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TECHNISCHES
GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft Bildanzeigesysteme und insbesondere ein optisches
System für
ein SLM-basiertes Anzeigesystem.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Räumliche
Lichtmodulatoren (SLM) haben auf vielen Gebieten Anwendungen gefunden,
wobei eine wichtige Anwendung in Bildschirmen besteht. Im Allgemeinen
ist ein SLM ein Feld lichtemittierender, lichtdurchlässiger oder
lichtreflektierender Elemente, die, gewöhnlich mit elektronischen Signalen,
einzeln adressierbar sind. Viele SLM sind binär und weisen ein Adressierungsschema
auf, welches ihre Elemente entweder in einen "Einschaltzustand" oder einen "Ausschaltzustand" schaltet, um das Bild zu erzeugen.
Ein Merkmal von SLM besteht darin, dass keine Abtastung stattfindet
und alle Pixel im Wesentlichen gleichzeitig aktiviert werden, um,
abhängig
von der Größe des Bilds
und des SLMs, das gesamte Bild oder einen zweidimensionalen Block
des Bilds zu erzeugen.
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Ein
SLM-Typ ist eine digitale Mikrospiegelvorrichtung (DMD), die auch
als digitaler Lichtprozessor (DLP) bekannt ist und von Texas Instruments
Incorporated hergestellt wird. Die DMD weist ein Feld mit Tausenden
winziger neigbarer Spiegel auf. Um das Neigen der Spiegel zu ermöglichen,
ist jeder an einem oder mehreren Gelenken befestigt, die an Tragstäben angebracht
sind und die jeweils durch einen Luftspalt getrennt über einer
darunter liegenden Adressierungsschaltungsanordnung angeordnet sind.
Die Adressierungsschaltungsanordnung stellt elektrostatische Kräfte bereit,
welche bewirken, dass jeder Spiegel selektiv geneigt wird.
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Für Anzeigeanwendungen
wird die DMD mit Bilddaten adressiert. Entsprechend diesen Bilddaten wird
Licht von jedem Spiegel selektiv reflektiert oder nicht reflektiert
und auf einen Betrachtungsbildschirm reflektiert. Die Kombination
von hellen und dunklen Spiegeln erzeugt ein Bild. Modulationstechniken
werden zum Bereitstellen von Graustufen-"Bildrahmen" verwendet. Eine schnelle Folge von
Rahmen wird vom Betrachter als eine bewegte Anzeige wahrgenommen.
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Es
gibt mindestens zwei Ansätze
zum Erzeugen von Farbanzeigen mit dem DMD-Anzeigesystem. Ein Ansatz
besteht darin, mehrere Bilder mit mehreren SLM zu erzeugen, wobei
typischerweise jeweils ein SLM für
Rot, Grün
und Blau verwendet wird. Jedes Bild weist eine gewünschte Intensität auf, und
die Bilder werden kombiniert, um die richtig gefärbte Anzeige zu erzeugen. Ein
zweiter Ansatz besteht darin, einen einzigen SLM zu verwenden und Bilder
für jede
Farbe (Rot, Grün
und Blau) sequenziell zu erzeugen. Eine Weißlichtquelle wird durch ein umlaufendes
Farbrad gefiltert, so dass eine gewünschte Farbe das entsprechende
Bild beleuchtet. Die verschiedenfarbigen Bilder werden so schnell
erzeugt, dass das Auge sie zu dem richtig gefärbten Rahmen integriert.
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Für SLM-basierte
Projektionssysteme gibt es zwei grundlegende Architekturen für das optische System
von der Lichtquelle zur Bildebene. Jede dieser Architekturen hat,
abhängig
vom Typ des Anzeigesystems, bestimmte Vorteile und Nachteile.
