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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein reflektierendes Beleuchtungssystem,
um einen Strahl optischer Strahlung entlang eines gefalteten Pfades
zum Beleuchten eines planaren Objekts zuzuführen. Das System umfasst eine
Strahlungsquelle und eine Reflektoranordnung. Diese Erfindung bezieht
sich zudem auf eine Bildprojektionsvorrichtung, welche ein derartiges
Beleuchtungssystem zum Beleuchten mindestens eines Bildanzeigefeldes,
mittels welchem ein Bild erzeugt wird, umfasst.
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Hintergrund der Erfindung
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Es
ist ein Ziel vieler bei Projektionsanzeigen benutzter Beleuchtungssysteme
nach dem Stand der Technik, eine gleichförmige Lichtquelle mit im Wesentlichen
gleichförmiger
Intensität über einen
Ort eines planaren Ziels, welcher typischerweise senkrecht zu der
Strahlrichtung der Lichtquelle angeordnet ist, bereitzustellen.
In den meisten Fällen
weist dieser Zielort eine rechteckige Form auf.
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Verschiedene
Patente haben dieses Problem behandelt, indem sie versuchten, das
Licht in Lichtrohren oder im freien Raum zu mischen, um später das
gemischte Licht homogen über
ein gewünschtes
Ziel gleichmäßig zu verteilen.
Beispielsweise umfasst das US-Patent
5,098,184, hier durch Bezugnahme aufgenommen und am 24. März 1992 im
Namen von van den Brandt erteilt, ein System, bei welchem von einer
Lichtquelle gelenktes und von einem Parabolreflektor aufgefangenes
Licht derart neu verteilt wird, dass das neu verteilte Licht an
seinem Ziel mit einer homogeneren Intensitätsverteilung über das
Zielgebiet ankommt. Wie van den Brandt et al in ihrer Beschreibung
beschreiben, „ein
Parabolreflektor hat aus sich selbst heraus den Vorteil, dass er einen
großen
Teil der Quellenstrahlung einfängt.
Der von diesem Reflektor gebildete Strahl einer Strahlung weist
jedoch eine inhomogene Verteilung der Beleuchtungsintensität auf. Es
stimmt, dass eine homogenere Verteilung erreicht werden kann, indem die
Strahlungsquelle außerhalb
des Brennpunktes der Parabel angeordnet wird, aber dann weist der Strahl
eine große
Winkelapertur auf, so dass das Projektionslinsensystem eine große numerische Apertur
haben muss. Die Beleuchtungsintensitätsverteilung kann homogener
gemacht werden, indem die Linsenplatten in einem Beleuchtungssystem
mit einem Parabolreflektor benutzt werden." 1 zum Stand
der Technik stellt ein in dem Patent von van den Brandt et al gezeigtes
System dar, bei welchem zwei Linsenanordnungen in Serie derart angeordnet sind,
dass die erste Anordnung einen divergierenden Eingangsstrahl in
mehrere Teilstrahlen aufteilt, und wobei die zweite Anordnung, in
Serie mit einer Linse, das von der ersten Anordnung empfangende
Licht mischt, um es später
auf eine Zielebene zu fokussieren. Obwohl dieses System angemessen
zu funktionieren scheint, gibt es ein Bedürfnis nach einer viel kompakteren
Struktur mit weniger Komponenten, welche weniger teuer herzustellen
ist.
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Das
US-Patent 5,909,316, hier durch Bezugnahme eingeschlossen und am
1. Juni 1999 im Namen Watanabes erteilt, ist in vielerlei Beziehung
dem System von van den Brandt ähnlich,
Watanabe benutzt jedoch ein durchlässiges gekrümmtes Linsenelement mit einer
Lenslet-Anordnung, um eingehendes Licht zu mischen oder zu homogenisieren.
Die gekrümmte
Linsenanordnung bündelt
und trennt geeigneterweise einen einzelnen empfangenen Lichtstrahl
in eine Vielzahl von konvergierenden Strahlen. Dies ist in mancherlei
Beziehung ein Fortschritt gegenüber
dem System von van den Brandt. Nichtsdestotrotz ist das System von
Watanabe, welches in einer Transmissionsanordnung aufgebaut ist,
komplex, und es erfordert Linsen.
