DE60304273T2

DE60304273T2 - Gerät und Verfahren zur Beleuchtung mit Farben und Bildprojektionsgerät und dieses benutzendes Verfahren

Info

Publication number: DE60304273T2
Application number: DE60304273T
Authority: DE
Inventors: Sung-Ha Kim; Kun-Ho Cho; Dae-Sik Kim; Hee-Joong Lee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2023-11-26
Also published as: CN1503026A; US20040105077A1; EP1424857A1; CN100397142C; DE60304273D1; KR20040046265A; JP2004310035A; EP1424857B1; US6961192B2

Description

QUERREFERENZ ZU IN BEZUG STEHENDEN ANMELDUNGEN
Diese Erfindung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung No. 2002-74109, angemeldet am 26. November 2002 beim koreanischen Patentamt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Sachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Farb-Beleuchtungsvorrichtung und ein -verfahren für beleuchtende Farbstrahlen durch Separieren von weißem Licht, emittiert von einer Lichtquelle, in mehrere Farbstrahlen, und auf ein Bildprojektionsverfahren und eine -vorrichtung, die dasselbe verwendet. Insbesondere bezieht sich die vorliegnede Erfindung auf eine kleine, optische Farb-Beleuchtungsvorrichtung und ein -verfahren zum Abgeben von Farbstrahlen, die eine hohe, optische Effektivität haben, und auf eine Bildprojektionsvorrichtung und ein -verfahren unter Verwendung desselben.
2. Beschreibung des in Bezug stehenden Stands der Technik
Allgemein liefern Bildprojektionssysteme Bilder durch Projizieren eines Bilds unter Verwendung einer Mikroanzeige, wie beispielsweise einer Flüssigkristallanzeige oder einer digitalen Mikrospiegelanzeige, auf einen Bildschirm unter Verwendung einer Lichtquelle.
Die Bildprojektionssysteme werden in Bildprojektionssysteme mit einer einzelnen Platte und Bildprojektionssysteme mit drei Platten, entsprechend der Anzahl der Mikroanzeigen, klassifiziert. Die Bildprojektionssysteme mit drei Platten umfassen drei Mikroanzeigen, die auf optischen Wegen von getrennten roten, blauen und grünen Strahlen, jeweils, angeordnet sind. Demzufolge besitzt das Bildprojektionssystem mit drei Platten eine höhere optische Effektivität als ein Bildprojektionssystem mit einer einzelnen Platte, allerdings ist seine optische Struktur komplizierter, was zu höheren Herstellungskosten führt.
Dabei separieren allgemein Bildprojektionssysteme mit einer einzelnen Platte periodisch weißes Licht, emittiert von einer Lichtquelle, in rote, blaue und grüne Strahlen unter Verwendung eines Farbradfilters. Die Bildprojektionssysteme mit einzelner Platte besitzen eine einfachere optische Struktur als Bildprojektionssysteme mit drei Platten, haben allerdings 2/3 mehr an Lichtverlust als Bildprojektionssysteme mit drei Platten, und zwar aufgrund der Verwendung des Farbradfilters, was zu einer verringerten optischen Effektivität führt. Ein herkömmliches Bildprojektionssystem, das ein Bildprojektionssystem mit einer einzelnen Platte verwendet, allerdings das Problem der niedrigen optischen Effektivität löst, ist in 1 dargestellt.
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst das herkömmliche Bildprojektionssystem mit einzelner Platte eine Lichtquelle 11 zum Erzeugen und Abstrahlen von nicht polarisiertem, weißem Licht. Das abgestrahlte, weiße Licht wird in gleichförmiges Licht nach Hindurchführen durch ein fliegendes Augenlinsenfeld 13 umgewandelt, das einfallendes Licht in gleichförmiges Licht durch Mischen des einfallenden Lichts transformiert und dann zu einem polarisierenden Wandler 15 fortschreitet. Der polarisierende Wandler 15 ändert die Polarisation des nicht polarisierten, weißen Lichts, abgestrahlt von der Lichtquelle 11, so dass das nicht polarisierte, weiße Licht eine einzelne Polarisationsrichtung besitzt. Das weiße Licht, das durch den polarisierenden Wandler 15 hindurchgeführt wird, wird in rote (R), grüne (G) und blaue (B) Strahlen durch Hindurchführen durch einen ersten und einen zweiten dichroitischen Spiegel 17 und 19 separiert. Genauer gesagt reflektiert der erste dichroitische Spiegel 17 nur einen Farbstrahl in dem blauen Wellenlängenspektrum des einfallenden weißen Lichts und transmittiert alle anderen Farbstrahlen. Als nächstes separiert der zweite, dichroitische Spiegel 19 die transmittierten Farbstrahlen in rote und grüne Strahlen und transmittiert ähnlich nur eine der Farben.
Ein erstes, ein zweites und ein drittes Abtastprisma 21, 23 und 25 werden, für ein periodisches Verschieben von einfallendem Licht, entlang der jeweiligen, optischen Wege der separierten R-, G- und B-Strahlen angeordnet. Das erste, das zweite und das dritte Abtastprisma 21, 23 und 25 können quadratkissenförmige Prismen sein und können drehbar durch eine Antriebseinheit (nicht dargestellt) angetrieben werden. Winkel zwischen optischen Achsen auf den optischen Wegen der R-, G- und B-Strahlen und der Seitenwände der Prismen 21, 23 und 25 ändern sich aufgrund des drehbaren Antriebs des ersten, des zweiten und des dritten Abtastprismas 21, 23 und 25, so dass sich der Ausbreitungsweg der Strahlen, die durch die Prismen 21, 23 und 25 hindurchführen, periodisch ändert.
Hierbei werden die Anfangswinkel des ersten, des zweiten und des dritten Abtastprismas 21, 23 und 25 so eingestellt, dass das Licht, das durch die Prismen 21, 23 und 25 hindurchführt, einen effektiven Bildbereich einer Anzeigevorrichtung 33 in drei Bereiche trennt. Licht, das durch die Prismen 21, 23 und 25 hindurchführt, wird dann auf die drei effektiven Bildbereiche gestrahlt, wenn das erste, das zweite und das dritte Abtastprisma 21, 23 und 25 gedreht entlang der optischen Wege der R-, G- und B-Strahlen bewegt werden. Demzufolge werden, wie in 2 dargestellt ist, die Strahlen auf den getrennten bzw. separierten drei Bereichen fokussiert, während eine (B, R, G), (G, B, R) und (R, G, B) Ordnung entsprechend des angetriebenen Zustands der Prismen 21, 23 und 25 wiederholt wird.
Die geordneten Strahlen, die das erste, das zweite und das dritte Abtastprisma 21, 23, und 25 verlassen, werden nach Hindurchführen durch einen dritten und vierten, dichroitischen Spiegel 27 und 29 zusammengeführt. Hierbei sind reflektierende Spiegel 18 und 20 zum Ändern des Ausbreitungswegs des Lichts zwischen dem ersten und dem dritten dichroitischen Spiegel 17 und 27 und zwischen dem zweiten und dem vierten dichroitischen Spiegel 19 und 29, jeweils, angeordnet.
Das verschobene Licht, das durch den vierten dichroitischen Spiegel 29 hindurchführt, fällt auf einen Strahlteiler 31 für den polarisierten Strahl auf, der einfallendes Licht entsprechend seiner Polarisationsrichtung transmittiert oder reflektiert. Wie in 2 dargestellt ist, wird Licht, reflektiert von dem Strahlteiler 31 für den polarisierten Strahl, periodisch verschoben und fällt auf die Anzeigevorrichtung 33 auf. Die Anzeigevorrichtung 33 bildet ein Bild aus dem einfallenden Licht. Hierbei wird das Bild durch Ändern der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts an jedem Pixel erzeugt.
