DE3888493T2 - Lichtmodulator-Projektionssystem mit nicht-bilderzeugender Beleuchtung. - Google Patents

Lichtmodulator-Projektionssystem mit nicht-bilderzeugender Beleuchtung.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wiedergabesystem mit mindestens einem Lichtkanal, wobei jeder Kanal ein Beleuchtungssystem, eine Rechteckmodulationseinrichtung im Strahlengang des vom Beleuchtungssystem emittierten Lichts und ein Projektionsobjektiv zum Projizieren des Bildes dieser Modulationseinrichtung umfaßt.
  • Die Möglichkeit, Flüssigkristallanzeigen (LCD) für Projektionsfernsehen zu verwenden, ist allgemein anerkannt, und es sind mehrere Systeme vorgeschlagen worden. In einem Artikel des Society of Information Display Digest, Ausgabe 1986, Seiten 375-377, hat die Seiko Epson Corporation ein Projektionssystem einschließlich eines Beleuchtungsuntersystems, einer Modulationseinrichtung im Strahlengang des vom Beleuchtungsuntersystem emittierten Lichts und eines Projektionsobjektivs zum Projizieren des Bildes der Modulationseinrichtung beschrieben. Genauer gesagt, projiziert ein Beleuchtungsuntersystem in Form einer Halogenlampe und eines sphärischen Reflektors Licht durch eine Kondensorlinse auf ein Paar dichroitische Spiegel, welche das Licht in seinen Rot-, Blau- und Grünanteil zerlegen. Jeder Farbanteil des Lichtbündels trifft auf eine zugehörige Modulationseinrichtung in Form einer Flüssigkristallanzeige (LCD); ein dichroitisches Prisma kombiniert die drei einfarbigen Bilder zu einem Farbbild, welches vom Projektionsobjektiv auf einen Schirm projiziert wird. In diesem Artikel wird beschrieben, daß das System den Vorteil bietet, kompakt und kostengünstig zu sein und eine hohe spezifische Helligkeit zu liefern. Trotz der letzteren Behauptung liegt jedoch der Lichtsammelwirkungsgrad des Systems insgesamt noch unter 1%. Dies bedeutet, daß bei einer Wolframhalogenlampe, welche 8800 Lumen abgibt, weniger als 60 Lumen den Projektionsschirm erreichen. Dieser geringe Wirkungsgrad ist weitgehend der Tatsache zuzuschreiben, daß nur ein geringer Prozentsatz der Lichtstrahlen aufgefangen und auf die Modulationseinrichtung und die Eintrittspupille des Projektionsobjektivs gerichtet wird.
  • Eine weitergehende Erörterung herkömmlicher Beleuchtungssysteme ist nützlich. Es ist bekannt, daß ein Parabolreflektor mit einer punktförmigen Lichtquelle im Brennpunkt der Parabel parallel gerichtete Lichtbündel liefern kann und somit einen potentiell hohen Sammelwirkungsgrad bietet. Lampen haben jedoch endliche Lichtquellengrößen, die zu großen Abweichungswinkeln an der Austrittsöffnung eines Parabolreflektors führen. Auch wenn nur eine sehr kleine Lampe verwendet wird, können geringfügige Verschiebungen aus dem Brennpunkt zu einer weiteren Abweichung führen. Außerdem kann es sich bei kleinem Lichtmodulator und somit kleinem Reflektor als unmöglich erweisen, wegen der endlichen Größe der Umhüllung die Lampe im Brennpunkt zu zentrieren. Die leistungsfähigsten Kondensorsysteme mit Brechungslinsen haben keinen so hohen Wirkungsgrad (in der Regel unter 43%) und benötigen teure mehrlinsige Objektive zur Begrenzung der Abweichungswinkel. Bei diesen Kondensorsystemen mit Brechungslinsen ist die Größe der Lampenumhüllung nicht so wichtig.
