DE19857580A1 - Laser image large screen image projection having light source/modulation vertical sweep mirror impinging and relay lens polygonal horizontal rotating mirror reflecting horizontal sweep. - Google Patents
Laser image large screen image projection having light source/modulation vertical sweep mirror impinging and relay lens polygonal horizontal rotating mirror reflecting horizontal sweep.Info
- Publication number
- DE19857580A1 DE19857580A1 DE19857580A DE19857580A DE19857580A1 DE 19857580 A1 DE19857580 A1 DE 19857580A1 DE 19857580 A DE19857580 A DE 19857580A DE 19857580 A DE19857580 A DE 19857580A DE 19857580 A1 DE19857580 A1 DE 19857580A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- transmission lens
- focal length
- light
- mirror
- sweep
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3129—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/101—Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Großbild-Projektions- Vorrichtung. Insbesondere ist eine Laser-Großbild- Projektions-Vorrichtung offenbart, die einen großen Bildschirm in einem relativ kleinen Abstand durch Aufweitung eines horizontalen Scan-Winkels einer Laser-Projektions- Vorrichtung aufweist.The present invention relates to a large-screen projection Contraption. In particular, a laser large-screen Projection device discloses a large Screen at a relatively small distance due to expansion a horizontal scan angle of a laser projection Has device.
Die typischen vorbekannten Mittel für das Abbilden eines Bildes sind flache plattenförmige Elemente wie Katodenstrahlröhren (CRT) von Fernsehempfängern und Flüssigkristallvorrichtungen (LCD).The typical previously known means for imaging a Image are flat plate-like elements like Cathode ray tubes (CRT) from television receivers and Liquid crystal devices (LCD).
Je größer jedoch der CRT oder das LCD ist, desto schwieriger ist die Herstellung und desto kleiner ist die Auflösung, so daß deren Vermarktung begrenzt ist.However, the larger the CRT or LCD, the more difficult is the manufacture and the smaller the resolution, so that their marketing is limited.
Aus diesem Grund wird gemäß dem Stand der Technik ein großes Display dadurch hergestellt, daß das Bild durch Linsen aufgeweitet und auf einen Schirm projiziert wird. Diese Methode weist jedoch dahingehend Probleme auf, daß die Qualität des auf den Bildschirm projizierten Bildes nicht gut und die Helligkeit sehr niedrig ist aufgrund der beschränkten Leistung der Lichtquelle entsprechend der Temperaturcharakteristik der Bildabbildungs-Vorrichtung.For this reason, according to the prior art, a large one Display manufactured by the image through lenses expanded and projected onto a screen. This However, method has problems in that the The quality of the image projected on the screen is not good and the brightness is very low due to the limited Power of the light source according to the Temperature characteristic of the image imaging device.
Alternativ dazu ist eine Laser-Bild-Projektions-Vorrichtung unter Nutzung eines Lasers entwickelt worden. Die entwickelte Laser-Bild-Projektions-Vorrichtung erfordert jedoch eine große Projektionsentfernung aufgrund der Schmalheit des horizontalen Scan-Winkels. Dies hat seinen Grund in der Struktur der Vorrichtung, bei der die Größe des Abbildes durch die Anzahl der rotierenden Flächen eines polygonalen Spielgels festgelegt wird. Aufgrund dessen kann eine Vorrichtung mit konventionellem Aufbau kein großes Bild ohne eine entsprechend große Projektionsentfernung erstellen.Alternatively, there is a laser image projection device have been developed using a laser. The developed Laser image projection device, however, requires one large projection distance due to the narrowness of the horizontal scan angle. This is because of the Structure of the device in which the size of the image by the number of rotating faces of a polygonal Spielgels is set. Because of this, a Device with a conventional structure no big picture without create a correspondingly long projection distance.
Fig. 1 ist eine schematische Abbildung, die eine herkömmliche Laser-Abbildungs-Vorrichtung verdeutlicht. Als Lichtquelle 10 dient ein Weißlichtlaser. Im Strahlengang der Lichtquelle 10 umfaßt ein optisches System 20 einen hochreflektierenden Spiegel 21, der den Strahlengang des von der Lichtquelle erzeugten Laserstrahls ändert, eine Kollimatorlinse 22, die den Laserstrahl in einen parallelen Lichtstrahl überführt, und ein teleskopierendes Linsensystem für die Einstellung der Weite des parallelen Lichtstrahls. Fig. 1 is a schematic diagram illustrating a conventional laser imaging device. A white light laser serves as the light source 10 . In the beam path of the light source 10, an optical system 20 comprises a highly reflecting mirror 21 , which changes the beam path of the laser beam generated by the light source, a collimator lens 22 , which converts the laser beam into a parallel light beam, and a telescopic lens system for adjusting the width of the parallel one Light beam.
Das teleskopierende Linsensystem umfaßt eine erste teleskopierende Linse 23 mit einer großen Brennweite und eine zweite teleskopierende Linse 24 mit einer relativ kleinen Brennweite.The telescopic lens system comprises a first telescopic lens 23 with a large focal length and a second telescopic lens 24 with a relatively small focal length.
Ein lichtstrahlaufteilendes Untersystem 25 teilt den Weißlicht-Laserstrahl, der aus dem teleskopierenden Linsensystem des optischen Systems 20 austritt, in monochromatische Lichtstrahlen roter, grüner und blauer Farbe auf.A light beam splitting subsystem 25 divides the white light laser beam, which emerges from the telescopic lens system of the optical system 20 , into monochromatic light beams of red, green and blue color.
Das lichtstrahlaufteilende Untersystem 25 umfaßt zwei dichroitsche Spiegel 67a, 68a und einen hochreflektierenden Spiegel 69a.The light beam splitting subsystem 25 comprises two dichroic mirrors 67 a, 68 a and a highly reflective mirror 69 a.