Das bedeutet, dass nur einfallendes Licht, dessen Polarisationsrichtung sich ändert, durch den Strahlteiler 31 für den polarisierten Strahl hindurchführen kann und zu einer Projektionslinseneinheit 35 fortschreiten kann. Das Bild, das auf die Projektionslinseneinheit 35 auffällt, wird dann vergrößert und auf einen Bildschirm 50 projiziert.
Das Bildprojektionssystem umfasst auch eine Mehrzahl von Weiterleitungslinsen 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 und 48, die entlang des optischen Wegs des Lichts angeordnet sind und das einfallende Licht, abgestrahlt von der Lichtquelle 11, auf die Anzeigevorrichtung 33 übertragen.
Obwohl nur eine Anzeigevorrichtung in dem herkömmlichen Bildprojektionssystem verwendet wird, das den vorstehenden Aufbau besitzt, ist die optische Struktur des Bildprojektionssystems sehr kompliziert. Weiterhin ist es, da die drei Abtastprismen rotieren und Licht unabhängig verschieben, schwierig, das Bildprojektionssystem mit der Anzeigevorrichtung zu synchronisieren.
Eine andere Lösung ist in der WO 00 60397 offenbart. In einer Farb-Beleuchtungsvorrichtung mit einzelner Anzeige, basierend auf einem optischen Bandscanner mit scrollender Abtastung, wird weißes Licht in parallele R-, G- und B-Strahlen durch einen dichroitischen Würfel, unter Bildung von Bändern unterschiedlicher Farbe separiert. Diese Bänder werden über die entsprechende Anzeigevorrichtung verschoben, indem Optiken mit mindestens einer nicht-stationären Diskontinuität in deren optischer Funktion vorgesehen sind. Durch Bewegen oder Diskontinuität in Bezug auf die Farbbänder werden die gebrochenen Lichtstrahlen so geschaltet, um sich zu der entgegengesetzten Seite des Bildschirms der Anzeigevorrichtung zu bewegen oder zu springen, wenn sie durch die Diskontinuität hindurchführen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung schafft eine Farb-Beleuchtungsvorrichtung und ein -verfahren, das eine einfache optische Struktur hat und verschobene Farbstrahlen abgibt.
Die vorliegende Erfindung schafft auch eine Bildprojektionsvorrichtung mit einzelner Tafel und ein -verfahren, das eine einfache optische Struktur besitzt und einfach mit dem Ansteuern einer Anzeigevorrichtung synchronisiert ist.
Zusätzliche Aspekte und/oder Vorteile der Erfindung werden teilweise in der Beschreibung, die folgt, angegeben werden, und werden, teilweise, aus der Beschreibung ersichtlich werden oder können durch Umsetzung der Erfindung erlernt werden.
Um die vorstehenden und/oder andere Aspekte und Vorteile zu erreichen, schaffen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Farb-Beleuchtungssystem, das umfasst: eine Lichtquelle, die Licht emittiert, einen Farb-Strahlteiler, der von der Lichtquelle emittiertes auftreffendes Licht entsprechend vorgegebener Wellenlängenbänder teilt und die geteilten Strahlen unter unterschiedlichen Winkeln durchlässt, eine erste Bündelungslinse, die die getrennten Strahlen bündelt, und eine Verschiebeeinheit, die Ausbreitungswege der gebündelten Strahlen in Farbbalken an verschiedenen Positionen ändert und die Änderung der Ausbreitungswege der gebündelten Strahlen verschiebt, um so die Farbbalken periodisch zu verschieben.
Der Farb-Strahlteiler kann einen ersten dichroitischen Spiegel, der zu der optischen Achse von Licht, das auf den Farb-Strahlteiler auftrifft, geneigt ist, einen Strahl einer ersten Farbe des auftreffenden Lichtes reflektierend und die Strahlen verbleibender Farben durchlässt, einen zweiten dichroitischen Spiegel, der zu der optischen Achse des auftreffenden Lichtes geneigt ist, und hinter einer Rückseite des ersten dichroitischen Spiegels angeordnet ist und einen Strahl zweiter Farbe der Strahlen der durch den ersten dichroitischen Spiegel durchgelassenen Farben reflektiert und den Strahl verbleibender Farbe durchlässt, und einen dritten dichroitischen Spiegel, der zu der optischen Achse des auftreffenden Lichtes geneigt ist, und hinter einer Rückseite des zweiten dichroitischen Spiegels angeordnet ist, und einen Strahl dritter Farbe der Farb-Strahlen der durch den zweiten dichroitischen Spiegel durchgelassenen Farben reflektiert, umfassen.
Um die vorstehenden und/oder anderen Aspekte und Vorteile zu erreichen, schaffen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Bildprojektionssystem, das umfasst: eine Lichtquelle, die Lichtstrahlen emittiert, einen Farb-Strahlteiler, der von der Lichtquelle emittierte, auftreffende Lichtstrahlen entsprechend vorgegebener Wellenlängenbänder teilt und die geteilten Strahlen unter unterschiedlichen Winkeln durchlässt, eine erste Bündelungslinse, die die geteilten Strahlen bündelt, eine Verschiebeeinheit, die Ausbreitungswege der gebündelten Strahlen ändert, um Farbbalken an unterschiedlichen Stellen zu erzeugen, und die Änderung der Ausbreitungswege der gebündelten Strahlen verschiebt, um so die Farbbalken periodisch zu verschieben, eine zweite Bündelungslinse, die Licht bündelt, das aus der Verschiebeeinheit austritt, eine gleichförmige lichtbildende Einheit, die das Licht, das die Verschiebeeinheit verlässt, in gleichförmiges Licht transformiert, eine Bildformungsvorrichtung, die ein Bild aus Licht bildet, das die das gleichförmige Licht bildende Einheit verlässt, und eine Projektionslinseneinheit, die das Bild, erzeugt von der das Bild bildenden Vorrichtung, vergrößert und auf einen Bildschirm projiziert.
Der Farb-Strahlteiler kann einen ersten dichroitischen Spiegel, der zu einer optischen Achse von Licht, das auf den Farb-Strahlteiler auftrifft, geneigt ist, einen Strahl einer ersten Farbe des auftreffenden Lichtes reflektiert und die Strahlen verbleibender Farben durchlässt, einen zweiten dichroitischen Spiegel, der zu der optischen Achse des auftreffenden Lichtes geneigt ist, und hinter einer Rückseite des ersten dichroitischen Spiegels angeordnet ist, einen Strahl zweiter Farbe der Strahlen der durch den ersten dichroitischen Spiegel durchgelassenen Farben reflektiert und den Strahl verbleibender Farbe durchlässt, und einen dritten dichroitischen Spiegel, der zu der optischen Achse des auftreffenden Lichtes geneigt ist, und hinter einer Rückseite des zweiten dichroitischen Spiegels angeordnet ist und einen Strahl dritter Farbe der Strahlen der durch den zweiten dichroitischen Spiegel durchgelassenen Farben reflektiert, umfassen.
Um die vorstehenden und/oder anderen Aspekte und Vorteile zu erreichen, umfassen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Farb-Beleuchtungsverfahren, das ein Trennen von einfallendem Licht entsprechend vorgegebener Wellenlängenbänder, Übertragen der getrennten Lichtstrahlen unter unterschiedlichen Winkeln auf eine Bündelungseinheit, Bündeln der übertragenen Strahlen unter Verwendung der Bündelungseinheit, Änderung der Ausbreitungswege der durchgelassenen Strahlen, um Farbbalken zu erzeugen, und Verschieben der Änderung der Ausbreitungswege der gebündelten Strahlen so, um periodisch die Farbbalken zu verschieben, umfasst.
