das die Anzeige des erhaltenen Strahlenbündels FA auf einem Schirm 11 ermöglicht.
  • Die Funktionsweise dieser Vorrichtung ist daher die folgende. Die vom Laser 3 ausgegebene Strahlung wird in zwei Strahlenbündel F1 und F2 unterschiedlicher Intensität i bzw. Ip getrennt. Das Strahlenbündel F1 mit niedriger Intensität wird zur Flüssigkristall-Matrix so gelenkt, daß es diese in einer Weise, die derjenigen, die in einem herkömmlichen Projektor verwendet wird, beleuchtet (es ist anzumerken, daß der Laser, da er vorteilhaft polarisiert sein kann, die Weglassung des Eingangspolarisators eines herkömmlichen Projektionssystems und eine Erhöhung der Lichtbilanz um wenigstens 3 dB ermöglicht).
  • Oben ist deutlich geworden, aus welchen Gründen der Lichtwirkungsgrad eines Flüssigkristall-Projektors gering ist. Es sei &alpha; dieser Wirkungsgrad (&alpha; < < 1). Am Ausgang des optischen Ventils und des Polarisators ist daher die Lichtintensität (&alpha; · i).
  • Das Strahlenbündel F2 mit hoher Intensität Ip wird als Pumpstrahlenbündel verwendet, um das Strahlenbündel FM mit niedrigem Pegel, das vom Modulator 1 ausgegeben wird, zu verstärken. Hierzu werden die Strahlenbündel FM und F2 mit Intensität Ip bzw. (&alpha; · i) in dem lichtbrechenden Medium 2 (beispielsweise Bariumtitanat-Kristall) in der Weise kombiniert, daß die Energie des Pumpstrahls F2 an das modulierte Strahlenbündel FM übertragen wird. Diese Übertragung kann mit einem ausgezeichneten Wirkungsgrad erfolgen, falls das Verhältnis Ip/(&alpha; · i) groß ist (z. B. 103), falls die Winkel zwischen dem modulierten Strahlenbündel FM und dem Pumpstrahlenbündel F2 korrekt eingestellt sind (der Verstärkungsfaktor hängt vom Abstand der Interferenzlinien ab - was für das verwendete lichtbrechende Material nicht charakterstisch ist - typischerweise einige Mikrometer für Bariumtitanat mit einem ausreichenden Winkeldurchlaßband für die Verstärkung eines Strahlenbündels, das ein Winkelspektrum aufweist, wie es vom Ventil ausgegeben wird) und falls das Signalstrahlenbündel eine Intensitätsdichte in der Größenordnung von einigen mW/cm² besitzt. Der Wechselwirkungsgrad der Übertragung kann in Materialien wie etwa BaTiO&sub3; und SBN 100% erreichen.
  • Bei ansonsten unverändertem Sachverhalt kann der Wirkungsgrad &eta;&sub1; eines Projektionssystems, das das Laserstrahlenbündel mit der Intensität I in einem herkömmlichen Projektionssystem direkt verwendet, mit dem Wirkungsgrad &eta;&sub2; in einem Projektionssystem gemäß der Erfindung, das das Verfahren der Energieübertragung in einem lichtbrechenden Material wie oben beschrieben nutzt, verglichen werden:
  • &eta;&sub1; = &alpha;
  • &eta;&sub2; = IP/I = I - i/I
  • Es ist bekannt, daß (&alpha; · i) in der Größenordnung von 1 bis 10 mW liegen sollte und daß für Oberflächenwechselwirkungen in der Größenordnung von cm² das Verhältnis Ip/&alpha; · i &sim; 10³ (mit &alpha; &sim; 5%) sein sollte.
  • Falls (&alpha; · i) = 1 mW, ist i = 20 mW und Ip = 1 W, mit I = 1,02 W. Diese Lösung ermöglicht eine Projektion auf einen Schirm in der Größenordnung von 1 m². Hingegen stand in der herkömmlichen Lösung nur eine Leistung in der Größenordnung von 50 mW pro m² zur Verfügung.
