DE112018007683T5

DE112018007683T5 - Licht-Bestrahlungseinrichtung

Info

Publication number: DE112018007683T5
Application number: DE112018007683.0T
Authority: DE
Inventors: Masashige Suwa; Ritsuya Oshima; Muneharu Kuwata; Kuniko Kojima
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2021-02-25
Also published as: US20210190295A1; JPWO2019234795A1; JP7023354B2; CN112166366B; CN112166366A; WO2019234795A1

Abstract

Eine Licht-Bestrahlungseinrichtung umfasst eine Lichtquelle (1), ein optisches Projektionssystem (20), Keilprismen (30, 40) und eine Aberrationskorrekturoberfläche (901). Das optische Projektionssystem (20) projiziert ein Bild, das basierend auf von der Lichtquelle (1) emittiertem Licht gebildet wird. Die Aberrationskorrekturoberfläche (901) korrigiert eine Aberration, die auftritt, wenn das Bild durch das optische Projektionssystem (20) projiziert wird. Das Keilprisma (30) lenkt das von dem optischen Projektionssystem (20) emittierte Licht ab. Das Keilprisma (40) lenkt das von dem Keilprisma (30) abgelenkte Licht ab. Die Keilprismen (30, 40) werden so gehalten, dass eine Ablenkrichtung von vom Keilprisma (40) emittiertem Licht durch Rotation von zumindest einem der Keilprismen (30, 40) verändert wird. Die Aberrationskorrekturoberfläche (901) befindet sich in Bezug auf eine Emissionsoberfläche (202) des optischen Projektionssystems (20) auf der Seite des Keilprismas (30) und ist in Bezug auf das Keilprisma (30), einschließlich einer Einfalloberfläche (301) des Keilprismas (30), auf der Seite des optischen Projektionssystems (20) angeordnet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Licht-Bestrahlungseinrichtung.
HINTERGRUND ZUM STAND DER TECHNIK
Beispielsweise wird in Patentreferenz 1 eine Mehrstrahl-Abtasteinrichtung offenbart, die ein optisches Brechungssystem mit einer Kombination aus zwei Keilprismen verwendet, deren Keilrichtungen entgegengesetzt zueinander sind. Eines der Prismen wird relativ zum anderen rotiert, um die Richtung eines Lichtstrahls einzustellen.
REFERENZ ZUM STAND DER TECHNIK
PATENTREFERENZ
Patentdokument 1: Japanische Veröffentlichung der Patentanmeldung Nr. 2002-174785 (Paragraphen 0011, 0045, und 3)
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Jedes Keilprisma der in Patentreferenz 1 beschriebenen Mehrstrahl-Abtasteinrichtung weist jedoch eine Kombination aus zwei Ebenen auf. Das Licht, das durch die Keilprismen fällt, weist also eine Aberration auf. Insbesondere ist der Einfluss der Aberration spürbar, wenn eine Lichtquelle wie z. B. eine oberflächenemittierende LED verwendet wird. Dementsprechend tritt eine große Aberration auf. Infolgedessen ist eine Kontur des Bestrahlungslichts auf einer mit dem Licht bestrahlten Oberfläche verschwommen.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Eine Licht-Bestrahlungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Lichtquelle zum Emittieren von Licht, ein optisches Projektionssystem zum Projizieren eines Bildes, das basierend auf dem von der Lichtquelle emittierten Licht ausgebildet ist, eine Aberrationskorrekturoberfläche zum Korrigieren einer Aberration, die auftritt, wenn das Bild durch das optische Projektionssystem projiziert wird, ein erstes Keilprisma zum Empfangen und Ablenken des von dem optischen Projektionssystem emittierten Lichts und ein zweites Keilprisma zum Empfangen und Ablenken des durch das erste Keilprisma abgelenkten Lichts. Das erste Keilprisma und das zweite Keilprisma werden so gehalten, dass die Ablenkrichtung des vom zweiten Keilprisma emittierten Lichts durch Rotation von zumindest einem des ersten Keilprismas und des zweiten Keilprismas verändert wird. Die Aberrationskorrekturoberfläche ist in Bezug auf eine Emissionsoberfläche des optischen Projektionssystems auf der Seite des ersten Keilprismas angeordnet und ist in Bezug auf das erste Keilprisma, einschließlich einer Einfalloberfläche des ersten Keilprismas, auf der Seite des optischen Projektionssystems angeordnet.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Mit der Licht-Bestrahlungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Aberration zu reduzieren, die auftritt, wenn Licht durch ein Paar Keilprismen abgelenkt wird.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
2 ist eine Ansicht, die ein Punktdiagramm der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 ist ein Diagramm, das Evaluierungspunkte auf einer lichtemittierenden Oberfläche 101 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Licht-Bestrahlungseinrichtung 200 gemäß eines Vergleichsbeispiels schematisch darstellt.
5 ist eine Ansicht, die ein Punktdiagramm der Licht-Bestrahlungseinrichtung 200 gemäß des Vergleichsbeispiels darstellt.
6 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Licht-Bestrahlungseinrichtung 300 gemäß einer Modifikation der vorliegenden Erfindung darstellt.

ART UND WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Unter dem Gesichtspunkt der Reduzierung von Umweltbelastung, wie z.B. Reduzieren von Kohlendioxid (CO₂)-Emission und Brennstoffverbrauch, ist es wünschenswert, Energie von Licht-Bestrahlungseinrichtungen einzusparen. Dementsprechend sind Verkleinerung, Gewichtsreduzierung und Energieeinsparung bei den Licht-Bestrahlungseinrichtungen erforderlich. Vor diesem Hintergrund ist es wünschenswert, als Lichtquelle für die Licht-Bestrahlungseinrichtung eine Halbleiter-Lichtquelle einzusetzen, die eine höhere Lichtemissionseffizienz als eine herkömmliche Halogenlampe (Lampenlichtquelle) aufweist. Beispiele der „Halbleiter-Lichtquelle“ umfassen eine lichtemittierende Diode (LED), eine Laserdiode (LD) und dergleichen.
Eine Lichtquelle, wie z.B. eine Lichtquelle, die eine organische Elektrolumineszenz (organische EL) verwendet, eine Lichtquelle, die einen Leuchtstoff verwendet, und dergleichen wird als Feststofflichtquelle bezeichnet. Bei der Lichtquelle, die einen Leuchtstoff verwendet, wird der z.B. auf ein Basismaterial aufgebrachte Leuchtstoff mit Anregungslicht bestrahlt, so dass der Leuchtstoff Licht emittiert. Die Halbleiterlichtquelle ist eine der Feststofflichtquelle.
