DE29807683U1 - Justiervorrichtung - Google Patents

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European Patent Attorneys

Perhamerstraße 31 · D-80687 München Telefon: (089) 5461520 · Telefax: (089) 5460392 · Telex: 5218915 gefe d · Telegramme: gefepat muenchen

(Anwaltsakte: GM 1250/54-98) 28. April 1998

E/15/ch

Carl Zeiss Jena GmbH

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07745 Jena

Justiervorrichtung

GEYER,

European Patent Attorneys

Perhamerstraße 31 · D-80687 München
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Carl Zeiss Jena GmbH München, den

(Anwaltsakte: GM 1250/54-98) 28. April 1998

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Justiervorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Justierverfahren für einen optischen Lichtweg, in dem ein Lichtbündel einer Lichtquelle mit einem Umlenkspiegel von einem Strahlengang in einen anderen, dazu gewinkelten Strahlengang gelenkt wird. Weiter bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung mit einem Lichtweg, bei dem das von einer Lichtquelle ausgehende Licht über einen Umlenkspiegel von einem Strahlengang in einen anderen, dazu gewinkelten Strahlengang gelenkt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Anwendung des Verfahrens und eine Verwendung der Vorrichtung.

Bei optischen Einrichtungen verwendet man häufig gefaltete Strahlengänge, entweder weil es für den optischen Aufbau selbst notwendig ist oder um die optische Einrichtung kompakter zu machen. Im wesentlichen werden zur Faltung Umlenkspiegel benutzt, mit denen jeweils die von einem Strahlgang auf den Umlenkspiegel und Prismen fallenden Lichtbündel in einen dazu gewinkelten Strahlengang gelenkt werden. Manche dieser Umlenkspiegel und Prismen sind üblicherweise in eine oder zwei Richtungen, beispielsweise durch Kippen, verstellbar angeordnet, so daß sich die Richtung der Lichtbündel und damit der Lichtweg justieren läßt. Je nach Anzahl der Spiegel kann dann die Justierung des Lichtwegs durch die Anzahl benötigter Elemente und der damit verbundenen Einstellarbeit sehr aufwendig werden.

Insbesondere werden heutzutage, teilweise auch im Versuchsstadium, Lichtbündel eingesetzt, um Videobilder auf großen Fläche sichtbar zu machen. Es wird insbesondere angestrebt, derartige Abbildungsverfahren auch für den Heimgebrauch verfügbar zu machen, wobei dann allerdings für eine Serienproduktion auf die Kosten geachtet werden muß. Das heißt vor allen Dingen, daß die Justierung der dort vorkommenden gefalteten Lichtwege unkompliziert und schnell vonstatten gehen muß. Weiter sollte die Anzahl der Justierelemente gering sein.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit gefaltetem Lichtweg so zu verändern, daß ein Justierverfahren, mit dem ein gefalteter Lichtweg möglichst günstig und schnell ausrichtbar ist, besonders einfach einsetzen läßt.
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Die Aufgabe wird ausgehend vom gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch gelöst, daß ein Umlenkspiegel in einem verschiebbar sowie um seine Zylinderachse drehbar gelagerten Zylinder angeordnet wird, der zur Ausrichtung eines am Ausgang des Lichtwegs von dem Lichtbündel der Lichtquelle gebildeten Lichtflecks gedreht und/oder verschoben sowie anschließend fixiert wird, wobei dieser Zylinder Öffnungen zum Durchlassen des auf den Umlenkspiegel einfallenden sowie von diesem reflektierenden Lichts aufweist.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist erfindungsgemäß so ausgestaltet, daß ein verschiebbarer und um seine Zylinderachse drehbar gelagerter Zylinder vorgesehen ist, in dem der Umlenkspiegel befestigt ist, wobei der Zylinder Öffnungen für den Ein- und Austritt des Lichtbündels aufweist, und daß Mittel zum Fixieren des Zylinders bezüglich der Drehung sowie der Verschiebung vorgesehen sind.

