DE60006931T2 - Bildprojektionssystem - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bildprojektionssystem, definiert in dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein Bildprojektionssystem der eingangs beschriebenen Art ist beispielsweise aus der US Patentschrift US 5.905.545 bekannt. Das in dieser Patentschrift beschriebene Bildprojektionssystem umfasst ein Beleuchtungssystem zum Liefern eines Beleuchtungsstrahles, und ein Bildwiedergabesystem mit reflektierenden Bildwiedergabeplatten zum Modulieren dieses Lichtstrahles entsprechend der zu projizierenden Bildinformation. Die Wiedergabeplatte kann beispielsweise eine digitale mikrogespiegelte Wiedergabeanordnung (DMD) mit einer zweidimensionalen Anordnung reflektierender Lichtschalter sein, die mit Hilfe von Elektroden betrieben werden. Für jedes Pixel werden kleine Spiegel verwendet zum Ein- oder Abschalten eines Pixels, und zwar durch Änderung eines Winkels des Spiegels. Die Pixel der DMD können ihren "EIN" oder "AUS"-Zustand für gesteuerte Wiedergabezeiten beibehalten. Zum Erreichen zwischenliegender Beleuchtungspegel zwischen Weiß und Schwarz werden Pulsbreitenmodulationstechniken angewandt. In den reflektierenden DMD-Projektionssystemen wird derjenige Teil des von der Wiedergabeplatte modulierten Lichtes, der dunklen Pixeln in dem Bild einen Anstieg geben soll, von der Lichtstrecke abgelenkt, und zwar durch die reflektierenden Schalter und in dem optischen System absorbiert und geht auf diese Weise verloren. Dies geht auf Kosten der Maximal-Helligkeit in dem Bild.
  • Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Bildprojektionssystem zu schaffen, bei dem eine relativ hohe Maximal-Helligkeit verwirklicht wird.
  • Zum Erzielen dieser Aufgabe ist das Bildprojektionssystem nach der vorliegenden Erfindung in Anspruch 1 definiert.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein reflektierende Projektionssystem, bei dem Licht auf die Wiedergabeplatte trifft und durch die Wiedergabeplatte moduliert wird, bevor es projiziert wird. Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Licht, das von einem Pixel moduliert wird, das ein dunkles oder graues Pixel in dem Bild darstellt, von der Lichtstrecke abgelenkt wird, aber nicht in dem Wiedergabesystem absorbiert wird und wieder dem Eingang der optischen Wiedergabeanordnung zugeführt wird und folglich zurückgewonnen wird. Dieses Licht wird dennoch die Möglichkeit haben, auf ein Pixel zu treffen, das ein helles Pixel darstellt. In dem oben beschriebenen Bildprojektionssystem geht das Licht, das gemeint ist für dunkle oder graue Pixel, auf diese Weise nicht verloren, sondern wird neu verwendet. Weiterhin ist das Beleuchtungssystem zur Vermeidung davon, dass während der Neuverwendung Geisterbilder erzeugt werden, mit Mitteln zur Neuverteilung des Lichtes versehen.
  • Es sei bemerkt, dass in dem US Patent 5.629.801 ein Bildprojektionssystem mit einem Beleuchtungssystem und einem Bildwiedergabesystem mit einer Bildwiedergabeplatte beschrieben wird, die ein Beugungsgitter-Lichtventil ist, das selektiv konfiguriert werden kann um entweder reflektierend oder brechend zu sein, wobei ein Beleuchtungsstrahl mit Bildinformation moduliert wird, und mit einem Projektionslinsensystem, wobei das Beleuchtungssystem ein zusätzliches optisches System aufweist zur teilweisen Neubeleuchtung des Bildwiedergabesystems mit Licht, das an der Bildwiedergabeplatte reflektiert worden ist, und zwar über die Strahlungsquelle zu dem Beleuchtungssystem, wobei das zusätzliche optische System Mittel aufweist zum Neuverteilen von Licht, herrührend von einem Pixel des Bildwiedergabesystems über eine Anzahl Pixel des Bildwiedergabesystems.