  • Des weiteren wird der Wirkungsgrad weiter durch den "Füllfaktor" reduziert, wenn entweder ein Parabolreflektor oder ein Kondensorsystem mit Brechungslinse zusammen mit einem Rechteck-Lichtmodulator wie zum Beispiel einer LCD für Fernsehbilder verwendet wird. Beispielsweise werden bei einer LCD mit einem Seitenverhältnis von 4 : 3 nur 61% eines das Lichtbündel darstellenden Umkreises von der LCD ausgefüllt. Bei einem Seitenverhältnis von 5,33 : 3, wie es für ein hochauflösendes Fernsehsystem (HDTV) vorgeschlagen wird, beträgt der Füllfaktor nur 54%.
  • Aus obiger Darstellung ist zu ersehen, daß ein Beleuchtungssystem mit einem höheren Wirkungsgrad wünschenswert wäre, das heißt ein System mit einer wesentlich höheren Lichtleistung am Ausgang des Reflektors in Prozent der Lichtleistung der Lampe. Zur Verbesserung des Wirkungsgrads des Gesamtsystems, das heißt des Lichtstroms am Projektionsschirm in Prozent der Lichtleistung der Lampe, muß außerdem der maximale Abweichungswinkel des vom Beleuchtungssystem emittierten Lichts so klein wie möglich gehalten werden. Bei einem Projektionsobjektiv mit großer Öffnung F/2,0 würde dieser maximale Abweichungswinkel 150 betragen. Schließlich sollte das Beleuchtungssystem eine rechteckige Austrittsöffnung entsprechend der Form der LCD aufweisen, da rechteckige Lichtmodulatoren in Form von LCDs verwendet werden und ein Füllfaktor von 100% wünschenswert wäre.
  • Die vorliegende Erfindung verschafft ein Wiedergabesystem, wie es in Anspruch 1 definiert wird.
  • Die Verwendung einer nichtabbildenden Optik zum wirksamen Auffangen von Sonnenlicht für Solarenergieanwendungen ist bekannt. Siehe zum Beispiel "The Optics of Non Imaging Concentrators", Welford und Winston, Academic Press, 1978. Ein typischer nichtabbildender Konzentrator ist ein trogförmiger Reflektor mit einer Eintrittsöffnung und zwei gegenüberliegenden Seitenwänden, die zu einem geschlossenen Ende hin konvergieren. Die Seitenwände sind so gestaltet, daß einfallende Energie auf einen Energiespeicher wie beispielsweise ein Fotoelement oder ein flüssigkeitsführendes Rohr, welches im Reflektor angeordnet ist, konzentriert wird. Ein derartiger Konzentrator ist im US-Patent Nr. 4.002.499 beschrieben, welches einen auf optimale Konzentration von Strahlungsenergie auf einen zylindrischen Absorber wie beispielsweise ein Rohr ausgelegten Konzentrator lehrt. Die Seitenwände sind symmetrisch und treffen in einem Gipfelpunkt zusammen, der mit dem Rohr in Berührung steht. Im US-Patent Nr. 4.230.095 wird das ideale Profil eines trogförmigen Konzentrators mit einem Spalt zwischen dem Absorber und dem Reflektor offengelegt. Dies ist bei einem konzentrisch innerhalb einer transparenten Verglasung angeordneten Rohr und bei Verwendung symmetrischer Seitenwände, welche sich in einem mit der Verglasung in Berührung stehenden Gipfelpunkt treffen, der Fall.
  • Die Solarkonzentratoren bieten den Vorteil, daß das gesamte Licht innerhalb eines vorherbestimmten Akzeptanzwinkels auf den Energieabsorber fokussiert wird. Je größer der Akzeptanzwinkel ist, desto größer muß der Absorber sein. Desgleichen ist bei einem kleineren Absorber der Akzeptanzwinkel enger begrenzt und sorgt für eine stärkere Konzentration des Lichts. Konzentratoren mit kleinen Akzeptanzwinkeln erfordern eine Sonnennachführung, um eine Absorption über eine längere Zeit pro Tag zu erzielen.
  • Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß nichtabbildende Reflektoren, welche bisher hauptsächlich für Sonnenenergiekonzentratoren verwendet wurden, für ein Lichtprojektionssystem, das einen Kollektor mit einer der Eintrittsöffnung eines Konzentrators entsprechenden Austrittsöffnung hat und umgekehrt, hervorragend geeignet sind. Der Abweichungswinkel des Lichts an der Austrittsöffnung des als nichtabbildender Reflektor gestalteten Kollektors hat somit eine genau definierte Grenze, genauso wie der Eintritt in einen Konzentrator ein genau definiertes Akzeptanzfeld hat. Der Kollektor kann somit in Verbindung mit einer vorgegebenen Lampe so ausgelegt werden, daß der Abweichungswinkel möglichst klein wird, wodurch sich ein maximaler Wirkungsgrad beim Einsatz in einem Projektionssystem erzielen läßt. Wenn die Modulationseinrichtung eine vorherbestimmte Größe hat und unmittelbar an die der Austrittsöffnung des Kollektors grenzt, bestimmen die Abmessungen der Modulationseinrichtung und der maximale Abweichungswinkel die Form des Kollektors.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lichtquelle im wesentlichen zylindrisch und in der XY-Ebene eines Koordinatensystems mit drei Achsen (XYZ) mittig angeordnet, wobei diese Lichtquelle einen Bogen mit einer Länge auf der Y-Achse und einem Radius auf der X-Achse und außerdem eine konzentrisch zum Bogen angeordnete zylindrische Umhüllung hat und der Querschnitt des Reflektors in der XY-Ebene im wesentlichen mindestens rechteckig ist. Vorzugsweise besteht der Querschnitt in der YZ-Ebene aus einer zusammengesetzten Parabel. Der Querschnitt in der XZ-Ebene ist vorzugsweise trogförmig mit zwei symmetrischen Seitenwänden, die sich in einem mit der Umhüllung in Berührung stehenden Gipfelpunkt treffen, und hat einen idealen Umriß, welcher durch eine virtuelle Bogenform bestimmt wird, die durch den tatsächlichen Bogen und zwei Tangenten, welche sich im Gipfelpunkt schneiden, definiert ist.
  • Das Wiedergabesystem ist besonders nützlich für ein Projektions- Farbfernsehsystem mit drei Beleuchtungsuntersystemen gemäß der bevorzugten Ausführungsform, in denen die entsprechenden Lampen spektral auf die roten, grünen und blauen Wellenlängen abgestimmt sind und die Modulationseinrichtungen Flüssigkristallanzeigen (LCDs) sind. Ein derartiges System muß außerdem Mittel zum Kombinieren der LCD-Bilder für das Projizieren mittels des Objektivs umfassen. Diese Mittel können ein dichroitisches Prisma oder ein Paar dichroitische Filter umfassen.
  • Außerdem könnte das Wiedergabesystem in einem Fernsehprojektionssystem Anwendung finden, welches nur ein Beleuchtungsuntersystem gemäß der bevorzugten Ausführungsform und ein Paar dichroitische Filter zum Aufteilen des Lichts auf drei Kanäle enthält. Drei LCDs würden im Strahlengang des Lichts in den jeweiligen Kanälen positioniert, und zum Kombinieren der Bilder für das Projizieren würden Kombinationsmittel wie beispielsweise zusätzliche Filter oder ein Prisma verwendet.
  • Im weitesten Sinne bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Beleuchtungssystem, das als Beleuchtungsuntersystem in den bisher beschriebenen Wiedergabesystemen verwendet wird. Das heißt, ein Beleuchtungssystem mit einer Lichtquelle, die zusammen mit einem nichtabbildenden Reflektor mit rechteckiger Austrittsöffnung und einer Mittelachse Z verwendet wird. Der nichtabbildende Reflektor beleuchtet zusammen mit der Lichtquelle die Austrittsöffnung und damit die Modulationseinrichtung mindestens im wesentlichen gleichmäßig. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lichtquelle zylindrisch.