Die dichroitischen Spiegel 67a und 68a trennen den Weißlichtstrahl in rote, grüne und blaue Lichtstrahlen auf, wobei der hochreflektierende Spiegel 69a den Strahlengang eines monochromatischen Lichtstrahls ändert.The dichroic mirrors 67 a and 68 a separate the white light beam into red, green and blue light beams, the highly reflective mirror 69 a changing the beam path of a monochromatic light beam.
Die in rote, grüne und blaue Lichtstrahlen aufgetrennten Laserstrahlen werden auf akusto-optische Modulatoren 61, 62 und 63 durch fokussierende Linsen 64a, 65a und 66a fokussiert und durch ein Bildsignal moduliert. The laser beams separated into red, green and blue light beams are focused on acousto-optical modulators 61 , 62 and 63 by focusing lenses 64 a, 65 a and 66 a and modulated by an image signal.
Dementsprechende Kollimatorlinsen 64b, 65b und 66b sind ausgangsseitig der Lichtmodulatoren 61, 62 und 63 positioniert, um die Laserstrahlen in einen Parallellichtzustand zurück zu überführen, den sie vor dem Auftreffen auf die fokussierenden Linsen 64a, 65a und 66a aufwiesen.Corresponding collimator lenses 64 b, 65 b and 66 b are positioned on the output side of the light modulators 61 , 62 and 63 in order to convert the laser beams back into a parallel light state which they had before they hit the focusing lenses 64 a, 65 a and 66 a.
Ein lichtstrahlzusammenführendes Untersystem 65 führt die monochromatischen Lichtstrahlen, die durch die akusto optischen Modulatoren moduliert wurden, in einen Lichtstrahl zusammen.A light beam merging subsystem 65 merges the monochromatic light beams that have been modulated by the acousto-optical modulators into one light beam.
Das lichtstrahlzusammenführende Untersystem 65 umfaßt zwei dichroitsche Spiegel 67b und 68b sowie einen hochreflektierenden Spiegel 69b, wobei der hochreflektierende Spiegel 69b den Strahlengang eines monochromatischen Lichtstrahls ändert.The light beam merging subsystem 65 comprises two dichroic mirrors 67 b and 68 b and a highly reflective mirror 69 b, the highly reflective mirror 69 b changing the beam path of a monochromatic light beam.
Das durch die dichroitischen Spiegel hindurchgetretene zusammengeführte Licht wird vermittels eines Galvanometers 70 vertikal gescannt, horizontal durch einen polygonalen Spiegel 80 gescannt und formt daran anschließend ein Bild auf dem Bildschirm 90. Das Galvanometer 70 schwingt aufwärts und abwärts mit einer Geschwindigkeit, die durch ein vertikal synchronisierendes Signal synchronisiert wird, wobei der polygonale Spiegel 80 mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert und von einem horizontal synchronisierenden Signal synchronisiert wird.The combined light that has passed through the dichroic mirrors is scanned vertically by means of a galvanometer 70 , horizontally scanned by a polygonal mirror 80 and then forms an image on the screen 90 . The galvanometer 70 swings up and down at a speed synchronized by a vertically synchronizing signal, with the polygonal mirror 80 rotating at a high speed and synchronized by a horizontally synchronizing signal.
Der Scan-Weg des Lichtstrahls, der von dem lichtstrahlzusammenführenden Untersystem moduliert wird, ändert seine Ausrichtung zur Vertikalen aufgrund des Galvanometers 70, wohingegen die Ausrichtung zur Horizontalen des Scan-Weges durch den polygonalen Spiegel 80 geändert wird, wodurch ein Bild auf dem Bildschirm 90 gestaltet wird.The scan path of the light beam that is modulated by the light beam merging subsystem changes its orientation to the vertical due to the galvanometer 70 , whereas the orientation to the horizontal of the scan path is changed by the polygonal mirror 80 , thereby forming an image on the screen 90 becomes.
Ein Übertragungslinsensystem ist zwischen dem Galvanometer 70 und dem polygonalen Spiegel 80 positioniert und konzentriert den Lichtstrahl derart, daß der vertikal gescannte Laserstrahl auf die effektive Fläche der Oberfläche des polygonalen Spiegels 80 auftrifft, die die horizontale Scanoberfläche ist.A transmission lens system is positioned between the galvanometer 70 and the polygonal mirror 80 and concentrates the light beam such that the vertically scanned laser beam strikes the effective area of the surface of the polygonal mirror 80 which is the horizontal scanning surface.
Das Übertragungslinsensystem umfaßt zwei Linsen 31 und 32, die dieselbe Brennweite aufweisen, so daß sie in einem Abstand zueinander positioniert sind, der der Gesamtsumme beider Brennweiten entspricht.The transmission lens system comprises two lenses 31 and 32 which have the same focal length so that they are positioned at a distance from one another which corresponds to the total of both focal lengths.
Der von dem polygonalen Spiegel ausgehende Lichtstrahl wird mittels der fθ-Linse 34 auf einen Bildschirm abgebildet.The light beam emanating from the polygonal mirror is imaged on a screen by means of the fθ lens 34 .
In der oben beschriebenen Struktur wird die Größe des auf den Bildschirm abgebildeten Bildes durch den Scan-Winkel bestimmt, wobei der Scan-Winkel durch den horizontalen Scan- Winkel gegeben ist. Der horizontale Scan-Winkel wird durch die Anzahl der Oberflächen des rotierenden polygonalen Spiegels bestimmt. Der horizontale Scan-Winkel ist durch die folgende Gleichung 1 gegeben.In the structure described above, the size of the on the Image shown on the screen by the scan angle with the scan angle determined by the horizontal scan Angle is given. The horizontal scan angle is indicated by the number of surfaces of the rotating polygonal Mirror determined. The horizontal scan angle is through that given the following equation 1.
