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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für die dreidimensionale
Bewegung eines projizierten räumlich
lichtmodulierten Strahls, der unabhängig die Strahlprojektionsrichtung
in der Azimuth- und/oder Elevationsrichtung ändert, ohne dass der projizierte
modulierte Strahl um seine eigene optische Achse gedreht wird, falls
er auf einen anderen Ort projiziert wird.
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Die
Projektionseinrichtungen der vorliegenden Erfindung lassen sich
für verschiedene
Beleuchtungs-und Lichtanwendungen benutzen, insbesondere zum Erhalten
visueller Effekte und für
die Lichtmustererzeugung und als eine „Gobo" (Maske).
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Hintergrund der Erfindung
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In
typischer Weise projizieren Projektoren Video-oder Standbilder auf
eine feste Projektionsfläche,
so dass die Projektionen an bestimmte Bildpositionen gebunden sind.
Diese Projektoren sind fest gehaltert, beispielsweise an einer Raumdecke,
in der Weise, dass der projizierte Lichtstrahl fest liegt bezüglich der
Projektionsfläche.
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In
Applikationen von Shows, Reklame und Simulation, in Bühnen-und
Theaterbeleuchtung, wird jedoch oftmals eine dreidimensionale Bewegung
des Projektionsstrahls gewünscht.
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Des
weiteren kann beim Beleuchten beispielsweise ein Scheinwerferlicht
auf eine Person oder auf ein Details in einer Szene gelegt werden. Zum
Erhalten spezieller Effekte wird dieses Scheinwerferlicht oft auf
eine Gobo fokussiert, eine kleine kreisförmige Apertur mit einem darauf
befindlichen Muster. In typischer Weise werden vielfache verschiedene
Gobo-Formen (Muster) dadurch erhalten, dass die Gobos in eine Kassette
oder dergleichen platziert werden, die zum Auswählen der verschiedenen Gobos
rotiert wird. Die Gobos selbst lassen sich auch innerhalb der Kassette
drehen.
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Früher waren
Gobos passive Einrichtungen. Eine digitale Gobo ist in
US-5 828 485 beschrieben. In einer
digitalen Gobo wird eine Lichtröhre
benutzt, die bedarfsweise das Muster auf der Gobo wechseln kann.
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Eine
Anwendung der Bühnenbeleuchtung
ist die Projektion eines Bildes zu schattenfreier Beleuchtung, oder
die Bereitstellung eines schattenfreien Nachführlichtscheins, was ein Beleuchten
einer Person ist, bei der kein Schatten hinter diese Person fällt. Das
wird durch Bestimmen der Gestalt des Schauspielers auf der Bühne getan,
z. B. mittels Infrarot-Detektion, und durch Identifizieren der Ränder. Diese
Ränder
definieren einen Umriss, der etwas kleiner ist als der des Schauspielers.
Dieser Umriss wird einer dynamisch variablen Gobo zugeliefert, für die Modulation
des projizierten Lichts. Setzt der Schauspieler sein Bewegen fort,
wird der ändernden Ränderform
gefolgt, und wird ein neuer Umriss definiert, der zu den Mitteln
zum Erzeugen eines neuen Umrisslichts gespeist wird, das als eine
neue Gobo für
das Licht benutzt wird. Um imstande zu sein, dem Schauspieler auf
der Bühne
zu folgen, muss der Projektor die Bilder in alle Richtungen projizieren
können.
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Ein
Weg zum Erreichen des Ziels Bilder rundum zu projizieren, ist das
Aufsetzen eines Projektors auf eine bewegbare Halterung. Zu hohem Leistungsvermögen würde ein
schwerer Projektor benötigt
werden, und das würde
nach einer starken Montage und leistungsfähigen Motoren verlangen. Bevorzugt
wird das Benutzen leichtgewichtiger Geräte, auch das Verringern des
Stromverbrauchs und des Betriebsgeräuschpegels, sowie das Erhöhen der Reaktionsgeschwindigkeit,
beispielsweise der Geschwindigkeit der Richtungswechsel. Die Kabelverbindungen
sollten flexibel und leichtgewichtig sein, damit die Lasten auf
den Bühnentragrahmen
reduziert werden. Ferner ist eine derartige sich bewegende Einrichtung
nicht ratsam für
helle Xenon-Lampen im Projektor, weil der lichtemittierende Lichtbogen unstabil
werden kann, wenn er schnellen Beschleunigungen ausgesetzt wird.