Das Farb-Beleuchtungsverfahren kann weiterhin ein Bündeln der gebündelten Strahlen mit geändertem Ausbreitungsweg, Bilden eines Bilds unter Verwendung der gebündelten Strahlen mit gebündeltem, geändertem Ausbreitungsweg, und Projizieren des erzeugten Bilds auf einen Bildschirm umfassen.
Zusätzlich kann das Separieren des einfallenden Lichtes ein Reflektieren eines ersten Farbstrahls, von dem einfallenden Licht, unter einem ersten Winkel und Übertragung der verbleibenden Farbstrahlen, auffallend auf den Farbstrahlseparator, zu der Bündelungseinheit, Reflektieren eines zweiten Farbstrahls, der verbleibenden Farbstrahlen, unter einem zweiten Winkel und Übertragen der Farbstrahlen, die nach der zweiten Reflexion verbleiben, zu der Bündelungseinheit, und Reflektieren eines dritten Farbstrahls, der Strahlen, die nach der zweiten Reflexion verbleiben, unter einem dritten Winkel und Übertragen von Farbstrahlen, die nach der dritten Reflexion verbleiben, zu der Bündelungseinheit umfassen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und/oder andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen, die in Verbindung mit den Zeichnungen vorgenommen wird, ersichtlich und leichter verstanden werden, in denen:
1 stellt schematisch eine optische Anordnung eines Bildprojektionssystems mit einzelner Platte unter Verwendung eines herkömmlichen Farb-Beleuchtungssystems dar;
2 stellt Änderungen in einer Anordnung von Farbstrahlen, separiert durch Ansteuern von Abtastprismen der 1, dar;
3 stellt schematisch eine optische Anordnung einer Farb-Beleuchtungsvorrichtung und eines -verfahrens und einer Bildprojektionsvorrichtung und eines -verfahrens unter Verwendung derselben gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dar;
4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zylindrischen Array-Linse und einer Ansteuereinheit der Verschiebeeinheit der 3, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt eine Querschnittsansicht der 4;
6 bis 8 zeigen Anschichten für ein schematisches Erläutern von Vorgängen der Farb-Beleuchtungsvorrichtung und des -verfahrens, dargestellt in 3;
9 stellt schematisch eine optische Anordnung einer Farb-Beleuchtungsvorrichtung und eines -verfahrens gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dar;
10 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht von Elementen der 9; und
11 stellt schematisch eine optische Anordnung einer Farb-Beleuchtungsvorrichtung und eines -verfahrens gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird nun im Detail auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele davon in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, wobei sich entsprechende Bezugszeichen auf entsprechende Elemente durchweg beziehen. Die Ausführungsformen werden nachfolgend beschrieben, um die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren zu erläutern.
3 stellt eine Farb-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, umfassend eine Lichtquelle 60, eine Farbstrahl-Separiereinheit 70, die einfallendes Licht, abgegeben von der Lichtquelle 60, entsprechend einem vorbestimmten Wellenlängenband separiert, eine erste Bündelungslinse 81, die Farbstrahlen, separiert durch die Farbstrahl-Separiereinheit 70, bündelt und eine Verschiebeeinheit 90. Die Verschiebeeinheit 90 ändert die Ausbreitungswege der Farbstrahlen, die separiert sind, entsprechend den vorbestimmten Wellenlängenbändern, bildet Farbbalken an unterschiedlichen Stellen und verschiebt das Einfallslicht so, um periodisch die Farbbalken zu verschieben.
Die Lichtquelle 60, die weißes Licht erzeugt und abstrahlt, umfasst eine Lampe 61, die Licht erzeugt, und einen reflektierenden Spiegel 63, der das Licht, abgegeben von der Lampe 61, reflektiert und den Ausbreitungsweg reflektierten Lichts führt. Der reflektierende Spiegel 63 kann ein elliptischer Spiegel sein, wobei die Position der Lampe 61 ein erster Brennpunkt ist, und der Punkt, wo Licht fokussiert wird, ein zweiter Brennpunkt ist. Alternativ kann der reflektierende Spiegel 63 ein parabolischer Spiegel sein, wobei die Position der Lampe 61 ein Brennpunkt ist und der parabolische Spiegel das Licht, abgegeben von der Lampe 61, kollimiert. In 3 ist der reflektierende Spiegel 63 ein parabolischer Spiegel.
Die Farbstrahl-Separiereinheit 70 trennt das Licht, abgegeben von der Lampe 61, entsprechend vorbestimmter Wellenlängenbänder, und überträgt die separierten Farbstrahlen unter unterschiedlichen Winkeln. Hierzu umfasst die Farbstrahl-Separiereinheit 70 einen ersten, einen zweiten und einen dritten dichroitischen Spiegel 71, 73 und 75, die jeweils Licht reflektieren, das ein spezifisches Wellenlängenband besitzt, und das einfallende Licht in einen ersten, einen zweiten und einen dritten Farbstrahl L1, L2 und L3 separieren. Die separierten ersten, zweiten und dritten Farbstrahlen L1, L2 und L3 laufen zu der ersten Bündelungslinse 81 unter jeweils unterschiedlichen Winkeln von θ1, θ2 und θ3 zwischen optischen Achsen der jeweiligen Farbstrahlen L1, L2 und L3 und den jeweiligen dichroitischen Spiegeln 71, 73 und 75.
Genauer gesagt wird der erste dichroitische Spiegel 71 unter dem Winkel von θ1 zu der optischen Achse des einfallenden Lichts in eine Laufrichtung des Lichts, reflektiert von dem reflektierenden Spiegel 63, geneigt, reflektiert den ersten Farbstrahl L1, z. B. einen blauen Strahl des einfallenden Lichts, und lässt Farbstrahlen, andere als den blauen Strahl, hindurch. Der zweite dichroitische Spiegel 73 ist unter dem Winkel von θ2 zu der optischen Achse des einfallenden Lichts in einer Laufrichtung des Lichts, reflektiert von dem reflektierenden Spiegel 63, geneigt, ist auf der Rückseitenfläche des ersten dichroitischen Spiegels 71 angeordnet, reflektiert den zweiten Farbstrahl L2, z. B. einen roten Strahl des einfallenden Lichts, und lässt den restlichen Farbstrahl hindurch. Ähnlich ist der dritte dichroitische Spiegel 75 unter dem Winkel von θ3 zu der optischen Achse des einfallenden Lichts in einer Laufrichtung des Lichts, reflektiert von dem reflektierenden Spiegel 63, geneigt, ist in einer Rückseitenfläche des zweiten dichroitischen Spiegels 73 angeordnet und reflektiert den dritten Farbstrahl L3, z. B. einen grünen Strahl des einfallenden Lichts. Hierbei kann der dritte dichroitische Spiegel 75 auch ein Totalreflexionsspiegel sein, der alle Farbstrahlen reflektieren kann.
Dabei sind θ1, θ2 und θ3 stumpfe Winkel und erfüllen die folgende Formel 1, um so die optischen Achsen des ersten, des zweiten und des dritten Farbstrahls L1, L2 und L3, reflektiert von dem ersten, dem zweiten und dem dritten dichroitischen Spiegel 71, 73 und 75, auf die erste Bündelungslinse 81 auszurichten. θ1 > θ2 > θ3 (1)
Der erste, der zweite und der dritte dichroitische Spiegel 71, 73 und 75 können so angeordnet sein, um andere Farbstrahlen zusätzlich zu dem einen Farbstrahl zu reflektieren, wobei jeder der Spiegel 71, 73 und 75 einzeln refektieren kann. Weiterhin wird, da ein Herstellungsverfahren für den ersten, den zweiten und den dritten dichroitischen Spiegel 71, 73 und 75 für Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet der angewandten Optik bekannt ist, eine Beschreibung davon weggelassen.