  • Um eine weitgehend gleichmäßige Beleuchtung der Modulationseinrichtung zu erreichen, können auch andere als die oben beschriebenen Formen von Lichtquellen und nichtabbildenden Reflektoren verwendet werden. Jede Form von nichtabbildendem Reflektor hat ihre eigenen Merkmale. So ist beispielsweise die zusammengesetzte Parabelform besonders geeignet, wenn eine gleichmäßige Beleuchtung der Austrittsöffnung gewünscht wird. Dies ist dann der Fall, wenn die Modulationseinrichtung sich an der Austrittsöffnung befindet. Jedoch können einige nichtabbildende Reflektoren eine im wesentlichen homogene Beleuchtung in weiter entfernten Ebenen liefern. Ein zusammengesetzter elliptischer Reflektor kann beispielsweise eine von der Austrittsöffnung entfernte Ebene im wesentlichen homogen ausleuchten. Daher kann er für eine von der Austrittsöffnung entfernt angeordnete Modulationseinrichtung geeignet sein.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden naher beschrieben. Es zeigen:
  • Fig. 1a eine Perspektive eines nichtabbildenden Kollektors mit einer zylindrischen Lichtquelle;
  • Fig. 1b einen Querschnitt der Fig. 1a in YZ-Ebene;
  • Fig. 1c einen Querschnitt der Fig. 1a in XZ-Ebene;
  • Fig. 2 eine Ansicht einer zylindrischen Lichtquelle; Fig. 3 die mathematische Darstellung des Kollektorprofils der Fig. 1c;
  • Fig. 4 eine Draufsicht eines Dreilampensystems mit einem dichroitischen Prisma;
  • Fig. 5 eine Draufsicht eines Dreilampensystems mit zwei dichroitischen Filtern;
  • Fig. 6 eine Draufsicht eines Einlampensystems mit dichroitischen Filtern zur Farbtrennung und einem dichroitischen Prisma zum Kombinieren der Bilder;
  • Fig. 7 eine Draufsicht eines Einlampensystems mit dichroitischen Filtern zur Farbtrennung und dichroitischen Filtern zum Kombinieren der Bilder.
  • Fig. 1a zeigt eine zylindrische Lichtquelle 2 in einem als nichtabbildender Reflektor 10 mit rechteckiger Austrittsöffnung 20 ausgebildeten Kollektor. Zur einfacheren Beschreibung des Reflektors ist er einem rechteckigen Koordinatensystem überlagert, in dem die Z-Achse mittig durch den Reflektor geht und die Lichtquelle mittig in XY-Ebene angeordnet ist.
  • In Fig. 2 ist die Lichtquelle 2 eine Bogenlampe wie zum Beispiel eine Xenonbogenlampe oder eine Halogen-Metalldampf-Bogenlampe mit einem Paar Elektroden 4, welche einen Bogen 5 mit der Länge L und dem Radius r&sub1; zwischeneinander bilden. Der Bogen 5 ist konzentrisch in einer zylindrischen Glasumhüllung 6 mit dem Radius r&sub2; in der Nähe des Bogens 5 angeordnet. In den Fig. 1a, 1b und 1c liegt die Länge des Bogens auf der Y-Achse und der Radius auf der X-Achse.
  • Fig. 1b zeigt das Profil der oberen und unteren Seitenwände 12 des Reflektors, welches vorzugsweise aus einer zusammengesetzten Parabel besteht, um den Abweichungswinkel Ry so klein wie möglich zu halten, wobei Ry der maximale Winkel zwischen der Z-Achse und den aus der Austrittsöffnung 20 austretenden Lichtstrahlen ist.
  • Eine zusammengesetzte Parabel erhält man, indem man eine Parabelform mit ihrer Achse auf Linie 25 um 180º um die Reflektorachse 26 (hier die Z-Achse) dreht. Dies ist das ideale Reflektorprofil in YZ-Ebene und den dazu parallelen Ebenen, wenn der Bogen 5 sich von einer Seitenwand 12 zur anderen erstreckt. Das ideale Reflektorprofil parallel zur Achse einer zylindrischen Lichtquelle ist somit gleich dem Profil einer planaren Quelle gemäß der Beschreibung in dem verwandten Fall, bei dem eine Lichtquelle außerhalb des Reflektors als planare Quelle an der Eintrittsöffnung des Kollektors betrachtet wird.