  • Das Bildprojektionssystem beschreibt aber nicht, dass das zusätzliche optische System weiterhin vorgesehen ist, damit das Licht, das an der reflektierenden Bildwiedergabeplatte zu dem Beleuchtungssystem reflektiert worden ist, die Strahlungsquelle umgeht.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform des Bildprojektionssystems nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass das zusätzliche optische System ein Linsenelement und eine optische Faser aufweist, wobei das Linsenelement zwischen der reflektierenden Bildwiedergabeplatte und einem Eingang der optischen Faser liegt, und zwar zum Konzentrieren des reflektierten Lichtes in der optischen Faser. Auf diese Weise kann das reflektierte Licht, das nicht zum Bilden eines Projektionsbildes verwendet wird, auf effiziente Weise zu dem Beleuchtungssystem zurück transportiert werden. Eine totale interne Reflexion in der optischen Faser liefert eine Neuverteilung des zurück gewonnenen Lichtes.
  • Eine weitere Ausführungsform des Bildprojektionssystems nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass das zusätzliche optische System einen optischen Keil aufweist zum Kombinieren des Beleuchtungsstrahles und des reflektierten Lichtes von der reflektierenden Bildwiedergabeplatte.
  • Eine andere Ausführungsform des Bildprojektionssystems nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass das zusätzliche optische System einen Integrationsstab aufweist zum Empfangen von Licht von einem Element der reflektierenden Bildwiedergabeplatte und einen Spiegel, die an einer Seite des Integrationsstabes vorgesehen ist zum Reflektieren des empfangen Lichtes zurück zu der Bildwiedergabeplatte. Auf diese Weise ist der Integrationsstab als eine nicht-darstellende Spiegelanordnung wirksam, die das Licht an der Bildwiedergabeanordnung derart auf homogene Weise verteilt, dass kleine Verzerrungen in dem projizierten Bild reduziert werden.
  • Eine weitere Ausführungsform des Bildprojektionssystems nach der vorliegenden Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass das Bildprojektionssystem eine weitere reflektierende Bildwiedergabeplatte aufweist zum Modulieren eines zweiten Strahles, der von dem Beleuchtungssystem geliefert wird, und dass das zusätzliche optische System Mittel aufweist zum Wiedervereinigen von Licht, das an der reflektierenden Bildwiedergabeplatte sowie an der weiteren reflektierenden Bildwiedergabeplatte reflektiert wird. So kann beispielsweise ein dichroitischer Spiegel verwendet werden zum Wiedervereinigen des Lichtes verschiedener Farben von den betreffenden reflektierenden Bildwiedergabeplatten zu einem einzigen Lichtstrahl, der auf das Beleuchtungssystem gerichtet werden kann.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im vorliegenden Fall näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine erste Ausführungsform eines Bildprojektionssystems nach der vorliegenden Erfindung,
  • 2 eine zweite Ausführungsform eines Bildprojektionssystems mit zwei Integrationsstäben und
  • 3 eine dritte Ausführungsform eines Bildprojektionssystems mit zwei reflektierenden Bildwiedergabeplatten.
  • Das Bildprojektionssystem 1 aus 1 umfasst ein Beleuchtungssystem 3 zum Liefern eines Beleuchtungsstrahles. Das Beleuchtungssystem 3 umfasst eine Strahlungsquelle 5 und einen Reflektor 7. Der Reflektor 7 umgibt wenigstens teilweise die Strahlungsquelle 5 und gewährleistet, dass der größte Teil des von der Strahlungsquelle ausgestrahlten Lichtes in einer Richtung weg von dem System dennoch das System erreicht.
  • Der von dem Beleuchtungssystem 3 erzeugte Beleuchtungsstrahl trifft auf das Wiedergabesystem, der Einfachheit halber durch eine einzige Bildwiedergabeplatte 23 dargestellt, und wird entsprechend der wiederzugebenden Bildinformation dadurch moduliert. Das modulierte und an der Wiedergabeplatte reflektierte Licht wird mit Hilfe eines Projektionslinsensystems, der Einfachheit halber durch eine einzige Projektionslinse 25 dargestellt, auf einen (nicht dargestellten) Schirm projiziert.