Der Umlenkspiegel wird also hier nicht, wie es üblich ist, in zwei Richtungen gekippt, sondern über eine Drehung sowie eine Verschiebung ausgerichtet. Damit lassen sich zwei Winkel für den auslaufenden Lichtstrahl einstellen. Die Anordnung des Umlenkspiegels in einem Zylinder gestattet vor allen Dingen einen besonders einfachen Aufbau für die Justiereinrichtung. Zur Verwirklichung der Verschiebe- und Drehbewegung ist es dann zweckmäßig, diesen Zylinder in einer entsprechenden Aussparung, beispielsweise einer hohlzylindrischen Mulde oder Wanne in einer Grundplatte, zu lagern und dort zu fixieren.

Zum Fixieren nach der Justierung ist es vorteilhaft, den Zylinder an der beispielhaft genannten Grundplatte mit einer den Zylinder umgreifenden Schelle zu befestigen. Der Zylinder ist dann nach Befestigen starr in der Mulde oder Wanne fixiert. Wenn vor allen Dingen auch die erfindungsgemäße Verschiebbarkeit des Zylinders in Richtung der Zylinderachse erfolgt, können Mulde und Zylinder so gut aneinander angepaßt werden, daß eine derart einfache Befestigung ausreicht. Statt einer mit dem Zylinder formschlüssigen Mulde können auch in Verschiebrichtung veriaufende Stege in der Grundplatte vorgesehen sein. Eine andere Führung des Zylinders wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels verdeutlicht.

Es soll hier ferner angemerkt werden, daß die beispielhafte Ausbildung der Zylinderbewegung in Richtung des Ausgangs des Strahlenverlaufs und die Fixierung des

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Zylinders durch Anschrauben einer Schelle Weiterbildungen der Erfindung sind, die Erfindung selbst jedoch nicht auf derartige Mittel angewiesen ist, der Fachmann also auch andere bekannte Maßnahmen in Betracht ziehen wird. Das Mittel zum Fixieren des Zylinders kann beispielsweise auch ein Klebewachs oder Klebelack sein. Ein erfindungsgemäßes Justierverfahren kann außerdem auch eingesetzt werden, wenn der Zylinder zum Justieren in radialer Richtung bewegt wird.

Die Justierung wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in größerem Maße weiter vereinfacht, wenn am Ausgang des Lichtwegs eine Feldlinse vorgesehen ist. Eine derartige Feldlinse kann einen in einer optischen Ebene abzubildenden Lichtfleck des Lichtbündels verkleinem, so daß große Änderungen seines Winkels sich in kleinen Änderungen für die Bewegung des Lichtflecks am Ausgang des Lichtweges auswirken. Dadurch wird eine kleine Änderung der Position des Lichtflecks mit einer größeren Bewegung in der erfindungsgemäßen Verdrehung oder Verschiebung des Umlenkspiegels im Zylinder ermöglicht.

Umgekehrt kann man mit der Feldlinse auch die beim Justieren erfolgende Auslenkung des Lichtflecks vergrößern, so daß große Auslenkungen mit einer kleinen Justierbewegung möglich werden. Die Auslegung der gemäß der Weiterbildung vorgesehenen Feldlinse erlaubt eine große Flexibilität in der Anpassung der Justiermöglichkeiten an jeweils gegebene praktische Erfordernisse.

Die durch ein erfindungsgemäßes Justierelement gegebenen Möglichkeiten beinhalten jedoch mehr als die alleinige Ausrichtung eines Lichtflecks in zwei Richtungen. Die Drehbarkeit eröffnet vor allen Dingen auch eine Drehung eines unrunden Lichtflecks für eine nahezu vollständige Überdeckung einer unrunden auszuleuchtenden Fläche. Insbesondere bei Videoprojektionen, die mit Hilfe der Abbildung von LCD- oder Kippspiegelmatrixen arbeiten, bietet dies einen besonderen Vorteil, wenn der Lichtfleck zur Überlappung derartiger rechteckiger Matrixen selbst auch rechteckig gewählt wird. Demgemäß ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß das in den Zylinder einfallende Licht von einem Lichtleiter ausgeht, der insbesondere einen rechteckigen Querschnitt zum Ausleuchten einer rechteckigen Fläche aufweist. Dann wird der Lichtfleck bei geeigneter Optik ebenfalls im wesentlichen rechteckig sein und läßt sich durch Drehen des Justierelements auch in zumindest näherungsweise Deckung mit der abzubildenden Matrix bringen.