  • Falls (&alpha; · i) = 10 mW, ist i = 200 mW und Ip = 10 W, mit I = 10,2 W. Diese Lösung ermöglicht eine Projektion auf einen Schirm in der Größenordnung von 10 m². In der herkömmlichen Lösung stand nur eine Leistung in der Größenordnung von 500 mW zur Verfügung, was kaum ausreichte, um auf einen Schirm mit 1 m² zu projizieren.
  • Es ist außerdem anzumerken, daß in der herkömmlichen Lösung, in der ein großer Teil des Beleuchtungsstrahlenbündels durch die Flüssigkristallzelle abgefangen wird, die Gefahr besteht, daß diese wegen der hohen Aufheizung verschlechtert wird, wenn ein Laser mit hoher Leistung verwendet wird, um die geringe Lichtleistung des Systems zu kompensieren.
  • Das System der Erfindung ermöglicht daher außerdem die Lösung der eventuellen Probleme einer Aufheizung des Flüssigkristalls.
  • In den beiden oben angegebenen Fällen sind die für die Laser erforderlichen Leistungen mit jenen vorhandener Laser verträglich: mit einem Argon- oder Krypton-Laser, jedoch auch mit einem doppelten Nd : YAG-Laser. Die Entwicklung der Pumptechno logien durch Leistungs-Laserdioden und Festkörperlaser des Typs Nd : YAG muß die Verwirklichung von Laserquellen mit hohem Wirkungsgrad und großer Lebensdauer bei reduzierten Kosten und vereinfachten Beschränkungen ermöglichen.
  • Für die Projektion von bewegten Bildern im Fernsehtakt ist es wichtig, daß die Antwortzeit des verwendeten lichtbrechenden Materials geeignet ist. Die Antwortzeit von BSO liegt in der Größenordnung von 20 ms und ist daher mit der in Betracht gezogenen Anwendung kompatibel. BaTiO&sub3; kann ebenfalls verwendet werden. Es ermöglicht eine Gesamtenergieübertragung und besitzt eine Ansprechzeit, die von der Leistungsdichte abhängt. Damit mit einem Fernsehtakt kompatible Ansprechzeiten erhalten werden, sind hohe Leistungsdichten in der Größenordnung von einem bis zu einigen Watt/cm² notwendig, was den oben in Betracht gezogenen Größenordnungen entspricht.
  • Die Vorrichtung nach Fig. 2 enthält außerdem Vorrichtungen, die das System der Erfindung kompakter machen. Es handelt sich insbesondere um Reflexionsvorrichtungen 6, 7 und 10, die ein Zurückstrahlen der Lichtstrahlenbündel in geeignete Richtungen ermöglichen.
  • Eine Zerstreuungslinse 12 ermöglicht die Verteilung des Lichtstrahlenbündels F1 auf die gesamte Oberfläche des räumlichen Modulators 1. Eine Fokussierungslinse 8 ermöglicht die Fokussierung des modulierten Strahlenbündels FM auf das optische Zentrum des Objektivs 5, so daß die maximale Energie im Objektiv gesammelt wird.
  • Außerdem ist in dem Weg des Pumpstrahlenbündels F2 eine Polarisationssteuereinrichtung wie etwa ein Halbwellenlängenplättchen oder eine Kombination aus einem Halbwellenlängenplättchen und einem Viertelwellenplättchen angeordnet, die die Durchlassung eines Pumpstrahlenbündels F2 mit einer an den lichtbrechenden Kristall 2 angepaßten Polarisation ermöglicht.
  • Um eine qualitativ hochwertige Projektion zu erhalten, müssen Rauschprobleme beseitigt werden, die in den Verstärkungsexperimenten in den lichtbrechenden Materialien aufgrund der Verstärkung des parasitären gestreuten Lichts und der internen Reflexionen beobachtet werden können. Das Rauschen kann durch eine leichte Drehung des lichtbrechenden Kristalls während der Wechselwirkung reduziert werden, wie in dem französischen Patent FR-A-2 647 229 beschrieben ist.