θ = 720°/Anzahl der Oberflächen des polygonalen Spiegels.θ = 720 ° / number of surfaces of the polygonal mirror.
Beispielsweise beträgt der feste horizontale Scan-Winkel 30° bei einem 24-seitigen polygonalen Spiegel.For example, the fixed horizontal scan angle is 30 ° with a 24-sided polygonal mirror.
Andererseits schwingt das Galvanometer ausschließlich nach oben und nach unten, so daß der vertikale Scan-Winkel willkürlich gewählt werden kann. Bei dem im vorgenannten beschriebenen Aufbau sollte der vertikale Scan-Winkel des Galvanometers entsprechend dem horizontalen Scan-Winkel des polygonalen Spiegels gewählt werden, so daß ein Bild mit dem Verhältnis 4 : 3 entsteht, weil der horizontale Scan-Winkel des polygonalen Spiegels festgelegt ist. On the other hand, the galvanometer only oscillates up and down so that the vertical scan angle can be chosen arbitrarily. With the above The structure described should be the vertical scan angle of the Galvanometer according to the horizontal scan angle of the polygonal mirror can be selected so that an image with the Ratio 4: 3 arises because of the horizontal scan angle of the polygonal mirror is set.
Um ein bewegtes Bild entsprechend einem NTSC- (national television system committee) Bildsignal zu erzeugen und abzubilden, sollten 30 Bildabtastungen pro Sekunde durchgeführt werden, wobei 525 horizontale Linien pro Bildabtastung benutzt werden sollten. Dementsprechend werden 15.750 Linien pro Sekunde abgearbeitet, wobei die horizontale Scan-Geschwindigkeit 15,75 kHz entspricht. Bei einem 24- seitigen polygonalen Spiegel werden 24 Linien pro Rotation abgescannt. Der 24-seitige polygonale Spiegel müßte 656,24 pro Sekunde rotieren, um 15.750 Linien pro Sekunde abzuarbeiten, so daß er eine Rotationsgeschwindigkeit von 39.375 UPM (Umdrehungen pro Minute) aufweisen sollte.To get a moving picture according to an NTSC (national television system committee) to generate image signal and to map, 30 image scans per second be carried out, with 525 horizontal lines per Image scanning should be used. Accordingly 15,750 lines processed per second, with the horizontal Scan speed corresponds to 15.75 kHz. With a 24- sided polygonal mirror will have 24 lines per rotation scanned. The 24-sided polygonal mirror should be 656.24 rotate at 15,750 lines per second to be processed so that it has a rotational speed of Should have 39,375 rpm (revolutions per minute).
Wie oben erwähnt, sollte der horizontale Scan-Winkel vergrößert werden, um eine große Abbildung zu erzielen, wobei die Nutzung eines polygonalen Spiegels mit wenigen Rotationsoberflächen hilfreich für die Aufweitung des horizontalen Scan-Winkels ist. Andererseits sollte für die Verarbeitung des NTSC-Bildsignals die Anzahl der Umdrehungen des polygonalen Spiegels erhöht werden.As mentioned above, the horizontal scan angle should be be enlarged to obtain a large image, whereby the use of a polygonal mirror with few Rotation surfaces helpful for expanding the horizontal scan angle. On the other hand, for the Processing the NTSC image signal the number of revolutions of the polygonal mirror can be increased.
Aufgrund der Tatsache, daß die Anzahl der Umdrehungen des polygonalen Spiegels begrenzt ist, ist die Verminderung der Anzahl der Oberflächen des polygonalen Spiegels nicht ratsam.Due to the fact that the number of revolutions of the polygonal mirror is limited, is the reduction of Number of surfaces of the polygonal mirror is not advisable.
Als Konsequenz daraus müßte für die Erzeugung eines großen Abbilds die Projektionsentfernung vergrößert werden.As a consequence, it would need to produce a large one Image the projection distance are enlarged.
Ein ausgedehntes optisches System, wie beispielsweise ein Vergrößerer, kann im Strahlengang des Lichtstrahls untergebracht werden, um die Projektionsdistanz zu vergrößern, wobei dieses jedoch ein kompliziertes Layout und viel Raum benötigt. An extensive optical system, such as a Enlarger, can in the beam path of the light beam be accommodated to increase the projection distance enlarge, but this has a complicated layout and requires a lot of space.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine Großbild-Projektions-Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Auflösung und eine große Helligkeit gewährleistet.An object of the present invention is to To provide large-screen projection device, which have high resolution and high brightness guaranteed.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Großbild-Projektions-Vorrichtung eine Lichtquelle, Mittel für das Modulieren des Lichts gemäß einem Video-Bildsignal sowie Mittel für das Projizieren des modulierten Lichts auf einen Bildschirm, wobei die Projektionsmittel einen polygonalen Spiegel für das horizontale Scannen des modulierten Lichts umfassen, wobei eine erste Übertragungslinse mit einer Brennweite f1 vor dem polygonalen Spiegel angeordnet ist und eine zweite Übertragungslinse mit einer Brennweite f2, die vergleichsweise kürzer als die Brennweite f1 ist, vor der ersten Übertragungslinse angeordnet ist und weiterhin umfassend ein Galvanometer für das vertikale Scannen des Lichts, das von der zweiten Übertragungslinse ausgeht.According to the preferred embodiment of the present invention, a large-screen projection device comprises a light source, means for modulating the light according to a video image signal and means for projecting the modulated light onto a screen, the projection means comprising a polygonal mirror for horizontal scanning of the modulated light, wherein a first transmission lens with a focal length f 1 is arranged in front of the polygonal mirror and a second transmission lens with a focal length f 2 , which is comparatively shorter than the focal length f 1, is arranged in front of the first transmission lens and further comprises a Galvanometer for vertical scanning of the light emanating from the second transmission lens.