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Man könnte den rechteckigen Querschnitt zwar auch durch eine Blende erzeugen. Dadurch, daß das Licht jedoch von einem Lichtleiter ausgeht, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist, geht weniger Lichtleistung als bei einer Blende verloren, was sich vor allen Dingen vorteilhaft auf die Gesamtleistung einer derartigen Vorrichtung auswirkt.

Einen ähnlichen Vorteil für die Strahljustierung erreicht man, wenn man der Verschiebung des Zylinders ebenfalls eine weitere Funktion zuordnet. Demgemäß ist eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinder ein optisches System, insbesondere zum Parallelisieren oder Fokussieren des Lichtbündels, vorgesehen ist. Die Verschiebung führt dann auch zur Einstellung der Position des Brennpunkts des vorgesehenen optischen Systems. Mit einem derartigen Justierelement lassen sich dann auch solche Toleranzen ausgleichen, die eine Fehllage des Fokus verursachen würden.

Um die Drehbewegung von der Verschiebebewegung zum Fokussierung möglichst zu entkoppeln, ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, daß die optische Achse des optischen Systems mit der Zylinderachse zusammenfällt. Diesbezüglich wirkt ferner eine andere Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Richtung zum Verschieben des Zylinders die Ausbreitungsrichtung des Lichtbündels ist.

Aufgrund der vielfältigen Möglichkeiten des Einsatzes des Justierelementes eignet es sich vor allen Dingen zur Anwendung des Verfahrens bzw. zur Verwendung der Vorrichtung für die Projektion eines Videobildes, bei dem der Lichtfleck auf eine digital ansteuerbare Kippspiegelmatrix, deren einzelne Kippspiegel jeweils einzelne Bildpunkte des Videobildes beleuchten, gerichtet wird.

Derartige Kippspiegelmatrixen sind heute von der Firm Texas Instruments handelsüblich erhältlich. Diese Matrixen sind sehr klein im Vergleich zu Dias bei der Diaprojektion und verlangen ein möglichst gleichmäßiges und intensives Ausleuchten der Kippspiegelmatrix. Aufgrund der Möglichkeiten der Winkelverstellung in zwei Richtungen, der Einstellung von Foki, sowie der Drehung eines rechteckigen Feldes im Bezug auf die Kippspiegelmatrix eignet sich das erfindungsgemäße Justierelement für diese Anwendung in besonderem Maße. Zur Justierung sind erfahrungsgemäß nur zwei Handgriffe nötig, das Einstellen des Lichtflecks auf maximale Intensität und Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung sowie anschließendes Fixieren des Justierelements, z. B. Festschrauben mit einer Schelle. Das Justierelement ermöglicht so ein Justieren eines Videoprojektionsgeräts der genannten Art in wenigen Minuten.

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Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Wirkung einer Verschiebung
eines Justierelements;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Wirkung einer Drehung eines
zylindrischen Justierelements;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgestalteten

Projektionssystems mit einer Kippspiegelmatrix;

Fig. 4 eine andere perspektivische Ansicht des Projektionssystems von Fig. 3;

Fig. 5 einen Schnitt durch das Projektionssystem gemäß Fig. 3 und Fig. 4

gemäß der in Fig. 4 eingezeichneten Linie A-A;

Fig. 6 eine Strahlführung mit einem Justierelement und der Kippspiegelmatrix

innerhalb des Ausführungsbeispiels von Fig. 3 bis Fig. 5;
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Fig. 7 eine Schnittzeichnung des in Fig. 6 gezeigten Justierelements.

In Fig. 1 ist ein Teil eines gefalteten Lichtwegs gezeigt, bei dem ein Lichtbündel 1 mit Hilfe eines Umlenkspiegels 2 als reflektiertes Lichtbündel 3 in einen anderen Strahlengang gelenkt wird. Mit dem Bezugszeichen 4 ist das zylindrische Gehäuse eines Justierelements angedeutet, an dem oder in dem der Spiegel 2 befestigt ist. Der Spiegel 2 und das Gehäuse 4 bilden beim Beispiel von Fig. 1 zusammen das Justierelement 5 aus. Die Zylinderachse des Gehäuses 4 ist mit dem Bezugszeichen 6 versehen. Das zylindrische Gehäuse 4 ist, beispielsweise in der Grundplatte einer Vorrichtung, wie anhand der Figuren 3 bis 7 noch deutlicher wird, drehbar und verschiebbar gelagert.