  • Das zu verstärkende modulierte Strahlenbündel FM wird mit dem Pumpstrahlenbündel F2 in dem nichtlinearen Medium 2 (lichtbrechender Kristall) überlagert. Um das Rauschen deutlich zu reduzieren oder sogar zu beseitigen, wird daher die Entstehung von rauscherzeugenden Interferenzen verhindert, indem das nichtlineare Medium durch Drehung um eine Achse bewegt wird. Fig. 3 zeigt eine solche Anordnung. Der lichtbrechende Kristall 2 empfängt das modulierte Strahlenbündel FM und das Pumpstrahlenbündel F2 unter einem geeigneten Winkel. Gemäß Fig. 3 empfängt der Kristall 2 die beiden Strahlenbündel auf derselben Fläche 20.
  • Nicht gezeigte Mittel, die dem lichtbrechenden Medium 2 zugeordnet sind, ermöglichen dessen Oszillation um eine mittlere Position um eine Achse 0, derart, daß sich die Eingangsfläche 20 des lichtbrechenden Kristalls in bezug auf das modulierte Strahlenbündel und das Pumpstrahlenbündel dreht.
  • Damit außerdem die Bewegung des Kristalls die Störung der Entstehung von Interferenzen im Kristall ermöglicht, ist vorteilhaft vorgesehen, daß sich die Achse 0 außerhalb des Kristalls und zweckmäßig in einem Abstand befindet, der im wesentlichen gleich der Höhe des Kristalls ist, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.
  • Aus der Beobachtung des verstärkten Signals und des verstärkten Rauschens ergibt sich, daß die Geschwindigkeit der Verschiebung des Kristalls ausreichend hoch sein muß, um die Verstärkung des Rauschens zu beeinflussen, jedoch niedriger als ein Grenzwert, um den Verstärkungsmechanismus für das modulierte Strahlenbündel, das sich viel schneller bildet, nur sehr wenig zu beeinflussen.
  • Es ist festgestellt worden, daß eine Drehung in der Größenordnung eines Grades pro Sekunde ausreicht, um einen hohen Faktor in bezug auf das Rauschsignal (im Experiment ist ein Faktor 20 demonstriert worden) zu erhalten und um ein verstärktes Bild ohne Rauschen zu erhalten, da die Zeitkonstante der Entstehung von dem Rauschen entsprechenden Interferenzmustern länger als die dem Signal entsprechende Zeitkonstante ist. Die vorgeschlagene Projektionsvorrichtung müßte diese Möglichkeit stark ausnutzen. Die eventuelle leichte Verschiebung des Bildes auf dem Schirm, die sich aus dieser hin und her gehenden Bewegung des Kristalls ergeben könnte, kann durch ein geeignetes optisches System leicht kompensiert werden. Dieses System ist beispielsweise durch ein Plättchen mit parallelen Flächen gebildet, das in der entgegengesetzten Richtung wie der lichtbrechende Kristall 2 oszilliert und im wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie der Kristall 2 hat.
  • Zu jedem Zeitpunkt besitzen der Kristall 1 und das Plättchen mit parallelen Flächen symmetrische Positionen in bezug auf eine zur Ausbreitungsrichtung des modulierten Strahlenbündels FM senkrechte Richtung. Unter diesen Bedingungen sind das modulierte Strahlenbündel FM und das verstärkte Strahlenbündel FA stets im wesentlichen kolinear.
  • Die dreifarbige Projektion kann anhand dreier unabhängiger Systeme, die zum beschriebenen System ähnlich sind, erhalten werden. Es ist erforderlich, daß die lichtbrechenden Kristalle mit ähnlichen Eigenschaften im blauen, im grünen und im roten Bereich angeordnet werden können. Derzeit arbeiten die Kristalle des Typs BaTiO&sub3; gut im grünen Bereich und im blaugrünen Bereich, sie sind jedoch im roten Bereich weniger empfindlich.
  • Eine Optimierung der Dotierungen ermöglicht die Beseitigung dieses Nachteils.