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Es
ist eine Aufgabe dieser Erfindung ein Element bereitzustellen, welches
sowohl Licht von einer Lichtquelle einfangen kann als auch das eingefangene
Licht in eine Vielzahl von Teilstrahlen zur weiteren Verarbeitung
in einem bildgebenden System reflektieren kann.
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Es
ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, einen kompakten, gefalteten
Lichtdiffusor mit mindestens einer Spiegelanordnung zum Falten von
zu mischenden Lichtstrahlen bereitzustellen, wodurch ein Mischen
von eingehendem Licht, welches die Intensität über eine gewünschte Zieloberfläche gleichmäßiger macht,
bereitgestellt wird.
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Es
ist zudem eine Aufgabe dieser Erfindung, ein kostengünstiges
und kompaktes Lichtsystem zum Homogenisieren von empfangenem Licht
und zum gleichmäßigeren
Abbilden des homogenisierten Lichts über eine rechteckige Bildebene
bereitzustellen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt dieser Erfindung wird ein optisches Beleuchtungssystem zum
Mischen von Licht und zum Bereitstellen von gemischtem Licht an einem
Zielort bereitgestellt, welches umfasst: eine Lichtquelle, und
eine
erste reflektierende Konkavlinse, welche angeordnet ist, Licht von
der Lichtquelle zu empfangen und welche aus einer zweidimensionalen
Anordnung von kleineren reflektierenden Konkavlinsen gebildet ist,
welche in einer schüsselähnlichen
Anordnung angeordnet sind, so dass die erste Konkavlinse dazu dient,
auf sie einfallendes von der Lichtquelle empfangenes divergierendes
Licht zu fokussieren oder zu kollimieren, wobei die zweidimensionale
Anordnung kleinerer reflektierender Konkavlinsen angeordnet ist,
Teilstrahlen aus dem auf sie einfallenden von der Strahlungsquelle
empfangenen Licht bereitzustellen, wobei die erste reflektierende
Konkavlinse das Lenken des einfallenden Strahls zu dem Zielort unterstützt, wobei
die Konkavität
jeder der kleinen Linsen wesentlich größer als die Konkavität der ersten
reflektierenden Linse ist, das heißt einen kleineren Krümmungsradius
aufweist.
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Gemäß einem
anderen Aspekt dieser Erfindung wird ein optisches Beleuchtungssystem
zum Mischen von Licht und zum Bereitstellen gemischten Lichtes an
einem Zielort bereitgestellt, welches umfasst: eine Lichtquelle,
und
eine erste Fliegenaugenanordnung reflektierender Elemente,
um einfallendes Licht in Form eines Lichtstrahls von der Lichtquelle
zu empfangen und das empfangene Licht als eine Vielzahl von fokussierten Teilstrahlen
zu reflektieren und zu fokussieren,
ein Reflexionsmittel zum
Empfangen der fokussierten Strahlen und zum Abbilden der fokussierten Strahlen
zu dem Zielort hin, so dass sich die Strahlen an dem Zielort überlappen.
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Bei
einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein optisches Beleuchtungssystem
zum Mischen von Licht und zum Bereitstellen von gemischtem Licht
an einem Zielort bereitgestellt, umfassend: eine Lichtquelle, und
eine
erste Anordnung gekrümmter
Reflektoren zum Empfangen einfallenden Lichts und zum Reflektieren und
Fokussieren des empfangenen Lichts als eine Vielzahl von fokussierten
Teilstrahlen,
ein Reflexionsmittel, welches optisch mit der
ersten Anordnung gekrümmter
Reflektoren gekoppelt ist,
wobei entweder die erste Anordnung
oder das Reflexionsmittel Licht von der Lichtquelle empfangen und das
Licht dem anderen der Reflexionsmittel und der ersten Anordnung
bereitstellen, um es dem Zielort bereitzustellen.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnung
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Beispielhafte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nun in Übereinstimmung
mit der Zeichnung beschrieben, wobei:
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1 ein
transmissiver Lichtdiffusor ist, welcher in dem US-Patent 5,098,184
gezeigt und beschrieben ist,
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2 ein
Diagramm eines Beleuchtungssystems mit zwei Anordnungen entsprechend
einem Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung ist,
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3 ein
Diagramm des in 2 gezeigten Systems ist, wobei
eine der Anordnungen detaillierter gezeigt wird, wobei schüsselartige
Facetten, deren Mittelpunkte auf einer Parabel liegen, gezeigt sind,
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4a eine
dreidimensionale Ansicht des in 2 und 3 gezeigten
Systems ist,
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4b eine
alternative dreidimensionale Ansicht des Systems in Ubereinstimmung
mit dieser Erfindung ist,
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5 ein
Diagramm ist, welches das als 15 getrennte Bilder, welche Licht
auf jeder von 15 Facetten einer Spiegelanordnung des Beleuchtungssystems
entsprechen, gezeigte Intensitätsmuster
darstellt,
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6 ein
Diagramm ist, welches die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung in
der Bildebene darstellt,
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7 ein
Diagramm eines weniger bevorzugten Ausführungsbeispiels eines gefalteten
Beleuchtungssystems ist, welches flache Spiegelanordnungen mit Linsen
benutzt,
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8 ein
Diagramm eines weniger bevorzugten Hybridausführungsbeispiels eines gefalteten Beleuchtungssystem
ist, welches eine flache Spiegelanordnung und Linsen in Kombination
mit einer gekrümmten
Anordnung in Ubereinstimmung mit dieser Erfindung benutzt,
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9 ein
Diagramm eines Ausführungsbeispiels
dieser Erfindung ähnlich
demjenigen von 2 ist, wobei die Lichtquelle
hinter der zweiten Anordnung liegt und wobei die zweite Anordnung
eine Öffnung
aufweist, um es Licht von der Lichtquelle zu ermöglichen, hindurchzugehen,
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10 ein
Diagramm ist, welches eine Polarisationsauswahleinheit zum Bereitstellen
einer einzigen Polarisation darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
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Bezug
nehmend nun auf 1 zum Stand der Technik ist
ein eine Lampe 20, welche Licht in Richtung des Anzeigenfeldes 1 sowie
in die Rückwärtsrichtung
(in 1 links) emittiert, umfassendes Beleuchtungssystem
gezeigt. Ein sphärischer
Reflektor 21, welcher das rückwärts emittierte Licht empfängt und
ein Bild dieser Lampe bildet, ist an der hinteren Seite der Lampe
angeordnet. In 1 fällt das Bild der Lampe, welches
durch den Reflektor 21 gebildet ist, mit dieser Lampe zusammen.
Es wurde angenommen, dass die Lampe für ihr eigenes Licht transparent
ist. Dies wird in der Praxis oft nicht der Fall sein. In diesem
Fall wird sichergestellt, dass das Bild der Lampe neben der Lampe
angeordnet ist. Das von der Lampe und ihrem Bild emittierte Licht
wird von einem Sammellinsensystem 22 empfangen, welches
dieses Licht zu einem parallelen Strahl bündelt, in anderen Worten, es
bildet die Lampe ins Unendliche ab. Der parallele Strahl fällt auf
eine erste Linsenplatte 25. Die Seite dieser Platte, welche
der Quelle zugewandt ist, ist mit einer Matrix von Linsen 26 versehen,
und die andere Seite 27 ist bevorzugt flach. Jede dieser
Linsen 26 bildet die Quelle 20 auf eine zugeordnete
Linse 29 einer zweiten Linsenplatte 28 ab. Die
der Quelle zugewandte Seite 30 dieser Platte ist flach,
während
die von der Quelle entfernte Seite eine Matrix von Linsen 29 trägt. Die
Anzahl von Reihen und Spalten von Linsen der Platte 28 entspricht der
Anzahl der Linsen der Platte 25. Um die Strahlungsquelle
auf die verschiedenen Linsen 29 mittels der entsprechenden
Linsen 26 abzubilden, wird jeweils ein anderer Teil des
auf die Platte 25 einfallenden Strahls benutzt. Jede Linse 29 stellt
sicher, dass ein auf der entsprechenden Linse 26 geformter Strahlungsspot
auf das Anzeigefeld 1 abgebildet wird. Eine Linse 31,
welche sicherstellt, dass alle wiederholten Bilder in der Ebene
des Anzeigefeldes übereinander überlagert
werden, ist hinter der zweiten Linsenplatte 28 angeordnet.
Dies führt
dazu, dass die Beleuchtungsintensitätsverteilung in dieser Ebene
die gewünschte
Gleichförmigkeit
hat, wobei der Grad an Gleichförmigkeit
von der Anzahl von Linsen der Platten 25 und 28 bestimmt
wird.
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Bezug
nehmend nun auf 2 ist eine 3-D-Ansicht eines
kompakten Beleuchtungssystems in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel dieser
Erfindung gezeigt, welches weniger Elemente als das in 1 gezeigte
System gemäß dem Stand der
Technik aufweist, um im Wesentlichen dieselbe Funktion, die des
Homogenisierens einer Lichtquelle, so dass sie mit im Wesentlichen
gleichförmiger
Intensität
auf ein quadratisches oder rechteckiges Ziel trifft, durchzuführen. Zur
Vereinfachung und zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung stellt 2 einen
Fall dar, bei welchem Beleuchtung von einer Punktquelle erzeugt
wird. Im Folgenden dargestellte anschließende Figuren zeigen eine genauere Darstellung
einer ausgedehnten Lichtquelle mit mehreren Wellenlängen. Das
Ziel kann ein Bildgeber oder eine Mikroanzeige 119 sein
und in Verlängerung
ein Betrachtungsschirm bei Projektionsanzeigenanwendungen. Eine
Lichtquelle 110 stellt einen Strahl einer ersten reflektierenden
Fliegenaugenanordnung 112 aus kleinen reflektierenden schüsselähnlichen
oder konkaven Elementen 114 in Form reflektierender konkaver
rechteckiger Linsen oder rechteckiger reflektierender Facetten,
welche selbst derart angeordnet sind, dass ihre Mittelpunkte einer
dreidimensionalen gekrümmten
Oberfläche
oder Parabel folgen, bereit. Die rechteckigen Facetten 114 weisen
jeweils ein elliptisches Oberflächenprofil
auf und sind zueinander benachbart oder zusammenhängend ohne
einen Zwischenraum zwischen ihnen angeordnet. Die Facettenanordnung 112 dient
dazu, divergierendes Licht von der Lichtquelle zu empfangen und
den empfangenen Strahl als Vielzahl von Teilstrahlen, welche zusammen
einen im Wesentlichen kollimierten größeren Strahl bilden, zu reflektieren,
wobei die Anzahl der Teilstrahlen innerhalb des größeren Strahls
der Anzahl von schüsselähnlichen
reflektierenden Facetten 114 entspricht. Die Gesamtkrümmung der
durch das die zusammengesetzte Anordnung von Facetten 114 gebildeten
parabelförmigen Schüssel dient
dazu, den von der Lichtquelle empfangenen divergierenden Strahl
im Wesentlichen zu kollimieren, in der Tat führt diese Struktur 112 die Funktion
einer getrennten Fischaugenanordnung und diejenige einer kollimierenden
Linse, wie in dem Stand der Technik von 1 gezeigt,
aus. Die durch die Facetten 114 gebildeten Teilstrahlen
enden jeweils auf einem unterschiedlichen rechteckigen reflektierenden
Element oder einer Facette 116, welche zusammen ein Reflexionsmittel
in Form einer zweiten Anordnung 118 von reflektierenden
Elementen 116 bilden, welche eine Größe und Form aufweist, Licht auf
den Bildgeber oder das Mikrodisplay 119 an dem Zielort
zu reflektieren und im Wesentlichen das meiste des Bildgebers oder
Mikrodisplays 119 abzudecken. Die zweite Reflektoranordnung
rechteckiger Facetten oder Elemente 116 ist der Anordnung 112 zugewandt,
um die Teilstrahlen von dieser zu empfangen.
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Jedes
der reflektierenden rechteckigen Elemente 116 ist konkav, ähnlich den
Elementen oder Facetten 114, der Krümmungsradius der zweiten Anordnung 118 und
der Krümmungsradius
der einzelnen Facetten 116 kann jedoch verschieden von
denjenigen der ersten Anordnung 112 und ihrer Facetten 114 sein,
um das Licht korrekt auf die rechteckige Bildebene abzubilden. Simulationssoftwareprogramme können benutzt
werden, und die Größe und Form
der Anordnungen zu optimieren. Bei diesem Ausführungsbeispiel geschieht das
Mischen des Lichtes oder Mischen der getrennten auf die zweite Anordnung 118 einfallenden
Strahlen zwischen der Anordnung 118 und dem Anzeigefeld
derart, dass sich die Strahlen im Wesentlichen und idealerweise
vollständig
miteinander überlappen,
wenn sie auf das Anzeigefeld 119 gelenkt werden. Zusätzlich zu
der in 2 gezeigten Struktur kann ein Farbrad oder ein
anderes Filtermittel in dem Pfad zwischen der Lichtquelle und der
ersten Anordnung 112 angeordnet sein, um eine erforderliche
Farbe oder Lichtwellenlänge
durch Vorfilterung des Lichtes, bevor es den Zielort erreicht, wie
erfordert bereitzustellen. Ein bevorzugter Ort für das Farbrad ist dort, wo
der Strahl als im Wesentlichen fokussiert in 4 zwischen
dem Reflektor 400 und der ersten Anordnung 412 gezeigt
ist.
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3 ist
eine dreidimensionale Darstellung eines reflektierenden Lichthomogenisierers
entsprechend dieser Erfindung. Es ist jedoch zu bemerken, dass die
gezeigte erste Anordnung 112 den bei den einzelnen rechteckigen
Reflektoren vorhandenen Unterschied des Krümmungsradius nicht zeigt, wobei derjenige
der größeren Parabel
durch die Gesamtheit der Elemente 114 definiert ist. Die
zweite Anordnung 118 ist jedoch klarer gezeigt, um die
einzelnen Facetten 116 mit ihren entlang einer Parabel 121 angeordneten
Mittelpunkten darzustellen. Die Parabel kann eine tatsächliche
Struktur sein oder eine Vorlage oder ein Konstrukt sein, entlang
dessen die Mittelpunkte der Facetten in einer fixierten Position
liegen. Die Facetten der ersten Anordnung sind ähnlich angeordnet. Im Gegensatz
zu dem Ausführungsbeispiel des
Standes der Technik verringert oder beseitigt die Benutzung von
reflektierenden Elementen oder Facetten anstelle einer Vielzahl
von durchlässigen
Linsen die chromatische Dispersion, welche typischerweise durch
durchlässige
Linsen hervorgerufen wird. Es ist zudem zu sehen, dass die bei diesem
Ausführungsbeispiel
erforderliche Anzahl von Komponenten verglichen mit der oben erwähnten in 1 gezeigten
Vorrichtung gemäß dem Stand
der Technik dramatisch verringert ist. Dies verringert zudem die
Herstellungskosten und vereinfacht die Konstruktion.
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Eine
dreidimensionale Ansicht des Abbildungssystems in Übereinstimmung
mit der Erfindung ist in 4a gezeigt.
Eine Lichtquelle mit einem parabelförmigen Reflektor 400 fokussiert
Licht aus einer darin liegenden Lampe an einen Ort zwischen dem
parabelförmigen
Reflektor 400 und der ersten Anordnung 412 reflektierender
Facetten. Der Reflektor 400 fokussiert den Strahl, welcher
dann stark divergierend wird, während
er sich zu der ersten Anordnung 412 hin ausbreitet, welche
in einer Entfernung angeordnet ist, in welcher das gesamte Licht aufgefangen
wird. Die gesamte Krümmung
der kombinierten Anordnung der Facetten 412 kollimiert
dieses divergente Licht im Wesentlichen und reflektiert es als kollimierten
Strahl, welcher aus kleineren Teilstrahlen gebildet ist, deren Eigenschaften
von der Form und Größe der einzelnen
Facetten abhängen. Obwohl
der von der ersten Anordnung zu der zweiten Anordnung gelenkte Strahl
im Wesentlichen kollimiert ist, konvergieren die einzelnen Teilstrahlen
auf der zweiten Anordnung 418. Die zweite Anordnung 418 reflektierender
Linsen, welche als gekrümmte
reflektierende Facetten ausgebildet sind, ist derart ausgestaltet,
dass empfangenes Licht auf eine gemeinsame rechteckige Zielebene 422 mit
im Wesentlichen gleicher Intensität über diese reflektiert wird.
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Die
Anzahl der Facetten in jeder der Anordnungen beträgt typischerweise
zwischen 10 und 150, bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wurden jedoch
Anordnungen von 6·8
Elementen benutzt, wobei die Abmessung jeder Facette 12,67 mm·8 mm mit einem
Seitenverhältnis
von 1,58 war. Die Abmessung von Sammelgebieten oder Pixeln an dem
Bildgeber waren 17,73 und 11,2 mit einem Seitenverhältnis von
1,58. Das Größenverhältnis der
Facette zu dem Bildgeberpixel war 1,4.
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5 ist
eine graphische Darstellung, welche dem Intensitätsbeitrag jedes Reflektoranordnungselements
der 3·5-elementigen
Anordnung 412 entspricht, wenn er auf die gesamte Zielebene
abgebildet wird. Obwohl 5 als eine 3·5 Anordnung von Elementen
erscheint, wird dieses Format nur benutzt, um die Analyse von 15
Fällen
der gesamten Bildebene oder Zielebene darzustellen, wobei jeder Fall
oder jedes Rechteck in 5 den Beitrag eines anderen
einzelnen reflektierenden Anordnungselements in der ersten Anordnung 412 darstellt.
Zum Beispiel stellt das Element in der oberen linken Ecke von 5 den
Beitrag von einem einzelnen Reflektor in der Anordnung 112 über die
gesamte Bildebene dar. Das nächste
benachbarte Element in 5 auf der rechten Seite des
ganz links stehenden Elements stellt den Beitrag von einem anderen
Reflektor in der 3·5
Anordnung 412 von Elementen wie in 4a gezeigt über die
gesamte Bildebene dar. Daher müsste man,
um das gesamte in der Bildebene zu einem Zeitpunkt vorhandene Licht,
das heißt
den Beitrag jeder Facette der Anordnung 412 auf der Bildebene,
zu berücksichtigen,
die in allen 15 Darstellungen von 5 gezeigten
Verteilungen kombinieren, als ob sie übereinander gestapelt wären. Günstigerweise
ergibt die Symmetrie in der Darstellung von 5 eine im Wesentlichen
homogene Intensität über die
Bildebene, wenn alle 15 Darstellungen gestapelt werden. Die vier
durch die vier Ecken der Darstellung von 5 dargestellten
Fälle ergeben,
wenn sie übereinander abgebildet
werden, eine im Wesentlichen gleichförmig beleuchtete Bildebene.
Um 5 vollständiger zu
verstehen, sollten die Intensitätsbeiträge aller
15 Rechtecke auf ein gleiches Einziges der 15 Rechtecke in additiver
Weise abgebildet sein.
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6 ist
ein Diagramm, welches die Beleuchtungsgleichmäßigkeit in einer Bildebene
für ausgewählte Orte über sie
darstellt. Wie bemerkt werden kann, übertrifft die Gleichförmigkeit
einen 96% ANSI-Standard und zeigt eine hervorragende Ausleuchtung
in den Ecken von 106% unter Benutzung einer Reflektorfacette von
12,67 mm·8
mm mit einem Seitenverhältnis
von 1,58 mit Sammelregionen oder Pixeln bei dem Bildgeber von 17,73
und 11,2 mit einem Seitenverhältnis
von 1,58 an.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung wie in 4a gezeigt stellen eine Lichtquelle
und zwei geeignet dimensionierte und voneinander beabstandete parabolische
Reflektorenanordnungen, welche einander zugewandt sind, eine geeignete
und wenig teure gefaltete Architektur bereit, welche die in dem
oben erwähnten
Stand der Technik gezeigte komplexe Linsenanordnung überflüssig macht.
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Es
wird zudem angenommen, dass die Reflektoranordnung 112 mit
schüsselförmigen reflektierenden
Facetten oder Elementen, welche in einer schüsselähnlichen Anordnung angeordnet
sind, neu ist und in anderen Anordnungen zum Mischen von Licht nützlich ist.
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Beispielsweise
kann in Fällen,
bei welchen eine vollständige
gefaltete Konfiguration nicht nötig ist,
das heißt
in Fällen,
bei denen es nicht nötig
ist, eine zweite reflektierende Anordnung zu haben, um Licht von
der ersten Anordnung zu sammeln und zu reflektieren, die erste Anordnung 112 nach
wie vor einige Vorteile bieten. Auf diese Weise kann eine weniger
bevorzugte Hybridvorrichtung in Erwägung gezogen werden, welche
die erste Anordnung 112 mit einer Lenslet-Anordnung oder
mit Watanabes durchlässigem
Element wie in dem Stand der Technik gezeigt oder mit van den Brandts
durchlässiger
Linsenanordnung wie in 8 gezeigt kombiniert. Abhängig von
den Erfordernissen bietet dies Vorteile gegenüber dem Stand der Technik.
In 8 dient eine planare Anordnung von Reflektoren 82 und
eine Linse 84 dazu, die von der ersten Anordnung 112 empfangenen
Strahlen zu lenken.
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Bei
einem noch weniger bevorzugten Ausführungsbeispiel können zwei
reflektierende Anordnungen flacher Spiegel mit Linsen benutzt werden, was
eine gefaltete Vorrichtung bietet, welche kürzer als die im Stand der Technik
gelehrte ist. Dieses Ausführungsbeispiel
ist in 7 dargestellt, wo ein Eingangsstrahl von einer
Linse 700 im Wesentlichen kollimiert wird. Eine Anordnung
planarer Spiegel 742 empfängt das kollimierte Licht und
reflektiert das Licht auf eine zweite Anordnung von Spiegeln 744. Eine
zweite Linse 746 fokussiert das von der zweiten Anordnung
von Spiegeln 744 empfangene Licht und lenkt das gemischte
Licht homogener auf den Zielort 748. Obwohl dieses Ausführungsbeispiel
einen kompakten gefalteten Lichtdiffusor bereitstellt, ist es komplizierter
und kostspieliger herzustellen als das in 2 gezeigte,
welches keine getrennte Linsen erfordert.
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Natürlich kann
man sich zahlreiche andere Ausführungsbeispiele
vorstellen, ohne von dem Geist und dem Bereich der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise
stellt 9 ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dar, wobei die Lichtquelle 90 hinter einer von
zwei Anordnungen 92, welche einer Anordnung 94 zugewandt
sind, angeordnet ist. Dieses Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen
funktionell äquivalent
zu dem Ausführungsbeispiel
von 2.
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10 zeigt
eine Einheit zum Sicherstellen, dass eingehendes Licht in einen
gleichen Polarisationszustand umgewandelt wird. Bevorzugt wird diese in
einer Eingangsstufe zwischen der Lichtquelle und der ersten Anordnung
von Reflektoren 112 benutzt. Ein Polarisationsstrahlteiler
(PBS) 200 mit einem Retarder 202 in Form einer
Wellenplatte oder einem Rotator stellt diese Funktionalität bereit.