Ein Keilprisma ist ein Prisma, das eine Emissionsoberfläche aufweist, die in Bezug auf eine Einfalloberfläche geneigt ist. Das heißt, dass das Keilprisma eine geneigte optische Oberfläche umfasst. Eine Oberfläche des Keilprismas ist in Bezug auf die andere Oberfläche um einen kleinen Winkel geneigt. Ein Neigungswinkel einer Oberfläche in Bezug auf die andere Oberfläche wird als Keilwinkel oder Scheitelwinkel bezeichnet. Auf das Keilprisma einfallendes Licht wird unter einem dem Scheitelwinkel entsprechenden Winkel gebrochen und emittiert. Auf das Keilprisma einfallendes Licht wird in Richtung einer Seite gebrochen, auf der das Prisma eine größere Dicke aufweist. Ein Winkel des vom Keilprisma emittierten Lichts in Bezug auf das auf das Keilprisma einfallende Licht wird als Ablenkwinkel bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird der Scheitelwinkel als Keilwinkel α bezeichnet. Obwohl zwei Brechungsoberflächen des Keilprismas im Allgemeinen ebene Oberflächen sind, umfasst ein im Folgenden beschriebenes „Keilprisma“ ein Prisma, das mindestens eine Brechungsoberfläche aufweist, die eine gekrümmte Oberfläche ist.
In der folgenden Ausführungsform ist eine Oberfläche des Keilprismas senkrecht zu einer Rotationsachse. Alternativ können zwei Oberflächen des Keilprismas in Bezug auf die Rotationsachse geneigt sein. Das heißt, dass eine Einfalloberfläche und eine Emissionsoberfläche des Keilprismas in Bezug auf die Rotationsachse geneigt sein können.
In einer Einrichtung, die Licht unter Verwendung von zwei Keilprismen ablenkt, wie z.B. die Mehrstrahl-Abtasteinrichtung von Patentreferenz 1, wird das von den Keilprismen emittierte Licht auf einen kreisförmigen Bereich auf einer Bestrahlungsoberfläche gestrahlt.
Die zwei Keilprismen werden um die Rotationsachse der Keilprismen rotiert, so dass die Ablenkrichtung des von den Keilprismen emittierten Lichts verändert wird. Wenn beispielsweise die zwei Keilprismen um den gleichen Winkel in entgegengesetzte Richtungen rotiert werden, bewegt sich von den Keilprismen emittiertes Licht entlang einer geraden Linie auf der Bestrahlungsoberfläche. Das heißt, dass sich das von den Keilprismen emittierte Licht linear in einer Richtung senkrecht zu der Rotationsachse der Keilprismen bewegt. Von den Keilprismen emittiertes Licht bewegt sich linear auf der Bestrahlungsoberfläche in einer Richtung senkrecht zu der Rotationsachse der Keilprismen.
Eine Einrichtung, die Licht unter Verwendung von zwei Keilprismen ablenkt, wird z.B. in einer Vorrichtung eingesetzt, die durch Abtasten mit einem Lichtstrahl, der einen kleinen Strahldurchmesser aufweist, wie z.B. Laserlicht, ein Bild formt oder Informationen anzeigt. Eine Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 wird jedoch z.B. in einer Beleuchtungseinrichtung o.ä. eingesetzt, die die Lichtverteilung durch Abtastung mit einem Lichtstrahl, der einen größeren Strahldurchmesser aufweist, z.B. einem Lichtstrahl einer LED, verändert.
Die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 wird in einer Vorrichtung eingesetzt, die ein projiziertes Bild anzeigt, während das projizierte Bild auf einer Bestrahlungsoberfläche bewegt wird. Zum Beispiel wird eine Bildanzeigeeinrichtung auf einem Lichtpfad der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 angeordnet. Die Bildanzeigeeinrichtung ist eine Blendenplatte, die eine Form eines Symbols oder dergleichen aufweist, eine Flüssigkristallplatte oder dergleichen. Dementsprechend ist die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 in der Lage, ein projiziertes Bild des Symbols, des Bildes oder dergleichen auf der Bestrahlungsoberfläche zu bewegen. Auf diese Weise ist die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 in der Lage, Bildinformationen auf eine Straßenoberfläche, einen Durchgang oder ähnliches zu projizieren, um Aufmerksamkeit zu erregen, einen Fahrzeuginsassen zu führen oder für andere Zwecke.
Die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 ist z.B. auch auf ein Downlight, ein Scheinwerferlicht, ein Suchlicht oder eine Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung anwendbar.
Das Downlight ist ein kleines Beleuchtungsgerät, das in eine Decke in einem Gebäude eingebaut und daran befestigt ist. Die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 ist in der Lage, einen Bestrahlungsbereich des Downlights zu bewegen. Ferner ist das Downlight in der Lage, ein projiziertes Bild zu projizieren.
Das Scheinwerferlicht ist eines von Beleuchtungsgeräten, die eingerichtet sind, starkes Licht intensiv auf einen spezifischen Ort zu werfen. Das Scheinwerferlicht ist ein Beleuchtungsgerät, das hauptsächlich in einem Theater oder ähnlichem verwendet wird, um die Aufmerksamkeit eines Publikums zu erregen, und ist eingerichtet, einen Punkt intensiv zu beleuchten. Das Scheinwerferlicht wird während der Bewegung einer bestrahlten Position verwendet, wenn sich ein Bestrahlungsziel bewegt.
Das Suchlicht ist eine Beleuchtungseinrichtung, die eingerichtet ist, bei Nacht einen entfernten Ort zu beleuchten. Das Suchlicht ist im Allgemeinen an einer vertikal und seitlich schwenkbaren Altazimut-Montierung montiert. Die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 ist in der Lage, einen Bestrahlungsbereich ohne Verwendung der Altazimut-Montierung zu bewegen.
Die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 dient als Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung und kann als Fernlichtscheinwerfer verwendet werden, der eine Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeugs, wie z.B. eines Automobils oder dergleichen, ist. Der Fernlichtscheinwerfer ist ein Scheinwerfer, der während einer Fahrt verwendet wird. Eine Beleuchtungsdistanz des Fernlichtscheinwerfers beträgt z. B. 100 m. Um z.B. einen Fußgänger vor dem Fahrzeug während der Fahrt zu beleuchten, bewegt die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 eine Bestrahlungsposition in Übereinstimmung mit dem Fußgänger.
Die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 dient als Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung und kann als Abblendlicht eines Automobils oder dergleichen verwendet werden. Das Abblendlicht ist ein Scheinwerfer, der verwendet wird, wenn das Fahrzeug an einem entgegenkommenden Fahrzeug vorbeifährt. Eine Beleuchtungsdistanz des Abblendlichts beträgt z. B. 30 m. Die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 bewegt beispielsweise eine Bestrahlungsposition bei hoher Geschwindigkeit, um dadurch die für das Abblendlicht erforderliche Lichtverteilung zu erreichen.
Die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 dient als Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung und kann als Scheinwerfersystem mit variabler Lichtverteilung eines Automobils oder dergleichen verwendet werden. Das Scheinwerfersystem mit variabler Lichtverteilung ist z. B. ein adaptives Fernlicht (engl.: adaptive driving beam - ADB). Um ein vorausfahrendes Fahrzeug während der Fahrt nicht durch ein Fernlicht zu blenden, schaltet das ADB nur die Bestrahlung in einem Bereich ab, der das vordere Fahrzeug blendet. Das ADB beleuchtet den anderen Bereich mit dem Fernlicht, um die Sichtverhältnisse zu sichern und die Sicherheit zu erhöhen.