  • In 1 wird Licht, herrührend von dem Beleuchtungssystem 3, über einen zweiten Reflektor 9, einen ersten optischen Keil 11, ein Integratorsystem 13, eine erste Linse 15, einen Faltspiegel 17 und eine erste und zweite Relaislinse 19, 21 in Richtung reflektierenden Bildwiedergabeplatte, beispielsweise einer digital gespiegelten Wiedergabeplatte (DMD) 23 gesendet. DMD-Anordnungen sind an sich aus dem US Patent 5.061.049 bekannt. Die Spiegel der DMD Bildwiedergabeplatte 23 reflektieren das Licht entweder zu der Pupille der Projektionslinse 25 oder zu dem Eingang eines zusätzlichen optischen Systems in Abhängigkeit von der den Elektroden zugeführten Spannung. Das zusätzliche optische System umfasst beispielsweise, in der genannten Reihenfolge, einen Eingangsspiegel 27, einen dritten Relaisspiegel 29 und einen zweiten optischen Keil 33. Die zugeführte Spannung steuert den Winkel der Mikrospiegel der DMD-Anordnung entsprechend der wiederzugebenden Bildinformation. Die Spiegel der DMD-Bildwiedergabeplatte 23 können in zwei verschiedene Zustände gesetzt werden, einen EIN-Zustand und einen AUS-Zustand. Der EIN-Zustand des Spiegels liegt beispielsweise auf 10 Grad gegenüber einer Normalen auf der DMD-Bildwiedergabeplatte 23 und der AUS-Zustand des Spiegels liegt beispielsweise auf –10 Grad gegenüber der Normalen. In dem EIN-Zustand wird ein Lichtstrahl, der in einem Winkel von 20 Grad gegenüber der Normalen auf die Spiegel der DMD-Bildwiedergabeplatte 23 trifft, in einer Richtung reflektiert, die mit der Normalen zusammentrifft. In dem AUS-Zustand wird der Lichtstrahl, der in einem Winkel von 20 Grad auf die Spiegel der DMD-Bildwiedergabeplatte trifft, in einem Winkel von 40 Grad gegenüber der Normalen reflektiert. Diese Differenz reicht für einen Fachmann zum Bemessen der optischen Elemente des Systems um das Licht in dem EIN-Zustand der Spiegel in die Pupille der Projektionslinse 25 zu richten und in dem AUS-Zustand des Spiegels den Strahl von der Pupille der Projektionslinse weg zu richten. Die vorliegende Erfindung schlägt nun vor, das Beleuchtungssystem mit dem zusätzlichen optischen System zu versehen um die DMD-Bildwiedergabeplatte 23 wenigstens teilweise mit dem an der DMD- Bildwiedergabeplatte reflektierten Licht neu zu beleuchten. Hier handelt es ich um Licht, das von Wiedergabeelementen reflektiert wird, die dunkle oder graue Pixel in dem Bild darstellen. Das zusätzliche optische System umfasst Mittel zum Neuverteilen von Licht, das von einem derartigen Element aus einer Anzahl Wiedergabeelementen herrührt. Bei bekannten Systemen wird das Licht, das an einem derartigen Wiedergabeelement reflektiert wird, über die Lichtstrecke an der DMD-Wiedergabeplatte 23 reflektiert und geht folglich verloren. In dem Bildwiedergabesystem nach der vorliegenden Erfindung wird dieses Licht zurückgewonnen und demselben wird die Möglichkeit geboten, auf Wiedergabeelemente zu treffen, was dazu führt, dass Pixel in dem Bild hell werden. Im Betrieb richtet in dem AUS-Zustand der Eingangsspiegel 27 das von den Pixeln herrührende Licht, das dunkle Pixel in dem Bild darstellt, über den dritten Relaisspiegel 29 und den zweiten optischen Keil 33 in Richtung des Eingangs des Lichtintegrationssystems 13.
  • Das zusätzliche optische System kann auf alternative Weise in der genannten Reihenfolge eine Eingangslinse und ein optisches Lichtleitelement, beispielsweise eine optische Faser aus Kunststoff oder Glas enthalten.
  • In dem Ausführungsformen des Bildprojektionssystems nach der vorliegenden Erfindung aus 1 kann das Beleuchtungssystem nicht nur eine Strahlungsquelle und einen Reflektor aufweisen, sondern auch ein Integratorsystem. Die erste Linse 15 hinter dem Integratorsystem gewährleistet, dass alle Neubilder in der Ebene der DMD-Bildwiedergabeplatte überlagert werden.
  • Das Integratorsystem 13 umfasst eine erste Linsenplatte 31 und eine zweite Linsenplatte 35 und gewährleistet eine homogene Beleuchtung der Wiedergabeplatte 23. Für eine detaillierte Beschreibung des Prinzips eines Integratorsystems mit zwei Linsenplatten sei auf das US Patent US-A 5.098.184 verwiesen.