Fig. 1 ist eine schematische Abbildung, die eine herkömmliche Bild-Projektions-Vorrichtung veranschaulicht; Fig. 1 is a schematic diagram illustrating a conventional image projection device;
Fig. 2 ist eine schematische Abbildung, die eine Bild- Projektions-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, Fig. 2 is a schematic illustration of the projection apparatus illustrating an image according to an embodiment of the present invention,
Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht die ein scannendes Untersystem einer Laser-Bild-Projektions-Vorrichtung verdeutlicht. Fig. 3 is an enlarged view of a scanning subsystem of a laser image projection apparatus illustrated.
10, 100 Lichtquelle
20 Lichtquellensystem
21, 69a, 69b, 210, 690a, 690b, 710, 720 Hochreflektierende
Spiegel
22, 64b, 65b, 66b, 220, 640b, 650b, 660b Kollimator-Linsen
23, 24 Teleskoplinsen
230, 240 Aufweitungslinsen
25, 250 Lichtstrahl
aufteilendes
Untersystem
67a, 68a, 670a, 680a Dichroitische
Spiegel
64a, 65a, 66a, 640a, 650a, 660a Fokussierlinsen
61, 62, 63, 610, 620, 630 Akusto-optischer
Modulator (AOM)
65, 650 Lichtstrahl
zusammenführendes
Untersystem
67b, 68b, 670b, 680b Dichroitische
Spiegel
70, 700 Galvanometer
80, 800 Polygonaler
Spiegel
90, 900 Bildschirm
31, 32, 310, 320 Übertragungs
linsensystem
34 fθ-Linsensystem
850 Reflektionsspiegel
θ1 Anfänglicher
horizontaler Scan-
Winkel
θ2 Aufgeweiteter
horizontaler
Scan-Winkel
f1 Brennweite der
ersten
Übertragungslinse
f2 Brennweite der
zweiten
Übertragungslinse
10 , 100 light source
20 light source system
21 , 69 a, 69 b, 210 , 690 a, 690 b, 710 , 720 Highly reflecting mirrors
22 , 64 b, 65 b, 66 b, 220 , 640 b, 650 b, 660 b collimator lenses
23 , 24 telescopic lenses
230 , 240 expansion lenses
25 , 250 sub-system dividing light beam
67 a, 68 a, 670 a, 680 a dichroic mirrors
64 a, 65 a, 66 a, 640 a, 650 a, 660 a focusing lenses
61 , 62 , 63 , 610 , 620 , 630 Acoustic Optical Modulator (AOM)
65 , 650 light beam merging subsystem
67 b, 68 b, 670 b, 680 b dichroic mirrors
70 , 700 galvanometer
80 , 800 polygonal mirror
90 , 900 screen
31 , 32 , 310 , 320 transmission lens system
34 fθ lens system
850 reflecting mirror
θ 1 Initial horizontal scan angle
θ 2 Broadened horizontal scan angle
f 1 focal length of the first transmission lens
f 2 focal length of the second transmission lens
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Anordnung in dem scannenden Untersystem vertauscht, so daß der zusammengeführte und vermittels eines Bildsignals modulierte Laserstrahl horizontal durch den polygonalen Spiegel gescannt wird, bevor er vertikal gescannt wird.In the preferred embodiment of the present Invention is the arrangement in the scanning subsystem interchanged so that the merged and by means of one Image signal modulated laser beam horizontally through the polygonal mirror is scanned before being scanned vertically becomes.
Der horizontal gescannte Laserstrahl verläuft durch ein Übertragungslinsensystem, fällt auf ein Galvanometer und wird vertikal gescannt, so daß das Bild dargestellt wird.The horizontally scanned laser beam runs through Transmission lens system, falls on a galvanometer and will scanned vertically so that the image is displayed.
Der horizontale Scan-Winkel wird durch die Anzahl der Rotationsoberflächen des polygonalen Spiegels bestimmt und hat einen festen Wert, während das Galvanometer aufwärts und abwärts schwingt und dementsprechend der vertikale Scan- Winkel gewählt werden kann. The horizontal scan angle is determined by the number of Rotation surfaces of the polygonal mirror determined and has a fixed value while the galvanometer is up and swings down and accordingly the vertical scan Angle can be chosen.
Das Übertragungslinsensystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird dazu benutzt, den horizontalen Scan-Winkel aufzuweiten und einen vertikal gescannten Strahl auf ein horizontal scannendes Untersystem abzubilden oder einen horizontal gescannten Strahl auf ein vertikal scannendes Untersystem abzubilden.The transfer lens system according to the present invention is used to expand the horizontal scan angle and a vertically scanned beam on a horizontal map scanning subsystem or a horizontal one scanned beam onto a vertically scanning subsystem map.
Das Übertragungslinsensystem umfaßt zwei Konvexlinsen, wobei eine der zwei Konvexlinsen (erste Übertragungslinse) in der Nähe des polygonalen Spiegels angeordnet ist und wobei die andere (zweite Übertragungslinse) in der Nähe des Galvanometers angeordnet ist. Der Abstand zwischen den beiden Übertragungslinsen entspricht der Summe der Brennweiten der beiden Übertragungslinsen.The transmission lens system comprises two convex lenses, whereby one of the two convex lenses (first transmission lens) in the Is arranged near the polygonal mirror and where the other (second relay lens) near the Galvanometer is arranged. The distance between the two Transmission lenses corresponds to the sum of the focal lengths of the two transfer lenses.