Bei solchen Beleuchtungseinrichtungen kann die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 die Unschärfe der Kontur des eingestrahlten Lichts reduzieren.
In der folgenden Ausführungsform sind in den Figuren rechtwinklige XYZ-Koordinaten dargestellt, um die Beschreibung zu erleichtern.
In der folgenden Beschreibung wird die Vorwärtsrichtung der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 als +Z-Achsenrichtung und die Rückwärtsrichtung der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 als -Z-Achsenrichtung bezeichnet. Die Vorwärtsrichtung der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 ist eine Richtung, in der das Beleuchtungslicht emittiert wird. In der folgenden Ausführungsform wird beispielsweise von einer Lichtquelle 10 emittiertes Licht in der +Z-Achsenrichtung emittiert. Die Aufwärtsrichtung der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 wird als +Y-Achsenrichtung und die Abwärtsrichtung der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 als -Y-Achsenrichtung bezeichnet. Zum Beispiel ist im Fall einer Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung die Aufwärtsrichtung des Fahrzeug die +Y-Achsenrichtung. Die Abwärtsrichtung des Fahrzeug die -Y-Achsenrichtung. Beim Blick auf die Vorwärtsrichtung in Bezug auf die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 (+Z-Achsenrichtung), wird die nach rechts gerichtete Richtung der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 als +X-Achsenrichtung und die nach links gerichtete Richtung der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 als -X-Achsenrichtung bezeichnet. Die Oberflächenseite der Figur ist die +X-Achsenrichtung und die Rückseite der Figur ist die -X-Achsenrichtung.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
1 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
[Konfiguration Licht-Bestrahlungseinrichtung 100]
Die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 umfasst eine Lichtquelle 10, ein optisches Projektionssystem 20, ein Keilprisma 30 und ein Keilprisma 40. Die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 kann Rotationsmechanismen 50 und 60 und eine Steuerschaltung 70 umfassen. Eine optische Achse C ist eine optische Achse der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100. Die Richtung der im folgenden beschriebenen optischen Achse kann unter Verwendung eines Spiegels oder dergleichen verändert werden. Die Positionsbeziehungen in Bezug auf die Richtung der optischen Achse werden dargestellt, während die optische Achse als gerade Linie betrachtet wird.
(Lichtquelle 10)
Die Lichtquelle 10 emittiert Licht. Die Lichtquelle 10 emittiert Beleuchtungslicht. Die Lichtquelle 10 emittiert Licht von einer lichtemittierenden Oberfläche 101. Die Lichtquelle 10 umfasst z. B. die lichtemittierende Oberfläche 101, die eben ist. Das heißt, dass die Lichtquelle 10 eine ebene Lichtquelle ist. Die Lichtquelle 10 ist eine Lichtquelle mit ebener Lichtemission. Die „ebene Lichtquelle“ ist z. B. eine Lichtquelle, die in einer Planungsphase nicht als eine punktartige Lichtquelle behandelt werden kann.
Eine optische Achse C₁₀ ist eine optische Achse der Lichtquelle 10. Die optische Achse C₁₀ ist z. B. eine Achse, die durch die Mitte der lichtemittierenden Oberfläche 101 der Lichtquelle 10 führt und senkrecht zur lichtemittierenden Oberfläche 101 ist. Die optische Achse C₁₀ ist z. B. eine optische Hauptachse der Lichtquelle 10. Die optische Hauptachse ist keine geometrische Mittelachse der Beleuchtungseinrichtung, sondern eine optische Mittelachse von Licht, das von der Lichtquelle emittiert wird. Die optische Hauptachse liegt im Allgemeinen in einer Emissionsrichtung, in der die Lichtstärke maximal ist.
Die Lichtquelle 10 ist beispielsweise eine LED. Die Lichtquelle 10 ist beispielsweise eine feste Lichtquelle. In der folgenden Beschreibung wird die Lichtquelle 10 als LED beschrieben.
(Optisches Projektionssystem 20)
Das optische Projektionssystem 20 ändert einen Divergenzwinkel von einfallendem Licht. Das optische Projektionssystem 20 macht den Divergenzwinkel von emittiertem Licht kleiner als den Divergenzwinkel von einfallendem Licht. Das optische Projektionssystem 20 sammelt von der Lichtquelle 10 emittiertes Licht. In dem Fall, in dem eine LED mit einem großen Divergenzwinkel verwendet wird, kann das optische Projektionssystem 20 das Licht effizient sammeln, während das optische Projektionssystem 20 klein ist.
Das Optische Projektionssystem 20 ist beispielsweise eine Linse. Das Optische Projektionssystem 20 ist beispielsweise eine Projektionslinse. Das optische Projektionssystem 20 projiziert ein ebenes Bild, das basierend auf von der Lichtquelle 10 emittiertem Licht geformt wird. Das optische Projektionssystem 20 vergrößert und projiziert das ebene Bild, das basierend auf von der Lichtquelle 10 emittiertem Licht geformt wird.
Das optische Projektionssystem 20 projiziert z. B. ein Bild der lichtemittierenden Oberfläche 101 der Lichtquelle 10. Das optische Projektionssystem 20 projiziert beispielsweise ein Lichtquellenbild. Zum Beispiel befindet sich ein Brennpunkt des optischen Projektionssystems 20 auf der lichtemittierenden Oberfläche 101. Das optische Projektionssystem 20 wandelt von der Lichtquelle 10 emittiertes Licht zum Beispiel in paralleles Licht um.
Eine Umwandlung von Licht in paralleles Licht umfasst eine Umwandlung von Licht, das von einer Position auf der optischen Achse C₂₀ der lichtemittierenden Oberfläche 101 emittiert wird, in paralleles Licht und eine Umwandlung von Licht, das von einer Peripherie der lichtemittierenden Oberfläche 101 emittiert wird, in annähernd paralleles Licht. Das von der Position der lichtemittierenden Oberfläche 101 auf der optischen Achse C₂₀ emittierte Licht ist Licht, das von einem Punkt am Schnittpunkt der lichtemittierenden Oberfläche 101 mit der optischen Achse C₂₀ emittiert wird. Eine optische Achse C₂₀ ist eine optische Achse des optischen Projektionssystems 20. In der folgenden Beschreibung werden die optische Achse C₁₀ und die optische Achse C₂₀ als die gleiche Achse beschrieben.
(Keilprismen 30 und 40)
Das Keilprisma 30 und das Keilprisma 20 werden so gehalten, dass zumindest eines des Keilprismas 30 und des Keilprismas 40 um eine Rotationsachse A₃₀ oder A₄₀ rotiert. In der folgenden Beschreibung werden das Keilprisma 30 und das Keilprisma 40 jedoch so gehalten, dass beide des Keilprismas 30 und des Keilprismas 40 rotieren. Das Keilprisma 30 und das Keilprisma 40 lenken einfallendes Licht ab. Das Keilprisma 30 und das Keilprisma 40 lenken einen einfallenden Lichtstrahl ab.