Die erste Bündelungslinse 81 fokussiert die Lichtstrahlen, separiert von dem ersten, dem zweiten und dem dritten dichroitischen Spiegel 71, 73 und 75. Um dies so vorzunehmen, ist es bevorzugt, dass die erste Bündelungslinse 81 eine zylindrische Linse ist, die wahlweise einfallendes Licht fokussiert, das auf die Bündelungslinse 81 einfällt, und zwar nur entlang bestimmter Einfallswege. Die Form der ersten Fokussierlinse 81 ist auch im Wesentlichen dieselbe wie diejenige einer Fokussierlinse, die mit dem Bezugszeichen 81 in 10 bezeichnet ist.
Es ist möglich, dass die erste Bündelungslinse 81 ein optisches Brechungselement ist, das ein vorbestimmtes Brechungsmuster auf einer flachen Platte besitzt, wahlweise einfallendes Licht fokussierend, das auf die Bündelungslinse 81 nur entlang bestimmter Einfallswege, wie dies vorstehend angegeben ist, einfällt. Da die Struktur und ein Herstellungsverfahren einer Linse zum Bündeln oder Divergieren des einfallenden Lichts, entsprechend eines Brechungsmusters, weit bekannt sind, wird deren Beschreibung auch weggelassen werden.
Die Verschiebeeinheit 90 umfasst eine erste zylindrische Array-Linse 91 und eine erste Ansteuereinheit 100. Die erste zylindrische Array-Linse 91 umfasst eine Mehrzahl von zylindrischen Linsen 91a, die denselben Brechungsindex haben und angrenzend zueinander angeordnet sind. Hierbei konvergiert die Vielzahl der zylindrischen Linsen 91a unabhängig einfallendes Licht oder divergiert es. Zum Beispiel sind die konkaven, zylindrischen Linsen 91a zum Divergieren von einfallendem Licht in 3 dargestellt. Die zylindrischen Linsen 91a können auch Brechungsmuster auf der flachen Platte bilden.
Es ist bevorzugt, dass die Verschiebeeinheit 90 eine zweite zylindrische Array-Linse 93 und eine zweite Ansteuereinheit 100' zum Ansteuern der zweiten zylindrischen Array-Linse, 93 umfasst. Die zweite zylindrische Array-Linse 93 verschiebt das Licht, das durch die erste zylindrische Array-Linse 91 hindurchführt, und ist entlang des optischen Wegs der ersten zylindrischen Array-Linse 91 angeordnet. Die zweite zylindrische Array-Linse 93 umfasst eine Mehrzahl von zylindrischen Array-Linsen 91. Die zweite zylindrische Array-Linse 93 umfasst eine Mehrzahl von zylindrischen Linse 93a, die denselben Brechungsindex haben und angrenzend zueinander, angeordnet sind, wie in der ersten zylindrischen Array-Linse 91. Hierbei konvergiert die Mehrzahl der zylindrischen Linsen 93a unabhängig einfallendes Licht oder divergiert es. Die zylindrischen Linsen 93a können zum Divergieren von einfallendem Licht konkav sein, oder von einer bestimmten Form, die das eingefallene Licht zum Bilden eines Brechungsmusters auf der flachen Platte konvergieren oder divergieren können.
Die erste und die zweite Antriebseinheit 100 und 100' liefern eine Antriebskraft für ein hin und her bewegendes Antreibender ersten und der zweiten zylindrischen Array-Linsen 91 und 93 in einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse des einfallenden Lichts.
Wie die 4 und 5 zeigen, treiben die erste und die zweite Antriebseinheit 100 und 100' hin und her bewegend die erste und die zweite zylindrische Array-Linse 91 und 93 in Richtungen nach oben und nach unten an, wie dies in den 4 und 5 dargestellt ist. Jede der ersten und der zweiten Antriebseinheit 100 und 100' umfasst ein Jochelement 101, dargestellt in 5, wobei ein Innenjoch und ein Außenjoch integral gebildet sind, um einen magnetischen Pfad zu erzeugen, einen Magnet 103, vorgesehen innerhalb des Außenjochs des Jochelements 101, und ein Spulenelement 105 gegenüberliegend zu dem Magneten 103 und um einen Spulenkern 92 herumgewickelt, der sich von der ersten und der zweiten zylindrischen Array-Linse 91 und 93 erstreckt. Hierbei werden die Richtung der Magnetkraftlinien des Magneten 103 und die Richtung, in der das Spulenelement 105 gewickelt ist, so bestimmt, dass eine elektromagnetische Kraft zwischen dem Spulenelement 105 und dem Magneten 103 in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung vorliegt, wie dies in den 4 und 5 dargestellt ist.
Da die erste und die zweite Antriebseinheit 100 und 100' unabhängig die erste und die zweite zylindrische Feld-Linse 91 und 93 antreiben, wird Licht, das durch die erste und die zweite zylindrische Array-Linse 91 und 93 hindurchführt, in drei Bereiche aufgeteilt, und zwar an einem effektiven Bildbereich der das Bild bildenden Vorrichtung 130. Dementsprechend werden Farbbalken in getrennten Bereichen gebildet und werden dann verschoben. Demzufolge werden die Farbbalken an einer Formungsposition einer Bildformungsvorrichtung 130 gebildet, was in weiterem Detail nachfolgend beschrieben werden wird. Strahlen, die erste, zweite und dritte Wellenlängenbänder haben, das bedeutet rote (R), grüne (G) und blaue (B) Wellenlängenbänder, fallen alternierend auf die separierten drei Bereiche auf. Zum Beispiel werden die R-, G- und B-Strahlen alternativ in einer (G, R, B), (R, B, G), und (B, G, R) Reihenfolge fokussiert. Die erste und die zweite Antriebseinheit 100 und 100' können ein Schwingspulenmotor oder eine Piezo-Antriebseinheit sein.
Die Farb-Beleuchtungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann weiterhin eine zweite Bündelungslinse 83, eine ein gleichförmiges Licht bildende Einheit 110 und eine Weiterleitungslinse 120 zum Übertragen des Lichts auf eine vorbestimmte Position ohne Ändern der Größe des Lichts unter Berücksichtigung des Brennpunkts und der Gleichförmigkeit des Lichts, das durch die Verschiebeeinheit 90 hindurchführt, umfassen.
Die zweite Bündelungslinse 83 bündelt weiterhin das Licht, das durch die Verschiebeeinheit 90 hindurchführt. Es ist bevorzugt, dass die zweite Bündelungslinse 83 eine zylindrische Linse für ein selektives Fokussieren von Licht, das auf die Bündelungslinse 81 auffällt, nur entlang bestimmter Einfallswege ist. Weiterhin ist es möglich, dass die zweite Bündelungslinse 83 ein optisches Brechungselement ist, das ein Brechungsmuster besitzt, und zwar auf einer flachen Platte, um so wahlweise Licht auf die Bündelungslinse 81, nur entlang bestimmter Einfallswege, zu fokussieren, wie dies vorstehend beschrieben ist.
Die das gleichförmige Licht bildende Einheit 110 ist auf einem optischen Weg zwischen der zweiten Bündelungslinse 83 und der Weiterleitungslinse 120 angeordnet und transformiert das Licht, das durch die Verschiebeeinheit 90 hindurchführt, in gleichförmiges Licht. Hierzu umfasst die das gleichförmige Licht bildende Einheit 110 eine erste, fliegende Augenlinse 111, die eine Mehrzahl von konvexen Bereichen 111a besitzt, die zweidimensional auf einer Einfallsfläche und/oder einer emittierenden Fläche des einfallenden Lichts angeordnet sind, und eine zweite fliegende Augenlinse 113, die angrenzend an die erste fliegende Augenlinse 111 angeordnet ist und eine Mehrzahl von konvexen Bereichen 113a besitzt, die zweidimensional auf der Einfallsfläche und/oder der emittierenden Fläche angeordnet sind.