  • Es ergibt sich:
  • In Fig. 1c ist der Querschnitt des Kollektors in XZ-Ebene und den dazu parallelen Ebenen durch senkrechte Seitenwände 17 begrenzt. Die Seitenwände 17 sind symmetrisch und treffen sich in einem Gipfelpunkt, der mit der Umhüllung 6 in Berührung steht. Mathematisch betrachtet hat jede Seitenwand 17 drei Segmente, welche den idealen Umriß hinsichtlich einer virtuellen Bogenform, definiert durch sich im Gipfelpunkt schneidende Tangenten des Bogens, definieren. Das erste Segment 15 jeder Seitenwand ist die Evolvente des virtuellen Bogens, der sich vom Gipfelpunkt bis zu der durch einen Strahl entlang Linie 28 gebildeten Linie erstreckt, wie die Abbildung zeigt. Das zweite oder Zwischensegment 16 folgt der Regel, daß tangential zum virtuellen Bogen emittierte Strahlen den maximalen Winkel Rx mit der Z-Achse bilden. Dieses Segment reicht bis zum Schnittpunkt der Linie 29 mit dem Reflektor. Die Segmente 15 und 16 entsprechen der Form eines Reflektors für einen verglasten zylindrischen Absorber wie im US-Patent Nr. 4.230.095 beschrieben, das durch Nennung hierin aufgenommen wird. Das dritte Segment 17 hat einen geradlinigen Querschnitt (planar im Reflektor) und ist parallel zum gegenüberliegenden Segment 17 der anderen Seitenwand 14. Die Segmente 17 reflektieren das Licht nur, ohne Rx zu vergrößern, und werden benötigt, um das ideale Reflektorprofil in XZ-Ebene bis zur Austrittsöffnung zu verlängern. Wird ein längerer Reflektor gewünscht, ohne daß sich die Austrittsöffnung 20 vergrößert, können die Seitenwände 12 in ähnlicher Weise parallel verlängert werden, wodurch man im wesentlichen einen Lichtleiter erhält.
  • Fig. 3 zeigt nähere Details des Schnitts durch die XZ-Ebene, wobei das Reflektorprofil mit ρ und R definiert ist, wobei ρ die Länge einer Tangente an der Lichtquelle, gemessen von der Quelle bis zum Kollektor, und R der Winkel zwischen der Senkrechten zur Tangente und der -Z-Achse sind. Man beachte, daß:
  • RB = cos&supmin;¹(r&sub1;/r&sub2;)
  • Rs = Rx+π/2
  • RL = 3π/2-Rx
  • Die Winkel RB und Rs, gemessen von der -Z-Achse, definieren Anfang und Ende des Segments 15, und RL definiert das Ende des Segments 16. Desgleichen sind ρB und ρs die Länge der Tangenten, welche Anfang und Ende des Evolventensegments 15 definieren. ρx ist die Länge der Linie, welche das Ende des Segments 16 definiert. Hier würde der Lichtstrahl, den ρx darstellt, aus dem Reflektor austreten, wenn nicht die planaren Abschnitte 17 (Fig. 1c) wären. Somit kann der erste oder Evolventen- Abschnitt 15 definiert werden mit:
  • &rho; = (R - RD)r&sub1; für RB < R < Rs
  • wobei RD der Überlappungswinkel, d. h. das Inkrement gegenüber RB ist, welches nach Hinzuaddieren einem Bogen der Länge &rho;B gegenüberliegen würde. RD erhält man mit:
  • Das zweite oder Zwischensegment 16 wird definiert durch:
  • In x,z-Koordinaten wird dies:
  • X = r&sub1; sinR - &rho; cosR
  • Z = r&sub1; cosR - &rho; sinR
  • Aufgrund dessen erhält man für eine Austrittsöffnung von 50 · 67 mm und eine Quelle mit einer Bogenlänge L = 6 mm, einem Bogenradius r&sub1; = 0,5 mm und einem Umhüllungsradius von 5 mm:
  • Rx = 9,9º und Ry = 6,9º.