Das Keilprisma 30 empfängt von der Lichtquelle 10 emittiertes Licht. Das Keilprisma 30 empfängt von der Lichtquelle 10 emittiertes Licht und lenkt es ab. Das Keilprisma 30 empfängt von z. B. dem optischen Projektionssystem 20 emittiertes Licht. Das Keilprisma 30 empfängt von dem optischen Projektionssystem 20 emittiertes Licht und lenkt es ab.
Das Keilprisma 30 wird so gehalten, dass es um die Rotationsachse A₃₀ rotiert. Die Rotationsachse A₃₀ ist eine Achse, um die das Keilprisma 30 rotiert.
Das Keilprisma 30 umfasst eine Einfalloberfläche 301 und eine Emissionsoberfläche 302.
Die Einfalloberfläche 301 empfängt von der Lichtquelle 10 emittiertes Licht. Die Einfalloberfläche 301 empfängt zum Beispiel von dem optischen Projektionssystem 20 emittiertes Licht. Die Einfalloberfläche 301 empfängt zum Beispiel von einer Emissionsoberfläche 202 des optischen Projektionssystems 20 emittiertes Licht.
Die Einfalloberfläche 301 korrigiert Aberration, die auftritt, wenn durch das optische Projektionssystem 20 ein Bild projiziert wird. Die Einfalloberfläche 301 korrigiert Aberration, die an einem projizierten Bild auftritt, wenn das Bild durch das optische Projektionssystem 20 projiziert wird. Die Einfalloberfläche 301 korrigiert Aberration, die auftritt, wenn ein Bild der lichtemittierenden Oberfläche 101 durch das optische Projektionssystem 20 projiziert wird. Die Einfalloberfläche 301 korrigiert Aberration von z. B. einem projizierten Lichtquellenbild.
Die Einfalloberfläche 301 ist eine Oberfläche, auf der Aberration korrigiert wird. Das heißt, dass die Einfalloberfläche 301 eine Aberrationskorrekturoberfläche 910 ist. Die Aberrationskorrekturoberfläche 910 wird an der Einfalloberfläche 301 des Keilprismas 30 gebildet.
Die Aberrationskorrekturoberfläche 910 ist z. B. eine bezüglich der Rotationsachse A₃₀ des Keilprismas 30 rotationssymmetrische Oberfläche. Die Aberrationskorrekturoberfläche 910, die an der Einfalloberfläche 301 ausgebildet ist, ist z. B. eine bezüglich der Rotationsachse A₃₀ des Keilprismas 30 rotationssymmetrische Oberfläche. Die optische Achse C₃₀ der Aberrationskorrekturoberfläche 910, die an der Einfalloberfläche 301 ausgebildet ist, und die Rotationsachse A₃₀ sind die gleiche Achse. Die Aberrationskorrekturoberfläche 910, die an der Einfalloberfläche 301 ausgebildet ist, ist z. B. eine bezüglich der optischen Achse C₃₀ der Aberrationskorrekturoberfläche 910 rotationssymmetrische Oberfläche.
Die Rotationsachse A₃₀ des Keilprismas 30 und die optische Achse C₂₀ des optischen Projektionssystems 20 sind z. B. die gleiche Achse. Die optische Achse C₁₀ , die optische Achse C₂₀ und die Rotationsachse A₃₀ sind z. B. die gleiche Achse.
Zumindest in einem Fall, in dem das Keilprisma 30 so gehalten wird, dass es um die Rotationsachse A₃₀ rotiert, ist die Aberrationskorrekturoberfläche 910 eine bezüglich der Rotationsachse A₃₀ des Keilprismas 30 rotationssymmetrische Oberfläche. Die Einfalloberfläche 301 weist eine konvexe Oberflächenform auf. Die Einfalloberfläche 301 ist z. B. eine asphärische Fläche. Die Aberrationskorrekturoberfläche 910 weist eine konvexe Oberflächenform auf. Die Aberrationskorrekturoberfläche 910 ist z. B. eine asphärische Fläche.
Die Emissionsoberfläche 302 ist z. B. eine bezüglich einer zur Rotationsachse A₃₀ senkrechten Oberfläche geneigte Oberfläche. Die Emissionsoberfläche 302 ist um einen Keilwinkel α₁ geneigt. Der Keilwinkel α₁ ist ein Winkel in einem Fall, in dem die Einfalloberfläche 301 eine zur Rotationsachse A₃₀ senkrechte Oberfläche ist. Die Emissionsoberfläche 302 ist z. B. eine flache Oberfläche.
In der folgenden Beschreibung wird der Scheitelwinkel als Keilwinkel α bezeichnet. Ein Keilwinkel α des Keilprismas 30 ist der Keilwinkel α₁ . Ein Keilwinkel α des im Folgenden beschriebenen Keilprismas 40 ist ein Keilwinkel α₂ . Der Keilwinkel α₁ des Keilprismas 30 ist z. B. gleich dem Keilwinkel α₂ des Keilprismas 40 (α₁ = α₂). Das Material des Keilprismas 30 ist z. B. das gleiche wie das Material des Keilprismas 40.
Das Keilprisma 30 ist mit einem Zahnrad 503 versehen. Das Zahnrad 503 überträgt Rotationsbewegung von dem Rotationsmechanismus 50 auf das Keilprisma 30. Eine Antriebskraft des Rotationsmechanismus 50 wird auf das Zahnrad 503 übertragen. Das Zahnrad 503 kann auf einem Zylinder, der das Keilprisma 30 hält, oder ähnlichem bereitgestellt sein. Ein Verfahren zum Übertragen der Antriebskraft von dem Rotationsmechanismus 50 auf das Keilprisma 30 ist nicht auf das Zahnrad 503 beschränkt. Zum Beispiel kann die Antriebskraft unter Verwendung eines Riemens oder ähnlichem übertragen werden.
Das Keilprisma 40 empfängt von dem Keilprisma 30 emittiertes Licht. Das Keilprisma 40 empfängt von dem Keilprisma 30 abgelenktes Licht und lenkt es ab.
Das Keilprisma 40 wird so gehalten, dass es um die Rotationsachse A₄₀ rotiert. Die Rotationsachse A₄₀ ist eine Achse, um die das Keilprisma 40 rotiert. Zum Beispiel sind die Rotationsachse A₃₀ und die Rotationsachse A₄₀ die gleiche Achse. Die optische Achse C₁₀ , die optische Achse C₂₀ , die Rotationsachse A₃₀ und die Rotationsachse A₄₀ sind z. B. die gleiche Achse.
Das Keilprisma 40 umfasst eine Einfalloberfläche 401 und eine Emissionsoberfläche 402.
Die Einfalloberfläche 401 empfängt von dem Keilprisma 30 emittiertes Licht. Die Einfalloberfläche 401 empfängt von der Emissionsoberfläche 302 des Keilprismas 30 emittiertes Licht.