  • Statt zweier Integratorplatten kann das Integratorsystem auf alternative Weise einen balkenförmigen Integrator enthalten. Das Beleuchtungssystem wird dann einheitlich gemacht durch eine mehrfache Totalreflexion an den Seitenwänden des Balkens. Der Balken kann beispielsweise in Form eines Quarzbalkens sein.
  • Die Wiedergabeplatte ist beispielsweise eine Wiedergabeplatte, die nacheinander mit einem roten, einem grünen und einem blauen Strahl beleuchtet wird, während die gleichzeitig mit dem Bild betrieben wird, das die Farbe der entsprechenden Beleuchtung hat. Das zusätzliche optische System kann auch in der genannten Reihenfolge einen Integ rationsbalken und ein Reflexionsmittel aufweisen. Ein Bildprojektionssystem mit einem derartigen zusätzlichen optischen System wird anhand der 2 näher beschrieben.
  • Das Bildprojektionssystem 1 aus 2 umfasst ein Beleuchtungssystem 3 zum Liefern eines Beleuchtungsstrahls. Das Beleuchtungssystem 3 umfasst eine Strahlungsquelle 3 zum Liefern eines Beleuchtungsstrahls. Das Beleuchtungssystem 3 umfasst eine Strahlungsquelle 5 und einen Reflektor 7. Der Reflektor 7 umgibt wenigstens teilweise die Strahlungsquelle 5 und gewährleistet, dass der größere Teil des von der Strahlungsquelle in einer Richtung weg von dem System ausgestrahlten Lichtes, dennoch das System.
  • Der von dem Beleuchtungssystem 3 erzeugte Beleuchtungsstrahl trifft auf das Wiedergabesystem, der Einfachheit halber durch eine einzige Bildwiedergabeplatte 23 dargestellt, und wird dadurch entsprechend der wiederzugebenden Bildinformation moduliert. Das von der Wiedergabeplatte modulierte und reflektierte Licht wird auf einen (nicht dargestellten) Schirm projiziert, und zwar mit Hilfe eines der Einfachheit halber durch eine einzige Projektionslinse 25 dargestellten Projektionslinsensystems.
  • In 2 wird Licht, herrührend von dem Beleuchtungssystem 3, über ein Integratorsystem, beispielsweise einen Quarzbalken 12, ein Paar Relaislinsen 40, 42, eine Apertursperre 60, einen Faltspiegel 17, eine dritte Relaislinse 62 und eine Total-Innenreflexionsprisma (TIR) 44 in Richtung der Reflexions-Bildwiedergabeplatte, beispielsweise einer DMD-Bildwiedergabeanordnung 23 gesendet. Die Spiegel der DMD-Bildwiedergabeanordnung 23 sind derart entworfen, dass sie in zwei verschiedene Zustände gesetzt werden können. In dem EIN-Zustand reflektieren die Spiegel der DMD-Bildwiedergabeanordnung 23 den Lichtstrahl derart, dass der reflektierte Lichtstrahl, der in das TIR-Prisma 44 eintritt, zu der Projektionslinse 25 geleitet wird. In dem AUS-Zustand reflektieren die Spiegel des DMD den eintreffenden Lichtstrahl von dem reflektierenden Bildelement zurück in der Auftreffrichtung. Das Licht wird danach über eine Schnittstelle 43 des TIR-Prismas zu dem Beleuchtungssystem 3 zurück reflektiert. Durch Kippung der DMD-Bildwiedergabeanordnung 23 kann der reflektierte Lichtstrahl auf den Eingang eines zweiten Integrationsbalkens 64 in der Nähe des ersten Integrationsbalkens 13 gerichtet werden. Der andere Eingang des zweiten Integrationsbalkens 64 ist mit Reflexionsmitteln, beispielsweise eine reflektierenden Deckschicht 66 zum Reflektieren des reflektierten Lichtstrahls zurück zu dem Wiedergabesystem versehen. Der zweite Integrationsstab 64 und die reflektierende Deckschicht 66 bilden einen Teil des optischen Systems zur Neuverteilung des Lichtes, das von Pixeln des Bildwiedergabesystems aus den Pixeln der DMD Bildwiedergabeanordnung 23 herrührt und, als Ergebnis davon wird die Spitzenhelligkeit der Bildwiedergabeanordnung gesteigert. Die Relaislinsen 40, 42, 62 sind derart entworfen, dass der reflektierte Strahl ein Bild der Apertursperre 70 in derselben Ebene bildet wie die Apertursperre 68. Weiterhin kann die reflektierende DMD Wiedergabeplatte beispielsweise sequentiell mit einem roten, einem grünen und einem blauen Strahl beleuchtet werden, während die Wiedergabeplatte 23 gleichzeitig mit dem Bild betrieben wird, das die Farbe der entsprechenden Beleuchtung hat. Deswegen umfasst das Beleuchtungssystem 3 vorzugsweise ein von einem Motor 39 angetriebenes Farbrad 37 um abwechselnd den roten, den grünen und den blauen Lichtstrahl zu liefern.