Die das gleichförmige Licht bildende Einheit 110 kann ein anderes optisches Element, wie beispielsweise einen Glasstab, ebenso wie die erste und die zweite fliegende Augenlinse 111 und 113, umfassen. Die Weiterleitungslinse 120 überträgt das Licht, das durch die das gleichförmige Licht bildende Einheit 110 hindurchführt, auf eine vorbestimmte Position, zum Beispiel der formenden Position der das Bild bildenden Vorrichtung 130.
Das Verfahren zum Betreiben der Farb-Beleuchtungsvorrichtung, die den vorstehend beschriebenen Aufbau besitzt, wird nun weiter, unter Bezugnahme auf 3, und wie sie in den 6 bis 8 dargestellt ist, beschrieben.
6 stellt ein Beispiel einer Ausführungsform der ersten und der zweiten zylindrischen Array-Linse 91 und 93 so dar, dass sie durch Antreiben der ersten und der zweiten Antriebseinheit 100 und 100' orientiert sind. Wenn die optischen Elemente so angeordnet sind, wie dies in 6 dargestellt ist, werden die Farbstrahlen, getrennt von der Farb-Separiereinheit 70, auf die erste Bündelungslinse 81 gebündelt, und der gebündelte Strahl wird in verschiedene Strahlen durch die erste zylindrische Array-Linse 91 separiert. Die separierten Strahlen führen durch die zweite zylindrische Array-Linse 93, die zweite Bündelungslinse 83, die das gleichförmige Licht bildende Einheit 110 und die Weiterleitungslinse 120 hindurch und bilden dadurch Farbbalken an der vorbestimmten Position. Hierbei sind die geformten Farbbalken durch das Bezugszeichen 130a dargestellt und die G-, R-, und die B-Strahlen sind in einer (G, R, B) Reihenfolge in der Richtung von dem oberen Teil zu dem unteren Teil der Balken 130a angeordnet, wie dies in 6 dargestellt ist. Da die Farbstrahlen, getrennt von der Farb-Separiereinheit 70, auf die erste Bündelungslinse 81 unter unterschiedlichen Winkeln einfallen und zu deren jeweiligen, vorbestimmten Positionen über unterschiedliche optische Wege, gebildet durch die vorstehenden, optischen Elemente, d.h. die zweite zylindrische Array-Linse 93, die zweite Bündelungslinse 83, die das gleichförmige Licht bildende Einheit 110 und die Weiterleitungslinse 120, übertragen werden, ist es möglich, das einfallende Licht in die Farbstrahlen zu trennen.
Es ist bevorzugt, dass die gesamte Brennweite der ersten und der zweiten Bündelungslinse 81 und 83 und der ersten und der zweiten zylindrischen Array-Linse 91 und 93 so eingestellt ist, dass der Strahl, abgegeben von der zweiten Bündelungslinse 83, auf die erste fliegende Augenlinse 111 fokussiert wird, wenn der parallele Strahl auf die erste Bündelungslinse 81 auffällt. Die Brennweite ist entsprechend dem Brechungsindex der vorstehenden optischen Elemente eingestellt. Da ein Verfahren zum Einstellen der Brennweite bekannt ist, wird eine Beschreibung davon weggelassen.
7 stellt ein anderes Beispiel einer Anordnung der ersten und der zweiten zylindrischen Array-Linse 91 und 93 durch Antreiben der ersten und der zweiten Antriebseinheit 100 und 100' dar. Als eine Alternative zu der Ausführungsform, die in 6 dargestellt ist, ist die erste zylindrische Array-Linse 91 an einer höheren Position als die zweite zylindrische Array-Linse 93 angeordnet. Die Farbbalken, gebildet dann, wenn die erste und die zweite zylindrische Feld-Linse 91 und 93 so angeordnet sind, wie dies in 7 dargestellt ist, sind durch das Bezugszeichen 130b dargestellt, wobei die R-, B-, und G-Strahlen nicht in einer (R, B, G) Reihenfolge von dem oberen Teil zu dem unteren Teil der Farbbalken 130b angeordnet sind.
8 stellt ein noch anderes Beispiel einer Anordnung der ersten und der zweiten zylindrischen Feld-Linse 91 und 93 dar, indem die erste und die zweite Antriebseinheit 100 und 100' angetrieben werden. Als eine andere Alternative zu den Ausführungsformen, dargestellt in den 6 und 7, kann, wie dies in 8 dargestellt ist, die erste zylindrische Array-Linse 91 an einer noch höheren Position als die zweite zylindrische Array-Linse 93 angeordnet werden. Das bedeutet, dass eine Differenz in der Höhe zwischen der ersten und der zweiten zylindrischen Feld-Linse 91 und 93, in 8, größer als diejenige in 7 ist. In diesem Fall sind die Farbbalken, gebildet dann, wenn die erste und die zweite zylindrische Array-Linse 91 und 93 so angeordnet sind, wie dies in 8 darge stellt ist, durch das Bezugszeichen 130c dargestellt, die B-, G- und R-Strahlen in einer (B, G, R) Reihenfolge, von dem oberen Teil zu dem unteren Teil der Farbbalken 130c, angeordnet.
Demzufolge wird das Verschieben der Farbbalken 130a, 130b und 130c durch Ändern der Anordnung der ersten und der zweiten zylindrischen Array-Linse 91 und 93 wiederholt, wie dies in den 6 bis 8 dargestellt ist, durch Antreiben der ersten und der zweiten Antriebseinheit 100 und 100'.
Wie 3 zeigt, umfassten die Bild-Projektionsvorrichtung und das -verfahren gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Farb-Beleuchtungssystem, die Bild-Formungsvorrichtung 130, die ein Bild aus dem Licht, das die das gleichförmige Licht bildende Einheit 110 verlässt, bildet, und eine Projektionslinseneinheit 140, die das Bild, erzeugt von der Bild-Erzeugungsvorrichtung 130, vergrößert und auf einen Bildschirm 150 projiziert.
Hierbei umfassen die Farb-Beleuchtungsvorrichtung und das -verfahren die Lichtquelle 60, die Licht erzeugt und abgibt, die Farbstrahl-Separiereinheit 70, die das einfallende Licht entsprechend zu dem vorbestimmten Wellenlängenband separiert, die erste und die zweite Bündelungslinse 81 und 83, die Verschiebeeinheit 90 und die das gleichförmige Licht bildende Einheit 110. Die Struktur, die Anordnung und die Funktionen der optischen Elemente, enthalten in dem Farb-Beleuchtungssystem, wurden vorstehend beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf die 3 bis 8.
Die Bild-Erzeugungsvorrichtung 130 ist an einer Position angeordnet, wo die Farbbalken gebildet sind. Der effektive Bildbereich der das Bild bildenden Vorrichtung 130 ist in drei Bereiche getrennt, und die R-, B- und G-Strahlen zum Bilden des Farbbalkens werden verschoben und fallen auf die drei Bereiche auf.
Die Bild-Erzeugungsvorrichtung 130 kann eine Flüssiganzeige vom Transmissions-Typ sein. In diesem Fall arbeitet die Flüssiganzeige vom Transmissions-Typ als ein optisches Ventil und bildet ein Bild durch wahlweises Durchlassen oder Blockieren des einfallenden Lichts an jedem Pixel.
Die Bild-Erzeugungsvorrichtung 130 kann eine reflektierende Flüssigkristallanzeige oder eine Mikrospiegelvorrichtung sein, um reflektierende Wege des Lichts, das auf jedes Pixel unterschiedlich einfällt, zu bilden. In diesem Fall kann das Bildprojektionssystem weiterhin einen Strahlteiler (nicht dargestellt) umfassen, so dass das Bild, erzeugt von der Bild-Erzeugungsvorrichtung 130, zu dem Bildschirm 150 fortschreitet. Da die Struktur und die Funktion der Bild-Erzeugungsvorrichtung 130 weitgehendst bekannt sind, wird eine Beschreibung davon weggelassen.