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Nicht
telezentrische Architekturen weisen gegenüber telezentrischen Architekturen
einen überlegenen
Kontrast auf. Dies ist auf die größeren Beleuchtungswinkel am
SLM zurückzuführen. Nicht
telezentrische Architekturen erzeugen jedoch auch größere Projektionswinkel
am Bildschirm. Dies ist auf den großen Linsenversatzbetrag zurückzuführen, der erforderlich,
um die Beleuchtungs- und Projektionswege zu trennen, ohne ein Prisma
oder ein anderes Element zu verwenden. Diese großen Winkel sind für ein Projektionssystem
mit vorderseitigem Bildschirm nicht problematisch, sie rufen jedoch
bei Projektionssystemen mit einem rückseitigen Bildschirm, welche das
Bild in einen kleinen Gehäuseraum
falten müssen,
Probleme hervor.
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Telezentrische
Architekturen benötigen
keinen Versatz und können
daher Linsenfeld- und Bildschirmwinkelprobleme stark verringern.
Hierdurch werden sie für
Projektionssysteme mit einem rückseitigen
Bildschirm bevorzugt. Telezentrische Architekturen weisen jedoch
schon an sich infolge der kleineren Beleuchtungswinkel auf dem SLM
einen niedrigeren Kontrast auf.
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Als
weiterer Hintergrund ist in US-A-6 129 437 eine Bildanzeigevorrichtung
offenbart, die eine Lichtquelle, einen räumlichen Lichtmodulator und eine
Projektionslinse, die in einer Zwischenbildebene ein vom räumlichen
Lichtmodulator reflektiertes Bild empfängt und dieses Bild auf eine
Anzeigebildebene projiziert, aufweist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
Aspekt der Erfindung ist eine optische Vorrichtung zur Verwendung
in einem SLM-basierten Anzeigesystem. Eine Lichtquelle und eine
Beleuchtungsoptik stellen für
den SLM eine Beleuchtung mit einem großen Winkel bereit. Das vom
SLM reflektierte Licht tritt in einen Übertragungsweg mit einem ersten
Linsensatz, einem Spiegel und einem zweiten Linsensatz ein. Der
erste Linsensatz empfängt
die SLM-Ausgabe in einer versetzten Pupille. Der Spiegel reflektiert
das Licht zum zweiten Linsensatz, welcher das Bild in einer Zwischenbildebene
erzeugt. An diesem Punkt ist das Bild telezentrisch und liegt auf der
Achse. Eine Projektionslinse vergrößert das Bild von der Zwischenbildebene
zu einer Anzeigebildebene.
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Ein
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie die Merkmale sowohl
des telezentrischen als auch des nicht telezentrischen Entwurfs
kombiniert. Sie stellt die besten Merkmale von jedem bereit, während ihre
Nachteile vermieden werden.
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Wie
bei einem nicht telezentrischen Entwurf stellt der optische Weg
eine Anzeige mit einem optimalen Kontrast bereit. Ein größerer Beleuchtungswinkel
wird am SLM erreicht, wobei der sich ergebende Versatz durch den Übertragungsweg
kompensiert wird.
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Gleichzeitig
ermöglicht
es der optische Weg, dass die Projektionslinse telezentrisch ist
und daher kleiner ist als dies bei einem nicht telezentrischen Entwurf
der Fall wäre.
Der Versatz und der Arbeitsabstand der Projektionslinse können für die bestimmte Anwendung
minimal sein. Für
verschiedene Anwendungen können
Variationen der Konfiguration der Projektionslinse leicht erreicht
werden, weil die Projektionslinse leicht zugänglich ist und leicht durch
Linsen mit einer anderen Konfiguration ausgetauscht werden kann.
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Die
gleiche optische Vorrichtung kann sowohl für Projektionssysteme mit einem
vorderseitigen Bildschirm als auch für Projektionssysteme mit einem
rückseitigen
Bildschirm verwendet werden. Für
Systeme mit einem vorderseitigen Bildschirm kann das durch den Übertragungsweg
erzeugte Bild durch eine Maske begrenzt werden, die an einer Stelle,
die leicht zugänglich
ist, innerhalb des optischen Wegs platziert wird. Hierdurch wird
eine Maske am SLM selbst überflüssig gemacht,
wodurch die SLM-Vorrichtung weniger kostspielig und leichter herzustellen
wird. Diese Maske in der Bildebene hat die gleiche Wirkung wie ein
Gehäuserahmen
in einem Rückprojektions-Anzeigesystem,
wodurch eine Projektion auf einen vorderseitigen Bildschirm ohne Begrenzungsartefakte
außerhalb
des aktiven Bildbereichs ermöglicht
wird. Der hohe Kontrast, der durch die optische Vorrichtung mit
einem großen
Winkel bereitgestellt wird, macht auch spezielle kontrasterhöhende Beschichtungen
auf einem DMD-SLM überflüssig und
bewahrt infolge der telezentrischen Eigenschaft am SLM die Schwarzniveau-Gleichmäßigkeit.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 zeigt
ein Rückprojektions-Anzeigesystem
mit einer optischen Vorrichtung gemäß der Erfindung,
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2 zeigt
ein Frontalprojektions-Anzeigesystem, das die gleiche optische Vorrichtung
aufweist wie das System aus 1,
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3A zeigt
die optische Vorrichtung aus den 1 und 2,
welche den Beleuchtungsweg, den SLM und den Bildweg aufweist,
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3B zeigt
den großen
Beleuchtungswinkel des Beleuchtungswegs aus 3,
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4 zeigt,
wie eine Maske in der Zwischenbildebene im Bildweg aus 3 angeordnet werden kann,
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5 zeigt,
wie Licht von flachen oder ausgeschalteten Spiegelelementen eines
DMD-SLMs den Bildweg der optischen Vorrichtung aus 3 verlässt, und
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6 zeigt
weiter, wie die Beleuchtung in einem flachen Zustand von dem optischen
Weg abgelenkt wird.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die 1 und 2 zeigen
ein Rückprojektions-Anzeigesystem 10 bzw.
ein Frontalprojektions-Anzeigesystem 20. Jedes weist einen
Projektor 11 und 21 auf, welche für diesen
Systemtyp ausgelegt sind. Wie nachstehend erklärt wird, befindet sich innerhalb
jedes Projektors jedoch eine gemeinsame optische Vorrichtung 15,
die sowohl für
Frontalprojektions- als auch für
Rückprojektionssysteme
geeignet ist.
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Typischerweise
ist ein System 10 mit einem rückseitigen Bildschirm in einem
Gehäuse 14 enthalten.
Das Bild wird durch einen Gehäuserahmen 13 begrenzt,
der den Bildschirm 12 umrahmt. Das System 20 mit
einem vorderseitigen Bildschirm weist jedoch einen Bildschirm 22 auf,
der Bilder mit Streulicht-Bildartefakten
in dem unmittelbaren Grenzbereich außerhalb des aktiven Bildbereichs
anzeigen kann. Dies liegt daran, dass der Bildschirm 22 typischerweise
das Bild nicht eng umrahmt.
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Die
folgende Beschreibung betrifft die optische Vorrichtung 15 innerhalb
der Projektoren 11 und 21, welche den SLM enthält. Abgesehen
von der optischen Vorrichtung 15 weisen die Projektoren 11 und 12 verschiedene
Komponenten auf, die dem Empfangen, Verarbeiten und Speichern von
Daten für
den SLM zugeordnet sind. Einzelheiten eines SLMs mit digitalen Mikrospiegeln
und seiner zugeordneten Elektronik sind in umfassenden Beschreibungen DMD-basierter
digitaler Anzeigesysteme ohne die Merkmale der vorliegenden Erfindung
in dem US-Patent US-A-5 079 544 mit dem Titel "Standard Independent Digitized Video
System", in dem
US-Patent mit der laufenden Nummer 08/147 249 mit dem Titel "Digital Television
System" und in dem
US-Patent US-A-5 452 024 mit dem Titel "DMD Display System" dargelegt. All diese Patente und Patentanmeldungen sind
auf Texas Instruments Incorporated übertragen.
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3A zeigt
einen Abschnitt der Projektoren 11 und 21, nämlich die
optische Vorrichtung 15, die beiden Systemen gemeinsam
ist. Die optische Vorrichtung 15 weist in erster Linie
einen Beleuchtungsweg 15a, den SLM 33 und einen
Bildweg 15b auf.
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Wie
nachstehend erklärt
wird, stellt der Beleuchtungsweg 15a eine Beleuchtung mit
einem großen
Winkel bereit, und der Bildweg 15b akzeptiert die versetzte
Pupille, die sich aus der Beleuchtung mit einem großen Winkel
ergibt, und wandelt den sich ergebenden Projektionsweg mit einem
großen
Winkel in einen sich auf der Achse befindenden telezentrischen Weg
an dem Bild des SLMs.
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Diese
Beschreibung bezieht sich auf ein SLM-Anzeigesystem, welches ein
Farbrad 32 zum Filtern "feldsequenzieller" Bilder verwendet.
Wie im Hintergrund beschrieben wurde, filtert bei jedem Bildrahmen
das Farbrad weißes
Licht, um den SLM 33 mit verschiedenfarbigem Licht zu beleuchten.
Dies ermöglicht
es, dass der SLM eine Folge verschiedenfarbiger Bilder erzeugt,
die vom Betrachter als eine richtigfarbene Anzeige wahrgenommen
werden. Die gleichen Konzepte könnten
jedoch auf einen optischen Weg angewendet werden, der kein Farbrad aufweist,
wie es für
eine Schwarz-Weiß-Anzeige
oder eine Anzeige, bei der Farben durch mehrere SLMs erzeugt werden,
oder eine Anzeige, bei der ein einziger SLM durch eine zeitlich
festgelegte Abfolge roten, grünen,
blauen und (wahlweise) weißen
Lichts von diskreten Quellen beleuchtet wird, der Fall wäre.
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Die
Lichtquelle wird typischerweise mit einer Lampe 31 implementiert.
Beispiele geeigneter Lampen sind Bogenlampen und Metallhalogenidlampen. Eine
mögliche
Alternative könnte
eine Festkörper-Weißlichtquelle
in der Art einer oder mehrerer Weißlicht-LED (Leuchtdioden) sein,
vorausgesetzt dass ihre Intensität
ausreicht, oder eine oder mehrere rote, grüne und blaue LED, die in einer
geeigneten Abfolge (mit oder ohne Farbrad) aktiviert werden, sein.
Das Licht von der Lampe 31 wird durch das Farbrad 32 und
durch Linsen 32a und 32b fokussiert.
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Das
Farbrad 32 weist einen Motor und Steuerelektronik (nicht
dargestellt) auf, wodurch es veranlasst wird, mit einer vorgegebenen
Rate umzulaufen. In einem einfachen Beispiel hat das Farbrad 32 drei Segmente,
nämlich
ein rotes, ein grünes
und ein blaues Segment. Es läuft
einmal in jedem vom SLM 33 erzeugten Rahmen um, so dass
jede Farbe (Rot, Grün
oder Blau) für
etwa 1/3 der Rahmenzeit angezeigt wird. Variationen dieses einfachen
Beispiels umfassen das Umlaufen des Farbrads bei n > 1 Mal der Rahmenzeit
und das Unterteilen der roten, grünen und blauen Segmente in
ungleichmäßige oder mehrere
nicht zusammenhängende
Segmente. Diese Variationen sollen Artefakte verringern, die mit "feldsequenziellen" Farbradanzeigen
verbunden sind, und/oder die Farbreihe und den Weißpunkt der Anzeige
einstellen.
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Der
SLM 33 aus 3 ist ein DMD-SLM,
der Licht, das er vom Farbrad 32 empfängt, reflektiert. Demgemäß wird der
hier beschriebene spezielle optische Weg für einen reflektierenden SLM
konfiguriert. Die hier beschriebenen Konzepte könnten auf jeden beliebigen
SLM-Typ angewendet werden, der konfiguriert werden kann, um eine
versetzte Pupille zu erzeugen. Diese könnten LCD-SLM einschließen.
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Das
auf den SLM 33 einfallende Licht ist in dem Sinne telezentrisch,
dass alle auf den SLM 33 einfallenden Hauptstrahlen im
Wesentlichen parallel sind. Die drei Strahlenbündel, die in 3 explizit dargestellt
sind, stellen die Strahlen in der Mitte und zwei diagonale Extremitäten des
SLMs 33 dar. In 3 wird angenommen,
dass die vom SLM 33 reflektierten Lichtstrahlen von "eingeschalteten" Pixeln herrühren, welche
einen zugeordneten Reflexionswinkel in den Übertragungsweg 34 aufweisen.
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Wenngleich
der Lichtweg von der Quelle 31 zum SLM 33 telezentrisch
ist, ist er ein Lichtweg mit einem "großen
Winkel". Dieser
große
Winkel bezieht sich auf eine gedachte Linie senkrecht zur Stirnfläche des
SLMs 33.
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3B zeigt
den Beleuchtungswinkel des auf den SLM 33 einfallenden
Lichts. Der Beleuchtungswinkel ist der Winkel zwischen einer zum
Spiegelelement 33a senkrechten Linie und dem einfallenden
Licht. Der Winkel ΘO stellt einen "normalen" Beleuchtungswinkel dar. Der Winkel ΘH stellt einen "großen" Beleuchtungswinkel
dar.
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Für die Zwecke
dieser Beschreibung ist ein "großer Beleuchtungswinkel" ein Beleuchtungswinkel,
der mehr als zwei Mal so groß ist
wie der Neigungswinkel des Spiegels. Insbesondere ist ein "normaler" (nicht großer) Beleuchtungswinkel
das Zweifache des mechanischen Neigungswinkels der Spiegelelemente
in einem telezentrischen System. Die reflektierten und einfallenden
Strahlen haben gleiche Winkel in Bezug auf die Oberflächennormale.
Demgemäß müssen bei
einer normalen (telezentrischen) Konfiguration, bei der die reflektierten
Strahlen senkrecht zur Ebene des Felds sind, die einfallenden Strahlen
unter einem Winkel einfallen, der das Zweifache des Neigungswinkels
des Spiegels ist. Demgemäß ist ein "großer" Einfallswinkel mehr
als doppelt so groß wie
der Neigungswinkel des Spiegels. Dieser zusätzliche Beleuchtungswinkel
bewirkt nun jedoch, dass die Bündel
aus der DMD unter einem Winkel, statt senkrecht zum Feld austreten,
wodurch eine versetzte Pupille erzeugt wird.
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In
dem Beispiel aus den 3A und 3B betragen
die Spiegelneigungswinkel +/– 10
Grad, wodurch der ausfallende Strahl mit +/– 20 Grad geleitet wird. Falls
der Beleuchtungswinkel 20 Grad übersteigt, gibt es eine zunehmende
Trennung zwischen dem flachen Lichtbündel und dem Einschaltzustands-Lichtbündel, während sie
bei einem Beleuchtungswinkel von 20 Grad im Wesentlichen tangential zueinander
sind. Für
einen maximalen Kontrast gilt, dass es umso besser ist, je größer der
Beleuchtungswinkel ist. Hier wurde der Beleuchtungswinkel vergrößert, um
den Kontrast um einen Faktor von etwa zwei (2X) zu verbessern.
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Wiederum
mit Bezug auf 3A sei bemerkt, dass das Ergebnis
eines großen
Beleuchtungswinkels eine wünschenswerte
Erhöhung
des Kontrasts des angezeigten Bilds ist. Dieser zusätzliche
Beleuchtungswinkel führt
jedoch zu einem Projektionswinkel, der eine versetzte Pupille erzeugt. Insbesondere
bewegt sich das Licht von dem SLM 33 ansprechend auf Änderungen
des Beleuchtungswinkels, weil der Neigungswinkel der SLM-Spiegel
fest ist (digital). Infolge eines großen Beleuchtungswinkels tritt
das vom SLM 33 reflektierte Licht in einen "Übertragungsweg" 34 mit
einer versetzten Pupille ein. Wie nachstehend erklärt wird,
trägt der Übertragungsweg 34 der
versetzten Pupille Rechnung, indem er sie zu einer nicht versetzten,
sich auf der Achse befindenden Zwischenbildebene überträgt, die
für die
Projektionslinse leicht zugänglich
ist.
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Der Übertragungsweg 34 weist
einen ersten Linsensatz 34a, einen Spiegel 34b und
einen zweiten Linsensatz 34c auf. Der erste Linsensatz 34a empfängt vom
SLM 33 reflektiertes versetztes Licht. Die Lichtstrahlen
durchlaufen die Linsen 34a versetzt in Bezug auf das Zentrum
der Linsen 34a. Wie vorstehend erwähnt wurde, ist dieser Versatz
ein Ergebnis des vergrößerten Beleuchtungswinkels
des von der Quelle 31 auf den SLM 33 einfallenden
Lichts. Wie in 3A angegeben ist, weisen die
Linsen 34a einen ausreichenden Durchmesser auf, um den
Versatz zu ermöglichen.
In dem Beispiel aus 3A umfasst der erste Linsensatz 34a drei
Linsen, nämlich
zwei äußere konvexe
Linsen und eine innere konkave Linse. Die innere konkave Linse ist
an die Innenfläche der
zweiten äußeren konvexen
Linse zementiert.
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Der
zweite Linsensatz 34c in dem Übertragungsweg 34 empfängt vom
Spiegel 34b reflektiertes Licht. Dadurch wird ein Bild
des SLMs 33 in einer Zwischenbildebene erzeugt. In dem
Beispiel aus 3A weist der zweite Linsensatz 34c zwei
Linsen, nämlich
eine konvexe Linse und eine Linse, die konkav/konvex ist und auch
als Meniskus bezeichnet wird, auf. Die Zwischenbildebene ist eine
Feldblende. Weil die Ebene ein Bild des SLMs 33 ist, begrenzt eine
Blende in dieser Ebene das für
die nachfolgende Optik benötigte
Gesichtsfeld, wodurch die Größe dieser
Optik minimiert wird.
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Mit
Bezug auf 4 sei bemerkt, dass eine Feldblende 41 gerade
in der Zwischenbildebene angeordnet werden kann. Die Feldblende 41 kann
mit einem Maskierungselement implementiert werden, das die Ränder des
Bilds maskiert. Wenngleich eine Blende 41 in erster Linie
dann nützlich
ist, wenn die optische Vorrichtung 30 für ein Frontalprojektions-Anzeigesystem
verwendet wird, kann sie für
Anzeigesysteme mit rückseitigen
Bildschirmen an ihrem Ort bleiben oder entfernt werden. Sie kann
als ein Element der bestimmten Projektionslinse für die spezifische
Anwendung aufgenommen werden und daher hinzugefügt oder entfernt werden, wenn
die Linse für
die Anwendung umgeschaltet wird. Weiterhin wird der Zugang zu dieser
Zwischenbildebene nicht durch andere optische Komponenten physikalisch
beschränkt.
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Unter
weiterem Bezug auf 3A sei bemerkt, dass das Bild
an der Zwischenbildebene telezentrisch ist und sich auf der Achse
befindet. Die Pupille liegt in etwa bei unendlich, so dass die Hauptstrahlen
für die
verschiedenen Bildpunkte parallel sind. Dies ermöglicht die Verwendung einer
telezentrischen Projektionslinse 37 mit nur einem geringen Versatz
oder ohne Versatz, wie es von der Anwendung gefordert wird, welche
kleiner sein kann als wenn es erforderlich wäre, ein nicht telezentrisches Bild
zu empfangen, welches einen großen
Versatz benötigt,
um die Beleuchtungs- und Projektionswege zu trennen. Das heißt, dass
der Versatzbetrag für
die Anwendung gewählt
werden kann, statt von der Architektur gefordert zu werden, wodurch
eine minimale Feldgröße für die Linse
und die geringste Größe (die
niedrigsten Kosten) für
die Anwendung ermöglicht
werden. Es wird dadurch auch eine leicht zugängliche Schnittstelle bereitgestellt,
welche es ermöglicht,
dass austauschbare Projektionslinsen leicht spezifiziert und entworfen
werden, weil der Ort der Pupille auf der Achse und bei unendlich
liegt.
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In
dem Beispiel aus 4 weist die Projektionslinse 37 zwei
Linsensätze
und acht optische Elemente auf. Ein erster Linsensatz 37a erzeugt
eine Aperturblende 37b. In dem Beispiel aus 4 weist dieser
erste Linsensatz fünf
optische Elemente auf, wobei dasjenige, das der Blende 37b am
nächsten liegt,
eine Doppellinse ist. Ein zweiter Linsensatz 37c projiziert
das Bild auf den Anzeigebildschirm 12 oder 22.
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Wie
in 3A angegeben ist, ist der Zugang zu der Zwischenbildebene
und zur Projektionslinse 37 unbeschränkt. Dies bietet ein bequemes
Mittel zum Wechseln der Projektionslinse 37 und zum Einführen einer
Maske 41. Die Projektionslinse 37 kann mit einem
minimalen (oder sogar negativen) rückwärtigen Arbeitsabstand ausgelegt
werden. Abhängig vom
Typ der Anwendung des Projektionssystems, kann die Projektionslinse 37 mit
einem so großen oder
so geringen Versatz wie gewünscht
versehen werden.
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Für ein Rückprojektionssystem 10 könnte die Projektionslinse 37 eine
Projektionslinse mit einer geringen Projektionsentfernung sein,
die einen minimalen Arbeitsabstand und einen Versatz von Null aufweist,
woraus sich ein minimales Feld und sehr kleine Bildschirmwinkel
ergeben. Eine solche Linse wäre
klein, kostengünstig
und einfach.
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Für ein Frontalprojektionssystem 20 würde die
Projektionslinse 37 eine größere Projektionsentfernung
aufweisen. Ein gewisses Maß an
Versatz für die
Trapezfehlerkorrektur könnte
aufgenommen werden. Die Projektionslinse 37 könnte jedoch
mit einem Arbeitsabstand von nahezu Null und einem Versatz, der
auf lediglich jenen minimiert ist, der für die Trapezfehlerkorrektur
erforderlich ist, ausgelegt werden, so dass der Entwurf mit den
niedrigsten Kosten, die für
die Anforderungen der Anwendung möglich sind, erreicht wird.
Wenn es sich um eine nicht telezentrische Architektur handeln würde, würde der
Versatz durch die Architekturanforderungen des Systems statt die
Bedürfnisse
der Anwendung vorgeschrieben werden, und der Entwurf wäre dann
mit einer Kostenbelastung verbunden, die nicht von der Anwendung vorgeschrieben
wird.
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Die 5 und 6 zeigen
ein weiteres Merkmal des Übertragungswegs 34,
wenn der SLM 33 ein DMD-SLM ist. Wie angegeben ist, neigt
Licht von flachen Spiegeln über
den Spiegel 34b verschoben zu werden. Licht von ausgeschalteten
Spiegelelementen würde
in sogar noch größerem Maße über den
Spiegel 34b verschoben werden. Weil flache und ausgeschaltete
Spiegelelemente dunkle Pixel darstellen, führt dieses Merkmal des Übertragungswegs 34 zu
einer zusätzlichen
Kontrastverbesserung. 6 ist ein Spiegelbild von 5,
worin nur das Licht vom SLM 33 dargestellt ist, das durch
den Übertragungsweg
läuft.
In 6 sind die Strahlenbündel von Spiegelelementen im
Einschaltzustand und im flachen Zustand vollständiger dargestellt. Der Spiegel 34a ist
so geformt, dass er die Strahlen im Einschaltzustand entgegennimmt.
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ANDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Wenngleich
die vorliegende Erfindung detailliert beschrieben wurde, ist zu
verstehen, dass daran verschiedene Änderungen, Austauschungen und Modifikationen
vorgenommen werden können,
ohne vom durch die anliegenden Ansprüche definierten Schutzumfang
der Erfindung abzuweichen.