  • Das Bildprojektionssystem kann auf alternative Weise zwei oder drei Wiedergabeplatten aufweisen. Eine Ausführungsform, wobei zwei Wiedergabeplatten verwendet werden, ist in 3 dargestellt. Das Bildprojektionssystem umfasst ein Beleuchtungssystem mit in der genannten Reihenfolge, einer Strahlungsquelle 5, einem Reflektor 7, einen optischen Keil 11, einem Integrationssystem, beispielsweise einem optischen Balken 13, ein Prisma 41 mit totaler innerer Reflexion (TIR), einem dichroitischen Spiegel 45 zum Reflektieren von Strahlung mit einer Wellenlänge in dem roten Bereich und zum Hindurchlassen von Strahlung in dem grünen und blauen Bereich, einer ersten reflektierenden Bildwiedergabeplatte 47 und einer zweiten reflektierenden Bildwiedergabeplatte 49, beispielsweise eine DMD Bildwiedergabeplatte und einer Projektionslinse 25. Weiterhin umfasst nach der vorliegenden Erfindung das Bildprojektionssystem ein zusätzliches optisches System zum Rückgewinnen des an der ersten und an der zweiten DMD Bildwiedergabeplatte 47, 49 in dem Beleuchtungssystem reflektierten Lichtes. Dieses zusätzliche System umfasst in der genannten Reihenfolge die Kupplungslinsen 51, 53, optische Lichtleiter 55, 61, beispielsweise eine optische Faser aus Glas oder Kunststoff, und einen dichroitischen Spiegel 67 zum Kombinieren des reflektierten Lichtes von der betreffenden ersten und zweiten DMD Bildwiedergabeplatte 47, 49 zu einem einzigen Strahl. Im Betrieb wird Licht von dem Beleuchtungssystem 3 in das Integrationssystem 13 gekoppelt, beispielsweise in einen optischen Balken, über den optischen Keil 11 und ein sich drehenden Rades 37, angetrieben von einem Motor 39 zum wechselweisen Liefern eines gelben und eines Magenta-Lichtstrahles. Der optische Balken 13 verteilt auf homogene Weise das Licht und richtet es dem Prisma 41 zur totalen inneren Reflexion (TIR) zu. Da der Auftreffwinkel des eintref fenden Lichtes an der Schnittstelle 43 des TIR-Prismas 41 größer ist als der kritische Winkel, reflektiert das Prisma das Licht in Richtung des ersten dichroitischen Spiegels 45. Das TIR-Prisma 41 befindet sich derart gegenüber dem eintreffenden Lichtstrahl, dass der Lichtstrahl auf geeignete Weise durch den Drehvorgang der Spiegel der DMD Bildwiedergabeplatten 47, 49 geschaltet werden kann. Der erste dichroitische Spiegel 45 reflektiert ständig rotes Licht mit einer Wellenlänge in dem roten Bereich zu der ersten DMD Bildwiedergabeplatte 47 und lässt abwechselnd das grüne oder das blaue Licht mit einer Wellenlänge in dem grünen bzw. blauen Bereich in Richtung der zweiten DMD Bildwiedergabeplatte 49 durch. Die erste DMD Bildwiedergabeplatte 47 moduliert das rote Licht entsprechend der wiederzugebenden Bildinformation, dadurch, dass das Licht über den dichroitischen Spiegel 45 und das TIR Prisma 41 in die Pupille der Projektionslinse 25 reflektiert wird zur Projektion auf einen (nicht dargestellten) Schirm oder über die erste Linse 51 in die Eingangspupille 57 der ersten optischen Faser 55 zur Rückgewinnung des Lichtes, das nicht zur Projektion benutzt wird. Die zweite reflektierende Bildwiedergabeplatte 49 moduliert abwechselnd das grüne oder das blaue Licht gleichzeitig mit dem rotierenden Farbrad 37 und entsprechend der wiederzugebenden Bildinformation. Der Drehvorgang der Spiegel der zweiten DMD Bildwiedergabeplatte 49 richtet das grübe oder das blaue Licht über