Die Projektionslinseneinheit 140 ist zwischen der Bild-Erzeugungsvorrichtung 130 und dem Bildschirm 150 angeordnet, und das Bild, erzeugt von der Bild-Erzeugungsvorrichtung 130, wird vergrößert und auf den Bildschirm 150 projiziert.
Wie 9 zeigt, umfassen eine Farb-Beleuchtungsvorrichtung und ein -verfahren, gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine Lichtquelle 60, eine Farbstrahl-Separiereinheit 70, eine erste Bündelungslinse 81 und eine Verschiebeeinheit 190. Hierbei wird, da die Lichtquelle 60, die Farbstrahl-Separiereinheit 70 und die erste Fokussierlinse 81 dieselben Bezugszeichen wie die Ausführungsform, dargestellt in 3, verwenden und deren Struktur und Funktion im Wesentlichen dieselben wie diejenige der Ausführungsform der 3 sind, deren Beschreibung weggelassen werden.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur der Verschiebeeinheit 190, verglichen mit der Verschiebeeinheit 190 der 3, geändert werden kann. Wie die 9 und 10 zeigen, umfasst die Verschiebeeinheit 190 eine Drehzylinder-Array-Linse 195, die drehbar auf einem optischen Weg des Lichts angeordnet ist, und eine Antriebseinheit 200, um drehbar die Drehzylinder-Array-Linse 195 anzutreiben.
Die Drehzylinder-Array-Linse 195 besitzt eine Zylinderform und umfasst eine Mehrzahl von zylindrischen Linsen 195a, die denselben Brechungsindex haben und angrenzend zueinander angeordnet sind. Die Mehrzahl der zylindrischen Linsen 195a konvergiert oder divergiert unterschiedlich das einfallende Licht. Die zylindrischen Linsen 195a können konkav zum Divergieren des einfallenden Lichts sein oder können eine bestimmte Form zum Konvergieren oder Divergierendes einfallenden Lichts haben, indem ein Brechungsmuster auf der flachen Platte gebildet wird.
Da die Antriebseinheit 200 eine allgemein drehbare Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise ein Motor, ist, und die Struktur davon weitgehendst bekannt ist, wird eine Beschreibung davon weggelassen werden.
Die Verschiebeeinheit 190 umfasst die Drehzylinder-Array-Linse 195 in dieser Ausführungsform, die vorteilhaft gegenüber anderen Systemen dahingehend ist, dass die Farbbalken, die getrennt gebildet sind, sequenziell verschoben werden können, im Gegensatz zu der Verschiebeeinheit 90 der vorherigen Ausführungsform.
Das Farb-Beleuchtungssystem dieser Ausführungsform kann eine zweite Bündelungslinse 183, eine ein gleichförmiges Licht bildende Einheit 110 und eine Weiterleitungslinse beziehungsweise Relay-Linse 120 umfassen.
Wie in 10 dargestellt ist, ist die zweite Bündelungslinse 183 so angeordnet, um der Mehrzahl der zylindrischen Linsen 195a gegenüber zu liegen, und besitzt eine halb zylindrische Form, ähnlich der ersten Bündelungslinse 81.
Die zweite Bündelungslinse 183 umfasst erste Bereiche 183a, die so angeordnet sind, um den Außenseitenlinsen, unter der Mehrzahl der zylindrischen Linsen 195a, gegenüber zu liegen, und zweite Bereiche 183b, die so angeordnet sind, um den innenseitigen Linsen unter der Mehrzahl der zylindrischen Linsen 195a gegenüber zu liegen. Die Krümmungen der ersten Bereiche 183a und der zweiten Bereiche 183b sind zueinander unterschiedlich. Dadurch, dass sie unterschiedliche Krümmungen haben, werden Licht, das durch die ersten Bereiche 183a hindurchführt, und Licht, das durch die zweiten Bereiche 183b hindurchführt, auf derselben Ebene fokussiert.
Die das gleichförmige Licht bildende Einheit 110 ist entlang eines optischen Wegs zwischen der zweiten Bündelungslinse 183 und der Weiterleitungslinse 120 angeordnet. Da die optische Struktur der das gleichförmige Licht bildenden Einheit 110 im Wesentlichen dieselbe wie diejenige der das gleichförmige Licht bildenden Einheit 110 des Farb-Beleuchtungssystems der vorherigen Ausführungsform ist, wird eine Beschreibung davon weggelassen werden.
Wie 11 zeigt, umfasst ein Farb-Beleuchtungssystem gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Lichtquelle 60, eine Farbstrahl-Separiereinheit 70, eine erste Bündelungslinse 81, eine Verschiebeeinheit 190, eine zweite Bündelungslinse 283, eine gleichförmiges Licht bildende Einheit 110 und eine Weiterleitungslinse 120. Hierbei wird, da die Lichtquelle 60, die Farbstrahl-Separiereinheit 70, die erste Bündelungslinse 81, die Verschiebeeinheit 190, dieselben Bezugszeichen wie die vorherige Ausführungsform verwenden, wobei deren Struktur und Funktionen im Wesentlichen dieselben sind, deren Beschreibung weggelassen.
Die zusätzliche Ausführungsform in dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anordnung der zweiten Bündelungslinse 283 unterschiedlich gegenüber derjenigen der ande ren Ausführungsformen ist. Genauer gesagt ist die zweite Bündelungslinse 283 zwischen einer ersten fliegenden Augenlinse 111 und einer zweiten fliegenden Augenlinse 113 angeordnet, die in der das gleichförmige Licht bildenden Einheit 110 angeordnet sind.
Ein Bildprojektionssystem gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Farb-Beleuchtungssystem, eine Bild-Erzeugungsvorrichtung (nicht dargestellt), die ein Bild von Licht, das die das gleichförmige Licht bildende Einheit 110 verlässt, bildet, und eine Projektionslinseneinheit (nicht dargestellt), die das Bild, erzeugt von der Bild-Erzeugungsvorrichtung, vergrößert und auf einen Bildschirm (nicht dargestellt) projiziert. Das Bild des Farb-Beleuchtungssystems, enthalten in dem Bildprojektionssystem dieser Ausführungsform, ist gegenüber demjenigen einer vorherigen Ausführungsform dahingehend unterschiedlich, dass die Verschiebeeinheit 190 eine drehende, zylindrische Array-Linse 195 umfasst. Da die Struktur, die Anordnung und die Funktion der verbleibenden optischen Elemente, andere als die Drehzylinder-Array-Linse 195, dieselben wie solche einer vorherigen Ausführungsform sind, wird deren Beschreibung weggelassen werden. Das bedeutet, dass die Verschiebeeinheit 190 die Drehzylinder-Array-Linse 195 und eine Antriebseinheit zum Antreiben der Drehzylinder-Array-Linse 195 so, dass die Verschiebeeinheit 190 Farbbalken verschiebt, umfasst, wobei das Bildprojektionssystem einfach zu dem Antrieb der Bild-Erzeugungsvorrichtung synchronisiert wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann, gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, da ein Farb-Beleuchtungssystem eine Verschiebeeinheit zum Beleuchten von Farbstrahlen umfasst, deren optische Struktur einfach sein und Licht kann verschoben und beleuchtet werden, mit einem geringen Lichtverlust.
Weiterhin kann, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ein Bildprojektionssystem einfach mit dem Antrieb einer Bild-Erzeugungsvorrichtung synchronisiert werden, wenn Farbbalken verschoben werden. Zusätzlich kann, da das Bildprojektionssystem ein Einzelplatten-Typ ist, die optische Struktur davon einfach sein. Da das Bildprojektionssystem einfallendes Licht unter Verwendung einer ersten und einer zweiten zylindrischen Array-Linse oder einer sich drehenden, zylindrischen Array-Linse verschiebt, kann die optische Effektivität davon verbessert werden.