Bei den nachfolgenden Beispielen wird zum Justieren eine Verschiebung in Richtung des Pfeils 7 gegenüber anderen Richtungen vorgezogen, da auf diese Weise sowohl die zylindrische Lagerung als auch die Verschiebung besonders einfach durchgeführt werden kann. Dasselbe in diesem Zusammenhang beschriebene Prinzip führt aber gleichermaßen zu einer einfachen Justierung, wenn eine Verschiebung in Richtung des Pfeiles 8 erfolgt.

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Außerdem ist das gleiche Justierverfahren wegen des Prinzips der Umkehrbarkeit der Lichtwege auch anwendbar, wenn das Justierelement in Richtung des Lichtbündels 1 zeigt. Auch andere Winkel der Zylinderachse 6 zu den einfallenden und ausfallenden Strahlen sind möglich. Die Parallelität zu einer der Strahlen erlaubt jedoch die Entkopplung der Wirkung der Drehbewegung und der Verschiebung.

Das Prinzip der Justierung aufgrund einer Verschiebung ist aus Fig. 1 erkennbar. Die reflektierende Spiegeloberfläche des Spiegels 2 führt durch Verschiebung in Richtung des Pfeils 7 oder des Pfeils 8 zu einer verschobenen Spiegeloberfläche 9, die bei der gewählten Geometrie ein reflektiertes Lichtbündel 3' erzeugt, das dann parallel verschoben zu dem Lichtbündel 3 verläuft. Mit der Verschiebung lassen sich also beispielsweise Achsenfehler bezüglich der optischen Achse ausgleichen.

Anders wirkt die Drehung des zylindrischen Justierelements 5 um die Zylindersymmetrieachse 6, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Durch die Drehung wird die kreisrunde Spiegeloberfläche im Ausführungsbeispiel des Spiegels 2 gekippt, was durch das Bezugszeichen 9 in Fig. 2 angedeutet ist, so daß sich der Winkel des nun reflektierten Lichtbündels 3' ändert. Mit einer Winkeländerung gemäß Fig. 2 und einer Verschiebung gemäß Fig. 1 lassen sich zwei Größen einstellen, so daß das Lichtbündel 3 an einem bestimmten, durch die Justierung einrichtbaren Ort auftrifft. Darüber hinaus läßt sich auch die Form des Querschnittes des Lichtbündels 1 verdrehen. Dieser Anwendungsfall ist besonders interessant, wenn das Lichtbündel 1 einen rechteckigen Querschnitt hat und mit einer rechteckigen Kippspiegelmatrix oder LCD-Matrix zur Deckung gebracht werden soll, wie in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen noch eingehender erläutert wird.

Außerdem kann die Verschiebewirkung gemäß der Darstellung von Fig. 1 dazu ausgenutzt werden, den Fokus auf einer Matrix besser einzustellen, wie es ebenfalls aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel erkennbar wird.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen verschiedene perspektivische Ansichten des Ausführungsbeispiels.

Als Lichtquelle wird hier eine 120 W Lampe 30 eingesetzt, die schon vom Hersteller zum Parallelisieren von Licht mit einem Reflektor versehen war. Deren Licht wird mit Hilfe eines optischen Systems 32 auf die Eintrittsfläche eines polygonförmigen Körpers 34 fokussiert. Um eine erhöhte Kompaktheit der beispielhaft beschriebenen Vorrichtung zu erzielen, ist zwischen dem optischen System 32 und dem rechteckförmigen Körper 34 ein Umlenkspiegel 36 vorgesehen. Weiter ist zwischen der Lampe 30 und dem polygonförmigen Körper 34 ein Farbrad 40 angeordnet. Dieses Farbrad 40 weist

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verschiedene Segmente 42, 44, 46 und 48 auf, die mit dielektrischen Filterschichten für die Farben rot, grün, blau und weiß versehen sind und mit denen das aus der Lampe 30 austretende Lichtbündel farbgefiltert wird. Das Farbrad 40 dreht sich schneller als 10 Umdrehungen pro Sekunde, so daß Lichtbündel aller durch die Farbfilter auf dem Farbrad gegebenen Farben innerhalb einer durch die Trägheit des Auges bedingten Zeitspanne auf die Kippspiegelmatrix gerichtet werden. Die Information auf der Kippspiegelmatrix 15 wird entsprechend dem momentan wirksamen Farbfilter mit dem entsprechenden Farbauszug simultan gesteuert, so daß im Auge eines Betrachters des Videobildes ein farbiges Bild erfaßt wird.

Aufgrund der fokussierenden Einkoppeloptik 32 ist der Lichtfleck auf dem Farbrad 40 minimal ausgedehnt, so daß die Kippspiegelmatrix 50 zum Ausschalten von Fehlinformationen durch Mischfarben beim Vorbeiführen von Segmentgrenzen zwischen den Segmenten 42, 44, 46 oder 48 am Fokus des Lichtbündels nur kurzzeitig dunkelgeschaltet werden muß. Diese Zeiten sind bei bekannten Vorrichtungen wesentlich länger, so daß aufgrund dieses optischen Systems 32 und der speziellen Anordnung des Farbrads 40 im Fokus und vordem polygonförmigen Körper Lichtverluste verringert werden.

Der polygonförmige Körper 34 dient als Einrichtung zum Lichtmischen, um Inhomogenitäten des von der Lampe 30 ausgehenden Lichts über Reflektionen möglichst auszugleichen.

Hierzu wird an der Mantelfläche des polygonförmigen Körpers 34 mehrfach totalreflektiert, so daß am Ausgang 52 des polygonförmigen Körpers 34 ein gleichmäßiges, wegen seines rechteckigen Querschnitts, rechteckiges Feld entsteht. Das aus der Fläche 52 austretende Licht wird in einem als Justierelement 54 ausgebildeten optischen System mit einem Spiegel umgelenkt und anschließend auf die Kippspiegelmatrix 50 geworfen. Weitere Einzelheiten dazu werden in den folgenden Figuren 6 und 7 beschrieben. Bemerkenswert ist jedoch bei dieser Anordnung, daß das Farbrad 40 vor der als Einrichtung zum Mischen und Homogenisieren vorgesehenen polygonförmigen Körper 34 und nicht hinter diesem angeordnet ist. Dadurch werden Inhomogenitäten im Farbrad 40 und auch eventueller Staub auf diesem durch das Mischen mit dem polygonförmigen Körper 34 ausgemittelt.

Die Kippspiegelmatrix 50 bestand im Ausführungsbeispiel aus 848 &khgr; 600 Kippspiegeln mit den Abmessungen 17 &mgr;&idiagr;&eegr; &khgr; 17 &mgr;&Ggr;&eegr;. Der polygonförmige Körper 34 hatte eine geeignet große Länge von 75 mm bei einer Eintrittsfläche von 5,3 mm &khgr; 7,5 mm, was dazu ausreicht, daß das Licht bei dem gewählten Material, im Ausführungsbeispiel Glas, durch Totalreflektion mehr als 5 Reflektionen der einzelnen Strahlen des Lichtbündels 2 bei seinem Durchlauf von Eintrittsfläche zur Austrittsfläche des polygonförmigen Körpers 34

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-8-erleidet.
Diese Dimensionierung hat sich für eine vollständige Mischung als äußerst günstig erwiesen.

In dem in Fig. 5 gezeigten Schnitt ist der polygonförmige Körper 34 noch deutlicher zu sehen. Dieser hat im Ausführungsbeispiel einen rechteckigen Querschnitt, um das aus seiner Austrittsfläche 52 austretende Licht über die nachfolgend noch näher beschriebenen optischen Elemente auf die ebenfalls rechteckförmige Kippspiegelmatrix abzubilden. Weiter besteht der polygonförmige Körper 34 aus Glas, damit er bezüglich Gleichmäßigkeit für geringe Lichtverluste mit Standardverfahren hergestellt werden kann, denn die Gleichmäßigkeit des polygonförmigen Körpers 34 ist äußerst zweckmäßig zur Einhaltung der Totalreflektionsbedingungen.