den ersten dichroitischen Spiegel 45 und das TIR Prisma 41 in die Eingangspupille der Projektionslinse 25 zur Projektion auf den (nicht dargestellten) Schirm oder über die zweite Linse 53 in die Eingangspupille 63 der zweiten optischen Faser 61 zur Rückgewinnung des nicht zur Projektion verwendeten Lichtes. Die optischen Fasern 55, 61 transportieren das rote Licht und das betreffende grüne oder blaue Licht zurück zu dem Beleuchtungssystem. Der zweite dichroitische Spiegel 67 kombiniert das rote Licht, das von dem Ausgang 59 der ersten optischen Faser 55 herrührt, mit dem betreffenden grünen oder blauen Licht, das von dem Ausgang 65 der zweiten optischen Faser 61 herrührt. Das kombinierte Licht wird danach durch den optischen Keil 33 in das Beleuchtungssystem zurückgeführt. Dadurch, dass das Bildprojektionssystem mit dem Integratorsystem (13) und dem optischen System (51, 53, 55, 61, 67), wie oben beschrieben, versehen wird, wird das Licht, das von Pixeln herrührt, die dunkle Pixel in dem Bild darstellen, zurückgewonnen, wie oben anhand einer einzigen DMD Bildwiedergabeplatte beschrieben worden ist, und dadurch wird die Spitzenhelligkeit des projizierten Bildes gesteigert.
  • Statt DMD Bildwiedergabeplatte können auch andere reflektierende Bildwiedergabeplatten in dem Projektionssystem nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden, beispielsweise eine Bildwiedergabeplatte mit einer betriebenen Spiegelanordnung (AMA), bekannt aus dem US Patent 5.729.386.
  • Weiterhin kann eine reflektierende Flüssigkristall-Wiedergabeplatte verwendet werden. Wenn eine Flüssigkristall-Wiedergabeplatte verwendet wird, sollte das Beleuchtungssystem einen polarisierten Lichtstrahl zur Beleuchtung des Wiedergabesystems geschaffen werden. Weiterhin soll zwischen der Flüssigkristall-Wiedergabeplatte und dem Projektionssystem ein Analysator vorgesehen werden.
  • Es sei bemerkt, dass aus Kostengründen gegenüber Bildhomogenität auf das Integrationssystem verzichtet werden kann.
  • Es sei bemerkt, dass die oben genannten Ausführungsformen die Erfindung erläutern statt begrenzen und dass der Fachmann imstande sein wird, im Rahmen der Patentansprüche viele alternative Lösungen zu entwerfen.

Claims (5)

  1. Bildprojektionssystem (1) mit, in dieser Reihenfolge, einem Beleuchtungssystem (3) und einem Bildwiedergabesystem mit wenigstens einer reflektierenden Bildwiedergabeplatte (23) zum Modulieren eines Beleuchtungsstrahles, der von einer Strahlungsquelle (5) ausgestrahlt wird und von dem Beleuchtungssystem (3) geliefert werden soll, mit Bildinformation, und mit einem Projektionslinsensystem, wobei das Beleuchtungssystem (3) ein zusätzliches optisches System (27, 29, 33) aufweist um wenigstens teilweise das Bildwiedergabesystem neu zu Beleuchten, und zwar mit Licht, das an der reflektierenden Bildwiedergabeplatte (23) zu dem Beleuchtungssystem (3) reflektiert wurde, wobei das zusätzliche optische System (27, 29, 33) Mittel aufweist zur Neuverteilung von Licht (13), das von einem Pixel des Bildwiedergabesystems über eine Anzahl Pixel des Bildwiedergabesystems herrührt, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche optische System (27, 29, 33) weiterhin vorgesehen ist um es zu ermöglichen, dass das an der reflektierenden Bildwiedergabeplatte (23) zu dem Beleuchtungssystem (3) reflektierte Licht um die Strahlungsquelle (5) herum geht.