  • Es ist zu beachten, daß die obigen Berechnungen bekannter Stand der Technik sind, siehe z. B. Winston und Welford oben, und hier nur bequemlichkeitshalber aufgeführt sind. Außerdem ist zu beachten, daß andere nichtabbildende Reflektoren wie beispielsweise zusammengesetzte elliptische und zusammengesetzte hyperbole Konzentratoren verwendet werden können, um eine im wesentlichen gleichmäßige Beleuchtung einer Austrittsöffnung unter Begrenzung des Abweichungswinkels des emittierten Lichts zu erzielen. Siehe unter anderem Welford und Winston oben; Eichhorn "Designing generalized conic concentrators for conventional optical systems", Applied Optics, Band 24 Nr. 8; US-Patent Nr. 3,957,031. Außerdem ist zu beachten, daß Quellen mit anderen Formen ebenso zur Beleuchtung einer rechteckigen Austrittsöffnung verwendet werden können. Bei einer punktförmigen oder sphärischen Quelle würde beispielsweise ein Gipfelpunkt sowohl in der XZ- als auch in der YZ-Ebene entstehen.
  • Somit stellt nicht die Geometrie nichtabbildender Reflektoren, sondern die Erkenntnis ihrer Nützlichkeit in Verbindung mit internen Lichtquellen und Projektionssystemen die Erfindung dar. Das von einem aus einer Quelle mit einem nichtabbildenden Reflektor bestehenden Beleuchtungssystem emittierte Lichtbündel ergibt ausreichend kleine Abweichungswinkel bezüglich parallel gerichteten Lichts, so daß sich ein Projektionsfernsehsystem mit LCDs herstellen läßt. Es folgen einige Beispiele solcher Projektionssysteme.
  • Fig. 4 zeigt drei Lampen 24, 30 und 36, welche spektral auf den Rot-, Grün- und Blauanteil des sichtbaren Spektrums abgestimmt sind. Sie werden in Verbindung mit den entsprechenden nichtabbildenden Reflektoren 26, 32 und 38 zum Beleuchten der LCDs 28, 34 und 40 verwendet. Die roten, grünen und blauen Bilder auf den LCDs werden dann von dem dichroitischen Prisma 42 zum Projizieren mittels des Objektivs 44 kombiniert. Fig. 5 zeigt ein weiteres Dreilampensystem, bei dem die Bilder der LCDs 28 und 34 von dem dichroitischen Filter 46 kombiniert und dann weiter von dem dichroitischen Filter 48 mit dem Bild der LCD 40 zum Projizieren mittels des Objektivs 44 kombiniert werden.
  • Fig. 6 zeigt eine Quelle weißen Lichts 50, das von den dichroitischen Filtern 52, 55 in rote, grüne und blaue Kanäle aufgeteilt und über Spiegel 53 auf die entsprechenden LCDs 54, 56, 57 reflektiert und dann vom Prisma 60 zum Projizieren mittels des Objektivs 61 kombiniert wird. Die Objektive 62 und 63 werden zum Abbilden der Austrittsöffnung des nichtabbildenden Reflektors auf die LCDs verwendet. Fig. 7 zeigt ebenfalls eine weiße Lichtquelle 50 und dichroitische Filter 52, 55 zum Abbilden der drei Kanäle auf entsprechende LCDs, jedoch werden die dichroitischen Filter 58, 59 zum Kombinieren der Bilder zum Projizieren mittels des Objektivs 61 verwendet.
  • Die oben beschriebenen Systeme sind Beispiele und sollen den Umfang der im folgenden beschriebenen Ansprüche nicht einschränken.

Claims (11)

1. Wiedergabesystem mit mindestens einem Lichtkanal, wobei jeder Kanal ein Beleuchtungssystem, eine rechteckige Modulationseinrichtung im Strahlengang des vom Beleuchtungssystem emittierten Lichts und ein Projektionsobjektiv zum Projizieren des Bildes der Modulationseinrichtung auf einen Schirm umfaßt, und das Beleuchtungssystem eine Lichtquelle (2) mit einer Vorder- und einer Rückseite und einen nichtabbildenden Reflektor umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) innerhalb des nichtabbildenden Reflektors (10) auf dessen Mittelachse, das heißt der Z-Achse eines Koordinatensystems mit drei Achsen XYZ, angeordnet ist, daß der nichtabbildende Reflektor eine längliche Form hat und seine reflektierenden Wände (15) an der Rückseite der Lichtquelle diese Quelle umschließen und die Wände (16, 17) an der Vorderseite der Lichtquelle erheblich weiter reichen als die Wände an der Rückseite der Lichtquelle, so daß die Bündel aus der Lichtquelle, welche die Austrittsöffnung (20) des nichtabbildenden Reflektors (20) beleuchtet, unter Winkeln emittiert werden, welche auf die Öffnung des Projektionsobjektivs (44) abgestimmt sind, und die Lichtstärkeverteilung an der Einrichtung zumindest im wesentlichen gleichmäßig ist, und daß die Aus-trittsöffnung (20) des nichtabbildenden Reflektors rechteckig und auf die Geometrie der Modulationseinrichtung (28, 34, 40) abgestimmt ist.
2. Wiedergabesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) im wesentlichen zylindrisch und in der XY-Ebene des Koordinatensystems mittig angeordnet ist, wobei diese Lichtquelle einen im wesentlichen zylindrischen Entladungsbogen (5) hat, welcher mittig in der XY-Ebene angeordnet und entlang und symmetrisch zur Y-Achse orientiert ist und einen Radius (R&sub1;) entlang der X-Achse hat und die Quelle (2) des weiteren eine zylindrische Umhüllung (6) konzentrisch zum Bogen (5) umfaßt, und daß der Querschnitt des nichtabbildenden Reflektors in der XY-Ebene zumindest im wesentlichen rechteckig ist.
3. Wiedergabesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Querschnitt des Reflektors in der YZ-Ebene eine zusammengesetzte Parabel (12) umfaßt.
4. Wiedergabesystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Querschnitt des Reflektors in der XZ-Ebene trogförmig ist und zwei symmetrische Seitenwände (17) umfaßt, welche sich in einem in Berührung mit der Umhüllung (2) stehenden Gipfelpunkt treffen, wobei dieser Querschnitt in der XZ-Ebene einen idealen Umriß hat, der durch eine virtuelle Bogenform bestimmt wird, die durch den tatsächlichen Bogen (5) und zwei sich im Gipfelpunkt schneidenden Tangenten daran definiert ist.
5. Wiedergabesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (17) an die Austrittsöffnung (20) angrenzende parallele Begrenzungsflächen umfassen.
6. Wiedergabesystem nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrichtung (28, 34, 40, 54, 56, 57) unmittelbar an die Austrittsöffnung (20) grenzt.
7. Wiedergabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Projizieren von Farbbildern und mit drei Lichtkanälen für jeweils eine der Primärfarben rot, grün und blau, gekennzeichnet durch Mittel zum Kombinieren der Bilder der Modulationseinrichtungen (28; 34; 40; 54; 56; 57) der drei Kanäle zum Projizieren mittels eines gemeinsamen Projektionsobjektivs (44).
8. Wiedergabesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Kombinieren der Bilder ein dichroitisches Prismensystem (44, 60) umfaßt.
9. Wiedergabesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Kombinieren der Bilder ein Paar dichroitische Filter (46, 48; 58, 59) umfaßt, wobei eines der Filter (46; 58) die Bilder der jeweils ersten (22; 54) und zweiten (34; 56) Modulationseinrichtung kombiniert und das andere Filter (48; 59) die kombinierten Bilder der ersten und zweiten Modulationseinrichtung mit dem Bild der dritten Modulationseinrichtung (40; 57) zum Projizieren mittels des Objektivs (44) kombiniert.
10. Wiedergabesystem nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Lichtkanäle eine separate Lichtquelle (24, 30, 36) umfaßt, welche jeweils spektral auf den Rot-, Blau- und Grünanteil des sichtbaren Spektrums abgestimmt sind.
11. Wiedergabesystem nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es eine einzelne weiße Lichtquelle (50) und Farbtrennmittel (52, 55) umfaßt, welche hinter dieser Lichtquelle zum Aufteilen des Bündels der Lichtquelle in ein rotes, grünes bzw. blaues Bündel für die drei Lichtkanäle angeordnet sind.
DE3888493T 1987-12-23 1988-12-19 Lichtmodulator-Projektionssystem mit nicht-bilderzeugender Beleuchtung. Expired - Fee Related DE3888493T2 (de)

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