Die Einfalloberfläche 401 ist z. B. eine bezüglich einer zur Rotationsachse A₄₀ senkrechten Oberfläche geneigte Oberfläche. Die Einfalloberfläche 401 ist um den Keilwinkel α₁ geneigt. Die Einfalloberfläche 401 ist z. B. eine flache Oberfläche.
Die Emissionsoberfläche 402 ist z. B. eine zur Rotationsachse A₄₀ senkrechte Oberfläche. Die Emissionsoberfläche 402 ist z. B. eine flache Oberfläche.
Die Emissionsoberfläche 402 kann eine bezüglich einer zur Rotationsachse A₄₀ senkrechten Oberfläche geneigte Oberfläche sein. Die Einfalloberfläche 401 kann eine zur Rotationsachse A₄₀ senkrechte Oberfläche sein.
Das Keilprisma 40 ist mit einem Zahnrad 603 versehen. Das Zahnrad 603 überträgt Rotationsbewegung von dem Rotationsmechanismus 60 auf das Keilprisma 40. Eine Antriebskraft des Rotationsmechanismus 60 wird auf das Zahnrad 603 übertragen. Das Zahnrad 603 kann auf einem Zylinder, der das Keilprisma 40 hält, oder ähnlichem bereitgestellt werden. Das Verfahren zum Übertragen der Antriebskraft von dem Rotationsmechanismus 60 auf das Keilprisma 40 ist nicht auf das Zahnrad 603 beschränkt. Zum Beispiel kann die Antriebskraft unter Verwendung eines Riemens oder ähnlichem weitergegeben werden.
Der Rotationsmechanismus 60 wird nicht unbedingt zum Antreiben des Keilprismas 40 benötigt. Zum Beispiel kann das Zahnrad 40 durch Übertragen einer Antriebskraft des Rotationsmechanismus 50 auf das Zahnrad 603 rotiert werden.
Von dem Keilprisma 30 emittiertes Licht wird gemäß dem Keilwinkel α₁ des Keilprismas 30 gebrochen. Von dem Keilprisma 30 emittiertes Licht tritt in das Keilprisma 40 ein. Von dem Keilprisma 40 emittiertes Licht wird gemäß dem Keilwinkel α₂ des Keilprismas 40 gebrochen.
(Rotationsmechanismus 50 und 60)
Der Rotationsmechanismus 50 veranlasst das Keilprisma 30 zu rotieren. Der Rotationsmechanismus 50 umfasst eine Antriebsquelle 501, ein Zahnrad 502, das Zahnrad 503 und eine Rotationswelle 504.
Die Antriebsquelle 501 ist zum Beispiel ein Motor. Die Antriebsquelle 501 ist zum Beispiel ein Schrittmotor oder dergleichen. Die Rotationswelle 504 ist eine Welle zum Übertragen von Rotation der Antriebsquelle 501 auf das Zahnrad 502. Die Rotationswelle 504 ist z. B. eine Rotationswelle des Motors.
Das Zahnrad 502 empfängt eine Rotationskraft der Rotationswelle 504 zum Rotieren. Das Zahnrad 502 rotiert durch Rotation der Rotationswelle 504. Das Zahnrad 502 ist beispielsweise an der Rotationswelle 504 befestigt.
Das Zahnrad 502 greift in das Zahnrad 503 ein. Das Zahnrad 502 treibt das Zahnrad 503 an. Das Zahnrad 502 überträgt eine Rotationskraft auf das Zahnrad 503. Das Zahnrad 502 veranlasst das Zahnrad 503 zu rotieren.
Das Zahnrad 503 rotiert um die Rotationswelle A₃₀ . Eine Achse des Zahnrads 503 ist die Rotationsachse A₃₀ . Rotation des Zahnrads 503 veranlasst das Keilprisma 30 zu rotieren.
Das Zahnrad 503 ist z.B. auf einem Außenumfang des Keilprismas 30 ausgebildet. Das Zahnrad 503 ist z.B. auf einem äußeren Umfangsabschnitt des Keilprismas 30 ausgebildet. Das Zahnrad 503 ist z.B. auf einem Element ausgebildet, das das Keilprisma 30 hält. Das Element, das das Keilprisma 30 hält, ist beispielsweise ein Zylinder, ein Prismenrahmen oder ähnliches. Das Zahnrad 503 ist beispielsweise auf einem Zylinder ausgebildet, der das Keilprisma 30 hält.
Der Rotationsmechanismus 60 veranlasst das Keilprisma 40 zu rotieren. Der Rotationsmechanismus 60 umfasst eine Antriebsquelle 601, ein Zahnrad 602, das Zahnrad 603 und eine Rotationswelle 604.
Die Antriebsquelle 601 ist zum Beispiel ein Motor. Die Antriebsquelle 601 ist zum Beispiel ein Schrittmotor oder dergleichen. Die Rotationswelle 604 ist eine Welle zum Übertragen von Rotation der Antriebsquelle 601 auf das Zahnrad 602. Die Rotationswelle 604 ist z. B. eine Rotationswelle des Motors.
Das Zahnrad 602 empfängt eine Rotationskraft der Rotationswelle 604 zum Rotieren. Das Zahnrad 602 rotiert durch Rotation der Rotationswelle 604. Das Zahnrad 602 ist beispielsweise an der Rotationswelle 604 befestigt.
Das Zahnrad 602 greift in das Zahnrad 603 ein. Das Zahnrad 602 treibt das Zahnrad 603 an. Das Zahnrad 602 überträgt eine Rotationskraft auf das Zahnrad 603. Das Zahnrad 602 veranlasst das Zahnrad 603 zu rotieren.
Das Zahnrad 603 rotiert um die Rotationsachse A₄₀ . Eine Achse des Zahnrads 603 ist die Rotationsachse A₄₀ . Rotation des Zahnrads 603 veranlasst das Keilprisma 40 zu rotieren.
Das Zahnrad 603 ist z.B. auf einem Außenumfang des Keilprismas 40 ausgebildet. Das Zahnrad 603 ist z.B. auf einem äußeren Umfangsabschnitt des Keilprismas 40 ausgebildet. Das Zahnrad 603 ist z.B. auf einem Element ausgebildet, das das Keilprisma 40 hält. Das Element, das das Keilprisma 40 hält, ist beispielsweise ein Zylinder, ein Prismenrahmen oder ähnliches. Das Zahnrad 603 ist z.B. auf einem Zylinder ausgebildet, der das Keilprisma 40 hält.
(Steuerschaltung 70)
Die Steuerschaltung 70 steuert beispielsweise eine Rotationsmenge oder Rotationsgeschwindigkeit des Rotationsmechanismus 50. Die Steuerschaltung 70 steuert beispielsweise eine Rotationsmenge oder Rotationsgeschwindigkeit des Rotationsmechanismus 60. Der Rotationsmechanismus 60 und die Steuerschaltung 70 können durch verschiedene Steuerschaltungen gesteuert werden.