  2. Bildprojektionssystem (1) nach Anspruch 1, wobei das Beleuchtungssystem (3) ein Integratorsystem (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche optische System (27, 29, 33) ein Linsenelement (51) und eine optische Faser (55) aufweist, wobei das Linsenelement (51) zwischen der reflektierenden Bildwiedergabeplatte (23) und einem Eingang (57) der optischen Faser (55) liegt.
  3. Bildprojektionssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche optische System (27, 29, 33) einen optischen Keil (11) aufweist zum Kombinieren des Beleuchtungsstrahles und des reflektierten Lichtes von der reflektierenden Bildwiedergabeplatte (23).
  4. Bildprojektionssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche optische System (27, 29, 33) einen Integrationsstab (64) aufweist zum Emp fangen von Licht von einem Element der reflektierenden Bildwiedergabeplatte (23) und einen Spiegel, die an einer Seite des Integrationsstabes (64) vorgesehen ist zum Reflektieren des empfangen Lichtes zurück zu der Bildwiedergabeplatte (23).
  5. Bildprojektionssystem (1) nach Anspruch 1, mit einer weiteren reflektierenden Bildwiedergabeplatte (49) zum Modulieren eines zweiten Strahles, der von dem Beleuchtungssystem (3) geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche optische System (51, 53, 55, 61, 67) Mittel aufweist zum Wiedervereinigen von Licht, das an der reflektierenden Bildwiedergabeplatte (47) sowie an den weiteren reflektierenden Bildwiedergabeplatten (49) reflektiert wird.
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ES (1) ES2211626T3 (de)
WO (1) WO2001023941A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030018740A (ko) * 2001-08-31 2003-03-06 삼성전자주식회사 투사 장치
JP4127024B2 (ja) * 2001-11-08 2008-07-30 セイコーエプソン株式会社 プロジェクタ
US6886941B2 (en) * 2002-06-04 2005-05-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Compact light engine with light guides for projection display system
JP2004286785A (ja) * 2003-03-19 2004-10-14 Mitsubishi Electric Corp 光学系及びその光学系を備えた投射型画像表示装置
JP4556470B2 (ja) * 2004-03-30 2010-10-06 セイコーエプソン株式会社 光学表示装置
US7073909B2 (en) * 2004-07-29 2006-07-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optical systems and methods
US7360902B2 (en) * 2004-11-19 2008-04-22 Texas Instruments Incorporated System and method for light source modulation

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3800149A (en) * 1973-01-29 1974-03-26 Michael M Du Pont Electro-optical information conversion system using fiber optics
US5061049A (en) 1984-08-31 1991-10-29 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator and method
NL8901077A (nl) 1989-04-28 1990-11-16 Koninkl Philips Electronics Nv Optische belichtingsstelsel en projectie-apparaat voorzien van een dergelijk stelsel.
NL9001610A (nl) 1990-07-16 1992-02-17 Philips Nv Beeldprojektie-inrichting.
US5241170A (en) * 1992-02-19 1993-08-31 Itt Corporation Fiber optic imaging device and methods
US5905545A (en) * 1995-01-27 1999-05-18 Texas Instruments Incorporated Full-color projection display system using two light modulators
JPH08251520A (ja) * 1995-03-08 1996-09-27 Nikon Corp ビデオプロジェクター
US5629801A (en) * 1995-06-07 1997-05-13 Silicon Light Machines Diffraction grating light doubling collection system
KR0164180B1 (ko) * 1995-10-27 1999-01-15 배순훈 투사형화상표시장치의 광학계
KR100472866B1 (ko) * 1996-02-23 2005-10-06 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 광학적장치용조명유닛
AU1975197A (en) * 1996-02-28 1997-10-01 Kenneth C. Johnson Microlens scanner for microlithography and wide-field confocal microscopy
JP3697013B2 (ja) * 1997-02-19 2005-09-21 キヤノン株式会社 照明装置及びそれを用いた投影装置
US6247816B1 (en) * 1997-08-07 2001-06-19 International Business Machines Corporation Optical system for projection displays using spatial light modulators
WO1999052007A1 (en) * 1998-04-02 1999-10-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Image projection system with enhanced brightness
US6356700B1 (en) * 1998-06-08 2002-03-12 Karlheinz Strobl Efficient light engine systems, components and methods of manufacture
US6231190B1 (en) * 1998-06-22 2001-05-15 Texas Instruments Incorporated Color correction filter for displays
JP2000180792A (ja) * 1998-12-10 2000-06-30 Minolta Co Ltd 照明光学系および投射型画像表示装置

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