Herkömmliche Übertragungslinsen haben zueinander identische Brennweiten, während die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Brennweite der ersten Übertragungslinse f1 länger ist als die der zweiten Übertragungslinse f2. Dies ermöglicht die Aufweitung des horizontalen Scan-Winkels um das Verhältnis von f1 zu f2, wodurch die Abbildung auf einen großen Bildschirm ermöglicht wird.Conventional transmission lenses have identical focal lengths, while the present invention is characterized in that the focal length of the first transmission lens f 1 is longer than that of the second transmission lens f 2 . This allows the horizontal scan angle to be widened by the ratio of f 1 to f 2 , which enables imaging on a large screen.
Daher wird der vertikale Scan-Winkel des Galvanometers entsprechend dem gewünschten Verhältnis des Bildes proportional zu dem aufgeweiteten horizontalen Scan-Winkel vergrößert, wodurch die Darstellung des Bildes auf einem großen Bildschirm in einem kurzen Projektionsabstand ermöglicht wird.Therefore, the vertical scan angle of the galvanometer according to the desired ratio of the image proportional to the expanded horizontal scan angle enlarged, which makes the image appear on a large screen at a short projection distance is made possible.
Bezugnehmend auf Fig. 2 wird im folgenden eine Laser-Bild- Projektions-Vorrichtung bezüglich ihres schematischen Aufbaus und ihres Funktionsprinzips erläutert. With reference to FIG. 2, a laser image projection device is explained below with regard to its schematic structure and its functional principle.
Als Lichtquelle 100 dient ein Weißlichtlaser, wobei die Lichtquelle in einen parallelen Lichtstrahl durch die Kollimatorlinsen 220 überführt wird.A white light laser serves as the light source 100 , the light source being converted into a parallel light beam through the collimator lenses 220 .
Der Gang des parallelen Lichtstrahls wird durch den hochreflektierenden Spiegel 210 geändert, wobei die Weite des parallelen Lichtstrahls durch das Aufweitungslinsensystem 230 und 240 um ein entsprechendes Vergrößerungsverhältnis aufgeweitet wird.The path of the parallel light beam is changed by the highly reflecting mirror 210 , the width of the parallel light beam being expanded by the expansion lens system 230 and 240 by a corresponding magnification ratio.
Diese Aufweitung bezweckt, die Fähigkeit von akustooptischen Modulatoren 610, 620 und 630, ein Signal zu verarbeiten, maximal auszunutzen.This expansion aims to maximize the ability of acousto-optic modulators 610 , 620 and 630 to process a signal.
Das Aufweitungslinsensystem umfaßt eine erste Aufweitungslinse mit einer langen Brennweite und eine zweite Aufweitungslinse mit einer relativ kurzen Brennweite.The expansion lens system includes a first one Expansion lens with a long focal length and a second Expansion lens with a relatively short focal length.
Der durch das Aufweitungslinsensystem hindurchgetretene Weißlichtlaserstrahl wird in ein lichtstrahlaufteilendes Untersystem 250 weitergeleitet, das zwei dichroitische Spiegel 670a und 680a sowie einen hochreflektierenden Spiegel 690a umfaßt.The white light laser beam which has passed through the expansion lens system is passed on to a light beam splitting subsystem 250 which comprises two dichroic mirrors 670 a and 680 a and a highly reflecting mirror 690 a.
Die dichroitischen Spiegel trennen den Weißlichtstrahl in rote, grüne und blaue Lichtstrahlen, wobei der hochreflektierende Spiegel 690a den Gang eines monochromatischen Lichtstrahls ändert.The dichroic mirrors separate the white light beam into red, green and blue light beams, with the highly reflective mirror 690 a changing the path of a monochromatic light beam.
Die aufgetrennten Laserstrahlen werden durch Fokussierlinsen 640a, 650a und 660a auf akusto-optische Modulatoren 610, 620 und 630 fokussiert und in diesen mit einem Bildsignal moduliert.The separated laser beams are focused by focusing lenses 640 a, 650 a and 660 a on acousto-optical modulators 610 , 620 and 630 and modulated therein with an image signal.
Kollimatorlinsen 640b, 650b und 660b, die rückseitig der opto-akustischen Modulatoren positioniert sind, rücküberführen die modulierten Laserstrahlen in den parallelen Lichtzustand wie vor dem Einfall auf die Fokussierlinsen.Collimator lenses 640 b, 650 b and 660 b, which are positioned on the back of the opto-acoustic modulators, return the modulated laser beams to the parallel light state as before the incidence on the focusing lenses.
Das lichtstrahlzusammenführende Untersystem 650 führt die roten, grünen und blauen Lichtstrahlen, die durch die akusto optischen Modulatoren entsprechend dem Bildsignal moduliert wurden, in einen Lichtstrahl zusammen. Das lichtstrahlzusammenführende Untersystem umfaßt zwei dichroitische Spiegel 670a und 680a sowie einen hochreflektierenden Spiegel 690a.The light beam merging subsystem 650 merges the red, green and blue light beams, which have been modulated by the acousto-optical modulators in accordance with the image signal, into one light beam. The light beam merging subsystem comprises two dichroic mirrors 670 a and 680 a and a highly reflective mirror 690 a.
Der zusammengeführte Lichtstrahl wird vermittels hochreflektierenden Spiegeln 710 und 720 auf einen polygonalen Spiegel 800 gelenkt und dort horizontal gescannt. Der horizontal gescannte Strahl wird durch ein Übertragungslinsensystem 310 und 320, das zwischen dem Galvanometer und dem polygonalen Spiegel angeordnet ist, auf die Oberfläche des Spiegels des Galvanometers fokussiert und vertikal gescannt.The combined light beam is directed onto a polygonal mirror 800 by means of highly reflecting mirrors 710 and 720 and is scanned horizontally there. The horizontally scanned beam is focused and scanned vertically by a transmission lens system 310 and 320 located between the galvanometer and the polygonal mirror on the surface of the mirror of the galvanometer.