Obwohl ein paar Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, wird es für Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich werden, dass Änderungen in dieser Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne die Prinzipien der Erfindung zu verlassen, wobei der Schutzumfang davon in den Ansprüchen definiert ist.

Claims

Farb-Beleuchtungssystem, das umfasst: eine Lichtquelle (60), die Licht emittiert; einen Farb-Strahlteiler (70), der von der Lichtquelle (60) emittiertes auftreffendes Licht entsprechend vorgegebener Wellenlängenbänder teilt und die geteilten Strahlen durchlässt; eine erste Bündelungslinse (81), die die getrennten Strahlen bündelt; und eine Verschiebeeinheit (90, 190), die Ausbreitungswege der gebündelten Strahlen in Farbbalken an verschiedenen Positionen ändert und die Änderung der Ausbreitungswege der gebündelten Strahlen verschiebt, um so die Farbbalken periodisch zu verschieben, dadurch gekennzeichnet, dass: der Farb-Strahlteiler (70) die geteilten Strahlen in verschiedenen Winkeln durchlässt.
Farb-Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, das des Weiteren umfasst: eine zweite Bündelungslinse (83), die das aus der Verschiebeeinheit (90, 190) austretende Licht bündelt; und eine Einheit (110) zum Erzeugen von homogenem Licht, die das aus der Verschiebeeinheit austretende Licht zu homogenem Licht macht.
Farb-Beleuchtungssystem nach Anspruch 2, das des Weiteren eine Übertragungslinse (120) umfasst, die das Licht, das durch die Einheit (110) zum Erzeugen von homogenem Licht hindurchtritt, an eine vorgegebene Position weiterleitet.
Farb-Beleuchtungssystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei die zweite Bündelungslinse (83) eine zylindrische Linse ist, die selektiv auftreffendes Licht bündelt, das lediglich entlang bestimmter Auftreffwege auf die zweite Bündelungslinse (83) auftrifft.
Farb-Beleuchtungssystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei die zweite Bündelungslinse (83) ein beugendes optisches Element ist, das ein vorgegebenes Beugungsbild hat, um selektiv auftreffendes Licht zu bündeln, das lediglich entlang bestimmter Auftreffwege auf die zweite Bündelungslinse auftrifft.
Farb-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Einheit (110) zum Erzeugen von homogenem Licht umfasst: eine erste Facettenlinse (111), die eine Vielzahl konvexer Abschnitte (111a) hat, die zweidimensional an einer Auftrefffläche und/oder einer Emissionsfläche der Einheit (110) zum Erzeugen von homogenem Licht angeordnet ist; und eine zweite Facettenlinse (113), die an die erste Facettenlinse (111) angrenzt und eine Vielzahl konvexer Abschnitte (113a) hat, die zweidimensional an der Auftrefffläche und/oder der Emissionsfläche der Einheit (110) zum Erzeugen von homogenem Licht angeordnet ist.
Farb-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Farb-Strahlteiler (170) umfasst: einen ersten dichroitischen Spiegel (71 ), der zu der optischen Achse von Licht, das auf den Farb-Strahlteiler (70) auftrifft, geneigt ist, einen Strahl (L1) einer ersten Farbe des auftreffenden Lichtes reflektiert und die Strahlen verbleibender Farben durchlässt; einen zweiten dichroitischen Spiegel (73), der zu der optischen Achse des auftreffenden Lichtes geneigt ist, hinter einer Rückseite des ersten dichroitischen Spiegels (71) angeordnet ist und einen Strahl (L2) zweiter Farbe der Strahlen der durch den ersten dichroitischen Spiegel (71) durchgelassenen Farben reflektiert und den Strahl verbleibender Farbe durchlässt; und einen dritten dichroitischen Spiegel (75), der zu der optischen Achse des auftreffenden Lichtes geneigt ist, hinter einer Rückseite des zweiten dichroitischen Spiegels (73) angeordnet ist und einen Strahl (L3) dritter Farbe der Strahlen der durch den zweiten dichroitischen Spiegel (73) durchgelassenen Farbenreflektiert.
Farb-Beleuchtungssystem nach Anspruch 7, wobei der erste, der zweite und der dritte dichroitische Spiegel (71, 73, 75) in verschiedenen Winkeln (θ1, θ2, θ3) zu der optischen Achse des auftreffenden Lichtes geneigt sind und das Licht, das aus dem ersten, dem zweiten und dem dritten dichroitischen Spiegel austritt, in verschiedenen Winkeln auf die erste Bündelungslinse (81) auftrifft.
Farb-Beleuchtungssystem nach Anspruch 8, wobei der Neigungswinkel (θ1) für den ersten dichroitischen Spiegel (71) kleiner ist als der Neigungswinkel (θ2) für den zweiten dichroitischen Spiegel (73), der kleiner ist als der Neigungswinkel (θ3) für den dritten dichroitischen Spiegel (75).
Farb-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste Bündelungslinse (81) eine zylindrische Linse ist, die selektiv Licht bündelt, das lediglich entlang bestimmter Auftreffwege auf die erste Bündelungslinse (81) auftrifft.
Farb-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste Bündelungslinse (81) ein beugendes optisches Element ist, das einvorgegebenes Beugungsbild hat und selektiv Licht bündelt, das lediglich entlang bestimmter Auftreffwege auf die erste Bündelungslinse (81) auftrifft.
Farb-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Verschiebeeinheit (90) umfasst: eine erste zylindrische Array-Linse (91), die eine Vielzahl aneinandergrenzender zylindrischer Linsen (91a) enthält, die Licht, das auf die erste zylindrische Array-Linse (91) auftrifft, unabhängig voneinander sammeln und streuen; und eine erste Antriebseinheit (100), die eine Antriebskraft erzeugt, um Licht, das aus der ersten zylindrischen Array-Linse (91) austritt, zu verschieben und die erste zylindrische Array-Linse (91) in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse des auftreffenden Lichtes hin und her anzutreiben.
Farb-Beleuchtungssystem nach Anspruch 12, wobei die Verschiebeeinheit (90) des Weiteren umfasst: eine zweite zylindrische Array-Linse (93), die von der ersten zylindrischen Array-Linse (91) getrennt ist und eine Vielzahl aneinandergrenzender zylindrischer Linsen (93a) enthält, die Licht, das auf die zweite zylindrische Array-Linse (93) auftrifft, unabhängig voneinander sammeln oder streuen; und eine zweite Antriebseinheit (100'), die eine Antriebskraft erzeugt, um die zweite zylindrische Array-Linse (93) in einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse des auf die zweite zylindrische Linse (93) auftreffenden Lichtes hin und her anzutreiben.
Farb-Beleuchtungssystem nach Anspruch 13, wobei sowohl die erste als auch die zweite zylindrische Array-Linse (91, 93) ein beugendes optisches Element ist und die Vielzahl zylindrischer Linsen (91a, 93a) unter Verwendung eines Beugungsbildes bildet.
Farb-Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Verschiebeeinheit (190) umfasst: eine sich drehende Zylinder-Array-Linse (195), die drehbar entlang eines optischen Weges von Licht angeordnet ist, das auf die Verschiebeeinheit (190) auftrifft, und die eine Vielzahl aneinandergrenzender zylindrischer Linsen (195a) ent lang eines Außenumfangsabschnitts der sich drehenden Zylinder-Array-Linse (195) enthält, die eine Zylinderform haben; und eine Antriebseinheit (200), die die sich drehende Zylinder-Array-Linse (195) drehend antreibt.
Farb-Beleuchtungssystem nach Anspruch 15, wobei die sich drehende Zylinder-Array-Linse (195) ein beugendes optisches Element ist und die Vielzahl zylindrischer Linsen (195a) unter Verwendung eines Beugungsbildes bildet.
Farb-Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, wobei die vorgegebenen Wellenlängenbänder aus drei separaten vorgegebenen Wellenlängenbändern für drei separate Farben bestehen.
Bildprojektionssystem, das umfasst: eine Lichtquelle (60), die Lichtstrahlen emittiert; einen Farb-Strahlteiler (70), der von der Lichtquelle (60) emittierte, auftreffende Lichtstrahlen entsprechend vorgegebener Wellenlängenbänder teilt und die geteilten Strahlen durchlässt; eine erste Bündelungslinse (81), die die geteilten Strahlen bündelt; eine Verschiebeeinheit (90, 190), die Ausbreitungswege der gebündelten Strahlen ändert, um Farbbalken an verschiedenen Positionen zu erzeugen, und die Änderung der Ausbreitungswege der gebündelten Strahlen verschiebt, um so die Farbbalken periodisch zu verschieben; eine zweite Bündelungslinse (83), die Licht bündelt, das aus der Verschiebeeinheit (90, 190) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass der Farb-Strahlteiler (70) die geteilten Strahlen in verschiedenen Winkeln durchlässt; und das Bildprojektionssystem des Weiteren umfasst: eine Einheit (110) zum Erzeugen von homogenem Licht, die das aus der Verschiebeeinheit (90, 190) austretende Licht in homogenes Licht umwandelt; eine Bilderzeugungseinheit (130), die ein Bild aus aus der Einheit (110) zum Erzeugen von homogenem Licht austretendem Licht erzeugt; und eine Projektionslinseneinheit (140), die das von der Bilderzeugungsvorrichtung (130) produzierte Bild vergrößert und auf einen Bildschirm (150) projiziert.
Bildprojektionssystem nach Anspruch 18, wobei der Farb-Strahlteiler (70) umfasst: einen ersten dichroitischen Spiegel (71 ), der zu einer optischen Achse von. Licht, das auf den Farb-Strahlteiler auftrifft, geneigt ist, einen Strahl (L1) einer ersten Farbe des auftreffenden Lichtes reflektiert und die Strahlen verbleibender Farben durchlässt; einen zweiten dichroitischen Spiegel (73), der zu der optischen Achse des auftreffenden Lichtes geneigt ist, hinter einer Rückseite des ersten dichroitischen Spiegels (71) angeordnet ist und einen Strahl (L1) zweiter Farbe der Strahlen der durch den ersten dichroitischen Spiegel (71) durchgelassenen Farben reflektiert und den Strahl verbleibender Farbe durchlässt; und einen dritten dichroitischen Spiegel (75), der zu der optischen Achse des auftreffenden Lichtes geneigt ist, hinter einer Rückseite des zweiten dichroitischen Spiegels (73) angeordnet ist und einen Strahl (L3) dritter Farbe der Strahlen der durch den zweiten dichroitischen Spiegel (73) durchgelassenen Farben reflektiert.
Bildprojektionssystem nach Anspruch 19, wobei der erste, der zweite und der dritte dichroitische Spiegel (71, 73, 75) in verschiedenen Winkeln (θ1, θ2, θ3) zu der op tischen Achse des auftreffenden Lichtes geneigt sind und Licht, das aus dem ersten, dem zweiten und dem dritten dichroitischen Spiegel (71, 73, 75) austritt, in verschiedenen Winkeln auf die erste Bündelungslinse (81) auftrifft.
Bildprojektionssystem nach Anspruch 20, wobei der Neigungswinkel (θ1) für den ersten dichroitischen Spiegel (71) kleiner ist als der zweite Neigungswinkel (θ2) für den zweiten dichroitischen Spiegel (73), der kleiner ist als der Neigungswinkel (θ3) für den dritten dichroitischen Spiegel (75).
Bildprojektionssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei die erste und die zweite Bündelungslinse (81, 83) zylindrische Linsen sind, die selektiv jeweilige auftreffende Lichtstrahlen bündeln, die lediglich entlang bestimmter Auftreffwege auf die entsprechende Bündelungslinse auftreffen.
Bildprojektionssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei die erste Bündelungslinse (81) und die zweite Bündelungslinse (83) beugende optische Elemente sind, die vorgegebene Brechungsbilder haben, um selektiv jeweilige auftreffende Lichtstrahlen zu bündeln, die lediglich entlang bestimmter Auftreffwege auf die entsprechende Bündelungslinse auftreffen.
Bildprojektionssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei die Verschiebeeinheit (90) umfasst: eine erste zylindrische Array-Linse (91), die eine Vielzahl aneinandergrenzender zylindrischer Linsen (91a) enthält, die Licht, das auf die erste zylindrische Array-Linse (91) auftrifft, unabhängig voneinander sammeln oder streuen; und eine erste Antriebseinheit (100), die eine Antriebskraft erzeugt, um Licht, das aus der ersten zylindrischen Array-Linse (91) austritt, zu verschieben und die erste zylindrische Array-Linse (91) in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse des auftreffenden Lichtes hin und her anzutreiben.
Bildprojektionssystem nach Anspruch 24, wobei die Verschiebeeinheit des Weiteren umfasst: eine zweite zylindrische Array-Linse (93), die von der ersten zylindrischen Array-Linse (91) getrennt ist und eine Vielzahl aneinandergrenzender zylindrischer Linsen (93a) enthält, die Licht, das auf die zweite zylindrische Array-Linse (93) auftrifft, unabhängig voneinander sammelt und streuen; und eine zweite Antriebseinheit (100'), die eine Antriebskraft erzeugt, die die zweite zylindrische Array-Linse (93) in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse des auf die zweite zylindrische Array-Linse (93) auftreffenden Lichtes hin und her antreibt.
Bildprojektionssystem nach Anspruch 25, wobei sowohl die erste als auch die zweite zylindrische Array-Linse (91, 93) ein beugendes optisches Element mit einem vorgegebenen Beugungsbild ist.
Bildprojektionssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei die Verschiebeeinheit (190) umfasst: eine sich drehende Zylinder-Array-Linse (195), die drehbar entlang eines optischen Weges von Licht angeordnet ist, das auf die Verschiebeeinheit (190) auftrifft, und die eine Vielzahl aneinandergrenzender zylindrischer Linsen (195a) entlang eines Außenumfangsabschnitts der sich drehenden Zylinder-Array-Linse (195) enthält, die eine Zylinderform haben; und eine Antriebseinheit (200), die die sich drehende Zylinder-Array-Linse (195) drehend antreibt.
Bildprojektionssystem nach Anspruch 27, wobei die sich drehende Zylinder-Array-Linse (195) ein beugendes optisches Element ist und die Vielzahl zylindrischer Linsen unter Verwendung eines Beugungsbildes bildet.
Bildprojektionssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 28, das des Weiteren eine Übertragungslinse (120) umfasst, die Licht, das durch die Einheit (110) zum Er zeugen von homogenem Licht hindurchtritt, zu einer vorgegebenen Position weiterleitet.
Bildprojektionssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 29, wobei die Einheit (110) zum Erzeugen von homogenem Licht umfasst: eine erste Facettenlinse (111), die eine Vielzahl konvexer Abschnitte (111a) hat, die zweidimensional an einer Auftrefffläche und/oder einer Emissionsfläche der Einheit (110) zum Erzeugen von homogenem Licht angeordnet ist; und eine zweite Facettenlinse (113), die an die erste Facettenlinse (111) angrenzt und eine Vielzahl konvexer Abschnitte (113a) hat, die zweidimensional an der Auftrefffläche und/oder der Emissionsfläche der Einheit (110) zum Erzeugen von homogenem Licht angeordnet ist.
Bildprojektionssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 30, wobei die vorgegebenen Wellenlängenbänder aus drei separaten vorgegebenen Wellenlängenbändern für drei separate Farben bestehen.