  • In diesem Fall werden die drei Strahlenbündel, die den drei Farben (rot, blau, grün) entsprechen, durch räumliche Modulatoren räumlich verarbeitet. Es wird beispielsweise eine Anordnung wie etwa diejenige von Fig. 4 verwendet. Die drei Strahlenbündel rot (FIR), grün (FIV) und blau (FIB) werden durch räumliche Modulatoren 1R, 1V bzw. 1B verarbeitet. Die modulierten Strahlenbündel FMR, FMV, FMB werden an einen dichroitischen Kubus übertragen. Die Fläche 3R des Kubus reflektiert das rote Strahlenbündel FMR. Die Fläche 3B reflektiert das blaue Strahlenbündel FMB. Das grüne Strahlenbündel FMV durchquert den Kubus ohne Reflexion. Die drei Strahlenbündel werden daher zu einem einzelnen Strahlenbündel FMT gruppiert, das wie oben in einer Energieübertragungsvorrichtung 2 verstärkt wird, um ein verstärktes Strahlenbündel FA zu ergeben. Für die Energieübertragung empfängt die Vorrichtung 2 drei Pumpstrahlenbündel F2R, F2V und F2B, die den drei Farben rot, grün bzw. blau entsprechen und zweckmäßig von denselben Lichtquellen geliefert werden, die die Strahlenbündel FIR, FIV und FIB geliefert haben.
  • Es ist außerdem möglich, das System der Erfindung unter Verwendung zweier oder dreier lichtbrechender Kristalle zu verwirklichen, die am Ort des lichtbrechenden Kristalls 2 in einer Reihe angeordnet sind. Fig. 5 zeigt eine solche Anordnung, in der jeder Kristall 2R, 2V, 2B ermöglicht, nur ein Strahlenbündel mit einer einzigen Wellenlänge zu verstärken, während er für die anderen Wellenlängen durchlässig ist.
  • Der Kristall 2R empfängt daher den Pumpstrahl F2R (rote Farbe) und ermöglicht die Verstärkung der roten Komponente des Strahlenbündels FMT. Er ist für die grünen und blauen Komponenten des Strahlenbündels FMT durchlässig.
  • Die Funktionsweise der Kristalle 2 V und 2B ist für die grünen bzw. blauen Komponenten ähnlich.
  • Es kann außerdem, wie in Fig. 6 gezeigt ist, jedem räumlichen Modulator 1R, 1V, 1B eine Energieübertragungsvorrichtung 2R, 2V bzw. 2B zugeordnet sein, wobei dann die drei modulierten Strahlenbündel nach der Verstärkung rekombiniert werden.
  • Das System der Erfindung ist auf ein System anwendbar, das nur einen räumlichen Modulator enthält. In diesem Fall würden die von den drei Lasern ausgegebenen Strahlungen über Linsen- oder Hologramm-Matrizen auf die verschiedenen Pixel in der Weise fokussiert, daß das Äquivalent abwechselnder roter, grüner und blauer Pixel verwirklicht würde.
  • Die Verstärkung würde durch Anwenden der Vorrichtungen der Fig. 4 oder 5 verwirklicht.
  • Selbstverständlich ist die vorangehende Beschreibung nur anhand eines Beispiels gegeben worden. Es können andere Varianten in Betracht gezogen werden, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen. Insbesondere können die Arten der räumlichen Modulatoren bzw. der Energieübertragungsvorrichtungen (oder Verstärkungsvorrichtungen) von den oben angegebenen Arten verschieden sein.

Claims (12)

1. Bildanzeigesystem, mit:
- einer Lichtquelle (3), die ein Lichtstrahlenbündel (I) liefert;
- einem räumlichen Lichtmodulator (1), der das Lichtstrahlenbündel (I) empfängt und die Intensität des Strahlenbündels in der Weise moduliert, daß er ein moduliertes Strahlenbündel übertragt, das das anzuzeigende Bild transportiert; und
- einem Anzeigemittel (5, 11), das das modulierte Strahlenbündel (FM) empfängt und das vom Strahlenbündel transportierte Bild anzeigt;
dadurch gekennzeichnet, daß:
- die Lichtquelle eine Laserquelle ist und das Lichtstrahlenbündel, das sie aussendet, durch ein erstes Laserstrahlenbündel gebildet ist;
- eine Lichtverstärkungsvorrichtung (2) vorgesehen ist, die zwischen den Modulator (1) und das Anzeigemittel (5, 11) eingefügt ist und einerseits das modulierte erste Laserstrahlenbündel (FM) und andererseits ein zweites Laserstrahlenbündel (F2) empfängt, das als Pumpstrahlenbündel verwendet wird, um das modulierte Strahlenbündel (FM) zu verstärken, und das verstärkte Strahlenbündel an das Anzeigemittel (5, 11) überträgt;
- Mittel zum Verschieben der Lichtverstärkungsvorrichtung (2) vorgesehen sind, die die Verschiebung dieser Vorrichtung in bezug auf das modulierte Strahlenbündel ermöglichen.
2. System nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß es eine Fokussierungslinse (8) enthält, die in der Bahn des ersten Strahlenbündels (F1) angeordnet ist und das modulierte Strah lenbündel auf das optische Zentrum eines Projektionsobjektivs (5) fokussiert.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der räumlich Modulator (1) eine Flüssigkristallvorrichtung ist.
4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtverstärkungsvorrichtung (2) ein lichtbrechender Kristall ist.
5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lichtstrahlenbündel (F1) und das zweite Lichtstrahlenbündel (F2) mit der gleichen Polarisation polarisiert sind.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (F1) und das zweite (F2) Lichtstrahlenbündel von derselben Lichtquelle (3) geliefert werden und daß eine Trennvorrichtung (4) ein von dieser Quelle geliefertes Strahlenbündel in ein erstes Strahlenbündel (F1) mit geringer Intensität und in ein zweites Strahlenbündel (F2) mit hoher Intensität trennt.
7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungsmittel ermöglichen, die Lichtverstärkungsvorrichtung (2) in bezug auf eine feste Achse (0) oszillieren zu lassen.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Plättchen mit parallelen Flächen enthält, das sich um eine feste Achse (0) in entgegengesetzter Richtung zur Lichtverstärkungsvorrichtung (2) dreht, um die durch die Bewegung der Lichtverstärkungsvorrichtung (2) verursachte Bildverschiebung zu kompensieren, und dessen Position in jedem Zeitpunkt zur Position der Verstärkungsvorrichtung in bezug auf eine zur Ausbreitungsrichtung des modulierten Strahlenbündels senkrechte Richtung symmetrisch ist.
9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere räumliche Lichtmodulatoren (1R, 1V, 1B), die jeweils ein Lichtstrahlenbündel (FIR, FIV, FIB) mit einer besonderen Wellenlänge empfangen; eine Lichtverstärkungsvorrichtung (2), die jedem räumlichen Modulator zugeordnet ist und ein vom räumlichen Modulator moduliertes Strahlenbündel sowie ein Pumpstrahlenbündel (F2R, F2V, F2B) empfängt und ein verstärktes moduliertes Strahlenbündel liefert; und eine Strahlenbündelkombinationsvorrichtung (30), die die von den Lichtverstärkungsvorrichtungen (2) gelieferten verstärkten modulierten Strahlenbündel empfängt und ein kombiniertes Strahlenbündel (FA) liefert, enthält.
10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere räumlich Lichtmodulatoren (1R, 1V, 1B), die Strahlenbündel mit bestimmten Wellenlängen modulieren; eine Strahlenbündelkombinationsvorrichtung (30), die die von den Modulatoren modulierten Strahlenbündel empfängt und ein kombiniertes Strahlenbündel (FMT) liefert; und eine Lichtverstärkungsvorrichtung (2), die das kombinierte Strahlenbündel und ein die Wellenlängen umfassendes Pumpstrahlenbündel (oder mehrere Strahlenbündel mit den Wellenlängen) empfängt, enthält.
11. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere Lichtverstärkungsvorrichtungen (2R, 2V, 2B) enthält, die im kombinierten Strahlenbündel in Serie angeordnet sind und jeweils ein Pumpstrahlenbündel mit einer der Wellenlängen empfangen; wobei jede Lichtverstärkungsvorrichtung die Verstärkung einer oder mehrerer Wellenlängen ermöglicht und für die anderen Wellenlängen durchlässig ist.
12. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der räumliche Modulator wenigstens drei Strahlenbündel mit unterschiedlichen Wellenlängen empfängt, wobei diese drei Strahlenbündel auf drei verschiedene Modulationselemente des räumlichen Modulators in der Weise fokussiert werden, daß sie unterschiedlich moduliert werden können, wobei die drei modulierten Strahlenbündel anschließend an eine oder mehrere gemeinsame Verstärkungsvorrichtungen übertragen werden.
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