Das Übertragungslinsensystem umfaßt eine erste Übertragungslinse 310 und eine zweite Übertragungslinse 320, wobei beide als Konvexlinsen ausgeführt sind und voneinander um die Summe der Brennweiten dieser beiden Konvexlinsen beabstandet sind.The transmission lens system comprises a first transmission lens 310 and a second transmission lens 320 , both of which are designed as convex lenses and are spaced apart from one another by the sum of the focal lengths of these two convex lenses.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat die erste Übertragungslinse 310 eine größere Brennweite als die zweite Übertragungslinse 320, wogegen die Brennweiten von herkömmlichen Konvexlinsen gleich sind. Die zweite Übertragungslinse weitet den horizontalen Scan-Winkel gemäß dem Verhältnis der Brennweiten auf.According to the present invention, the first relay lens 310 has a larger focal length than the second relay lens 320 , whereas the focal lengths of conventional convex lenses are the same. The second transmission lens widens the horizontal scan angle according to the ratio of the focal lengths.
Das von dem polygonalen Spiegel und dem Galvanometer gescannte Bild wird auf den Bildschirm 900 projiziert vermittels eines Reflektionsspiegels 850, der am oberen Ende des Galvanometers angeordnet ist. The image scanned by the polygonal mirror and the galvanometer is projected onto the screen 900 by means of a reflection mirror 850 which is arranged at the upper end of the galvanometer.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht, die ein scannendes Untersystem einer Laser-Bild-Projektions-Vorrichtung gemäß Fig. 2 veranschaulicht. FIG. 3 is an enlarged view illustrating a scanning subsystem of a laser image projection device shown in FIG. 2.
Das Funktionsprinzip des scannenden Untersystems wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 verdeutlicht. Der zusammengeführte Lichtstrahl wird auf den polygonalen Spiegel 800 gelenkt. Während der polygonale Spiegel im Uhrzeigersinn rotiert, wird der zusammengeführte Lichtstrahl zu der ersten Übertragungslinse 310 in der Reihenfolge , und abgelenkt.The principle of operation of the scanning subsystem is illustrated with reference to FIG. 3. The merged light beam is directed onto the polygonal mirror 800 . As the polygonal mirror rotates clockwise, the merged light beam is directed to the first transmission lens 310 in order, and is deflected.
Der längs des Weges abgelenkte Lichtstrahl wird auf die Übertragungslinse 320 längs des Weges geführt, in den Weg gebrochen und auf das Galvanometer 700 gelenkt.The light beam deflected along the path is guided onto the transmission lens 320 along the path, broken into the path and directed onto the galvanometer 700 .
Der längs des Weges abgelenkte Lichtstrahl wird auf das Galvanometer längs der Wege und gelenkt.The light beam deflected along the path is directed onto the Galvanometer along the ways and steered.
Der längs des Weges abgelenkte Lichtstrahl wird auf das Galvanometer längs der Wege und geführt.The light beam deflected along the path is directed onto the Galvanometer along the paths and guided.
Das Übertragungslinsensystem ist so aufgebaut, daß es Brennweiten f1 und f2 der ersten Übertragungslinse 310 und der zweiten Übertragungslinse 320 nutzt.The transmission lens system is constructed so that it uses focal lengths f 1 and f 2 of the first transmission lens 310 and the second transmission lens 320 .
Die erste Übertragungslinse 310 ist in einem Abstand entsprechend der Brennweite f1 von dem polygonalen Spiegel 800 und einem Abstand entsprechend der Summe der Brennweiten (f1 und f2) von der zweiten Übertragungslinse 320 angeordnet.The first transmission lens 310 is arranged at a distance corresponding to the focal length f 1 from the polygonal mirror 800 and a distance corresponding to the sum of the focal lengths (f 1 and f 2 ) from the second transmission lens 320 .
Die zweite Übertragungslinse ist in einem Abstand entsprechend der Brennweite f2 von dem Galvanometer angeordnet.The second transmission lens is arranged at a distance corresponding to the focal length f 2 from the galvanometer.
Das gemäß dem vorgenannten aufgebaute Übertragungslinsensystem ermöglicht die Bewegung eines Laserstrahls längs der in Fig. 3 abgebildeten Strahlengänge. The transmission lens system constructed according to the aforementioned enables the movement of a laser beam along the beam paths shown in FIG. 3.
Die Aufweitung des horizontalen Scan-Winkels wird durch das Verhältnis der Brennweiten der beiden Übertragungslinsen bestimmt. Der aufgeweitete Scan-Winkel θ2 steht zu dem anfänglichen horizontalen Scan-Winkel θ1 in einer Beziehung gemäß der folgenden Gleichung 2.The widening of the horizontal scan angle is determined by the ratio of the focal lengths of the two transmission lenses. The expanded scan angle θ 2 is related to the initial horizontal scan angle θ 1 according to the following equation 2.
In der obigen Gleichung 2 wird das Aufweitungsverhältnis des horizontalen Scannens durch das Verhältnis der Brennweiten der beiden Übertragungslinsen bestimmt, so daß der aufgeweitete Scan-Winkel auf der linken Seite wesentlich größer ist bei entsprechendem Verhältnis der Brennweiten auf der rechten Seite.In equation 2 above, the expansion ratio of horizontal scanning by the ratio of Focal lengths of the two transmission lenses determined so that the widened scan angle on the left is significant is larger with a corresponding ratio of the focal lengths the right side.