Um auch eine Verspannung des polygonförmigen Körpers 34 und eine Aufhebung von Totalreflektionsbedingungen durch Anlage der Mantelflächen an einem Halter, die zu Lichtverlusten führen könnten, zu verringern, ist ein Halter 56 vorgesehen, der aus einem einfachen Blech gebogen ist, das weniger als 0,5 mm Dicke aufwies. Dieses hält den polygonförmigen Körper 34 über eine Klemmung. Aufgrund der kleinen Anlagefläche, praktisch linienförmig, mit einer maximalen Ausdehnung senkrecht zur Linienrichtung der Klemmung von 0,5 mm werden Lichtverluste, die durch Aufhebung der Totalreflxionsbedingung lokal entstehen könnten, eingeschränkt. Je kleiner die Anlagefläche ist, desto besser werden unerwünschte Totalreflektionsverluste vermieden.

Der weitere Strahlverlauf hinter dem polygonförmigen Körper bis zur Kippspiegelmatrix 50, von der aus das Videobild über ein Objektiv 60 auf einen Schirm projiziert wird, ist insbesondere aus Fig. 6 erkennbar.

Ein aus dem polygonförmigen Körper 34 austretendes Lichtbündel 62 wird über das einen Spiegel 64 enthaltende Justierelement 54 auf einen weiteren Spiegel 66, der das Lichtbündel 62 aus der Ebene, in der das Lichtbündel 62 vorher geführt wird, heraus lenkt, auf die Kippspiegelmatrix 50 gerichtet.

Das von dieser reflektierte Lichtbündel wird anschließend in das Objektiv 60 geführt, welches das auf der Kippspiegelmatrix elektrisch eingestellte Bild auf einem Schirm projiziert. Zur Verbesserung der Justierung mittels des Justierelements 54 ist eine Feldlinse 68 zur Verkleinerung seiner Bewegungen vorgesehen, um einmal den definierten Winkel für kleinste Intensität im Dunkelzustand auf der Kippspiegelmatrix einzuhalten und andererseits die Justierung empfindlicher zu machen.

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Damit das von der Kippspiegelmatrix 50 ausgehende Licht durch die Feldlinse 68 unbeeinflußt bleibt und trotzdem eine sehr kompakte Vorrichtung möglich wird, ist die Feldlinse 68 teilkreisförmig ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel wurde eine halbkreisförmge Feldlinse 68 eingesetzt. Es wäre aber auch möglich, in eine herkömmliche kreisförmige Feldlinse 68 eine geeignet große Öffnung für das von der Kippspiegelmatrix reflektierte Licht zu bohren oder auf andere Weise freizulegen.

Der Spiegel 66 sowie die Feldlinse 68 in geometrischer Beziehung zur Kippspiegelmatrix 60 und dem Justierelement 54 wurde so ausgelegt, daß nach Justierung mit dem Justierelement 54 immer nahezu optimale Abbildungsbedingungen vorherrschen.

Um ein kompaktes Videogerät zu schaffen, hat es sich insbesondere als günstig erwiesen, mittels der Feldlinse 68 und eventuell anderen optischen Elementen, wie eine Linse im Justierelement 54, eine Verkleinerung des rechteckigen Querschnitts der Austrittsfläche des polygonförmigen Körpers, im Bereich von 5 bis 1 vorzusehen. Beim Ausführungsbeispiel wurde deshalb eine Verkleinerung um den Faktor 2 eingesetzt.

Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, ist das Justierelement 54 mit einer Schelle 70, die mit Schrauben 72 an einer Grundplatte befestigt werden, fixiert. Das Justieren erfolgt bei gelockerten Schrauben 72.

Das Justierelement 54 erlaubt aufgrund seiner zylindrischen Form sowohl eine Drehung als auch eine Verschiebung auf die Kippspiegelmatrix 50 zu und von ihr weg. Beide Bewegungen reichen aus, um das von der Lampe 30 über die nachfolgenden optischen Elemente geführte Lichtbündel vollständig auf die Kippspiegelmatrix 50 auszurichten. Insbesondere ist die Drehbewegung des Justierelements 54 aufgrund seiner zylindrischen Form und seiner angepaßten Lagerung in der Grundplatte der Einrichtung geeignet, das rechteckförmige, aus dem Polygonkörper 34 austretende Lichtbündel 62 mit der rechteckigen Fläche der Kippspiegelmatrix zur Deckung zu bringen. Die mögliche Verschiebung in Richtung des Lichtstrahlverlaufs läßt es auch zu, das Lichtbündel besser auf der Kippspiegelmatrix 50 zu fokussieren, da mit dieser Verschiebebewegung gleichzeitig ein im Justierelement 54 vorgesehenes optisches System 76 auf der optischen Achse verstellt wird, wodurch eine Fokussierung möglich wird. Wie insbesondere aus Fig. 3 erkennbar ist, wird das Justierelement 54 in einer wannenförmigen Mulde gehalten und hat an deren Wänden prinzipiell nur mit zwei geraden Linien Kontakt. Diese Art der Lagerung,

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insbesondere durch Ausbildung schräger Wände der Mulde, läßt sowohl eine einfache und reproduzierbare Drehung als auch eine Verschiebung des Justierelements 54 zu.

Die Einzelheiten des Justierelements 54 sind in dem in Fig. 7 gezeigten Schnitt zu sehen.

Der polygonförmige Körper 34 wird insbesondere bis in das Justierelement 54 hineingeführt.

Dazu ist im Justierelement 54 eine Aussparung 78 vorgesehen. Das Licht wird dann über ein dreilinsiges optisches System 76 geleitet und fokussiert. Die optische Achse fällt dabei mit der Zylinderachse des Justierelements 54 zusammen, was die Justierung besonders vereinfacht, weil dadurch die Fokussierung durch Verschiebung und das Ausrichten durch Drehung voneinander entkoppelt sind.

Mittels des optischen Systems 76 und der Feldlinse 68 wird eine Abbildung der Austrittsfläche des polygonförmigen Körpers 34 auf die Kippspiegelmatrix von 1:2 erreicht. Andere Verkleinerungsfaktoren sind ebenfalls möglich. Es wird jedoch angestrebt, diesen Faktor zwischen 1 und 5 zu halten, damit optimale Justiereigenschaften bei gleichzeitig kompakter Bauweise möglich sind.

Das vorher beschriebene Ausführungsbeispiel eines Projektionsgerätes zum Abbilden eines auf einer Kippspiegelmatrix dargestellten Videobildes ist ausschließlich beispielhaft angegeben. Wie vorangehend schon deutlich wurde, können durch Einstellung verschiedener Abstände, Einsatz andersartiger polygonförmiger Körper, Lampen oder Optiken je nach den gegebenen Erfordernissen unterschiedliche Optimierungen vorgenommen werden.

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Claims (1)

1. Patentanwälte

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   Ansprüche

   1. Justiervorrichtung mit einem Lichtweg, bei dem das von einer Lichtquelle (30) ausgehende Licht über einen Umlenkspiegel (2; 36, 64) von einem Strahlengang in einen anderen, dazu gewinkelten Strahlengang gelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein verschiebbarer und um seine Zylinderachse (6) drehbar gelagerter Zylinder (4) vorgesehen ist, in dem der Umlenkspiegel (2; 36, 64) befestigt ist, wobei der Zylinder (4) Öffnungen für den Ein- und Austritt des Lichtbündels (1) aufweist, und daß Mittel zum Fixieren des Zylinders (4) bezüglich der Drehung sowie der Verschiebung vorgesehen sind.

   2. Justiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (4) in Richtung des Ausgangs des Lichtwegs verschiebbar ist.

   3. Justiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Grundplatte aufweist, auf der optische Elemente zur Festlegung des Lichtwegs angeordnet sind und daß das Mittel zum Fixieren des Zylinders (4) eine durch Schrauben (72) auf einer Grundplatte befestigbare den Zylinder (4) umgreifende Schelle (70) ist.

   4. Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Lichtweges eine Feldlinse (68) vorgesehen ist.

   5. Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Zylinder (4) einfallende Licht von einem Lichtleiter (34) ausgeht, der insbesondere einen rechteckigen Querschnitt zum Ausleuchten einer rechteckigen Fläche aufweist.

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   &igr; &iacgr; i

   -12-6.
   Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinder (4) ein optisches System (76), insbesondere zum Parallelisieren oder Fokussieren des Lichtbündels (1), vorgesehen ist.

   7. Justiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse des optischen Systems mit der Zylinderachse (6) zusammenfällt.

   8. Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung zum Verschieben des Zylinders (4) die Ausbreitungsrichtung des Lichtbündels

   (1) ist.

   9. Projektionseinrichtung mit einer Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtfleck auf eine digital ansteuerbare Kippspiegel matrix (50), deren einzelne Kippspiegel jeweils einzelne Bildpunkte des Videobildes beleuchten, gerichtet wird.

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