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Die
WO 98/18037 beschreibt
ein Verfahren und eine Einrichtung für die dreidimensionale Bewegung
des Projektionsstrahls eines Video-oder Graphik-Projektors. Der
Projektionsstrahl, der aus einer Lichtquelle kommt und über und/oder
durch einen optoelektronischen Bildgenerator und durch eine Projektionslinse
geführt
wird, wird mittels mindestens eines Spiegels abgelenkt, der um zwei
Achsen herum zu schwenken ist; einer X-Achse, die sich in Richtung des Einfalls
des Projektionsstrahls erstreckt, und einer Y-Achse, die sich senkrecht
erstreckt. Somit ist der Projektor festgestellt, nur der Spiegel
rotiert. Es ist der divergierende Bildstrahl, der aus der Projektionslinse
kommt, der abgelenkt wird. Die Drehung des Spiegels erzeugt eine
Drehung des projizierten Bildes, was mittels einer zusätzlichen
Drehung des Bildträgers
(z. B. des DMD-Spiegels) in einer Zwangskupplung mit der Schwenkbewegung
des Spiegels kompensiert wird. Die Konstruktion der Einrichtung ist
ziemlich komplex.
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Die
US 4 235 535 beschreibt
einen Projektionsapparat zum Projizieren von Bildern auf einen zylindrischen
Bildschirm zum Zweck des Simulierens der Sicht von einem Schiff
und als Teil eines Schiffssimulators. Das von einer bilderzeugenden
Einrichtung kommende Licht wird durch einen Lichtgang zu einer Projektionslinse,
einem stationären
Spiegel und einem bewegbaren Spiegel geschickt. In dem Lichtgang
ist ein Derotations (Dehberichtigungs)-Prisma, wie z. B. ein Korrekturprisma,
vorhanden, um sicherzustellen, dass das in verschiedene Richtungen
projizierte Licht immer aufrecht ist. Ein solches Derotations-Prisma
trägt noch
mehr zur Komplexität
der Strahlablenkungs-Anordnung bei und vermindert des weiteren die
Bildqualität.
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In
der
US 4 702 699 ist
ein Zielbild-Repräsentationssystem
beschrieben, das beispielsweise in einem Zielerreich-Übungssystem
verwendet wird. Ein bildtransportierender Strahl, der aus einem
Projektor kommt, wird in eine Bildablenkanordnung geschickt, die
eine Tragsäule
und einen auf der Säule um
die Vertikalachse der Säule
drehbaren Bildablenkkopf enthält.
Ein erstes reflektierendes Element richtet den bildtransportierenden
Strahl in einen vertikalen Pfad entlang der Achse der Säule neu
aus. Ein zweites reflektierendes Element, das fest im Ablenkungskopf
montiert ist, richtet ihn zurück
in einen horizontalen Pfad aus. Ein drittes reflektierendes Element,
das drehbar im Ablenkkopf montiert ist, für die Drehung um die Achse
des bildtransportierenden Strahls, der dorthin gerichtet ist, richtet
ihn erneut neu aus in einen Pfad in rechten Winkeln zum horizontalen
Pfad. Der von diesem dritten reflektierenden Element reflektierte
Strahl durchläuft
ein Fenster und projiziert das Bild auf den Bildschirm (die Leinwand). Die
Drehung des Ablenkkopfes um die vertikale Achse der Säule verursacht
eine Änderung
im Azimuth des projizierten Bildes, während die Drehung des reflektierenden
Elements um die horizontale Strahl-Achse eine Änderung in der Elevation des
Bildes auf dem Bildschirm verursacht. Die Drehungen der reflektierenden
Elemente beim Erzeugen des gewünschten
Azimuths und der Elevation des Zielbildes veranlassen Drehungen
des Zielbildes um die Strahlachse herum. Das wird gemäß der
US 4 702 699 gelöst durch
Einbeziehen von bilderzeugenden Mitteln in die Projektionsmittel
zum Generieren von Zielbildern, die durch den Strahl zu projizieren
sind, und die zum Kompensieren der Bilddrehung durch die Bild-Strahlablenkanordnung
orientiert sind.