Daher vergrößert das Galvanometer den vertikalen Scan-Winkel proportional zu dem aufgeweiteten Winkel des horizontalen Scannens, so daß ein Bildverhältnis von 4 : 3 (Länge zu Breite) erzielt wird.Therefore, the galvanometer increases the vertical scan angle proportional to the widened angle of the horizontal Scanning so that an aspect ratio of 4: 3 (length too Width) is achieved.
Das auf das Galvanometer projizierte Bild wird nach vorne auf einen Bildschirm 900 vermittels eines Reflektionsspiegels 850 projiziert.The image projected onto the galvanometer is projected forward onto a screen 900 by means of a reflection mirror 850 .
Die vorliegende Erfindung stellt eine Laser-Bild-Projektions- Vorrichtung zur Verfügung, bei dem jeder der Werte der Brennweiten von zwei Übertragungslinsen in einem Übertragungslinsensystem unterschiedlich gewählt ist und bei dem ein polygonaler Spiegel und ein Galvanometer entsprechend dem Wert des Verhältnisses der Brennweiten angeordnet sind, wodurch der horizontale Scan-Winkel vergrößert wird und die Möglichkeit geschaffen wird, einen großen Bildschirm trotz eines kurzen Projektionsabstandes aufzubauen.The present invention provides a laser image projection Device available in which each of the values of the Focal lengths of two transmission lenses in one Transmission lens system is selected differently and at corresponding to a polygonal mirror and a galvanometer the value of the ratio of the focal lengths are arranged, which increases the horizontal scan angle and the Possibility is created despite a large screen build up a short projection distance.
Claims (7)
- - einen polygonalen Spiegel (800) für das horizontale Scannen des modulierten Lichts;
- - eine erste Übertragungslinse (310) mit einer Brennweite f1, die benachbart zu dem polygonalen Spiegel (800) angeordnet ist;
- - eine zweite Übertragungslinse (320) mit einer Brennweite f2, die vergleichsweise kleiner als die Brennweite f1 ist, wobei die zweite Übertragungslinse (320) benachbart zu der ersten Übertragungslinse (310) angeordnet ist;
- - ein Galvanometer (700) für das vertikale Scannen des Lichtes, das von der zweiten Übertragungslinse (320) aufgenommen wird.
- - a polygonal mirror ( 800 ) for horizontal scanning of the modulated light;
- - A first transmission lens ( 310 ) with a focal length f 1 , which is arranged adjacent to the polygonal mirror ( 800 );
- - A second transmission lens ( 320 ) with a focal length f 2 , which is comparatively smaller than the focal length f 1 , the second transmission lens ( 320 ) being arranged adjacent to the first transmission lens ( 310 );
- - A galvanometer ( 700 ) for the vertical scanning of the light received by the second transmission lens ( 320 ).
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19857580A DE19857580A1 (en) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | Laser image large screen image projection having light source/modulation vertical sweep mirror impinging and relay lens polygonal horizontal rotating mirror reflecting horizontal sweep. |
| CA002256201A CA2256201A1 (en) | 1998-12-14 | 1998-12-15 | A large image projection apparatus |
| CN98127155.3A CN1257214A (en) | 1998-12-14 | 1998-12-16 | Large size image projector |
| JP10361283A JP2000180759A (en) | 1998-12-14 | 1998-12-18 | Projector |
| IT1998MI002728A IT1304121B1 (en) | 1998-12-14 | 1998-12-18 | LARGE IMAGE PROJECTION EQUIPMENT |
| FR9816004A FR2787591A1 (en) | 1998-12-14 | 1998-12-18 | Laser image large screen image projection having light source/modulation vertical sweep mirror impinging and relay lens polygonal horizontal rotating mirror reflecting horizontal sweep. |
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19857580A DE19857580A1 (en) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | Laser image large screen image projection having light source/modulation vertical sweep mirror impinging and relay lens polygonal horizontal rotating mirror reflecting horizontal sweep. |
| CA002256201A CA2256201A1 (en) | 1998-12-14 | 1998-12-15 | A large image projection apparatus |
| CN98127155.3A CN1257214A (en) | 1998-12-14 | 1998-12-16 | Large size image projector |
| JP10361283A JP2000180759A (en) | 1998-12-14 | 1998-12-18 | Projector |
| IT1998MI002728A IT1304121B1 (en) | 1998-12-14 | 1998-12-18 | LARGE IMAGE PROJECTION EQUIPMENT |
| FR9816004A FR2787591A1 (en) | 1998-12-14 | 1998-12-18 | Laser image large screen image projection having light source/modulation vertical sweep mirror impinging and relay lens polygonal horizontal rotating mirror reflecting horizontal sweep. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19857580A1 true DE19857580A1 (en) | 2000-06-29 |
Family
ID=32034487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19857580A Withdrawn DE19857580A1 (en) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | Laser image large screen image projection having light source/modulation vertical sweep mirror impinging and relay lens polygonal horizontal rotating mirror reflecting horizontal sweep. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000180759A (en) |
| CN (1) | CN1257214A (en) |
| CA (1) | CA2256201A1 (en) |
| DE (1) | DE19857580A1 (en) |
| FR (1) | FR2787591A1 (en) |
| IT (1) | IT1304121B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005096055A2 (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Projection system with scanning device |
| DE102014107860A1 (en) * | 2014-06-04 | 2015-12-17 | Ldt Laser Display Technology Gmbh | Device for projecting an image on a projection screen |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002148554A (en) * | 2000-11-03 | 2002-05-22 | Samsung Electronics Co Ltd | Optical scanner and laser video projector applying the same and driving method for the same |
| JP2004354763A (en) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Seiko Epson Corp | Screen, image display device, and rear projector |