[Aberrationskorrektur durch Licht-Bestrahlungseinrichtung 100]
Die Einfalloberfläche 301 weist eine Aberrationskorrekturoberfläche 910 auf. Die Einfalloberfläche 301 ist beispielsweise die Aberrationskorrekturoberfläche 910. Aberrationen, die durch die Einfalloberfläche 301 korrigiert werden, sind z.B. die allgemein bekannten fünf Seidel-Aberrationen. Im Einzelnen handelt es sich bei den durch die Einfalloberfläche 301 korrigierten Aberrationen um sphärische Aberration, Koma-Aberration, Feldkrümmungsaberration, Astigmatismus-Aberration und Verzerrungsaberration.
Die Einfalloberfläche 301 ist für das Korrigieren dieser Aberrationen wirksam. Die Einfalloberfläche 301 reduziert eine Unschärfe der Kontur eines auf die Bestrahlungsoberfläche gestrahlten Bildes. Die Einfalloberfläche 301 korrigiert eine Unschärfe der Kontur eines Bildes auf der Bestrahlungsoberfläche. Mit der Einfalloberfläche 301 wird ein Bild projiziert, dessen Formverformung reduziert ist.
Ein von der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 projiziertes Bild umfasst ein Lichtverteilungsmuster. Ein vom optischen Projektionssystem 20 projiziertes Bild umfasst ein Lichtverteilungsmuster. Das Lichtverteilungsmuster umfasst die Form von Lichtverteilung und Lichtverteilung. Die Lichtverteilung zeigt an, wie intensiv Licht in jeder Richtung (Winkel) von einer Lichtquelle emittiert wird. Die Lichtverteilung ist eine Veränderung oder eine Verteilung von Lichtstärke der Lichtquelle oder einer Beleuchtungseinrichtung in Bezug auf einen Winkel.
Die Einfalloberfläche 301 korrigiert eine Verformung eines auf die Bestrahlungsoberfläche projizierten Lichtverteilungsmusters. Das Lichtverteilungsmuster wird auf Grundlage von durch die Lichtquelle 10 emittiertem Licht gebildet. Das Lichtverteilungsmuster wird auf Grundlage von beispielsweise einem Lichtquellenbild gebildet. Das durch das optische Projektionssystem 20 projizierte Bild ist z.B. ein Bild der Lichtquelle 10. Das vom optischen Projektionssystem 20 projizierte Bild ist z.B. ein Lichtverteilungsmuster.
Die Einfalloberfläche 301 des Keilprismas 30 weist eine positive Brechkraft auf. Die an der Einfalloberfläche 301 gebildete Aberrationskorrekturoberfläche 910 des Keilprismas 30 weist eine positive Brechkraft auf. Das optische Projektionssystem 20 weist eine positive Brechkraft auf. Zum Beispiel ist die Brechkraft der Einfalloberfläche 301 des Keilprismas 30 kleiner als die Brechkraft des optischen Projektionssystems 20.
Denkbar ist die Bildung der Aberrationskorrekturoberfläche 910 an der Einfalloberfläche 201 oder der Emissionsoberfläche 202 des optischen Projektionssystems 20. Der Durchmesser eines durch das optische Projektionssystem 20 hindurchtretenden Lichtstrahls ist jedoch kleiner als der Durchmesser des auf dem Keilprisma 30 einfallenden Lichtstrahls. Das liegt daran, dass die lichtemittierende Oberfläche 101 der Lichtquelle 10 einen Bereich aufweist.
Wie vorstehend, wird die Lichtquelle 10 beispielsweise als eine LED beschrieben. Das heißt, Licht, das von der Mitte der lichtemittierenden Oberfläche 101 der Lichtquelle 10 emittiert wird, ist Licht parallel zur optischen Achse C₂₀ des optischen Projektionssystems 20. Im Gegensatz dazu ist Licht, das von einem Umfangsabschnitt der lichtemittierenden Oberfläche 101 der Lichtquelle 10 emittiert wird, in Bezug auf die optische Achse C₂₀ geneigt. Somit ist von dem optischen Projektionssystem 20 emittiertes Licht nicht vollständig parallel zur optischen Achse C₂₀ . Von dem optischen Projektionssystem 20 emittiertes Licht ist expandiertes Licht. Das „zu parallelem Licht veränderte Licht“ umfasst Licht, das in Bezug auf eine optische Achse eines optischen Systems zum Umwandeln von Licht in paralleles Licht geneigt ist. In diesem Beispiel ist das optische System zum Umwandeln von Licht in paralleles Licht das optische Projektionssystem 20.
Somit ist der Durchmesser des durch das optische Projektionssystem 20 hindurchtretenden Lichtstrahls kleiner als der Durchmesser des auf dem Keilprisma 30 einfallenden Lichtstrahls. Der größte Vorteil wird erhalten, wenn Aberrationskorrektur an einer Position durchgeführt wird, an der der Strahldurchmesser am größten ist. Aus diesem Grunde ist es von Vorteil, dass die Einfalloberfläche 201 oder die Emissionsoberfläche 202 des optischen Projektionssystems nicht die Aberrationskorrekturoberfläche 910 ist, sondern die Einfalloberfläche 301 des Keilprismas 30 die Aberrationskorrekturoberfläche 910 ist.
Die Emissionsoberfläche 302 des Keilprismas 30 reflektiert Licht, das in einer Richtung die Emissionsoberfläche 302 durchdringt. Das heißt, dass die Emissionsoberfläche 302 Licht ablenkt, das in einer Richtung die Emissionsoberfläche 302 durchdringt. Dementsprechend zeigt Licht, das die Emissionsfläche 302 des Keilprismas 30 durchdringt, keine isotrope Verteilung in Bezug auf die optische Achse C₂₀ des optischen Projektionssystems 20.
Selbst wenn also eine Aberrationskorrektur für Licht durchgeführt wird, das die Emissionsoberfläche 302 des Keilprismas 30 durchdringt, wird der Effekt der Aberrationskorrektur reduziert. Es ist für die Aberrationskorrektur vorteilhafter, die Aberrationskorrekturoberfläche 910 an der Einfalloberfläche 301 des Keilprismas 30 zu bilden, als die Aberrationskorrekturoberfläche 910 an irgendeiner der Emissionsoberfläche 302, der Einfalloberfläche 401 und der Emissionsoberfläche 402 zu bilden.
2 ist eine Ansicht, die lichtsammelnde Punkte in einem Fall darstellt, in dem lichtemittierende Punkte S_n auf die lichtemittierende Oberfläche 101 projiziert sind. 2 zeigt lichtsammelnde Punkte in einem Fall, in dem emittiertes Licht durch die Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 in -X-Achsenrichtung abgelenkt wird. 2 ist eine Ansicht, die ein Punktdiagramm zeigt. Das „Punktdiagramm“ ist ein Diagramm, das durch das Verfolgen einer Anzahl von Lichtstrahlen von der Lichtquelle zu einer Bildebene und das Aufzeichnen von Stellen auf der Bildebene, an denen die Lichtstrahlen ankommen, erhalten wird. Das Punktdiagramm eignet sich zum visuellen Erkennen des Grades der Lichtsammlung oder eines geometrischen Verhaltens von Aberration.
Die zwei Keilprismen 30 und 40 sind um 45 Grad in entgegengesetzten Richtungen in Bezug auf eine Referenzposition gedreht. Die Referenzposition für die Keilprismen 30 und 40 ist eine Position, an der die Emissionsoberfläche 302 parallel zu einer geneigten Oberfläche des Keilprismas 40 ist.
In 1 ist die geneigte Oberfläche des Keilprismas 40 die Einfalloberfläche 401. Das heißt, dass in 1 die Referenzposition eine Position ist, in der die Emissionsoberfläche 302 und die Einfalloberfläche 401 parallel zueinander sind. 1 zeigt einen Zustand, in dem die Keilprismen 30 und 40 in der Referenzposition sind. In der in 1 dargestellten Referenzposition ist ein dünnster Abschnitt des Keilprismas 30 auf der +Y-Achsenrichtungsseite angeordnet. Ein dünnster Abschnitt des Keilprismas 40 ist auf der -Y-Achsenrichtungsseite angeordnet.
3 ist eine Ansicht, die lichtemittierende Punkte S_n auf der lichtemittierenden Oberfläche 101 darstellt. In 2 dargestellte lichtsammelnde Punkte P_n sind lichtsammelnde Punkte auf der Bestrahlungsoberfläche, die durch Licht gebildet werden, das von lichtemittierenden Punkten S_n auf der in 3 dargestellten lichtemittierenden Oberfläche 101 emittiert wird. Der lichtemittierende Punkt S₁ ist in der Mitte der lichtemittierenden Oberfläche 101 angeordnet. Der lichtemittierende Punkt S₁ ist z. B. auf der optische Achse C₁₀ der Lichtquelle 10 angeordnet. Die lichtemittierenden Punkte S₂ , S₃ , S₄ und S₅ sind an vier Punkten der lichtemittierenden Oberfläche 101 angeordnet. Die lichtemittierenden Punkte S₆ , S₇ , S₈ und S₉ sind an jeweiligen Zwischenpunkten der vier Seiten der lichtemittierenden Oberfläche 101 angeordnet. 3 ist eine Ansicht von der Rückseite (aus der -Z-Achsenrichtung) der lichtemittierenden Oberfläche 101.
Wenn n eine ganze Zahl von 1 bis 9 darstellt, sind die in 2 dargestellten lichtsammelnden Punkte P_n lichtsammelnde Punkte von Licht, das von den in 3 dargestellten lichtemittierenden Punkten S_n emittiert wird. Licht, das vom Punkt S_n emittiert wird, wird an einer Position gesammelt, die dem Punkt S_n in der X-Achsenrichtung in Bezug auf die optische Achse C₂₀ des optischen Projektionssystems 20 gegenüberliegt. Licht, das vom Punkt S_n emittiert wird, wird an einer Position gesammelt, die dem Punkt S_n in der X-Achsenrichtung in Bezug auf die optische Achse C₂₀ gegenüberliegt. Die optische Achse C₁₀ der Lichtquelle 10 und die optische Achse C₂₀ des optischen Projektionssystems 20 sind die gleiche Achse.
[Vergleichsbeispiel]
4 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Licht-Bestrahlungseinrichtung 200 schematisch darstellt. Die in 4 dargestellte Licht-Bestrahlungseinrichtung 200 ist ein Vergleichsbeispiel. Die Licht-Bestrahlungseinrichtung 200 unterscheidet sich von der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 darin, dass die Licht-Bestrahlungseinrichtung 200 ein Keilprisma 80 anstelle des Keilprismas 30 verwendet. Von der Verwendung des Keilprismas 80 abgesehen, ist die Licht-Bestrahlungseinrichtung 200 der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 ähnlich. Bauteile, die denen der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 ähnlich sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung entfällt.
Das Keilprisma 80 wird so gehalten, dass es um die Rotationsachse A₈₀ rotiert.
Die Einfalloberfläche 801 des Keilprismas 80 ist eine flache Oberfläche. Die Einfalloberfläche 801 ist eine zur Rotationsachse A₈₀ senkrechte Oberfläche. Das heißt, dass die Licht-Bestrahlungseinrichtung 200 keine Oberfläche zum Korrigieren einer Aberration aufweist. Die Licht-Bestrahlungseinrichtung 200 weist keine Aberrationskorrekturoberfläche 910 auf.
5 ist eine Ansicht, die ein Punktdiagramm der Licht-Bestrahlungseinrichtung 200 darstellt. 5 zeigt lichtsammelnde Punkte in einem Fall, in dem emittiertes Licht durch die Licht-Bestrahlungseinrichtung 200 in -X-Achsenrichtung abgelenkt wird. Die zwei Keilprismen 80 und 40 sind um 45 Grad in entgegengesetzten Richtungen in Bezug auf eine Referenzposition gedreht.
Die Durchmesser von lichtsammelnden Punkten der Licht-Bestrahlungseinrichtung 200 sind größer als die Durchmesser von lichtsammelnden Punkten der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100. Das heißt, dass große Aberrationen an einer Bestrahlungsoberfläche in der Licht-Bestrahlungseinrichtung 200 auftreten. Infolgedessen ist die Kontur des Bestrahlungslichts unscharf.
Das heißt, dass durch Bilden der Aberrationskorrekturoberfläche 910 an der Einfalloberfläche 301 des Keilprismas 30 ein Auftreten von Aberrationen an den Bestrahlungsoberflächen reduziert werden kann. Das heißt, dass die Unschärfe der Kontur des Bestrahlungslichts reduziert wird.
[Modifikation]
6 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Licht-Bestrahlungseinrichtung 300 gemäß einer Modifikation darstellt.
Die Licht-Bestrahlungseinrichtung 300 unterscheidet sich von der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 darin, dass die Licht-Bestrahlungseinrichtung 300 ein Keilprisma 80 anstelle des Keilprismas 30 umfasst und ein optisches Aberrationskorrektursystem 90 umfasst. Die Licht-Bestrahlungseinrichtung 300 unterscheidet sich von der Licht-Bestrahlungseinrichtung 200 darin, dass die Licht-Bestrahlungseinrichtung 300 das optische Aberrationskorrektursystem 90 umfasst. Die anderen Strukturen der Licht-Bestrahlungseinrichtung 300 sind denen der Licht-Bestrahlungseinrichtungen 100 und 200 ähnlich. Bauteile, die denen der Licht-Bestrahlungseinrichtungen 100 und 200 ähnlich sind, werden durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung derselben entfällt.
Das optische Aberrationskorrektursystem 90 ist zwischen dem optischen Projektionssystem 20 und dem Keilprisma 80 angeordnet. Das optische Aberrationskorrektursystem 90 umfasst die Aberrationskorrekturoberfläche 910. Die Aberrationskorrekturoberfläche 910 ist in dem optischen Aberrationskorrektursystem 90 ausgebildet. Das optische Aberrationskorrektursystem 90 umfasst die Aberrationskorrekturoberfläche 910.
Das optische Aberrationskorrektursystem 90 ist beispielsweise eine Linse. Das optische Aberrationskorrektursystem 90 kann beispielsweise eine einzelne Linse sein. Alternativ kann das optische Aberrationskorrektursystem 90 beispielsweise eine Vielzahl von Linsen umfassen.
In 6 ist die Aberrationskorrekturoberfläche 910 z.B. an einer Einfalloberfläche 901 des optischen Aberrationskorrektursystems 90 ausgebildet. Zum Beispiel ist die Aberrationskorrekturoberfläche 910 in der Einfalloberfläche 901 des optischen Aberrationskorrektursystems 90 enthalten. Alternativ kann die Aberrationskorrekturoberfläche 910 an der Emissionsoberfläche 902 des optischen Aberrationskorrektursystems 90 ausgebildet sein. Die Aberrationskorrekturoberfläche 910 kann in der Emissionsoberfläche 902 des optischen Aberrationskorrektursystems 90 enthalten sein. Die Aberrationskorrekturoberfläche 910 kann an einer Vielzahl von Oberflächen des optischen Aberrationskorrektursystems 90 ausgebildet sein. Die Aberrationskorrekturoberfläche 910 kann in einer Vielzahl von Oberflächen des optischen Aberrationskorrektursystems 90 enthalten sein.
Eine optische Achse C₉₀ ist eine optische Achse des optischen Aberrationskorrektursystems 90. Die optische Achse C₉₀ und die optische Achse C₂₀ sind beispielsweise die gleiche Achse. Die optische Achse C₁₀ , die optische Achse C₂₀ , die optische Achse C₉₀ , die Rotationsachse A₈₀ und die Rotationsachse A₄₀ sind z.B. dieselbe Achse.
Die Aberrationskorrekturoberfläche 910 der Licht-Bestrahlungseinrichtung 100 ist an der Einfalloberfläche 301 des Keilprismas 30 bereitgestellt. Die Aberrationskorrekturoberfläche 910 der Licht-Bestrahlungseinrichtung 300 ist in Bezug auf die Emissionsoberfläche 202 des optischen Projektionssystems 20 auf der Seite des Keilprismas 30 angeordnet. Das heißt, dass die Aberrationskorrekturoberfläche 910 in Bezug auf die Emissionsoberfläche 202 des optischen Projektionssystems 20 auf der Seite des Keilprismas 30 angeordnet ist. In Bezug auf das Keilprisma 30 ist die Aberrationskorrekturoberfläche 910 auf der Seite des optischen Projektionssystems 20 einschließlich der Einfallsoberfläche 301 des Keilprismas 30 angeordnet.
In der vorstehenden Ausführungsform werden Begriffe wie „parallel“, „senkrecht“, die Positionsbeziehungen zwischen Bauteilen anzeigen, und Begriffe, die Formen der Bauteile anzeigen, verwendet. Diese Begriffe umfassen einen Bereich, in dem Fertigungstoleranzen und Montageabweichungen berücksichtigt werden.
Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt.
Bezugszeichenliste

100, 200, 300: Licht-Bestrahlungseinrichtung;
10: Lichtquelle;
101: licht-emittierende Oberfläche;
20: optisches Projektionssystem;
30, 40, 80: Keilprisma;
301, 401, 801: Einfalloberfläche;
302, 402, 802: Emissionsoberfläche;
50, 60: Rotationsmechanismus;
501, 601: Antriebsquelle;
502, 503, 602, 603: Zahnrad;
504, 604: Rotationswelle;
70: Steuerschaltung;
90: optisches Aberrationskorrektursystem;
901: Einfalloberfläche;
902: Emissionsoberfläche;
910: Aberrationskorrekturoberfläche;
A₃₀, A₄₀, A₈₀: Rotationsachse;
C, C₁₀, C₂₀, C₃₀, C₉₀: optische Achse;
P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆, P₇, P₈, P₉: lichtsammelnder Punkt;
S₁, S₂, S₃,S₄, S₅, S₆, S₇, S₈, S₉: lichtemittierender Punkt;
α, α₁, α₂: Keilwinkel.

Claims

Licht-Bestrahlungseinrichtung, umfassend: eine Lichtquelle, um Licht zu emittieren; ein optisches Projektionssystem, um ein Bild zu projizieren, das basierend auf von der Lichtquelle emittiertem Licht gebildet wird; eine Aberrationskorrekturoberfläche, um eine Aberration zu korrigieren, die auftritt, wenn das Bild durch das optische Projektionssystem projiziert wird; ein erstes Keilprisma, um das von dem optischen Projektionssystem emittierte Licht zu empfangen und es abzulenken; und ein zweites Keilprisma, um das durch das erste Keilprisma abgelenkte Licht zu empfangen und abzulenken, wobei das erste Keilprisma und das zweite Keilprisma so gehalten werden, dass eine Ablenkrichtung von vom zweiten Keilprisma emittiertem Licht durch Rotation von zumindest einem des ersten Keilprismas und des zweiten Keilprismas verändert wird, und wobei die Aberrationskorrekturoberfläche in Bezug auf eine Emissionsoberfläche des optischen Projektionssystems auf der Seite des ersten Keilprismas angeordnet ist und in Bezug auf das erste Keilprisma, einschließlich einer Einfalloberfläche des ersten Keilprismas, auf der Seite des optischen Projektionssystems angeordnet ist.
Licht-Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Aberrationskorrekturoberfläche an der Einfalloberfläche des ersten Keilprismas ausgebildet ist.
Licht-Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, wo das erste Keilprisma zum Rotieren gehalten wird, eine erste Rotationsachse des ersten Keilprismas durch die Einfalloberfläche und eine Emissionsoberfläche des ersten Keilprismas führt.
Licht-Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Aberrationskorrekturoberfläche eine Oberfläche ist, die an der Einfalloberfläche des ersten Keilprismas ausgebildet ist und in Bezug auf die erste Rotationsachse rotationssymmetrisch ist.
Licht-Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die erste Rotationsachse und eine optische Achse des optischen Projektionssystems dieselbe Achse sind.
Licht-Bestrahlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend ein optisches Aberrationskorrektursystem, das die Aberrationskorrekturoberfläche aufweist und zwischen dem optischen Projektionssystem und dem ersten Keilprisma angeordnet ist.
Licht-Bestrahlungseinrichtung nach Anspruch 6, wobei eine optische Achse der Aberrationskorrekturoberfläche und eine optische Achse des optischen Projektionssystems dieselbe Achse sind.
Licht-Bestrahlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Aberrationskorrekturoberfläche eine konvexe Oberflächenform aufweist.
Licht-Bestrahlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Lichtquelle eine ebene lichtemittierende Oberfläche aufweist.
Licht-Bestrahlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Bild ein ebenes Bild ist.
Licht-Bestrahlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei in einem Fall, wo das zweite Keilprisma zum Rotieren gehalten wird, eine zweite Rotationsachse des zweiten Keilprismas durch eine Einfalloberfläche und eine Emissionsoberfläche des zweiten Keilprismas führt.