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Aus
der
WO 94/08425 ist
auch ein Lichtprojektionsgerät
für die
Projektion visueller Information auf Betrachtungsflächen bekannt.
Ein am Endausgang eines Projektors angebrachtes optisches System
variiert die Orientierung relativ zum Projektor auf entweder einer
einzelnen oder mehrfachen Ansichtflächen. Ein kippbarer und drehbarer
Spiegel ist zum Bewegen des Bildes vorhanden, ebenso ein Bildrotoraufbau,
um das Bild vorzudrehen, so dass es immer aufrecht projiziert wird.
Diese Bilddrehanordnung trägt
zur Komplexität
des Systems bei.
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Die
US 4 663 698 offenbart einen
Apparat zum Ausrichten eines Lichtstrahls in einem dreidimensionalem
Raum, worin ein Lichtstrahl, der durch eine Lichtquelle erzeugt
wird, über
einen optischen Pfad, der zwei Reflektoren einschließt, zu einer
Projektionslinse geführt
wird.
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Die
US 6 099 128 offenbart eine
Methode zum räumlichen
Bewegen eines Projektionsstrahls aus einem Video-oder Graphik-Projektor.
Der Projektionsstrahl wird durch eine Lichtquelle erzeugt und wird
via einen optoelektronischen Bildgenerator zu einer Projektionslinse
geleitet. Um den Projektionsstrahl aus dem Video- oder dem Graphik-Projektor räumlich zu
bewegen, wird der Projektionsstrahl durch mindestens einen Spiegel
abgelenkt, der durch zwei elektromechanische Drehmechanismen bewegt wird.
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In
der
US 6 126 288 ist
eine programmierbare, die Lichtstrahlform ändernde Einrichtung offenbart,
die programmierbare Mikrospiegel benutzt. Eine digitale Mikrospiegel-Einrichtung
DMD wird zum selektiven Reflektieren von etwas Licht geschlossen, wodurch
das Licht geformt wird, das auf eine Bühne projiziert wird. Die Steuerung
der Änderung
wird durch ein Bild vorgenommen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Projektionssystem
für eine
dreidimensionale Bewegung eines projizierten räumlich modulierten Lichtstrahls
bereitzustellen, bei dem die lichterzeugende Projektionslampe nicht
hohen Beschleunigungen ausgesetzt ist und deshalb nicht unstabil
wird.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist das Beschaffen eines verbesserten
Projektionssystems für
eine dreidimensionale Bewegung eines projizierten räumlich modulierten
Lichtstrahls, bei dem der projizierte Strahl nicht um die Strahlachse
rotiert wird, wenn der Strahl in Richtung verschiedener Plätze projiziert
wird.
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Jede
der obigen Aufgaben lassen sich durch ein Projektionssystem für eine dreidimensionale
Bewegung eines projizierten räumlich
modulierten Lichtstrahls bewerkstelligen: Eine Lichtquelle, eine räumliche
Lichtmodulationseinrichtung zum Projizieren eines räumlich modulierten
Lichtstrahls und einen optischen Pfad von der Lichtquelle zur räumlichen
Lichtmodulationseinrichtung. Die räumliche Lichtmodulationseinrichtung
enthält
einen räumlichen
Lichtmodulator und eine Projektionslinse. Der räumliche Lichtmodulator kann eine
lichtformende Einrichtung sein, insbesondere eine digitale lichtformende
Einrichtung oder eine bildgestaltende Einrichtung, insbesondere
eine digitale bildgestaltende Einrichtung. Der räumliche Lichtmodulator erzeugt
einen räumlich
modulierten Lichtstrahl, entweder monochromatisch, z. B. weiß oder farbig,
wenn Licht darauf aus einem nicht bildmodulierten Lichtstrahl aus der
Lichtquelle fällt.
Der räumliche
Lichtmodulator wird mit der Projektionslinse als eine kombinierte
Einrichtung durch einen Antriebsmechanismus bewegt. Da der räumlich modulierte
Lichtstrahl an einem solchen Ort erzeugt wird, dass der räumlich modulierte Lichtstrahl
nicht mehr abgelenkt wird, bevor er an der Projektionslinse ankommt,
gibt es keine Drehung des geformten Licht-oder Bild-Strahls um die
Achse des Strahls herum, egal wie die Richtung der Projektion ist,
d. h. unabhängig
von der Projektionsrichtung. Der räumliche Lichtmodulator kann
irgendein geeigneter Modulator sein, beispielsweise eine Lichtklappe,
eine Sende-LCD-Lichtklappe, eine Reflexions-LCD-Lichtklappe, eine
DMD oder ähnliches.
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Die
vorliegende Erfindung enthält
auch ein Verfahren zum Projizieren eines räumlich modulierten Lichtstrahls,
der bezüglich
seiner eigenen optischen Achse nicht dreht, wenn der Strahl in unterschiedliche
Richtungen projiziert wird, und das folgende Schritte aufweist:
- a) Erzeugen eines unmodulierten Lichtstrahls
in einer Lichtquelle;
- b) Projizieren des Lichtstrahls entlang eines Lichtweges mittels
Projektionseinrichtung;
- c) Führen
des unmodulierten Lichtstrahls über
einen optischen Weg von der Lichtquelle zur Projektionseinrichtung;
- d) Modulieren des unmodulierten Lichtstrahls mittels eines räumlich lichtmodulierenden
Elements, wobei das räumlich
lichtmodulierende Element im optischen Weg zwischen der Lichtquelle
und der Projektionseinrichtung angeordnet ist;
- e) Bewegen des projizierten modulierten Lichtstrahls durch den
Raum mittels eines Antriebsmechanismus, der so eingerichtet ist,
dass er das räumlich
lichtmodulierende Element bezüglich
der Lichtquelle in einer Weise bewegt, dass der projizierte modulierte
Lichtstrahl sich bezüglich
seiner eigenen optischen Achse nicht dreht,
- i) wobei das räumlich
lichtmodulierende Element als eine Einheit mit der Projektionseinrichtung
aufgebaut ist.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Die
vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele
mit Zeichnungen erläutert,
ist jedoch nur durch die Patentansprüche eingegrenzt.
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Das
Projektionssystem 1 der 1 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung weist drei dieser zusammensetzenden Teile auf:
Ein Basisglied 2, ein Gestellelement 3 und ein
einen räumlich
modulierten Lichtstrahl erzeugendes Gehäuse 4. Diese drei
Teile sind drehbar in der Weise angeordnet, dass es zwei gegenseitig
orthogonale Drehachsen gibt. Das Gestellelement 3 ist bezüglich des
Basisglieds 2 drehbar um eine erste Drehachse 5 montiert,
welche die Mitte des Gestellelements parallel zur Streckrichtung
der Arme 14, 17 des Gestellelements durchläuft, und
das einen räumlich
modulierten Lichtstrahl erzeugende Gehäuse 4 ist drehbar bezüglich des
Gestellelements 3 um eine zweite Drehachse 6 montiert.
Die erste und die zweite Drehachse sind gegeneinander orthogonal.
Durch Wahl der Winkelverschiebung innerhalb dieser zwei Freiheitsgrade
kann ein räumlich
modulierter Strahl, beispielsweise ein geformter Lichtstrahl, z.
B. aus einer Gobo (Maske), oder von einem bildmodulierenden Strahl,
z. B. aus einem Video, in irgendeine gewünschte Richtung projiziert
werden, kann auch durch irgendeinen Winkel oder entlang irgendeiner Bahn
geschwenkt werden, vorausgesetzt, dass der Lichtstrahl nicht durch
das Basisglied 2 blockiert wird.
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Das
Basisglied 2 kann an einer Wand, einer Decke oder an einem
anderen Stützpunkt,
z. B. an einem Bühnenbeleuchtungs-Stützrahmen,
befestigt werden. Es enthält
die schwersten Teile des ganzen Systems, wie z. B. eine Lampe 7,
z. B. eine Xenon-Lampe, eine Anschlußeinheit 9 von Netzteil
und Netzkabel, sowie eine Anschlußeinheit 8 von elektronischer
Steuereinrichtung und Signalkabel. Das Basisglied 2 bleibt
zusammen mit den schweren Teilen in einer festen, stationären Position.
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Ein
durch die Lampe 7 erzeugter Lichtstrahl kann durch einen
Reflektor 10, z. B. einen parabolischen Reflektor um die
Lampe 7 herum, in das Gestellelement 3, das normalerweise
eingeschlossen ist (in 1 offen gezeigt, um die darin
befindlichen Elemente darzustellen) hinauf gerichtet werden.
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Ein
Satz von Spiegeln 11, 12, 13 (ihren das Licht
durch einen ersten Arm 14 des Gestellelements 3.
Vorzugsweise ist der zweite Spiegel ein kalter Spiegel, der das
sichtbare Licht reflektiert, aber das Infrarotlicht auf einen Kühlkörper (nicht
dargestellt) schickt. Auf diese Weise wird weniger Kühlung in dem
räumlich
lichtmodulierenden Gehäuse 4 benötigt.
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Der
erste Arm 14 des Gestellelements 3 kann auch eine
rechteckige oder zylindrische Lichtklappe 15 und eine oder
mehrere Relaislinsen 16 bergen, das sind optische Elemente
zum wirksamen Übertragen
eines Lichtstrahls von einem zum anderen Punkt in einem optischen System,
um in angemessener Weise Licht zu einer räumlichen Lichtmodulationseinrichtung 18, 19 in
dem einen räumlich modulierten
Lichtstrahl erzeugenden Gehäuse 4 bereitzustellen.
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Der
zweite Arm 17 des Gestellelements 3 kann einen
Teil des elektronischen Steuerungssystems (nicht dargestellt) bergen.
Insbesondere kann hier eine Formatierplatine aufgenommen sein, möglichst
nahe zu einem räumlichen
Lichtmodulatorelement 18, falls das eine DMD ist. Alternativ
kann eine LCD-Treiberplatte im zweiten Arm 17 des Gestellelements
hausieren, falls das Element 18 ein LCD ist.
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Vorzugsweise
sind die Gewichte (Massen) der zwei Arme des Gestellelements 3 gleich,
so dass sie eine sanfte Bewegung machen, wenn das Gestellelement 3 bezüglich des
Basisglieds 2 um die erste Drehachse 5 gedreht
wird.
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Das
einen räumlich
modulierten Lichtstrahl erzeugende Gehäuse 4 nimmt das räumliche
Lichtmodulatorelement 18, z. B. ein Lichtklappenelement 18,
sowie eine Projektionslinse 19 auf. Der vom ersten Arm 14 des
Gestellelements 3 kommende Lichtstrahl, der an dieser Stelle
vorzugsweise nicht mit einem Bild moduliert ist, tritt in das einen
räumlich
modulierten Lichtstrahl erzeugende Gehäuse 4 durch die Mitte
der Drehachse 6 des Gehäuses 4 um
die Arme 14 und 17 herum ein. Der Lichtstrahl
fällt auf das
Lichtklappenelement 18, worin der Bild- oder Gestalt- Lichtstrahl
aus dem einfallenden Lichtstrahl geformt wird, um einen räumlich modulierten
Lichtstrahl zu erzeugen. Der modulierte Strahl wird zur Projektionslinse 19 vorzugsweise
ohne weitere Reflexion geschickt, von wo der modulierte Strahl projiziert
wird. Wenn sich das Gehäuse 4 in
der neutralen Position befindet, in der die Projektionsrichtung,
die durch die Mittenachse der Projektionslinse 19 repräsentiert wird,
parallel mit den Armen 14, 17 liegt, koinzidiert die
Mittenachse der Projektionslinse 19 vorzugsweise mit der
Achse 5, so dass eine Drehung des Gestellelements 3 um
die Achse 5 eine reine Drehung des projizierten modulierten
Strahls verursacht.
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Durch
eine Öffnung
zwischen dem zweiten Arm 17 des Gestellelements 3 und
dem einen räumlich
modulierten Lichtstrahl erzeugenden Gehäuse 4 laufen Kabel
für Signal
und Strom zum Lichtklappenelement 18.
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Das
Lichtklappenelement
18 kann irgendeine bekannte Technologie
anwenden, beispielsweise einen digitalen Lichtprozessor (DLP), eine
digitale Mikrospiegeleinrichtung (DMD), wie z. B. bekannt aus der
US 5 061 049 , eine Flüssigkeitskristalleinrichtung
(LCD), einen Flüssigkeitskristall
auf Silizium (LCOS, reflektierende LCDs). In der
1 ist
eine DMD-Lichtklappe
18 schematisch
illustriert. Diese Art von Lichtklappenelement nimmt das Licht in einem Winkel
von ungefähr
20° auf.
Zwei Spiegel
20,
21 können vor das Lichtklappenelement
18 gesetzt
werden, um das zu leisten. Vorzugsweise ist der einfallende Lichtstrahl
ein weißer,
vorzugsweise kalter Lichtstrahl, und dieser wird in mindestens drei
Farben aufgespalten, z. B. in rot, blau und grün. Diese drei separaten Lichtstrahlen
werden durch zugehörige Lichtklappen
moduliert, und die drei oder mehr Bilder werden auf einander in
einer geeigneten Mischeinrichtung, beispielsweise einem Prisma, überlagert und
als eine ganze Farbe oder als ein monochromatischer Lichtstrahl
projiziert. Der räumliche
Lichtmodulator
18 ist vorzugsweise eine digitale Einrichtung, die
eine Darstellung eines digitalen Bildes oder einer Gestalt empfangen
und dieses Bild oder diese Gestalt auf den einfallenden Lichtstrahl
prägen
kann. Vorzugsweise lässt
sich die Gestalt oder das Bild bedarfsweise andern, entweder durch
Signale, die zu den Projektionssystemen durch Kabel oder drahtlos gesendet
werden, oder durch vorab gespeicherte Signale eines Speichers in
der Steuerungseinrichtung.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann zumindest ein Teil des Lichtklappenelements
18 in
einer im wesentlichen versiegelten Kammer
30 eingeschlossen
werden, wie in der Patentanmeldung
EP
00203260.5 beschrieben wird, und wie in
2 dargestellt,
damit ein Eindringen von Staub und anderem Fremdstoff, wie z. B.
Rauch oder Öl,
in das räumliche
Lichtmodulationselement
18 vermieden wird, wenn Luft von
außerhalb
des Projektionssystems
1 in das strahlerzeugende Gehäuse
4 zum
Kühlen
des einen modulierten Strahl erzeugenden Elements
18 eingeführt wird.
Im allgemeinen wird ein Luftfilter über den Einlass gesetzt, um
Staub abzufangen und die Luft zu filtern, jedoch ist es für Feinpartikel
noch möglich
in das Innere des Geräts
einzudringen. Wenn solche Teilchen in das Innere des Erzeugungsgehäuse
4 mit
der Außenluft
eintreten, können
sie sich an der Oberfläche der
optischen Elemente des einen modulierten Strahl erzeugenden Elements
18 anhängen. Klebt
Partikelmaterial auf diese Weise an einer LCD, so verursacht das
einen verringerten Lichtaustrittswert. Bei Anlagerung an eine DMD
kann es den Lichtaustrittswert behindern, auch die Uniformität der Farbe.
Mit „im
wesentlichen versiegelt" ist
gemeint, dass die Kammer
30 gegen den Umgebungsraum abgeschirmt
ist, so dass keine Staubteilchen in den im wesentlichen versiegelten
Innenraum eintreten können,
aber es ist kein Druckunterschied zwischen dem Innenraum der versiegelten
Kammer
30 und dem Umgebungsraum gemeint. Die im wesentlichen
versiegelte Kammer
30 ist ein atmosphärisches System, ist nicht gegen Druck
versiegelt.
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Das
strahlmodulierende Element kann drei DMDs 34 bis 36 umfassen,
auch einen Satz farbaufspaltender/farbkombinierender Prismen 37a und 37b,
die das einfallende weiße
Licht in drei geeignete Farbstrahlen (z. B. rot, blau, grün) spalten,
diese Strahlen auf drei DMDs 34–36 richten, die drei
reflektierten Strahlen aus den DMDs 34–36 kombinieren und
diese durch ein Fenster 38 zur Projektionslinse projizieren.
Eine gleichförmige
Temperatur des strahlmodulierenden Elements 18 im Innern
der versiegelten Kammer 30 ist für eine gute Bildqualität wünschenswert.
Ein zirkulierender Luftstrom kann deswegen durch Pressen mittels
eines Zirkulationslüfters
(nicht dargestellt) innerhalb der im wesentlichen versiegelten Kammer 30 geschaffen
werden, zum Kühlen
der wärmeabgebenden
Bauteile des einen modulierten Strahl erzeugenden Elements 18. Vorzugsweise
werden (nicht dargestellte) Mittel vorgesehen, um Außenluft
in das Erzeugungsgehäuse 4 einzuleiten,
auch zum Richten der Außenluft
um die Außenfläche der
Wände,
welche die im wesentlichen versiegelte Kammer 30 einschließen. Damit
wird eine Wärmetauschaktion
zwischen dem zirkulierenden Luftstrom innerhalb des im wesentlichen
versiegelten Innenraums und der um die im wesentlichen versiegelte
Kammer 30 strömenden
Außenluft
bewerkstelligt. Zum Kühlen
der DMDs 34, 35, 36 können auch Kühlkörper 31, 32, 33 vorgesehen
sein. Die Kühlkörper können durch
zirkuliertes Fluidum, wie z. B. eine Flüssigkeit oder Gas, gekühlt werden,
oder durch aktive Vorrichtungen, beispielsweise ein Peltier-Element
oder ein Wärmeabführrohr.
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Durch
Drehen des Gestellelements 3 des Projektionssystems 1 bezüglich des
Basisglieds 2 um die Achse 5 herum und durch Drehen
des einen modulierten Strahl erzeugenden Gehäuses 4 bezüglich des
Gestellelements 3 um die Achse 6, kann der Gestalt-
oder Bild-Lichtstrahl in irgendeine Richtung projiziert werden.
Da das einen modulierten Strahl formende Element 18 und
die Projektionslinse 19 beide im strahlerzeugenden Gehäuse 4 stationär zueinander
sitzen, wird der projizierte modulierte Strahl nicht um die Achse
des projizierten modulierten Lichtstrahls gedreht, wenn das strahlerzeugende
Gehäuse 4 bewegt
wird. Die Bewegung kann durch geeignete Motoren vorgenommen werden,
beispielsweise durch Ringmotoren, die in einer Öffnung 22 im Basiselement 2 sitzen,
und Ringmotoren, die in der Öffnung 23 bzw. 24 in
dem Arm 14 bzw. 17 angeordnet sind. Mit dem Gebrauch
von Ringmotoren können
die Lichtstrahlen durch die Mitte des Motors entlang dessen Achse
laufen. Die Motoren können
Schrittmotoren oder Gleichstrom-Servomotoren sein, so dass der genaue
Winkel des Gestells 3 und des Gehäuses 4 einstellbar
sind, wie das der Fachmann von der Konstruktion von Robotern her
kennt. Jede Drehachse 5, 6 fällt mit einer lokalen optischen
Achse zusammen. Das gewährleistet, dass
die Konstruktion des Projektionssystems 1 einfach und elegant
und frei von sich einzeln bewegenden Spiegeln ist.
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Während die
Erfindung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsbeispiele gezeigt und
beschrieben worden ist, wird von Fachleuten verstanden, dass verschiedene Änderungen
oder Abänderungen
in Form und Detail machbar sind, ohne dass von der beanspruchten
Erfindung abgewichen wird. Beispielsweise können Filter und andere Spezialeffekt-Einrichtungen
optional und selektiv in den Lichtpfad für die Projektion bewegbar sein,
wie zum Beispiel farbige Filterräder,
Lithos wie z. B. Musterräder, eine
Iris, verschiedene Projektionslinsen, Strahlformer, Effekträder wie
z. B. Frostglitzerräder
oder vorab definierte Beschriftung oder Meldungen. Die Projektionslinse
kann ein ferngesteuertes Fokussieren und/oder ferngesteuertes Zoomen
unterstützen.
Ein Vielzahl von Projektionslinsen können in einem Wechselkopf montiert
sein, der drehbar ist, um eine der vielen Projektionslinsen vor
den Einlaß des
räumlichen
Lichtmodulators 18 zu bringen. Es lassen sich auch Strobo-Beleuchtungs-Vorrichtungen
einbeziehen. Da die Lampe in dem stationären Basisglied 2 sitzt,
kann eine moderne Lampenregeleinheit vorgesehen werden, z. B. die
energiesparende Eigenschaften aufweist, die Strobo-Effekte besorgt,
die auch automatisch den Ersatz einer Lampe durch eine neue Lampe
erlaubt, falls eine Lampe ausfällt.
Es können
auch vielfache räumliche
Lichtmodulatoren und viele Projektionslinsen im Gehäuse 4 eingesetzt sein.