| JP2009093984A (en) * | 2007-10-11 | 2009-04-30 | Hitachi Displays Ltd | Organic el display device and its manufacturing method |
| JP2011099816A (en) | 2009-11-09 | 2011-05-19 | Sony Corp | Condenser lens and three-dimensional distance measuring device |
| JP2011003558A (en) * | 2010-10-07 | 2011-01-06 | Hitachi Displays Ltd | Manufacturing method for display device |
| WO2013046904A1 (en) * | 2011-09-27 | 2013-04-04 | 日本電気株式会社 | Optical scanning device, image display device and method for adjusting projection area |
| JP5804115B2 (en) * | 2014-03-17 | 2015-11-04 | ソニー株式会社 | Irradiation direction change system |
| CN105892204A (en) * | 2014-09-23 | 2016-08-24 | 武阳 | One-dimensional imaging apparatus and whole-line scanning type laser projection display system |
| CN104503195B (en) * | 2014-12-03 | 2017-01-11 | 武阳 | Device used for whole row scanning type laser projection display and synchronization control method thereof |
| CN112584112B (en) * | 2020-12-02 | 2023-10-03 | 深圳市当智科技有限公司 | Projection method, system and readable storage medium based on size correction |
| CN114339182B (en) * | 2021-12-30 | 2024-03-26 | 上海顺久电子科技有限公司 | Focusing method of projection device, projection device and storage medium |
| US11982932B2 (en) | 2022-03-25 | 2024-05-14 | Light Show Technology Co., LTD. | Projection display device |
| CN114594575A (en) * | 2022-03-31 | 2022-06-07 | 歌尔光学科技有限公司 | Optical projection system and electronic equipment |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3812480A1 (en) * | 1988-04-15 | 1989-10-26 | Agfa Gevaert Ag | Computer-controlled laser drawing device having an arrangement for switching on the laser beam at the beginning of a line of a drawing sheet |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0341890A (en) * | 1989-07-07 | 1991-02-22 | Pioneer Electron Corp | Beam index type color display device |
| JPH04204812A (en) * | 1990-11-30 | 1992-07-27 | Sony Corp | Laser image display device |
| JP3353320B2 (en) * | 1992-02-17 | 2002-12-03 | ソニー株式会社 | Gradation correction device and laser display device |
-
1998
- 1998-12-14 DE DE19857580A patent/DE19857580A1/en not_active Withdrawn
- 1998-12-15 CA CA002256201A patent/CA2256201A1/en not_active Abandoned
- 1998-12-16 CN CN98127155.3A patent/CN1257214A/en active Pending
- 1998-12-18 FR FR9816004A patent/FR2787591A1/en active Pending
- 1998-12-18 IT IT1998MI002728A patent/IT1304121B1/en active
- 1998-12-18 JP JP10361283A patent/JP2000180759A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3812480A1 (en) * | 1988-04-15 | 1989-10-26 | Agfa Gevaert Ag | Computer-controlled laser drawing device having an arrangement for switching on the laser beam at the beginning of a line of a drawing sheet |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005096055A2 (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Projection system with scanning device |
| WO2005096055A3 (en) * | 2004-03-31 | 2007-01-11 | Koninkl Philips Electronics Nv | Projection system with scanning device |
| DE102014107860A1 (en) * | 2014-06-04 | 2015-12-17 | Ldt Laser Display Technology Gmbh | Device for projecting an image on a projection screen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1304121B1 (en) | 2001-03-07 |
| CN1257214A (en) | 2000-06-21 |
| JP2000180759A (en) | 2000-06-30 |
| CA2256201A1 (en) | 2000-06-15 |
| FR2787591A1 (en) | 2000-06-23 |
| ITMI982728A1 (en) | 2000-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE19841509B4 (en) | Compact large area laser projection display with a hybrid video laser color mixer | |
| DE69433600T2 (en) | Projection display device | |
| DE19832317C1 (en) | Arrangement in which light is directed onto a surface from a light source | |
| DE19857580A1 (en) | Laser image large screen image projection having light source/modulation vertical sweep mirror impinging and relay lens polygonal horizontal rotating mirror reflecting horizontal sweep. | |
| DE60300824T2 (en) | Laser projection system | |
| DE10141561B4 (en) | Micro mirror device and this using projector | |
| DE60124566T2 (en) | VOLUMETRIC IMAGE DISPLAY DEVICE | |
| DE102013203616B4 (en) | Apparatus for projecting an image into a display area with screen for intermediate image display | |
| DE2624546A1 (en) | WIDE SCREEN TELEVISION DISPLAY SYSTEMS AND RELATED PROCEDURES | |
| DE2315658B2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR REDUCING OR ELIMINATING GRANULATION THAT OCCURS IN LASER BEAM PROJECTIONS | |
| DE1923183A1 (en) | Viewing device, in particular television picture display device | |
| EP0925690A1 (en) | Method and device for displaying a video image and method for the production of said device | |
| DE102016218237B4 (en) | scanning projector system | |
| DE19948542A1 (en) | Arrangement in which light is directed onto a surface from a light source | |
| EP0907902B1 (en) | Method of three-dimensional imaging on a large-screen projection surface using a laser projector | |
| DE60033053T2 (en) | PROJECTION SCREEN | |
| DE19641656A1 (en) | Device for producing annular images | |
| DE69630731T2 (en) | Illumination device with changed polarization direction and associated projection image display device | |
| DE19829518C2 (en) | Device for folding a beam path, optical system in a laser projection display system and laser projection display system with such an optical system | |
| DE3422747A1 (en) | TELEVISION PROJECTION SYSTEM | |
| DE19651516A1 (en) | Video image projector with monochromatic liquid crystal device | |
| EP1554890A1 (en) | Arrangement for projecting an image onto a projection surface and associated transformation lens system | |
| DE60024006T2 (en) | Projection display device | |
| DE602006000011T2 (en) | Optical scan imaging system | |
| DE10035040B4 (en) | scanning |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |